Was versteht man unter „HYPOXIE“?

HYPOXIE (Quelle: Wikipedia)

Hypoxie liegt vor, wenn die Konzentration gelösten Sauerstoff in Gewässern so reduziert  ist, dass die aquatischen Lebewesen beeinträchtigt sind. Die Sauerstoffsättigung hängt vom Salzgehalt (Salinität) und der Temperatur ab.

Bei 0% Sättigung bzw. einem Sauerstoffgehalt des Wassers unter 2 mg/l liegt Anoxie vor, die zu anaeroben Lebensbedingungen führt (Anaxisches Milieu, wenn Nitrat vorhanden). Ein hypoxisches Milieu liegt vor, wenn die Sauerstoffsättigung auf 1 bis 30 % des Normalwertes (mindestens 80%) reduziert ist.

Ursachen

Neben natürlichen Effekten ist Hypoxie hauptsächlich Folge von Eutrophierung durch Verschmutzung mit Pflanzennährstoffen wie Ammonium, Nitrat, Nitrit, und Phosphaten. Hauptquellen sind intensive Landwirtschaft und Abwässer. Es kommt zur Algenblüte mit steigender Sauerstoffsättigung am Tag und zunehmend sinkender Sättigung nachts. Abgestorbene Algen werden von Bakterien zersetzt und reduzieren dabei den Sauerstoffgehalt weiter. Zuletzt treten sulfatamende Bakterien auf, deren Stoffwechselprodukte sich in schwarzen Schichten auf dem Gewässerboden absetzen. Der hypoxische Zustand führt, neben dem Tod bodenlebender Wirbelloser wie Würmern und Muscheln, auch zu Fischsterben.

Natürliche Hypoxie tritt an seichten Flussmündungen im Meer auf. dabei schiebt sich weniger dichtes Süßwasser ohne Vermischung auf darunter liegendes Salzwasser, wodurch die Sauerstoff-Konzentration in den unteren Schichten sinkt. Andere Ursachen sind „geschlossene Wasserkörper“ mit wenig Austausch wie im Schwarzen Meer oder in Fjorden. Der östliche Pazifische Ozean wie auch der nördliche Indische Ozean besitzen natürlicherweise geringere Sauerstoffkonzentration und sind demzufolge empfindlich gegen Veränderungen.

Beobachtungen und Lösungen

Die Sauerstoffsättigung kann sehr schnell stark gegen Null sinken, wenn ablandige Winde Oberflächenwasser auf das Meer treiben, zugleich anoxisches Tiefenwasser ansteigt, die Temperatur sinkt und die Salinität zunimmt. Neuere Untersuchungen des Sauerstoffgehalts beziehen Fische und Zooplankton ein, deren Verhalten sich unter reduzierten Bedingungen selbst bei geringer Wasserverschmutzung drastisch ändert. Um Hypoxie durch Eutrophierung zu vermeiden, ist es nötig den Nährstoffeintrag in die Ozeane zu senken. Neben der Reduzierung des Düngerverbrauchs ist die Renaturierung von Flussufern, Marschen und Mangrovensümpfen sinnvoll.

In durch Torfmoose versauerten Hochmooren verhindert die Hypoxie mikrobielle Zersetzung im Boden, so dass Moorleichen der Eiszeit, konserviert sind.

„Dead zones“

Seit Beginn der ozeanografischen Erfassung in den 1970er Jahren haben sich Totzonen (engl. dead zones) in den Meeren und großen Seen an Zahl und Größe in jedem Jahrzehnt verdoppelt. Das von UNEP publizierte „Global Environment Outlook Year Book“ berichtet von 200 Dead zones weltweit, in denen die Sauerstoffsättigung für die Meerbewohner nicht ausreicht.

Einige Gebiete bestehen nur vorübergehend und kleinflächig, andere über lange Perioden im Jahreszyklus und über bis zu 70.00 km2.

Nachdem 2011 erstmals küstennahe Totzonen in der Ostsee registriert wurden, sind auch deutsch Küstengebiete potenziell betroffen.

Totzonen sind bisher reversibel. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion verschwand zwischen 1991 und 2001 das Phänomen im Schwarzen Meer größtenteils aufgrund gestiegener Düngerpreise. Fischfang wurde danach wieder die Haupteinkommensquelle des Gebietes.

Die ersten entdeckten hypoxischen Zonen waren:

  • Bucht von New York
  • Chesapeake Bay, Maryland
  • Ostsee
  • Kattegat
  • Nördliche Adria
  • Golf von Mexiko (Mississippidelta)
  • Schwarzes Meer

Weitere:

  • Skandinavische Fjorde
  • Südamerika
  • China (Jangtsekiang)
  • Fosu Lagune Ghana
  • Japan
  • Südöstliches Australien
  • Neuseeland
  • Mersey-Ästuar, England
  • Elefsis-Bucht bei Athen, Ägäisches Meer
  • Paracas-Bucht in Peru
  • Mondego, Portugal
  • Bucht von Montevideo, Uruguay
  • Westindische Küste

Das Journal Science publizierte 2008 das Vorhandensein von 400 Dead Zones auf 245.000 km2.

 

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