„In vorliegender Studie wird der Frage nachgegangen, ob im Gewässer verbaute, gealterte Schlacke aus der Kupfererz-Verhüttung (sog. NA-Schlacke) noch bioverfügbare Schwermetalle (Blei, Kupfer und Cadmium) freisetzt, die durch Anreicherungen im marinen Aufwuchs angezeigt werden. Fünf Organismenarten aus dem Bewuchs von NA-Schlacke und drei natürlichen Wasserbausteinen (Basalt, Sandstein, Granit) werden auf Akkumulation der genannten Metalle geprüft. Nicht jede dieser Arten war auf allen vier Substraten vertreten, so dass die Studie lückenhaft bleibt und nur orientierenden Charakter beanspruchen kann. Hinzu kommt, dass ein Teil der Schlackenstandorte in einem Hafenbecken gelegen ist, wo auch andere Quellen der Metallbelastung eine Rolle spielen können. Auf Grund der Ergebnisse lassen sich die fünf Arten drei verschiedenen Gruppen zuordnen: 1. Blasentang (Fucus vesiculosus ). Es wurden keine Proben von NA-Schlacke sondern nur von den drei natürlichen Gesteinsarten untersucht. Auffällig sind allein mäßig erhöhte Kupfergehalte auf Basalt, in denen vermutlich eine Kupferbelastung des Gewässers (Hafen der Insel Norderney) zum Ausdruck kommt (Zeit der Untersuchung: 1988). 2. Miesmuschel (Mytilus edulis). Die Proben stammen von Standorten, an denen NASchlacke und Basalt als Gemisch geschüttet oder sehr eng nebeneinander verbaut waren. Ob als Quelle der fast identischen, mäßig erhöhten Kupfergehalte auf beiden Substraten die Schlacke, das Umgebungswasser oder beide in Frage kommen, bleibt offen. Die Standorte liegen exponiert an der Seeseite. Die Maximalwerte von Cadmium (auf beiden Substraten) erreichen kritische Grenzen, wenn Richtwerte für die menschliche Ernährung zugrunde gelegt werden. 3. Darmtang (Enteromorpha sp.), Knotentang (Ascophyllum nodosum), und Strandschnecke (Littorina littorea). Bei diesen Arten ist auf NA-Schlacke jeweils ein Schwermetall signifikant gegenüber einem Vergleichsubstrat erhöht (von jeder Art waren Vergleichsproben nur von einem Naturgestein verfügbar). Der Darmtang hat auf NA-Schlacke hochgradig Blei angereichert; die Aufnahme aus dem Substrat und aus dem Umgebungswasser könnte sich hier addiert haben. Das selbe Element ist jedoch auch auf Basalt stark vertreten, was vermutlich auf Belastung des Hafenwassers zurückgeht. Andere Organismen, von denen Proben aus dem Hafen untersucht wurden (Knotentang, Blasentang, Strandschnecke), lassen jedoch ungewöhnliche Bleianreicherung vermissen, möglicherweise aufgrund artspezifischer Regulierungsstrategien. Die relativ hohen Kupfergehalte von Enteromorpha gleichen sich auf beiden Substraten. Beim Knotentang liegt der Kupfergehalt auf Na-Schlacke (Hafenbecken) weit über den unauffälligen, auf Sandstein (Hafeneingang) ermittelten Werten. Die Strandschnecke übertrifft alle anderen, hier untersuchten Arten mit ihren auf NA-Schlacke (Hafenbecken) überragenden und auf Sandstein (Hafeneingang) noch beträchtlichen Kupferanreicherungen. In der Literatur wird eine langfristige Bleiabgabe aus gealterter NA-Schlacke mehrfach bestätigt. Die Abgabe von Kupfer wird teils bestätigt und teils (in zwei neueren Studien) verneint. Die Befunde an den letztgenannten drei Arten zeigen signifikant höhere Blei- bzw. Kupfergehalte in den Proben von gealterter NA-Schlacke auf. Da aber die betreffenden Standorte im Hafen liegen, ist NA-Schlacke wahrscheinlich nicht die einzige Quelle der Metallbelastung. Antifouling-Farben von Schiffen auf Kupferbasis können z.B. Belastung verursachen. Deshalb bleibt in dieser Studie offen, ob und zu welchen Anteilen die NA-Schlacke für die festgestellten Höchstwerte verantwortlich ist.“

