1 ISSN 1867-8874 Ostsee 2011 / 1 Meeresumwelt Aktuell Nord- und Ostsee Nährstoffe in den deutschen Küstengewässern der Ostsee und angrenzenden Gebieten Nutrients in the German coastal waters of the Baltic Sea and adjacent areas Zusammenfassung • Der Phosphoreintrag aus den acht wichtigsten Kläranlagen an der deutschen Ostseeküste (ca. 70% der Direkteinleiter) hat sich zwischen 1990 und 2008 um 98% verringert. Der Stickstoff- eintrag ging im gleichen Zeitraum um 89% zurück (ca. 90% der Direkteinleiter). • Der flussbürtige Eintrag von Gesamtphosphor ist um 61% zurückgegangen, vergleicht man die Zeiträume 1986/90 und 2004/08, vor allem bedingt durch verringerte Frachten aus Punktquellen. Der vorwiegend aus diffusen Quellen stammende Stickstoffeintrag hat sich nur um 13% verringert, wovon die Hälfte der Abnahme dem geringeren Abflussgeschehen geschuldet ist. • Die Verteilungsmuster der winterlichen Phosphat- konzentrationen zeigen, dass die Werte in den inneren Küstengewässern in der gleichen Größen- ordnung liegen wie in der offenen See. Dagegen verursacht die Dominanz diffuser Quellen im Ein- zugsgebiet und die enge Kopplung ans Abfluss- geschehen in den inneren Küstengewässern, ins- besondere in den Ästuaren der Oder mit Haff und Peenestrom, der Warnow und der Trave, Nitratkon- zentrationen, die teilweise um das 50- bis 70-fache über den Werten der offenen See liegen. • Die reduzierten Einträge spiegeln sich auch im Rückgang der Gesamtphosphor- und –stickstoff- konzentrationen, sowohl in den inneren Küsten- gewässern als auch in der vorgelagerten Ostsee wider. Der stärkste Rückgang fand bis Mitte der 1990er Jahre statt, danach schwanken die Werte auf einem relativ stabilen Niveau, häufig an das Abflussgeschehen gekoppelt. GÜNTHER NAUSCH, ALEXANDER BACHOR, THORKILD PETENATI, JOACHIM VOß, MARIO VON WEBER • Trotzdem müssen alle Gebiete nach wie vor als eutrophiert bewertet werden, was in Überein- stimmung mit den HELCOM-Bewertungen steht (HELCOM [2009]). Dabei weisen die offenen Mee- resgebiete (Westliche Beltsee, Kieler Bucht, Arko- nabecken, Zingster Außenküste) einen mäßigen Gewässerzustand auf. Die küstennahen und mehr abgeschlossenen Regionen (Flensburger Förde, südliche Kieler Bucht, Lübecker Bucht, Wismar- bucht und Pommernbucht) müssen gemäß den WRRL-Bewertungskriterien dagegen als schlecht bewertet werden. Einen besonders hohen Eu- trophierungsgrad weisen die inneren Küsten- gewässer auf (Schlei, Untertrave, Unterwarnow, Darß-Zingster Boddenkette, Jasmunder Bodden, Peenestrom, Kleines Haff). • Die Orientierungswerte für die inneren Küstenge- wässer werden um ein Vielfaches überschritten und erscheinen als zu niedrig angesetzt, auch und besonders wegen ihrer fehlenden Gradienten bis zur offenen Ostsee, und bedürfen einer wissen- schaftlichen Überarbeitung. Summary • Phosphorus inputs from the eight largest sewage treatment plants on the German Baltic Sea coast (about 70% of direct dischargers) decreased by 98% between 1990 and 2008. In the same period, nitrogen input decreased by 89% (about 90% of direct dischargers). • A comparison of the periods 1986/90 and 2004/08 shows that riverine discharges of total phospho- rus decreased by 61%, primarily due to reduced Key Words: Nutrients, German Coastal Waters, Baltic Sea
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ISSN 1867-8874
Osts
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2011 / 1
Meeresumwelt Aktuell Nord- und Ostsee
Nährstoffe in den deutschen Küstengewässern der Ostsee und angrenzenden Gebieten
Nutrients in the German coastal waters of the Baltic Sea and adjacent areas
Zusammenfassung
• Der Phosphoreintrag aus den acht wichtigstenKläranlagen an der deutschen Ostseeküste(ca. 70% der Direkteinleiter) hat sich zwischen1990und2008um98%verringert.DerStickstoff-eintraggingimgleichenZeitraumum89%zurück(ca.90%derDirekteinleiter).
