Hydrogeochemie

Der stiindig steigende Bedarf an Trinkwasser fiihrt in der hydrogeologischen Praxis dazu, daB man sich auGer mit der Grundwasserdynamik und -neubildung verstarkt mit der Klarung der Grundwasserbeschaffenheit beschaftigen muB, da letztere immer hau­ figer zum limitierenden Faktor der Grundwassemutzung wird. Doch nicht nur auf die­ sem Gebiet, sondem auch bei der Suche und Erkundung von ErdOl- bzw. Erdgaslager­ statten, von Lagerstatten fester mineralischer Rohstoffe, von industriell und balneo­ logisch nutzbaren Grundwassem, der Erforschung der Lagerstattengenese sind in den letzten Jahrzehnten die Anforderungen an die Hydrogeochemie sprunghaft gestiegen. Die Hydrogeochemie hat sieh heute als selbstandiger Wissenschaftszweig konsolidiert, der sieh mit der Bildung und Entwieklung der Beschaffenheit der unterirdischen Hydro­ sphare im zeitlich und raumlich veranderlichen System Wasser-Gestein-Gas-organische Substanz beschaftigt. Das vorliegende Fachbuch solI einen breiten Kreis interessierter Fachkollegen an die Probleme und Aufgaben der Hydrogeochemie heranfiihren. Schwerpunkte der Dar­ stellung sind die Grundlagen der Hydrogeochemie, die Charakteristik d~r im Grund­ wasser ablaufenden Prozesse sowie allgemeine GesetzmaBigkeiten der Beschaffen­ heitsentwieklung des Grundwassers im Infiltrationszyklus. Die Notwendigkeit und Bedeutung des Grundwasserschutzes war AnlaB, ein Kapitel iiber die Veranderungen in der Grundwasserbeschaffenheit durch die Tatigkeit des Menschen aufzunehmen. Diese Analyse solI als Appell an jeden einzelnen verstanden werden, dariiber nachzudenken, wie er an seinem Platz in der Gesellschaft dazu bei­ tragen kann, den Schutz und die Reinhaltung der Gewasser zu gewahrleisten.

Inhaltsangabe1. Entwicklung, Aufgaben und Gliederung der Hydrogeochemie.- 2. Chemische und physikalisch-chemische Grundlagen.- 2.1. Struktur des Wassers und Hydratation der Ionen in wäßrigen Lösungen.- 2.2. Massenwirkungsgesetz und Löslichkeit von Elektrolyten in wäßrigen Lösungen.- 2.3. Lösung von Nichtelektrolyten und Gasen.- 2.4. Redoxpotential und Eh-pH-Stabilitätsdiagramme.- 2.5. Migrationsform der Elemente und Komplexbildung.- 3. Geochemische Prozesse in der unterirdischen Hydrosphäre.- 3.1. Chemische Verwitterungsprozesse.- 3.1.1. Kinetik der Lösungsprozesse.- 3.1.2. Sulfatauslaugung.- 3.1.3. Karbonatverwitterung.- 3.1.4. Silikatverwitterung.- 3.2. Redoxprozesse in der Boden- und Grundwasserzone.- 3.2.1. Allgemeine Charakterisierung der Redoxprozesse.- 3.2.2. Redoxreaktionen der Eisenverbindungen.- 3.2.3. Unterirdische Enteisenung von Grundwässern.- 3.3. Sorptions-Ionenaustausch-Prozesse im Sieker-und Grundwasser.- 3.3.1. Bindungskräfte und Oberflächenladung.- 3.3.2. Austauschkapazität, spezifische Oberfläche des Absorbens und primäre Belegung des Absorptionskomplexes.- 3.3.3. Gesetzmäßigkeiten des Ionenaustausches.- 3.3.4. Kinetik der Sorptions- und Austauschprozesse.- 4. Beschaffenheit des Grundwassers.- 4.1. Beschaffenheit der atmosphärischen Niederschläge.- 4.1.1. Stoffliche Quellen der atmosphärischen Depositionen.- 4.1.2. Verteilung und Ausbreitung der Emissionen in der Atmosphäre.- 4.1.3. "Rain out" und "Wash out".- 4.1.4. Einfluß der Vegetation auf die Niederschlagsbeschaffenheit.- 4.2. Beschaffenheit des Wassers in der Versickerungszone.- 4.2.1. Zusammenhang zwischen Feuchtetransport und Beschaffenheits- entwicklung in der Aerationszone.- 4.2.2. Faktoren, die die Beschaffenheit des Sickerwassers bestimmen.- 4.3. Formierung der Grundwasserbeschaffenheit im Infiltrationszyklus.- 4.3.1. Beschaffenheit des Grundwassers im hydrogeologischen Massiv.- 4.3.2. Beschaffenheit des Grundwassers innerhalb hydrogeologischer Strukturen vom Tafeltyp.- 5. Anthropogene Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit.- 5.1. Ursachen der Grundwasserkontamination.- 5.1.1. Grundwasserverunreinigung durch atmosphärische Depositionen.- 5.1.2. Eingriffe in den Grundwasserhaushalt.- 5.1.3. Entsorgung industrieller, landwirtschaftlicher und kommunaler Abprodukte.- 5.1.4. Agrochemische Tätigkeit in Land- und Forstwirtschaft zur Intensivierung der Produktion.- 5.1.5. Havarien bei Umgang, Lagerung, Umschlag und Transport von Wasserschadstoffen.- 5.2. Systematisierung der die Grundwasserkontamination bestimmenden Faktoren.- Literatur- und Quellenverzeichnis.- Sachwörterverzeichnis.