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12.08.2019

GÜLLE IST GIFT FÜR DIE OSTSEE Greenpeace-Messtour mit der Beluga II 2018/2019 – Verlust der Artenvielfalt durch Überdüngung

Die Belastung der Oberflächengewässer mit Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor aus Gülle und anderen Düngemitteln gefährdet nicht nur die Qualität des Trinkwassers, sondern auch die Artenvielfalt in Seen, Flüssen und Meeren, insbesondere in den Küstengebieten. Stickstoff und Phosphat wirken als Pflanzennährstoff. Sie verändern Flora und Fauna und können in Nord- und Ostsee zu massenhaften Algenblüten und in der Folge zu Sauerstoffentzug führen. Die Veränderung des natürlichen Stickstoff- und Phosphorkreislaufs durch moderne industrielle Agrarpraktiken kann unser Planet nicht verkraften.


GÜLLE IST GIFT FÜR DIE OSTSEE Greenpeace-Messtour mit der Beluga II 2018/2019 – Verlust der Artenvielfalt durch Überdüngung (Foto: A. Aleksandravicius/shutterstock.com)

GÜLLE IST GIFT FÜR DIE OSTSEE Greenpeace-Messtour mit der Beluga II 2018/2019 – Verlust der Artenvielfalt durch Überdüngung (Foto: A. Aleksandravicius/shutterstock.com)

Die Eutrophierung (Überdüngung) verdrängt an niedrige Nährstoffkonzentrationen angepasste Arten. Algen und Cyanobakterien können sich dagegen stark vermehren. Der mikrobielle Abbau der Biomasse verbraucht Sauerstoff und der Sauerstoffmangel führt vor allem in größeren Tiefen zu sogenannten toten Zonen, in denen das marine Leben in Nord- und Ostsee regional abstirbt. Einige Blaualgen können außerdem Giftstoffe bilden, die das Baden in betroffenen Gewässern zur Gefahr machen. Die Eutrophierung stellt eines der größten Probleme der Ostsee dar, das sich im Zuge der Erderhitzung noch verschärfen wird. Steigende Wassertemperaturen führen zu einer geringeren maximalen Sauerstoffaufnahmekapazität des Wassers und unterstützen die Eutrophierungseffekte, indem die Phase der biologischen Produktion im Jahresverlauf verlängert wird und so z.B. die Algenblüte früher im Jahr stattfindet. Deshalb ist es nach Einschätzung von Wissenschaftlern dringend geboten, die im „Baltic Sea Action Plan“ von den Ostseeanrainerstaaten beschlossenen Maßnahmen konsequent umzusetzen und den Eintrag von Nährstoffen in die Ostsee deutlich zu reduzieren.

Bislang würden die Beschlüsse nur schleppend umgesetzt, merken die Experten des Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) in einer kürzlich veröffentlichten Erklärung an. Dabei mehren sich in der Wissenschaft die Stimmen, die angesichts der sich verschärfenden Klimakrise eine höhere Reduktionsrate der Nährstoffe fordern. Während die großen Senken der offenen Ostsee zu den am besten untersuchten Gebieten der Welt gehören und relativ genaue Aussagen über die Ursachen der Eutrophierung und den ökologischen Zustand getroffen werden können, liegen bislang wenige Daten zur Belastung der Küstengebiete durch erhöhte Nährstoffkonzentrationen vor.

