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Über dieses Buch

Dieses Buch begleitet Sie auf einer Reise, die bei den Grundlagen von Grubenwasser beginnt und Sie weiter über die korrekte Probenahme für eine Planung bis hin zu den aktiven und passiven Reinigungssystemen führt. In den jeweiligen Kapiteln erfahren Sie die wichtigsten Techniken über die zu messenden Parameter (z.B. Vor-Ort-Parameter, Durchfluss), welche Methoden es gibt, um Ihr Grubenwasser aktiv zu reinigen (z.B. Dickschlammmethode, Umkehrosmose, Ionenaustausch) und welche, um eine passive Reinigung (z.B. konstruierte Feuchtgebiete, Vertikaldurchflussreaktor, Carbonatkanal) durchzuführen. Auch bekommen Sie einen Einblick in die Nutzung von Grubenwasser. Erwarten Sie kein Kochbuch – vielmehr ist es eine Zutaten- und Utensilienliste, die Ihnen dabei hilft, das richtige Rezept zu finden. Eine erweiterte Hilfe dazu erhalten Sie durch die nahezu 1000 Referenzen zu allen vorgestellten Techniken. Ich habe dieses Buch für Hydrogeologen, Ingenieure, Graduierte in höheren Semestern, Behördenvertreter, Bergleute, Geoökologen, Chemieingenieure – im weitesten Sinne also für Sie geschrieben.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschreibt Ihnen zunächst wie es zu diesem Buch kam und welche Intentionen das Buch verfolgt. Ziel des Kapitels ist, Ihnen einen Einstieg in das Thema zu geben, indem Sie die wichtigsten Grundlagen über Grubenwasser erfahren. Zunächst folgt eine Erklärung vonBegriffen, bei denen es oftmals Unklarheiten gibt. Dazu gehören das unnötigerweise verwendeteWort Schwermetall, die Acidität und Alkalinität sowie die die unterschiedlichenTypen passiver Reinigungssysteme für Grubenwasser. Wichtigster Teil des Kapitels ist die Entstehung von Grubenwasser, wobei ich auf die chemischen und biologischen Aspekte eingehe und wie sich die Natur selbst hilft, einen Teil des Problems zu lösen. Das Kapitel schließt mit verschiedenen Möglichkeiten, Grubenwasser zu klassifizieren. Darunter sind einfache, bekanntere, wie das Piper- oder Durov-Diagramm, aber auch aufwändigere wie das Ficklin-Diagramm. Nachdem Sie das Kap. 1 durchgearbeitet haben, besitzen Sie den Grundstein für das weitere Verständnis des Buchs.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 2. Voruntersuchungen

Zusammenfassung
Im Kap. 2 erfahren Sie, welche Untersuchungen erforderlich sind, um die physiko-chemischen Verhältnisse Ihres Grubenwassers zu verstehen. Dies beginnt bei der Probenahme von Grubenwasser und leitet über zu den wichtigen Parametern, mit denen Sie Ihre Wasserqualität beurteilen können. Es schließt mit einigen Möglichkeiten, Ihre Erkenntnisse aus den Untersuchungen anzuwenden. Bei ausgewählten Parametern gehe ich darauf ein, wo es zu Problemen bei der Messung oder der Interpretation kommen kann. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen die grundlegenden Werkzeuge an die Hand zu geben, die Ihnen eine erste Beurteilung Ihres Grubenwassers erlauben und Sie gleichzeitig auf potenzielle Stolpersteine hinzuweisen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie sich vor Berglöwen schützen können. Am Ende des Kapitels sollten Sie in der Lage sein, eine korrekte Probenahme von Grubenwasser durchzuführen und anhand weniger Messwerte erste Vorstellungen zu Ihrer Grubenwasserreinigungsanlage zu entwickeln.
Christian Wolkersdorfer

Chapter 3. Aktive Methoden zur Behandlung von Grubenwasser

Zusammenfassung
Zwölf aktive Methoden zur Reinigung von Grubenwasser bilden den Kern des Kap. 3. Sie folgen keiner speziellen Ordnung, außer das am Anfang das derzeit häufigste Verfahren steht, gleich danach das, was künftig hoffentlich häufiger zu sehen sein wird und am Ende die meines Erachtens interessanteste Methode. Ich habe bei jeder Methode möglichst viel zusammengetragen, um die einzelnen Schritte nachvollziehen zu können.Interessant ist,wo es in der Vergangenheit zu Problemen kam oder wo es noch Entwicklungspotenzial gibt. Bei einzelnen Methoden finden Sie ausführlich die Probleme dargestellt und warum sie derzeit möglicherweise wenig geeignet sind. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen einen Überblick über die derzeit angewendeten aktiven Grubenwasserreingungsmethoden zu geben und Ihnen zu ermöglichen, weiter in der Literatur nachzulesen. Sie sollten nach diesem Kapitel in der Lage sein, die derzeit häufigsten Methoden zur aktiven Reinigung von Grubenwasser zu verstehen.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 4. Passive Methoden zur Behandlung von Grubenwasser

