MESMEG / Department of Mining and Environmental Geology / This study entails geochemical and mineralogical characterization of gold tailings of Nestor Mine and Glynn’s Lydenberg Mine of the Sabie-Pilgrim’s Rest goldfields. A total of 35 samples were collected and were analysed for chemical composition (XRF and ICP-MS), mineralogical composition (XRD). In addition, acid-base accounting (ABA) techniques had been conducted to predict the potential for acid mine drainage. Seepage from Nestor tailings dump and water samples from the adjacent Sabie River were also collected and analysed by means of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and immediate constituent (IC) -analytical techniques. The study revealed that Sabie-pilgrim’s rest goldfield is characterized by both acid generating and non-acid producing tailings, and this is attributed to variations in the mineralogy of source rocks. Gold occurred within the Black Reef Quartzite Formation in the Nestor Mine and within the Malmani Dolomite in the case of Glynn’s Lydenburg Mine. Mineralogy and bulk geochemical analyses performed in this study showed a clear variation in the chemistry of Nestor Mine and Glynn’s Lydenburg Mine tailings. Predominant oxides in Nestor mine tailings samples are SiO2 (ranging from 66.7-91.25 wt. %; followed by Fe2O3 and Al2O3 (in range of 0.82-15.63 wt. %; 3.21-12.50 wt. % respectively); TiO2 (0.18-10.18 wt. %) and CaO (0.005-3.2 wt. %). Also occurring in small amounts is CaO (0.005-3.2 wt. %), K2O (0.51-2.27 wt. %), MgO (0.005-1.46 wt. %), P2O5 (0.029-0.248), Cr2O3 (0.013-0.042 wt. %) and Na2O (0.005-0.05 wt. %). The samples also contain significant concentrations of As (137-1599 ppm), Cu (34-571 ppm), Cr (43-273 ppm), Pb (12-276 ppm), Ni (16-157 ppm), V (29-255 ppm), and Zn 7-485 ppm). In the Glynn’s Lydenburg Mine tailings SiO2 is also the most dominant oxide ranging between 47.95 and 65.89 w%; followed by Al2O3 (4.31 to 16.19 wt. %), Fe2O3 (8.48 to 11.70 wt %), CaO (2.18 to 7.10 wt. %), MgO (2.74 to 4.7 wt. %). Occurring in small amounts is K2O (1.12-1.70 wt. %), MnO (0.089-0.175 wt. %), P2O5 (0.058-0.144 wt. %) and Cr2O3 (0.015-0.027 wt. %). Arsenic (As), is also occurring in significant amounts (807-2502 ppm), followed by Cr (117-238 ppm), Cu (10-104 ppm), V (56-235 ppm), Ni (45-132 ppm), Pb (13-63 ppm) and Zn (90-240 ppm). Nestor Mine tailings associated with Black Reef Formation mineralization have net neutralizing potential (NPR) <2, hence more likely to generate acid; and their acid potential (AP) ranges 1.56 to 140.31 CaCO3/ton and neutralizing potential (NP) range from -57.75 to -0.3 CaCO3/ton. Glynn’s Lydenburg Mine tailings dump which is vi associated with dolomite mineralization, however, was not leaching acid. Based on acid-base accounting results, these tailings have more neutralizing potential (ranging between 57.6 and 207.88 CaCO3/ton) than acid potential (ranging between 7.5 and 72.1 CaCO3/ton); and their NPR>2, hence unlikely to produce acid. This is confirmed by paste pH which was in the ranges between 7.35 and 8.17. Tailings eroded from Nestor Mine tailings dump were also found to be characterized by high content of metals and oxides, namely, As, Cu, Ni, Pb, V, and Zn with