Greenpeace hat bereits im Frühjahr und Sommer 2018 in umfangreichen Untersuchungen Belastungen durch Nährstoffkonzentrationen sowie multiresistente Keime, Pestizide und Tierarzneimittel in europäischen und deutschen Flüssen, Seen und Bächen nachgewiesen. Während einer Messtour im Sommer 2018 wurden Proben aus Oberflächengewässern in Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Nordrhein- Westfalenuntersucht. Die Proben waren von Unterstützern entnommen worden und wurden von Greenpeace vor Ort analysiert. Die Untersuchungen werden ergänzt durch Untersuchungen der in diesem Report beschriebenen Schiffs-Messtour auf der Ostsee vor den Küsten Deutschlands, Dänemarks und Polens. Vom Greenpeace-Aktionsschiff Beluga II aus wurden Sauerstoffkonzentrationen am Meeresgrund gemessen und zusätzlich Wasserproben aus Ostsee-Zuflüssen (Bäche, Flüsse) auf die Nährstoffe Nitrat und Phosphat sowie multiresistente Keime untersucht. An einigen ausgewählten Orten wurden zusätzlich Wasserproben für die Untersuchung von Pestiziden und Tierarzneimitteln entnommen. Diese Proben wurden auch auf in der Landwirtschaft verwendete Metallverbindungen getestet. Der erste Teil der Tour startete im September 2018 in der Dänischen Südsee und endete Mitte Oktober in der Bucht von Danzig. In Dänemark und Deutschland (Lübecker Bucht, Fehmarn) wurden ausgewählte Probenentnahmeorte im Abstand einiger Wochen ein zweites Mal aufgesucht. Zusätzlich wurden in den deutschen Ostsee-Zuflüssen in regelmäßigen Abständen bis Februar 2019 Wasserproben entnommen, um zu ermitteln, wie sich die Werte verändern, wenn die zunehmenden Regenfälle nach der langen Trockenheit des Sommers Nährstoffe von den Äckern über Bäche und Flüsse in die Ostsee schwemmen. Ein Teil der Proben konnte direkt nach der Entnahme in einem mobilen Labor an Bord der Beluga II photometrisch auf Nitrat untersucht werden. Die Analyse von weiteren Nährstoffen (insbesondere Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor) und von multiresistenten Keimen übernahmen akkreditierte externe Labore. Die Wissenschaftler der Greenpeace Research Laboratories im britischen Exeter prüften die Belastung der Proben mit Pestiziden und Tierarzneimitteln.

GRÖSSTE TOTE ZONEN WELTWEIT
Die Ostsee wird häufig als das Meer mit den größten anthropogenen, also von Menschen verursachten, Todeszonen der Welt beschrieben. Das Gebiet dieser Zonen in der Ostsee hat sich in den vergangenen 100 Jahren auf gut 60.000 Quadratkilometer verzehnfacht und umfasst damit eine Fläche, die insgesamt zweimal so groß ist wie die Belgiens. Wegen seiner geologischen Struktur ist das ökologische Gleichgewicht in dem weitgehend von den Weltmeeren abgeschirmten Randmeer besonders empfindlich. Der Klimawandel verstärkt die Eutrophierungseffekte in der Ostsee, da steigende Wassertemperaturen die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser herabsetzen. Studien belegen, dass der erhöhte Nährstoffeintrag in das baltische Meer einen bedeutenden Anteil an der Entstehung der toten Zonen hat.

BELASTUNG DURCH KLIMAWANDEL
Durch den begrenzten Wasseraustausch an der Meerenge zwischen Dänemark und Norwegen verbleibt das Wasser im Schnitt 30 Jahre in der Ostsee. Aus diesem Grund findet nur selten eine Belüftung der baltischen Gewässer statt, die dem Sauerstoffmangel (Hypoxie) entgegenwirken könnte. Weil nur wenig Salzwasser aus der Nordsee einströmt und große Mengen nährstoffreiches Süßwasser aus Flüssen und Bächen in die Ostsee fließen, ist der Salzwassergehalt vergleichsweise gering. Charakteristisch für die Ostsee ist der permanente Aufbau unterschiedlich starker saliner Schichten. Bei wenig Durchmischung der Wassersäule ist der Übergang von niedriger zu hoher Salzkonzentration häufig als Sprungschicht ausgeprägt (Halokline), verbunden mit ebenfalls sprunghafter Änderung der Konzentration des gelösten Sauerstoffs von hoch zu niedrig. Eine vertikale Durchmischung und damit der Transport von Sauerstoff in bodennahe Schichten findet kaum statt. Ergebnisse von Schiffsexpeditionen des IOW zeigen die Ausmaße der fortgeschrittenen Ausbildung von Todeszonen in der Ostsee: Besonders sauerstoffarme Bereiche machten die Forscher in den tiefen Wasserschichten des Gotlandbeckens aus.

