4.3 Metalle
Nordseezustand 2003
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In der äußeren Deutschen Bucht bei Salzgehalten über 34 wurde die kurzfristige Er
höhung der Elementgehalte in 2002 und anschließende Abnahme in 2003 nicht beob
achtet. Die Zeitreihen der im küstenfernen Bereich der Deutschen Bucht gemessenen
Elementgehalte sind weitgehend von den Beobachtungen unter Land entkoppelt. So
wurden hier nicht nur geringere Konzentrationen gefunden, sondern auch eine andere
zeitliche Entwicklung. Exemplarisch ist in Abb. 4-37 die zeitliche Entwicklung der Cad
miumkonzentration im filtrierten Meerwasser bei hohen Salzgehalten über 34 darge
stellt. Die Befunde weisen deutlich darauf hin, dass die Elementgehalte in den unter
schiedlichen Wasserkörpern unter Land und auf hoher See durch unterschiedliche
Regime dominiert werden. Während auf hoher See vor allem die großräumige Dyna
mik der Nordsee und der Austausch mit der Atmosphäre und dem Sediment die Elem
entgehalte beeinflussen, sind es unter Land vor allem die Süßwasserzuflüsse aus den
großen Europäischen Flusssystemen sowie die Dynamik in den Flussästuaren.
4.3.5 Metallgehalte des Sediments
Der Meeresboden stellt die wichtigste Senke für Spurenmetalle im marinen Ökosy
stem dar. Die vorwiegend am Schwebstoff gebundenen Elemente sedimentieren in
relativ eng umgrenzten Gebieten der Nordsee. Physikalisch zeichnen sich diese Re
gionen vor allem durch einen geringen Energieeintrag aus; einmal sedimentierte Teil
chen zeigen hier eine geringe Neigung zur Resuspension. Das wichtigste Sediment
akkumulationsgebiet der Nordsee befindet sich im tieferen Teil des Skagerrak. Aber
auch im Schlickfallgebiet südöstlich von Helgoland, im Urstromtal der Elbe, wird Net
tosedimentation beobachtet. Hier enthält des Sediment einen hohen Feinkornanteil
(Korngrößen < 20 |a,m) von 15 bis 45 %. Dagegen sind weite Teile der Nordsee mit
Sanden bedeckt. Diese als dispersiv geltenden Gebiete - hier findet keine Nettosedi
mentation statt - zeichnen sich durch geringe Feinkornanteile im Sediment aus.
Abb. 4-38 zeigt Ergebnisse von Korngrößenanalysen der in den Jahren von 1995 bis
2003 auf dem Deutschen Festlandsockel entnommenen Sedimentproben. Deutlich
sind die schlickigen bzw. feinsandigen Gebiete (hoher Feinkornanteil) in der inneren
Deutschen Bucht und auf der Weißen Bank zu erkennen.
Während die grobe Sandfraktion des Sediments vor allem aus Silikaten besteht und
durch ihre chemische Beschaffenheit und ihre relativ kleine Oberfläche eine geringe
Affinität zur Adsorption von Spurenmetallen zeigt, besteht die Feinkornfraktion vor al
lem aus Tonmineralen und organischem Material. In der Feinkornfraktion sind unter
anderem Eisen(lll)-oxid-hydrate, Mangan(IV)-oxid-hydrate und Eisen(ll)-sulfide ent
halten, deren Gegenwart, neben derjenigen von organischem Material und den Ton
mineralen, zur effizienten Anreicherung vieler Spurenelemente in der Feinkornfraktion
beiträgt. Um die Metallbelastung in dispersiven und Akkumulationsgebieten verglei
chen zu können, werden die Elementgehalte in der Regel auf den Feinkornanteil stan
dardisiert, bzw. direkt in der Korngrößenfraktion < 20 |a,m bestimmt. Auf diese Weise
wird die Verdünnung der Feinkornfraktion durch Sand herausgerechnet, bzw. durch
die Fraktionierung (Siebung) vermieden. Zur vergleichenden Bewertung wird also nur
die Sedimentfraktion herangezogen, die ein hohes Potential zur Adsorption der Spu
renelemente besitzt. Wenn kein anderer Bezug explizit genannt ist, beziehen sich so
mit die im folgenden Text diskutierten Elementkonzentrationen ausschließlich auf die
Gehalte in der Feinkornfraktion.
In größeren Abständen, zuletzt in den Jahren 1995 und 2000, werden umfangreiche
Sedimentprobenahmen auf dem Deutschen Festlandsockel durchgeführt, die über