EINLEITUNG
Auen stellen eine besondere Art von Ökosystemtyp dar. Sie stehen in ständigem stofflichen Austausch mit ihrer Umgebung, da sie über ein sehr effizientes Transportsystem, nämlich Wasser, verfügen. Wasser vermag Stoffe in sowohl fester als auch gelöster Form in alle Raumrichtungen zu verteilen. Es sorgt also nicht nur für einen longitudinalen Stofftransport, sondern auch quer der Fließrichtung für Austauschprozesse in die Aue hinein und von dort aus wieder zurück in den Fluss. Ähnliche Austauschvorgänge laufen über das Grundwasser in den Sedimenten des Untergrundes ab. Außerdem stehen Grund- und Oberflächenwasser in enger Verbindung zueinander. Im Laufe der Zeit betrachtet, variieren diese Transportprozesse stark in ihrem Ausmaß. Darüber hinaus kann sich auch die Transportrichtung ändern. Abflussschwankungen etwa können dazu führen, dass der Grundwasserstrom in umgekehrter Richtung vom Fluss weg in die Aue hinein verläuft. Dies kann beispielsweise bei längeren Hochwassern passieren. Durch einen zeitlich wechselnden Anteil der transportierten Stoffe kommt es zur Ablagerung in der Flussaue. Hochwasserquellen sind hierbei in erster Linie für die Ab- und Umlagerungen verantwortlich. Bodenbildung und Pflanzenwachstum werden von den abgelagerten Stoffen beeinflusst. Insbesondere giftige Stoffe sind von Interesse, da sie auf diesem Wege auch in die Nahrungskette gelangen können. Die Kenntnis über deren Verteilung im Bodenprofil, Konzentration, Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit sowie bevorzugte Sedimentationszonen innerhalb der Aue lassen wesentliche Rückschlüsse auf anthropogen verursachte Belastungen und damit auch des gesamten Einzugsgebietes zu. Zur Zeit wird geprüft, wie beispielsweise durch Rückdeichungsmaßnahmen der Anteil naturnaher Auen erhöht werden kann (Neuschulz,1999). Die Auswirkungen der teilweise gravierenden hydrologischen Veränderungen, sowie des geänderten Nähr- und Schadstoffeintrags konnten bislang noch nicht abschließend beurteilt werden (Miehlich, 2000). Industrielle und kommunale Einleitungen in die Flüsse können zu erheblichen Schadstoffeinträgen führen. Schwermetallanreicherungen in den Aueböden (und somit der Vegetation) bewirken in den entsprechenden Gebieten aufgrund der Kontamination eine Gefährdung des gesamten Ökosystems. Daher ist es notwendig, die von den kontaminierten Böden für die Ökosysteme ausgehende Gefährdung einzuschätzen, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können...
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Definition von Auen
2 Auenböden
2.1 Bodenbildung in Auen
2.1.1 Ausgangsgesteine
2.1.2 Relief
2.1.3 Klima
2.1.4 Organismen
2.1.5 Zeit
2.1.6 Anthropogen bedingte Einflüsse
3 Schwermetalle in Aueböden
3.1 Bodenparameter als Indikatoren
3.2 Messmethoden
4 Auenkontamination durch den Bergbau
4.1 Sedimentbelastung durch Blei in der Erftaue bei Kerpen
4.2 Die historische Entwicklung des Erzbergbaus im Raum Mechernich
4.3 Analysen und Resultate
4.3.1 Schlussfolgerung
5. Literatur
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht den Zusammenhang zwischen historischem Bergbau und der Schwermetallbelastung von Auenböden. Das primäre Ziel ist es, den Einfluss von anthropogenen Stoffeinträgen auf Flusssedimente zu analysieren und zu klären, inwieweit Schwermetallgehalte als Indikatoren für die zeitliche Einordnung von Sedimentationsprozessen dienen können.
- Grundlagen der Bodenbildung in Auenökosystemen
- Einfluss anthropogener Aktivitäten auf die Auenlandschaft
- Methodik zur ökotoxikologischen Bewertung von Schwermetallen
- Fallstudie zur Blei-Kontamination in der Erftaue bei Kerpen
- Historische Entwicklung des Erzbergbaus im Raum Mechernich
Auszug aus dem Buch
4.2 DIE HISTORISCHE ENTWICKLUNG DES ERZBERGBAUS IM RAUM MECHERNICH
Schon seit keltischer Zeit wird am Nordrand der Eifel bei Mechernich Blei abgebaut. Die Kelten und Römer gewannen das Blei durch Erhitzen der erzführenden Knollen. Ab dem Jahre 1475, nachdem die Bürger Abbaurechte erhalten hatten, nahm der Abbau zu. Ab dem 16. Jahrhundert ergab sich eine weitere Steigerung durch Schachtabbau und der Aufbereitung durch Poch- und Schmelzhütten am Bleibach. „Konnten bei dem früheren Abbau in die Vorflut gelangen, so erfolgte durch die moderne Technik eine starke Belastung der Vorflut, insbesondere durch die Errichtung eines Wasserlösungsstollens und die Einleitung der Grubenabwässer in den Bleibach“ (Burger 1989, 287).1853 wurde eine Bergwerkskonzession vergeben. Es erfolgte ein mechanisierter Abbau. Bis 1956 wurde das abgebaute Erz in einer Bleihütte aufbereitet und das noch stark kontaminierte Restmaterial auf vegetationslosen Quarzsandhalden im Einzugsbereichs des Bleibachs abgelagert. 1956 wurde der Abbau eingestellt. Im Jahre 1960 wurden die Halden abgedeckt (BURGER 1989, 287).