„Im Jahre 1997 wurde an vier Standorten der niedersächsischen Küste untersucht, ob und wie stark sich Schwermetalle in Organismen anreichern, die auf und neben Schüttungen von Schlacken aus der Kupfererz-Verhüttung (NA-Schlacke) leben. Zusätzlich wurden zwei auf der Schlacke lebende Tierarten auf Schädigungen ihrer Organsysteme überprüft. Es ergab sich, dass Anreicherungen von Kupfer, Blei und Zink, die die regionalen Hintergrundwerte überschritten, sich auf die direkt im Kontakt zur Schlacke lebenden Algen und Tierarten (sog. „Aufwuchsorganismen“) beschränkten. Tiere, die im Sediment angrenzender Bereiche leben, ließen keinen deutlichen Einfluss der Schüttungen erkennen. Zwar zeigte jede der vier untersuchten Aufwuchsformen (eine Braunalge, die Miesmuschel, die Strandschnecke und eine Seepockenart) ein arteigenes Muster der bevorzugt akkumulierten Metalle, doch unterschied sich das Anreicherungsniveau an den vier Standorten in übereinstimmender Weise. Unterschiede der hydrographischen Situation und der Schüttungsdichte liefern dafür plausible Erklärungen: In der Regel waren am Standort mit dem intensivsten Wasseraustausch (Außenelbe) die schwächsten, auf den reinen Schlackeschüttungen im und nahe beim Norderneyer Hafen dagegen die stärksten Anreicherungen zu finden. Die histopathologischen Störungssymptome (Zell- und Gewebeschäden) in der Miesmuschel und der Strandschnecke spiegeln dieses Verteilungsmuster wider: niedrigste Betroffenheitsgrade an der Außenelbe, höchste bei Norderney. Ihre Verursachung durch Schwermetalle kann allerdings nur vermutet, nicht bewiesen werden. Auch eine gesondert, aber gleichzeitig und parallel ausgeführte Sedimentuntersuchung ergab auffällige Ähnlichkeiten mit den in den Organismen festgestellten Verteilungsmustern: Nur Sedimente aus Kontaktbereichen zur Schlacke waren deutlich über die regionaltypischen Hintergrundwerte hinaus mit Kupfer, Blei und Zink belastet, und nach Belastungsgraden ordneten sich die Standorte in die gleiche Rangfolge (Minima an der Außenelbe, Maxima bei Norderney). Es gibt allerdings einen Faktor, der die oben gemachten Aussagen einschränkt. Denn, nachträglich betrachtet, waren die für vorliegende Untersuchung ausgewählten Schüttungen (Häfen Norddeich und Norderney, Nachbarschaft des Norderneyer Hafens, Außenelbe) keine idealen Standorte, weil hier auch andere Schwermetallquellen (Schiffahrt, Gewerbe, Belastung aus dem Einzugsgebiet) eine Rolle spielen können. Die festgestellten Anreicherungen sind deshalb vorläufig als Summen aus den Anteilen schlackenbürtiger und anderweitiger Herkunft zu deuten. Das Hauptgewicht der vorliegenden Arbeit liegt nicht allein auf den eigenen Befunden, sondern auch auf einer Darstellung des aktuellen Kenntnisstandes. Er wurde nach einer ausführlichen Revision vorangegangener Studien zusammengetragen. Danach setzt im Gewässer verbaute und gealterte NA-Schlacke weiterhin Metalle frei (vor allem Kupfer, Blei und Zink), die von Bewuchsorganismen aufgenommen werden. Vereinzelte Gegenstimmen in der Literatur bestreiten allerdings diese Sicht der Dinge. Die Umweltrelevanz der Befunde wird unter folgenden Aspekten diskutiert: 1. Wie reagieren betroffene Organismen; 2. welcher Einfluss auf die Ökosysteme ist zu erwarten; 3. werden umweltpolitische Standards berührt; 4. bestehen Risiken für die menschliche Gesundheit. Vor dem Ausblick ein kurzer Rückblick: Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit der Umweltverträglichkeit der Schlacken aus der Kupfererz-Verhüttung ist bereits im Jahre 1979 mit einer ersten, in den Niederlanden erschienenen Studie eröffnet worden. Sie hat sich also inzwischen über fast drei Jahrzehnte hingezogen, ohne dass der kontroversen Diskussion ein Ende gesetzt werden konnte. Es ist wohl an der Zeit, eine endgültige Klärung herbeizuführen und dafür nach einem schlüssigen Konzept vorzugehen. Längst geht es nicht mehr um die Frage, ob aus gealterter, im Gewässer verbauter Schlacke noch Schwermetalle und an_CUTABSTRACT_

