Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
F\u00fcr die Untersuchungen waren die Abraumhalden des Uranbergbaus im Westerzgebirge vor allem in bezug auf eine Mobilisierung radioaktiver Elemente innerhalb des Haldenk\u00f6rpers und deren Transport ins Grundwasser von gro\u00dfem Interesse. Das Ziel der ober-fl\u00e4chengeophysikalischen Erkundungsarbeiten war der Nachweis physikalischer Wirkungen von radioaktiven Elementen und die Erfassung solcher Zonen, die eine Migration aus der Halde gestatten. Ein weiteres Untersuchungskriterium galt der geologischen Barriere im Untergrund bez\u00fcglich einer Eingrenzung des vermuteten Stofftransports.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Untersuchungsgebiet umfa\u00dfte mehrere kleine Halden des Altbergbaus westlich von Schneeberg-Neust\u00e4dtel. Das Hauptinteresse richtete sich auf die Halde Junge Kalbe, die bereits einer geochemischen Analyse durch Gl\u00e4nzer 1994 unterzogen wurde. Die Gesteine des Gebietes sind Phyllite, die nur \u00fcber eine sehr geringe Kl\u00fcftungsfreundlichkeit verf\u00fcgen. Das Haldenmaterial besteht vorwiegend aus Phylliten, Gangmaterial der BiCoNi-Formation und Oxydationsprodukten. Der Boden ist nur flachgr\u00fcndig ausgebildet und besitzt eine lehmige Beschaffenheit. Das Gel\u00e4nde f\u00e4llt mit ca. 4 nach Nordosten ab. In Abh\u00e4ngigkeit von der Morphologie waren zwei M\u00f6glichkeiten der Migration radioaktiver Elemente mit dem Grundwasser zu betrachten: einerseits der oberfl\u00e4chennahe Abflu\u00df l\u00e4ngs des Reliefs und andererseits der Abflu\u00df in Kluft- und St\u00f6rungszonen. Dazu wurden zwei Parallelprofile (L\u00e4nge 500 m, Abstand 20 m), die sowohl den Aufstrom- als auch den Abstrombereich der Halde erfa\u00dften, im gr\u00f6\u00dften Gel\u00e4ndegef\u00e4lle eingemessen. Auf beiden Profilen wurden geothermische und -spektrometrische Messungen durchgef\u00fchrt. Ein drittes Profil f\u00fcr die Spektrometrie wurde in der Abzugsr\u00f6sche der Fundgrube Gesellschaft aufgenommen. Als drittes Verfahren kamen Radonmessungen der Bodenluft zum Einsatz. F\u00fcr die Untersuchung des Migrationsprozesses war weiterhin eine separate Analyse lithologischer und tektonischer Parameter erforderlich. Deshalb wurden ausgehend von den Me\u00dfergebnissen sowie den geologischen Verh\u00e4ltnissen einfache Modellrechnungen vorgenommen, um die Transportverh\u00e4ltnisse im Untersuchungsgebiet anhand der W\u00e4rmeausbreitung zu erfassen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bei allen drei durchgef\u00fchrten Verfahren lie\u00dfen sich die Halden des Untersuchungsgebietes als Anomalie abgrenzen. F\u00fcr die Spektrometrie und die Geothermie bildeten sie sich als Maxima und f\u00fcr die Radonmessungen als Minima ab. Allerdings ist die genaue Anomaliebegrenzung f\u00fcr die verwendeten Verfahren unterschiedlich, da verschiedene Einflu\u00dffaktoren auf die jeweilige Me\u00dfgr\u00f6\u00dfe wirken und die Methoden unterschiedliche Eindringtiefen besitzen. Zwischen beiden Parallelprofilen waren keine gravierenden Unterschiede zu beobachten. Bei der Spektrometrie ist eine gute \u00dcbereinstimmung der Maxima mit den tats\u00e4chlichen Haldenabmessungen gegeben. Dabei steigen die Werte f\u00fcr den Urangehalt und den totalen Gehalt in Uran \u00e4quivalent auf das 4- bis 10-fache der im Untersuchungsgebiet vorliegenden Konzentrationen. F\u00fcr die zwischen den Halden gelegenen Wiesen und \u00c4cker ist ein nahezu einheitliches Niveau charakteristisch. Die gemessenen Konzentrationen sind f\u00fcr Kalium und Thorium mit den Durchschnittsgehalten f\u00fcr Phyllit bzw. Tonschiefer identisch. Nur f\u00fcr Uran ist eine leichte Erh\u00f6hung feststellbar. Als Ursache daf\u00fcr kann die Verschleppung von Haldenmaterial infolge der landwirtschaftlichen Nutzung angesehen werden. Auff\u00e4llig sind die erh\u00f6hten Konzentrationen im Abstrombereich der Halde