• Der flussbürtige Eintrag von Gesamtphosphoristum61%zurückgegangen,vergleichtmandieZeiträume1986/90und2004/08,vorallembedingtdurchverringerteFrachtenausPunktquellen.Dervorwiegend aus diffusen Quellen stammendeStickstoffeintrag hat sich nur um 13% verringert,wovon die Hälfte der Abnahme dem geringerenAbflussgeschehengeschuldetist.
• DieVerteilungsmusterderwinterlichenPhosphat-konzentrationen zeigen, dass die Werte in deninnerenKüstengewässernindergleichenGrößen-ordnung liegenwie inderoffenenSee.DagegenverursachtdieDominanzdiffuserQuellen imEin-zugsgebietunddieengeKopplungansAbfluss-geschehenindeninnerenKüstengewässern,ins-besondereindenÄstuarenderOdermitHaffundPeenestrom,derWarnowundderTrave,Nitratkon-zentrationen,dieteilweiseumdas50-bis70-facheüberdenWertenderoffenenSeeliegen.
• Die reduzierten Einträge spiegeln sich auch imRückgang derGesamtphosphor- und –stickstoff-konzentrationen, sowohl in den inneren Küsten-gewässernalsauch indervorgelagertenOstseewider. Der stärkste Rückgang fand bisMitte der1990erJahrestatt,danachschwankendieWerteauf einem relativ stabilen Niveau, häufig an dasAbflussgeschehengekoppelt.
Günther nausch, alexander Bachor, thorkild Petenati, Joachim Voß, mario Von WeBer
• Trotzdemmüssen alle Gebiete nach wie vor alseutrophiert bewertet werden, was in Überein-stimmung mit den HELCOM-Bewertungen steht(HELCOM[2009]).DabeiweisendieoffenenMee-resgebiete(WestlicheBeltsee,KielerBucht,Arko-nabecken, Zingster Außenküste) einen mäßigenGewässerzustandauf.Dieküstennahenundmehrabgeschlossenen Regionen (Flensburger Förde,südliche Kieler Bucht, Lübecker Bucht, Wismar-bucht und Pommernbucht) müssen gemäß denWRRL-Bewertungskriteriendagegenals schlechtbewertet werden. Einen besonders hohen Eu-trophierungsgrad weisen die inneren Küsten-gewässer auf (Schlei, Untertrave, Unterwarnow,Darß-Zingster Boddenkette, Jasmunder Bodden,Peenestrom,KleinesHaff).
• DieOrientierungswerte fürdie innerenKüstenge-wässer werden um ein Vielfaches überschrittenunderscheinenalszuniedrigangesetzt,auchundbesonderswegenihrerfehlendenGradientenbiszur offenen Ostsee, und bedürfen einer wissen-schaftlichenÜberarbeitung.
Summary
• Phosphorusinputsfromtheeight largestsewagetreatmentplantson theGermanBalticSeacoast(about 70%of direct dischargers) decreasedby98%between1990and2008.Inthesameperiod,nitrogen inputdecreasedby89% (about90%ofdirectdischargers).
• Acomparisonoftheperiods1986/90and2004/08shows that riverine discharges of total phospho-rusdecreasedby61%,primarilyduetoreduced
KeyWords:Nutrients,GermanCoastalWaters,BalticSea
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Hintergrund
Weltweit stellt die Eutrophierung nach wie voreinesderernstestenProblemederUmweltbela-stungdar(GIWA[2003]).DerBegriffEutrophie-rungwird„alsdieerhöhtebiologischeProdukti-vitätdesGewässersalsErgebnisderverstärktenZufuhrvonPflanzennährstoffen (Phosphor-undStickstoffverbindungen), hauptsächlich verur-sacht durch anthropogene Aktivitäten in denEinzugsgebieten“definiert(EUTROSYM[1976]).EutrophierungseffektekonntenimBereichgroß-erStädteentlangderOstseeküstebereitsinder1. Hälfte des 20. Jahrhunderts nachgewiesenwerden(elmGrenandlarsson[2001]).Inderof-fenenOstseefandensichinden1960erJahrenerste Anzeichen der Eutrophierung (Fonselius[1969]),diebisMitteder1980erJahreernsthafteAusmaßeannahmen.Obwohl inden zurücklie-gendenJahrzehntenumfangreicheMaßnahmenzur Nährstoffreduktion eingeleitet wurden, sindweite Gebiete der Ostsee weiterhin von Eutro-phierungbetroffen.DieersteeinheitlicheBewer-tung des Eutrophierungszustandes derOstsee(HELCOM[2009])zeigte,dasssichnur11von172 bewerteten Küstenarealen in einem gutenZustandbefinden.Siebefindensichausnahms-los im Bottnischen Meerbusen. Die restlichen161Küstengebietesindz.T.sehrstarkvonEu-trophierungbeeinflusst.Auchdie9inderdeut-schen AusschließlichenWirtschaftszone (AWZ)klassifizierten offenen Seegebiete und Küsten-zonen befinden sich in einem moderaten bis
schlechtenEutrophierungszustand.Diesgiltins-besonderefürdieinnerenKüstengewässer(För-den, Bodden, Haffe). Konsequenterweise stelltdieBekämpfungderEutrophierungaucheinesderwesentlichstenElementedes„BalticSeaAc-tionPlans“derHELCOMdar(HELCOM[2007]).Auch die europäische Wasserrahmenrichtlinie(WRRL)fordertdieErreichungdes„gutenökolo-gischenZustands“bisspätestens2027.