Zusammenfassung
Kapitel 4 stellt Ihnen acht bekannte passive Methoden vor, mit denen Sie Grubenwasser reinigen können. Sie erfahren, worum es sich bei passiver Grubenwasserreinigung handelt. Zudem finden Sie ein Ablaufschema, mit dem Sie entscheiden können, welche passive Grubenwasserreinigung für ein bestimmtes Grubenwasser geeignet sein könnte. Anhand zahlreicher Literaturbeispiele wird jede Methode erläutert, und Sie erfahren deren Vor- und Nachteile. Besonderes Augenmerk liegt auf einer klaren Definition von „Wetlands“ und folglich der Abgrenzung von aeroben und anaeroben konstruierten Feuchtgebieten. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen einen weitreichenden Überblick über alle derzeit für Grubenwasser angewendeten passiven Methoden zu geben. Dabei entsprechen die Reihenfolge und Länge der Abschnitte in etwa der Bedeutung der Methode. Am Ende des Kapitels sind Sie in der Lage, jede passive Reinigungsmethode und deren Einsatzmöglichkeiten zu verstehen. Ihnen ist zudem möglich, anhand einer Grubenwasseranalyse zu entscheiden, welche passive Methode für welches Wasser geeignet ist.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 5. Alternative Methoden zum Management von Grubenwasser

Zusammenfassung
Kapitel 5 beschreibt unterschiedliche Methoden, die nicht generell als aktiv oder passiv bezeichnet werden können. Sie lassen sich vor allem dann anwenden, wenn ganz spezielle Verhältnisse vorliegen oder wenn schon vor dem Anlegen eines neuen Bergwerks an dessen Ende gedacht wird. Drei Methoden werden vorgestellt: natürliche Selbstreinigung, Änderung der Abbaumethoden und biologische Methoden zur Metallgewinnung, die sich jedoch keinesfalls gegenseitig ausschließen. Ziel des Kapitels ist es, diese Methoden zu beschreiben und in welchen Situationen sie sich jeweils verwenden lassen. Am Kapitelende werden Sie verstehen, worum es sich bei natürlicher Selbstreinigung handelt und wann diese Methode angebracht ist. Sie werden verstehen, zu welchem Zeitpunkt Sie über eine Änderung der Abbaumethoden nachdenken sollten und worum es sich bei den derzeit verwendeten und zu erforschenden biologischen Methoden zur Metallgewinnung handelt.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 6. In-situ- und Vor-Ort-Sanierungsmaßnahmen

Zusammenfassung
Im sechsten Kapitel des Buchs werden in-situ und vor-Ort-Methoden zur Behandlung von Grubenwasser dargelegt. Es ist eine Sammlung verschiedenster Verfahren, die sich nicht als klassische End-of-the-pipe-Methoden bezeichnen lassen, sondern die direkt am Grubenwasser selbst ansetzen oder noch bevor kontaminiertes Grubenwasser entsteht. Schwerpunkt bildet dabei die Sanierung von Oberflächengewässern, allen voran versauerte Restseen. Weiterhin enthält das Kapitel einen Abschnitt dazu, was mit den Reststoffen der Grubenwasserreinigung angestellt werden kann und wie Sie die Entstehung von kontaminiertem Grubenwasser verhindern können. Außerdem erfahren Sie, wieso es problematisch sein kann, ein Bergwerk vollständig zu verschließen. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen Reinigungsmethoden vorzustellen, die in keine der vorherigen Kapitel passen, da sie das Grubenwasser oder die Bergwerksabfälle an Ort-und-Stelle behandeln. Am Ende des Kapitels können Siedie verschiedensten in-situ- oder vor-Ort Methoden zur Vermeidung und Behandlung von Grubenwasser beurteilen.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 7. Restnutzung der Sanierungsobjekte oder Aufbereitungsrückstände

Zusammenfassung
Was Sie tun können, wenn Sie Ihr Grubenwasser eines Tages ausreichend gereinigt haben oder was, wenn Ihr Bergwerk saniert ist, beschreibt Kap. 7. Am Ende bleiben Ihnen das ehemalige Bergwerksgelände und die Abfallstoffe einer Grubenwasserreinigung. Welche Optionen Sie haben, Ihr Bergwerk oder das Bergwerksgelände einer Nachnutzung zuzuführen ist Kernpunkt des ersten Teils in diesem Kapitel, das Ihnen eine Auswahl an tatsächlich existierenden Objekten vorstellt.Am interessantesten ist vielleicht das Hotel im Steinbruch in Shanghai. Abschließend erfahren Sie, wie wir künftig die Abfallstoffe der Grubenwasserreinigung verwenden können. Wesentliches Ziel des Kapitels ist es darzulegen, dass im Bergbau eine teilweise Nachhaltigkeit sensu v. Carlowitz möglich ist. Am Ende des Kapitelshabe Sie das Wissen überNachnutzungsoptionen eines Bergwerksgeländes oder für die Reststoffe der Grubenwasserreinigung.
Christian Wolkersdorfer

Kapitel 8. Finis

Zusammenfassung
Eine Reise endet hier – vorerst! Ergebnis der Recherchen ist, dass Grubenwasser weltweit gesehen einen der volumenmäßig größten Schadstoffströme darstellt, aber nicht in jedem Fall kontaminiert ist. Tausende Kilometer an Gewässern, ausgedehnte Flächen in Naturschutzgebieten und unzählige Grundwasserleiter sind durch saures oder (halb-)metallhaltiges Grubenwasser verunreinigt oder potenziell gefährdet. Um die negativen Auswirkungen auf die Ökosphäre und Anthroposphäre so gering wie möglich zu halten, ist es daher unerlässlich, verunreinigtes Grubenwasser derart aufzubereiten, dass die Auswirkungen auf die Umwelt auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben oder vollständig unterbunden werden.
Christian Wolkersdorfer

Backmatter

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