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Dr.-Ing. Klaus-Ruthard Frisch untersuchte in seiner bei Professor Dr. Rolf Schwinn, Institut für Wirtschaftswissenschaft der TU Clausthal, angefertigten Dissertation am Beispiel des Erzbergwerkes Elbingerode mit welchen Versatzmaßnahmen die Sauerwasserbildung erfolgreich eingeschränkt werden kann.
Wird ein Versatz aus bauphysikalischen und/oder hydrologischen Gründen benötigt, so sind Kraftwerksaschen eine gute Wahl. Aus ökologischer Sicht ist es möglich, Kraftwerksaschen zu verwenden, die keine Umweltbelastung durch Herauslösen von Schadstoffen darstellen. Aus ökonomischer Sicht ist es durch den Verwertungszwang der Kraftwerke nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BimSchG) möglich für die Verwendung von Kraftwerksaschen als Versatz Einnahmen zu erzielen und somit möglichst umfangreiche Sanierungsmaßnahmen kostengünstig durchzuführen. Die Aschen verfestigen sich ähnlich wie Beton, so daß von den ehemaligen untertägigen Hohlräumen keine, Bergschäden auslösenden, Senkungen zu erwarten sind. Zur Zeit wird auf europäischer Ebene diskutiert, die Verwendung von Abfällen als Bergversatz aus angeblichen Umweltgesichtspunkten zu verbieten. Dr.-Ing. Frisch belegt mit seiner Arbeit jedoch, daß von der Verwendung von Abfällen ein positiver Nutzen für die Umwelt ausgehen kann.
Im Einzelnen: Beim Abbau sulfidhaltiger mineralischer Lagerstätten entstehen bei Wasser- und Luftzutritt unter Beteiligung von Bakterien durch Oxidationsvorgänge saure Wässer, die einen sehr niedrigen pH-Wert und hohe Konzentrationen an Eisen- und Sulfationen aufweisen. Gelangen sie einmal in Bäche und Seen, führt dies zu katastrophalen Folgen für alle aquatischen Organismen. Über die Nahrungskette stellen sie auch eine Bedrohung für den Menschen dar. Sauerwasserbildung kommt bei Blei-, Zink- und Kupfererzlagerstätten sowie bei Kohlenlagerstätten und beim Abbau von Industriemineralen vor und setzt sich nach der Stillegung eines Bergwerkes auf geologische Zeiträume hinaus fort. In vielen Bergbauregionen der Erde ist sie ein zentrales Umweltproblem.
In Elbingerode stellte sich nach Ende des produktiven Bergbaus im Jahr 1990 die Ausgangssituation wie folgt dar: In den offenstehenden Abbauhohlräumen bildeten sich jährlich bis zu 3,3 Millionen Kubikmeter Sauerwasser mit pH-Werten bis unter 2 und mit Eisengehalten bis über 900 Milligramm pro Liter, in Ausnahmefällen bis über 2000 Milligramm pro Liter. Die Wässer müssen mit Pumpen nach über Tage gehoben und neutralisiert bzw. geklärt werden. Das ist mit einem enormen Verbrauch an Betriebs-, Hilfsstoffen und Energie verbunden. End of pipe-Technologien verlagern die Umweltproblematik, lösen sie nicht. Und da die Sauerwasserbildung von selbst erst nach Oxidation der freigelegten Sulfidmineraloberflächen zum Erliegen kommt, müßte die Wasserhebung und - klärung, verbunden mit Energie- und Reagenzienverbrauch sowie der Beseitigung anfallender Schlämme, auf Jahrtausende hinweg betrieben werden.
Versatzmaßnahmen sollen daher, gleichsam wie ein Korken, das Bergwerk gegen Wasser- und Luftzutritt abschließen, im Idealfall die Bildung des Sauerwassers komplett verhindern. Das Hauptaugenmerk ist auf die größten Sauerwasserbildungszonen zu richten, die untertägigen, bergmännisch erstellten Hohlräume und den unmittelbar umgebenden Gebirgsverband.
Kriterien für die Wahl des Versatzmaterials sind: Er muß die Hohlräume abdichten. Das Eindringen von Flüssigkeiten am Gebirgsrand und durch den "Pfropfen" selbst muß verhindert werden.
Dr.-Ing. Frisch berücksichtigte bei seinen Untersuchungen bindemittelverfestigte Versatzgemische auf Zementbasis und auf Basis von Aschen aus Steinkohlekraftwerken. Diese wurden mit Sauerwässern, die den tatsächlich existierenden in Elbingerode nachgebildet waren, in Kontakt gebracht und auf chemische Reaktionen hin untersucht. Die labortechnischen Untersuchungen wurden vom Institut für Bergbau der TU Clausthal, Abteilung Bergbauplanung und Auslandsbergbau, vorgegeben und durchgeführt. Die ökologische Bewertung der Ergebnisse erfolgte mit Hilfe von Ökobilanz-Studien. Die Versatzgemische wurden anhand des Prinzips der "kritischen Belastung" beurteilt und einer reinen Fortführung der beschriebenen, nachsorgenden Behandlung der Sauerwässer mittels Umweltbelastungspunkten rechnerisch entgegengestellt.
Anfänglich führte die Versatzmaßnahme zu einer Erhöhung der Umweltwirkung; auf Dauer ist sie eine geringere Umweltbelastung. Dies gilt sowohl für Versatzgemische auf Zement- wie auf Aschebasis Ökologisch sind Versatzgemische aus Zement und Asche nahezu gleich zu beurteilen. Versatzstoffe auf Zementbasis bestehen nur aus Komponenten, die Geld kosten. Bei der Verwendung von Kraftwerksaschen sind wenigsten für diese Erlöse zu erzielen, was sich kostensenkend auswirkt.
Weitere Informationen:
Frisch, Klaus-Ruthard: Die Verringerung der Sauerwasserbildung im untertägigen Bergbau durch Versatz. Technisch-wirtschaftliche Untersuchung an einer Modellagerstätte. Clausthal-Zellerfeld, 2000
ISBN: 3-89720-397-9
Dr.-Ing. Klaus-Ruthard Frisch
Technische Universität Clausthal
Institut für Wirtschaftswissenschaft
Abteilung für Betriebswirtschaftslehre und Betriebliche Umweltökonomie
Julius-Albert-Straße 2
38 678 Clausthal-Zellerfeld
klaus.frisch@tu-clausthal.de
Tel.: +49 5323 72 76 03
Fax: +49 5323 72 76 99
http://www.wiwi.tu-clausthal.de/
Nach einem Zeithorizont von 12 Jahren bringt eine Sanierungsmaßnahme mit Versatz ökologische Vorteil ...
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Gegenüberstellung von 'begin of pipe' und 'end of pipe' Umweltschutzmaßnahmen.
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Criteria of this press release:
Biology, Economics / business administration, Environment / ecology, Geosciences, Oceanology / climate
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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