Mobilisierung und Verfrachtung von Aluminium aus Tunnelausbruchsmaterial durch Veränderung des pH-Wertes im Grundwasser

Tatjana Enzinger1, Sylke Hilberg1, Dieter Bechtold2
1 Geologie, Uni Salzburg
2 Büro für Geologie und Hydrogeologie

P 1.6 in Auslaugung von Schadstoffen aus Berge-/Abraumhalden

Im Zuge des Stollenvortriebs des Gemeinschaftskraftwerks Inn (GKI) im oberen Inntal bei Pfunds (Tirol) wurde ein ausgekofferter Bereich der Innterrasse mit Ausbruchsmaterial aus dem Fräsvortrieb verfüllt. Hierbei handelt es sich um mechanisch zerlegten und zerkleinerten Phyllit (Bunte und Graue Bündnerschiefer). Diese sind erzführend sowie graphit- und karbonatreich und unterscheiden sich sowohl in den hydraulischen Eigenschaften, als auch in der geochemischen Zusammensetzung deutlich vom umgebenden Innschotter. Bei einer Stichprobe wurde festgestellt, dass im Ausbruchsmaterial Aluminium enthalten ist, welches mit 7,2 mg/kg Trockenmasse (TM) den Grenzwert für die angestrebte Qualitätsklasse A2G (Bundesabfallwirtschaftsplan 2011) überschreitet. Darüber hinaus zeigten sich im Eluat hohe pH-Werte von ca. 8,8.

Bei hohen pH Werten (> 8) im Grundwasser, kann Aluminium aus geogenem Material gelöst und mit dem Grundwasserstrom verfrachtet werden. Im Zuge der Beweissicherung wurden daher oberstrom, unterstrom sowie in der Anschüttung selbst Grundwassermessstellen (GWM) errichtet und jeweils mit einer automatischen Datenaufzeichnung (pH-Wert, Temperatur, Wasserstand) instrumentiert.

Auf der Basis dieser Daten wurde zunächst ein kalibriertes, stationäres Grundwasserströmungsmodell (Software: Processing Modflow) zum Zeitpunkt eines niedrigen, mittleren und hohen Grundwasserstandes erstellt und in das Programm PHAST implementiert. Durch die Kopplung mit dem Programm PHREEQC, welche im Programm enthalten ist, kann die Verteilung von Aluminiumionen bei unterschiedlichen pH-Wertentwicklungen im Grundwasser abgeleitet und prognostiziert werden. Die Güte des Modells wird durch den Vergleich mit den realen Grundwasserdaten abgeschätzt.

Anhand des Modells können Vorschläge zur Vermeidung / -minderung eines Austrages gegeben werden bzw. aufgezeigt werden, ob bei derzeit gegebenen Bedingungen überhaupt ein Austrag relevanter Frachten kritisch zu betrachtender Ionen zu erwarten ist.