„Auf Bauwerken des Küstenschutzes und auf Hafenanlagen um den Westkopf von Norderney wurden die Bewuchsgemeinschaften (makroskopische Meerespflanzen und Meerestiere) von NA-Schlacken und natürlichen Bausteinen (Basalt, Granit, Sandstein) vergleichend untersucht. Ergebnis: Im unteren Gezeitenbereich nahe der Niedrigwasser-Linie bestehen keine Unterschiede zwischen Schlacken und Natursteinen im Hinblick auf Bewuchsdichte (Bedeckungsgrad) und Artenvielfalt. Im mittleren und oberen Gezeitenbereich hebt sich Sandstein durch überragend dichte und artenreiche Besiedlung von den übrigen Substraten ab; Basalt und Granit sind schwächer bewachsen, und auf NA-Schlacke sind Dichte und Artenvielfalt nochmals erkennbar verringert. Als Erklärung wird angenommen: Gewisse toxische Eigenschaften der Schlacke kommen im unteren Gezeitenbereich wegen ausreichender Überflutungsdauer nicht zur Wirkung. Im mittleren und oberen Bereich dagegen machen sich bei abnehmender Überflutungsdauer negative chemische Effekte bemerkbar. Sie verursachen Ausfälle bestimmter und verringerte Dichten anderer Organismenarten, die im Vergleich zu Sandstein gravierend, im Vergleich zu Basalt und Granit nicht erheblich aber deutlich sind. Es wird auf die Tatsache verwiesen, dass die vorliegende Studie von der Zahl der Stichproben her nur orientierenden Charakter hat und dass sie – neben einer experimentellen Arbeit der Forschungsstelle Norderney von 1984 und einer qualitativen Inspektion des Vereins Jordsand von 1990 – erst die dritte Untersuchung darstellt, die sich mit dem Bewuchs von NA-Schlacke an Meeresküsten auseinandersetzt.“

In den Jahren 1967 und 1968 erfolgten in der Wesermündung chemische und biologische Untersuchungen, die der Beweissicherung im Zusammenhang mit Indurstrieansiedlung dienen sollen. Die biologischen Bestandsaufnahmen erfassten das Schöpfplankton, das Netzplankton und das Makrobenthos. Hier werden zunächst die qualitativen Ergebnisse der Untersuchung des Schöpfplanktons vorgelegt.

Die Ansiedlung neuer Industrien an der Wesermündung gab Anlass zu einer Reihe chemischer und biologischer Untersuchungen, die das Ziel verfolgen, Material über den Zustand des Ästuars vor der Einleitung größerer Abwassermengen bereitzustellen und damit die Grundlagen für künftige Kontrolluntersuchungen zu schaffen. […] Ein erster biologischer Beitrag (MICHAELIS 1971) behandelte die Formen des Schöpfplanktons in taxonomischer und autökologischer Hinsicht. Der hier vorliegende zweite Teil der Untersuchung enthält nun die quantitativen Ergebnisse. Räumliche Verteilung und Zusammensetzung des Planktons werden dargestellt und der jahreszeitliche Gang für die einzelnen halinen Zonen verfolgt. […]

