Meereswissenschaftliche Berichte No 70 2007 - Marine Science Reports No 70 2007
http://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-2007-0070
doi:10.12754/msr-2007-0070
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Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2006

Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2006

Nausch, Günther; Feistel, Rainer; Lass, Ulrich; Nagel, Klaus; Siegel, Herbert; Pohl, Christa; Hennings, Ursula; Leipe, Thomas

Abstract. Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2006: The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2006. Based on the meteorological situation, the horizontal and vertical distribution of temperature, salinity, oxygen/hydrogen sulphide, inorganic and organic nutrients are described on a seasonal scale. In 2006, the lack of important barotropic inflow events lead to a continuation of the stagnation period in the deep basins of the Baltic Sea. Oxygen conditions deteriorated further, hydrogen sulphide concentrations as well as their spatial extension increased. Thus, the annual mean at 200 m water depth in the eastern Gotland Basin decreased from 0.88 ml/l (2004) over -0.23 ml/l (2005) to -1.58 ml/l in 2006. Two baroclinic inflow events from September to December 2005 and from June to August 2006 could improve the oxygen condition in the Bornholm and eastern Gotland Basin only shortly. The increasing anoxic layer caused an enrichment of phosphate. The H2S zone was free of nitrate, and ammonium did accumulate. The annual mean of phosphate at 200 m water depth in the eastern Gotland Basin increased from 3.12 μmol/l (2005) to 4.20 μmol/l (2006), ammonium increased from 1.7 μmol/l (2005) to 9.2 μmol/l in 2006. The extreme values from the end of the last stagnation period were not reached yet. Phosphate winter concentrations were lower than in the year before, nitrate was comparable to that of the last years. The resulting N/P ratios were favourable for the development of cyanobacteria in summer. Additionally, the high water temperatures caused an early start of blooming in the Bornholm and Arkona Basin and in the western Baltic which continued until the end of August/beginning of September. The Gotland Basin was clearly less affected.

Abstract. Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2006: Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee fur das Jahr 2006. Basierend auf den meteorologischen Verhältnissen, werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff/ Schwefelwasserstoff sowie der anorganischen und organischen Nährstoffe mit saisonaler Auflösung dargestellt. Markante barotrope Einstromereignisse fanden in der Ostsee 2006 nicht statt, so dass sich die Stagnationsperiode in den Tiefenbecken der Ostsee fortsetzte. Es kam zu einer weiteren Verschlechterung der Sauerstoffverhältnisse, sowohl die Schwefelwasserstoffkonzentrationen wie auch ihre vertikale Ausdehnung nahmen zu. So fiel der Jahresmittelwert fur den 200 m - Horizont des östlichen Gotlandbeckens von 0,88 ml/l (2004) über -0,23 ml/l (2005) auf -1,58 ml/l im Jahr 2006. Zwei barokline Einströme im September - Dezember 2005 und im Juni - August 2006 konnten die Sauerstoffbedingungen im Bornholmbecken und östlichen Gotlandbecken nur kurzzeitig beeinflussen. Die Zunahme der anoxischen Schicht führte zu einer Rücklösung und Anreicherung von Phosphat. Die schwefelwasserstoffhaltige Schicht war dagegen frei von Nitrat, und es kam zu einer Akkumulation von Ammonium. Beispielweise stieg der Jahresmittelwert für Phosphat in 200 m Wassertiefe im Gotlandtief von 3,12 µmol/l (2005) auf 4,20 µmol/l (2006), die Ammoniumkonzentrationen erhöhten sich von 1,7 µmol/l (2005) auf 9,2 µmol/l im Jahr 2006. Die extrem hohen Werte vom Ende der vorherigen Stagnationsperiode wurden jedoch noch nicht wieder erreicht. Die Phosphatwinterkonzentrationen waren 2006 deutlich niedriger als im Vorjahr. Die winterlichen Nitratkonzentrationen lagen dagegen im Bereich der letzten Jahre. Die dadurch verursachten sehr niedrigen N/P-Verhaltnisse stellten ideale Bedingungen fur die Entwicklung von Blaualgen im Sommer dar. Zusatzlich trugen die hohen Wassertemperaturen zu einer frühzeitigen Initiierung der Cyanobakterienblüte bei. Bereits Anfang Juli setzte eine intensive Massenentwicklung im Bornholmbecken, im Arkonabecken und in der westlichen Ostsee ein, die bis Ende August/Anfang September anhielt. Der Bereich des Gotlandbecken war deutlich weniger betroffen.