Steigt die durchschnittliche Wassertemperatur in den oberen Gewässerschichten, hat dies eine geringere Durchmischung zur Folge. In Modellierungen wurde ein Temperaturanstieg der baltischen Gewässer um bis zu 4 °C von 1960 bis 2100 prognostiziert. Schon im vergangenen Jahrhundert haben sich die baltischen Gewässer um 2 °C erwärmt. Zudem haben sich die Niederschlagsmengen durch den Klimawandel erhöht. Damit sind auch die Nährstofffrachten der Zuflüsse in den küstennahen Gebieten gestiegen. Andere Faktoren wie die verbesserte Reinigung von kommunalen und industriellen Abwässern sorgen dafür, dass in den vergangenen Jahrzehnten insgesamt ein Rückgang des Nährstoffeintrags in die Ostsee zu beobachten ist. Dennoch blieb eine Verbesserung des ökologischen Zustands aus. Die Erklärung liefert der positive Feedback-Mechanismus: Der durch den Klimawandel induzierte Temperaturanstieg fördert die Primärproduktion von Algen und Bakterien. Der sauerstoffzehrende Abbau abgestorbener Organismen verstärkt wiederum die Sauerstoffverarmung. Die entstehenden anoxischen Gebiete rufen die Freisetzung von Phosphat aus Sedimenten hervor. Dieser Kaskaden-Mechanismus verstärkt die allgemeine Eutrophierung der Ostsee.

GIFTFRACHT AUS DEN FLÜSSEN
Nährstoffeinträge können auch atmosphärischen Ursprungs sein, also aus der Luft oder aus diffusen Quellen sowie Punktquellen in die Ostsee gelangen. Dabei kommt auch hier dem Eintrag von Nährstoffen aus der Landwirtschaft eine besondere Bedeutung zu. So wird geschätzt, dass 60 Prozent der Phosphateinträge in die Ostsee aus diffusen landwirtschaftlichen Quellen stammen. Aufgrund europaweiter Bemühungen, den Nährstoffeintrag über Flüsse in die Ostsee zu verringern, konnte im Zeitraum zwischen 1985 und 2005 ein Rückgang der Einträge in das Binnenmeer erreicht werden. Dabei hat sich der Phosphateintrag um 76 Prozent verringert. Der Nitrateintrag ging um 50 Prozent zurück. Zwischen 2006 und 2008 war der Phosphateintrag im Vergleich zu den Vorjahren wiederum leicht erhöht, während der Stickstoffeintrag um 8 Prozent sank. Über die deutschen Flüsse wurden 2010 insgesamt 29.738 Tonnen Stickstoff und 780 Tonnen Phosphat in die Ostsee eingeleitet. Rund die Hälfte gelangte über die Trave in das Binnenmeer, 29 Prozent über die Peene, 17 Prozent über die Warnow und vier Prozent kamen aus der Schwentine. Unter den Flüssen der angrenzenden Länder ist die Oder die dominierende Eintragsquelle: Zwischen 2008 und 2010 lag der mittlere Eintragswert der Oder bei 82.000 Tonnen Stickstoff und 4.800 Tonnen Phosphor pro Jahr und überstieg damit deutsche Nährstofffrachten um das Vierbeziehungsweise Neunfache. Um die international für die Ostsee geltenden Richtlinien von Nährstofffrachten erreichen zu können, müssten die Stickstoff- und Phosphoreinträge weiterhin erheblich reduziert werden.

ÜBERDÜNGUNG UND ALGENBLÜTEN
Im Zeitraum von 2007 bis 2012 erreichte keines der deutschen Ostsee-Küstengebiete den ökologisch guten Zustand nach der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). Laut Untersuchungen aus dieser Periode sind alle Küstengebiete von Eutrophierung betroffen. Lediglich in offenen Buchten konnten vereinzelnd die HELCOM- Richtlinien erreicht werden. Sowohl für Chlorophyll-a-Konzentrationen als auch für geltende Sichttiefen wurden alle Richtwerte konstant verfehlt. Zudem wurde Massenvermehrungen von Cyanobakterien („Algenblüte“) an vielen Stränden und in Buchten festgestellt. Im Jahr 2017 wurde Schwefelwasserstoff (H2S) in der Flensburger Förde, in der Geltinger, Kieler, Mecklenburger, Lübecker, und der Neustädter Bucht nachgewiesen. Schwefelwasserstoff wird bei anaeroben Zersetzungsprozessen gebildet und ist somit ein Indikator für tote Zonen. In Küstengebieten wurde der Sauerstoffzielwert von vier Milligramm pro Liter in 90 Prozent der bodennahen Schichten verfehlt. In weniger tiefen Wasserschichten lagen die Ergebnisse an 57 Prozent der Messstellen unter dem Zielwert von sechs Milligramm pro Liter. Somit ist 2017 der Sauerstoffzustand küstennaher Gebiete der westlichen Ostsee schlechter als im Vorjahr. Insgesamt sind nach der WRRL-Zustandsbewertung 97 Prozent der Fließgewässer, 82 Prozent der Seen und 100 Prozent der Küstengewässer in keinem guten ökologischen Zustand.

