Berichte zur Gewässergüte. Zur Entwicklung und zum Stand der Nährstoffbelastung der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns

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1 Berichte zur Gewässergüte Zur Entwicklung und zum Stand der Nährstoffbelastung der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns

2 IMPRESSUM Herausgeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern Goldberger Straße 12, Güstrow Telefon , Fax Bearbeiter: Dr. Alexander Bachor, Dr. Marina Carstens, Dipl.-Ing. (FH) Stefanie Prange, Dipl. Biol. Mario von Weber Zu zitieren als: LUNG (2013): Zur Entwicklung und zum Stand der Nährstoffbelastung der Küstengewässer Mecklenburg- Vorpommerns. Berichte zur Gewässergüte, herausgegeben vom Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern (LUNG), Güstrow Titelbild: Karte: Trendmessstellen des LUNG in den Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns zur Erfassung zeitlicher Veränderungen der Nährstoffkonzentrationen und zur Ermittlung der landseitigen Einträge durch die einmündenden Fließgewässer. Diagramme: Zeitliche Entwicklung der Jahresdurchschnittskonzentrationen von Gesamt-Phosphor an ausgewählten Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns. ISSN: Einzelpreis: kostenlos zum Download unter (Stichwort: Berichte zur Gewässergüte) Güstrow, im September 2013 Diese Publikation wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg Vorpommern herausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch von deren Kandidaten und Helfern während des Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwandt werden. Dies gilt für alle Wahlen. Missbräuchlich ist insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstaltungen, an Informationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben parteipolitischer Informationen oder Werbemittel. Untersagt ist auch die Weitergabe an Dritte zur Verwendung bei Wahlwerbung. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl darf die vorliegende Druckschrift nicht so verwandt werden, dass dies als Parteinahme des Herausgebers zu Gunsten einzelner politischer Gruppen verstanden werden kann. Diese Beschränkungen gelten unabhängig vom Vertriebsweg, also unabhängig davon, auf welchem Wege und in welcher Anzahl diese Druckschrift dem Empfänger zugegangen ist. II

3 Zur Entwicklung und zum Stand der Nährstoffbelastung der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns Bericht des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern (LUNG) Direktor: Dr. Harald Stegemann III

4 Inhalt Abbildungsverzeichnis... II Tabellenverzeichnis... III 1 Ursachen der Nährstoffbelastungen Trends bei den Nährstoffeinträgen Nährstoffeinträge aus Punktquellen Nährstoffeinträge über die Flüsse Zielwerte in den Flüssen Sind Auswirkungen verringerter Nährstoffeinträge in den Küstengewässern zu erkennen? Das Trend-Messnetz Küstengewässer Trends der Nährstoffkonzentrationen Gesamt-Phosphor (total phosphorus TP) Gesamt-Stickstoff (total nitrogen TN) Gelöster anorganischer Phosphor (dissolved inorganic phosphorus - DIP) Gelöster anorganischer Stickstoff (dissolved inorganic nitrogen - DIN) Chlorophyll Sichttiefe Sauerstoff und Sauerstoffsättigung Trotz verringerter Flussfrachten noch kein guter Umweltzustand in den Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns Zusammenfassung Weiterführende Informationen I

5 Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Stickstoff- und Phosphoremissionen aus dem Einzugsgebiet Warnow/Peene (Quelle: UBA 2009, modifiziert durch aktuelle Angaben des LUNG)... 1 Abb. 2: Rückgang der Gesamt-Phosphor- (TP) und Gesamt-Stickstoff-Frachten (TN) aus den fünf größten Kläranlagen an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns (KA Rostock, Stralsund, Greifswald, Wismar, Bergen)... 2 Abb. 3: Rückgang der Gesamt-Phosphor- (TP) und Gesamt-Stickstoff-Frachten (TN) und zeitliche Entwicklung der Abflüsse (blaue Linie) von 10 Ostseezuflüssen Mecklenburg-Vorpommerns... 3 Abb. 4: Langjährige Mittelwerte und Spannweiten von Gesamt-Phosphor (oben) und Gesamt- Stickstoff (unten) im Zeitraum im mündungsnahen Unterlauf von 14 Ostseezuflüssen Abb. 5: Trendmessstellen des LUNG in den Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns zur Erfassung zeitlicher Veränderungen der Nährstoffkonzentrationen und zur Ermittlung der landseitigen Einträge durch die einmündenden Fließgewässer... 6 Abb. 6: Zeitliche Entwicklung der Jahresdurchschnittskonzentrationen von Gesamt-Phosphor an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Abb. 7: Zeitliche Entwicklung der Jahresdurchschnittskonzentrationen von Gesamt-Stickstoff an Trendmessstellen der Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns, Abb. 8: Unterteilung der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns in innere und äußere Küstengewässer auf Grundlage der Wasserkörpertypen nach Wasserrahmenrichtlinie. Ab der 1-12 Seemeilen-Zone seewärts greifen die HELCOM-Zielwerte für die offene Ostsee Abb. 9: Zeitliche Entwicklung der winterlichen DIN-Konzentrationen an zwei Messstellen der äußeren (links) und inneren (rechts) Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Abb. 10: Zeitliche Entwicklung der sommerlichen Chlorophyll-a-Konzentrationen an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Abb. 11: Zeitliche Entwicklung der sommerlichen Sichttiefen an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Abb. 12: Zeitliche Entwicklung der Sauerstoffsättigung im Oberflächenwasser an den Trendmessstellen UW4 in der Unterwarnow, O22 in der Mecklenburger Bucht und WB3 in der Wismarbucht Abb. 13: Klassifikation der zwischen 2007 und 2011 gemessenen bodennahen Sauerstoffkonzentrationen (Werte jeweils von August bis Oktober/November) Abb. 14: Vertikalprofile der Wassertemperatur, Sauerstoffsättigung und des Salzgehalts an der Station O22 in der Mecklenburger Bucht im September Abb. 15: Ökologische Zustandsbewertung der Wasserkörper nach WRRL (5 Güteklassen von sehr gut bis schlecht, Stand Bewirtschaftungsplan 2009) II

6 Tabellenverzeichnis Tab. 1: Tab. 2: Tab. 3: Tab. 4: Tab. 5: Tab. 6: Tab. 7: Mündungsnahe Messstellen in ausgewählten Ostseezuflüssen Mecklenburg-Vorpommerns mit Angabe des erfassten Einzugsgebietes und Zugehörigkeit zu den Flussgebietseinheiten nach EG-WRRL (geordnet nach Einzugsgebietsgröße)... 4 Mittlere Jahresdurchschnittskonzentrationen (JD) für Gesamt-Phosphor für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL... 7 Mittlere Jahresdurchschnittskonzentrationen (JD) für Gesamt-Stickstoff für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL... 8 Mittlere winterliche Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Phosphors (DIP) für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL Vergleich der mittleren winterlichen Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Phosphors (DIP) mit den für die Wasserkörpertypen der Küstengewässer vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den Zielwerten der HELCOM für die Ostsee Mittlere winterliche Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Stickstoffs (DIN) für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL Vergleich der mittleren winterlichen Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Stickstoffs (DIN) mit den für die Wasserkörpertypen der Küstengewässer vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee Tab. 8: Mittlere sommerliche Durchschnittskonzentrationen (SD) des Chlorophyll-a-Gehaltes (Chl a) für die Zeitreihen und in mg/m 3, relative Konzentrationszu- bzw. abnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL Tab. 9: Vergleich der sommerlichen Durchschnittskonzentrationen (SD) des Chlorophyll-a-Gehaltes (Chl a) an den Trendmessstellen mit den für die Wasserkörpertypen vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den neuen Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee Tab. 10: Sommerliche Durchschnittswerte (SD) der Sichttiefe für die Zeitreihen und in m, relative Zu- bzw. -abnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN- KENDALL Tab. 11: Vergleich der sommerlichen Durchschnittswerte (SD) für die Sichttiefe an den Trendmessstellen mit den für die Wasserkörpertypen vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den neuen Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee III

