ISSN:
1432-1165
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Energy, Environment Protection, Nuclear Power Engineering
,
Geosciences
Description / Table of Contents:
Abstract Combined hydrochemical, geochemical and isotopic investigations of solid and dissolved sulphur- and carbon-species from different aquifer levels allow to distinguish two geochemical cycles: The first one is represented by the sedimentary pyrites which have been formed during the Tertiary by bacterial sulplate reduction. These pyrites are characterized by strongly depleted δ 14 S-signatures. In accordance with a recent origin, the groundwater composition reflects the current sulphur- and carbon-cycling representing the second one. The activity of sulphate reducing bacterian can be deduced from a decrease of the sulphate concentration with depth and a simultaneous increase in δ 14 S- and δ 18 O-values as well as increasing hydrogen sulphide concentrations. Dissolved organic carbon, the substrate and electron-donor for the bacterial sulphate reduction, appears to be the limiting factor as its average concentration reaches only 1.6 mg/l. The concentration of dissolved inorganic carbon is slightly higher in the deeper groundwater levels. Due to its clearly negative carbon-isotope signature it can be identified as a product of biogenic oxidation of organic material.
Notes:
Kurzfassung Durch den kombinierten Einsatz von isotopengeochemischen und hydrochemischen Untersuchungsmethoden an Sedimenten und Grundwässern der Niederrheinischen Bucht können die in den Aquiferen vorhandenen festen und gelösten Schwefel- und Kohlenstoff-Verbindungen zwei zeitlich getrennten Stoffkreisläufen zugeordnet werden. Während die sedimentären Pyrite, die dominierende Schwefelverbindung innerhalb der marinen Sande, durchschnittlich stark an 34 S verarmt sind und bereits im Tertiär gebildet wurden, läßt sich aus den gelösten Wasserinhaltsstoffen der jungen Grundwässer auf den rezenten Schwefel- und Kohlenstoff-Kreislauf schließen. In den unteren anaeroben Grundwasserstockwerken der durch Braunkohleeinschaltungen gegliederten Sande kann die Aktivität sulfatreduzierter Bakterien durch die Abnahme der Sulfatkonzentration bei gleichzeitigem Anstieg der zugehörigen δ 14 S- und δ 18 O-Werte im Sinne einer Rayleigh-Fraktionierung sowie durch erhöhte Schwefelwasserstoffkonzentration belegt werden. Gelöster organischer Kohlenstoff, der als Elektronendonator für die bakterielle Sulfatreduktion dient, ist mit durchschnittlich 1,6 mg/l vermutlich der limitierende Faktor dieses Prozesses. Gelöster anorganischer Kohlenstoff tritt in den tieferen Grundwasserstockwerken in leicht erhöhten Konzentrationen auf und kann aufgrund seiner deutlich negativ Kohlenstoff-Isotopensignatur als Produkt der Oxidation organischer Substanz identifiziert werden.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s767-1997-8531-4
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