Kurt Friese, Dr. rer. nat.

Hydrochemie und Sedimentgeochemie eines Pyrit-versauerten Bergbausees des Lausitzer Braunkohlenreviers (RL-111) als Grundlage zur Entwicklung eines Neutralisationsverfahrens

Kumulative Habilitationsschrift zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium habilitatus (Dr. rer. nat. habil.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät und an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Beschlußdatum 13.07.2005

Abstract
Diese Arbeit befasst sich mit einem Teilproblem negativer Umweltfolgen durch den Braunkohlenbergbau im Osten Deutschlands, mit der Versauerung von Seen durch schwefelsäurehaltige Produkte, die bei der Gewinnung von Braunkohle im Lausitzer Braunkohlenrevier auftritt, da diese mit Pyrit-haltigem Nebengesteinen vergesellschaftet ist. Die Problematik der sauren Bergbauseen ist aus geologischen Gründen auf das Lausitzer Braunkohlenrevier konzentriert und trat erst nach der Wiedervereinigung Deutschlands in den Focus der Umweltforschung. Daher werden in dieser Arbeit sowohl übergreifend für das Lausitzer Braunkohlenrevier als auch im Besonderen für das Fallbeispiel des Bergbausees RL-111 die besonderen hydrochemischen und Sediment-geochemischen Verhältnisse eingehend dargestellt. Diese Untersuchungen bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines passiven Sanierungsverfahrens zur Neutralisierung dieser Seen, welches auf natürlichen mikrobiellen Vorgängen beruht und ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit ist. Dementsprechend gliedert sich die zusammenfassende Darstellung der in dieser Arbeit kumulierten Veröffentlichungen in die Hauptaspekte Hydrochemie, Sedimentgeochemie und Sanierungsverfahren. Kapitel 7 ist einem besonderen Teilaspekt gewidmet, dem Kohlenstoffkreislauf in RL-111. Zu Beginn steht eine Einleitung und Übersicht zu historischen und wirtschaftlichen Aspekten der Braunkohlegewinnung sowie zur Geologie der Braunkohlevorkommen im Lausitzer Revier. Dazu gehören auch die grundlegenden Kenntnisse zur Pyritoxidation und Pyritbildung sowie zu den mikrobiologischen Vorgängen der Eisen- und Sulfatreduktion, auf denen das entwickelte Neutralisierungsverfahren basiert.

This work comprises investigations on a problem of negative environmental effects in relation with the lignite mining in eastern Germany, the acidification of mining lakes by sulphuric acid as a result of pyrite containing sediments and soils in the strata and cover of the lignite seams in the Lusatian lignite mining district. The problem of Lake Acidification is concentrated to the Lusatian lignite mining district by geological reasons and came into the focus of environmental research first after German reunification. Therefore, this work describes the special hydrochemistry and sediment geochemistry of the Lusatian lignite mining district in general as well as the special conditions of the exemplified lignite mine pit lake RL-111 in detail. These investigations were the base for the development of a passive remediation measure to neutralize such kind of lignite mine pit lakes using natural microbial processes which will be as well part of this work. Consequently, this work summarizes publications on the topics hydrochemistry, sediment geochemistry and remediation measure. Chapter 7 is dedicated to a special aspect; the carbon cycle of the lignite mine pit lake RL-111. In the beginning of this work an introduction and overview of the historical and economic aspects of the lignite mining in Germany and of the geology of the Lusatian lignite mining district is given. Moreover, the general knowledge about pyrite oxidation and pyrite formation as well as the fundamentals about the microbiological processes of iron and sulphate reduction as the base for the developed neutralization technique is presented therein.

Keywords:
Bergbauseen, Versauerung, Pyrit-Oxidation, Schwermetalle, Spurenelemente, Sedimente, Eisenreduktion, Sulfatreduktion, organischer Kohlenstoffabbau

Mine Pit Lakes, acidification, Pyrite oxidation, heavy metals, trace elements, sediments, iron reduction, sulphate reduction, organic carbon degradation

Online-Dokument im PDF-Format (1.624 KB) mit integrierter Gliederung.

Liste der veröffentlichten Originalarbeiten