Arsen in industriellen Massenabfällen

Eine neue Literaturstudie des Umweltbundesamtes (UBA) überblickt Konzentrationen und Streubreiten sowie Entsorgungswege des Halbmetalls.

Einbezogen in die Darstellung wurden auch die Herkunft und Zusammensetzung von Arsen in Industrieabfällen aus der Erzaufbereitung und -verhüttung, aus der Kohleaufbereitung und -verfeuerung, aus der Wasseraufbereitung und aus der Abfallverbrennung. Diese Abfälle sind nicht etwa wegen hoher Arsengehalte auffällig geworden, sondern weil sie kontinuierlich in großen Mengen anfallen. Das Mengenaufkommen hat zur Folge – so die UBA-Studie –, dass Elemente wie Arsen, selbst wenn sie in den Abfällen nur als Nebenbestandteil oder lediglich in Spurenkonzentrationen – unter 100 Milligramm pro Kilogramm – vorkommen, sich dennoch zu bedenklichen Quantitäten aufsummieren.

Es sei evident – heißt es weiter–, dass die höchsten Arsengehalte in Rückständen aus NE-Metallhütten vorkommen. Wegen der durch gesetzliche Einschränkungen minimierten Verwendung von Arsen in Produkten fallen derartige Rückstände als Zwangsabfälle zur Beseitigung an. Jarositschlamm entstehe nur in einem deutschen Hüttenbetrieb und werde dort in abgedichteten Absetzbecken gestapelt, was dem Grundwasserschutz Genüge leiste, doch keine Form der Endlagerung sein könne.

Vor allem in Abgasstäuben und Flugaschen

Metallsulfide (sogenannte Kiese) sind die wichtigste primäre Quelle von Arsen in industriellen Massenabfällen – allen voran Schwefelkies (Pyrit), der als akzessorisches Mineral in vielen Gesteinen und mineralischen Rohstoffen vorkommt. Unter Einwirkung von sauerstoffhaltigem Wasser (Niederschlagswasser, oberflächennahem Grundwasser) werden Pyrite vollständig in gelöste Bestandteile zersetzt. Dabei wird Eisen in zweiwertiger Form und Arsen in dreiwertiger Form als arsenige Säure in Lösung gebracht. Da die oxidative Auflösung von Pyrit eine sauerstoffzehrende Reaktion ist, verarmt das Wasser an gelöstem Sauerstoff und es stellen sich hypoxische Bedingungen ein, unter denen Fe(II) und As(III) in gelöster Form stabil sind und mit dem Wasser transportiert werden können. Bei thermischen Prozessen wie Erzröstung, Kohlefeuerung und Abfallverbrennung wird Arsen wegen seiner Flüchtigkeit bei hohen Temperaturen freigesetzt und reichert sich in produktionsspezifischen Rückständen an – in Stäuben aus der Abgasreinigung und in Schlacken und Rostaschen. Die Konzentration in Abgasstäuben und Flugaschen ist den Studienerkenntnissen zufolge dabei stärker als in Schlacken und Aschen. Arsengehalte in Flugaschen aus Kohlekraftwerken und Rückständen aus Abfallverbrennungsanlagen liegen zumeist geringfügig bis deutlich über den Arsengehalten von Gesteinen wie zum Beispiel Tonschiefer und Böden.

Auch bei nassmetallurgischen Prozessen wird Arsen ausgeschleust und in entsprechenden Industrieschlämmen angereichert. Schließlich kann Arsen – eher selten – als Spurenstoff naturbedingt (geogen) in Grundwässern vorkommen, welche zur Trinkwassergewinnung genutzt werden – infolgedessen auch als Kontaminant in Wasserwerksschlämmen.

Die UBA-Literaturstudie zum Download www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2017-12-14_texte_113-2017_arsen-in-abfaellen.pdf

Foto: wikimedia/ Tomihahndorf

(EU-Recycling 02/2018, Seite 13)