Geomikrobiologie in Bergbauhalden

Land / Region: überregional

Projektanfang: 01.01.1995

Projektende: 31.12.2004

Projektstand: 31.12.2004

Bergbauhalden aus Abraum und Aufbereitungsrückständen enthalten oft beträchtliche Mengen an Metallsulfiden wie Pyrit und Pyrrhotit, die sowohl chemisch als auch mikrobiologisch zu Schwefelsäure oxidiert werden. Die Schwefelsäure, in der in der Regel hohe Gehalte an Schwermetallen gelöst sind (acid mine drainage), tritt am Fuße der Halden aus und wird dadurch zu einer Belastung von Oberflächen und Grundwässern.

Ziel des Projektes war es, das Umweltgefährdungspotenzial von Bergbauhalden in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Klimaten zu bestimmen, um Handlungsempfehlungen zur Sicherung und Sanierung von Bergbauhalden geben zu können.

Da in erster Linie Metallsulfide einer biologischen Laugung unterliegen, konzentrierten sich unsere Untersuchungen vorrangig auf sulfidische Halden.

Beprobt wurden Bergbauhalden in Bolivien, Botswana, Brasilien, Chile, Deutschland, Kasachstan, Kuba, Namibia, Peru, Rumänien, Schweden und Simbabwe, überwiegend im Rahmen der Entwicklungszusammenarbeit (TZ).

Die Projektarbeiten haben gezeigt, dass Bergbauhalden in Abhängigkeit von Klima und Haldenbeschaffenheit unterschiedlich stark mit schwefel- und eisenoxidierenden Bakterien, die für die Entstehung schwermetallbelasteter Sauerwässer in den Bergbauhalden verantwortlich zu machen sind, besiedelt sind. Die zahlenmäßige Erfassung dieser Mikroorganismen und die Bestimmung ihrer biologischen Aktivität mittels Mikrokalorimetrie bilden die notwendige Voraussetzung für die Bewertung des Umweltgefährdungspotenzials einer Bergbauhalde. Diese Kenngrößen, in Zusammenschau mit Klima und Haldentyp, geben den Bergbauunternehmen sowie den für die Genehmigungsverfahren und Umweltüberwachung verantwortlichen Stellen fachliche und konzeptionelle Empfehlungen und Argumente, Maßnahmen durchführen und überwachen zu können, durch die solche Kontaminationen gemindert oder sogar verhindert werden. Bei konsequenter Umsetzung der Projektergebnisse wird ein wirksamer Beitrag zur Minderung des Schadstoffeintrags in Oberflächen- und Grundwässer in Bergbaugebieten geleistet.

Literatur:

• Bosecker, K. 2001. Microbial leaching in environmental clean-up programmes. Hydrometallurgy 59: 245-248.
  
  
• Sand, W., P.-G. Jozsa, Zs.-M. Kovacs, N. Săsăran, and A. Schippers. 2007. Long-term evaluation of acid rock drainage mitigation measures in large lysimeters. J. Geochem. Explor. 92: 205-211.
  
  
• Schippers, A. 2004. Biogeochmistry of metal sulfide oxidation in mining environments, sediments and soils. In: Sulfur biogeochemistry - Past and present. J. P. Amend, K. J. Edwards, and T. W. Lyons (eds.). Special Paper 379. Geological Society of America, Boulder, Colorado, USA, 49-62.
  
  
• Schippers, A. 2003. MiMi - Long-term anaerobic microbial processes in remediated mine tailings. MiMi 2003:1. The MISTRA-programme MiMi, Mitigation of the environmental impact from mining waste. MiMi Print, Luleå, Sweden. http://www.mistra-research.se/program/mimi/guide/home/documentation/peerreviewedmimireports.4.c791f4103209a06ec80006710.html
  
  
• Schippers, A., and K. Bosecker. 2002. Bakterien in Bergbauhalden gefährden die Umwelt – Bildung von schwermetallhaltigen Sauerwässern und Maßnahmen zu deren Hemmung. Zeitschrift für Angewandte Geologie 1/2002: 38-43.
  
  
• Schippers, A., and D. Kock. 2005. Geomicrobiological investigation of two different mine waste tailings generating acid mine drainage. In: Proceedings of the 16th International Biohydrometallurgy Symposium, Cape Town, South Africa. S. T. L. Harrison, D. E. Rawlings, and J. Petersen (eds.), ISBN 1-920051-17-1, 667-676.
  
  
• Schippers, A., K. Bosecker, S. Willscher, C. Spröer, P. Schumann, and R. M. Kroppenstedt. 2002. Nocardiopsis metallicus sp. nov., a metal leaching actinomycete isolated from an alkaline slag dump. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52: 2291-2295.
  
  
• Schippers, A., R. Herbert, and L. O. Höglund. 2005. Geomicrobiological and geochemical investigation of pyrite - containing tailings from Kristineberg, northern Sweden. In: Proceedings of the International Conference ”Securing the future, Mining and the Environment. Metals & Energy Recovery". Skellefteå, Sweden, ISBN: 91-975190-1-4, Vol. 2, 866-875.
  
  
• Schippers, A., D. Kock, M. O. Schwartz., M. E. Böttcher, H. Vogel, and M. Hagger. 2007. Geomicrobiological and geochemical investigation of a pyrrhotite containing mine waste tailings dam near Selebi-Phikwe in Botswana. J. Geochem. Explor. 92: 151-158.
  
  
• Schwartz, M. O., A. Schippers, and L. Hahn. 2006. Hydrochemical models of the sulphidic tailings dumps at Matchless (Namibia) and Selebi-Phikwe (Botswana). Environ. Geol. 49: 504-510.
  
  
• Willscher, S. and Bosecker, K. 2003. Studies on the leaching behaviour of heterotrophic microorganisms isolated from an alkaline slag dump. Hydrometallurgy 71: 257-264.