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MURSYS - Ostsee retrospektiv

   
 
 

Regionale Verteilung chlorierter Kohlenwasserstoffe (CKW) und polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) im Pelagial und Oberflächensediment der Ostsee im Jahre 2008 (Kurzfassung der Ergebnisse)

  Leibniz-Institut für Ostseeforschung (IOW), Warnemünde im Auftrage des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Hamburg, Rostock

(http://www.io-warnemuende.de)

Im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Hamburg und Rostock wird durch das Leibnitz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) seit 1992 ein Ostsee Überwachungsprogramm durchgeführt. Ab dem Jahr 2008 wurde das zu untersuchende Überwachungsgebiet neu definiert. Beginnend von der Kieler Bucht bis einschließlich Bornholmsgatt umfasst es im Wesentlichen die ausschließliche Wirtschaftszone Deutschlands (AWZ). Zur Ermittlung der Belastung des Ostseewassers mit organischen Schadstoffen wurden im Februar 2008 4 Transekte und 9 Stationen in diesem Untersuchungsgebiet beprobt und auf verschiedene Stoffklassen untersucht.

Für die Stoffklassen der PCB (polychlorierte Biphenyle), PAK (polyaromatische Kohlenwasserstoffe) und DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan) wurden 4 Transekte mit dem in-situ Pumpsystem (IPS) beprobt (siehe Abbildung 1). Die Probenahme erfolgte mit dem Forschungsschiff "Alkor". Während der Fahrt des Forschungsschiffes zwischen ausgewählten Stationen wurde das Oberflächenwasser mit Hilfe des IPS kontinuierlich beprobt, wobei der gelöste und der an Partikel gebundene Anteil der Substanzen getrennt erfasst wurde. Für die Substanzgruppe des Hexachlorcyclohexans (HCH) erfolgte die Probenahme mittels Glaskugelschöpfer (GKS). Für das Sedimentmonitoring wurden im Juni 2008 14 Stationen (Abbildung 2) im Gebiet der AWZ beprobt und auf PCB, DDT und dessen Metaboliten sowie PAK analysiert.

Die räumliche Verteilung der HCH-Konzentrationen im Untersuchungsgebiet der AWZ wird in 2008 durch den Austausch von Nord- und Ostseewasser beeinflusst. Die geringen Gehalte an alpha-HCH von 127 - 138 pg/l und gamma-HCH von 137 - 142 pg/l in der Kieler Bucht/Fehmarnbelt mit hohen Salzgehalten von 18,6 bis 15,6 gegenüber den höheren Konzentrationen von an alpha-HCH von 231 - 261 pg/l und gamma-HCH von 219 - 364 pg/l in der Arkonasee mit niedrigen Salzgehalten von 7,7 bis 8,2 lassen eine Verdünnung der HCH-Konzentrationen in der Ostsee durch das salzhaltigere Nordseewasser vermuten (Abbildung 3). Die Oderbucht mit einem Salzgehalt von 6,0 und Konzentrationen von 195 pg/l (alpha-HCH) und 257 pg/l (gamma-HCH) lässt keinen wesentlichen Eintrag durch die Oder vermuten. Für die Stoffgruppe der HCH hatte sich nach dem starken Rückgang zwischen 1975 und 1990 das Konzentrationsniveau, ausgehend von Maximalkonzentrationen von ca. 10 ng/l für alpha-HCH, auf Werte unter 1 ng/l je Komponente in den 90er Jahren eingestellt. Seit Beginn dieser Messungen wird für alpha-HCH und gamma-HCH ein rückläufiger Trend festgestellt. Die Messwerte von 2008 an Station 109 bestätigen diesen rückläufigen Trend, für beide Komponenten liegt das Konzentrationsniveau unter 0,5 ng/L (Abbildung 4).

