Kolloidchemische Untersuchung an Wasser aus dem Hauptwässerungsstollen des Freiberger Bergbaureviers

Der Rothschönberger Stolln leitet den Hauptteil der Grubenwässer des stillgelegten Freiberger Bergbaureviers in die Triebisch, einem Nebenfluß der Elbe. Das Ziel unserer Untersuchungen waren Aussagen über den kolloidalen bzw. kolloidgebundenen Anteil der wichtigsten toxischen Elemente am Mundloch des Stollens.

Es wurden Wasserproben in den Monaten Februar, April, August, Oktober sowie Dezember 1998 genommen. Nach Vor-Ort-Analysen (T, pH, O2-Gehalt, Redox-Potential und Leitfähigkeit) wurden die Proben im Labor kolloidchemisch mit den folgenden Techniken untersucht: Filtration bzw. Ultrafiltration, Zentrifugation, Sedimentation, Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) und Rastereletronenmikroskopie (REM) mit energiedisperser Röntgenanalyse (EDX). Die chemischen Analysen erfolgten mittels induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektroskopie (ICP-MS), Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) sowie Ionenchromatographie (IC). Von der Arbeitsgruppe J. Thieme (Universität Göttingen, Einrichtung Röntgenphysik) wurden parallel röntgenmikroskopische Untersuchungen mittels Synchrotronstrahlung durchgeführt.

Die PCS-Messungen an den Wasserproben ergaben, daß im Wasser des Rothschönberger Stollns Kolloidpartikel im Bereich von 100 bis 300 nm mit einem Maximum bei ca. 200 nm anwesend sind. Ihre Konzentration beträgt etwa 1 mg/l. Auf REM-Aufnahmen an beladenen Kernspurfiltern sind diese Partikel zu erkennen. Die Abnahme der Streulichtintensität bei den PCS-Messungen und der chemischen Gehalte in den Zentrifugaten nach der Parallel-Zentrifugation mit zunehmender Zentrifugalbeschleunigung ergeben, daß es zwei Gruppen von chemischen Elementen gibt. Während die Elemente Fe, Al, Pb, As, La, Y und Cu mit wachsender Zentrifugalbeschleunigung und beim Filtrieren mit sinkender Porenweite zunehmend abgeschieden werden, lassen sich alle übrigen der 25 mit ICP-MS/AAS analysierten Elemente nicht abzentrifugieren bzw. passieren alle Filter und Ultrafilter bis zu einer Porenweite von 3kD (ca. 1, ...