Meereswissenschaftliche Berichte No 77 2009 - Marine Science Reports No 77 2009
http://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-2009-0077
doi:10.12754/msr-2009-0077
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Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2008

Die Schwermetall-Situation in der Ostsee im Jahre 2008

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

Abstract. Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2008: The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2008. 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 Warnemünde, the year 2008 was too warm on average and continued the series of positive anomalies whereby the warmer winter was more pronounced than the summer. This is mirrored also in extremely high sea surface temperatures during the first half of the year. The maximum ice cover of the Baltic Sea of 49 000 km² was the smallest one since recording started in 1720. In 2008, five minor barotropic inflow events into the Baltic Sea with approximately 200 km³ took place: in January, February/March, June, September/October and November. These barotropic events as well as four baroclinic inflows in January, May, August and September reached the central Baltic Sea only partly in the form of single pulses and with different features. The near-bottom layer from the Bornholm Basin to the Gdansk Deep was ventilated again. In contrast, conditions in the eastern and western Gotland Basin were coined by the lasting stagnation period. In the deep water of the Gotland and Landsort Deep the highest hydrogen sulphide concentrations of the stagnation period which started in 2005 were measured. As a result, phosphate and ammonium concentrations in both deeps as well as in the Farö Deep were highest for the last five years.

Abstract. Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2008: Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee für das Jahr 2008. 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. Das Jahr 2008 war in Warnemünde im Mittel sehr warm und setzte die jüngste Folge von positiven Anomalien fort, wobei der zu warme Winter ausgeprägter war als der Sommer. Dies spiegelte sich auch in den sehr hohen Wasseroberflächentemperaturen des 1. Halbjahres wider. Mit der maximalen Eisbedeckung der Ostsee von 49 000 km² wurde der niedrigste Wert seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1720 erreicht. 2008 fanden fünf kleinere barotrope Einstromereignisse mit geschätzten Volumen um 200 km³ statt: Januar, Februar/März, Juni, September/Oktober und November. Diese barotropen sowie vier barokline Einströme im Januar, Mai, August und September erreichten nur zum Teil in einzelnen Schüben und mit unterschiedlichen Eigenschaften die zentrale Ostsee. Dabei wurde 2008 die bodennahe Schicht im Raum vom Bornholmbecken bis zum Danziger Tief erneut belüftet. Die Verhältnisse im östlichen und westlichen Gotlandbecken waren dagegen nach wie vor von der anhaltenden Stagnationsperiode bestimmt. Im Tiefenwasser des Gotlandtiefs und des Landsorttiefs wurden die höchsten Schwefelwasserstoffkonzentrationen der seit 2005 andauernden Stagnationsperiode gemessen. Im Ergebnis wurden im Tiefenwasser der beiden Tiefs wie auch im Farötief die höchsten Phosphat- und Ammoniumkonzentrationen der letzten fünf Jahre gemessen.

Abstract. Die Schwermetall-Situation in der Ostsee im Jahre 2008: In general the 2008 results of heavy metal concentrations in the Baltic Sea revealed no pronounced changes compared to previous years. Regional and temporal limited variations as observed in 2006 for Cudiss, which have been observed periodically in the western Baltic also for the other metals, have been attributed to the changing enrichment of suspended matter in the water column, released by wind induced mixing up to the ground level. During sample filtration only particles <0.4μm were restrained, while particles >0.4μm passed the filter. Short-term changes induced during the main saltwater inflow event in February 2003 were only reflected in the trends “Below Halocline” for Cddiss, Cudiss, and Zndiss. Elevated Pbdiss levels in the Western Baltic are possibly a result of sample contamination. Stagnant conditions with anoxia and decreasing dissolved trace metal conditions below the oxicanoxic interface were noticed in the near bottom layer of the Bornholm Basin at 80 m depth, below ~140 m in the Gotland Deep and below 100 m in the Landsort Deep. For the contents of CdSPM, CuSPM and ZnSPM an increase was observed with depth in the central Baltic, a hint for the stabilisation of the stagnation period. Altogether the saltwater inflow event in 2003 had influenced the trace metal long term trends in the deepwater of the central Baltic Sea. Now there is another chance to study changes in trace metal concentrations during the stabilisation of an anoxic deep water body as well as the “feedback mechanism” on the trace metal concentrations in the surface water body. Heavy metal concentrations in surface sediments of the BLMP-stations varies in between the known ranges and differs for the investigated sub-areas, but still not show a significant temporal trend over the whole period (1998 to 2008). Besides the known historical dumping sites of industrial waste material from the 1960th in the Lübeck Bay (2008 not in the measurement program), higher concentrations of heavy metals (especially for Hg) in the western Arkona Basin and the southern Pommeranian Bay (Oder River mouth) are remarkable. The Arkona Basin “hot spot” is a historical dumping place as well (military material from World War II times), and the Pommeranian Bay is influenced by heavy metal rich suspended sediments from the Oder Lagoon, which arrives the Baltic Sea in this area.

Abstract. Die Schwermetall-Situation in der Ostsee im Jahre 2008: Wie in den Vorjahren wies die Schwermetallverteilung im Ostseewasser im Jahr 2008 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 2008 im 120-130m Tiefenhorizont 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. Im Rahmen einer Diplomarbeit „Methodenoptimierung zur Anreicherung von Spurenmetallen aus Meerwasser -Vergleichende Untersuchungen zwischen Flüssig-flüssig und Flüssig-Festphasen Extraktion im Meerwasser mit variablen Salz- und Sauerstoffverhältnissen-“ wurde eine Flüssig –Festphasen Extraktionsmethode optimiert, und statistisch ausgewertet. Die Schwermetallkonzentrationen in den Oberflächensedimenten der BLMP-Stationen variieren innerhalb der bekannten Grenzen und unterscheiden sich für die untersuchten Regionen. Bisher kann jedoch noch kein gesicherter zeitlicher Trend für die einzelnen Stationen festgestellt werden (1998 bis 2008). Neben der bekannten Lokalität „Altlast Lübecker Bucht“, die 2008 nicht im Messprogramm enthalten war, fallen insbesondere die höheren Hg-Gehalte im westlichen Arkonabecken und vor der Odermündung auf. Beim Arkonabecken handelt es sich ebenfalls um ein „Altlasten-Problem“. Bei der Odermündung ist zu beachten, dass die hohen Schwermetallbelastungen im Sediment des Oderhaffs durch Resuspension und Austrag in die vorgelagerte Ostsee auf die Konzentrationen der Feinfraktion in der Pommernbucht „ausstrahlen“.

Citation

Günther Nausch, Rainer Feistel, Lars Umlauf, Klaus Nagel, Herbert Siegel: Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2008. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 77 (2009), doi:10.12754/msr-2009-0077 Christa Pohl, Ursula Hennings, Thomas Leipe: Die Schwermetall-Situation in der Ostsee im Jahre 2008. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 77 (2009), doi:10.12754/msr-2009-0077

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