7 Die Nährstoffeinträge in die Ostsee haben sich seit den 1990iger Jahren deutlich verringert, allerdings ist der gute ökologische Zustand in den Küstengewässern und im übrigen Küstenmeer Mecklenburg-Vorpommerns noch nicht erreicht. Es sind weitere Reduktionsanstrengungen, insbesondere bei Einträgen aus diffusen Quellen, erforderlich, um die Zielstellungen nach Wasserrahmenrichtlinie, Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie und HELCOM Ostseeaktionsplan zu erreichen. 1 Ursachen der Nährstoffbelastungen Die Hauptbelastungen der Ostsee gehen von Land aus. Besonders betroffen von Nährstoffbelastungen sind daher die Küstengewässer. Dabei ist zwischen Einträgen aus Punktquellen (Kläranlagen, Industriebetriebe etc.) und diffusen Quellen (Einträge aus der Fläche über den Wasser- und Luftpfad) zu unterscheiden. Ursachen für das zu hohe Nährstoffangebot in den Küstengewässern und in der Ostsee, das zum Nichterreichen des guten Zustands nach WRRL führt, sind vor allem Nährstoffeinträge aus diffusen Quellen über einmündende Fließgewässer und über die Atmosphäre; punktuelle Einträge in Fließgewässer und Küstengewässer (z. B. Kläranlagen Wismar, Rostock, Greifswald), wenn auch heute in deutlich geringerem Ausmaß als noch 1990; daneben Ferntransport aus den Einzugsgebieten großer Flüsse (z. B. Oder) oder aus anderen Meeresgebieten (z. B. über Skagerrak und Kattegat aus der Nordsee); sowie Belastungen durch interne Nährstoffquellen ( interne Düngung : Rücklösung der über viele Jahrzehnte eingetragenen Nährstoffe aus dem Meeresboden, insbesondere in den tiefen und überwiegend sauerstofffreien Becken der Ostsee, aber auch in den flachen Boddengewässern). Am Beispiel des Einzugsgebiets der Flussgebietseinheit Warnow/Peene wird deutlich, dass verschiedene Emissionsquellen für die Einträge von Stickstoff und Phosphor in Warnow, Peene und ihre Nebengewässer verantwortlich sind, nämlich neben der Siedlungswasserwirtschaft (z. B. Kläranlagen und Regenwasserüberläufe) auch Einträge über den Luftpfad (atmosphärische Deposition) und der natürliche geogene Hintergrund. Den Hauptanteil bildet jedoch die Landbewirtschaftung (Abb. 1). Durch verschiedene Untersuchungen wurde für Mecklenburg-Vorpommern ein Anteil der diffusen Quellen an der Gesamtstickstoff-Fracht der Fließgewässer von 83 bis 94 % ermittelt. Hierbei spielt der Nitrat-Stickstoff die dominierende Rolle. Der Stickstoffeintrag in die Oberflächengewässer erfolgt vorrangig als Nitrateintrag über Dränagen und den Grundwasserpfad. Bei genauerer Betrachtung der Stickstoffkonzentrationen in den Fließgewässern werden sehr deutlich regionale Unterschiede sichtbar, die auf eine unterschiedliche Landnutzung und Bodenbeschaffenheit zurückzuführen sind. Hohe Nitratkonzentrationen sind in Gewässern anzutreffen, in deren Einzugsgebieten der Anteil an ackerbaulicher Nutzung dominiert. Geringe Nitratkonzentrationen treten dagegen in Fließgewässern mit hohem Wald- und/oder Grünlandanteil im Einzugsgebiet auf. Abb. 1: Stickstoff- und Phosphoremissionen aus dem Einzugsgebiet Warnow/Peene (Quelle: UBA 2009, modifiziert durch aktuelle Angaben des LUNG ) 2 Trends bei den Nährstoffeinträgen 2.1 Nährstoffeinträge aus Punktquellen haben sich stark verringert In Mecklenburg-Vorpommern konnten insbesondere in den 1990er Jahren wesentliche Minderungen der Einträge aus Punktquellen erreicht werden. Dies ist vor allem auf Sanierung und Ausbau bzw. den Neubau von Kläranlagen zurückzuführen. In etwa Einzelmaßnahmen wurden insgesamt rund 2,2 Milliarden Euro in das Kanalnetz und in zentrale Kläranlagen investiert. Alle Kläranlagen des Landes behandeln das Abwasser mindestens biologisch. Sämtliche Kläranlagen mit Ausbaugrößen von mehr als Einwohnerwerten (EW) verfügen, wie es die Kommunalabwasserverordnung verlangt, neben der mechanisch-biologischen Behandlung über Behandlungsstufen zur Phosphatelimination, zur Nitrifikation und zur Denitrifikation. Dadurch konnte der Abbaugrad die- 1

8 Abb. 2: Gesamt-Phosphor- (TP) und Gesamt-Stickstoff-Frachten (TN) aus den fünf größten Kläranlagen an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns (KA Rostock, Stralsund, Greifswald, Wismar, Bergen). ser Kläranlagen beim Gesamt-Phosphor auf über 95 % und beim Gesamt-Stickstoff auf rund 91 % erhöht werden (siehe Lageberichte zur Kommunalen Abwasserbeseitigung, icht_2013.pdf). Durch den Bau neuer Kläranlagen an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns konnte der direkte Eintrag von Gesamt-Phosphor in die Küstengewässer des Landes deutlich verringert werden. So sank der Eintrag von Gesamt-Phosphor aus den 5 bezüglich der anfallenden Abwassermenge größten Kläranlagen an der Küste zwischen 1990 und 2011 um 99 % und der Eintrag von Gesamt-Stickstoff um 85 %. Die anfallende Abwassermenge aus diesen Anlagen reduzierte sich im gleichen Zeitraum um 41 %. Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist mit der Inbetriebnahme der neuen Kläranlagen Mitte der 1990er Jahre bereits das angestrebte Reduzierungsziel der Helsinki-Kommission die Halbierung der Nährstoffeinträge bis für Punktquellen erreicht worden. Seitdem sind nur noch geringfügige zwischenjährliche Unterschiede bei den Frachten der benannten Kläranlagen auszumachen. Neben den Kläranlagen der Größenklasse 4 und 5 (> EW) besitzen mittlerweile auch 17 der insgesamt 24 Kläranlagen der Größenklasse 3 ( EW) eine P-Eliminierung. Die Möglichkeiten einer weiteren Reduzierung der Phosphorbelastung aus Punktquellen sind also bereits zu einem großen Teil ausgeschöpft. Zur weiteren Reduzierung der Phosphorbelastung aus Punktquellen wäre es erforderlich, weitere Kläranlagen nachzurüsten. Vor der Umsetzung einer solchen Maßnahme ist zu prüfen, ob die jeweils betreffende Kläranlage für das Nichterreichen des guten Zustandes im Vorflutgewässer verantwortlich ist und ob die Phosphor-Frachten dieses Gewässers zu einer signifikanten Belastung eines Küstengewässers beitragen. Im Falle der Stickstofffrachten sind die Belastungen aus kleineren Kläranlagen vernachlässigbar gegenüber den diffusen Stickstoffeinträgen in die Fließgewässer. Daher ist die Ausrüstung solcher Anlagen mit speziellen Behandlungsstufen zur Stickstoffeliminierung nicht sinnvoll (siehe Anteil der Siedlungswasserwirtschaft in Abb. 1). 2.2 Nährstoffeinträge über die Flüsse haben sich verringert, sind aber noch zu hoch Die mittleren jährlichen Gesamt-Phosphor-Frachten von 10 landesweit verteilten Ostseezuflüssen (Stepenitz, Warnow, Recknitz, Saaler Bach, Barthe, Duvenbaek, Peene, Ryck, Uecker, Zarow), die rund 75 % des Ostseeeinzugsgebiets Mecklenburg-Vorpommerns entwässern, haben sich von 614 t/jahr im Zeitraum auf 191 t/jahr im Zeitraum vermindert (Abb. 3 links). Das entspricht einem Rückgang um rund 70 %. Seit Mitte der 1990er Jahre ist bei den Phosphor- Frachten wieder eine enge Kopplung an den Abfluss gegeben, die in den Vorjahren aufgrund der hohen Nährstoffeinträge über die Kläranlagen nicht zu beobachten war. Im sehr abflussreichen Jahr 2011 mit dem extremen Sommerhochwasser im Juli/August war so ein deutlicher Anstieg der Phosphor-Frachten festzustellen. Die Frachten der o. g. Ostseezuflüsse stiegen in diesem Jahr auf 436 Tonnen Gesamt- Phosphor an. Solch ein hoher Jahreswert wurde seit 1990 nicht mehr registriert. Er ist darauf zurückzuführen, dass zum einen die Flusssedimente remobilisiert und dass zum anderen durch das über die Ufer getretene Wasser vor allem partikulär gebundener Phosphor aus dem überschwemmten Boden in die Gewässer eingetragen wurde. Näheres zu den Auswirkungen des Sommerhochwassers 2011 auf die Wasserbeschaffenheit unserer Fließgewässer ist unter folgendem Link zu finden: uere_sommer_hochwasser_2011_mv.pdf Im Gegensatz zum Gesamt-Phosphor ist bei den mittleren jährlichen Gesamt-Stickstoff-Frachten der 10 Ostseezuflüsse kein Trend festzustellen (Abb. 3 rechts). Vielmehr fällt ein enger Zusammenhang zwischen Jahresfrachten und Jahresabflüssen über den gesamten Betrachtungszeitraum auf. In den abflussreichsten Jahren der 2

