Zusammenfassung
Aus mehreren Dutzend aufgelassener Stollen der Pechkohlenbergwerke in Oberbayern fließt Grubenwasser in die Vorfluter. Bisher wurden die austretenden Grubenwässer weder gereinigt, noch existieren wissenschaftliche Untersuchungen dazu. Dieser Artikel beschreibt die Ergebnisse der Grubenwasseranalysen von 17 Austrittsstellen.
Die elektrische Leitfähigkeit erreicht bis zu 4.900 μS/cm, und mit einem Durchfluss von 2 m3/min sowie einer Eisenkonzentration von 13 mg/l ist der Ventilatorstollen an der Leitzach die problematischste Austrittsstelle. Fast alle Wässer sind Calcium-Hydrogencarbonatwässer und einige wenige Calcium-Magnesium-Sulfatwässer. Wie die Modellierung mit PHREEQC zeigt, sind die kontrollierenden Phasen in den weniger mineralisierten Grubenwässern Calcit, Dolomit, Aragonit, Otavit, Rhodochrosit, Magnesit und Baryt. In den höher mineralisierten Grubenwässern kommen noch Anydrit, Gips und Jarosit als kontrollierende Phasen hinzu.
Ein dauerhafter umweltschädigender Einfluss des austretenden Grubenwassers auf die Vorfluter kann vermutlich ausgeschlossen werden, da die pH-Werte der Grubenwässer im Allgemeinen gut gepuffert zwischen 6,7 und 8,3 liegen und die potenziell toxischen (Halb-)Metalle nicht mobil sind.
Abstract
Several dozen abandoned adits of the Upper Bavarian pitch (bituminous)-coal mines are discharging mine water into receiving streams. In the past, these mine waters have neither been treated nor scientifically investigated. This paper describes the results of 17 mine water samples. With an electrical conductivity of 4,900 μS/cm, a flow of 2 m3/min and an iron concentration of 13 mg/l, the Ventilatorstollen adit at the river Leitzach is the most problematic discharge location. Nearly all waters are Ca-bicarbonate waters and some Ca-Mg-sulfate waters. As has been shown by modeling with PHREEQC, calcite, dolomite, aragonite, otavite, rhodochrosite, magnesite and barite are the controlling phases in the lower mineralized mine waters. In addition, controlling phases in the higher mineralized mine waters are anhydrite, gypsum and jarosite. At the moment, permanent environmental damage can be excluded with high certainty because the mine waters are well buffered at pH-values between 6.7 and 8.3 und the potentially toxic (trace) metals are not mobile.
Literatur
Ammon, L.v.: Die Oberbayerische Pechkohle. Geogn. Jahresh. 22, 289–302 (1909)
Balthasar, K.: Geschichte und Bergtechnik der Kohlenbergwerke Penzberg und Hausham. Geol. Bavarica 73, 7–24 (1975)
Barthelt, D.: Faziesanalyse und Untersuchungen der Sedimentationsmechanismen in der Unteren Brackwasser-Molasse Oberbayerns. Münch. Geowiss. Abh., A Geol. Paläontol. 17, 1–118 (1989)
Barthelt-Ludwig, D.: Rund um die oberbayerische Kohle. Jahresber. Mitt. Freunde Bayer. Staatssmlg. Paläontol. Hist. Geol. 20, 33–45 (1991)
Bayerisches Landesamt für Umwelt und Geologie: Hydrogeologische Teilraum | Hydrogeologischer Einheiten – Faltenmolasse. In: http://www.lfu.bayern.de/geologie/hydrogeologie_daten/hydrogeologische_raumgliederung/teilraum/doc/teilraum_faltenmolasse.pdf, http://www.lfu.bayern.de/geologie/hydrogeologie_daten/hydrogeochemische_hintergrundwerte/nach_einheiten/doc/alpen_faltenmolasse.pdf [2013-04-08] (Hrsg.), S. 1–5; 1–3, München (2007, 2008)
Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit: Intakte Gewässer für Mensch und Natur – Flussbericht Bayern 2012, 493 S. München (2012)
Biller, M., Stippel, L.: Bergbau und Bergbaumuseum am Hohen Peißenberg – Ein Führer durch die Geschichte des Bergbaus im Bereich des Bayerischen Rigi, 226 S. Peißenberg (2006)
Blount, C.W.: Barite solubilities and thermodynamic quantities up to 300 °C and 1400 bars. Am. Mineral. 62, 942–957 (1977)
Capo, R.C., Winters, W.R., Weaver, T.J., Stafford, S.L., Hedin, R.S., Stewart, B.W.: Hydrogeologic and geochemical evolution of deep mine discharges, Irwin Syncline, Pennsylvania. In: Proceedings of West Virginia Surface Mine Drainage Task Force Symposium, Bd. 22, S. 1–10 (2001)
European Commission: Directive 2006/118/EC of the European Parliament and of the Council of 12 December 2006 on the protection of groundwater against pollution and deterioration. Off. J. Eur. Communities, L, Legis. 372, 19–31 (2006)
Flurl, M.: Beschreibung der Gebirge von Bayern und der Pfalz. Leutner, 642 S. (1792)
Fügener, K.: Kohlengewinnung in Penzberg – 1796 bis 1966. 42 S. Penzberg (2006)
Furtak, H., Langguth, H.R.: Zur hydrochemischen Kennzeichnung von Grundwässern und Grundwassertypen mittels Kennzahlen. In: Mem. IAH-Congress, 1965, Bd. 7, S. 86–96 (1967)
Geißler, P.: Räumliche Veränderung und Zusammensetzung der Flöze in den Kohlenbergwerken Hausham und Penzberg. Geol. Bavarica 73, 61–106 (1975a)
Geißler, P.: Zur Geologie im Ostfeld des Kohlenbergwerkes Peißenberg. Geol. Bavarica 73, 55–57 (1975b)
Gillitzer, G.: Geologie des Südgebietes des Peissenberger Kohlenreviers im Kgl. bayr. ärar Reservatfeld. Jahresber. k. Geol. R. A. 64, 149–187 (1914)
Gudden, H.: Eisenerz. Geol. Bavarica 91, 25–35 (1987)
Gümbel, C.W.: Geognostische Beschreibung des bayrischen Alpengebirges und seines Vorlandes, 950 S. Gotha (1861)
Gümbel, C.W.: Geologische Beschreibung von Bayern: Geologie von Bayern, 1184 S. Kassel (1894)
Hartmann, E.: Geologie der Peißenberger Pechkohlen-Mulde. Abh. Geol. Landesunters. Bayer. Oberberg A. 30, 23–46 (1938)
Hertle, L.: Das oberbayerische Kohlenvorkommen und seine Ausbeute. Glückauf 34, 853–864 (1898)
Jungk, G.: Der Kohlenbergbau am Hohenpeißenberg. Geol. Bavarica 73, 25–35 (1975)
Keppner, L.: Die neue Grundwasserverordnung. Grundwasser 16(3), 145–153 (2011)
Korschelt, F.: Die Haushamer Mulde östlich der Leitzach. Geogn. Jahresh. 3, 44–64 (1890)
Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg: Durchflussermittlung mit der Salzverdünnungsmethode: Arbeitsanleitung Pegel- und Datendienst Baden-Württemberg, 66 S. Karlsruhe (2002)
Lemcke, K.: Das Bayerische Alpenvorland vor der Eiszeit – Erdgeschichte, Bau, Bodenschätze: Geologie von Bayern, 175 S. Stuttgart (1988)
Lensch, G.: Stratigraphie, Fazies und Kleintektonik der kohleführenden Schichten in der bayerischen Faltenmolasse (Peißenberg, Peiting, Penzberg, Hausham, Marienstein). Geol. Bavarica 46, 3–52 (1961)
