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Wirkung Eisen

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Eisen ist ein natürlich im Boden und Grundwasser vorkommendes Element. In der Lausitz tritt es häufig in Form von Eisendisulfidmineralen auf, welche aufgrund der Grundwasserabsenkung im Rahmen des Bergbaubetriebes durch Luftsauerstoff zunächst zu Eisen(II)-Ionen und Sulfationen verwittern. Mit dem Grundwasseranstieg gelangen die Eisen (II) Ionen in die Oberflächengewässer und oxidieren dort. Dabei entsteht schwer lösliches Eisenhydroxid, welches aufgrund der charakteristischen Verfärbung auch als Eisenocker bezeichnet wird.
Eisenocker ist für den Menschen ungefährlich. Jedoch können sich die Eisenockerpartikel auf dem Flussbett absetzen und damit die Lebensräume von Krebstieren, Muscheln oder auch Insektenlarven bedecken. Eisenockerpartikel können sich zudem in den Kiemen der Fische festsetzen und dadurch deren Atmung behindern. Darüber hinaus führt die verminderte Lichtdurchlässigkeit im Gewässer zu Einschränkungen bei fotosyntheseabhängigen Organismen, wie zum Beispiel Wasserpflanzen. Diese Problematik tritt länderübergreifend im Freistaat Sachsen und in Brandenburg auf.
Nach Angaben des Landesamtes für Umwelt lag die natürliche Belastung in Fließgewässern der Lausitz in 90 Prozent der Fälle unter 1 Milligram pro Liter (mg/l). Die Sichtbarkeitsschwelle für Eisen im Gewässer liegt in Abhängigkeit vom pH-Wert bei cirka 2 mg/l.

Eisen ist ein natürlich im Boden und Grundwasser vorkommendes Element. In der Lausitz tritt es häufig in Form von Eisendisulfidmineralen auf, welche aufgrund der Grundwasserabsenkung im Rahmen des Bergbaubetriebes durch Luftsauerstoff zunächst zu Eisen(II)-Ionen und Sulfationen verwittern. Mit dem Grundwasseranstieg gelangen die Eisen (II) Ionen in die Oberflächengewässer und oxidieren dort. Dabei entsteht schwer lösliches Eisenhydroxid, welches aufgrund der charakteristischen Verfärbung auch als Eisenocker bezeichnet wird.
Eisenocker ist für den Menschen ungefährlich. Jedoch können sich die Eisenockerpartikel auf dem Flussbett absetzen und damit die Lebensräume von Krebstieren, Muscheln oder auch Insektenlarven bedecken. Eisenockerpartikel können sich zudem in den Kiemen der Fische festsetzen und dadurch deren Atmung behindern. Darüber hinaus führt die verminderte Lichtdurchlässigkeit im Gewässer zu Einschränkungen bei fotosyntheseabhängigen Organismen, wie zum Beispiel Wasserpflanzen. Diese Problematik tritt länderübergreifend im Freistaat Sachsen und in Brandenburg auf.
Nach Angaben des Landesamtes für Umwelt lag die natürliche Belastung in Fließgewässern der Lausitz in 90 Prozent der Fälle unter 1 Milligram pro Liter (mg/l). Die Sichtbarkeitsschwelle für Eisen im Gewässer liegt in Abhängigkeit vom pH-Wert bei cirka 2 mg/l.

  • Woher kommt natürlicherweise das Eisen, wie entsteht es?

    Eisen ist ein natürliches Element und gehört zu dem am häufigsten auftretenden Elementen in der Erdkruste. Nach Angaben der UP Transfer GmbH1) liegt der Eisengehalt in Böden bei cirka 0,2 bis 5 Prozent. Unter besonderen Sauerstoffverhältnissen und geologischen Randbedingungen können jedoch Bodenhorizonte mit einem Eisengehalt bis über 40 Prozent vorliegen. Das Eisen liegt dann zumeist in Form von Mineralien dar.
    Über Verwitterungsprozesse gelangt das Eisen ins Grundwasser.
    Unter anaeroben Verhältnissen ist Eisen kaum löslich. Durch organische Komplexbildner oder durch saure Bedingungen im Boden tritt Eisen jedoch auch unter anaeroben Bedingungen in gelöster Form auf.

    1) UP Transfer GmbH (2016): „Genehmigungsfähigkeit der Nutzung von Eisenhydroxidschlämmen zur Bodenverbesserung auf landwirtschaftlich genutzten Kippenböden“

    Eisen ist ein natürliches Element und gehört zu dem am häufigsten auftretenden Elementen in der Erdkruste. Nach Angaben der UP Transfer GmbH1) liegt der Eisengehalt in Böden bei cirka 0,2 bis 5 Prozent. Unter besonderen Sauerstoffverhältnissen und geologischen Randbedingungen können jedoch Bodenhorizonte mit einem Eisengehalt bis über 40 Prozent vorliegen. Das Eisen liegt dann zumeist in Form von Mineralien dar.
    Über Verwitterungsprozesse gelangt das Eisen ins Grundwasser.
    Unter anaeroben Verhältnissen ist Eisen kaum löslich. Durch organische Komplexbildner oder durch saure Bedingungen im Boden tritt Eisen jedoch auch unter anaeroben Bedingungen in gelöster Form auf.

