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Titel (primär) Vertical and annual distribution of ferric and ferrous iron in acidic mining lakes
Autor Herzsprung, P.; Friese, K.; Packroff, G.; Schimmele, M.; Wendt-Potthoff, K.; Winkler, M.;
Journal / Serie Acta Hydrochimica et Hydrobiologica
Erscheinungsjahr 1998
Department SEEFO; GM;
Band/Volume 26
Heft 5
Sprache englisch;
Keywords Acidified Mining Lakes;Stratification;Segmented-flow Analysis;Ferric Iron;Ferrous Iron;Photochemical Reduction;Microbial Fe(III) Reductionpyritversauerte Tagebaurestseen;Schichtung;Segmented-flow-Analyse;Eisen(III);Eisen(II);photochemische Reduktion;mikrobielle Fe(III)-Reduktion
Abstract

The investigated coal mining lakes (ML 111, ML 117, and ML 107) in the Lusatian lignite mining district are extremely acidic. The concentrations of iron in these geogenic acidified lakes are orders of magnitude higher than in acidic bog lakes and softwater lakes acidified by atmospheric deposition.

For the most part ferric iron was the predominant species by a Fe(III) to Fe(II) ratio of more than 10. Density stratification of the water column leads to vertical concentration gradients of ferrous iron. Extremely high concentrations of ferrous iron were found in the anoxic layers above the sediment of ML 111 and ML 107. High concentrations of Fe(II) were correlated with high concentrations of carbon dioxide. A microbial potential to reduce ferric iron was found in the sediments. In ML 111 and ML 117 the concentrations of Fe(II) in the epilimnion were markedly higher than in the oxic hypolimnetic layers. It can be suggested that the occurence of ferrous iron in the epilimnion is of photochemical origin, as described for softwater lakes. Minimum concentrations of dissolved organic carbon in the epilimnion could be correlated to the increase of ferrous iron concentrations. Especially in springtime and summer the concentrations of Fe(II) in the epilimnion were higher than in the oxic hypolimnetic layer below.

Vertikale und jahreszeitliche Verteilung von Eisen(III) und Eisen(II) in pyritversauerten Tagebaurestseen

Die untersuchten Braunkohletagebaurestseen ML 111, ML 117 und ML 107 im Lausitzer Braunkohlerevier sind extrem pyritversauert. Die Eisenkonzentrationen in diesen geogen versauerten Seen liegen um Größenordnungen höher als in sauren Moorseen und atmosphärisch versauerten Weichwasserseen. Eisen(III) war in der Regel die dominierende Komponente bei einem Konzentrationsverhältnis von Eisen(III) zu Eisen(II) von mehr als 10. Die Dichteschichtung der Wassersäule führte zu vertikalen Konzentrationsgradienten von Eisen(II). In der anoxischen Zone über dem Sediment wurden besonders hohe Eisen(II)-Konzentrationen beobachtet, und zwar in ML 111 und ML 107. Hohe Eisen(II)-Konzentrationen und hohe Kohlendioxidkonzentrationen traten parallel auf. In den Sedimenten gab es ein Potential für die mikrobielle Reduktion von dreiwertigem Eisen. In ML 111 und ML 107 traten im Epilimnion deutlich höhere Eisen(II)-Konzentrationen auf als in der oxischen Zone des Hypolimnions. Es ist davon auszugehen, daß Eisen(II) im Epilimnion photochemischen Ursprungs ist, wie es in der Literatur für Weichwasserseen beschrieben wurde. Konzentrationsminima für gelösten organisch gebundenen Kohlenstoff konnten mit den erhöhten Konzentrationen von Eisen(II) im Epilimnion in Zusammenhang gebracht werden. Insbesondere im Frühling und im Sommer waren die Eisen(II)-Konzentrationen im Epilimnion gegenüber der darunterliegenden oxischen Zone des Hypolimnions erhöht.

ID 8706
dauerhafte UFZ-Verlinkung http://www.ufz.de/index.php?en=20939&ufzPublicationIdentifier=8706
Herzsprung, P., Friese, K., Packroff, G., Schimmele, M., Wendt-Potthoff, K., Winkler, M. (1998):
Vertical and annual distribution of ferric and ferrous iron in acidic mining lakes
Acta Hydrochim. Hydrobiol. 26 (5), 253 - 262