SiO2, Fe2O3 and TiO2. The tailings were observed eroded into the Sabie River where AMD related precipitate (yellow boy) was also observed, indicating further oxidation downstream. Field observations, onsite analyses of water samples and laboratory results revealed that Nestor Mine tailings storage facility discharges acid mine drainage with considerable amounts of Al, As, Cu, Fe, Mn, Zn and SO4 and very low pH exceeding the limit as per South African water quality standards. High concentrations of these metals have toxicity potential on plants, animals and humans. Upon exposure to oxygen and water, tailings from Nestor Mine are more likely to generate acid mine drainage that can cause detrimental effect to the environment and the surrounding communities. Potential pollutants are Fe, Mn, Al, As, Cr, Cu, Ni and Pb. Tailings from Glynn’s Lydenberg showed no potential for acid mine drainage formation. / NRF

Azidotische Belastungen des Pansens gelten bei Milchkühen besonders in der Frühlaktation als weit verbreitet. Sie werden als subakute Pansenazidosen (SARA) für die häufigen Produktionskrankheiten verantwortlich gemacht. Ziele : dieser Untersuchungen waren a) die Kontrolle des Säure-Basen-Haushalt (SBH) bei HF- Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum zum Vorkommen von SARA, b) die Prüfung bewährter sowie neuer Methoden zur Pansensaftanalyse, c) die Analyse von SBH-Harnparametern sowie d) die Prüfung möglicher Beziehungen von Stoffwechselparametern im Blut zu SBH-Parametern im Pansensaft. Versuchsanordnung : In 10 Betrieben Niedersachsens wurden an je 10 Kühen Verlaufsuntersuchungen mit vier Proben/Tier durchgeführt: 1. Trockenstehperiode/Färsen -30 Tage ante partum (d a.p.) bis zur Kalbung; 2. 2 bis 7 Tage post partum (d p.p.); 3. in der Frühlaktation 8 bis 30 d p.p. und 4. in der Mittellaktation 80 bis 150 d p.p. Pansensaft vormittags mit Geishauser- Sonde gewonnen, Blut aus der V. jugularis externa sowie Harn per Blasenkathederisierung. Analysiert wurden im Pansensaft der pH-Wert, die Pufferkapazität als Titrationsbilanz über die Titrationsazidität und - alkalität, die Methylenblauprobe sowie die Sedimentaktivitätszeit (SAT), im Harn der pH-Wert, die Netto-Säure-Basen-Ausscheidung (NSBA) sowie der Basen-Säure-Quotient (BSQ) und im Blutserum Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Betahydroxybutyrat (BHB), L-Laktat, Cholesterol, Protein, Albumin, Bilirubin, Harnstoff, Kreatinin, Na, K, Cl, Ca, P, Mg, ALP, ASAT, GLDH sowie die CK. Ergebnisse: Zwischen Kühen und Färsen wurden bei den gemessenen Parametern keine gesicherten Unterschiede festgestellt. Es gab auch keine Unterschiede zwischen den Betrieben. Die Pansen-pH-Werte bewegten sich von x= 6,8 (6,43/7,0;1./3. Quartil) zu Beginn des Trockenstehens über minimal x = 6,3 (5,9/6,7) 30 bis 60 d p.p. bis x = 6,6 (6,2/6,8) in der Mittellaktation. Sie lagen alle im physiologischen Bereich. 