Bijzondere Poolse mijnmeren verschieten steeds van kleur
Reinout van den BornIn het zuidwesten van Polen (in Neder-Silezië) kleuren chemische processen het water van de daar verlaten en ondergelopen pyrietmijnen. De kleuren geel, paars, blauw en groen zijn een gevolg van variaties in de waterchemie in de meertjes van Kolorowe Jeziorka, bij het dorpje Wiesciszowice, en veranderen per seizoen. Pieter Bliek ging er kijken.
De Poolse wetenschapper Krzystof Chudy, gespecialiseerd in mijnbouw en hydrogeologie, deed onderzoek naar de kleurtransformaties van het mijnwater.
Pyriet
Bij het dorpje Wiesciszowice werd vanaf het einde van de 18e tot aan het begin van de 20e eeuw pyriet gewonnen. Pyriet is een ijzersulfide-houdend mineraal dat ook wel als nep goud bekend staat. Door zijn goudgele glans wordt het nogal eens met echt goud verward.
Het mineraal was een belangrijke grondstof voor de zwavelzuurproductie. Nadat de mijnen (ze liggen in een gebied met een oppervlakte van 3 hectare) uit productie waren genomen, liepen de achtergebleven gaten vol water en ontstonden vier kunstmatige meertjes. Ze liggen op de Wielka Kopa helling en in de Rdzawy Potok (roestig moeras) vallei, op verschillende hoogten.
Het hoogstgelegen meertje kleurt groen
Het hoogstgelegen meertje ligt op 730 meter. Het water hiervan kleurt groen. Het meertje is ‘s zomers meestal opgedroogd. Het laagstgelegen en geelgekleurde meertje Zolte Jeziorko (gele meer), op een hoogte van 560 meter, is dan niet veel meer dan een kleine modderpoel.
Het paarse meer, Purpurowe Jeziorko (paarse meer), dat even verderop op gelijke hoogte ligt, is met enkele honderden meters doorsnede een stuk groter en droogt niet op. Het blauwe meer, Blekitne Jeziorko (blauwe meer) ligt op 635 meter hoogte. Het heeft een lengte van 150 meter en is 30 tot 50 meter breed. Daarbij is het 7 à 8 meter diep.
Waardoor verschieten de meertjes steeds van kleur?
De vraag waarom de meertjes steeds andere kleuren hebben en ook bij seizoensveranderingen van kleur verschieten, is door hydrogeoloog Chudy en andere wetenschappers in een onderzoek beantwoord. Het resultaat is opgeschreven in de paper ‘Chemical variations in mine water of abandoned pyrite mines exemplified by the Colorful Lakes in Wieściszowice, Sudetes Mountains, Poland’ en is eind 2021 gepubliceerd in het Journal of Hydrology.
De wetenschappers keken naar de chemische mechanismen in de meertjes gedurende de verschillende seizoenen. ‘We hebben meerdere watermonsters op verschillende dieptes in een nat en een droog seizoen genomen en geanalyseerd op ionen, semi-metalen, isotopen en zwavel. Gebleken is dat het grondwater dat de rotsen infiltreert, reageert met het mijnresidu op verschillende dieptes. Dat heeft effect heeft op de kleur van de meren’, legt Chudy uit. ‘De isotopen in het water zorgen in de lente en de zomer voor een reductie van sulfaten. Bacteriële processen, de zuurgraad, zouten, alsmede de diepte en het volume van de meertjes spelen ook een rol bij de seizoensverkleuringen.’
Het paarse meer is erg zuur
Het paarse meer is met een PH-waarde van 2 tot 3 erg zuur en ook ijzerrijk. Doordat pyriet in de ondergrond langzaam oxideert, komt er veel ijzer(III) en sulfaat vrij. Bij de lage pH slaan ijzer(III)-hydroxiden en andere mineralen neer in het water. ‘Dat geeft het meer zijn geel-oranjeachtige gloed. In natte periodes verdunt het water en oogt het bleker. In droge periodes concentreren de ijzerdeeltjes zich en wordt het water intens geel’, vertelt de hydrogeoloog.
