Vorkommen, Abfolge und Auswirkungen anoxischer Redoxreaktionen in einem pleistozänen Porengrundwasserleiter:
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Format: | Buch |
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Veröffentlicht: |
Düsseldorf
Landesamt für Wasser u. Abfall d. Landes Nordrhein-Westfalen
1988
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Schriftenreihe: | Deutsches gewässerkundliches Jahrbuch / Besondere Mitteilungen
52 |
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adam_text | Titel: Vorkommen, Abfolge und Auswirkungen anoxischer Redoxreaktionen in einem pleistozänen Porengrundwass
Autor: Leuchs, Wolfgang
Jahr: 1988
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1 Einleitung .........................................................................?
2 Untersuchungsmethoden ...........................................................3
2.1 Probengewinnung ..........................................................3
2.2 Sedimentanalysen ..........................................................5
2.2.1 Korngröße ..........................................................5
2.2.2 Mineralogie .........................................................6
2.2.3 Chemische Verfahren................................................6
2.3 Grundwasseranalysen.......................................................9
3 Geologisch-lithologischer Aufbau des Grundwasserleiters ...........................10
3.1 Stratigraphie ..............................................................10
3.2 Sedimentpetrographie .....................................................10
3.2.1 Korngrößenverteilung und Durchlässigkeiten........................10
3.2.2 Mineralogische Zusammensetzung ..................................12
3.2.3 Organisches Material ..............................................15
3.2.4 Austauschkapazität ................................................17
3.3 Bodentypen und Flächennutzung ..........................................17
4 Grundwasserbewegung ............................................................18
4.1 Hydromechanische Grundlagen ............................................18
4.2 Fließverhältnisse im horizontalen Strömungsfeld............................19
4.3 Fließverhältnisse im vertikalen Strömungsfeld ..............................19
4.3.1 Berechnete Altersverteilung ........................................19
4.3.2 Altersverteilung aus Isotopendatierung .............................20
4.3.2.1 Tritium/Helium-Methode ..................................20
4.3.2.2 Kohlenstoff-Isotopenverhältnisse ............................23
4.3.2.3 Sonstige Isotope............................................29
4.3.3 Alterszonen im Grundwasser .......................................30
5 Grundwasserchemie im üntersuchungsgebiet .......................................32
5.1 Stoffgehalte an der Grundwasseroberfläche .................................32
5.1.1 Einflußgrößen des Stoffgehaltes.....................................32
5.1.2 Folgen der Bodenentkalkung .......................................32
5.1.3 Einfluß der Düngung...............................................35
5.1.4 Natürlicher Stoffeintrag ............................................36
5.2 Stoffgehalte der verschiedenen Alterszonen .................................36
5.2.1 Haupt- und Nebenbestandteile .....................................36
5.2.2 Sonstige Parameter ................................................38
6 Einfluß mikrobieller Redoxreaktionen auf das aquatische System ...................41
6.1 Mikrobieller Stoffwechsel..................................................41
6.2 Stickstoff..................................................................43
6.2.1 Nitrat und molekularer Stickstoff ..................................43
6.2.2 N /Ar-Verhältnis ..................................................45
6.2.3 Stickstoffisotope ...................................................45
6.2.4 Nitratreduzierende Bakterien ......................................47
6.3 Mangan und Eisen........................................................47
6.4 Schwefel...................................................................48
6.4.1 Sulfat und Schwefelwasserstoff.....................................48
6.4.2 Schwefelisotope ....................................................50
6.4.3 Sulfatreduzierende Bakterien.......................................52
6.5 Methan ...................................................................53
6.6 Organische Substanz ......................................................53
6.6.1 Gelöster organischer Kohlenstoff ...................................53
6.6.2 Verhältnis Corg/Norg .............................................54
6.6.3 Keimzahlen ........................................................55
6.6.4 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen ...................56
6.7 Ammonium und Phosphat .................................................58
6.8 pH-Wert und Hydrogenkarbonat ...........................................58
6.9 Redoxpotential ............................................................61
6.10 Mineralneubildungen.....................................................66
6.10.1 Eisenkarbonat ....................................................66
6.10.2 Eisensulfid........................................................68
6.10.2.1 Forschungstand zur Pyritbildung ..........................68
6.10.2.2 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen...........70
6.10.2.3 Schwefelgehalt ............................................74
6.10.2.4 Eisengehalt ...............................................78
6.10.2.5 Pyritgenese ...............................................79
6.10.3 Thermodynamische Stabilität von Eisenkarbonat und -sulfid.......81
6.10.3.1 Probleme chemischer Gleichgewichtsberechnungen .........81
610.3.2 Verwendete Löslichkeitskonstanten ........................81
6.10.3.3 Tief en vert eilung von Ionenaktivitätsprodukten.............82
6-10.3.4 Verhältnisse von Ionenaktivitäten .........................82
7 Modellvorstellung zur chemischen Genese des Grundwassers .......................87
IV
7.1 Abfolge und Verlagerung von Reaktionszonen ..............................87
7.2 Stoffbilanzen ..............................................................90
7.2.1 Vorbemerkungen ...................................................90
7.2.2 Sulfatreduktion (organikreiches Mikromilieu) .......................91
7.2.3 Eisen(+3)-Reduktion (organikarmes Makromilieu) ..................94
7.2.4 Bewertung der Bilanzierung ........................................96
8 Zusammenfassung.................................................................97
9 Literatur ........................................................................100
V
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