9 Abb. 3: Gesamt-Phosphor- (TP) und Gesamt-Stickstoff-Frachten (TN) und zeitliche Entwicklung der Abflüsse von 10 Ostseezuflüssen Mecklenburg-Vorpommerns Zeitreihe (1981 und 1994) wurden Gesamt- Stickstoff-Frachten von bzw Tonnen ermittelt, während sie in den abflussarmen Jahren 1989, 2003 und 2009 auf unter Tonnen sanken. Ein Vergleich der mittleren jährlichen Frachten für den Zeitraum ( Tonnen) mit denen des Zeitraumes (7.694 Tonnen) deutet eine Verminderung an, die mit 34 % jedoch geringer ausfällt als beim Phosphor. Da davon allein 26 % auf verminderte Abflüsse zurückzuführen sind, kann von einer signifikanten Abnahme der Gesamt-Stickstoff-Frachten der Ostseezuflüsse keine Rede sein. 2.3 Zielwerte in den Flüssen werden überwiegend noch nicht erreicht Um in den Küstengewässern entsprechend den Umweltzielen der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) einen guten ökologischen Zustand zu erreichen, haben Bund und Küstenländer im Rahmen ihrer Arbeitsgemeinschaft Bund/Länder-Messprogramm für die Meeresumwelt von Nord- und Ostsee (ARGE BLMP) Handlungsempfehlungen für die Reduzierung von Nährstoffeinträgen über die Flüsse empfohlen. Danach sollte für die Fließgewässer des Binnenlands an der Mündung in das Küstengewässer die Konzentration für Gesamt-Stickstoff 3 mg/l und für Gesamt-Phosphor 0,1 mg/l jeweils als Jahresdurchschnittswert nicht überschreiten (ARGE BLMP 2007). Um zu prüfen, ob diese vorgeschlagenen Zielwerte in den Ostseezuflüssen Mecklenburg-Vorpommerns erreicht werden, wurden für 14 ausgewählte mündungsnahe Messstellen Jahresdurchschnittswerte der Zeitreihe für Gesamt-Stickstoff und Gesamt-Phosphor ermittelt (Tab. 1). Zur Lage der Messstellen siehe Kap Für Gesamt-Phosphor wurde der Zielwert von 0,1 mg/l an den mündungsnahen Messstellen von Warnow, Barthe und Maurine im Mittel der Jahresdurchschnittswerte bereits eingehalten Abb. 4, oben). In den meisten Ostseezuflüssen wird der Zielwert noch bis maximal um das Dop pelte überschritten. Auffällig hohe mittlere Gesamt-Phosphor-Konzentrationen sind im Wallensteingraben, in der Duvenbaek und im Peezer Bach zu verzeichnen. Im Wallensteingraben war in den letzten Jahren aber eine weitere Abnahme der Konzentrationswerte festzustellen; so wurde im Jahr 2011 mit einem Durchschnittswert von 0,12 mg/l der Zielwert fast erreicht. In der Duvenbaek auf Rügen werden vor allem in den Sommermonaten nach wie vor deutlich erhöhte Konzentrationen im Bereich von 0,5-0,8 mg/l Gesamt- Phosphor gemessen. Verantwortlich hierfür sind Belastungen aus kleineren kommunalen Kläranlagen, die über keine Behandlungsstufe zur Phosphateliminierung verfügen, sowie P-Einträge aus dem Nonnensee. Die hohen P-Konzentrationen im Peezer Bach sind im Wesentlichen auf Belastungen aus einem Düngemittelwerk bei Poppendorf zurückzuführen. Für Gesamt-Stickstoff wurde der Zielwert von 3 mg/l an den mündungsnahen Messstellen von Warnow und Uecker im Mittel der Jahresdurchschnittswerte bereits erreicht (Abb. 4, unten). In den meisten Ostseezuflüssen lagen die Jahresdurchschnittswerte bis zum Faktor 2 über dem Zielwert. Deutlich höhere Konzentrationen waren im Hellbach, im Saaler Bach und im Peezer Bach zu verzeichnen. Während hierfür im Hellbach und Saaler Bach im Wesentlichen diffuse Stickstoffeinträge verantwortlich zu machen sind, sind im Peezer Bach außerdem Belastungen aus dem nahegelegenen Düngemittelwerk anzuführen. Die Höhe der diffusen Belastungen wird maßgeblich durch das Niederschlagsgeschehen im Einzugsgebiet der betroffenen Gewässer bestimmt. Besonders hohe diffuse Stickstoffeinträge sind in den Wintermonaten zu verzeichnen, wenn durch Starkregenereignisse oder Schneeschmelzen die zu diesem Zeitpunkt hohen Stickstoffüberschüsse der Böden ausgewaschen werden. Weiterhin werden die Nährstoffkonzentrationen in den Gewässern durch deren Selbstreinigungsleistung beeinflusst. Während in natürlichen Gewässern durch den Denitrifikationsprozess - das ist die mikrobielle. 3

10 Tab. 1: Mündungsnahe Messstellen in ausgewählten Ostseezuflüssen Mecklenburg-Vorpommerns mit Angabe des erfassten Einzugsgebietes und Zugehörigkeit zu den Flussgebietseinheiten nach EG-WRRL (geordnet nach Einzugsgebietsgröße) Stations-Nr. Gewässer Messstellenname Einzugsgebiet in km 2 Flussgebietseinheit WP-01 Peene Anklam Hafen 5030 Warnow/Peene WP-02 Warnow Rostock (Kessin) o Warnow/Peene O-01 Uecker Ueckermuende Hafen 2410 Oder O-02 Zarow Grambin 720 Oder WP-03 Recknitz Ribnitz 669 Warnow/Peene ST-01 Stepenitz Rodenberg 486 Schlei/Trave WP-04 Barthe Redebas 236 Warnow/Peene WP-05 Hellbach Tessmannsdorf 213 Warnow/Peene WP-06 Ryck Greifswald 198 Warnow/Peene WP-07 Wallensteingraben Wismar 147 Warnow/Peene ST-02 Maurine Schoenberg u. 119 Schlei/Trave WP-08 Duvenbaek Kluis 60 Warnow/Peene WP-09 Saaler Bach Hessenburg 45 Warnow/Peene WP-10 Peezer Bach Stuthof 33 Warnow/Peene Abb. 4: Langjährige Mittelwerte und Spannweiten von Gesamt-Phosphor (oben) und Gesamt-Stickstoff (unten) im Zeitraum im mündungsnahen Unterlauf von 14 Ostseezuflüssen. Die grüne Linie markiert den Zielwert. 4

11 Reduktion des Nitrat-Stickstoffs zu molekularem Stickstoff - eine Konzentrationsabnahme im Flusslängsschnitt erfolgt, spielt dieser Selbstreinigungsprozess in begradigten Fließgewässern mit geringer Naturraumausstattung eine untergeordnete Rolle. In weitgehend naturnahen Fließgewässern, wie z. B. in den Unterläufen von Peene, Warnow, Uecker und Recknitz, trägt die Selbstreinigungsleistung wesentlich zum Nitratabbau bei. In den kleineren, oftmals begradigten Gewässern ist dies nicht der Fall. Für die Flussgebietseinheit Elbe, zu deren Flusseinzugsgebiet rund ¼ der Landesfläche Mecklenburg-Vorpommerns gehört, wurden die oben genannten allgemeinen Empfehlungen für Reduktionsziele unter Berücksichtigung der regionalen Besonderheiten dieser Flussgebietseinheit nochmals überprüft. Im Ergebnis hat die ARGE BLMP in ihrem Konzept zur Ableitung von Nährstoffreduzierungszielen in den Flussgebieten Ems, Weser, Elbe und Eider aufgrund von Anforderungen an den ökologischen Zustand der Küstengewässer gemäß Wasserrahmenrichtlinie einen strengeren Zielwert von 2,8 mg/l Gesamt-Stickstoff an der mündungsnahen Wächtermessstelle Seemannshöft gefordert. In den beiden größeren mecklenburgischen Elbezuflüssen Elde und Sude wird dieser für die mündungsnahen Messstellen ( Übergabepunkt ) geltende Zielwert mit einem mittleren Jahresdurchschnittswert für die Zeitreihe von 2,0 mg/l in der Elde bei Dömitz und 2,4 mg/l in der Sude bei Bandekow bereits erreicht und unterschritten. Die Reduktionsziele für die Küstengewässer der Ostsee werden zur Zeit nochmals überprüft. Eine wissenschaftliche Ableitung der Zielwerte bzw. Reduzierungsziele für die Fließgewässer im Binnenland steht sowohl für die Ostseezuflüsse wie auch für die Nordseezuflüsse noch aus. 3 Sind Auswirkungen verringerter Nährstoffeinträge in den Küstengewässern zu erkennen? 3.1 Das Trend-Messnetz Küstengewässer Das LUNG betreibt seit Jahrzehnten ein Messnetz zur Überwachung der Wasserbeschaffenheit der inneren und äußeren Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, mit dem die Monitoringanforderungen erfüllt werden, die sich aus den rechtlichen Vorgaben der Wasserrahmenrichtlinie und anderer Richtlinien und Übereinkommen zum Gewässerschutz wie z. B. der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, der Nitratrichtlinie, der Helsinki-Konvention und dem Deutsch-Polnischen Grenzgewässerabkommen ergeben. 12 dieser Messstellen werden dank ihrer langjährigen Datenreihen für die Ermittlung von Trends genutzt ( Trend-Messnetz, Abb. 5). Damit können für wichtige Güteparameter, wie z. B. die Nährstoffe, zeitliche Veränderungen erfasst und der Erfolg von Maßnahmen zur Verringerung von Belastungen überprüft werden. Das Trend-Messnetz Küstengewässer gliedert sich in folgende Bereiche: Mecklenburgische Küstengewässer: (WB3=Wismarbucht nördlich Insel Walfisch, O22=Mecklenburger Bucht nördlich Boltenhagen, O5=Mecklenburger Bucht nördlich Warnemünde, UW4=Unterwarnow Höhe Warnowwerft) Nordvorpommersche Küstengewässer: (O9=Ostsee vor Hiddensee, DB6=Barther Bodden, S66=Strelasund bei Stralsund) Ostvorpommersche Küstengewässer: (O11=Ostsee vor Sassnitz, OB4=Pommersche Bucht nördlich Ahlbeck, GB19=zentraler Greifswalder Bodden, P42=Peenestrom bei Wolgast, KHM=zentrales Kleines Haff) Die Messstellen O22, O5, O9, O11 und OB4 liegen an der Außenküste und die Messstellen WB3, UW4, DB6, S66, GB19, P42 und KHM repräsentieren die inneren Küstengewässer Mecklenburg- Vorpommerns. Zum Trend-Messnetz im Küstenbereich gehören darüber hinaus auch Messstellen im Unterlauf von Fließgewässern (vgl. Abb. 5), die für die Ermittlung der in die Ostsee eingetragenen Flussfrachten notwendig und deren Ergebnisse an die Helsinki-Kommission (HELCOM) zu berichten sind. Nachfolgend werden zunächst die Ergebnisse von Auswertungen für die Nährstoffe Gesamt-Phosphor und Gesamt-Stickstoff für den Zeitraum an den Küstengewässer-Trendmessstellen vorgestellt. 3.2 Trends der Nährstoffkonzentrationen Gesamt-Phosphor (total phosphorus TP) Der Rückgang der vom Gebiet Mecklenburg- Vorpommerns eingetragenen Gesamt-Phosphor- Frachten spiegelt sich in einer Abnahme der mittleren Jahreskonzentrationen von Gesamt-Phosphor an allen Trendmessstellen der Küstengewässer wider, ist jedoch unterschiedlich stark ausgeprägt (Abb. 6). Alle Zeitreihen wurden dem Trendtest nach Mann-Kendall unterzogen. Mit diesem statistischen Verfahren wird überprüft, ob die Messwerte einer Zeitreihe zufällig verteilt sind oder aber ein steigender oder sinkender Trend in den Daten zu finden ist. Ein Signifikanzniveau von 0,01 besagt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass kein Trend in den Daten zu finden ist, 1 % beträgt. Das heißt, ein Trend in den Daten ist zu 99 % wahrscheinlich. Bei einem Signifikanzniveau von 0,001 ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Trend in den Daten zu finden ist, entsprechend höher (99,9 %) und bei einem Signifikanzniveau von 0,05 entsprechend niedriger (95 %). 5