Ligouis, B., Lu, J., Pils, J.: Coal petrology and rock-eval pyrolysis of a coal seam in the oligocene molasse near Miesbach (Upper Bavaria, Germany): coal depositional environments. Bull. Soc. Géol. France 169, 381–393 (1998)
Mann, H.: Die Lachskrankheit (Ulcerative Dermal Nekrose=U D N) in Deutschland. Inf. Fischwirtsch. 19, 10 (1972)
Mattila, K., Zaitsev, G., Langwaldt, J.: Biological removal of nutrients from mine waters, 79 S. Rovaniemi (2007)
Müller, M.: Die „Flözeinhausung“ am Bühlach, eine Erinnerung an den Peitinger Pechkohlenbergbau – Peiting und die Spuren seines Bergbaus. Welf 6, 195–221 (2001)
Parkhurst, D.L., Appelo, C.A.J.: User’s guide to PHREEQC (Version 2) – A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. Water-Res. Invest. Rep. WRI 99-4259, 312 (1999)
Perry, E.F.: Modelling rock-water interactions in flooded underground coal mines, Northern Appalachian Basin. Geochem.-Explor. Environ. Anal. 1, 61–70 (2001)
Perry, E.F., Evans, R.S.: Application of geochemical modeling and hydrologic techniques to interpret sources, mixing and evolution of mine drainage. In: Mining and Reclamation for the Next Millennium, Boulder, S. 444–452 (1999)
Pfeufer, J.: Wahrung von Menge und Qualität des Trinkwassers im Nebengestein der Eisenerzlagerstätte Leonie in Auerbach (Opf.) während und nach der Abbauphase. Glückauf 132, 626–635 (1996)
Pinsl, L.: Chemische Kennzeichen der oberbayerischen Glanzbraunkohle in den Bergwerken Peißenberg und Peiting. Geol. Bavarica 73, 107–111 (1975)
Piper, A.M.: A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analyses. Trans. Am. Geophys. Union 25, 914–923 (1944)
Piper, A.M.: A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analyses. US Geol. Surv. Ground Water Notes – Geochemistry 12, 1–14 (1953)
Prediction Workgroup of the Acid Drainage Technology Initiative: In: Kleinmann R.L.P. (Hrsg.) Prediction of water quality at surface coal mines, Morgantown, 241 S. (2000)
Priesner, C.: Der Bergbau zwischen Mangfall und Leitzach in alter und neuer Zeit. In: Deutsches Museum (Hrsg.): Abh. u. Ber. N.F., 66 S. München (1982)
Resch, L.: Das Braunkohlenbergwerk Großweil. Bayerland 35, 388–391 (1924)
Rossum, J.R.: Checking the accuracy of water analyses through the use of conductivity. J. Am. Water Works Assoc. 67, 204–205 (1975)
Schafhäutl, K.E.v.: Über die tertiären Kohlen-Ablagerungen in Bayern. N. Jahresber. Min. Geogn. Geol. Petr. 1848, 641–657 (1848)
Schirottke, W.: Aus der Erde sprudelt braune Gefahr – Fischereiverein befürchte Vergiftung der Leitzach – Vernagelter Rohrstrang. Miesbacher Anz. 77, 1 (1971)
Schirottke, W.: Fischer grollen: Keine Hilfe beim Umweltschutz – Wieder Forellen-Sterben in der Leitzach – Im neuen Jahr alter Ärger mit Grubenwasser. Miesbacher Anz. 78, 1 (1972)
Schmassmann, H.: Hydrochemische Synthese Nordschweiz: Tertiär- und Malm-Aquifere. Technischer Bericht – NAGRA 88-07, S. 1–244 (1990)
Schmederer, J.: Wasserwirtschaftliche Aspekte bei der Stillegung bayerischer Uranbergbauanlagen. In: Proceedings, Uranium-Mining and Hydrogeology, Freiberg, Germany. GeoCongress, Bd. 1, S. 519–524 (1995).