Exzessive Einträge von Stickstoff- und Phos-phorverbindungen aus demEinzugsgebiet derOstsee sind die Hauptursache der Eutrophie-rung. 75% der Stickstoff- und 95% der Phos-phoreinträgegelangenüberdieFlüsseundausdirektenQuellen indieOstsee.ÜberdieAtmo-sphäre werden zusätzlich 25% der Stickstoff-verbindungenindieOstseeeingetragen.IndeninnerenKüstengewässerndominierendieNähr-stoffeinträgeüberdieFlüsseundausDirektein-leitungen.DieBeschreibungderNährstoffsituati-ongehörtseitderEtablierungeineseinheitlichenÜberwachungsprogramms der HELCOM Endeder 1970er Jahr zu den SchlüsselelementendesMessprogramms.DienationaleUmsetzungerfolgt durchdasBund/Länder-Messprogramm(BLMP).
Der vorliegende Indikatorbericht stellt die Ent-wicklung der Nährstoffeinträge aus dem deut-schenEinzugsgebietsowiedieVeränderungenderNährstoffverhältnisse indendeutschenKü-stengewässern und der angrenzenden Ostseeseit1986dar.
• Thesereducedinputsarealsoreflectedinthede-clineoftotalphosphorusandnitrogenconcentra-tions,both in the innercoastalwatersand in theadjacentBalticSeawaters.Thestrongestdeclinewas recorded up to the mid-1990s, after whichconcentrationshavefluctuatedatarelativelysta-blelevel,oftenassociatedwithrunoff.
• Nevertheless, all areas still have to be consid-eredeutrophied,inaccordancewiththeHELCOMclassification (HELCOM [2009]).Water quality intheopenseaareas(westernBeltSea,KielBight,ArkonaBasin,Zingstoutercoast) isclassifiedasmoderate,whereaswatersclosertothecoastandinmore enclosed areas (Flensburg Fjord, south-ernKiel Bight, LübeckBight,Wismar Bight, andPomeranianBight)havetobeclassifiedas„bad“applyingtheWFDassessmentcriteria.Eutrophica-tionisparticularlyhighintheinnercoastalwaters(Schlei,LowerTrave,LowerWarnow,Darss-ZingstBodden Chain, Jasmund Bodden, Peenestrom,KleinesHaff).
• Theorientationvaluesforinnercoastalwatersareexceededseveraltimesandapparentlyhavebeenset too low, especially because of their missinggradientstowardtheopenBalticSea.Theyrequirescientificreview.
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Messprogramm
Im Rahmen des Monitorings von HELCOM, desBLMPundderWRRLwerden folgendeNährstoff-untersuchungendurchgeführt:
IOW:26Stationen,5malimJahr,Nitrit,Nitrat,Phos-phat und Silikat sowie an ausgewählten StationenAmmonium,GesamtphosphorundGesamtstickstoff.
Bereits in der erstenHälfte des vorigen Jahrhun-derts führten Direkteinträge, vorwiegend kommu-nalerNatur,imBereichdergrößerenKüstenstädteentlangderdeutschenOstseeküstezuEutrophie-rungseffekten indenvondenEinleitungenbetrof-fenen Küstengewässern. Die Abwasserbehand-lungsanlagenderStädteLübeck,Wismar,Rostock,StralsundundGreifswaldwurdendaherimRahmeneinerKonferenzzumSchutzderOstseeindieinsge-
samt162HotSpotsumfassendeListedesgemein-samenumfassendenUmweltaktionsprogrammsderOstseeanrainer aufgenommen (HELCOM [1993]).Als Letzte der genannten Anlagen im deutschenOstsee-Einzugsgebiet konnte dasZentralklärwerkderHansestadtLübeckimJahre2009vonderLi-stederHotSpotsgestrichenwerden,nachdemdieFiltrationsanlage fertig gestellt wurde. Auf diesermodernenAnlagewirdauchdasAbwasserderimSeptember2009stillgelegtenkleinerenKläranlageLübeck-Ochsenkopf gereinigt. Mittlerweile verfü-gen jetztdieKläranlagenallergrößerenStädte inSchleswig-HolsteinundMecklenburg-Vorpommern
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über eine weitergehende AbwasserbehandlungzurEliminierungderNährstoffe.DurchdenNeubaubzw.dieModernisierungdieserAnlagenwurdeinden letzten20-25JahreneinedeutlicheReduzie-rung der Nährstoffeinträge aus den PunktquellenimdeutschenOstsee-Einzugsgebieterreicht.
