Till startsida

Ett samarbete mellan Göteborgs universitet, Stockholms universitet, Umeå universitet, Linnéuniversitetet och Sveriges lantbruksuniversitet.

Webbkarta
Till innehåll Läs mer om hur kakor används på gu.se

Leder bekämpning av övergödning till en bättre havsmiljö?

Under loppet av cirka 100 år har Östersjön ändrats från ett oligotroft till ett eutroft innanhav med världens största ”döda” havsbottenområde. En liknande utveckling observeras i andra delar av världen i kustnära havsområden med begränsat vattenutbyte och långvarig belastning på grund av mänskliga aktiviteter. Fram till 1970-talet utsattes Östersjön för oreglerade utsläpp av näringsämnen, organiskt material och miljögifter och är därför idag ett av världens mest förorenade hav med avseende på både övergödning och miljögifter.

Övergödning och syrebrist

I den fria vattenmassan orsakar övergödningen kraftiga algblomningar där giftproducerande kvävefixerande cyanobakterier verkar gynnas. Efter blomningsäsongen sjunker algerna till bottnen där mikrobiella nedbrytningsprocesser konsumerar syre och orsakar ett syreunderskott. Syreunderskottet ökar sedan i takt med algblomningarnas ökande omfattning och kan endast kompenseras vid nytillförsel av syrerikt vatten. I de mjuka havsbottnarna leder syrebristen i bottenvattnet i värsta fall till att den stationära grävande (bioturberande) bottenfaunan dör. Bottenfaunan fungerar som maskar i en kompost som genom att gräva och äta sig genom leran luckrar upp och syresätter djupare delar av sedimentet. Detta gynnar sedan mikroorganismers nedbrytning av organiskt material. Syrebristen är därför inte bara ödesdiger för makrofaunan utan även för uppräthållandet av alla ”normala” biogeokemiska processer i sedimenten och för sedimentens förmåga att ”omhänderta” organiskt material. Syrebristen gör också att sedimenten läcker fosfor som under god syretillgång ligger bundet. Detta leder till en ytterligare gödning av algblomningar i vattenmassan. När ett system som Östersjöns drabbas av kraftig övergödning verkar alltså en rad negativa återkopplingar uppstå som gör att systemets nya ”homeostas” blir självgenererande. Med denna kunskap i bakfickan är det därför naturligt att vi, för att bryta övergödningscirkeln, vill begränsa våra utsläpp av gödande ämnen och finna metoder för att syresätta Östersjöns bottenvatten och sediment.

Miljögifter och övergödning

Kemikalier som blir långvarigt problematiska för havsmiljön är svårnedbrytbara, hydrofoba och giftiga. Ett känt exempel är polyklorerade bifenyler, PCB, som på 70- och 80-talen anses ha bidragit till reproduktionsstörningar hos säl med kraftiga minskningar av sälbestånden som följd. PCB-halterna har nu kraftigt minskat i biota sedan restriktioner om användande införts, och sälbestånden har börjat återhämta sig. När sådana miljögifter når havet binder de till partiklar som till exemple algaggregat och kommer, om de inte tas upp av organismer i vattenmassan, att följa med till bottnensedimenten när partiklarna sedimenterar. Här kan gifterna, beroende på rådande förhållanden, lagras med försumbar nedbrytning eller tas upp av sedimentlevande bottenfauna och sedan föras upp i näringskedjan med bland annat människan som toppkonsument.

Det är just när man vill förstå gifters rörelse i ett system som andra systemprocesser – biologiska, kemiska och fysiska – blir viktiga. I ett övergött system sker en kraftig sedimentation av organiskt material i motsats till i ett oligotroft system. Detta innebär att transporten av partikelassocierade miljögifter är stor från vattenmassan till sedimenten då. I de ”döda” sedimenten begravs sedan miljögifterna under följande års sedimentlager i en syrefattig miljö där den mikrobiella nedbrytningen av gifterna är minimal. Just detta är fallet i stora delar av Östersjön där gamla utsläpp av t ex PCB, DDT och HCB från 1950-1970 talen ligger tryggt begravda i våra ”döda” sedimentbottnar. I Östersjön uppskattas den totala mängden begravd PCB att upgå till så mycket som 30 ton. PCB är bara en substansgrupp bland många som finns i sedimenten.

Åtgärder mot övergödning

För att stävja övergödningens effekter i Östersjön antog HELCOM 2007 en ”Aktionsplan för Östersjön” där Östersjöstater förbinder sig att minska sina näringsutsläpp. Stora privata donationer har givits och fonder såsom Baltic Sea 2020 har startats för att påskynda åtgärdsarbetet mot övergödning. Svenska Naturvårdsverket har i samverkan med bland annat Formas och VINNOVA startat två pilotprojekt med pumpar som på olika vis ska syresätta bottenvatten och på så sätt motverka sedimentens fosforläckage. Men vad kan vi förvänta oss sker med de begravda miljögifterna om Östersjöns havsbottnar åter syresätts och bioturberande bottenfauna på nytt koloniserar dessa områden? På Naturvårdsverkets hemsida står att läsa ”Forskarna känner i nuläget inte till några risker med metoden syresättning”.

