ALBERT

Notes: Zusammenfassung In Rhamen des interdisziplinären Forschungsprojekts “Zirkulation und Schadstoffumsatz in der Nordsee” (ZISCH), wurde von Mai bis Juni 1986 die erste Fahrt zur Untersuchung der gesamten Nordsee durchgeführt. Für die Spurenbestimmung von Schwermetallen in unfiltriertem Meerwasser wurden proben an 119 Stationen gewonnen und im Labor an Land analysiert. Es wurden Anreicherungs- und Trennverfahren mit anschließender Bestimmung mit den Methoden Graphitrohr-Atomabsorptionsspektrometrie (GFAAS), Kaltdampf-Atomabsorptionsspektrometrie (CVAAS) und Inversvoltammetrie (DPASV) durchgeführt. In dieser arbeit wird bei dieser ZISCH-Großaufnahme im Frühsommer 1986 gewonnene Gesamtdatensatz der Analysen für die Schwermetalle Mangan, Eisen, Nickel, Kupfer, Cadmium, Quecksilbler und Blei im unfiltrierten Meerwasser präsentiert. Alle Einzelwerte werden, nach Parametern getrennt, für verschiedene Tiefenschichten in ihrer räumlichen Verteilung in Kartenform dargestellt. Die dazugehörigen Zahlenwerte sind als Datenfile erhältlich*. Aus dem umfangreichen Datenmaterial werden die Ergebnisse einer regional differenzierten Auswertung gezeigt und die dazugehörigen statistischen Daten in Tabellen zusammenegefaßt. Die Verteilungsmuster der Schwermetallkonzentrationen in der Nordsee zeigen im Frühjahr 1986 ein elementspezifisches und regional geprägtes Bild, insbesondere in den Küstenbereichen. Die Mangankonzentrationen in der zentralen und der nördlichen Nordsee liegen allgemein unter 5 nmol/kg (300 ng/kg). Höhere Konzentrationen zwischen 18 und 110 nmol/kg (1–6 μg/kg) finden sich nahe der Küsten von Südostengland, Deutschland und Dänemark sowie im Skagerrak. Eisen zeigt im überwiegenden Teil der Nordsee werte zwischen 18 und 36 nmol/kg (1–2 μg/kg). Schwerpunkte höherer Konzentrationen sind die nordwestliche Nordsee, das Gebiet westlich von Dänemark, der Skagerrak sowie der Kanal und der Bereich vor Südostengland mit Spitzen bis etwa 6 μmol/kg (300 μg/kg). Relativ niedrige Konzentrationen bis 3,4 nmol/kg (200 ng/kg) für Nickel und 1,6 nmol/kg (100 ng/kg) für Kupfer werden in der zentralen Nordsee gemessen, höhere Werte für beide Metalle in der südlichen Nordsee und im Skagerrak. Die höchste Nikkelkonzentration wird nahe der westfriesischen Küste registriert, das Kupfermaximum tritt, räumlich eng bergenzt, südlich der Doggerbank auf. Cadmium zeigt in der zentralen und nördlichen Nordsee ebenfalls recht niedrige Werte und ist insgesamt gleichförniger verteilt als zum Beispiel Blei. Dies legt nahe, daß bei Cadmium Einträge vom Land und durch die Flüsse die Verteilung weniger beeinflussen. Das Niveau liegt mit einem Median von 0,1 nmol/kg (11 ng/kg) insgesamt niedriger, als aus früheren Veröffentlichungen bekannt ist. Beim Quecksilber finden sich höhere Konzentrationen [bis 0,15 nmol/kg (30 ng/kg)] in küstennahen und von größeren Flüssen beeinflußten Gebieten, gegenüber der zentralen und nördlichen Nordsee mit einem Median von 0,007 nmol/kg (1,5 ng/kg). Aber auch im nordwestlichen Teil der Nordsee werde Werte bis zu, 0,025 nmol/kg (5 ng/kg) gemessen. Höheere Bleikonzentrationen werden vornehmlich vor der Küster von Südostengland mit den höchsten Einzellwerten (bis 4 nmol/kg entspr. 840 ng/kg) und vor den Niederlanden und in der Deutschen Bucht gemessen. In der zentralen und nördlichen Nordsse ist die Bleiverteilung recht einheitlich, die Werte liegen um 0,15 nmol/kg (31 ng/kg).

