Säureminenabfluss

Kurz gesagt, die Entwässerung von Säureminen ist eine Form der Wasserverschmutzung, die auftritt, wenn Regen, Abfluss oder Bäche mit schwefelreichem Gestein in Berührung kommen. Infolgedessen wird das Wasser sehr sauer und schädigt nachgelagerte aquatische Ökosysteme. In einigen Regionen ist es die häufigste Form der Verschmutzung von Bächen und Flüssen.

Schwefelhaltiges Gestein, insbesondere eine Art von Mineral, genannt Pyrit, wird routinemäßig während des Kohle- oder Metallabbaus gebrochen oder zerkleinert und in Haufen von Bergwerksrückständen angesammelt. Pyrit enthält Eisensulfid, das bei Kontakt mit Wasser in Schwefelsäure und Eisen zerfällt. Die Schwefelsäure senkt den pH-Wert drastisch, und das Eisen kann ausfallen und eine orange oder rote Eisenoxidablagerung bilden, die den Boden des Stroms erstickt. Andere schädliche Elemente wie Blei, Kupfer, Arsen oder Quecksilber können ebenfalls durch das saure Wasser von den Gesteinen befreit werden, wodurch der Strom weiter verunreinigt wird.

Wo Acid Mine Drainage geschieht

Meist wird dort abgebaut, wo Kohle oder Metalle aus schwefelhaltigen Gesteinen gewonnen werden. Silber, Gold, Kupfer, Zink und Blei sind häufig in Verbindung mit Metallsulfaten zu finden, daher kann ihre Extraktion zu einer Entwässerung von Säureminen führen. Regenwasser oder Bäche werden angesäuert, nachdem sie durch die Rückstände der Mine gelaufen sind. In hügeligem Gelände wurden manchmal ältere Kohlengruben gebaut, damit die Schwerkraft das Wasser aus dem Inneren der Mine abfließen ließ. Lange nachdem diese Minen geschlossen wurden, läuft die Säure-Minen-Drainage weiter aus und kontaminiert das Wasser stromabwärts.

In den Kohlebergbauregionen der östlichen Vereinigten Staaten wurden mehr als 4.000 Meilen Strom durch die Entwässerung von Säureminen in Mitleidenschaft gezogen. Diese Bäche befinden sich hauptsächlich in Pennsylvania, West Virginia und Ohio. In den westlichen USA gibt es allein auf Forest Service-Grundstücken mehr als 5.000 Meilen betroffener Bäche. 

Unter bestimmten Umständen kann schwefelhaltiges Gestein im nicht bergbaulichen Betrieb Wasser ausgesetzt sein. Wenn zum Beispiel Baumaschinen einen Pfad durch das Gestein schneiden, um eine Straße zu bauen, kann Pyrit zerbrochen und Luft und Wasser ausgesetzt werden. Viele Geologen bevorzugen daher den Begriff „saure Gesteinsentwässerung“, da der Bergbau nicht immer eine Rolle spielt.

Auswirkungen auf die Umwelt

• Trinkwasser wird kontaminiert. Grundwasser kann betroffen sein und lokale Wasserbrunnen beeinträchtigen.
• Wasser mit niedrigem pH-Wert können nur eine stark reduzierte Tier- und Pflanzenvielfalt unterstützen. Fischarten sind einige der ersten, die verschwinden. In den meisten sauren Strömen überleben nur einige spezialisierte Bakterien.
• Aufgrund seiner Ätzwirkung beschädigt saures Wasser die Infrastruktur wie Durchlässe, Brücken und Regenwasserleitungen.
• Das Freizeitpotential (z. B. Angeln, Schwimmen) und der landschaftliche Wert für Bäche oder Flüsse, die von der Entwässerung von Säureminen betroffen sind, sind stark verringert. 

Lösungen

• Passive Behandlung von sauren Strömen kann durchgeführt werden, indem das Wasser in ein speziell dafür gebautes Feuchtgebiet geleitet wird, um den niedrigen pH-Wert zu puffern. Diese Systeme erfordern jedoch ein komplexes Engineering und regelmäßige Wartung und sind nur dann anwendbar, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen.
• Zu den aktiven Behandlungsoptionen gehört das Isolieren oder Behandeln des Abfallgesteins, um den Kontakt von Wasser mit Sulfaten zu vermeiden. Nachdem das Wasser kontaminiert wurde, kann es durch eine durchlässige reaktive Barriere geschoben werden, die die Säure neutralisiert, oder durch eine spezielle Kläranlage geleitet werden.

Quellen

• Forschungsgruppe Reklamation. 2008. Acid Mine Drainage und Auswirkungen auf die Gesundheit und Ökologie der Fische: Ein Rückblick.
• US-Umweltschutzbehörde. 1994. Vorhersage der Entwässerung von Säureminen.