12 Abb. 5: Trendmessstellen des LUNG in den Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns zur Erfassung zeitlicher Veränderungen der Nährstoffkonzentrationen und zur Ermittlung der landseitigen Einträge durch die einmündenden Fließgewässer (Erläuterungen dazu im Text) Abb. 6: Zeitliche Entwicklung der Jahresdurchschnittskonzentrationen von Gesamt-Phosphor an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Unterschiedliche Skalierungen beachten. 6

13 Die Ergebnisse des Mann-Kendall-Tests ergaben an den Messstellen O22, WB3, O5, UW4, O9, S66, OB4, GB19 und P42 hochsignifikante Konzentrationsabnahmen (Signifikanzniveau p=0,001). Einen abnehmenden Trend mit einer geringeren Signifikanz wiesen die Jahresdurchschnittskonzentrationen an den Messstellen O11, KHM und besonders DB6 auf. Vergleicht man die mittleren jährlichen Konzentrationen des Zeitraumes mit denen des Zeitraumes , werden regionale Unterschiede noch deutlicher (Tab. 2). Am stärksten ist die Konzentrationsabnahme in der Unterwarnow, die als Vorflutgewässer für die Abwässer der Kläranlage Rostock, der größten Kläranlage des Landes, genutzt wird. Nach Inbetriebnahme der neuen zentralen Kläranlage für die Hansestadt Rostock und ihre Umlandgemeinden Mitte der 1990er Jahre hat sich in der Unterwarnow ein Konzentrationsniveau eingestellt, welches rund 80 % unter dem Niveau der 1980er Jahre liegt. Diese Maßnahme hat sich auch in der offenen Ostsee vor Warnemünde ausgewirkt (Station O5). Hier haben sich die mittleren Gesamt-Phosphor-Konzentrationen um mehr als die Hälfte verringert. Ähnliche Konzentrationsabnahmen sind in der Wismarbucht (WB3) und Mecklenburger Bucht (O22) sowie im Strelasund (S66) und in der Pommerschen Bucht (OB4) zu verzeichnen. Diese positive Entwicklung ist überwiegend ebenfalls auf den Neubau von Kläranlagen zurückzuführen. In der Wismarbucht und westlichen Mecklenburger Bucht hat der Neubau von Kläranlagen in Wismar und Lübeck zu einer deutlich verminderten landseitigen Belastung dieser Gewässer geführt. Im Strelasund und im Greifswalder Bodden führte der Neubau der Kläranlagen der Hansestädte Stralsund und Greifswald ebenfalls zu einer signifikanten Verringerung der Gesamt-Phosphor-Konzentrationen. Die Kläranlagen der Hansestädte Lübeck, Wismar, Rostock, Stralsund und Greifswald waren bis zu ihrem Neubau Belastungs- hot spots" an der deutschen Ostseeküste (HELCOM Joint Comprehensive Environmental Action Programme 1992). Für die deutliche Konzentrationsabnahme in der Pommerschen Bucht (OB4), die im Nahbereich der Oder- bzw. Swina-Mündung liegt, sind mehrere Ursachen anzuführen. Zum einen wurde in Swinemünde eine neue Kläranlage in Betrieb genommen, und zum anderen sind die Phosphor- Frachten der Oder aufgrund neuer Kläranlagen u. a. in Poznan und Szczecin rückläufig. Bemerkenswert ist auch der Konzentrationsrückgang in den von den landseitigen Belastungen am weitesten entfernten Gebiet vor Hiddensee (O9). Am geringsten fällt der Konzentrationsrückgang im Barther Bodden (DB6), Peenestrom (P42) und Kleinen Haff (KHM) aus. Alle drei sind stark eutrophierte innere Küstengewässer, die nur geringe Wassertiefen aufweisen. In diesen flachen Gewässern kommt es häufig zur windbedingt stattfindenden Resuspension von P-haltigem organischen Material, was zu einem Anstieg der Gesamt-Phosphor-Konzentrationen in der Wassersäule führt Tab. 2: Mittlere Jahresdurchschnittskonzentrationen (JD) für Gesamt-Phosphor für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN- KENDALL. Daten aus 2011 wurden in dieser und den folgenden Tabellen wegen der Ausreißer infolge des Extremereignisses 2011 (Sommerhochwasser) nicht berücksichtigt. 1 µmol/l = 0,031 mg/l Gesamt- Phosphor. Station JD JD Rel. Abnahme Signifikanzniveau in % O22 - Mecklenburger Bucht 2,31 0, ,001 WB3 - Wismarbucht 2,99 1, ,001 O5 - Mecklenburger Bucht 1,93 0, ,001 UW4 - Unterwarnow 8,23 1, ,001 O9 - Ostsee vor Hiddensee 1,55 0, ,001 DB6 - Barther Bodden 4,37 3, ,05 S66 - Strelasund 3,78 1, ,001 GB19 - Greifswalder Bodden 2,86 1, ,001 O11 - Ostsee vor Sassnitz 1,78 0, ,01 OB4 - Pommersche Bucht 3,29 1, ,001 P42 - Peenestrom s. Wolgast 6,34 4, ,001 KHM - Kleines Haff 9,12 6, ,01 7