20 Kühe hatten Pansen-pH-Werte von < 5,8, 6 Kühe von < 5,5 und 21 Kühe von > 7,2. Damit kamen die Kühe der SARA-Definition, bezogen auf das einmalige Auftreten von pH-Werten < 5,8 bei einer Kuh, nahe; bezogen auf alle gemessenen Pansen-pH-Werte betrug der Anteil < 5,8 aber nur 9,8 %. Die Titrationsbilanz war in der Trockensteherperiode ausgeglichen; bei allen drei Kontrollen p.p. bestand ein Basendefizit. Die Pufferkapazität war in der 1. Woche p.p. und in der Frühlaktation vermindert. Panse-pH-Werte und Titrationsbilanz korrelierten sehr eng (r=0,98,p<0,001). Die Methylenblauprobe war a.p. mit x = 3:37 (2:22/4:59) Minuten am längsten, in der Mittellaktation mit 3:01 (2:25/4:30) Minuten am kürzesten und ingesamt physiologisch. Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Kontollzeiträumen. Die SAT war physiologisch und schwankte zwischen zwei und fünf Minuten ohne signifikante Unterschiede zwischen den Entnahmezeiträumen. Im Harn lagen die NSBA mit x = 70 mmol/l (20/122 = 1./3.Quartil) und der BSQ mit x = 2,2 (1,6/2,8) nur bei den Frischmelkern unter den unteren Grenzwerten und deuteten die Gefahr von SARA an. Der Harn-pH-Wert war mit x = 7,98 (7,7/8,2) physiologisch. Von der Gesamtheit alle NSBA-Werte waren 37% < 83 mmol/l sowie 28,9% < 25 mmol/l; beim BSQ waren es 52,6% < 2,5 sowie 27,4% < 1,5. Die für die NSBA, den BSQ und den Harn-pH-Wert berechneten Sensivitäten und Spezifitäten für einen Pansen-pH-Wert < 5,8 liegen mit 44,8% und 64,5% (NSBA), 55,8% und 47,9% (BSQ) sowie 2,3% und 97% (Harn-pH-Wert) unter den diagnostischen Erfordernissen.Sie können somit keine sicheren Rückschlüsse auf den Pansenzustand geben. Bei den Blutbefunden wurden Kühe mit Pansen-pH-Werten < 5,8 (SARA) und >5,8 gegenüber gestellt. Die Korrelationskoeffizienten, die Sensitivität und die mittels Receiver-Operating-Characteristics Analysen ermittelten Flächen unter der Kurve zwischen Pansen-pH-Wert und den Blutparametern waren niedrig ( p> 0,05). Schlussfolgerung: Hochleistende HF-Kühe haben peripartal nicht zwangsläufig eine SARA. Die Titrationsbilanz ergänzt den Pansensaft-pH-Wert, ist routinemäßig aber nicht nötig. Im Harn liegen die NSBA und BSQ häufiger unter den Grenzwerten und korrelieren nicht gesichert mit dem Pansen-pH-Wert. Auch Blutparameter erlauben keine sichere Aussage über den Pansenzustand. Die Diagnose von SARA muss mit direkter Messung des Pansen-pH-Wertes gestellt werden.

Azidotische Belastungen des Pansens gelten bei Milchkühen besonders in der Frühlaktation als weit verbreitet. Sie werden als subakute Pansenazidosen (SARA) für die häufigen Produktionskrankheiten verantwortlich gemacht. Ziele : dieser Untersuchungen waren a) die Kontrolle des Säure-Basen-Haushalt (SBH) bei HF- Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum zum Vorkommen von SARA, b) die Prüfung bewährter sowie neuer Methoden zur Pansensaftanalyse, c) die Analyse von SBH-Harnparametern sowie d) die Prüfung möglicher Beziehungen von Stoffwechselparametern im Blut zu SBH-Parametern im Pansensaft. Versuchsanordnung : In 10 Betrieben Niedersachsens wurden an je 10 Kühen Verlaufsuntersuchungen mit vier Proben/Tier durchgeführt: 1. Trockenstehperiode/Färsen -30 Tage ante partum (d a.p.) bis zur Kalbung; 2. 