Wirkung Eisen

Eisen ist ein natürlich im Boden und Grundwasser vorkommendes Element und gehört zu den 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 vor. Über Verwitterungsprozesse gelangt das Eisen ins Grundwasser. Unter Luftausschluss (anaerobe Verhältnisse) ist Eisen kaum löslich. Durch organische Komplexbildner oder durch saure Bedingungen im Boden kann Eisen jedoch auch unter anaeroben Bedingungen in gelöster Form auftreten.

In der Lausitz tritt es häufig in Form von Eisendisulfidmineralen auf, welche aufgrund der Grundwasserabsenkung im Rahmen des Bergbaubetriebes durch Luftsauerstoff zunächst zu löslichen Eisen(II)-Ionen und Sulfationen verwittern. Mit dem Grundwasserwiederanstieg gelangen die Eisen (II)-Ionen in die Oberflächengewässer und werden dort zu dreiwertigem Eisen oxidiert. Dabei entsteht schwer lösliches Eisenhydroxid, welches aufgrund der charakteristisch rotbraunen Verfärbung auch als Eisenocker bezeichnet wird.

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

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. Nach Angaben des Landesamtes für Umwelt lag die vorbergbauliche, natürliche Belastung in Fließgewässern der Lausitz in 90 Prozent der Fälle unter 1 Milligramm Eisen pro Liter. Die Sichtbarkeitsschwelle für Eisen im Gewässer liegt in Abhängigkeit vom pH-Wert bei cirka 2 Milligramm Eisen pro Liter.

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

Ziel des Bewirtschaftungserlasses Eisen ist die Reduzierung des bergbaubedingten Eintrages von Eisen in die Fließgewässer der Lausitz. Das heißt, der Orientierungswert für Eisen von 1,8 Milligramm pro Liter (nach Anlage 7 Nummer 2.1.2 der Oberflächengewässerverordnung) muss unterschritten werden. In vielen Oberflächenwasserkörpern (OWK) wird der Orientierungswert bereits eingehalten. Für die OWKs, die den Wert überschreiten, sind Maßnahmen zur Verringerung der Eisenkonzentration nötig.

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.