Innovationen

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kathleen.luenich@smul.sachsen.de

Die WRRL sieht vor, dass verhältnismäßige Maßnahmen getroffen werden, um die Gewässer in einen guten Zustand zu überführen oder zu halten. Dies betrifft vor allem Gewässer, die durch bergbaubedingte Schadstoffeinträge beeinträchtigt sind. Die Verhältnismäßigkeit scheitert in vielen Fällen an der Wirtschaftlichkeit. Da viele Reinigungsverfahren auf Fällungsprozessen oder ähnlichem beruhen, wird die Wirtschaftlichkeit der Verfahren durch die Entstehung von Abprodukten wie Schlämmen, Aschen oder Weiteren gemindert. Diese müssen zum Teil aufwendig entsorgt werden.

Das Ziel dieser Studie ist es, Lösungsmöglichkeiten für die Nachnutzung von Abprodukten zusammenzustellen und einen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit von Wasserreinigungsanlagen zu liefern und den Kenntnisstand zur Problematik festzuhalten.

Aus den Recherchen  und Analysen ergab sich unter anderem, dass derzeit Nutzungsoptionen der in Sachsen anfallenden Abprodukte aus Grubenwasserreinigungsanlagen bzw. Wasserbehandlungsanlagen nur für Eisenhydroxidschlämme (EHS) gegeben sind. Es existiert jedoch keine allgemeingültige Nutzungsoption für alle EHS und es lassen sich auch nicht alle Schlämme verwerten.

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Im Erzgebirge erkunden mehrere Unternehmen die sächsischen Erz- und Spatvorkommen. Der Bau von Betriebsanlagen und das Verbringen des Bergematerials Übertage bedeuten unter anderem einen immensen Flächenverbrauch und Landschaftszerstörungen. Es entsteht Konfliktpotenzial sowohl durch die Beeinträchtigungen der Schutzgüter Boden, Wasser, Natur und Umwelt als auch in Hinblick auf Infrastruktur und Bevölkerung. Ein Hauptproblem das sich bei der Gewinnung von Rohstoffen stellt, ist die Verbringung des Bergematerials. Die Minimierung des Flächenverbrauchs durch Übertageanlagen stellt bis heute eine große Herausforderung dar und bedarf nach wie vor Untersuchungen.

Ziel dieser Studie ist es, den Kenntnis- und Erfahrungsstand über Möglichkeiten flächensparender Übertageanlagen zusammenzutragen und die Situation in Sachsen auszuwerten. Dabei sind die Wissenslücken und der Handlungsbedarf darzustellen. Anhand von zwei konkreten Standorten in Sachsen werden die Möglichkeiten flächensparender Übertageanlagen detailliert untersucht.

Großes Potential für mögliche Optimierungen der übertägigen Flächeninanspruchnahme sind in den Prozessen der Rohstoffaufbereitung und des Reststoffmanagements gegeben, indem Teile in den untertägigen Bereich verlegt werden oder in ihrer Flächeninanspruchnahme effektiv optimiert werden. Zusammenfassend ist festzustellen, dass national wie international verschiedenste Maßnahmen zur Minimierung der übertägigen Flächeninanspruchnahme umgesetzt wurden, ein durchgreifendes Umsetzen der Maßnahmen aber nicht erfolgt.

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Für die Überwachung der Stoffeinträge aus Kippen in das Grund- und Oberflächenwasser muss u.a. die Materialzusammensetzung und Größe der Kippen beschrieben werden. Nur über die Kippenzustandsbeschreibung lässt sich eine Aussage bezüglich möglicher Schadstoffausträge aus der Kippe treffen. Fehlende Angaben zur Chemie und Menge des verkippten Materials, zur Wirksamkeit der aufgebrachten Dichtungen usw. erschweren erforderliche Prognosen zum Stoffinventar und potentiellen Stoffaustrag. Stoffeinträge aus dem zuströmenden Grundwasser, aus Sedimenten der Böschungen sowie dem zur Fremdflutung eingesetzten Oberflächenwassers beeinflussen maßgeblich die hydrochemische Entwicklung der Bergbaufolgeseen. Für die Bestimmung der tatsächlichen Güteentwicklung der Seen müssen diese überwacht werden, um eventuell notwendige Steuerungsmaßnahmen ableiten zu können.

