Peiffer, S: Umweltgeochemische Bedeutung der Bildung und Oxidation von Pyrit in Gewässersedimenten in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 47, 1-108 (1997)
Abstract:
Pyrit ist verantwortlich für eine Reihe von Umweltproblemen, die als Folge bergbaulicher Maßnahmen auftreten. Dies resultiert aus der Eigenschaft des mit vielen Erzen assoziierten Minerals, bei Kontakt mit Luftsauerstoff Schwefelsäure zu bilden, die als saures Bergwerksabwasser, dem sogenannten ?Acid Mine Drainage", anfällt. Dieser Vorgang, der durch mikrobielle Vorgänge katalysiert wird, führt zu einer erheblichen Versauerung von Gewässern, wie das Beispiel der schwefelsauren Restseen des Braunkohletagebaus zeigt, und zur Auslaugung von Schwermetallen aus dem Gestein. Viel weniger bekannt ist die Tatsache, daß die Neusynthese von Pyrit als Folgeprodukt der Sulfatreduktion eine Schlüsselrolle für die langfristige Erholung versauerter Gewässer spielt. Sulfatreduktion produziert Alkalinität. Durch die Bildung von Pyrit wird das entstehende Sulfidion als Pyritschwefel gespeichert und langfristig deponiert und damit im Sediment der Rückoxidation entzogen. Der Bedeutung dieses Vorgang für die Erholung der sauren Restseen ist ein Kapitel der vorliegenden Arbeit gewidmet. Umgekehrt kann die im Sediment potentiell verfügbare Azidität bei Kontakt mit Luftsauerstoff, etwa durch Ausbaggern des Sediments oder nach Hochwasserereignissen, durch Rückoxidation des Pyrits rasch wieder freigesetzt werden. Da Gewässersedimente im allgemeinen gut gepuffert sind, sinkt der pH-Wert des Porenwassers bei diesem Vorgang nur langsam ab. Dadurch unterscheidet sich dieser Vorgang erheblich vom klassischen ?Acid Mine Drainage", da die gebildete Säure im Sediment direkt verbraucht wird. Dies führt zu einer Reihe von umweltgeochemisch bedeutsamen Folgereaktionen, die bislang nur wenig untersucht wurden und die im Rahmen dieses Beitrags diskutiert werden. Dargelegt werden ferner die unter diesen pH-neutralen Bedingungen verantwortlichen chemischen Prozesse der Pyritoxidation sowie die Rolle der beteiligten Mikroorganismen.
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