4.3 Metalle Nordseezustand 2003 157 4.3 Metalle 4.3.1 Einführung Metalle kommen natürlich in der Umwelt vor. Durch Verwitterung, Vulkanismus, und Ausgasungen werden sie für den geochemischen Kreislauf mobilisiert. Element konzentrationen, die durch natürliche Prozesse in die Umwelt gelangen, werden als Hintergrundkonzentration bezeichnet. Der Nachweis von Metallen in der Umwelt ist somit nicht zwangsläufig als Verschmutzung zu werten. Es gibt zahlreiche essentielle Elemente wie Kupfer oder Zink. Ihre Bioverfügbarkeit ist in einem bestimmten Kon zentrationsbereich Voraussetzung für biologisches Wachstum. Organismen sind in der Lage, sich in einer bestimmten Bandbreite an veränderliche Elementkonzentratio nen anzupassen. Wird diese Bandbreite zu höheren Konzentrationen verlassen, tritt eine toxische Wirkung ein. Andere Elemente wie Quecksilber, Cadmium oder Blei ha ben keine bekannte vitale Funktion. Durch menschliche Aktivitäten werden zum Teil erhebliche zusätzliche Mengen ein zelner Elemente in der Umwelt mobilisiert, wodurch die natürlichen Hintergrundkon zentrationen regional deutlich überschritten werden können. Maßnahmen zur Emissi onsminderung führten in den vergangenen Jahrzehnten jedoch zur kontinuierlichen Abnahme vieler Schadstoffe in Luft, Wasser, Biota und Sediment. Generell werden die Metallgehalte des Meerwassers durch die Struktur, Dynamik und Stärke der Quellen, die großräumige Zirkulation der marinen Wassermassen und die Effizienz ihrer Senkenprozesse bestimmt. Wesentliche Quellen für das anthropogen verursachte Metallsignal in marinen Ökosystemen sind die Abflüsse von kontaminier ten Süßwassermassen aus den kontinentalen Flusssystemen, der Schadstofftrans port über die Atmosphäre, sowie die Wechselwirkung mit dem Sediment. Weitere Ein träge werden durch Offshore-Aktivitäten wie Rohstofferkundung und Förderung sowie Verklappung von Baggergut verursacht. Dem stehen die Sedimentation, mit ihren komplexen, vorgelagerten Gleichgewichten zwischen Schwebstoff, Biota und Was serphase und in Ausnahmefällen die Wechselwirkung mit der Atmosphäre als Schlüs selprozesse zur Entfernung der Metalle aus dem Meer gegenüber. Im Detail unterscheidet sich jedoch das Verhalten der verschiedenen Metalle erheb lich. Schon die Quellmuster und damit die Bedeutung der unterschiedlichen Eintrags pfade variieren stark. Während z. B. menschlich verursachte Bleiemissionen großen teils über die Atmosphäre in die Nordsee gelangen, wird Kupfer überwiegend über die Flüsse transportiert. Im Wasser und Sediment wirken sich die unterschiedlichen che mischen Eigenschaften der Elemente auf deren Wechselwirkung mit dem Schweb stoff, der Biota und dem Sediment aus. Dem zufolge variiert auch die Bedeutung der unterschiedlichen Senkenprozesse von Element zu Element. Ein einfacher, konserva tiver Zusammenhang zwischen Metallkonzentration im Wasserkörper und dem Trans port und der Mischung von Wassermassen unterschiedlicher Herkunft und Zusam mensetzung existiert somit nur in Ausnahmefällen. Im BSH wurde mit der Überwachung der Metallgehalte im Meerwasser, Schwebstoff und Sediment in den siebziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts begonnen. Sie ist national und international eingebettet in die Überwachungsprogramme des Bund- Länder-Messprogramms (BLMP) und der Meeresschutzkonventionen für Nord- (OSPAR) und Ostsee (HELCOM).