EISENOCKER Quellen  - Info – Reduktion – Maßnahmen


Vorgänge bei Eintritt von Grundwasser in ein Oberflächengewässer

Eisen(II)-haltiges Grundwasser tritt selten natürlicherweise an die Oberfläche.  Zu sehen ist es manchmal in Quellen, die durch das ausfallende Eisenoxid rostrot gefärbt sind. In den meisten Fällen sind es menschliche Aktivitäten, die dazu führen, dass das eisenhaltige Grundwasser an der Oberfläche austritt, so z.B. bei Grabenvertiefungen, bei denen grundwasserführende Schichten angeschnitten werden, was besonders in der Marsch zu sehen ist, oder bei Grundwasserabsenkungen für Bauvorhaben. Bei Austritt des Grundwassers an die Erdoberfläche tritt eine rasche Oxidation des gelösten Fe(II)  zu Fe(III) ein. Letzteres fällt als hydratisiertes Eisenhydroxid (Eisenocker) deutlich sichtbar aus. Es ist ein rostrotbrauner, gelartiger Niederschlag. Diese Reaktionen finden bevorzugt an der Grenzfläche Wasser/Festkörper statt. Aus diesem Grunde sind dann alle Oberflächen im Gewässer, wie Boden, Pflanzen und Tiere mit dem Eisenhydroxid überzogen. Da die Eisenoxide eine große spezifische Oberfläche haben, läuft diese Oxidationsreaktion sehr schnell ab. Zusätzlich sind an der Ausfällung des Eisens auch Organismen beteiligt (Eisenbakterien wie Gallionella ferruginea).
Die Oxidation läuft umso rascher, je größer die aktuelle Fe(II)-Konzentration und die gelöste Sauerstoffmenge sind und je höher der pH-Wert ist. Bei pH-Werten unter 7 läuft die Reaktion sehr langsam.

 

Auswirkungen des Eisenhydroxid auf Gewässerorganismen

Bei Einleitung von eisenhaltigem Grundwasser fällt im Gewässer das voluminöse, gelartige Eisenhydroxid aus, das sich als rotbrauner Überzug auf alle Tiere und Pflanzen und die Sedimente legt. In Untersuchungen hat sich gezeigt, dass Eisenhydroxide im Moment ihrer Bildung wesentlich schädlicher sind, als nach wenigen Stunden. Das lässt sich folgendermaßen erklären: Gelangen gelöste Fe(II)-Verbindungen in sauerstoffarmem, leicht saurem Wasser an die alkalische Oberfläche von Fischkiemen oder -laich, so kommt es direkt an diesen Oberflächen zu Oxidationsreaktionen des Fe(II) zu Fe(III). Dieser dicke Überzug von Eisenhydroxid führt primär dazu, dass die Sauerstoffaufnahme der Organismen über Kiemen oder auch den ganzen Körper vollständig unterbunden oder stark behindert wird.

 

 

Dadurch können die Fische oder anderen Wassertiere ersticken.

Als Sekundäreffekt siedeln sich fädige Eisenbakterien an, die die Kiemen von Fischen mechanisch reizen. Es kommt zur Rötung und Verätzung des Hautgewebes. Sehr mobile Tiere wie Fische, Asseln und etliche Schnecken können sich oft aus dem Überzugbefreien und in unbelastete Bereiche kriechen.

Insgesamt reagieren die unterschiedlichen Arten verschieden und die Empfindlichkeit ist auch vom Entwicklungsstadium abhängig. So sind Eier z.B. oft sehr empfindlich. Dieses gilt sowohl für Fische als auch für niedere Tiere.

Hier drei Bilder zum Vergleich, sie zeigen  den gleichen Bachabschnitt kurz hinter der Ockerquelle :

 

Links: Winter 2010/2011 - mäßige Belastung Dank hoher Wasserstände und Verdünung.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rechts: 06/2011 erhöhte Belastung durch lange Trockenperiode.

 

 

Bei der Belastung, handelt es sich um eine gefasste Quelle, die stark eisenhaltiges Wasser führt, dieses wird durch ein offenes Rohr geleitet und fließt in einer mit  wenigen Steinen auf Teichfolie ausgelegten Rinne  in den ca. 5 Meter  entfernt  fließenden Bach.
Bei absoluten Niedrigwasser im  Sommer  kann es wie in unserem Falle geschehen, das sich durch das fehlende Bachwasser der Verdünnungsfaktor derart ungünstig entwickelt und die Konzentration von Eisen(ocker) im Wasser so stark erhöht  ist, das es kritisch wird ( Abbildung < links  - Bildstand – 03-07-2011).
Das bedeutet für das Gewässer  jetzt eine enorme Zunahme der  Eisenockerbelastung durch diesen Einleiter, was sich durch den für Eisenocker  typischen roten,  vom Einleiter bis zur Mündung in die nahe Langballigau das ganze Bachbett und sämtliche Steine und Wurzeln bedeckenden Belag zeigt.
Dieser Bachabschnitt , der bis vor einer Woche noch ein sehr lebendige Bereich war, ist nun absolut ohne Lebewesen.
Es muß hier so schnell wie möglich  Abhilfe in Form  des Maßnahmenvorschlages geschaffen werden. Die Schäden sind schon jetzt  fatal für den Bachlebensraum im Gerinne und der Langballigau.

Maßnahme :

Entfernen der Teichfolie, Zulassung von kleinen Mäandern bis zum Bachlauf und Anpflanzung einiger Sumpfpflanzen als Pufferzone und Sichtschutz.  So kann das Eisen, im wesentlichen außerhalb des Baches ausflocken durch die Sumpflanzen teils ausgefiltert werden und belastet somit das Gewässer nicht in dem Maße, wie dies im Moment geschieht.

Dieser  Vorfall, der nicht alltäglich ist, hat aber auch eine gute Seite, er zeigt auf das mit vertretbaren Arbeitsaufwand eine stark belastete Eisenockerquelle in eine annehmbare Ressource verwandelt  werden kann.

 

 


Quellen:
Umweltbehörde Hamburg, Amt für Umweltschutz - Gewässer- und Bodenschutz - und Amt für Immissionsschutz und Betriebe - Kraftwerke, Chemiebetriebe und Abwassertechnik. , Dr. Gerd-Oltmann Brandorff, Dipl.-Ing. Jürgen Masch.
Dr. Ludwig Tendt, Tostedt
Bent Lauge Madsen, DK

Fotos / Grafik:
Schutzgemeinschaft-Langballigau e.V. / Thomas Biel, Westerholz