Mögliche Umweltauswirkungen von Abfall- und Reststoffen in Steinkohlenbergwerken in Nordrhein-Westfalen (Dr. Denneborg, ahu Aachen)

Michael Denneborg1
1 ahu AG

O 2.7 in Mine water

22.03.2018, 14:15-14:30, 3

Mitte der 1980er Jahre bis 2006 wurden ca. 1,6 Mio. t „bergbaufremde Abfälle“ in 11 Bergwerken (BW) des Ruhr- und des Aachener Reviers in einer Suspension aus Filter­stäuben aus der Hausmüll- und der Kohlenverbrennung, Rückständen aus der Rauchgasauf­bereitung und Wasser eingebracht. Diese Suspension wurde über Rohrleitungen unter Tage verbracht und unmittelbar nach dem Kohlenabbau in dem Bruchhaufwerk des Alten Mannes verpresst (Bruchhohlraumverfüllung, BHV), wo die Suspension aushärtete.

Im Auftrag des MKULNV/MWEIHMH war das Umweltrisiko der BHV zu bewerten. Dies erfolgte bisher für das BW Haus Aden/Monopol durch ein Konsortium mit Zuständig­keiten für verschiedene Teilaufgaben (Abb. 1).

Abb. 1:    Bearbeiterkonsortium

DasUmweltrisiko (Abb. 2) ergibt sich in der Betrachtung aus Gefährdungspotential (Welche Stoffe?), dem Freisetzungs­potential (Rückhalt durch verschiedene Barrieren?) und dem Aus­breitungspotential in die Umwelt.

Abb. 2:    Aufbau der Risikoanalyse

Das Gefährdungspotential (v. a. Schwermetalle) wurde auf Grundlage einer Recherche bewertet. Das Freisetzungspotential wurde mittels hydrogeochemischer Modellierungen (PHREEQC, PHAST) abgeschätzt. In instationären GW-strömungsmodellierungen (SPRING) wurden die Fließverhältnisse in der BHV und dem umgebenden Gebirge simuliert und mit dem Freisetzungspotential zu einem Ausbreitungspotential verknüpft und als Konzentrationsentwicklung in den offenen Strecken und in der Zentralen Wasser­haltung Haus Aden (ZWH) dargestellt. Die ZWH soll nach der Planung das Grubenwasser bei ca. – 600 m NHN halten.

Das Gefährdungspotential ist in 1.321 t Zink, 403 t Blei und 19 t Cadmium begründet. Eine Freisetzung der Schwermetalle aus der verfestigten BHV kann erst erfolgen, wenn sich die – aufgrund der Zementationsvorgänge gebildeten – hohen pH-Werte wieder auf das Niveau des Tiefengrundwassers abgesenkt haben (hydrochemische Barriere). Je mehr der eingebrachten Reststoffe im Kontakt mit dem Tiefengrundwasser reagieren, desto länger ist diese Barriere stabil und desto größer ist die letztlich freisetzbare Menge der eingebrachten Schwermetalle. Bereits bei 10 % der Reststoffe im Reaktionskontakt ist die Barriere ca. 11.500 Jahre stabil (Abb. 3).

Abb. 3:    Hydrochemische Barriere in der Bruchhohlraumverfüllung (BHV)

Auf der Fließstrecke von der BHV durch das unverritzte Gebirge zu den offenen Strecken hin (durchschnittlich ca. 100 m) werden die gelösten Schwermetalle v. a. an Tonmineralien adsorbiert. Dadurch verringert sich die Ausgangskonzentration um ca. 95 % bis 99 %.

Aber auch ohne Berücksichtigung der Sorption wäre die maximale Konzentrationszunahme in der ZWH gering und bedeutet kein Risiko für Oberflächengewässer und Grundwasser (Abb. 4).

Abb. 4:    Maximale Konzentrationszunahme in der ZWH

Zur Frage, ob ein Grubenwasseranstieg die PCB-Fracht im Grubenwasser erhöht wurden Faktoren identifiziert, die eine Abnahme der PCB-Fracht bei höheren Grubenwasserständen nahelegen.

www.umweltauswirkungen-utv.de



ahu AG (2017):

Gutachten zur Prüfung möglicher Umweltauswirkungen des Einsatzes von Abfall- und Reststoffen zur Bruch-Hohlraumverfül-lung in Steinkohlenbergwerken in Nordrhein-Westfalen, Teil 1



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