DerEintragvonGesamtphosphorausdenAbwas-serbehandlungsanlagen der Städte Flensburg,Schleswig, Kiel, Lübeck, Wismar, Rostock, Stral-sundundGreifswald (sieheAbb. 1) hat sich von522TonnenimJahre1990auf2TonnenimJahre2008 verringert. Das entspricht einem Rückgangum98% (Abb. 2 links).WährenddieseAnlagenin Schleswig-Holstein bereits Ende der 1980erJahremit einer dritten Reinigungsstufe zur Phos-phor-Elimination ausgerüstet wurden („Phosphor-
Sofortprogramm, Dringlichkeitsprogramm“ und„Kläranlagenausbauprogramm“), geschah diesim neuen Bundesland Mecklenburg-VorpommernerstnachderdeutschenWiedervereinigunginden1990erJahren.InMecklenburg-VorpommernsankAnfangder1990erJahrezudemderAbwasseran-falldeutlich.
Durch die Ausrüstung dieser Anlagen mit einerweiteren Reinigungsstufe zur Stickstoff-Eliminati-onkonntendieEinträgevonGesamtstickstoffvon5.226TonnenimJahr1990auf571TonnenimJahr2008reduziertwerden,waseinemRückgangvon89%entspricht (Abb.2 rechts).DabeisetztedieErweiterungder Kläranlagen inMecklenburg-Vor-pommernMitteder1990erJahreundinSchleswig-HolsteineinigeJahrespäterein.
TP-Einträge aus Direkteinleitern an der deutschen Ostseeküste
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2007
2008
Phos
phor
eint
rag
(t/a
)
TN-Einträge aus Direkteinleitern an der deutschen Ostseeküste
InAbb.3sinddieflussbürtigenEinträgevonGe-samtphosphor und –stickstoff in die deutschenKüstengewässerdargestellt.FürdiePhosphorver-bindungen ist ein deutlicher Rückgang Ende der1980er/Anfangder1990erJahrefestzustellen.Ver-gleichtman den Zeitraum 1986/90mit dem Zeit-raum 2004/08, hat der Phosphoreintrag um 61%abgenommen.DieFlusswasserzufuhrhatsich fürdie gleichen Vergleichsperioden nur um 6% ver-ringert. Hauptursache der verringerten FrachtensindReduktionen des Eintrags aus Punktquellen.Für die Stickstoffverbindungen ist diese Abnah-menichtingleicherWeisesichtbar.DerVergleichder 5-Jahresperiode 1986/90 mit dem Zeitraum2004/08erbringtnureineReduktiondesEintragsum13%,wovondieHälftederAbnahmedemgerin-gerenAbflussgeschehengeschuldet ist.VielmehrwirdeinesehrengeKopplungandasAbflussge-
schehen deutlich, da der überwiegende Teil derStickstoffeinträgediffusenQuellenentstammt.EineKorrelationsrechnungder 23WertepaareAbfluss/Gesamtstickstoff ergibt einen Korrelationskoeffizi-entenvon r=0,92.BetrachtetmanunterdiesemGesichtspunktdiePhosphorfrachten,zeigtsichabetwa1992,nachdemwesentlichePunktquellenmi-nimiert wurden, ebenfalls eine engere BeziehungzumAbflussgeschehen(n=17;r=0,76).
Die bedeutendsten Nährstoffeinträge im Ostsee-Einzugsgebiet der beiden Küstenländer erfolgenüberdiePeene,Warnow,TraveundSchwentine.
ihre Nährstofffrachten sind die dominierende Ein-tragsquellefürStettinerHaff,PeenestromundGreifs-walderBodden(Bachor[2005])sowiediePommer-scheBucht.AngabenzudenNährstofffrachtenderOder findensichbeiWilGat andWitek [2004] undPastuszak and Witek [2009]. danachwerdenfürdieOderamPegelKrajnikDolnyfürdenZeitraum2003-2007 Gesamtphosphorfrachten um 4.200 Tonnen/JahrundGesamtstickstofffrachtenum50.000Ton-nen/Jahr angegeben. Für den gleichen Zeitraumbetrugdermittlere jährlicheflussbürtigeNährstoff-
eintrag aus dem Ostsee-Einzugsgebiet Mecklen-burg-Vorpommerns um 240 Tonnen Gesamtphos-phorundum9.500TonnenGesamtstickstoff.