Detta uttalande förvånar när en sökning på web of science ger publicerade experimentella studier som alla visar att revitalisering av hypoxiska/anoxiska havsbottnar genom syresättning och tillsats av bioturberande bottenfauna medför ökad utläckning av tidigare bundna miljögifter från sediment till ovanliggande vatten. I en egen studie från 2008 exponeras intakta laminerade sedimentkärnor från en ”död” havsbotten i Stockholms skärgård för tre olika behandlingar; fortsatt syrebrist, syresatt vatten samt syresatt vatten med efterföljande bioturbation av den i Östersjön invaderande djupgrävande havsborstmasken Marenzelleria neglecta. Vid enbart syresättning minskar utläckningen av framför allt PCBer marginellt medan utläckningen ökar signifikant upp till tre gånger vid syresättning och bioturbation av M. neglecta i förhållande till de hypoxiska sedimenten. Anmärkningsvärt är också att utläckningen i högre grad utgjordes av icke partikelbundet PCB som lättare tas upp av levande organismer och därför anses kunna göra större skada. En lättare reducering av gifters utläckning från sediment vid syresättning har observerats även i andra fall och antas bero på att gifterna fäller ut i sedimentet tillsammans med metalloxider och oxiderat löst organiskt material.

Marenzelleria neglecta är en invaderande havsborstmask som idag har lyckats etablera sig i hela Östersjön. Arten klarar sämre syreförhållanden än endemisk infauna och kan därför kolonisera områden och nå tätheter på ca 5000 individer per kvadratmeter där den naturliga bottenfaunan dukat under. Det normala biotiurbationsdjupet i Östersjön är cirka 5 cm men M. neglecta gräver så djupt som 35-50 cm. Arten verkar därför kunna ha positiva effekter på sedimentets syresättning, men eftersom det är på dessa djup de gamla miljögiftssynderna ligger begravda kan artens etablering bli förödande för miljögiftssituationen i Östersjön.

Konsekvenser

Hela den vetenskapliga debatten om Östersjön har kommit att koncentreras kring övergödningsproblematiken. Detta är kanske logiskt i tider då övergödningseffekterna är så uppenbart påtagliga med omfattande giftalgsblomningar. Samtidigt framstår miljögifter i havet som ett övergående problem där kurvor över miljögiftshalter i Östersjöns biota visar nedåtgående trender. Realiteten är dock att Östersjön har drabbats av flera åkommor samtidigt; övergödning, överfiskning, förgiftade sediment, klimatförändringar och invaderande arter. År 1995 lanserade Naturvårdsverket ett stort nationellt projekt- EUCON som syftade till att undersöka samverkanseffekter mellan övergödning och miljögifter i akvatiska system. Många viktiga upptäckter gjordes när två av de då största miljöproblemen samstuderades. Svensk miljöforskning har tagit ett steg bakåt efter EUCON-projektets avslutande när man nu väljer att se olika miljöproblem som enskilda företeelser istället för i samklang.


Signerat: Maria Granberg, Institutionen för biologi och miljövetenskap, Göteborgs universitet.

Publicerat i februari 2011.

algblomning i östersjön

Referenser/lästips

Conley DJ, et al. Hypoxia-Related Processes in the Baltic Sea. Environ. Sci. Technol. (2009a) 43:3412-3420.

Conley DJ, et al. Tackling Hypoxia in the Baltic Sea: Is Engineering a Solution? Environ. Sci. Technol. (2009b) 43:3407-3411.

Diaz RJ, Rosenberg R. Spreading dead zones and consequences for marine ecosystems. Science (2008) 321:926-929.

Granberg ME, Gunnarsson JS, Hedman JE, Rosenberg R, Jonsson P. Bioturbation-driven release of organic contaminants from Baltic sea sediments mediated by the invading polychaete Marenzelleria neglecta. Environ. Sci. Technol. (2008) 42:1058-1065.

Josefsson S, Leonardsson K, Gunnarsson JS, Wiberg K. Bioturbation-Driven Release of Buried PCBs and PBDEs from Different Depths in Contaminated Sediments. Environ. Sci. Technol. (2010) 44:7456-7464.

Karlsson OM, Jonsson PO, Lindgren D, Malmaeus JM, Stehn A. Indications of Recovery from Hypoxia in the Inner Stockholm Archipelago. Ambio (2010) 39:486-495.

Larsson P. Contaminated sediments of lakes and oceans act as sources of chlorinated hydrocarbons for release to water and atmosphere. Nature (1985) 317:347-349.

Reible DD, et al. Contaminant fluxes from sediment due to tubificid oligochaete bioturbation. Water research (1996) 30:704-714.

Schaanning M, Breyholtz B, Skei J. Experimental results on effects of capping on fluxes of persistent organic pollutants (POPS) from historically contaminated sediments. Marine chemistry (2006) 102:46-59.

Special issue: EUtrophication and CON taminants in the aquatic environment. Ambio (2000) 29: 183-291.

Sidansvarig: Tina Johansen|Sidan uppdaterades: 2013-07-02
Dela:

På Göteborgs universitet använder vi kakor (cookies) för att webbplatsen ska fungera på ett bra sätt för dig. Genom att surfa vidare godkänner du att vi använder kakor.  Vad är kakor?