Die Belastung des Ostseewassers von der Kieler Bucht bis zur Arkonasee mit DDT und Metaboliten (5,2 - 8,1 pg/l gesamt) liegen auf dem Vorjahresniveau, wogegen die hohen Gehalte in der Oderbucht (14,8 - 29,0 pg/l gesamt) einen Eintrag aus der Oder nahe legen. Bei der Betrachtung der zeitlichen Entwicklung der gelösten Konzentrationen (Abbildung 5) mit p,p'-DDE hat sich im Untersuchungsgebiet der Mecklenburger Bucht und der Arkonasee auf ein Konzentrationsniveau von ca. 4 - 5 pg/l eingepegelt. Der für die Jahre 2004 bis 2006 angedeutete leicht fallende Trend für p,p'-DDT setzte sich in 2008 nicht fort. Es scheint sich eine Stagnierung auf einem Konzentrationsniveau von ca. 3 - 4 pg/l anzudeuten. Ausnahme bildet die Oderbucht mit Konzentrationen von 13,5 pg/l (p,p'-DDE) und 8 pg/l (p,p'-DDT) in 2008, welche die Vermutung eines Eintrages durch die Oder bestärken.

Für die Stoffklasse der polychlorierten Biphenyle (PCB) ist in diesem Jahr kein eindeutiger Trend zu verzeichnen (Abbildung 6). Der bis 2006 angedeutete leicht fallende Trend der gelösten PCB-Konzentrationen in der Mecklenburger Bucht setzt sich seit 2007 nicht mehr fort, vielmehr deutet sich eine Stagnation der PCB-Gehalte im Bereich von 0,5 pg/l (PCB 180) bis 2 pg/l (PCB 52) an. Ausnahme bildet PCB 28/31 mit Konzentrationen um 3 pg/l. Ein ähnliches Konzentrationsniveau zeichnet sich auch für das Untersuchungsgebiet der Arkonasee ab, wobei die Gehalte an PCB im Jahr 2007 durch höhere Konzentrationen gekennzeichnet sind. PCB 28/31 bildet auch hier eine Ausnahme, der fallende Trend setzt sich bis ins Jahr 2008 fort. Im Vergleich mit Daten aus der Literatur (Schulz-Bull, 1995) aus dem Jahr 1988 kann für alle PCB Kongenere im Untersuchungsgebiet der Arkonasee/Bornholmsee eine Reduktion der Konzentrationen um mehr als 50 % verzeichnet werden.

Die Betrachtung der Belastung des Ostseewassers mit gelösten PAK in der Mecklenburger Bucht lässt für die leicht- bis mittelflüchtigen PAK keinen eindeutigen Trend erkennen. Die Konzentrationen in 2008 liegen auf einem Niveau um 1 ng/l. Die Gehalte an schwerflüchtigen PAK stagnieren seit 2004 im Bereich um 0,05 ng/l. Ein ähnlicher Trend lässt sich auch für das Untersuchungsgebiet der Arkonasee erkennen, wobei in 2006 für die mittel- bis schwerflüchtigen PAK höhere Konzentrationen zu verzeichnen waren. Die Belastung der Oderbucht mit gelösten leicht- bis mittelflüchtigen PAK lag um das Drei- bis Vierfache höher als im übrigen Untersuchungsgebiet der AWZ.

Die Schadstoffbelastung der Oberflächensedimente im Untersuchungsgebiet für PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD lagen im Bereich von 7 - 2397 pg/g TS. Die höchsten Gehalte an HCB, PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD wurden im Untersuchungsgebiet der Mecklenburger Bucht (IOW2, M2) und im Arkonabecken (IOW5, K7, IOW6 und K4) verzeichnet, wogegen die Kieler Bucht (N3), Fehmarnbelt (N1) und die Stationen auf der Darsser Schwelle und nordwestlich Hiddensees niedrigere Konzentrationen aufwiesen. Weiterhin wurden niedrige Gehalte von der Oderbucht bis ins südliche Arkonabecken (ARKO3) beobachtet (Abbildung 7).

