Aluminiummobilität und Abraum
Aluminium (Al) ist eines der Hauptelementen, die in Gewässern vorkommen, die durch säurehaltiges Sickerwasser aus Minen betroffen sind, in schlecht gepufferten Seen, in die saurer Regen fällt, und im Porenwasser saurer Sulfatböden. In diesen Umgebungen spielt Al eine Schlüsselrolle bei der Mobilisierung anderer potenziell verschmutzender Elemente, die schwerwiegende Auswirkungen auf die Ökosysteme und sogar die menschliche Gesundheit (etwa Alzheimer) haben können. Die Risiken, die sich durch Exposition gegenüber Al ergeben, werden durch die Reaktivität von Al-haltigen Mineralien gesteuert. Daher untersuchte das Projekt RASMIN (Reactivity of aluminium sulphate minerals in mine wastes) das Verhalten der beiden Hauptsulfatmineralien, die die Mobilität von Aluminium steuern. Diese waren Alunit (KA13 (SO4) 2 (OH) 6) und Felsöbányait (Al4 (SO4 (OH) 10.4-5H2O). Die Projektpartner untersuchten die Stabilität der Mineralien, wie schnell sie Al lösen und in die Umwelt freigeben können sowie die Bedeutung der Temperatur für ihre Auflösung und die Auflösungsgeschwindigkeit. Sie haben auch untersucht, was mit der Zusammensetzung von festem Alunit und Felsöbányait passiert, wenn sie aufgelöst werden und wie diese Auflösung (auf molekularer Ebene) erfolgt. Zur Beantwortung dieser Fragen führten die Forscher Laborexperimente durch, die die Auflösung der beiden Mineralien unter den Bedingungen nachahmten, die am häufigsten in natürlichen Systemen vorgefunden werden. Mithilfe einer Reihe von Techniken wurde die Entwicklung von Mineral- und Lösungszusammensetzung während der Experimente bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit Hilfe von zwei geochemischen Modellierungs- und Computersimulationen auf atomarer Ebene untersucht. Die Raten für Alunit und Felsöbányait wurden, in mathematische Ausdrücke eingebaut, mit denen die Wissenschaftler ihre Auflösungsraten und die damit verbundene Freisetzung von Al berechnen können. Diese Ausdrücke wurden auch verwendet, um das Al-Verhalten unter einem weiten pH- und Temperaturbereich zu beurteilen, die für die meisten natürlichen sulfatreichen Gewässern typisch sind. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass der pH-Werte um 4,5 und niedrige Temperaturen die Alunit- und Felsőbányait-Auflösung verringern, ihre Erhaltung begünstigen und die Freisetzung von Al in die Umwelt verringern würde. Diese Ergebnisse werden für ein besseres Verständnis der Umweltstabilität der Mineralien und des Verhaltens von Al während der Auflösung sorgen. RASMIN wird zur Schließung einer wichtigen Wissenslücke beitragen, wobei es um das Verständnis der Faktoren geht, die die Al-Mobilität in der Umwelt und der die Risiken von Al-Exposition steuern. Dies wird zu einer neuen Minenentwicklung und zum Umwelt- und Gesundheitsschutz beitragen.
Schlüsselbegriffe
RASMIN, Minenabfälle, Aluminiumsulfat, Alunit, Felsöbányait, geochemisch, Auflösungsgeschwindigkeit, pH-Wert, Temperatur