    1) UP Transfer GmbH (2016): „Genehmigungsfähigkeit der Nutzung von Eisenhydroxidschlämmen zur Bodenverbesserung auf landwirtschaftlich genutzten Kippenböden“

  • Gibt es einen gesetzlichen Grenzwert für Eisen?

    In der Oberflächengewässerverordnung wurde kein Grenzwert für Eisen festgelegt. Jedoch gibt es einen Orientierungswert. Dieser liegt bei 1,8 Milligramm pro Liter (mg/l).
    In der Grundwasserverordnung ist kein Grenzwert für Eisen verankert.
    In der Trinkinkwasserverordnung ist für das Reinwasser ein Grenzwert für Eisen von 0,2 mg/l festgelegt. Damit soll verhindert werden, dass Geschmacksveränderungen oder Verfärbungen des Wassers auftreten und Verunreinigungen durch Mikroorganismen, die sich an Eisenhydroxidpartikeln entwickeln können, entstehen.

    In der Oberflächengewässerverordnung wurde kein Grenzwert für Eisen festgelegt. Jedoch gibt es einen Orientierungswert. Dieser liegt bei 1,8 Milligramm pro Liter (mg/l).
    In der Grundwasserverordnung ist kein Grenzwert für Eisen verankert.
    In der Trinkinkwasserverordnung ist für das Reinwasser ein Grenzwert für Eisen von 0,2 mg/l festgelegt. Damit soll verhindert werden, dass Geschmacksveränderungen oder Verfärbungen des Wassers auftreten und Verunreinigungen durch Mikroorganismen, die sich an Eisenhydroxidpartikeln entwickeln können, entstehen.

  • Welche Maßnahmen führen zu einer Minderung der Eisenkonzentration in bergbaubeeinflussten Gewässern?

    Schon während des Bergbautriebs können Maßnahmen ergriffen werden, um die Pyritverwitterung zu verhindern. So ist es möglich, Dichtwände zu installieren und damit den Einflussbereich des Grundwasserabsenkungstrichters zu verringern. Durch eine Zwischenbegrünung von Kippenflächen kann die Versickerung von Niederschlagswasser verringert werden. Die Pyritverwitterung selbst kann durch die Bekalkung der Kippenflächen deutlich reduziert werden. Häufig sind Grubenwasserbehandlungsanlagen vorhanden, in denen der pH-Wert durch Bekalkung erhöht und damit optimale Bedingungen für die Flockenbildung und Sedimentation des Eisenhydroxids geschaffen werden.

    Die Bekalkung mit oder ohne Zugabe von Flockungshilfsmitteln in wasserdurchströmten Sedimentationsbecken stellt auch außerhalb des Tagebaubetriebes die effektivste Methode zur Eisenockerbeseitigung dar. Beispielhaft sind hier die Grubenwasserreinigungsanlage Vetschau sowie die Wasserbehandlungsanlage des Kraftwerks Vetschau (Eichow) zu nennen. Es können auch direkt Seen bekalkt werden, so dass die Eisenflocken im See verbleiben.
    Die Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV) hat ein umfangreiches Programm zur Minderung der Eisengehalte in der Spree entwickelt, welches die nach Stand der Technik möglichen Maßnahmen aufzeigt und umsetzt.

    Schon während des Bergbautriebs können Maßnahmen ergriffen werden, um die Pyritverwitterung zu verhindern. So ist es möglich, Dichtwände zu installieren und damit den Einflussbereich des Grundwasserabsenkungstrichters zu verringern. Durch eine Zwischenbegrünung von Kippenflächen kann die Versickerung von Niederschlagswasser verringert werden. Die Pyritverwitterung selbst kann durch die Bekalkung der Kippenflächen deutlich reduziert werden. Häufig sind Grubenwasserbehandlungsanlagen vorhanden, in denen der pH-Wert durch Bekalkung erhöht und damit optimale Bedingungen für die Flockenbildung und Sedimentation des Eisenhydroxids geschaffen werden.

    Die Bekalkung mit oder ohne Zugabe von Flockungshilfsmitteln in wasserdurchströmten Sedimentationsbecken stellt auch außerhalb des Tagebaubetriebes die effektivste Methode zur Eisenockerbeseitigung dar. Beispielhaft sind hier die Grubenwasserreinigungsanlage Vetschau sowie die Wasserbehandlungsanlage des Kraftwerks Vetschau (Eichow) zu nennen. Es können auch direkt Seen bekalkt werden, so dass die Eisenflocken im See verbleiben.
    Die Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV) hat ein umfangreiches Programm zur Minderung der Eisengehalte in der Spree entwickelt, welches die nach Stand der Technik möglichen Maßnahmen aufzeigt und umsetzt.

Weiterführende Informationen

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Wasser
 
Allgemeine Informationen aus dem Bereich Wasser

Kontakt

Abteilung 2 - Wasser- und Bodenschutz
Abteilung:
Referat 23
Ansprechpartner:
Susanne Naß
E-Mail:
susanne.nass@­mluk.brandenburg.de
Telefon:
+49 331 866-7322