Die vorliegende Dissertation beinhaltet drei wissenschaftliche Abhandlungen die unterschiedlichen Stadien in Altlastensanierungsprojekten zugeordnet werden können. Die erste Publikation umfasst Ergebnisse einer mineralogisch-geochemischen Charakterisierung einer Chrom (Cr)-Kontamination in alluvialen Sedimenten und kann folglich der Untersuchungsphase zugeordnet werden. Die darin vorgestellten Analysen zeigen, dass Cr eine schwarze Schicht im Untergrund ausbildet und in dreiwertiger Form (Cr (III)), entweder als diskrete Mineralphasen oder an den Korngrenzen von vorhandenen Mineralphasen des Bodens vorkommt. Untersuchungen der Phasenzusammensetzung zeigen, dass Cr als Cr(III)-Hydroxid (Cr(OH)3) und Cr(III)-Ca-haltigen Hydrocalcit (idealisierte Stöchiometrie: CaCr23+(CO3)2(OH)4·H2O) ausgefallen ist. Durch hydrogeochemische Modelle wurde ein Entstehungsszenario für die schwarze Schicht erstellt und eine longitudinale Ausbreitung von ungefähr 37 Metern stromabwärts der Quelle und eine maximale transversale Ausbreitung von ungefähr 10 Metern berechnet. Das zweite Manuskript befasst sich mit den Auswirkungen der Injektion von Natriumdithionit (Na2S2O4) auf die in-situ Reduktion von sechswertigem Cr (Cr(VI)) an zwei lokalen Hot-Spots und kann somit der Sanierungsphase zugeordnet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Teil des vorhandenen Cr(VI) aufgrund der Wechselwirkungen von injizierten Ionen mit dem Boden mobilisiert wurde. Mit fortschreitender Injektion wurde eine ausreichende Reduktionsstärke erreicht, um das verfügbare Cr(VI) zu Cr(III) zu reduzieren. Während der Behandlung konnten verschiedene Sanierungsphasen identifiziert werden, die durch überschüssiges Chromat und überschüssiges (Hydrogen-) Sulfit definiert sind. Außerdem wurde gezeigt, dass das Vorhandensein von Eisen der limitierende Faktor bei der Reduktion ist. Ein halbes bzw. ein Jahr nach Beenden der Injektion wurden zwei weitere Grundwasserproben entnommen, analysiert und ein Wiederanstieg von Cr(VI) beobachtet. In der dritten Veröffentlichung (ebenfalls Sanierungsphase) wurde ein neuer Ansatz getestet um organische Schadstoffe in wässrigen Lösungen abzubauen. Hierfür wurden eine Bor-dotierte Diamantelektrode (BDD), nullwertiges Eisen (Fe(0)) im Fließbettreaktor und ultraviolette (UV) Strahlung kombiniert und der Einfluss der Zugabe von H2O2 oder H2O2 + H2SO4 untersucht. Für die Experimente wurden Tetrachlorethen, Methyl-tert-butylether (MTBE) und Clopyralid als Vertreter für organische Schadstoffe ausgewählt. Die Behandlungsmethoden wurden einzeln, in allen möglichen Zweierkombinationen (+ H2O2) sowie als Kombination aller drei Methoden getestet, um dadurch auftretende Synergieeffekte zu identifizieren. Die organischen Kontaminationen konnten bereits durch die Behandlung mit den einzelnen Verfahren abgebaut werden, eine deutliche Effizienzsteigerung wurde allerdings durch die Zweierkombinationen erzielt. Die höchsten Abbauraten wurden durch die Kombination aller Behandlungsmethoden und die Zugabe von H2O2 + H2SO4 erreicht.