14 3.2.2 Gesamt-Stickstoff (total nitrogen TN) Auch beim Gesamt-Stickstoff ist neben regionalen Unterschieden an allen 12 Messstellen ein abnehmender Trend der Jahresdurchschnittskonzentrationen festzustellen (Abb. 7). Die Signifikanz des Trends und das Ausmaß der Konzentrationsabnahme ist jedoch wie beim Gesamt-Phosphor unterschiedlich (Tab. 3). Auch beim Gesamt-Stickstoff ist für die Unterwarnow - bedingt durch den Neubau der Kläranlage Rostock - die stärkste Konzentrationsabnahme festzustellen. Diese Maßnahme hat sich nicht nur für die Unterwarnow (UW4), sondern auch für die Ostsee vor Warnemünde (O5) positiv ausgewirkt. Ähnlich starke Konzentrationsabnahmen sind für die westliche Mecklenburger Bucht (O22) und die Wismarbucht (WB3) festzustellen, was im Wesentlichen ebenfalls auf den Neubau bzw. die Modernisierung der Kläranlagen in Lübeck und Wismar zurückzuführen ist. Die Trends in den Daten der Messstellen in den mecklenburgischen Küstengewässern weisen das höchste Signifikanzniveau auf. Abb. 7: Tab. 3: Zeitliche Entwicklung der Jahresdurchschnittskonzentrationen von Gesamt-Stickstoff an Trendmessstellen der Küstengewässern Mecklenburg-Vorpommerns, Unterschiedliche Skalierungen beachten. Mittlere Jahresdurchschnittskonzentrationen (JD) für Gesamt-Stickstoff für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN- KENDALL. 1 µmol/l = 0,014 mg/l Gesamt-Stickstoff. Station JD JD Rel. Abnahme in % Signifikanzniveau O22 - Mecklenburger Bucht 38,7 18,8 52 0,001 WB3 - Wismarbucht 55,1 28,1 49 0,001 O5 - Mecklenburger Bucht 43,4 19,3 56 0,001 UW4 - Unterwarnow 176,5 66,2 63 0,001 O9 - Ostsee vor Hiddensee 41,1 19,6 52 0,05 DB6 - Barther Bodden 158,7 115,6 27 0,05 S66 - Strelasund 89,1 44,1 51 0,01 GB19 - Greifswalder Bodden 67,6 37,2 45 0,01 O11- Ostsee vor Sassnitz 47,0 21,2 55 0,001 OB4 - Pommersche Bucht 93,3 46,7 50 0,05 P42 - Peenestrom s. Wolgast 138,1 111,9 19 kein Trend KHM - Kleines Haff 203,2 115,8 43 0,05 8

15 Eine Halbierung der Gesamt-Stickstoff-Konzentrationen wurde auch in den äußeren vorpommerschen Küstengewässern (O9, O11, OB4) und im Strelasund (S66) erreicht. Allerdings weisen die Trendtests mit Ausnahme der Pommerschen Bucht (O11) niedrigere Signifikanzniveaus auf als die der mecklenburgischen Küstengewässer. Geringe Konzentrationsabnahmen zeigen dagegen die flachen inneren Küstengewässer Vorpommerns, was vermutlich auf Flusswassereinträge und die windbedingte Resuspension feinkörnigen organischen Materials zurückzuführen ist. Im Peenestrom liegt kein signifikanter Trend vor Gelöster anorganischer Phosphor (dissolved inorganic phosphorus - DIP) Von besonderem Interesse bei der Beurteilung der Eutrophierung von Gewässern sind die Konzentrationen von pflanzenverfügbaren Nährstoffen, d. h. solchen, die in gelöster Form vorliegen. Da hierbei die Konzentrationen zu Beginn des Pflanzenwachstums bedeutsam sind, wird das winterliche Konzentrationsniveau zur Bewertung herangezogen. Hierzu wurde das Mittel der Nährstoffkonzentrationen der Monate Dezember bis Februar gebildet. Ein Vergleich der mittleren winterlichen DIP-Konzentrationen (gemessen als Orthophosphat) des Zeitraumes mit denen des Zeitraumes zeigt generell auch hier deutliche Konzentrationsabnahmen zwischen 22 und 82 % (Tab. 4). Auffällig ist allerdings, dass die Konzentrationsabnahme in den flachen inneren Boddengewässern (DB6, P42 und KHM) beim DIP deutlich höher ausfällt als die beim Gesamt-Phosphor. Die höchste relative Konzentrationsabnahme des DIP ist für den Barther Bodden festzustellen. Der Barther Bodden gehört zur Darß-Zingster Boddenkette, die bezüglich des Phosphorkreislaufs offensichtlich eine Sonderrolle einnimmt. Hier wurden bereits im Zeitraum mit mittleren Winterkonzentrationen von 0,78 µmol/l DIP die mit Abstand niedrigsten DIP-Konzentrationen aller Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns gemessen. Im Zeitraum sanken diese Konzentrationen auf 0,14 µmol/l, was nahe der Bestimmungsgrenze liegt. Diese für ein so stark eutrophiertes Küstengewässer wie den Barther Bodden ungewöhnlich niedrigen Winterkonzentrationen sind darauf zurückzuführen, dass die zugeführten löslichen Phosphorverbindungen sofort in Pflanzenbiomasse gebunden oder aber an feinkörnigem Material adsorbiert werden. Für ersteres spricht, dass die mittlere winterliche Chlorophyllkonzentration im Barther Bodden nur geringfügig unter der der übrigen Monate liegt. Das heißt, dass der gelöste anorganische Phosphor auch im Winter von den Algen aufgenommen und in die Algenbiomasse inkorporiert wird. Für die zweite Option spricht, dass bereits SCHLUNG- BAUM (u. a. 2001) für die Darß-Zingster Boddenkette ein Sorptions-/Desorptionsgleichgewicht von Phosphat mit dem Sediment beschreibt, das trotz hoher Belastung der Boddensedimente zu geringen DIP-Konzentrationen in der Wassersäule führt. Dies erklärt auch, weshalb in der gesamten Boddenkette keine großen regionalen Unterschieden in den DIP-Konzentrationen vorliegen. Die hohe Phosphorbelastung der Bodden spiegelt sich nach SCHLUNGBAUM (2001) nicht durch die Orthophosphat-Konzentrationen in der Wassersäule wider, daher sollte dieses Kriterium für eine Gütebewertung der Boddengewässer ausgeklammert werden. Höhere Konzentrationen über 1 µmol/l DIP traten in der Wassersäule in der Regel dann auf, wenn es in den Sommermonaten während anhaltender Ruhigwetterlagen zu Sauerstoffmangel an der Sediment/Wasser-Kontaktzone kommt in deren Folge Orthophosphat aus dem Sediment freigesetzt wird. Solche Situationen kommen aber in diesen flachen Gewässern nur selten vor. Tab. 4: Mittlere winterliche Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Phosphors (DIP) für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL. 1 µmol/l = 0,031 mg/l DIP. Station WD WD Rel. Abnahme in % Signifikanzniveau O22 - Mecklenburger Bucht 1,54 0, ,01 WB3 - Wismarbucht 1,70 0, ,001 O5 - Mecklenburger Bucht 1,16 0, ,05 UW4 - Unterwarnow 3,89 0, ,001 O9 - Ostsee vor Hiddensee 1,13 0,63 44 kein Trend DB6 - Barther Bodden 0,78 0, ,05 S66 - Strelasund 1,74 0, ,001 GB19 - Greifswalder Bodden 1,97 0, ,05 O11 - Ostsee vor Sassnitz 0,82 0, ,1 OB4 - Pommersche Bucht 2,61 0, ,05 P42 - Peenestrom s. Wolgast 2,89 0, ,01 KHM - Kleines Haff 4,96 2, ,001 9

16 Für die Wasserkörper der inneren und äußeren Küstengewässertypen nach WRRL wurden von der Arbeitsgemeinschaft Bund/Länder-Messprogramm für die Meeresumwelt der Nord- und Ostsee (ARGE BLMP) Referenz- und Orientierungswerte der winterlichen gelösten anorganischen Nährstoffkonzentrationen (DIP und DIN) entwickelt, die für die ostseerelevanten Typen auch als Grundlage für die Eutrophierungsbewertung der HELCOM genutzt wurden. Während die Referenzwerte für den sehr guten Zustand zwischenzeitlich in die neue Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer übernommen und damit bundesweit rechtsverbindlich eingeführt wurden, stellen die Orientierungswerte nach wie vor eine Empfehlung für Werte dar, die das Erreichen des guten ökologischen Zustands nach WRRL unterstützen sollen. Für den übrigen Bereich der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns ( 1-12 Seemeilen-Zone, vgl. Abb. 8) wurden zum Vergleich auch die Orientierungswerte für den WRRL- Typ B3 sowie die neuen HELCOM-Zielwerte für die offene Ostsee zugrunde gelegt. Ein Vergleich mit diesen Werten (Tab. 5) zeigt, dass trotz der erreichten Verringerung der landseitigen Belastungen Anstrengungen zur weiteren Eintragsreduzierung unternommen werden müssen. Die Erreichung der Orientierungswerte für DIP erscheint für innere Küstengewässer wie Peenestrom, Achterwasser, Kleines Haff und Kleiner Jasmunder Bodden in absehbarer Zeit kaum möglich. In diesen Küstengewässern haben sich in den letzten Jahrzehnten sehr große Mengen an Phosphor in den Sedimenten akkumuliert, die unter bestimmten Bedingungen wieder freigesetzt werden können. Gleiches gilt für die Darß-Zingster Boddenkette. So steht aufgrund des Sorptions-/ Desorptionsgleichgewichts für das Phytoplanktonwachstum jederzeit genügend gelöster anorganischer Phosphor zur Verfügung, so dass die Orientierungswerte für Chlorophyll a weit überschritten werden (s. Kap ). Abb. 8: Unterteilung der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns in innere und äußere Küstengewässer auf Grundlage der Wasserkörpertypen nach Wasserrahmenrichtlinie. Für die Typen B1, B2 und B3 sowie für die Arkonasee wurden von der Arbeitsgemeinschaft Bund/Länder-Messprogramm für die Meeresumwelt der Nord- und Ostsee (ARGE ERBE) Orientierungswerte vorgeschlagen. Ab der 1-12 Seemeilen-Zone seewärts greifen die HELCOM-Zielwerte für die offene Ostsee. 10