WieeinVergleichderDirekteinträgemitdenfluss-bürtigen Einträgen zeigt, wird die Nährstoffbela-stung der deutschen Küstengewässer der Ost-see maßgeblich durch die flussbürtigen Einträgebestimmt. Direkteinträge, die vor 20 Jahren lokaldurchausbedeutendwaren,spielennurnocheinesehruntergeordneteRolle(sieheAbb.2).
DieräumlichenVerteilungsmusterderWinterwertedesJahres2007fürPhosphatundNitratinderof-fenenOstseeunddenküstennahenGewässernsindinAbb.4dargestellt.DieKonzentrationsverteilungin den inneren Küstengewässernwurde aus gra-phischenGründennichtindieDarstellungeinbezo-gen (AusnahmenWismar-Bucht undGreifswalderBodden)sondern ist inTab.2zusammengefasst.Während der deutliche Rückgang des Eintragesder Phosphorverbindungen aus Kläranlagen(Abb.2)undausdenFlüssen(Tab.1;Abb.3)so-wie teilweiseauchSorptions/Desorptions-Gleich-gewichtedesPhosphatsmitdemSedimentdazugeführthaben,dassdiePhosphatkonzentrationenin den inneren Küstengewässern in der gleichenGrößenordnungliegenwiediePhosphatwerteinderoffenenSee(Tab.2),ergebensichfürNitratdeut-licheUnterschiede.DieDominanzdiffuserQuellen
imEinzugsgebietunddieengeKopplungansAb-flussgeschehenverursachenindenWintermonatenindeninnerenKüstengewässern,insbesondereindenÄstuarenderOdermitHaff undPeenestromundderWarnow,Nitratkonzentrationen,dieteilwei-seumdas50-bis70-facheüberdenWertenderoffenenSeeliegen(Tab.2).Nitratwirdteilweiseindie offene See eingetragenwie dies amBeispielderWismarbuchtundderUnterwarnow(graphischdurch 2 Stützpunkte umgesetzt, die auf Mes-sungen in Heiligendamm basieren) zu erkennenistundauchhäufiginderPommerschenBuchtzubeobachtenist.AndererseitsfungierendieinnerenKüstengewässer auch als Puffersysteme, die dielandseitigenEinträgezurückhaltenundeinestarkeStickstoffbelastungderOstseeverringern,wieamBeispielderDarß-ZingsterBoddenkette(DZBK)zusehen(Tab.2).
FürTrenduntersuchungenwerdeninderRegeldieWinterwerte verwendet, da sich in diesem Zeit-raumeinGleichgewicht ausmikrobiellerMinerali-sation,geringerProduktivitätundtiefemvertikalenAustauscheinstellt (nehrinG andmatthäus [1991],nausch et al. [2008]). Für die zentraleOstsee istdabeieinstabilesWinterplateauaufhohemNiveau
charakteristisch.InderwestlichenOstseeistdiesePlateauphasehäufignichteindeutigzuidentifizie-ren,dadieFrühjahrsblüteschonsehrzeitigbegin-nenkann.SinddieMesswertehomogenüberdasJahrverteilt,könnenTrendberechnungenauchmitJahresmittelwerten durchgeführt werden. Für Ge-samtstickstoff(TN)undGesamtphosphor(TP)wer-denfürTrendbetrachtungengenerellJahresmittel-werteherangezogen.
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FürzweiBeispielregionenwerdendielangzeitlichenVeränderungendermittlerenTP-undTN-Konzen-trationen in Bezug zu den Eintragsreduzierungendargestelltunddiskutiert(Abb.5und6).