Junge Kalbe, die auf einen Austrag aus der Halde deuten. Allerdings konnte diese Annahme nicht best\u00e4tigt werden, da die dort gemessenen Gehalte in keiner Komponente die Vertrauensschranken, die mittels des Profiles 3 (Abzugsr\u00f6sche) berechnet wurden, \u00fcbersteigen. Die Migration radioaktiver Elemente, insbesondere Uran, ist an das Transportmedium Wasser gebunden. L\u00f6sliche radioaktive Substanzen k\u00f6nnen aufgrund des gekoppelten Transports von Wasser und W\u00e4rme durch Temperaturmessungen unter Ber\u00fccksichtigung des W\u00e4rmeausbreitungsverhaltens nachgewiesen werden. Migrationsvorg\u00e4nge setzen immer einen Energieflu\u00df voraus. Die Hauptenergiequelle ist die durch den Zerfall der langlebigen Isotope 238U, 235U, 232Th und 40K bedingte radiogene W\u00e4rmeproduktion. Mittels der oberfl\u00e4chennahen Temperaturmessungen wurden Temperaturdifferenzen mit einer Amplitude von maximal 3 K ermittelt. Die Halde Junge Kalbe zeichnete sich dabei als Maximum infolge der radiogenen W\u00e4rmeproduktion ab. Allerdings war eine Verschiebung des Maximums in Richtung SW \u00fcber die Halde hinaus zu beobachten. Diese Verschiebung kann durch an Auflockerungszonen im Haldenbereich eindringendes Oberfl\u00e4chenwasser hervorgerufen werden, so da\u00df sich durch die migrierende fluide Phase ein konvektiver W\u00e4rmetransport vollzieht. Schwankungen im Temperaturfeld k\u00f6nnen zudem aus der wechselnden Vegetation und Nutzung sowie aus einer unterschiedlichen Durchfeuchtung der unges\u00e4ttigten Zone resultieren. Als Ergebnis der Radonmessungen bildeten sich die Haldenbereiche aufgrund einer guten Durchl\u00fcftung als Minima ab. Maxima deuten dagegen auf eine Verdichtung der obersten Bodenschichten, da die radonliefernden Untergrundgegebenheiten als nahezu konstant betrachtet werden m\u00fcssen. Konzentrationsschwankungen beruhen somit auf einer variierenden Mikrokl\u00fcftigkeit und Durchfeuchtung, da Wasser, das in Kapillaren oder als Film \u00fcber jedem Teilchen vorhanden ist, die Freisetzungsrate beg\u00fcnstigt. Eine Migration radioaktiver Elemente aus dem Haldenk\u00f6rper konnte anhand der eingesetzten geophysikalischen Verfahren nicht belegt werden, da Zonen erh\u00f6hter Wasserwegigkeit nur im B\u00f6schungsbereich der Halden dokumentiert werden konnten. Die Migration in der geologischen Barriere, die mittels der Simulation der W\u00e4rmeausbreitung untersucht wurde, ist lokal begrenzt. Ein Einflu\u00df auf das Untersuchungsgebiet lie\u00df sich nicht erkennen; die Wirkung des Gel\u00e4ndereliefs trat dabei fast vollst\u00e4ndig zur\u00fcck.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse der geophysikalischen Messungen wurden auf der 55. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft in Hamburg vom 20. bis 24. M\u00e4rz 1995 als Referat vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mittels radiometrischer und geothermischer Messungen wurde eine Halde des Altbergbaus im Westerzgebirge als Schadstoffquelle bez\u00fcglich radioaktiver Elemente abgegrenzt. Neben erh\u00f6hten Konzentrationen an Uran, Thorium und Kalium wurden auch Temperaturanomalien registriert. Andererseits wurde f\u00fcr die Halde eine geringere Radonexhalation infolge einer guten Durchl\u00fcftung des Haldenk\u00f6rpers beobachtet. Eine Migration radioaktiver Elemente in den Untergrund wurde nicht festgestellt. Der vermutete Austrag l\u00e4ngs des Reliefs konnte ebenfalls nicht nachgewiesen werden, da erh\u00f6hte Konzentrationen nicht nur im Abstrombereich der Halde vorlagen. F\u00fcr die geologische Barriere, die aus Phyllit besteht, ist eine Auspr\u00e4gung dominanter Flie\u00dfwege nicht zu erwarten, so da\u00df gro\u00dfr\u00e4umige Migrationsprozesse auszuschlie\u00dfen sind. Einfache Modellrechnungen best\u00e4tigten diese Ergebnisse.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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