17 Tab. 5: Vergleich der mittleren winterlichen Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Phosphors (DIP) mit den für die Wasserkörpertypen der Küstengewässer vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den Zielwerten der HELCOM für die Ostsee. Legende: Die Spannweite der Orientierungswerte deckt verschiedene Salzgehaltsspannen innerhalb der Typen ab. HELCOM-Zielwerte mit Stand HOD 31/2013, Dokument 2-7. Die Stationen O22 und O5 gehören nach HELCOM-Einteilung zur Mecklenburger Bucht, O9 und O11 zum Gebiet der Arkonasee, OB4 zum Bornholm-Becken. * Zum Vergleich sind hier auch die Orientierungswerte für den WRRL-Wasserkörper-Typ B3 (mesohaline äußere Küstengewässer) aufgeführt. Station Wasserkörper-Typ nach WRRL Orientierungswert ARGE BLMP [µmol/l] Zielwert HELCOM [µmol/l] WD DIP [µmol/l] P42 B1 nicht 0,58 0,33 KHM (oligohaline innere WK) anwendbar 2,06 WB3 0,69 UW4 0,95 B2 nicht DB6 0,27-0,39 0,14 (mesohaline innere WK) anwendbar S66 0,59 GB19 0,75 Ostsee-Beckeneinteilung nach HELCOM O22, O5 Mecklenburger Bucht 0,26-0,38* 0,49 0,63-0,70 O9, O11 Arkonasee 0,38-0,45 0,36 0,63-0,64 OB4 Bornholmsee 0,26-0,38* 0,30 0, Gelöster anorganischer Stickstoff (dissolved inorganic nitrogen - DIN) Gelöste anorganische Stickstoffverbindungen (Nitrat, Nitrit und Ammonium) stehen ebenso wie die gelösten anorganischen Phosphorverbindungen den pflanzlichen Gewässerorganismen (Phytoplankton, Makroalgen, Seegras) als Nährstoffquelle zur Verfügung. Die sogenannten Blaualgen, die eigentlich Bakterien (Cyanobakterien) und keine Algen sind, können außerdem den Luftstickstoff verwerten und sind daher den anderen pflanzlichen Gewässerbewohnern gegenüber im Vorteil. Dies zeigt sich insbesondere dann, wenn im saisonalen Verlauf die Verfügbarkeit der gelösten anorganischen Stickstoffverbindungen abnimmt. Zur Bewertung der Eutrophierung werden wie beim DIP auch beim DIN die winterlichen Konzentrationen herangezogen. Ein Vergleich der mittleren winterlichen DIN-Konzentrationen des Zeitraumes mit denen des Zeitraumes zeigt mit Ausnahme der Messstelle im Barther Bodden Konzentrationsabnahmen, wobei der Mann-Kendall-Test nur geringe Signifikanzniveaus bzw. keinen Trend ausweist (Tab. 6). Dies liegt einerseits an der deutlich größeren Schwankungsbreite der Konzentrationen des gelösten anorganischen Stickstoffs gegenüber der des Gesamt-Stickstoffs und zum anderen an der geringeren Datenbasis, da bei den Winterwerten größere Datenlücken zu verzeichnen sind. Am Beispiel jeweils zweier Messstellen in den äußeren und inneren Küstengewässern soll dies verdeutlicht werden. Hierbei werden auch die großen Unterschiede zwischen offener Ostsee und flussgeprägten inneren Küstengewässern deutlich. In den Flussmündungsgebieten von Oder und Warnow (Abb. 9, links) werden etwa 10- fach höhere DIN-Konzentrationen bestimmt als an den weiter entfernten Stationen der offenen See (Abb. 9, rechts). Ein Vergleich der Messwerte der Zeitreihe mit den Orientierungswerten nach ARGE BLMP (Tab. 7, Legende wie in Tab. 5) zeigt, dass die Orientierungswerte in den inneren Küstengewässern weit überschritten werden. Eine Zielerreichung in den stark durch die Zuflüsse und einen geringen Wasseraustausch mit der Außenküste charakterisierten inneren Küstengewässern wie Unterwarnow (Station UW4) und Barther Bodden (DB6) ist unrealistisch, gleiches gilt für Haff (KHM) und Peenestrom (P42). Der Greifswalder Bodden (GB19) dagegen erreicht den Zielwert. Auch andere innere Küstengewässer mit einem intensiveren Wasseraustausch wie Wismarbucht (WB3) und Strelasund (S66) haben das Potenzial, diesen Zielwert zu erreichen, wenn die Reduktionsanstrengungen fortgesetzt werden. Würden die Orientierungswerte des Typs B3 auch für die Stationen der 1-12-Seemeilenzone als Zielwerte Anwendung finden, würden sie in der Mecklenburger Bucht (O22, O5) bereits eingehalten werden - anders als die neuen HELCOM- Zielwerte, die nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen für die verschiedenen Becken der Ostsee ermittelt wurden. Allerdings gelten die HELCOM-Zielwerte für große Gebiete, wodurch regionale Unterschiede und räumliche Gradienten nicht ausreichend abgebildet werden können. Dies wird am Beispiel der Zielwerte für die Born- 11

18 holmsee, die gleichzeitig für die Pommersche Bucht mit ihrem starken Oder-Einfluss gelten, besonders deutlich. Daher wird zur Zeit auf Bund/Länder-Ebene in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde daran gearbeitet, eine Regionalisierung der Stickstoff-Zielwerte vorzunehmen, um auch die Maßnahmen zur Nährstoffreduktion besser planen zu können. Tab. 6: Mittlere winterliche Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Stickstoffs (DIN) für die Zeitreihen und in µmol/l, relative Konzentrationsabnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL. 1 µmol/l = 0,014 mg/l DIN. Station WD WD Rel. Ab- bzw. Zunahme in % Signifikanzniveau O22 - Mecklenburger Bucht 18,6 7,9-57 0,01 WB3 - Wismarbucht 33,4 19,5-42 kein Trend O5 - Mecklenburger Bucht 22,0 7,4-66 0,01 UW4 - Unterwarnow 159,0 71,7-55 0,05 O9 - Ostsee vor Hiddensee 16,1 6,5-60 0,1 DB6 - Barther Bodden 52,2 62,0 +19 kein Trend S66 - Strelasund 32,9 18,6-44 0,01 GB19 - Greifswalder Bodden 23,0 11,9-48 0,001 O11 - Ostsee vor Sassnitz 13,1 5,6-57 0,01 OB4 - Pommersche Bucht 53,9 19,7-63 0,05 P42 - Peenestrom s. Wolgast 91,5 63,2-31 kein Trend KHM - Kleines Haff 117,8 92,5-21 kein Trend Tab. 7: Vergleich der mittleren winterlichen Durchschnittskonzentrationen (WD) des gelösten anorganischen Stickstoffs (DIN) mit den für die Wasserkörpertypen der Küstengewässer vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee. Legende wie Tab. 5. Station Wasserkörper-Typ nach WRRL Orientierungswert ARGE BLMP [µmol/l] Zielwert HELCOM [µmol/l] WD DIN [µmol/l] P42 B1 nicht 63,2 10,5 KHM (oligohaline innere WK) anwendbar 92,5 WB3 19,5 UW4 71,7 B2 nicht DB ,0 (mesohaline innere WK) anwendbar S66 18,6 GB19 11,9 Ostsee-Beckeneinteilung nach HELCOM O22, O5 Mecklenburger Bucht 10,5* 4,3 7,4-7,9 O9, O11 Arkonasee 3,0-3,8 2,9 5,6-6,5 OB4 Bornholmsee 10,5* 2,5 19,7 Abb. 9: Zeitliche Entwicklung der winterlichen DIN-Konzentrationen an zwei Messstellen der äußeren (links) und inneren (rechts) Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns,

