POPab - Persistent Organic Pollutants im Altbergbau - Untersuchungen zu relevanten organischen Stoffgruppen

Land / Region: Deutschland / Niedersachsen

Projektanfang: 01.07.2022

Projektende: 29.08.2024

Projektstand: 29.08.2024

Sedimentationsbecken Quelle: Selina Hering

Im Rahmen des Projekts wurde die organische Schadstoffbelastung in einer aufschwimmenden Eisenschicht im Sedimentationsbecken eines stillgelegten Bergwerks untersucht. Solche Eisenschichten sind bereits aus Feuchtgebieten und Flussmündungen bekannt, wo sie durch mikrobiologische und abiotische Prozesse entstehen (z.B. Dong et al. 2024 und Perkins et al. 2016). Es konnte jedoch keine Literatur zur organischen Kontamination dieser Schichten in anthropogen beeinflussten Gebieten wie dem Bergbau gesichtet werden. Das Projekt hatte daher zum Ziel, die chemische Zusammensetzung und Struktur der Eisenschicht sowie die Mobilisierung und den Transport von Schadstoffen aus dem Bergbau in die Umwelt zu untersuchen.

Probenahme Quelle: Selina Hering

Dazu wurden drei Probenahmekampagnen im Februar 2023 sowie im Februar und Juni 2024 durchgeführt. Die Analysen ergaben, dass die Eisenschicht sowohl anthropogene organische als auch geogene anorganische Schadstoffe in hohen Konzentrationen enthält. Mit einem passiven Probenahmesystem konnte ein Eintrag dieser kontaminierten Schicht in das Oberflächengewässer nachgewiesen werden. Anhand der Auswertung des PAK-Substanzverteilungsmuster konnten Rückschlüsse zur Schadstoffquelle festgestellt werden, was auf Emission und Transport der Schadstoffe aus dem Bergbau in das Oberflächengewässer hindeutet.
Um die zugrundeliegenden Prozesse der Bildung dieser kontaminierten Eisenschichten und deren Transportverhalten besser zu verstehen, sind weitere Untersuchungen erforderlich. Erste Laborversuche zeigten, dass hydrophobe, unpolare organische Substanzen, wie sie im Maschinenraum des Wasserlösungsstollens vorliegen, das Auftriebsverhalten und die Koagulation von Eisen signifikant beeinflussen und die Stabilität der aufschwimmenden Schicht erhöhen, was eine Schadstoffmobilisierung begünstigt.

Probenahmetransportmittel Quelle: Selina Hering

Meilensteine / Ziele

• (Literatur-)Recherche zur Verwendung und Einsatz von organischen Schadstoffen im Bergbau.
• Entwicklung einer geeigneten Probenahmestrategie für verschiedene Matrices (z.B. Wasser, Sediment und aufschwimmende Eisenschichten) und Planung/Organisation der Probenahmen unter Tage.
• Gewinnung von Proben zur Analyse sowohl der chemischen Zusammensetzung (anorganische und organische Substanzen) als auch biologischer und strukturbeschreibender Eigenschaften. Identifizierung der Schadstoffquelle und Nachweis des Schadstofftransports.