Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2007
Die Schwermetall-Situation in der Ostsee im Jahre 2007
Creators: name: Nausch, Günther
name: Feistel, Rainer
name: Umlauf, Lars
name: Nagel, Klaus
name: Siegel, Herbert
name: Pohl, Christa
name: Hennings, Ursula
name: Leipe, Thomas
Publisher: name: Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Year: 2008

description: Meereswissenschaftliche Berichte No 72 2008 - Marine Science Reports No 72 2008
description: Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2007:
The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2007. 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 2007, three barotropic inflow events carrying more than 200 km³ occurred in January, March and November, two additional events with less than 150 km³ took place in June/July and August/September. Additionally, effects of baroclinic inflows from summer 2006 could be seen. Especially the near-bottom layer region from the Bornholm Basin to the Gdansk Deep was ventilated repeatedly. The different inflow events could only shortly improve the oxygen situation in the eastern Gotland Basin. At the end of 2007 the water column of the Gotland Deep between 137 m and the bottom (239 m) was completely anoxic. The annual mean for phosphate at 200 m water depth of 4.03 μmol/l was in the same range as in 2006, nitrate was not existent under anoxic conditions and ammonium concentrations increased further from 1.7 μmol/l (2005) over 9.2 μmol/l (2006) to 11.1 μmol/l in 2007. In the western Gotland Basin the stagnation period prevailed throughout the whole year.

Noteworthy are also the high phosphate winter concentrations in all sea areas. Together with relatively low winter nitrate concentrations a shift took place in the N:P-ratio. In general, N:P-ratios in the mixed winter surface layer are far away from the classical Redfield ratio of 16:1. Over a longer period of time, a stable N:P- ratio of 7:1 - 9:1 had been established. In the last five years, a remarkable decrease was observed. In 2007, the N:P ratio ranged between 4.3:1 in the Bornholm Basin and 6.6:1 in the Landsort Deep area.
description: Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2007:
Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee fur das Jahr 2007. Basierend auf den meteorologischen Verhaltnissen werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff/Schwefelwasserstoff sowie der anorganischen und organischen Nahrstoffe mit saisonaler Auflösung dargestellt.
2007 fanden drei barotrope Einstromereignisse mit geschätzten Volumen um 200 km³ in der Ostsee statt: Ende Januar, Anfang Marz und Anfang November, zwei weitere mit jeweils weniger als 150 km³ Volumen im Juni/Juli und im August/September. Zusätzlich konnten die Effekte barokliner Einströme vom Sommer 2006 beobachtet werden. Insbesondere wurde 2007 die bodennahe Schicht im Raum vom Bornholmbecken bis zum Danziger Tief mehrfach belüftet. Im östlichen Gotlandbecken konnten die verschiedenen Einströme die Sauerstoffsituation nur kurzzeitig beeinflussen. Ende 2007 war im Bereich des Gotlandtiefs die Wassersäule zwischen 137 m und dem Boden (239 m) anoxisch. Der Jahresmittelwert fur Phosphat in 200 m Wassertiefe von 4,03 µmol/l lag nur wenig unter dem des Vorjahres, Nitrat war unter den anoxischen Bedingungen nicht vorhanden, die Ammoniumkonzentrationen stiegen allmählich an. Sie erhöhten sich von 1,7 µmol/l (2005) uber 9,2 µmol/l (2006) auf 11,1 µmol/l im Jahr 2007. Im westlichen Gotlandbecken hielt die Stagnationsperiode durchgängig an.
Beachtenswert sind ausserdem die hohen Winterphosphatkonzentrationen in allen Seegebieten. Verbunden mit niedrigen Winternitratkonzentrationen führt dies zu Verschiebungen des N:PVerhältnisses. Generell sind die N:P - Verhältnisse in der winterlichen Oberflächenschicht weit entfernt vom klassischen Redfield- Verhältnis von 16:1. Uber längere Zeiträume wurde ein recht stabiles N:P - Verhältnis von 7-9:1 ermittelt. In den letzten 5 Jahren kam es zu einer deutlichen Abnahme der N:P - Verhältnisse. Im Jahr 2007 wurden Werte zwischen 4,3:1 im Bornholmbecken und 6,6:1 im Bereich des Landsorttiefs ermittelt.
description: Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2007:
In general the 2007 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 &lt;0.4μm were restrained, while particles &gt;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 oxic-anoxic 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 2007).
description: Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2007:
Wie in den Vorjahren wies die Schwermetallverteilung im Ostseewasser im Jahr 2007 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 &gt;0,4μm zurückgehalten, während Partikel &lt; 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 2007 bei ca. 130 m angetroffen wurde, wurde ein Rückgang der gelösten Metallkonzentrationen für Cddiss, Cudiss und Zndiss beobachtet. Bei den hohen Pbdiss Konzentrationen in der westlichen Ostsee kann eine Probenkontamination nicht ausgeschlossen werden. 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 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 2007).