Brandenburgische Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Cottbus. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format.

Frankfurt (Main), Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Hamburg, Univ., Diss., 2009

Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen.

In der vorliegenden Arbeit wurden die geochemischen Auswirkungen einer Nutzung der Wasserlösestollen im Freiberger Grubenrevier untersucht. Die Nutzung erfolgt entweder durch die direkte Einleitung von Oberflächenwasser in den Stollen, bzw. die Ableitung von Betriebswasser eines unterirdischen Kraftwerkes. Für die Prognose mussten je nach Nutzungsart verschiedene Prozesse berücksichtigt werden. Als Steuerparameter von großem Einfluss wurde vor allem der sich einstellende pH-Wert mit Hilfe von thermodynamischen Modellierungen und Mischungsrechnungen prognostiziert. Soweit möglich, wurden Reaktionen des einzuleitenden Wassers mit Festphasen berücksichtigt. Im Ergebnis kann für die vorgesehenen Nutzungen mit Einleitung von unbelastetem Oberflächenwasser eine Verbesserung der Stollenwasserqualität prognostiziert werden. In einem Falle konnte die Prognose in der Realität bestätigt werden. Durch das Betriebswasser des Kraftwerkes muss mit einer kurzzeitigen erhöhten Belastung des Stollenwassers gerechnet werden.

In der vorliegenden Arbeit wurden die geochemischen Auswirkungen einer Nutzung der Wasserlösestollen im Freiberger Grubenrevier untersucht. Die Nutzung erfolgt entweder durch die direkte Einleitung von Oberflächenwasser in den Stollen, bzw. die Ableitung von Betriebswasser eines unterirdischen Kraftwerkes. Für die Prognose mussten je nach Nutzungsart verschiedene Prozesse berücksichtigt werden. Als Steuerparameter von großem Einfluss wurde vor allem der sich einstellende pH-Wert mit Hilfe von thermodynamischen Modellierungen und Mischungsrechnungen prognostiziert. Soweit möglich, wurden Reaktionen des einzuleitenden Wassers mit Festphasen berücksichtigt. Im Ergebnis kann für die vorgesehenen Nutzungen mit Einleitung von unbelastetem Oberflächenwasser eine Verbesserung der Stollenwasserqualität prognostiziert werden. In einem Falle konnte die Prognose in der Realität bestätigt werden. Durch das Betriebswasser des Kraftwerkes muss mit einer kurzzeitigen erhöhten Belastung des Stollenwassers gerechnet werden.

Abandoned non-reclaimed marl mine dumps of the cement factory in the Novorossiysk industrial agglomeration (NW Caucasus, Russia) are hazardous because of fugitive dust emissions, erosion and possible occurrence of a debris-flow disaster. Having high sorption capacity, dust accumulates pollutants contained in the atmospheric air and subsequently precipitates on the topsoil. Soil and plant sampling and chemical analysis (> 200 specimens) revealed the geochemical anomalies of Pb, Zn, Cu, Ba and Sr. Land zoning based on accumulated environmental damage indicators and the debris-flow technical risk was performed to assess environmental threats. The designed mine dump reclamation includes soil stabilisation by application of geosynthetic cover, hydro-seeding of soil improvers and seeds of herbaceous plants on the slopes, and anti-erosion plantation of cades and smoke trees at subhorizontal surfaces.

The main goal of this thesis is the evaluation of the environmental contamination risk from the tailings materials. In order to achieve this task, hydrogeological, mineralogical, geochemical, hydrochemical, and isotope studies were conducted at the uranium tailings Schneckenstein. Four cores were taken at the tailing sites by drilling to different depths. Two borings were located in each tailing respectively. Samples were collected at an interval of 1 m. From the study, the cover layers has a coefficient of permeability of approximately 10-5 m/s, whereas for the tailings material, it ranges between 10-8 and 10-7 m/s except the last two intervals of the fourth borehole. The dry density is very low, whereas the grain density exceed 2.7 g/cm³ in almost all the materials. The total porosity is very high exceeding 30 % in almost all tailings. In addition, the infiltration rate in the tailings is low with a mean value approximately 8.8 cm/a. Muscovite and quartz dominate the mineralogy of the tailing sediments. For the analysed elements, the non residual fraction is in association with the iron and manganese oxides. Hence, the decrease of the oxygen contents in the environment will increase their solubility. Assuming an equilibrium between most of the radionuclides in the uranium chain before the ore processing and assuming that radium has not left the system e.g. as solute in water, not more than about 70 % of the total uranium content was removed during the ore processing. Also, the presence of organic matter and sulphur in the tailings material are the major factors controlling the solubility of elements in the areas. The hydrochemical model PHREEQC shows high solubility of most of elements. It also shows the change in chemical conditions between the heap materials and the tailing sediments which is characterised by a decrease of the Eh values with depth. This indicates the change of the medium to post aerobic or anaerobic conditions.

Die geochemischen Verhältnisse der Böden des Erzgebirge und Vogtlandes werden auf der Grundlage der komplexen geochemischen Analyse von ausgewählten, flächenrepräsentativen Bodenprofilen auf Hauptgesteinen des Untersuchungegebietes charakterisiert. Die Wirkungsweisen vorhandener Einflussfaktoren (Gesteinschemismus, Bodengenese, Bodennutzung) werden untersucht und bewertet. Die Untersuchungen stellen eine Grundlage für die Ableitung von geologisch bedingten regionalen Hintergrundbelastungen dar. / A characterization of the soil geochemistry of the Erzgebirge and Vogtland Regions (Saxony) is provided on the basis of the investigation of characteristic soil profiles on major bedrock types of the area. Different factors of influence (rock geochemistry, soil formation, land utilization) are investigated and evaluated. The investigation provides essential information for the development of regional background concentrations.

In bergmännisch geschaffenen Hohlräumen in Sulfiderzlagerstätten findet durch den Kontakt sauerstoffhaltiger Wässer mit den künstlich vergrößerten Reaktionsoberflächen resterzhaltigen Materials eine permanente, intensive Sulfidoxidation statt, die zu einer hohen Löslichkeit von Elementen führt. Beispielhaft wurde die polysulfidische Gangerz-Lagerstätte Freiberg untersucht. Geochemische Bedeutung besitzen hier die Elemente Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, Al und As. An wichtigen primären Mineralen wurde die Elementfreisetzung untersucht. Die Auswirkung der Elementmobilisation auf die Grundwasserqualität wurde verfolgt. Dabei konnte auf Besonderheiten der Grubenwässer stillgelegter Abbaue, der Stollnwässer und des Flutungswassers eingegangen werden. Die Aufnahme der Stofffrachten führt ebenso wie ihre selektive, partielle Präzipitation zu typischen, sulfatischen Grubenwässern. Die Fällungssedimente wurden mineralogisch und geochemisch charakterisiert. Die stillgelegte Sulfiderzgrube wurde als Quelle und Senke für direkt oder indirekt umweltrelevante Elemente beschrieben, deren im Wasser transportierte Stofffrachten insbesondere für Cd, Pb und As ökotoxikologisch von Bedeutung sind.