Der erhöhte Bleigehalt in Bleibach und Rotbach ist vor allem auf Einspülungen von auf Halden abgelagertem Feinmaterial während des Winters zurückzuführen (kein Abtragungsschutz durch die Vegetation). Anhand der Entwicklung der Abbautechnik und der Erweiterung des Abbaus sowie der Zeitmarken lässt sich ein „relatives zeitliches Belastungsdiagramm erstellen“ (Abb. 6). Die lokale Erzimprägnierung der anstehenden Gesteine im Flusseinzugsgebiet führte zu einer „primären geogenen Belastung“, gefolgt von einer stetig wachsenden Belastung bis 1853. Mit dem Ende des Abbaus im Jahre 1956 sollte die Belastung eher rückläufig sein. Vor allem die Abdeckungsmaßnahmen im Jahre 1960 (BURGER 1989, 26ff.).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung erläutert die Bedeutung von Auen als Ökosysteme und beschreibt das Problem der stofflichen Kontamination durch industrielle sowie kommunale Einleitungen.
2 Auenböden: Dieses Kapitel behandelt die Faktoren der Bodenbildung in Auen sowie den Einfluss des Reliefs, des Klimas und anthropogener Eingriffe auf die Bodeneigenschaften.
3 Schwermetalle in Aueböden: Hier werden die Mechanismen der Schwermetallbelastung in Böden und die Verwendung von Pflanzen als Indikatoren für die ökotoxikologische Bewertung beschrieben.
4 Auenkontamination durch den Bergbau: Das Hauptkapitel analysiert die spezifische Blei-Belastung der Erftaue in Korrelation mit der historischen Bergbauentwicklung im Raum Mechernich und führt eine wissenschaftliche Auswertung der Bodenprofile durch.
5. Literatur: Das Literaturverzeichnis listet die verwendeten Quellen und wissenschaftlichen Publikationen auf, die für die Erarbeitung des Themas herangezogen wurden.
Schlüsselwörter
Auenböden, Schwermetalle, Bergbau, Erftaue, Bodenbildung, Sedimente, Blei, Mechernich, Ökotoxikologie, Anthropogene Einflüsse, Bodenparameter, Kontamination, Flusssystem, Bodenprofil, Schadstoffeintrag
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit den geomorphologischen und geoökologischen Auswirkungen des historischen Bergbaus auf Auenböden, speziell im Hinblick auf die Schwermetallbelastung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentral sind die Bodenbildung in Auen, die Mobilität und Toxikologie von Schwermetallen sowie die historische Korrelation zwischen Erzabbau und Sedimentbelastung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die ökotoxikologische Einschätzung der Schwermetallbelastung in Auenböden und die Prüfung der Frage, ob Schwermetallgehalte zur zeitlichen Einstufung von Auensedimenten genutzt werden können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden Bodenparameter wie Korngrößenanalyse, pH-Wert und C-Gehalt untersucht und die Schwermetalle Blei und Zink mittels Extraktion mit Königswasser analysiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil liegt der Fokus auf der Fallstudie zur Erftaue bei Kerpen und der historischen Entwicklung des Erzbergbaus in Mechernich.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Auenböden, Schwermetallkontamination, historischer Bergbau, Erzabbau Mechernich und ökotoxikologische Bewertung.
Warum spielt die Vegetation eine Rolle bei der Bewertung?
Pflanzen dienen als Akkumulationsindikatoren, da sie den Transfer von Schadstoffen in das Ökosystem widerspiegeln und die aktuelle Belastungssituation besser repräsentieren als Bodenanalysen allein.
Welche Bedeutung haben die Halden in Mechernich für die Erftaue?
Die vegetationslosen Quarzsandhalden des historischen Bergbaus fungierten als Quelle für bleihaltiges Feinmaterial, das insbesondere bei Starkregen in den Bleibach und schließlich in die Erftaue gespült wurde.
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- Lars Wartenberg (Author), 2005, Kontamination der Auen durch den historischen Bergbau, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/42263