4.1.RegionUnterwarnow
DiedrastischeReduzierungderPhosphoreinträgeausder zentralenKläranlagederHansestadtRo-stock führte in der erstenHälfte der 1990er Jah-rezueinerebensodrastischenVerminderungderPhosphorkonzentrationen in der durch die Einlei-tungen unmittelbar betroffenen nördlichen Unter-warnow(Abb.5).AnderUnterwarnow-MessstelleUW4,diesichinrund7kmEntfernungvonderEin-leitungsstellederKläranlagebefindet,isteinRück-gang der mittleren Phosphorkonzentrationen von8-10µMTP (1988/89)auf1,5-2µMTP (ab1996)zukonstatieren.DerAnfangder1990erJahreein-setzendeRückgangwarzunächstaufdengesun-kenenAbwasseranfallunddieEinführungP-freierWaschmittel sowie in der Folgezeit auch auf ab-wassertechnische Maßnahmen in der Kläranlage(P-Simultanfällung)zurückzuführen.MitderFertig-stellungderneuenKläranlagemiteinerReinigungs-stufezurP-EliminierungsankendieKonzentrationenin der Unterwarnow nochmals. Die seitdem aufeinemPlateauvon1,5-2µMTPverharrendenKon-zentrationenwerdengegenwärtigimWesentlichendurchdiePhosphorfrachtenderWarnowbestimmt(oberirdischesEinzugsgebiet:3324km2).DieVer-ringerungderpunktuellenEinträgeausderKARo-stock hat sich auch in der vorgelagertenOstsee
ausgewirkt.AnderOstsee-MessstelleO5,diesichinrund14,5kmvonderEinleitstellederKläranlageRostockinderoffenenSeevorWarnemündebefin-det,istanalogzudenzeitlichenVeränderungeninderUnterwarnowzunächsteineebensodrastischeKonzentrationsabnahmewieindernördlichenUn-terwarnowfestzustellen,allerdingsaufeinemdeut-lichniedrigeremKonzentrationsniveau.Diemittle-renPhosphorkonzentrationensankenhiervon2,2µM TP (1988-1990) auf 0,5 µM TP (1995-1998).Danach istaber -andersals inderUnterwarnow- einWiederanstiegderPhosphorkonzentrationenzu verzeichnen, der nur im Jahre 2003 unterbro-chenwird.DiePhosphorkonzentrationenindiesemSeegebietwerdenoffensichtlichauchvonanderenFaktoren beeinflusst. Als eine mögliche P-Quellekommt die P-Freisetzung aus den Schlicksedi-mentenderMecklenburgerBuchtinFrage.Indie-serbiszu26mtiefenBuchthabensicherheblichePhosphormengenindenSedimentenakkumuliert,die bei anoxischen Verhältnissen am Gewässer-grundfreigesetztwerdenundnachAufhebungdersommerlichenSchichtung imHerbst /Winter infol-gedervertikalenDurchmischungzueinemAnstiegderKonzentrationenimOberflächenwasserführen.DieserProzesswirdauchinterneDüngunggenanntundtrittauchinderwestlichenOstsee(z.B.KielerAußenförde)auf.
FürGesamtstickstoffzeigtsichsowohlfürdieUn-terwarnow als auch für das vorgelagerte Seege-bieteinesehrähnlicheKonzentrationsentwicklung,die maßgeblich durch die landseitigen Einträgebestimmtwird(Abb5).WährenddieEinträgeaus
deraltenundneuenKläranlageRostockeinehoheKonstanz aufweisen, sind die WarnowfrachtendurcheinehohezwischenjährlicheVariabilitätge-kennzeichnet.InnassenJahren(1988,1994,2002,2007) werden hohe, in trockenen Jahren (1989,1996, 1997, 2003) niedrige Frachten gemessen.MitderInbetriebnahmederneuenKläranlagenimJahre 1996 sanken die Stickstoffkonzentrationenin der nördlichen Unterwarnow (UW4) von 110-200 µM (1988-1995) auf 40-100 µM (1996-2008).DiegroßeSpannweitederMittelwertespiegeltdiehoheVariabilitätderEinträgewider.InderOstseevorWarnemünde(O5)istebenfallseinKonzentrati-onsrückgangvon40-60µM(1988-1990)aufMittel-wertevon20-30µM(1997-2008)festzustellen.
4.2.RegionKielerFörde
InAbb.6werdenvergleichendeUntersuchungenfür den Bereich der Kieler Förde dargestellt. DiePhosphorfrachtderSchwentine(oberirdischesEin-zugsgebiet:714km2)beträgt1990mit35tnur7%derP-FrachtderWarnow.AllerdingsistderenEin-zugsgebietetwafünfmalgrößer.FürdenZeitraum1990-2008 ist ein leicht rückläufiger Trend zu er-kennen.DiemittlereFrachtdesGesamtzeitraumesbeträgt24 t jeJahrmiteinemMinimumvon8,4 t(2003, sehr trockenesJahr) undeinemMaximumvon36 t (2002,sehrnassesJahr).DiePhosphor-frachtderKläranlageKiel-Bülk lag1990nochbei23 t. Mit Fertigstellung der Phosphorelimination
erfolgte ab 1991 ein erheblicher Rückgang derP-Frachten.DerMittelwert fürdenZeitraum1991-2008liegtbei4,5tjeJahr,waseinerVerringerungderP-Frachtum80%entspricht.
DiemittlereStickstofffrachtderSchwentineliegtimZeitraumvon1990bis2008beird.490tproJahr.DasMinimumdiesesZeitraumsbeträgt206t(1996,trockenesJahr),dasMaximumbeträgt809t(1998,nassesJahr).DieN-FrachtenvariierenimgleichenMaßwiedieJahresabflusssummen.EinrückläufigerTrendderN-Frachten ist imGesamtzeitraumnichtzuerkennen.DiemittlereStickstofffrachtderKläran-lageKiel-BülklagimZeitraumvon1990bis2001bei1083 t. Mit Fertigstellung der Stickstoffeliminationerfolgteab2002einerheblicherRückgangderjähr-lichenN-Frachten.DerMittelwert imZeitraumvon2002bis2008liegtbei140tNproJahr.Diesent-sprichteinerN-Minderungvon87%(Abb.6).
