PAK: Ostsee immer noch dauerhaft belastet

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind hochtoxische Umweltgifte. Auch wenn sie in den letzten Jahren weniger wurden: Immer noch sind sie eine Gefahr für das Leben in der Ostsee.

Sie entstehen meist bei unvollständiger Verbrennung organischen Materials. Waldbrände können ebenso wie vulkanische Aktivität oder Freisetzungen aus Erdöllagerstätten für ihre Verbreitung verantwortlich sein. Der mit Abstand größte Emittent von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) aber ist der Mensch. Raumheizung, Straßen-, Flug- und Schiffsverkehr sowie Industrieprozesse stoßen die hochgiftigen Kohlenwasserstoffe in die Luft.

Wie hoch das Risiko einer PAK-Belastung für die Ostsee aktuell ist, haben Marion Kanwischer und ihr Team am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) anhand von Sediment- und Wasserproben untersucht.

Nur wenig Wasseraustausch im Binnenmeer Ostsee

„Die Ostsee ist von anthropogenen Umweltgiften besonders betroffen, da sie als Binnenmeer nur wenig Wasseraustausch mit den Weltmeeren hat und zudem durch Flusswassereinträge aus dem Einzugsgebiet große Mengen industrieller und landwirtschaftlicher Abwässer aufnehmen muss. Daher spielt auch hier die Stoffgruppe der PAK eine große Rolle“, sagt Marion Kanwischer, Leiterin der IOW-Analytik-Gruppe und Erstautorin der Studie.

„Wir wollten uns einen umfassenden Überblick über den aktuellen Zustand – also räumliche Verteilung und Stärke der Belastung – verschaffen, wollten aber auch verstehen, wie sich die menschlich verursachte Belastung von den natürlichen Basiswerten unterscheidet und welche Entwicklung es in Bezug auf anthropogene PAK-Quellen gegeben hat“, erklärt die Wissenschaftlerin.

Sedimentkerne aus dem Arkona-Becken und dem Gotland-Becken

Zur Rekonstruktion der Schadstoffbelastung aus der Vergangenheit nutzte Kanwischers Team Sedimentkerne aus dem Arkona- und dem Gotland-Becken. Anhand derer können die Forschenden bis zu 9500 Jahre zurück in die Vergangenheit schauen. Die in den Sedimentproben festgehaltenen Belastungen wurden mit Daten verglichen, die anhand von Sedimenten und Wasserproben im Rahmen des IOW-Monitoringprogramms zwischen 2003 und 2018 ermittelt wurden.

Den Ostseeforschenden gelang der eindeutige Beweis, dass die menschengemachte Belastung der Ostsee mit PAK um ein Vielfaches höher liegt als die natürliche Belastung in vorindustrieller Zeit. Damals lagen die Werte zwischen 500 ng/g und 4500 ng/g des aus dem Sediment gewonnenen organischen Kohlenstoffs (total organic carbon, TOC). Die Werte aus den 1960er- und 1970er-Jahren hingegen liegen bei bis zu 100 000 ng/g TOC und sind damit bis zu 100-mal höher.

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Hohe Werte vor allem in Küstennähe

Vor allem in Küstennähe stellte das Forschungsteam auch heute noch hohe PAK-Werte fest, auch wenn die Belastung in den letzten 50 Jahren deutlich zurückging. Bis zu 35 000 ng/g TOC wurden detektiert, sie stammen vermutlich aus Flusseinträgen. In Fließgewässern fanden sich mit bis zu 16 ng/l die höchsten Werte im Fehmarnbelt sowie in der Kieler und der Mecklenburger Bucht.

Verblüffendes Ergebnis: Ist in fast allen Seegebieten eine Verringerung der PAK-Belastung feststellbar, so liegt der Wert in der Pommerschen Buch im Einflussbereich der Oder weiter permanent hoch. Die IOW-Forschenden konnten sogar analysieren, dass sich die Zusammensetzung der Schadstoffe verschiebt: von niedrigmolekularen hin zu hochmolekularen Substanzen. Und sie konnten belegen, dass der Hauptemittent der Verkehr ist.

Immer noch eine Gefahr für die Lebewesen in der Ostsee

.„Unsere Studie belegt klar, dass vor allem menschliche Aktivitäten dafür verantwortlich sind, dass eine besonders giftige Stoffgruppe zu einer Gefahr für Ostseelebewesen geworden ist“, sagt Marion Kanwischer. Trotz Rückgangs der Belastung in vielen Regionen seien weitere Maßnahmen nötig.

Kanwischer: „Es müssen Wege gefunden werden, die PAK-Belastung auch aus anderen Quellen, z. B. aus Verkehrsemissionen, zu reduzieren und sicherzustellen, dass keine neuen Belastungsquellen hinzukommen. Daher ist die Fortsetzung unserer Langzeitdatensätze ein wichtiges Instrument, um sichere Aussagen über die weitere Entwicklung der PAK-Belastung in der Ostsee treffen zu können.“