Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2021

Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee im Jahr 2021. Basierend auf den meteorologischen Verhältnissen werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff/ Schwefelwasserstoff und Nährstoffen mit saisonaler Auflösung dargestellt.

Nach dem warmen Rekordwinter 2019/20 (Kältesumme 0 Kd) belegt der Winter 2020/21 mit einer Kältesumme von 32,7 Kd, gemessen in Warnemünde, den 17. Platz der wärmsten Winter der Datenreihe seit dem Jahr 1948. Die Wärmesumme des Sommers 2021 ist mit 284,7 Kd deutlich über dem Mittelwert von 159,7 +/- 75,1 Kd und über dem des Vorjahres 2020 mit 234,3 Kd.

Im gesamten Jahresverlauf 2021 blieben intensive Einstromereignisse aus. Kleinere Ereignisse sorgten für die Belüftung des Tiefenwassers im Gebiet des Arkona Beckens und des Bornholm Beckens.

In den tiefen Becken schreitet die Sauerstoffabnahme seit dem letzten “Major Baltic Inflow” (2014-2016) grundsätzlich weiter voran. Es treten in einzelnen Jahren auch immer wieder kurzzeitige Verbesserungen auf, die aber weder die schlechte Situation noch den Trend entscheidend verändern. So war der Zustand des Fårötiefs in 2020 und der westlichen Gotlandsee (Landsort- und Karlsötief) in 2021 bezüglich des vorhandenen Schwefelwasserstoffs etwas besser. Zu diese Zeit gab es einen Schub von sauerstoffhaltigem Wasser bis in die südliche Gotlandsee im Bereich der Haloklinen, der sich danach weiter nördlich ausbreitete.

Die Winter-Nährstoffkonzentrationen von Phosphat und Nitrat im Oberflächenwasser waren deutlich höher als in den Jahren davor und entfernten sich von den HELCOM Zielwerten, die zumindest für Nitrat erreichbar schienen. In der Gotlandsee entsprachen die Werte für das Oberflächenwasser im Januar/Februar 2021 den Ergebnissen der vorigen Jahre. Nur für das Karlsötief war ein deutlich höherer Winternitratwert des Oberflächenwassers für 2021 dokumentiert.

Im Tiefenwasser verschlechterte sich die Situation der Hauptnährstoffe Phosphat und Ammonium entsprechend zur Entwicklung von negativem Sauerstoff (Schwefelwasserstoff) weiter. Höchste Konzentrationen wurden in 2021 für Phosphat im Tiefenwasser des Gotlandtiefs (5,4 µmol/l), des Fårötiefs (4,4 µmol/l) und des Karlsötiefs (4,0 µmol/l) seit 2017 gemessen. Nitrat war bei den euxinischen Bedingungen verbraucht und Ammonium akkumulierte zu Maxima in 2021 im Bornholmtief (4,0 µmol/l), Gotlandtief (22,8 µmol/l), Fårötief (12,2 µmol/l) und im Landsorttief (10,3 µmol/l) mindestens seit 2017.  

Die Konzentrationen des partikulär gebundenen organischen Kohlenstoffs (POC) und Stickstoffs (PON) waren im Jahr 2021 im Oberflächenwasser besonders in März und Juli, induziert durch photosynthetische Primärproduktion, erhöht. Besonders an den sehr flachen Stationen vor Warnemünde, auf der Darßer Schwelle und im Fehmarn Belt war das Signal von März bis Juli bis in die unteren, durchmischten Wasserschichten sichtbar. Die partikulären C/N Verhältnisse lagen im Tiefen- und Oberflächenwasser signifikant unter den Langzeitmitteln, während nur die POC Konzentration an der Oberfläche unter dem Langzeitmittel blieb.

In diesem Bericht sind die während des Ostsee-Umweltmonitorings im Januar/Februar 2021 ermittelten Oberflächenwasserkonzentrationen für die chlorierten Kohlenwasserstoffe (CKW) Dichlordiphenyltrichlorethan (o,p‘-DDT, p,p‘-DDT) und die Metabolite p,p‘-DDE und p,p‘-DDD, polychlorierte Biphenyle (PCB_ICES) und Hexachlorbenzol (HCB) sowie für polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (U.S. EPA PAH) zusammengefasst. Für die Summe von DDT und Metabolite (ΣDDT_sum) wurden Konzentrationen von 4,0 - 14,7 pg/L (Median: 5.8 pg/L) ermittelt; die höchste Konzentration von 14,7 pg/L für die Pommersche Bucht. Wie auch in den vergangenen Jahren waren die Konzentrationen des langlebigen Abbauproduktes p,p‘-DDE höher im Vergleich zum p,p‘-DDT. Dies deutet darauf hin, dass aktuell keine wesentlichen neuen DDT-Einträge erfolgten. Für PCB_ICES und HCB wurden Konzentrationen von 2,4 - 7,5 pg/L (Median: 2,8 pg/L) für ΣPCB_ICES,SUM bzw. 5,1 - 8,1 pg/L (Median: 5,6 pg/L) für HCB_SUM ermittelt. Auch hier wurden die jeweils höchsten Konzentrationen für die Pommersche Bucht nachgewiesen, d.h. 7,5 µg/L ΣPCB_ICES,SUM und 8,1 µg/L HCB_SUM. Für die Belastung des Oberflächenwassers mit PAH (ΣPAH_SUM) wurden Konzentrationen von 3665 pg/L - 6939 pg/L (Median: 5414 pg/L) detektiert. Im Gegensatz zu den CKW wurden für die PAH die höchsten Konzentrationen in den Untersuchungsgebieten Central Baltic Sea (6639 pg/L) und Eastern Gotland Sea (South: 6939 pg/L, North: 6000 pg/L) verzeichnet. Die für die Pommersche Bucht ermittelten Daten verweisen auf die Oder als Quelle für den Eintrag der hier untersuchten Schadstoffe, im Besonderen partikulär gebundener Schadstoffe (ΣDDT_part: 7,2 pg/L, ΣPCB_ICES,part: 4,4 pg/L, HCB_part: 1,3 pg/L, ΣPAH_part: 1872 pg/L).

Die Zeitreihenanalysen der Oberflächenwasserdaten, zum Teil zurückliegend bis zum Jahr 2001, zeigen anhaltende abnehmende Trends der Konzentrationen für PCB_ICES sowie DDT und dessen Metabolite.

Die Auswertung der ermittelten Daten anhand der Umweltqualitätsnormen (UQN) der Wasserrahmenrichtlinie zeigt, dass vor allem die Konzentrationen des hochmolekularen PAK Benzo(b)fluoranthen für Meeresorganismen besorgniserregend sein könnten, hauptsächlich in den Gebieten von der Pommerschen Bucht bis zur Gotlandsee. Hier wurden die Jahresdurchschnitts-UQN überschritten.