Projekt 02430/01

Entwicklung eines Verfahrens zur Rekultivierung von Kali-Althalden (Pilotprojekt Bleicherode)

ProjekttrÀger

Kali-Umwelttechnik GmbH
Eisenhartstr. 50
99706 SondershausenZielsetzung und Anlass des Vorhabens Entwicklung eines Gesamtkonzepts zur Rekultivierung von Kali-RĂŒckstandshalden und damit Minimierung des Salzaustrags. Ökologisch vertretbare Integration der Halden in das Landschaftsbild. Verringerung des Salzaustrags durch biologische Versiegelung. Auftreffendes Niederschlagswasser durch Pflanzen aufgenommen, gespeichert und wieder abgegeben. Ziel des Projekts: durch Einsatz verschiedener Überdeckungsmaterialien, durch Auswahl verschiedener Pflanzenarten und Erprobung geotechnischer Hilfsmittel Versickerung minimieren, damit Verringerung der Bildung von Salzlösungen, die zur Versal-zung von Grund- und OberflĂ€chenwasser fĂŒhren. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVersuche zur Standfestigkeit auf der Halde und im Labor (Scherparameter). Aufbau der FlĂ€chen nach Auswahl geeigneter Stoffe: Bodenaushub, Bauschutt, Wirbelschicht- und Feuerungsasche. Aufbau: Bauschutt, kulturfĂ€hige Schicht, am Hangfuß Widerlager aus Bauschutt. Böschungsneigung 37°, lotrechte Überdeckung 3,2m. Herbst 94 BegrĂŒnung aus Grasansaat und Gehölzen. Nach 6 Monaten StartdĂŒngung mit 50 kg/ha NPK-DĂŒnger. Versuche zur Standsicherheit: Triaxial-, D-, CU- und UU-Versuche. Versuche zur BegrĂŒnung: Unterscheidung: FlĂ€chen mit und ohne Vorland. Überdeckung mit Bauschutt, Erdaushub und Feuerungsaschen. Bei fehlendem Vorland Anlage von Pflanzgruben, d=0,3m, h=0,3m, Bepflanzung mit StrĂ€uchern. Anlage von Kleinterassen, 0,4x0,4m. FrĂŒhjahr 94 ausgewĂ€hlte Bodensubstrate mit GrĂ€sern bepflanzt. Herbst 94 Fertigstellung einer Lysimeter-Station, ErgĂ€nzung durch eine weitere im FrĂŒhjahr 95 zur ÜberprĂŒfung der Tauglichkeit verschiedener Substrate. Messung der anfallenden SickerwĂ€sser, chemische Analyse des Austrags (N, P, K, Mg, Schwermetalle). Bestimmung der Biomasse 1x jĂ€hrlich im Herbst, Aufnahme der Krautvegetation 2x jĂ€hrlich. Messung der Bodenerosion, Installation von FangkĂ€sten an Nord- und SĂŒdhang. FrĂŒhjahr 94 Anlage von FlĂ€chen zur BegrĂŒnung mit Gehölzen, entweder direkt im RĂŒckstand oder mit Erdbeigabe. Verwendung geotechnischer Hilfsmittel (Jute-, Erosi-onsschutzmatten). Bestimmung der Parameter: Analytik, Sicker- und NiederschlagswĂ€sser, Substrate, Klima, Salzbelastung der Vorfluter mittels LeitfĂ€higkeitsmessungen. Ergebnisse und Diskussion Drei Verfahren wurden untersucht: MĂ€chtige Abdeckungen mit kulturfreundlichen Materialien mit Schichtaufbau; ÜberschĂŒttung steiler HĂ€nge mit Deckschichten geringer MĂ€chtigkeit (bei Böschungsneigungen von max. 38 - 42° sollte die EinzelböschungslĂ€nge 50 m nicht ĂŒbersteigen. Geeignet sind schwachbindige tonige Sande (kf Âł 1 x 10-6 m/s) oder entsprechende Materialmischungen) und DirektbegrĂŒnung der 0,5 - 1 m starken Lockerschicht an Haldenteilen, die lĂ€nger als 20 Jahre lagern. Prinzipiell ist eine BegrĂŒnung nach allen drei Verfahren möglich. Die mĂ€chtige Abdeckung garantiert die besten Wuchsbedingungen mit ausreichendem Wurzelraum und NĂ€hrstoff- und WasserspeicherkapazitĂ€t. Die Versickerung von NiederschlĂ€gen wird um > 90 % verringert. Gute Ergebnisse wurden im Versuchszeitraum mit ÜberschĂŒttungen geringer MĂ€chtigkeit erreicht, deren Standsicherheit jedoch bei h ~ 1,1 - 1,15 und damit unter dem von der DIN empfohlenen Wert liegt. Eine erfolgreiche BegrĂŒnung wurde bei Verwendung von reinen Erdbaustoffen und Erdbaustoffen unter Zuschlag von Bauschutt und Aschen mit puzzolanhydraulischen Eigenschaften sowie Komposten als NĂ€hrstofftrĂ€ger erreicht. In Lysimeterversuchen wurde eine Reduzierung der Niederschlagsversickerung um > 80 % bestimmt. Als wenig ökologisch wirksam erwies sich die DirektbegrĂŒnung. Entscheidend ist die Grobkörnigkeit und Struktur der Lockerschicht, die kf-Werte von > 10-3 m/s und eine hohe Infiltrationsrate aufweist. Lysimetermessungen ergaben eine Reduzierung der Versickerung um weniger als 20 %. Die LangzeitstabilitĂ€t von BegrĂŒnungen mit GrĂ€sern ist derzeit nicht bekannt. Geotechnische