19 3.2.5 Chlorophyll Der Chlorophyll-a-Gehalt eines Gewässers gibt annähernd Auskunft über dessen Trophieniveau. Für das Bund/Länder-Messprogramm Nord- und Ostsee wurden, wie auch für die gelösten Nährstoffe, Referenz- und Orientierungswerte für die inneren und äußeren Küstengewässertypen nach WRRL aufgestellt, die für die HELCOM-Eutrophierungsbewertung genutzt wurden. Diesen Werten liegen Sommermittelwerte (Mai-September) zugrunde. Für die offene Ostsee wurden von HELCOM im Zusammenhang mit der Überarbeitung der Nährstoffreduktionsziele des Ostseeaktionsplans neue Zielwerte für Chlorophyll und Sichttiefe entwickelt. Der Rückgang der Nährstoffeinträge, insbesondere von Phosphor, zeigt bislang noch keine deutlichen Auswirkungen auf die Sommermittelwerte der Chlorophyllkonzentrationen im Oberflächenwasser der Küstengewässer (Abb. 10). Dies deutet darauf hin, dass die Nährstoffkonzentrationen im Wasser und auch im Sediment nach wie vor zu hoch sind. An der Hälfte der Trendmessstellen wurde kein Trend und an vier Messstellen sogar ein signifikant zunehmender Trend nachgewiesen. Einzig die Messstellen UW4 in der Unterwarnow und OB4 in der Pommerschen Bucht wiesen gemäß Mann-Kendall Test signifikant abnehmende Trends (p=0,01) auf (Tab. 8). Da es Hinweise gibt, dass Frühjahrswerte Trends möglicherweise besser abbilden können als die Sommerwerte, wurden auch die zwischen März und Mai ermittelten Chlorophyllkonzentrationen dieser Messstellen einer Trendanalyse nach Mann- Kendall unterzogen. Die Ergebnisse (hier nicht im Detail dargestellt) bestätigen dies für unsere Messstellen allerdings nicht. Der Vergleich der mittleren sommerlichen Durchschnittswerte für den Zeitraum mit den Orientierungswerten der ARGE BLMP (Tab. 9) zeigt, dass diese in den mesohalinen inneren und besonders in den oligohalinen inneren Küstengewässern sehr deutlich überschritten werden. Im Peenestrom (P42) und Kleinen Haff (KHM) übersteigen die langjährigen Sommermittel den Orientierungswert um das 6- bis 7-fache. Bei Anwendung der Orientierungswerte des Typs B3 auch auf die Messstellen der 1-12-Seemeilenzone würden die Werte in der Mecklenburger Bucht (O22, O5) und in der Arkonasee mit Ausnahme der noch leicht von der Oder beeinflussten Messstelle O11 vor Sassnitz erreicht werden können. In der Bornholmsee werden sie aufgrund des Oder- Einflusses deutlich überschritten. Der etwas strengere HELCOM-Zielwert für Chlorophyll wird im Küstenmeer außerhalb der WRRL-Wasserkörpertypen noch nicht erreicht, wenn auch an der Station O5 nur knapp verfehlt. Abb. 10: Zeitliche Entwicklung der sommerlichen Chlorophyll-a-Konzentrationen an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Unterschiedliche Skalierungen beachten. 13

20 Tab. 8: Mittlere sommerliche Durchschnittskonzentrationen (SD) des Chlorophyll-a-Gehaltes (Chl a) für die Zeitreihen und in mg/m 3, relative Konzentrationszu- bzw. -abnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL Station SD Chl a SD Chl a Rel. Zu- bzw. Abnahme in % Signifikanzniveau O22 - Mecklenburger Bucht 2,06 2, kein Trend WB3 - Wismarbucht 3,76 5, ,05 O5 - Mecklenburger Bucht 2,27 1,94-14 kein Trend UW4 - Unterwarnow 30,70 15, ,01 O9 - Ostsee vor Hiddensee 1,50 2, ,1 DB6 - Barther Bodden 61,95 52,62-15 kein Trend S66 - Strelasund 11,98 16, ,1 GB19 - Greifswalder Bodden 12,64 12, kein Trend O11 - Ostsee vor Sassnitz 2,67 3, ,01 OB4 - Pommersche Bucht 14,59 9, ,05 P42 - Peenestrom s. Wolgast Keine Daten 86,25 Keine Daten kein Trend KHM - Kleines Haff 72,78 78, kein Trend Tab. 9: Vergleich der sommerlichen Durchschnittskonzentrationen (SD) des Chlorophyll-a-Gehaltes (Chl a) an den Trendmessstellen mit den für die Wasserkörpertypen vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den neuen Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee. Legende wie Tab. 5. Station Wasserkörper-Typ nach WRRL Orientierungswert ARGE BLMP [mg/m 3 ] Zielwert HELCOM [mg/m 3 ] SD Chl a [mg/m 3 ] P42 B1 nicht 86,3 12,6 KHM (oligohaline innere WK) anwendbar 79,0 WB3 5,4 UW4 15,6 B2 nicht DB6 1,9-2,4 52,2 (mesohaline innere WK) anwendbar S66 16,1 GB19 13,0 Ostsee-Beckeneinteilung nach HELCOM O22, O5 Mecklenburger Bucht 1,9-2,3* 1,8 1,9-2,3 O9, O11 Arkonasee 1,9-2,3* 1,8 2,2-3,8 OB4 Bornholmsee 1,9-2,3* 1,8 9, Sichttiefe Die einfach mittels Secchi-Scheibe zu bestimmende Sichttiefe wird ebenfalls zur Einschätzung des Trophieniveaus von Küstengewässern herangezogen, wobei die Sichttiefe neben der Phytoplanktondichte auch von Trüb- und Gelbstoffen beeinflusst wird. Auch für diesen Güteparameter wird das Sommermittel (Mai-September) zur Bewertung herangezogen. An neun Trendmessstellen werden abnehmende Sichttiefen verzeichnet (Abb. 11). An den Messstellen O11, DB6, S66 und GB19 sind diese Trends sogar hochsignifikant (p=0,001). An drei Messstellen ist kein Trend und nur an einer Messstelle, der UW4, ein zunehmender Trend mit geringer Signifikanz festzustellen (Tab. 10). 14

21 Tab. 10: Sommerliche Durchschnittswerte (SD) der Sichttiefe für die Zeitreihen und in m, relative Zu- bzw. -abnahme und Signifikanzniveau des Trendtests nach MANN-KENDALL Station SD Sichttiefe SD Sichttiefe Rel. Zu- bzw. Abnahme in % Signifikanzniveau O22 - Mecklenburger Bucht 5,6 5,2-7 0,05 WB3 - Wismarbucht 4,1 3,4-18 0,001 O5 - Mecklenburger Bucht 5,5 4,9-12 0,05 UW4 - Unterwarnow 1,3 2, ,05 O9 - Ostsee vor Hiddensee 5,9 5,0-17 0,001 DB6 - Barther Bodden 0,5 0,4-14 0,01 S66 - Strelasund 1,5 1,1-25 0,001 GB19 - Greifswalder Bodden 1,7 1,5-15 0,01 O11 - Ostsee vor Sassnitz 4,6 4,1-10 0,05 OB4 - Pommersche Bucht 2,1 2,2 + 2 kein Trend P42 - Peenestrom s. Wolgast 0,6 0,6 0 kein Trend KHM - Kleines Haff 0,6 0,6 0 kein Trend Abb. 11: Zeitliche Entwicklung der sommerlichen Sichttiefen an Trendmessstellen der Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, Unterschiedliche Skalierungen beachten. Die festgestellte Abnahme der Sichttiefe stellt ein überraschendes Ergebnis dar, denn die zu erwartende Reaktion des Ökosystems Ostsee auf Maßnahmen zur Verringerung der Nährstoffbelastung wäre eine Zunahme der Sichttiefe bei gleichzeitiger Abnahme der Phytoplanktondichte. Hierbei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Sichttiefe in den flachen Küstengewässern außer durch das Phytoplankton auch maßgeblich von resuspendiertem feinkörnigen Sediment bestimmt wird. Starkwindereignisse führen zu deutlich verschlechterten Sichtverhältnissen. Abnehmende Sichttiefen könnten daher auch ein Hinweis auf eine Zunahme von Starkwindereignissen bzw. von leicht resuspendierbarem Material am Gewässergrund sein. Den Vergleich der mittleren sommerlichen Durchschnittswerte der Sichttiefe im Zeitraum mit den Orientierungswerten nach ARGE BLMP und den HELCOM-Zielwerten für die offene Ostsee zeigt Tab. 11. Danach werden die Orientierungs- und Zielwerte für die Sichttiefe in den äußeren Küstengewässern und dem übrigen Küstenmeer Mecklenburg-Vorpommerns nicht erreicht. Am schlechtesten sind die Sichtverhältnisse in der Pommerschen 15