PHOSPHOR UND NITRAT
Die dänischen Gewässer sind in weiten Teilen von Sauerstoffmangel betroffen. Besonders der Mariager Fjord, der Kleine Belt, der Haderslev Fjord und das Fünen-Archipel wiesen 2018 in großen Teilen Sauerstoffkonzentrationen von unter zwei Milligramm pro Liter auf. Am Meeresgrund wurde teilweise kein Sauerstoff mehr registriert, hingegen aber die Freisetzung von Schwefelwasserstoff festgestellt.

Stark belastete Gebiete der polnischen Küstengewässer sind der Golf von Danzig und die Pommersche Bucht, da hier erhebliche Flussfrachten einlaufen. Als Quelle kommt die Landwirtschaft infrage, aber auch die unzureichende Klärung von kommunalen Abwässern und Einleitungen der Industrie könnten eine Rolle spielen. Das Frische Haff weist hohe Phosphorund Nitratkonzentrationen bei eingeschränkten Sichttiefen auf. Die Flussfrachten der Oder führen vor allem im Stettiner Haff zu Sauerstoffmangel, immer wieder auftretenden Algenblüten und geringer Sichttiefe. Auffällig ist, dass in den Regionen entlang des Flusses viele Schweinemastfarmen angesiedelt sind.

SAUERSTOFFZEHRUNG UND FAULGASE
Überdüngung führt zu einem vermehrten Auftreten von Algenblüten – unter anderem vermehren sich giftige Cyanobakterien massenhaft. So war die Ostsee im Jahr 2010 zu 90 Prozent mit einer Cyanobakterien-Algenblüte bedeckt. Aufgrund des vermehrten Algenwachstums verringert sich die Sichttiefe in betroffenen Gebieten. Im Arkona-Becken betrug sie vor gut 100 Jahren zehn Meter, jetzt liegt sie bei rund sieben Metern. Pflanzen wie Blasentang und Seegras, die einen wichtigen Lebensraum für marine Tierarten darstellen, sind in ihrem Wachstum erheblich eingeschränkt. Stattdessen dominieren fadenförmige Blaualgen in lichtarmen Gewässern, die bei bestimmten Wetterverhältnissen an Land gespült werden.

Dort verrotten sie unter Sauerstoffzehrung und Bildung von Faulgasen, sodass Strände gesperrt werden müssen. Während bodenlebende Kleinstorganismen sich schnell regenerieren, brauchen langlebige Arten Jahrzehnte, bis sich ihre Populationen wieder erholen.

