Moore reinigen Bergbauabw?sser
W?hrend und nach dem Abbau von Braunkohle reagiert pyrithaltiges Aushubmaterial mit Sauerstoff und Wasser zu Schwefels?ure und gel?stem Eisen. Sulfat und Eisenverbindungen sowie ein saurer pH-Wert sind die Faktoren, die Grubenwasser zu einer Belastungsquelle für Gew?sser machen. Es gibt zahlreiche Verfahren zur Behandlung von saurem Grubenwasser, die jedoch oft kostspielig und schwierig umzusetzen sind. Die stark belastete ehemalige Bergbaulandschaft in der Lausitz ist ein Beispiel für die Grenzen von Sanierungsmethoden. Dort finden sich hohe Konzentrationen von Eisen und Sulfat in Flüssen – wie der Spree – Seen und Grundwasserleitern. Punktuelle Behandlungen verbesserten die Wasserqualit?t nicht.
Warum k?nnte Moorboden Sulfat und Eisen entfernen?
Naturbasierte Methoden in der Landschaft sind bisher wenig erforscht ist. Die Wiedervern?ssung von Mooren k?nnte eine effektive Ma?nahme sein. ?Unter sauerstofffreien Bedingungen sollte in wasserges?ttigten Moorb?den im Idealfall wieder Pyrit gebildet und gleichzeitig Eisen und Schwefel entfernt werden, um so eine erneute Pyritoxidation zu verhindern. Im Vergleich zu anderen organischen Substraten war bisher jedoch nicht klar, inwieweit der zersetzte Torf aus den oberen Bodenschichten trockengelegter Moorgebiete geeignet ist“, erl?utert Lydia R?sel von der HU, die Erstautorin der Studie.
Eisen- und Sulfatkonzentrationen im Laborversuch um etwa je 80 Prozent reduziert
Die Forschenden simulierten im Laborexperiment die Wiedervern?ssung von Moorland mit saurem Grubenwasser. Anschlie?end quantifizierten sie die Eisen- und Sulfatentfernung und die pH-?nderungen bei unterschiedlichen Belastungsraten. Der anf?nglich niedrige pH-Wert von 4 stieg auf 6 an, und die elektrische Leitf?higkeit sank um bis zu 47 Prozent. Die Leitf?higkeit des Wassers ist ein Ma? für die im Wasser gel?sten Teilchen und damit im Sü?wasser auch ein Indikator für die Qualit?t des Wassers. Die anf?nglich hohen Konzentrationen von Eisen (mehr als 250 Milligramm pro Liter) und Sulfat (über 770 Milligramm pro Liter) sanken im Durchschnitt um 87 beziehungsweise um 78 Prozent.
?Die Ergebnisse implizieren, dass der mikrobielle Abbau von Sulfat und eine anschlie?ende Ausf?llung von Eisensulfiden der wichtigste Mechanismus bei der Reduzierung der Verschmutzungen war“, erl?utert Dominik Zak, Gastforscher am IGB und Wissenschaftler an der d?nischen Universit?t von Aarhus. Je niedriger die hydraulische beziehungsweise stoffliche Belastung, desto mehr Sulfat wurde entfernt. Die hydraulische Belastung bestimmt die Verweilzeit und je h?her diese ist, desto kürzer hat das Grubenwasser 金贝棋牌 mit dem Moorsubstrat.
Beispiel Spree: Die Wiedervern?ssung von Mooren in Bergbauregionen k?nnte Sulfatbelastung drastisch senken
Die Wiedervern?ssung von Mooren w?re damit eine wirksame Ma?nahme zur Verringerung der Verschmutzung durch saures Grubenwasser. Für den stark belasteten untersuchten Abschnitt der Spree konnten die Forschenden anhand des Vern?ssungsexperiments und umfangreichen Felddaten absch?tzen, dass eine Verringerung der Sulfatbelastung des Flusses um etwa 20 Prozent (36.827 Tonnen pro Jahr) eintreten wird, wenn alle Moore im Teileinzugsgebiet? wiedervern?sst werden. Das w?ren 6067 Hektar und entspr?che 6,7 Prozent der Gesamtfl?che.
?Unsere Ergebnisse zeigen einmal mehr, dass die Wiedervern?ssung von Mooren eine wichtige Ma?nahme für den Schutz unserer Umwelt ist. Moore stabilisieren den globale Kohlenstoffhaushalt, sie halten das Wasser in der Landschaft und haben überdies eine wichtige Reinigungsfunktion“, sagt Lydia R?sel.
Zukünftig erforschen, warum Schadstoffabbau nachl?sst und wie Grubenwasser auf Moore wirkt
Die Forschenden betonen, dass die Laborversuche nicht ohne Weiteres auf gro?skalige Freilandbedingungen übertragen werden k?nnen.
?Zukünftig muss untersucht werden, ob der Schadstoffabbau in zersetzten Torfschichten aufgrund von Versauerung oder dem Mangel an bioverfügbarem Kohlenstoff – oder beidem -? im Laufe der Zeit abnimmt und wie sich die Wiedervern?ssung mit saurem Grubenwasser langfristig auf die Wiederherstellung der wichtigen weiteren Funktionen von Mooren auswirkt“, sagt Dominik Zak.
Das Moor ins Labor geholt
Biogeochemische Prozesse in Mooren unterliegen natürlicherweise einer hohen zeitlichen und r?umlichen Variabilit?t. Die wesentlichen Gründe dafür sind Temperaturschwankungen und hydrologische ?nderungen im Jahresverlauf sowie kleinr?umige Unterschiede in den physikalischen und chemischen Bodeneigenschaften. Die Bedeutung von einzelnen Steuergr??en für die Reinigung von Bergbauw?ssern l?sst sich daher zun?chst am besten unter kontrollierten Laborbedingungen untersuchen. Die ?bertragung der Ergebnisse auf das Freiland ist dann unter bestimmten Annahmen m?glich und sollte aber durch weitere Untersuchungen im Labor und Freiland unterlegt werden.
Warum Moor wichtig ist
Moore haben als ?bergangs- und Pufferzonen zwischen terrestrischen und aquatischen ?kosystemen eine wichtige Funktion für den Stoff- und Wasserhaushalt in der Landschaft. Wachsende bzw. nicht entw?sserte Moore sind wichtige Senken für Kohlenstoff, Phosphor und Stickstoff. Die gleichzeitige Speicherung von Wasser hat zur Bezeichnung ?Nieren in der Landschaft“ beigetragen. Fallen Moorfl?chen trocken, k?nnen sie im Gegenzug N?hrstoffe und Treibhausgase freisetzen.
Publikation
Lydia K. Roesel, Dominik H. Zak (2022):?Treating acid mine drainage with decomposed organic soil: Implications for peatland rewetting. Journal of Environmental Management,?Volume 311,?2022,?114808,?ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.114808.
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Lydia R?sel
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Dr. Dominik Zak
Leibniz-Institut für Gew?sser?kologie und Binnenfischerei (IGB)