Gewässerökologie und -sanierung
Durch den Bergbau veränderte Gewässer
Im Mittelpunkt stehen Gewässer, die durch den Rohstoffabbau und seine Langzeitfolgen beeinflusst oder neu hergestellt werden – also landschaftsprägende Tagebauseen, Fließgewässer und das Grundwasser. Sanierungsziele sind ein mengenmäßig ausgeglichener Landschaftswasserhaushalt sowie die gute Wasserqualität.
Beim Abbau der Braunkohle wird das Kippenmaterial und die angrenzende, entwässerte Umgebung belüftet, so dass dort enthaltendes Eisensulfid (v.a. als Pyrit oder Markasit) oxidiert wird. Bei diesem Prozess wird Eisen und Sulfat freigesetzt. In der Folge können die Grund- und Oberflächengewässer erhebliche Eisen- und Sulfatkonzentrationen aufweisen und stark versauern. Diese Prozesse können auch beim Erz- und Steinkohleabbau auftreten.
Forschung zu Gewässern am FIB e.V.
Das FIB e.V. hat beispielsweise ein Verfahren erfolgreich entwickelt und geprüft, um das Eisen und Sulfat aus dem Grundwasser wieder auszufällen, so dass die Belastung der Oberflächengewässer erheblich reduziert werden kann. Dazu wird eine Nährstofflösung in den Untergrund infiltriert, um das Wachstum sulfatreduzierender Bakterien zu ermöglichen, mit deren Hilfe Eisen und Sulfat wieder als Eisensulfid festgelegt werden kann. Die Prozesse der Freisetzung von Säure, Eisen und Sulfat können auch anhand ausgewählter Großlysimeter nachvollzogen werden.
Wir arbeiten zu den ökologischen Prozessen in den Tagebauseen sowie in Feuchtgebieten und Niedermooren. Auch dort spielt die mikrobiell katalysierte Festlegung von Eisen und Sulfat eine Rolle. Bei den Tagebauseen ist deren Besiedlung durch Pflanzen wie Schilf und Tieren, wie z.B. Wasserwanzen und -käfern ein weiteres interessantes Aufgabenfeld.
Wasserqualität und Wasserhaushalt
Experimentelle Arbeiten zur geochemischen Auslösung von Stoffen führen wir auch mit Säulenversuchen in unserem Wassertechnikum durch. Hier haben wir etwa die Eignung von Eisenhydroxidmaterial aus der Gewässerunterhaltung für die Abdeckung von Kalirückstandshalden im Südharzrevier untersucht.
Ein wesentliches Zukunftsthema ist das Wechselspiel zwischen Landschaftswasserhaushalt und Klimawandel. Die abgesenkten Grundwasserstände und der fehlende Wasserrückhalt in der Landschaft verursachen gravierende Probleme – sowohl in der Land- und Forstwirtschaft als auch für feuchtere Naturschutzflächen und Seen. Diesem Thema widmen wir uns mit Unterstützung von Satelliten und der FIB-eigenen Drohne.