Abstract. Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2006: The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2006. Based on the meteorological situation, the horizontal and vertical distribution of temperature, salinity, oxygen/hydrogen sulphide, inorganic and organic nutrients are described on a seasonal scale. In 2006, the lack of important barotropic inflow events lead to a continuation of the stagnation period in the deep basins of the Baltic Sea. Oxygen conditions deteriorated further, hydrogen sulphide concentrations as well as their spatial extension increased. Thus, the annual mean at 200 m water depth in the eastern Gotland Basin decreased from 0.88 ml/l (2004) over -0.23 ml/l (2005) to -1.58 ml/l in 2006. Two baroclinic inflow events from September to December 2005 and from June to August 2006 could improve the oxygen condition in the Bornholm and eastern Gotland Basin only shortly. The increasing anoxic layer caused an enrichment of phosphate. The H2S zone was free of nitrate, and ammonium did accumulate. The annual mean of phosphate at 200 m water depth in the eastern Gotland Basin increased from 3.12 μmol/l (2005) to 4.20 μmol/l (2006), ammonium increased from 1.7 μmol/l (2005) to 9.2 μmol/l in 2006. The extreme values from the end of the last stagnation period were not reached yet. Phosphate winter concentrations were lower than in the year before, nitrate was comparable to that of the last years. The resulting N/P ratios were favourable for the development of cyanobacteria in summer. Additionally, the high water temperatures caused an early start of blooming in the Bornholm and Arkona Basin and in the western Baltic which continued until the end of August/beginning of September. The Gotland Basin was clearly less affected.

Abstract. Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2006: Wie in den Vorjahren wies die Schwermetallverteilung im Ostseewasser im Jahr 2006 keine deutlichen oder gesundheitsgefährdenden Veränderungen auf. Regionale Konzentrationserhöhungen wie sie z. B. in den letzten Jahren immer wieder in der westlichen Ostsee zu beobachten sind und in 2006 für die gelösten Kupferkonzentrationen beobachtet wurden, werden auf eine windinduzierte, bodennahe Durchmischung und den damit verbundenen sehr variablen Schwebstoffanteil in der Wassersäule zurückgeführt. Durch die Filtration der Proben werden Partikel >0,4μm zurückgehalten, während Partikel < 0,4μm das Filter passieren. Veränderungen, die kurzzeitig durch den Salzwassereinbruch im Februar 2003 hervorgerufen wurden, spiegeln sich in den Langzeittrends kaum wieder. Unterhalb der Redoxklinen die 2006 bei ca. 140 m angetroffen wurde, wurde ein Rückgang der gelösten Metallkonzentrationen für Cddiss, Cudiss und Zndiss beobachtet. Weiterhin ist eine leichte Zunahme der CdSPM, CuSPM und ZnSPM mit der Tiefe zu verzeichnen, welches auf die Stabilisierung einer weiteren Stagnationsperiode schließen lässt. Insgesamt gesehen hatte der Salzwassereinbruch 2003 vor allem einen Einfluss auf die Langzeittrends der Metallkonzentrationen im Tiefenwasser der zentralen Ostsee. Insofern bietet sich jetzt ähnlich wie 1995 die außergewöhnliche Chance, die Veränderung der Metallkonzentrationen während der Stabilisierung des anoxischen Tiefenwasserkörpers, sowie deren Rückkopplungsmechanismus auf das Oberflächenwasser während einer weiteren Stagnationsperiode zu beobachten. Die Schwermetallkonzentrationen in den Oberflächensedimenten der westlichen Ostsee (BLMPStationen) lassen bisher noch keinen gesicherten zeitlichen Trend erkennen (1998 bis 2006). Eine im Jahr 2005 durchgeführte geochemische Neukartierung des Arkonabeckens, deren Ergebnisse jetzt in Form einer Diplomarbeit (Kowalski, 2007) vorliegen, belegen jedoch eine deutliche Abnahme der Schwermetallbelastung des Gebietes im Vergleich zu verfügbaren Daten aus den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts.

Citation

Günther Nausch, Rainer Feistel, Hans Ulrich Lass, Klaus Nagel, Herbert Siegel: Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2006. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 70 (2007), doi:10.12754/msr-2007-0070 Christa Pohl, Ursula Hennings, Thomas Leipe: Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2006. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 70 (2007), doi:10.12754/msr-2007-0070

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