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Saure Seen verstehen

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

Im Umfeld von Berg- und Tagebau wandeln sich viele Seen in saure Gewässer – mit Folgen für Flora und Fauna. Schuld daran ist die Verwitterung von freigesetzten Eisensulfiden. Welche Prozesse dort ablaufen und wie man auf sie Einfluss nehmen kann, erforscht das MIMOS-Projekt der Universität Bayreuth.

Dass Berg- und Tagebau einen erheblichen Eingriff in Gesteins- und Sedimentschichten bedeutet, dürfte schon klar werden, wenn man sich die Eckdaten der großen Schaufelradbagger vor Augen führt, die etwa im Nordrhein-Westfälischen Braunkohletagebau Garzweiler Verwendung finden. Über 200 Meter lang, fast 100 Meter hoch, bewegen die größten von ihnen bis zu 240.000 Kubikmeter Material täglich. Gerade diese Bewegung kann dabei zu Problemen führen.

Denn in jenen Erdschichten, in denen Kohle abgebaut wird, befinden sich meist auch Eisensulfide. Sie werden mit der Kohle aus dem Sediment gelöst und oxidieren auf Abraumhalden mit dem Luftsauerstoff. Dies führt zur Verwitterung der Sulfide und in ihrer Folge zur Bildung von sauren, sulfathaltigen Seen, Teichen und Tümpeln. Gleichzeitig können durch den Prozess toxische Elemente freigesetzt werden. Genau hier setzt das Forschungsprojekt MIMOS (Nachwuchsgruppe) an, das im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkts „Mineraloberflächen: Von atomaren Prozessen zur Geotechnik“ gefördert wird.

„Rolle und Einfluss der Mikrostruktur auf die Monosulfidverwitterung und Schwermetallfreisetzung“ hat sich MIMOS thematisch auf die Fahnen geschrieben. „Wir untersuchen, wie sich Eisensulfide an der Luft und im Wasser zersetzen“, erklärt Projektleiter Dr. Kilian Pollok vom Geologischen Institut der Universität Bayreuth. Dabei gelte es Prozesse der Mineralchemie, Kristallographie, auf der mineralische Oberflächenstruktur und beteiligte Mikroorganismen im ausgewogenen Maße zu berücksichtigen. „Schon kleinste Änderungen in der Ausgangssituation können sich stark auf die Reaktivität der Sulfide auswirken“, betont er.

Für praxisnahe Ergebnisse werde großer Wert darauf gelegt, möglichst natürliche Umweltparameter herzustellen. „Wir stellen Verwitterungsreaktionen im Labor nach und berücksichtigen lösungschemische Vorgänge, die auch an der Erdoberfläche vorkommen“, so Pollok. Um dem Geheimnis der reaktiven Verflechtungen näher zu kommen, sei es zudem wichtig die Verwitterungsmechanismen an den Mineraloberflächen im ganz kleinen Maßstab genau zu beobachten.

Erklärtes Ziel ist es, verlässlich Verwitterungsraten einzuschätzen. Denn anhand derer ist es möglich, Umweltgefährdungen, wie das Versauern von Oberflächengewässern und die Freisetzung von Schwermetallen vorauszusagen. Auf den Ergebnissen des Projektes aufbauend, so hofft Pollok, können später Sanierungskonzepte für saure Gewässer verbessert werden. Das sei jedoch noch Zukunftsmusik, sagt der Forscher. Denn MIMOS diene der Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse und ihrer Wechselwirkungen.

Einer Zusammenarbeit mit der Wirtschaft steht der Forschungsleiter sehr offen gegenüber. Erste Kontakte gebe es zwar, Konkretes habe sich jedoch noch nicht ergeben. Forschungspartner des Projektes ist im Bereich der Mineraloberflächen das Institut für Mineralogie der Universität Münster. Um die Einflüsse von Mikroorganismen genauer zu klären, wird MIMOS vom Institut für Mikrobiologie der Universität Jena unterstützt.

CP, iserundschmidt 12/2009


Weitere Infos zum Projekt MIMOS finden Sie hier.