Het paarse meer bevat minder zuur water dan het gele, maar bezit nog steeds veel ijzer en sulfaat. ‘Hier blijven vooral opgeloste ijzercomplexen en andere deeltjes in suspensie in plaats van neer te slaan. Deze geven het water een rood-paarsachtige tint. Als het water in de zomer en in de herfst gelaagd raakt, of als bacteriën sulfaat reduceren, verandert de verhouding van deze complexen en kan de kleur verschuiven van paars naar bruinrood’, verklaart Chudy.
Het meer ziet nu eerder geel of bruinachtig
Met een PH-meter meet de onderzoeker de zuurgraad van het meertje. ‘De zuurgraad is met 3 behoorlijk laag.’ Door de droge zomer is er veel verdampt en staat het waterniveau behoorlijk laag. Het overgebleven water ziet eerder geel of bruinachtig dan paars.
Het blauwe meer is het minst zuur en het meest helder. Chudy meet hier een PH van 5 of 6. ‘Er zitten in tegenstelling tot het gele en paarse meer nauwelijks ijzerdeeltjes in. Aluminium- en sulfaationen overheersen. Doordat het water minder troebel is, breekt en verstrooit het zonlicht vooral blauw. Het meer ziet hierdoor intens blauwgroen. Bij veel regenwater wordt het meer nog helderder. Maar in warme en droge periodes met meer verdamping en menging kan de kleur iets groener of troebeler worden’, aldus de onderzoeker.
Aan de randen van het blauwe meer groeien (water)planten
Doordat de zuurgraad van het blauwe meertje niet extreem is, groeien er aan de randen planten en in de ondiepe gedeelten waterplanten. Deze vegetatie kan in de zomer een kleine invloed hebben op de waterkleur. Bladeren en ander organisch materiaal breken af, waardoor het mijnmeertje troebel wordt en nutriënten in het warme en stilstaande water terechtkomen die de algengroei stimuleren. Dit kan ervoor zorgen dat het water soms meer groenachtig dan blauw oogt. De oevervegetatie rondom werpt schaduwen op het meertje, met als gevolg dat er temperatuurverschillen ontstaan. Die hebben mede invloed op de chemische processen en daarmee op de kleurtransformaties.
Elk meer heeft zo zijn eigen handtekening, door het samenspel van de zuurtegraad, metalen en mineralen, waardoor de kleur ervan subtiel met de seizoenen verschuift. De studie van Chudy, in samenwerking met andere wetenschappers, draagt bij aan begrip van hoe verlaten mijnmeren zich ontwikkelen, wat relevant is voor bijvoorbeeld milieubeheer, waterkwaliteit en de risico’s voor flora en fauna en eventueel voor recreatie. Bij het nemen van herstelmaatregelen kan deze kennis gebruikt worden om te bepalen welke meren gevoelig zijn voor verontreiniging, welke een buffering hebben en welke natuurlijke processen kunnen bijdragen aan verbetering van de waterkwaliteit.
Zure mijnmeren komen ook in andere landen voor
Interessant hierbij is de rol van bacteriële zwavelreductie. Deze kan helpen om zwavel en metalen te immobiliseren. Niet alleen Polen heeft ondergelopen pyrietmijnen. Ook landen als Duitsland, Australië, Spanje, Portugal, Canada en de Verenigde Staten hebben zure mijnmeren die voorwerp zijn van geohydrologische studies.
Voeg weerverteller.nl toe aan het startscherm van je telefoon
Mis ook deze verhalen niet:
Volg ons ook op facebook en X!
Jouw foto op Weerverteller.nl?
Stuur je foto naar foto@weerverteller.nl, of via X met de vermelding van @weerverteller