Die Auswirkungen der dargestellten Frachtreduk-tionen auf die P- und N-Konzentrationen in derKieler Innen-undAußenfördesindebenfallsAbb.6 zu entnehmen. Bei einer Bewertung der DatenderZeitreihe1990bis2008istzuberücksichtigen,dassdieProbenahmehäufigkeitinderKielerInnen-undAußenfördeimZeitraumvon1990bis1996nurzwischen3bis6maljährlichlagunderstab1997inderInnenfördeauf6bis10malundinderAu-ßenförde sogar auf 16 bis 28mal erhöhtwerdenkonnte. Dadurch sind die Stationsdaten ab 1997aussagekräftiger.
Die Phosphor-Jahresmittelwerte variieren in derKieler Innenförde im Zeitraum von 1990 bis 2008zwischen0,70und1,15µM,einabnehmenderTrendistinderDatenreihejedochnichtzuerkennen.EinegewisseKorrelationderP-KonzentrationenmitdenP-FrachtenderSchwentineistab1994erkennbar.DieKläranlageKiel-BülkbeeinflusstdieInnenfördewegen ihrerLage jedochnicht. InderKielerAu-ßenfördesinddieP-Konzentrationenseit1993stetsniedrigeralsinderInnenförde,dieJahresmittelwertevariierenzwischen0,53und1,47µM.Hier ist seit1997keinrückläufigerTrenderkennbar.
Die BLMP-Arbeitsgruppe „Wasserrahmenrichtlinie(WRRL)“ hat im November 2006 das Fachpapier„EutrophierungindendeutschenKüstengewässernvonNord-undOstsee–HandlungsempfehlungenzurReduzierungderBelastungdurchEutrophierunggemäß WRRL, OSPAR und HELCOM im Kontext
einer Europäischen Wasserpolitik“ verabschiedet(Stand:Januar2007).DarinsindHintergrund-undOrientierungswerte für die NährstoffbewertungenindenÜbergangs-undKüstenwassertypengemäßWRRL angegeben. Die Orientierungswerte, diezur Diskussion und Bewertung der vorliegendenNährstoffuntersuchungenherangezogenwerden,wurden aus den Hintergrundwerten gemäß denVerfahrenvonOSPARundHELCOMabgeleitet,indemdiesemiteinemAufschlagvon50%versehenwurden(anon.[2007]).
1 Oligohaline innere Küstengewässer (WRRL-Typ B1)
OligohalineKüstengewässer kommen nur im vor-pommerschen Küstenabschnitt vor. In Tabelle 3sinddieMonitoringdatendieserGewässerausdemJahr2007denOrientierungswertenausdemo.g.Fachpapier(anon.[2007])gegenübergestellt.
Indenoligohalinen innerenKüstengewässernwer-dendieOrientierungswertetrotzder indenletztenJahren erreichten Eintragsreduzierungen (sieheKap.1)sehrdeutlichüberschritten.DieÜberschrei-tungenliegenbeimGesamt-Nzwischendem8-und12-fachenundbeimGesamt-Pzwischendem6-und13-fachen.DiegelöstenNährstoffkonzentrationenimwinterlichenOberflächenwasserübersteigendieOri-entierungswertebeimNitratumdas5-bis14-facheundbeimOrthophosphatbiszum7-fachen.MitAus-nahmedesPeenestromeshandeltessichumflacheGewässer mit mittleren Wassertiefen zwischen 2und4m,indenenintensiveWechselwirkungenzwi-schenWasserkörperundfeinkörnigen(schlickigen)Sedimentenstattfinden.
AuchindenmesohalineninnerenKüstengewässernwerdendieOrientierungswertemehroderwenigerdeutlichüberschritten. IndenMündungsgebieten(Ästuaren) von Trave und Warnow sowie in derSchlei trifftdiesbesonders fürNitratzu.ÜberdieZuflüsse kommtes indiesenGewässern imWin-
terzuerheblichenNitrateinträgen.BeimPhosphorsinddieÜberschreitungendeutlichweniger starkausgeprägtalsindenoligohalineninnerenKüsten-gewässern. Auffällig sind allerdings die erhöhtenGesamt-P-KonzentrationenimBartherBoddenundimGrabow.
ten (grün markiert). Im östlichen KüstenabschnittvorUsedommachtsichderEinflussderOderbe-merkbar.HierwerdenerhöhteGesamt-N-undGe-samt-P-Konzentrationengemessen.