VERSCHMUTZTES TRINKWASSER
Auch für die Trinkwasserversorgung ist die Überdüngung hochproblematisch: Einen großen Anteil unseres Trinkwassers gewinnen die Wasserversorger aus Brunnen. Unbelastetes natürliches Grundwasser hat einen Nitratwert von unter zehn Milligramm pro Liter. Für Trinkwasser gilt ein strenger Grenzwert, der nur maximal 50 Milligramm Nitrat pro Liter Wasser erlaubt. Ist das Grundwasser zu stark mit Nitrat verschmutzt, muss es gereinigt oder verdünnt werden. Hohe Kosten entstehen auch durch Vermeidungsstrategien, wie zum Beispiel Verträge von Wasserwerken mit Landwirten. Um noch unbelastetes Wasser zu erreichen, werden Trinkwasserbrunnen immer tiefer gebohrt. Auch wird belastetes mit weniger belastetem Trinkwasser vermischt. Wenn diese Verdünnung nicht mehr ausreicht, wird belastetes Wasser technisch aufbereitet, was mit erheblichen Kosten verbunden ist (40 Cent bis 1 Euro pro Kubikmeter). Eine Studie der Wasserverbände zeigt, dass es immer teurer wird, das Wasser so aufzubereiten, dass die Grenzwerte für Nitrat eingehalten werden. In einigen Regionen warnen die Versorger bereits vor Preissteigerungen von bis zu 62 Prozent. Die Wasserrechnung für einen durchschnittlichen Drei-Personen- Haushalt würde dann von 217 auf 350 Euro steigen. Eine zu hohe Konzentration von Nitrat im Trinkwasser muss vermieden werden, da sie die menschliche Gesundheit gefährdet. Bei Erwachsenen steigt das Krebsrisiko, bei Säuglingen kann die übermäßige Aufnahme von Nitrat zu Blausucht oder sogar zum Tode führen. Wie schnell die Folgen der Überdüngung im Grundwasser messbar werden, hängt von den jeweiligen Bodenverhältnissen sowie der Tiefe der Trinkwasserspeicher ab. Die Spanne reicht von wenigen Jahren bis zu Jahrzehnten. Nach Angaben der Wasserversorger sind es bei gut einem Drittel der Wasserwerke 30 bis 50 Jahre. Die Konsequenzen der Überdünung der vergangenen Jahre sind also heute noch gar nicht zu erkennen. Eine Zeit lang können die Böden Nitratstickstoff abbauen. Doch dieser Abbaumechanismus ist begrenzt. Immer mehr Böden scheinen an die Grenzen ihrer Kapazität gelangt zu sein. Nitratbelastungen von mehr als 25 Milligramm pro Liter finden sich in mehr als der Hälfte aller deutschen Grundwasservorkommen und der Grenzwert für Trinkwasser von 50 mg/l wird an 28 Prozent der Messstellen in Gebieten mit viel Landwirtschaft überschritten.

FOLGEN DER MASSENTIERHALTUNG
Die EU-Mitgliedstaaten haben im Jahre 2008 beschlossen, bis 2020 die durch Menschen hervorgerufene Eutrophierung der Ostsee auszuschließen. Laut Umweltbundesamt ist dieses Ziel nur zu erreichen, wenn die Einträge aus der Landwirtschaft verringert werden können. Im Zeitraum von 2012 bis 2014 war die Landwirtschaft für 78 Prozent (17.289 Tonnen) der Stickstoffeinträge und für 51 Prozent (410 Tonnen) der Phosphoreinträge verantwortlich. Einträge aus urbanen Gebieten, von der Schifffahrt und atmosphärischer Eintrag spielen eine geringere Rolle. Dies wird besonders am Rückgang der Nährstoffeinträge durch Kläranlagen deutlich: Seit 1990 sind die Phosphoreinträge aus dieser Punktquelle um 98 Prozent und die Stickstoffeinträge um 89 Prozent zurückgegangen. Demnach sind Kläranlagen nur noch für neun Prozent der Stickstoffeinträge und für 20 Prozent der Phosphateinträge in die Ostsee verantwortlich. Besonders die Spezialisierung der Landwirtschaft, bei der Futtermittelproduktion und Tierhaltung häufig getrennt sind, hat deren Anteil an der Überdüngung der Ostsee steigen lassen. So wurde in schwedischen Regionen, die von Massentierhaltung geprägt sind, ein erhöhter Stickstoffeintrag in umliegende Gewässer nachgewiesen. Tierbetriebe mit hohen Viehbestandsdichten, der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, das Aufbringen von Düngemitteln sowie der Import von Futtermitteln führen dazu, dass mehr Nährstoffe auf landwirtschaftlichen Flächen angereichert werden, als durch den natürlichen Nährstoffkreislauf wieder fixiert werden können. Die Folge ist eine höhere Ausleitung von Nährstoffen in umliegende Gewässer, die dann über den hydrologischen Kreislauf bis in Meeresgebiete wie die Ostsee gelangen.

Unveränderte Übernahme aus dem Greenpeace Ostsee-Report. Den kompletten Report mit allen Einzelquellen, Grafiken und vielen weiteren Informationen gibt es online unter: www.greenpeace.de/sites/www.greenpeace. de/files/publications/ostsee-report.pdf


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