Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 8: Poster: Hydrologie, Laborexperimente, Klima, Bodenphysik

UP 8.1: Poster

Donnerstag, 18. März 1999, 16:00–16:30, KO

Bodenluftuntersuchungen und Temperaturmessungen im Kippenbereich des Tagebaurestloches Cospuden — •H.M. Nitzsche¹, H.R. Gläser² und M. Schreck³ — ¹Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig; Permoserstr. 15; 04318 Leipzig — ²Sektion Hydrogeologie, Umweltforschungszentrum Leipzig Halle GmbH, Halle — ³Okayama University, Department of Environmental Engeneering - Okayama 700, Japan

Im Zusammenhang mit einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramm zum Thema ,Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflussten Sicker- und Grundwasser" laufen am Standort Cospuden seitens des UFZ umfangreiche Forschungsarbeiten. Der thematische Schwerpunkt wird flankiert von umfangreichen Begleituntersuchungen. Auf der Innenflurkippe des Tagebaues Cospuden befindet sich derzeit nach anfänglichen Einzelstandortuntersuchungen ein umfangreiches Messfeld im Aufbau. Bestandteile dieses Messfeldes sind auf spezielle Kippenbereiche und auf gezielte Tiefenbereiche orientierte Gasmessstationen. Die Messstationen berücksichtigen dabei Untersuchungsziele im Bereich der Absetzer- und Förderbrückenkippe sowie die Materialschüttungen mariner und terrestrischer Fazies.

Im Umfeld eines Sicker-und Grundwassermesssystemes (SGM) wurden bisher mittels mehrerer Gaspegel Untersuchungen zur Kohlendioxidbildung im Kippenboden durchgeführt. Dabei haben Gasanalysen der Bodenluft aus unterschiedlichen Tiefen erhöhte CO2-Gehalte (bis ca. 20 Vol. Untersuchungsgebiet unterschiedliche Geneseprozesse (Oxidation der dispersen organischen Substanz infolge Belüftung des Kippenmaterials und Zersetzung mariner bzw. Süsswasser- Karbonate durch Schwefelsäure, die sich infolge der Pyritverwitterung bilden kann) möglich sind, wurde Kernmaterial bezüglich seiner Gehalte an organischer und karbonatischer Substanz sowie deren Zusammensetzung an Kohlenstoffisotopen analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass innerhalb des bisher untersuchten Profiles die jeweilige Kohlenstoffgehalte stark variieren, die entsprechenden Isotopenzusammensetzungen aber relativ konstant sind. Für die Existenz von Süsswasserkarbonaten wurden im untersuchten Profil keine Hinweise gefunden. Die Isotopenzusammensetzung des Kohlendioxids in der Bodenluft belegt die Herkunft aus der organischen Substanz.

Mittels eines an das SGM angebrachten faseroptischen Temperaturmesssystemes (OTDR-Technik, Profilierung mit laserinduziertem Ramanstreulicht) wurde über einen Zeitraum von 15 Monaten die Entwicklung des Temperaturfeldes in der Kippe beobachtet. Im Bereich des Kapillarsaumes konnten exotherme Reaktionen durch eine Temperaturanomalie belegt werden. Die Wärmetönung lässt sich auf die Oxidation von in erhöht vorkommenden Konzentrationen von Pyrit und organischen Kohlenstoffes zurückführen. Der Aufbau weiterer Temperaturmessstellen ist vorgesehen.