Hilfsmittel und Anspritzverfahren wirkten sich nicht ausreichend verbessernd auf den Wasserhaushalt aus. Empfohlen wird eine KombinationsbegrĂŒnung aus GrĂ€sern und vielfĂ€ltigen Gehölzmischungen, um einen optimalen Wasserverbrauch zu erreichen. ImmergrĂŒne Nadelbaumarten weisen eine hohe Interzeption auf. Sie sollten einbezogen werden. Aus den Untersuchungen resultieren Empfehlungen geeigneter Grasmischungen und Gehölze. Untersuchungen der bo-denmechanischen Eigenschaften der Lockerschicht fĂŒhrten zu dem Ergebnis, dass bei ausreichender MĂ€chtigkeit (0,5 - 1 m) auf eine zusĂ€tzliche kapillarbrechende Schicht verzichtet werden kann, sofern nicht standsicherheitliche Aspekte diese Schicht erforderlich machen. Die kapillaren Aufstiege bei schwachmĂ€chtigen Übererdungen und geringen Lockerschichtanteilen sollten in Fortsetzung der Arbeiten an vorhandenen VersuchsflĂ€chen untersucht werden. Die Verwendung von Komposten in Mengen von 100 - 200 Tonnen TS/ha erwies sich kurz- und mittelfristig als gute Basis der BegrĂŒnung. Zielstellung sollte es sein, Depotwirkungen zu erreichen, um die NĂ€hrstoffversorgung möglichst langfristig zu sichern. KlĂ€rschlammkomposte erwiesen sich als besonders erfolgreich. Bei Verwendung von Komposten sollten salztolerante GrĂ€ser Anwendung finden. Die Verwendung von KlĂ€rschlammkomposten fĂŒhrte nur zu geringen Erhöhungen der Schwermetallkonzentrationen in den SickerwĂ€ssern und Lysimetern. Über die Richtwerte erhöht wurden teilweise Nitrat- und Ammoniumbelastungen festgestellt. Mit zunehmender SchichtstĂ€rke und deren WasserspeicherfĂ€higkeit ist im Zusammenhang mit der Pufferwirkung des Haldenkörpers ein unmittelbarer Eintrag von Schadstoffen in das Grundwasser nicht wahrscheinlich. Bei ge-ringmĂ€chtigen Schichten sind kurzfristige erhöhte NĂ€hrstoffaustrĂ€ge zu erwarten. Lysimeterversuche belegen, daß die Stickstoffgabe pro Hektar kein ausreichendes Beurteilungskriterium fĂŒr die LangzeitverfĂŒgbarkeit der NĂ€hrstoffe und damit der NĂ€hrstoffversorgung sowie der NĂ€hrstoffauswaschung ist. Die Zusammensetzung der Mischung (C/N - VerhĂ€ltnis) und die Modifikation des NĂ€hrstofftrĂ€gers sind entscheidend wirksam. Weitere Untersuchungen zur gesamten Problematik sind notwendig. Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation Vorgestellt wurde das Pilotprojekt dem ThĂŒringer Landesministerium fĂŒr Landwirtschaft, Naturschutz und Umwelt, der NordhĂ€user/Bleicheröder Zeitung, der Stadtverwaltung Sondershausen, der Kreisverwaltung und der Entwicklungsgesellschaft Nordhausen. PrĂ€sentiert wurde das Projekt auf der TERRA-TEC in Leipzig, der GEOTECHNIKA in Köln und bei dem Besuch des ThĂŒringer MinisterprĂ€sidenten Dr. Vogel in der K-UTEC. Der Umweltausschuss des Landtags von ThĂŒringen hat sich vor Ort ĂŒber das Pilotprojekt informiert, ebenso der ThĂŒringer Wissenschaftsminister Schuchardt. Der Wirtschaftsminister Dr. Schuster wurde ĂŒber das Projekt informiert. Das Projekt ist Bestandteil des dezentralen ThĂŒringer Exponats Salz der Expo. Exkursionen mit Studenten von der UniversitĂ€t Kassel, Greifswald und Dresden fanden zur Problematik der Rekultivierung statt. Band 25 der DBU-Reihe Initiativen zum Umweltschutz: Heiden, Erb, Liebmann, Kahle (2001): Kalibergbau - Umweltlast und Chance Fazit Die Bearbeitung des Themas durch ein interdisziplinĂ€res Team hat zu einer hohen KomplexitĂ€t der Un-tersuchungen und einem lebhaften Meinungsaustausch gefĂŒhrt. Unzureichend war der Bearbeitungszeitraum von ca. 3 Jahren. Die Vorbereitung und technische AusfĂŒhrung der Versuchsanordnungen sowie an die Vegetationsperioden gebundene Bepflanzung ließen einen sofortigen Beginn der praktischen Ver-suchsarbeiten nicht zu. Der verbleibende Versuchszeitraum war zur Sicherung der Versuchsaussagen nicht ausreichend. Die WeiterfĂŒhrung der Versuche ist deshalb dringend erforderlich. Zur Finanzierung wurden vielfĂ€ltige AktivitĂ€ten unternommen, die bisher noch nicht zum Erfolg gefĂŒhrt haben.

Übersicht

Telefon

03632/61010

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Bundesland

ThĂŒringen

Fördersumme

1.381.816,42 €

Förderzeitraum

01.05.1993 - 31.12.1996