22 Tab. 11: Vergleich der sommerlichen Durchschnittswerte (SD) für die Sichttiefe an den Trendmessstellen mit den für die Wasserkörpertypen vorgeschlagenen Orientierungswerten nach ARGE BLMP und mit den neuen Zielwerten der HELCOM für die offene Ostsee. Legende wie in Tab. 5. Station Wasserkörper-Typ nach WRRL Orientierungswert BLMP [m] Zielwert HELCOM [m] SD Sichttiefe [m] P42 B1 nicht 0,6 1,7 KHM (oligohaline innere WK) anwendbar 0,6 WB3 3,4 UW4 2,1 B2 nicht DB6 6,1-7,2 0,4 (mesohaline innere WK) anwendbar S66 1,1 GB19 1,5 Ostsee-Beckeneinteilung nach HELCOM O22, O5 Mecklenburger Bucht 6,3-7,2* 7,1 4,9-5,2 O9, O11 Arkonasee 6,3-7,2* 7,2 4,1-5,0 OB4 Bornholmbecken 6,3-7,2* 7,1 2,2 Bucht. In den inneren Küstengewässern sind die Sichtverhältnisse deutlich schlechter als in den äußeren Küstengewässern, was sowohl auf höhere Chlorophyllkonzentrationen als auch auf Trübung durch windbedingt aufgewirbelte oder über die Flüsse eingetragene Sedimente zurückzuführen ist. Innerhalb der Gruppe der inneren Küstengewässer werden die besten Sichtverhältnisse im Salzhaff (4,0 m) - hier nicht dargestellt - registriert. Das Salzhaff ist das einzige innere Küstengewässer Mecklenburg-Vorpommerns, in dem noch Makrophytendominanz vorliegt. Daher werden in diesem Gebiet nur geringe Phytoplanktondichten und kaum Sedimentaufwirbelungen beobachtet. Von den Trendmessstellen in den inneren Küstengewässern weist die Wismarbucht (WB3) mit einem Mittelwert von 3,4 m die beste Sichttiefe auf. Ein Zusammenhang zwischen Sichttiefe einerseits und Chlorophyll-a-Gehalt wird besonders in den flachen Boddengewässern sehr stark durch die windbedingte Resuspension von feinkörnigem organogenem Material (Schlick) maskiert. Vor diesem Hintergrund wird die Erreichung der Orientierungswerte nach ARGE BLMP in diesen Gewässern nur mit sehr hohem Aufwand und sehr zeitverzögert möglich sein Sauerstoff und Sauerstoffsättigung Ein wichtiger Parameter für die Bewertung der Wasserbeschaffenheit von Oberflächengewässern ist der Sauerstoffgehalt. Die im Gewässer gemessene Konzentration an gelöstem Sauerstoff ist das Ergebnis sauerstoffliefernder und sauerstoffzehrender Prozesse. Neben der absoluten Sauerstoffkonzentration, die zumeist in mg/l angegeben wird, ist die Sauerstoffsättigung in % für die Gewässergütebeurteilung von Bedeutung. Die Sauerstoffsättigung ist von der Wassertemperatur, dem Salzgehalt und dem Druck abhängig. Im oberflächennahen Wasser werden die sauerstoffliefernden Prozesse durch den Gasaustausch mit der Luft und die photosynthetischen Aktivitäten des Phytoplanktons gesteuert. Dem stehen sauerstoffzehrende Prozesse durch den Abbau organischen Materials gegenüber. Stark mit leicht abbaubaren organischen Stoffen belastete Gewässer weisen demzufolge eine große Schwankungsbreite der Sauerstoffsättigung auf, die sowohl auf einen übermäßigen anthropogenen Eintrag sauerstoffzehrender Stoffe (Primärbelastung, z. B. Einleitung von nur mechanisch gereinigtem Abwasser) als auch auf eine übermäßige Biomasseentwicklung im Gewässer (Sekundärbelastung durch den Abbau abgestorbener Biomasse) zurückgeführt werden kann. Während der Abbau von organischem Material zu Sauerstoffdefiziten führt, werden Sauerstoffübersättigungen durch die photosynthetische Sauerstoffproduktion verursacht. Die Entwicklung der Jahresmittelwerte und der Spannweite der Sauerstoffsättigung an den 12 Trendmessstellen sollte daher Aufschluss über die Auswirkungen verbesserter Reinigungsleistungen in den Kläranlagen an der Küste des Landes hinsichtlich einer Verringerung der Belastungen durch leicht abbaubare organische Substanzen sowie durch Nährstoffe geben. Ersteres sollte sich in einer Verringerung der Sauerstoffdefizite und letzteres in einer Abnahme der Sauerstoffübersättigungen widerspiegeln. Ein sehr gering belastetes oligotrophes Oberflächengewässer zeichnet sich durch einen ausgeglichenen Sauerstoffhaushalt aus. Das heißt, dass sich die Spannweite der Sauerstoffsättigung in einem engen Bereich zwischen 90 und 110 % bewegt. Beispielhaft sollen die Veränderungen im Sauerstoffhaushalt für die Unterwarnow (UW4), die Mecklenburger Bucht (O22) und die Wismarbucht (WB3) gezeigt werden (Abb. 12). 16

23 Abb. 12: Zeitliche Entwicklung der Sauerstoffsättigung im Oberflächenwasser an den Trendmessstellen UW4 in der Unterwarnow, O22 in der Mecklenburger Bucht und WB3 in der Wismarbucht Bis zur Inbetriebnahme der neuen Kläranlage der Hansestadt Rostock im Jahre 1995 war der Sauerstoffgehalt im oberflächennahen Wasser der Unterwarnow durch eine sehr große Spannweite der Sauerstoffsättigung charakterisiert. Die niedrigen Sättigungswerte von nur % (gleichbedeutend mit hohen Sauerstoffdefiziten) waren auf eine hohe Belastung mit leicht abbaubaren organischen Stoffen zurückzuführen. Die sehr hohen Sauerstoffsättigungen bis 200 % (gleichbedeutend mit Übersättigungen) waren Ausdruck eines sehr hohen photosynthetisch bedingten Sauerstoffeintrages und damit Ausdruck für das sehr hohe Trophieniveau dieses Gewässers. Nach Inbetriebnahme der neuen Kläranlage gingen sowohl die Sauerstoffdefizite als auch die Übersättigungen deutlich zurück. Die Spannweite der Sauerstoffsättigungen bewegt sich seitdem überwiegend zwischen 80 und 130 %, was typisch für ein mesotrophes Gewässer ist. Die Abnahme der Übersättigungen geht einher mit dem oben dargestellten Rückgang der Chlorophyllkonzentrationen in der Unterwarnow. Ähnlich positive Entwicklungen sind auch im Oberflächenwasser der Wismarbucht und der Mecklenburger Bucht zu verzeichnen. In der Pommerschen Bucht und im Kleinen Haff ist eine Verringerung der Sauerstoffdefizite, nicht aber der Sauerstoffübersättigungen zu beobachten. Während im oberflächennahen Wasser durch den atmosphärischen Sauerstoffeintrag zumeist gute Sauerstoffbedingungen herrschen, kann es zum Ende des Sommers in Gebieten, in denen eine stabile thermohaline Sprungschicht ausgebildet wird, zu erhöhtem Sauerstoffverbrauch in Bodennähe bis hin zu Sauerstoffmangel kommen, da die Zufuhr sauerstoffreichen Oberflächenwassers durch die Sprungschicht verhindert wird. Dies kann bedingt durch die Freisetzung von Nährstoffen aus dem Sediment bei anoxischen Bedingungen zu einem Anstieg bestimmter Nährstoffe (DIP, NH 4-N) im bodennahen Wasser führen. Nach Aufhebung der Sprungschicht, die durch die Angleichung der Wassertemperaturen im oberflächennahen und bodennahen Wasser und infolge von Starkwindereignissen bewirkt wird, gelangen die aus dem Sediment freigesetzten Nährstoffe an die Wasseroberfläche und stehen damit für das Phytoplanktonwachstum zur Verfügung. Eine stabile Ausbildung einer thermohalinen Sprungschicht findet nur in ausreichend tiefen Gewässern statt. Betroffen hiervon sind an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns vor allem die Mecklenburger Bucht und Kadetrinne sowie die Arkonasee einschließlich der Sassnitzrinne. Zeitweilige Schichtungen treten auch in den tieferen Gebieten der Wismarbucht und der Unterwarnow auf. Dies ist vor allem in deren tiefen Fahrrinnen der Fall. In den flachen vorpommerschen Boddengewässern sind stabile Schichtungen nicht zu erwarten. Nur während langanhaltender sommerlicher Ruhigwetterlagen sind zeitlich eng begrenzte Unterschiede im Sauerstoffgehalt von oberflächen- und bodennahem Wasser festzustellen. In der Sediment-Wasser-Kontaktzone wurden aber auch in diesen Gewässern anoxische Verhältnisse am Gewässergrund beobachtet, die zu einer deutlichen Nährstofffreisetzung aus den Sedimenten führten. In solchen Fällen spricht man auch von interner Düngung. Kritische Sauerstoffgehalte unter 4 mg/l sind zumeist auf die Gewässer mit stabiler bzw. zeitweilig stabiler Sprungschicht während der Sommermonate beschränkt (Abb. 13). In der westlichen Mecklenburger Bucht (O22) wurden seit Beginn der Untersuchungen Anfang der 1970er Jahre im bodennahen Wasser nahezu jährlich Sauerstoffgehalte unter 4 mg/l gemessen. Nicht selten waren hier anoxische Verhältnisse anzutreffen, so auch In diesem Seegebiet wird alljährlich eine stabile thermohaline Sprungschicht ausgebildet (Abb. 14). 17

24 Abb. 13: Klassifikation der zwischen 2007 und 2011 gemessenen bodennahen Sauerstoffkonzentrationen (jeweils Werte von August bis Oktober/November). Abb. 14: Vertikalprofile der Wassertemperatur, Sauerstoffsättigung und des Salzgehalts an der Station O22 in der Mecklenburger Bucht im September Die Sprungschicht beginnt in etwa 10 m Tiefe, zu erkennen an dem scharfen Knick des Temperatur- und des Salinitätsgradienten. Ab hier nimmt die Temperatur mit der Tiefe ab, während die Salinität ansteigt. Die Sauerstoffsättigung nimmt rasant ab und erreicht bereits bei 18 m Wassertiefe die Nulllinie, d. h. der Sauerstoff im bodennahen Wasser ist ab hier bis zum Grund in 22 m Tiefe vollständig aufgezehrt. 18