Eisen

Eisen (Fe) ist ein Metall, das in fast allen Böden und Gesteinen vorkommt. Die Löslichkeit von Eisen im Grundwasser wird vom hydrochemischen Milieu bestimmt. Für den Indikatorparameter Eisen legt die TrinkwV (2013) einen Grenzwert von 0,2 mg/l fest. Eisen stört die Trinkwassergewinnung durch seine färbenden Eigenschaften sowie durch die Fällung von schwerlöslichen Eisenhydroxiden (Verockerung).

Je nach hydrochemischem Milieu bilden sich im Sediment aus Verwitterungsprozessen Eisensulfide (z.B. Pyrit), Eisenoxide (z.B. Hämatit) und Eisenhydroxide. Im sauerstoffhaltigen Grundwasser kommt Eisen überwiegend als dreiwertiges Eisen (Fe(III)) in schwerlöslichen Verbindungen vor. Entsprechend sind die Konzentrationen des gelösten Eisens nur gering. Im sauerstofffreien Grundwasser kann eine bedeutende Freisetzung von löslichem zweiwertigem Eisen (Fe(II)) durch die Oxidation von Eisensulfiden durch Nitrat erfolgen (autotrophe Denitrifikation) (Kölle, 2010). Weitere Reaktionspfade, welche zu einer Eisen(II)-Freisetzung führen, sind die Reduktion von Eisen(III)-Verbindungen, die Oxidation von Eisensulfiden durch Luftsauerstoff (zum Beispiel durch Grundwasserabsenkung im Braunkohletagebau) (Kölle, 2010). Bei pH-Werten unter fünf erhöht sich die Löslichkeit dreiwertiger Eisenverbindungen, so dass auch Eisen(III) in nennenswerten Konzentrationen im Grundwasser vorliegen kann (Kölle, 2010). Erhöhte Eisengehalte finden sich auch in oberflächennahen Grundwässern mit erhöhten Gehalten organischer Substanzen (Huminstoffe), in denen Eisen in löslichen Komplexen gebunden vorkommt. Im sauerstoffarmen oder -freien Wasser gelöste farblose Eisenverbindungen werden durch Luftsauerstoff leicht wieder zum schwer löslichen Eisen-III-Hydroxid oxidiert, was zu einer rötlich braunen Färbung des Wassers sowie zur Ausfällung der Eisenhydroxide (Verockerung) führen kann (NLWKN, 2001).