Hydrochemie der Erbstollenwässer im östlichen Ruhrgebiet und deren Modellierung

Andreas Nasemann1, Frank Wisotzky1, Andre Banning1
1 Ruhr Universität Bochum

P 2.3 in Grubenwasser

Erbstollen entstanden zur Zeit der frühen Industriellen Revolution, bevor mechanisierte Pumpen die tiefere Erschließung der Lagerstätte ermöglichten. Nach [KOETTER 2001] ist ein Erbstollen ein: „Hauptstollen, der von einer möglichst tiefen Stelle (Ruhr) aus mehrere Zechen gleichzeitig entwässerte und bewetterte. […] Alle angeschlossenen Bergwerke zahlten an die Betreiber des Erbstollens eine Abgabe (das Stollenneuntel).“ Da sie den Berg frei entwässern, und auch nach Verbruch einen Weg für Wasser darstellen, dränieren viele von ihnen bis heute das Gebirge oberhalb ihrer Sohle. Sie stellen einen erheblichen Eingriff in den unterirdischen Wasserkreislauf dar. Durch ihre Funktion ermöglichen sie Oxidations-, Lösungs-, Fällungs- und Mobilisierungsprozesse. In aller Regel zeigen ihre Grubenwässer also, auch in Abhängigkeit von den lokal anstehenden Gesteinen und Mineralien, erhöhte Konzentrationen an gelösten Metallen und anderen Ionen die über sie in die lokalen Vorfluter gelangen.

 

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Hydrochemie der Wässer einiger Erbstollen des östlichen Ruhrgebiets. Die Datengrundlage bildet eine im Sommer 2017 vorgenommene Beprobungskampagne und Analytik, welche durch die Daten zweier vorliegender Arbeiten [KROME 2010] & [WEBER 2016] und einer Publikation [WISOTZKY 2017] ergänzt wird. Der angetroffene Wasserchemismus wird dargestellt und die Sättigungszustände möglicher Mineral- und Gasphasen berechnet. Mittels des Programms PhreeqC erfolgt eine Vorwärts- und Inversmodellierung, welche Einblicke in mögliche ablaufende Prozesse und somit die Entstehung der beobachteten Wässer geben soll.

Die untersuchten Erbstollen befinden sich im südöstlichen Teil des Ruhrgebiets, in Bochum, Dortmund, Holzwickede und Witten, wobei das Mundloch eines der unter Bochum verlaufenden Stollen auf Hattinger Stadtgebiet liegt.

Die vorliegenden Daten deuten darauf hin, dass die wichtigsten Prozesse für die beobachteten Wässer die Calcit-, Dolomit-, Pyrit-, Halit, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxidlösung sind. Der prägende Ausfällungsprozess, der aber nicht bei allen Erbstollen beobachtet wurde, ist die Eisen(III)-Hydroxidfällung. Es ist bei Vergleich der verschiedenen Beprobungen festzustellen, dass die beobachtete Chemie recht konstant über Jahre hinweg ist. Die Laborergebnisse der eigenen Kampagne stehen derzeit (Stand 30.10.2017) noch aus.



KOETTER, G. (2001): Bergbau im Muttental, Eigenverlag, 198 S., Witten.

KROME, A.-K. (2010): Wasserchemie von Erbstollen in der näheren Umgebung von Bochum. Unveröffentlichte BSc.-Arbeit, Ruhr Universität Bochum, 143 S. Bochum.

WEBER, J. (2016): Erbstollenwässer im westlichen Ruhrgebiet (westlich von Bochum). Unveröffentlichte BSc.-Arbeit, Ruhr Universität Bochum, 56 S. Bochum.

WISOTZKY, F. (2017): Wasserchemie der Erbstollenwässer im südlichen Ruhrgebiet. – In: Korrespondenz Wasserwirtschaft (KW). 10 S.