Seit einigen Jahren werden im ostfriesischen Watt mit zunehmender Häufigkeit anaerobe Flecken auf der Sedimentoberfläche beobachtet. Ihre Größe und die Erscheinungsform sind vielfältig. Ein Typus tritt im Zusammenhang mit sommerlichen Grünalgenwucherungen auf. Er kann, vor allem nach Verrottung der Algenmatten im Herbst, besonders großflächige Ausmaße annehmen, in Extremfällen bis zu Größenordnungen von Quadratkilometern. Diese durch Algen verursachten anaeroben Sedimentoberflächen scheinen aber relativ rasch wieder reoxidiert zu werden. Erheblich langlebiger und z.T. auch den Winter überdauernd sind die unabhängig von Algen entstandenen Typen schwarzer Flecken. Sie finden sich bevorzugt in Sand- und Mischwatten, ihre Größenordnung reicht von kleinflächigen Stellen (wenige cm² bis dm²) in Mulden und Rippeltälern bis zu Flächen von einem oder mehreren Quadratmetern. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse einer ersten Untersuchung solcher anaerober Flecken dar und diskutiert die möglichen Ursachen und Auswirkungen.

Seit einigen Jahren werden im ostfriesischen Watt mit zunehmender Häufigkeit anaerobe Flecken auf der Sedimentoberflächen beobachtet. Ihre Größe und die Erscheinungsformen sind vielfältig. Ein Typus tritt im Zusammenhang mit sommerlichen Grünalgenwucherungen auf. Er kann, vor allem nach Verrottung der Algenmatten im Herbst, besonders großflächige Ausmaße annehmen, in Extremfällen bis zu Größenordnungen von Quadratkilometern. Diese durch Algen verursachten anaeroben Sedimentoberflächen scheinen aber relativ rasch wieder reoxidiert zu werden. Erheblich langlebiger und z. T. auch den Winter überdauernd sind unabhängig von Algen entstandene schwarze Flecken. Sie finden sich bevorzugt in Sand- und Mischwatten, ihre Größenordnung reicht von kleinflächigen Stellen (wenige cm² bis dm²) in Mulden und Rippeltälern bis zu Flächen von einem oder mehreren Quadratmetern. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse einer ersten Untersuchung solcher anaerober Flecken dar und diskutiert die möglichen Ursachen und Auswirkungen. Die Besiedlungsstruktur in den anaeroben Flecken verändert sich je nach Nährstoffgehalt im Sediment und Dauer und Intensität der anaeroben Erscheinungen. Grundsätzlich verarmt die Bodenfauna unter lang anhaltenden anaeroben Bedingungen. The appearance of black, anoxic spots on the usually grey, oxic surface of the tidal flats at the East Frisian coast of Germany was firstly detected in 1984 and the phenomenon has been increasing since then. The “black spots” differ in dimension and character. One type is caused by the decay of macro algae, which in recent summers covered wide areas of the tidal flats at the German coast. These patches can reach dimensions of square kilometres, but, after the decomposition of the algae, seem to reoxidize within a short time. Another type of black spots, appearing independently of macro algae, occurs, though migration and changing in size, over longer periods, even during winter. Preferably they are located on sand and muddy sand flats often in toughs and ripple-troughs. Their size reaches from small spots are patchily distributed. A general shrinking of the oxidized layer on the sediment surface could not be found on the basis of the available data.

„In der vorliegenden Arbeit wurden Erscheinungsformen und Ursachen des sommerlichen Auftretens von schwarzen Prielen untersucht. Erschwert wurde Untersuchung durch das geringe Auftreten schwarz verfärbter Priele im Untersuchungsgebiet Norderneyer Inselwatt 1995. Generell deuten Luftbildaufnahmen der Gröninger Plate von 1951-1994 und das massenhafte Auftreten schwarzer Priele 1996 auf eine Zunahme seit 1991 hin. […]“