2 bis 7 Tage post partum (d p.p.); 3. in der Frühlaktation 8 bis 30 d p.p. und 4. in der Mittellaktation 80 bis 150 d p.p. Pansensaft vormittags mit Geishauser- Sonde gewonnen, Blut aus der V. jugularis externa sowie Harn per Blasenkathederisierung. Analysiert wurden im Pansensaft der pH-Wert, die Pufferkapazität als Titrationsbilanz über die Titrationsazidität und - alkalität, die Methylenblauprobe sowie die Sedimentaktivitätszeit (SAT), im Harn der pH-Wert, die Netto-Säure-Basen-Ausscheidung (NSBA) sowie der Basen-Säure-Quotient (BSQ) und im Blutserum Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Betahydroxybutyrat (BHB), L-Laktat, Cholesterol, Protein, Albumin, Bilirubin, Harnstoff, Kreatinin, Na, K, Cl, Ca, P, Mg, ALP, ASAT, GLDH sowie die CK. Ergebnisse: Zwischen Kühen und Färsen wurden bei den gemessenen Parametern keine gesicherten Unterschiede festgestellt. Es gab auch keine Unterschiede zwischen den Betrieben. Die Pansen-pH-Werte bewegten sich von x= 6,8 (6,43/7,0;1./3. Quartil) zu Beginn des Trockenstehens über minimal x = 6,3 (5,9/6,7) 30 bis 60 d p.p. bis x = 6,6 (6,2/6,8) in der Mittellaktation. Sie lagen alle im physiologischen Bereich. 20 Kühe hatten Pansen-pH-Werte von < 5,8, 6 Kühe von < 5,5 und 21 Kühe von > 7,2. Damit kamen die Kühe der SARA-Definition, bezogen auf das einmalige Auftreten von pH-Werten < 5,8 bei einer Kuh, nahe; bezogen auf alle gemessenen Pansen-pH-Werte betrug der Anteil < 5,8 aber nur 9,8 %. Die Titrationsbilanz war in der Trockensteherperiode ausgeglichen; bei allen drei Kontrollen p.p. bestand ein Basendefizit. Die Pufferkapazität war in der 1. Woche p.p. und in der Frühlaktation vermindert. Panse-pH-Werte und Titrationsbilanz korrelierten sehr eng (r=0,98,p<0,001). Die Methylenblauprobe war a.p. mit x = 3:37 (2:22/4:59) Minuten am längsten, in der Mittellaktation mit 3:01 (2:25/4:30) Minuten am kürzesten und ingesamt physiologisch. Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Kontollzeiträumen. Die SAT war physiologisch und schwankte zwischen zwei und fünf Minuten ohne signifikante Unterschiede zwischen den Entnahmezeiträumen. Im Harn lagen die NSBA mit x = 70 mmol/l (20/122 = 1./3.Quartil) und der BSQ mit x = 2,2 (1,6/2,8) nur bei den Frischmelkern unter den unteren Grenzwerten und deuteten die Gefahr von SARA an. Der Harn-pH-Wert war mit x = 7,98 (7,7/8,2) physiologisch. Von der Gesamtheit alle NSBA-Werte waren 37% < 83 mmol/l sowie 28,9% < 25 mmol/l; beim BSQ waren es 52,6% < 2,5 sowie 27,4% < 1,5. Die für die NSBA, den BSQ und den Harn-pH-Wert berechneten Sensivitäten und Spezifitäten für einen Pansen-pH-Wert < 5,8 liegen mit 44,8% und 64,5% (NSBA), 55,8% und 47,9% (BSQ) sowie 2,3% und 97% (Harn-pH-Wert) unter den diagnostischen Erfordernissen.Sie können somit keine sicheren Rückschlüsse auf den Pansenzustand geben. Bei den Blutbefunden wurden Kühe mit Pansen-pH-Werten < 5,8 (SARA) und >5,8 gegenüber gestellt. Die Korrelationskoeffizienten, die Sensitivität und die mittels Receiver-Operating-Characteristics Analysen ermittelten Flächen unter der Kurve zwischen Pansen-pH-Wert und den Blutparametern waren niedrig ( p> 0,05). Schlussfolgerung: Hochleistende HF-Kühe haben peripartal nicht zwangsläufig eine SARA. Die Titrationsbilanz ergänzt den Pansensaft-pH-Wert, ist routinemäßig aber nicht nötig. Im Harn liegen die NSBA und BSQ häufiger unter den Grenzwerten und korrelieren nicht gesichert mit dem Pansen-pH-Wert. Auch Blutparameter erlauben keine sichere Aussage über den Pansenzustand. Die Diagnose von SARA muss mit direkter Messung des Pansen-pH-Wertes gestellt werden.