Schmid, H., Weinelt, W.: Lagerstätten in Bayern. Geol. Bavarica 77, 160 (1978)
Schmitz, C.: Beiträge zur Geschichte des Bergbaues auf Braun- und Steinkohlen im Königreich Bayern. Kunst- u. Gewerbebl. 26, 4–23 (1840). 79–97; 164–176; 236–268
Schwerd, K., Doppler, G., Unger, H.J.: Gesteinsabfolge des Molassebeckens und der inneralpinen Tertiärbecken. In: Erläuterungen zur Geologischen Karte von Bayern 1:500.000, S. 141–187. Bayerisches Geologisches Landesamt, München (1996)
Sepp, F.: Bayerische Berg-, Hütten- und Salzwerke AG (BHS): http://www.historisches-lexikon-bayerns.de/artikel/artikel_44417 [2013-04-08], München (2012)
Singer, P.C., Stumm, W.: Acidic mine drainage—rate-determining step. Science 167, 1121–1123 (1970)
Skousen, J.G., Simmons, J., McDonald, L.M., Ziemkiewicz, P.: Acid-base accounting to predict post-mining drainage quality on surface mines. J. Environ. Qual. 31, 2034–2044 (2002)
Stuchlik, H.: Die Faziesentwicklung der südbayrischen Oligocänmolasse. Jahresber. k.-k. Geol. R.-A. 56, 277–350 (1906)
Stumm, W., Morgan, J.J.: Aquatic chemistry—Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters, 1022 S. New York (1996)
Teichmüller, M., Teichmüller, R.: Inkohlungsuntersuchungen in der Molasse des Alpenvorlandes. Geol. Bavarica 73, 123–142 (1975)
Templeton, C.C.: Solubility of barium sulfate in sodium chloride solutions from 25 °C to 95 °C. J. Chem. Eng. Data 5, 514–516 (1960)
Vornehm, C.: Hydro-geochemische Untersuchungen zum System Niederschlag – Boden – Grundwasser im Grundgebirge des Bayerischen Waldes, 185 S. München (2005)
Vornehm, C., Bender, S., Lehrberger, G.: Impact of ore deposits and anthropogenic activities on local hydrochemistry at “Silberberg”, S. Germany. In: Merkel, B.J., Planer-Friedrich, B., Wolkersdorfer, C. (Hrsg.) Uranium in the Aquatic Environment, Heidelberg, S. 1081–1090 (2002)
Wagner, B., Töpfner, C., Lischeid, G., Scholz, M., Klinger, R., Klaas, P.: Hydrogeochemische Hintergrundwerte der Grundwässer Bayerns. GLA-Fachber. 21, 1–250 (2003)
Weithofer, K.A.: Die Entwicklung der Anschauungen über Stratigraphie u. Tektonik im oberbayr. Molassegebiet. Geol. Rdsch. 5, 65–77 (1914)
Weithofer, K.A.: Das Pechkohlengebiet des bayerischen Voralpenlandes und die Oberbayerische Aktiengesellschaft für Kohlenbergbau – Denkschrift aus Anlaß des 50jährigen Bestandes dieser Gesellschaft (1870–1920), 344 S. München (1920)
Wolkersdorfer, C.: Water Management at Abandoned Flooded Underground Mines—Fundamentals, Tracer Tests, Modelling, Water Treatment, 466 S. Heidelberg (2008)
Younger, P.L., Banwart, S.A., Hedin, R.S.: Mine Water—Hydrology, Pollution, Remediation, 464 S. Dordrecht (2002)
Zincken, C.F.: Die Physiographie der Braunkohle: Die Braunkohle und ihre Verwendung, 818 S. Leipzig (1867)
Zorn, E.H.: Die Oberbayerische Aktiengesellschaft für Kohlenbergbau – Geschichtlicher Abriss und Bestandsbeschreibung. Mitt. F. Archivpfl. Bayern 27/28, 32–51 (1981/82)
Danksagung
Wir danken allen Grundstückseigentümern sowie Peter Freiherrn v. Pastor, M. Kantioler, M. Schmid, B. Siotka, S. Vogl, A. Hensler, Knappenverein Peißenberg, F. Fischer, N.-F. Vogdt, S. Oertel, T. Weinfurtner, G. Christner, G. Leander, M. Wandinger, P. Schneider, C. Vornehm, Archiv der Stadt Miesbach, A. Krehbiel und zwei anonymen Gutachtern für ihre Unterstützung und Hilfe.
A. Hanneberg hat durch seine Recherchen im BayHStA den bisher ins Jahr 1594 datierten, ältesten „Steinkohlen“-Bergbau in Bayern um mehr als 130 Jahre auf das Jahr 1464 nach vorne legen können. Dieses Ergebnis ist bislang unpubliziert; daher danken wir ihm besonders dafür, es hier erstmals verwenden zu dürfen. H. Schuster danken wir für die Durchsicht einer früheren Fassung und der Ergänzung im Hinblick auf die Bedeutung von Flurl für den Bayerischen Pechkohlenabbau.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
In memoriam Heiner Schuster.
Zusätzliche Information
Ergänzendes Onlinematerial kann unter folgenden Links abgerufen werden.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Wolkersdorfer, C., Bantele, M. Die Oberbayerische Pechkohlenmulde – Hydrogeochemische Untersuchungen der Grubenwässer. Grundwasser 18, 185–196 (2013). https://doi.org/10.1007/s00767-013-0230-8
Received:
Revised:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00767-013-0230-8