GemäßWRRLsindimKüstenmeerOstseenurpri-oritäre Stoffe zu bewerten. Zur EinschätzungdesEutrophierungszustandesistjedochdieBewertungderNährstoffdatenanalogzudenAnforderungenfürdenWRRL-TypB4unbedingtnotwendig(Tab7).Gemäß HELCOM sind diese küstenfernen Regi-onenhinsichtlichderEutrophierunggleichwohlzubewerten(HELCOM[2009]).
DieMonitoringdaten2007zeigen,dassdasdeut-scheKüstenmeerOstseebezüglichGesamt-NundPhosphatdiejeweiligenOrientierungswertemäßigbis erheblich überschreitet. Die Nitrat-Winterkon-zentrationenwerdenmitAusnahmederwestlichenOstsee und der Arkonasee eingehalten. Für Ge-samt-PwerdendieOrientierungswerteinderwest-lichenOstseeeingehalten,währendindenübrigenRegioneneineÜberschreitungfestzustellenist.
Trotzdem müssen alle deutschen Ostseegewäs-sernachwievoralseutrophiertbewertetwerden,wasinÜbereinstimmungmitdenHELCOM-Bewer-tungensteht(HELCOM[2009]).DabeiweisendieoffenenMeeresgebiete (Westliche Beltsee, KielerBucht,Arkonabecken,ZingsterAußenküste)einenmäßigen Gewässerzustand auf. Die küstennah-en undmehr abgeschlossenen Regionen (Flens-burger Förde, südliche Kieler Bucht, LübeckerBucht,WismarbuchtundPommernbucht)müssengemäß den WRRL-Bewertungskriterien dagegenals schlecht bewertet werden. Einen besondershohenEutrophierungsgradweisendieinnerenKü-stengewässer auf (Schlei, Untertrave, Unterwar-now,Darß-ZingsterBoddenkette,JasmunderBod-den,Peenestrom,KleinesHaff).
Es existiert ein starker Konzentrationsgradientzwischen innerenundäußerenKüstengewässern,derinflusswassergeprägtenRegionenbesondersstarkausfällt.
Es sind weitere Anstrengungen zur Reduzierungder Nährstoffeinträge in die Küstengewässer er-forderlich. Gemäß HELCOM-Ostseeaktionsplan(HELCOM[2007])betragendieReduktionszielefür
In Schleswig-Holstein wurden dazu regio-nal unterschiedliche Stickstoff- und Phosphor-Reduzierungsziele im Bewirtschaftungsplan fürdie Flussgebietseinheit Schlei/Trave festge-legt, die zwischen 15% in der Region Wagrien/Fehmarn/Neustädter Bucht und 20 – 25% inden übrigen Regionen (Flensburger Förde,Schlei, Eckernförder Bucht, Probstei) betragen.In Mecklenburg-Vorpommern wurden noch keinekonkretenReduzierungsziele festgelegt.ZuderenAbleitung werden gegenwärtig flussgebietsbezo-geneNährstoffbilanzenerstellt,damitmöglichstef-fektiveMaßnahmenzurReduzierungderEinträgeumgesetzt werden können.Die ehrgeizigen ZieledesBalticSeaActionPlansderHELCOMkönnennur erreichtwerden,wenndie diffusenNährstoff-einträge insbesondere von den landwirtschaft-lichenNutzflächendeutlichgesenktwerden.
AuchwenndieseZielstellungmöglicherweisenurmittelfristigerreichtwerdenkann,istnichtdamitzurechnen,dassdieinderkünftiggeltendenBundes-verordnungzumSchutzderOberflächengewässer(OgewV 2010, z.Z. Entwurf) in Anlage 6, Tabelle3.1festgelegtenOrientierungswertefürNährstoffeindeninnerenKüstengewässerneingehaltenwer-den.DieseOrientierungswerte,dieausdemFach-bericht der BLMP AG „Wasserrahmenrichtlinie“(Anon.[2007])indieOgewVübernommenwerden,erscheinenindenKüstengewässernalszuniedrigangesetzt,auchundbesonderswegen ihres feh-lendenGradientenbiszuroffenenOstsee,undbe-dürfeneinerwissenschaftlichenÜberarbeitung.
Ostsee
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Meeresumwelt Aktuell Nord- und Ostsee 2011 / 1
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Aufder34.UmweltministerkonferenzNorddeutschlandam17.April1997sinddiezuständigenRessorts des Bundes und der Länder Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, NiedersachsenundSchleswig-Holsteinübereingekommen, fürdieZusammenarbeitbeiderÜberwachungderMeeresumweltvonNord-undOstseeeineArbeitsgemeinschaftBund/Länder-MessprogrammfürdieMeeresumweltvonNord-undOstsee(ARGEBLMPNord-undOstsee)zubilden.