Notes: Summary From 17.9. to 8.10.1990, the first cruise of the PRISMA interdisciplinary research project was undertaken by the RVValdivia in the northern North Sea, adjacent parts of the northeastern Atlantic Ocean and the Celtic Sea (Cruise No. 103; PRISMA= Processes in the Pollutant Transfer between the Sea and Atmosphere). Hydrographic data were obtained at 47 stations on seven transects and samples were taken for the determination of phytoplankton, zooplankton, benthos, nutrients, dissolved heavy metals and particulate matter. Concentrations of heavy metals (nickel, copper, zinc, lead, cadmium, partly manganese and iron) were determined in different zooplankton species, in suspended particulate matter and in water. Distribution patterns and first calculations of correlations between heavy metals in the different compartments are presented. For zooplankton in general, distinct differences are noted for cadmium, with lowest concentrations in fish larvae and highest concentrations in Hyperiids. Calanus samples and other mixed Copepod samples are found in a mean range of 3–5 mg/kg. In comparison with cadmium, copper and zinc reveal a different pattern, whereas nickel and lead show no group formation. Sufficient samples for a comparison of accumulated heavy metals at various stations could only be prepared using Calanus. For heavy metals in suspended particulate matter in the surface layer, the distribution patterns of the specific concentrations are approximately comparable for copper and zinc; manganese and iron; nickel and cadmium. Whereas in general higher concentrations of copper and zinc are measured in the northwestern North Sea and at single sites along the transects in the Atlantic Ocean, and manganese and iron are elevated west of the Pentland Firth, the concentrations of nickel and cadmium are distinctly higher in the Atlantic Ocean at sites with water depths greater than 150 m. For presentation and statistical purposes, a summary is given of the results for dissolved heavy metals from the depth horizons at 10 m, 50–75 m and 100 m and below. Similar patterns occur along some transects for copper and zinc, and lead to an extent, and for manganese and iron in the deeper horizons. The distribution of nickel is homogeneous at all depths with concentrations around 4.5 nmol/kg (RSD:±3%). There are parallels between dissolved cadmium concentrations and the distribution pattern of copper. Whereas copper concentrations in the Atlantic Ocean result in a lower median value (1.2 nmol/kg), the median for cadmium does not differ from that calculated for the eastern part which is elevated by a factor of two compared with earlier results (median 0.29 nmol/kg). The enrichment factors of heavy metals in Calanus range from 7·103 for nickel to 2·105 for zinc and cadmium, and in SPM, from 1.3·105 for cadmium to 3·106 for lead.

Notes: Zusammenfassung Im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojekts „Zirkulation und Schadstoffumsatz in der Nordsee” (ZISCH), wurden zwei Fahrten zur Untersuchung der gesamten Nordsee auf physikalische, chemische und biologische Parameter durchgeführt, um Aussagen über die Verteilung und mögliche Senken von Schadstoffen machen zu können. Die zweite Fahrt fand von Ende Januar bis März 1987 statt. In dieser Arbeit wird der bei dieser zweiten ZISCH-Großaufnahme gewonnene Gesamtdatensatz der Analysen für die Schwermetalle Mangan, Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Quecksilber und Blei im unfiltrierten Meerwasser dargestellt. Alle Einzelwerte werden für verschiedene Tiefenschichten in ihrer räumlichen Verteilung in Kartenform dargestellt. Die exakten Zahlenwerte sind als Datenfile erhältlich (siehe Anhang B). Aus dem umfangreichen Datenmaterial werden Ergebnisse einer regional differenzierten statistischen Auswertung vorgestellt und die dazugehörigen statistischen Daten in Tabellen zusammengefaßt. Für den Bereich der südöstlichen Nordsee, einschließlich der Deutschen Bucht, werden Küstenbereich und Außenbereich etwas ausführlicher behandelt. Für die Spurenbestimmung von Schwermetallenin unfiltriertem Meerwasser wurden Proben an 142 Stationen gewonnen, die teilweise bereits an Bord und später im Labor an Land analysiert wurden. Für den überwiegenden Teil der Elementbestimmungen wurde die Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TRFA) eingesetzt, die als Multielementbestimmungsmethode im Spurenbereich für eine derart hohe Probenzahl besonders geeignet ist. Die Verteilungsmuster der Schwermetallkonzentrationen in der Nordsee zeigten im Winter Anfang des Jahres 1987 vergleichbare Muster für die Metalle Mangan, Eisen und Blei, mit Einschränkungen auch für Zink. Erhöhte Konzentrationen wurden vor allem in der südlichen Hälfte der Nordsee im flachen Wasser und vor den Wattgebieten gemessen. Große Ähnlichkeit bestanden zwischen den Konzentrationsverteilungsmustern der soeben genannten Schwermetalle und der Schwebstoffverteilung in großen Bereichen der Nordsee, im Detail nordöstlich der Themsemündung und nahe der Festlandküste im Süden und Osten. Auf den Zusammenhang zwischen Schwebstoff und den Schwermetallwerten im unfiltrierten Meerwasser wird deshalb an einigen Stellen kurz eingegangen. Konzentrationen bis 15 μg/kg (273 nmol/kg) für Mangan und bis 500 μg/kg (8,95 μmol/kg) für Eisen ergaben für den Gesamtdatensatz mit Medianen von 563 ng/kg (10,2 nmol/kg) für Mangan und 10,8 μg/kg (193 nmol/kg) für Eisen ein durchschnittlich um den Faktor 2 bzw. 5 höheres Niveau als im vorangegangenen Frühjahr 1986 (Mn: 259 ng/kg=4,7 nmol/kg; Fe: 1997 ng/kg=35,8 nmol/kg). Die Bleiwerte waren durchschnittlich um ein Drittel höher als im Frühjahr 1986 (DPASV: Median 49 ng/kg=0,24 nmol/kg, TRFA: Median 69 ng/kg=0,33 nmol/kg). Für Zink (Median 623 ng/kg=9,5 nmol/kg) gibt es keine Vergleichswerte aus dem Jahr 1986. Kupfer, Nickel und Cadmium zeigten dieselben regionalen Schwerpunkte erhöhter Konzentrationswerte, waren aber etwas gleichmäßiger verteilt. Gegenüber 1986 ergab sich für den Gesamtdatensatz eine ERhöhung der Mediane um etwa das eineinhalbfache für alle drei Elemente (Mediane: Ni 290 ng/kg=4,9 nmol/kg; Cu 252 ng/kg=4 nmol/kg; Cd(GFAAS) 21=0,19 nmol/kg; Cd (DPASV) 13 ng/kg=0,12 nmol/kg).