Das Ziel ist die Konzeptionierung eines unbemannten Fernerkundungsgestützten System für die automatisierte, kalibrierte Messung und Analyse von Fließgewässern, Tagebaurestseen und Kippen. Das System soll es ermöglichen, Fließgewässer, Wasserflächen oder Kippen mithilfe von Hyperspektralsensoren einfach, schnell und lückenlos zu detektieren. Aus den aufgenommenen Daten sollen mithilfe von verschiedenen Algorithmen und Programmen Rückschlüsse auf die im Wasser oder in Kippen enthaltenen Stoffe, wie beispielsweise Chlorophyll-, Eisen- oder Sulfatgehalte, gezogen werden können. Es wird ein praxistaugliches Konzept zum Einsatz multi- und hyperspektraler Verfahren im Tagebaurestsee- und Fließgewässermonitoring sowie für Kippenzustandsbeschreibungen entwickelt.

Mit Hilfe der Fernerkundung, speziell Drohnen mit eingebauten multispektralen-, hyperspektralen-, RGB- und Wärmebildkameras, lassen sich vielfältige Informationen über die Landschaft gewinnen. Die Studie konnte zeigen, dass Aussagen zum Relief, Wasserbewegungen, Chemismus, Pflanzengesundheit und weitere gewonnen werden können. Allerdings wurde ebenfalls klar, dass die heutige Fernerkundungstechnik die herkömmlichen Mess- und Monitoringverfahren nicht ersetzen können. Vielmehr sollte die Methode als sinnvolle Erweiterung der bestehenden Verfahren verstanden werden, um räumliche Zusammenhänge besser verstehen zu können.

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Aufgrund der komplexen chemischen und physikalischen Prozesse in den bergbaugestörten Gebieten ist es mitunter nicht auf den ersten Blick offensichtlich, welche Verfahren für die Aufbereitung des Bergbauwassers geeignet sind. Um den Nutzern die Suche nach möglichen Reinigungs- und Sanierungsverfahren zu erleichtern, wurde ein online-Recherchetool und Entscheidungsbäume entwickelt.

Die Vielzahl der in verschiedenen Berichten zusammengetragenen Sanierungsverfahren wurden in einem Werk gebündelt und digitalisiert. Außerdem wurde eine Kategorisierung der Verfahren für den Anwendungsfall vorgenommen.

Es entstand die Rechercheanwendung BEAST - Bergbau-Altlastensanierungstechnologien mit der die Nutzer online eine Freitext- oder Kriteriensuche nach Verfahren aus dem Altlasten- und Bergbaubereich durchführen können.  

Für die Anwender wurde außerdem eine Orientierungshilfe zur Auswahl eines zielführenden Sanierungsverfahrens in Form von Entscheidungsbäumen erarbeitet.

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Ziel war es eine einheitliche, gemeinsame Grundlage für grenznahe bzw. -grenzüberschreitende Fließgewässer mit Halden des Erzbergbaus zu schaffen. Damit steht ein weiteres unterstützendes Instrument für die Bewertung des Gewässerzustands nach WRRL und Ermittlung möglicher erforderlicher Sanierungsbedarfe zur Verfügung.

Das bereits bestehende sächsische Steinkohlenhaldenkataster bildete die Orientierung für die Erstellung des grenzübergreifenden Haldenkatasters. Betrachtungsgegenstand waren die Halden des Erz- und Kalksteinbergbaus in der tschechischen Region Ustecký kraj und im sächsichen Grenzgebiet zur Tschechischen Republik. Für alle recherchierten Halden wurden die verfügbaren Informationen zusammen getragen.

Es entstanden Haldensteckbriefe sowie eine Datenbank mit den recherchierten Daten. Für eine vereinfachte Suche wurden die Halden den Oberflächenwasserkörpern nach WRRL bzw. den Bergbaurevieren zugeordnet.

Auf Anfrage beim LfULG können ggf. weitere Informationen bereitgestellt werden. Kontakt: christine.stevens@smul.sachsen.de