In die Wesermündung werden seit 1969 Abwässer aus einer Titandioxidfabrik eingeleitet. Im Rahmen eines Überwachungsprogrammes wurden die langfristigen Veränderungen des eulitoralen Benthos im mesohalinen Abschnitt des Ästuars anhand von Kartierungsdaten der Jahre 1968, 1980 und 1992 untersucht. Mit Hilfe von Clusteranalysen konnten acht Benthos-Assoziationen definiert und beschrieben werden, deren Anzahl sich von 1968 (7) bis 1992 (3) verringerte. Dieser Verlust an Vielfalt von Gemeinschaften dürfte auf einen Verlust an Umweltqualität hindeuten, ohne dass die direkten Ursachen genannt werden könnten. Parallel dazu hatten sich Verbreitungsareale vieler Arten wie auch der gesamten Benthosbiozönose stromaufwärts verlagert, was auf den langfristigen Anstieg der Salinität zurück-zuführen ist. Als besonders auffällige Veränderungen sind zu nennen: 1) ein starker Rückgang der Brackwasseralge Vaucheria sp., nachweislich nicht durch Abwässer aus der TiO2-Produktion verursacht, und 2) eine Etablierung des Polychaeten Marenzelleria c.f. wireni seit 1986, der im Laufe der 80er Jahre in viele Ästuare der südlichen Nordsee eingewandert ist. Since 1969, the Weser estuary is recipient of wastewater from a titanium-dioxide factory. In the framework of environmental control investigations, the long-term changes of intertidal benthic assemblages in the mesohalinic section of the estuary have been studied by a comparison of survey data from 1968, 1980 and 1992. By means of cluster-analysis eight benthos assemblages could be identified and described, the number of which declined from 1968 (7) through 1992 (3). This loss of assemblage diversities presumably indicates an environmental deterioration without direct reasons being recognisable. It was accompanied by a shift of individual species distribution and of the whole estuarine benthic community in the upstream direction which clearly is induced by a long-term increase of salinity. Two of the most conspicuous changes were 1) A strong decrease of the brackishwater algae Vaucheria sp. in the period 1968 to 1980 which, as could be ascertained, was not an effect of the wastes from TiO2-production, and 2) an immigration of the polychaete Marenzelleria c.f. wireni since 1986, which is a new species in many estuaries of the southern North Sea.

„Bei dem vorliegenden Bericht handelt es sich um einen Zwischenbericht für das im Rahmen des Länderfinanzierungsprogrammes „Wasser und Boden“ 2003 geförderte Projekt „Aufbau einer Matrix für die Gewässertypen nach EG-WRRL im Küstengebiet der Nordsee, Schwerpunkt Flusseinzugsgebiete Weser und Elbe“ (O 9.03). Projektbeginn war am 1.11.2004, so dass sich der Berichtszeitraum auf die Zeit vom 1.11. – 31.12.2004 beläuft. Ziel dieses Projektes ist, ein aussagekräftiges Klassifizierungssystem zur Beurteilung des ökologischen Zustandes nach der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft (EG-WRRL) für die Gewässertypen im Küstengebiet der Nordsee vorzulegen und damit die derzeit bestehenden Kenntnislücken in diesem Bereich zu schließen. Die Bewertung des ökologischen Zustandes der Gewässer orientiert sich nach der EGWRRL am Referenzzustand, in dem keine oder nur geringfügige anthropogene Eingriffe und Einflüsse zu verzeichnen sind. Dieser „anthropogen weitgehend unbeeinflusste Zustand“ entspricht der besten Güteklasse, dem „sehr guten Zustand“. Ausgehend davon erfolgt eine fünfstufige Klassifizierung der Gewässer. Der „gute Zustand“ entspricht dem Zielzustand, der bis zum Jahr 2015 für alle Gewässertypen erreicht sein muss. Die Gewässer, die diesen Zustand nicht aufweisen, werden entsprechend der Stärke ihrer Abweichung vom Referenzzustand in den „mäßigen“, „unbefriedigenden“ oder „schlechten Zustand“ eingestuft. Der ökologische Zustand wird anhand von biotischen und abiotischen Qualitätskomponenten bewertet. Im vorliegenden Projekt werden vorwiegend die biologischen Komponenten bearbeitet (siehe Tab. 1). Außerdem werden die Nährstoff- und Schadstoffkonzentrationen betrachtet, die wesentliche Einflussfaktoren für die biologischen Komponenten sind.“