Wie auch bei den PCB lassen sich regionale Unterschiede bei der Belastung des Oberflächensediments mit PAK erkennen, die in hohem Maße vom Gehalt an organischem Kohlenstoff abhängig sind. So wurden auch hier hohe Konzentrationen in der Mecklenburger Bucht (IOW2, M2) und höhere Konzentrationen in der Arkonasee an den Stationen IOW5, K7, IOW6 und K4 beobachtet. Die Kontamination mit PAK lag im Bereich von 0,1 - 411 ng/g TS. Mit steigendem organischem Kohlenstoffgehalt stiegen die Gehalte an PCB und PAK an. Die geringen Kontaminationen in der Kieler Bucht (N3), Darsser Schwelle (IOW4), nordwestlich Hiddensee (K8) sowie von der Oderbucht bis zur südlichen Arkonasee (ARKO3) sind durch das sandige Sediment und dessen geringen Gehalt an organischem Kohlenstoff bedingt.
Bezogen auf den organischen Kohlenstoffanteil sind die regionalen Unterschiede nicht sichtbar (Abbildung 8).

Abbildung 1: Karte der  Probenamestationen IOW im Februar 2008 HCH-Stationen (rot) und IPS-Beprobungstransekte T1-T4 , GIF-Graphik: 36 KB

Abbildung 1: Karte der Probenamestationen (IOW-Code) im Februar 2008 HCH-Stationen (rot) und IPS-Beprobungstransekte T1 - T4

Abbildung 2: Karte der Probenahmestationen  für Sediment im Juni 2008, GIF-Graphik: 19 KB

Abbildung 2: Karte der Probenahmestationen für Sediment im Juni 2008

Abbildung 3: Räumliche Verteilung der alpha-HCH und gamma-HCH Konzentrationen in pg/L im Februar im Ostsee-Oberflächenwasser, GIF-Graphik: 56 KB

Abbildung 3: Räumliche Verteilung der alpha-HCH und gamma-HCH Konzentrationen in pg/L im Februar im Ostsee-Oberflächenwasser

Abbildung 4: HCH Konzentrationen an der Station 109 (Arkonasee) zwischen 1975 und 2008, GIF-Graphik: 19 KB

Abbildung 4: HCH Konzentrationen an der Station 109 (Arkonasee) zwischen 1975 und 2008

Abbildung 5: DDE und DDT Konzentrationen (gelöst) in pg/L, 2002-2008 Mecklenburger Bucht (MB), Arkonasee (AS) und Oderbucht (OB), GIF-Graphik: 14 KB

Abbildung 5: DDE und DDT Konzentrationen (gelöst) in pg/L, 2002 - 2008 Mecklenburger Bucht (MB), Arkonasee (AS) und Oderbucht (OB)

Abbildung 6: PCB Konzentrationen (gelöst) für die Jahre 2001-2008 Mecklenburger Bucht und Arkonasee, GIF-Graphik: 20 KB

Abbildung 6: PCB Konzentrationen (gelöst) für die Jahre 2001 - 2008 Mecklenburger Bucht und Arkonasee

Abbildung 7: HCB, PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD-Gehalte (pg/g TS) im Oberflächensediment an 14 BLMP-Stationen im Juni 2008, GIF-Graphik: 15 KB

Abbildung 7: HCB, PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD-Gehalte (pg/g TS) im Oberflächensediment an 14 BLMP-Stationen im Juni 2008

Abbildung 8: HCB, PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD-Gehalte (pg/g TOC) bezogen auf  organischen Kohlenstoff (TOC) im Oberflächensediment an 14 BLMP-Stationen im Juni 2008 (BLMP- Bund/Länder-Messprogramm für die Meeresumwelt von Nord- und Ostsee), GIF-Graphik: 15 KB

Abbildung 8: HCB, PCB, p,p'-DDE und p,p'-DDD-Gehalte (pg/g TOC) bezogen auf organischen Kohlenstoff (TOC) im Oberflächensediment an 14 BLMP-Stationen im Juni 2008 (BLMP-Bund/Länder-Messprogramm für die Meeresumwelt von Nord- und Ostsee)

Der vollständige Bericht

Schulz-Bull, D., Hand, I., Lerz, A., Trost, E., Wodarg, D. (2009): Regionale Verteilung chlorierter Kohlenwasserstoffe (CKW) und polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) im Pelagial und Oberflächensediment der Ostsee 2008. Jahresbericht des Institutes für Ostseeforschung. Im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie Hamburg, Rostock, 57 Seiten.

steht als PDF-Datei (0,71 Mb) zur Verfügung

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