Tilførslen af næringsstoffer og miljøfarlige stoffer

Alger kræver en lang række næringsstoffer i større eller mindre mængde. Det gælder bl.a. en række forbindelser med jern, kobber, molybdæn og zink. Kiselalger er også afhængige af kiselsyre, og dette stof kan være begrænsende for disse organismers vækst. I dette kapitel står betegnelsen næringsstof dog først og fremmest for tilgængelige kvælstofforbindelser (ammonium, kvælstofilter) og fosfat.

Når ét bestemt næringsstof bliver opbrugt i naturen, sætter dette en øvre grænse for den algebiomasse, der kan dannes (Libieg's minimumslov) – uanset rigelig tilgængelighed af andre næringsstoffer. Man taler derfor om, at et næringsstof er „begrænsende“. Under de fleste omstændigheder er det enten fosfat eller kvælstofforbindelser, der begrænser algevæksten – i havet er det hyppigst kvælstofforbindelserne. Da menneskelig aktivitet netop tilfører havet kvælstof og fosfat, er det disse stoffer, der er af speciel interesse i forbindelse med eutrofiering.

I Danmark har man målt tilførslen af disse stoffer til havet via vandløb og fra spildevandsanlæg siden 1989. Det viser sig, at kvælstof især kommer fra diffuse kilder, dvs. hovedsagelig fra landbrugsområder. Fosfor derimod kommer især fra punktkilder, hovedsagelig via byspildevand. Som nævnt ovenfor er der samlet set sket en reduktion i tilførslen af såvel kvælstof som fosfor i perioden fra 1989 indtil nu, men som forureningsskabere spiller de stadig en meget stor rolle.

Store mængder af forskellige miljøfarlige stoffer kommer ud i vores havmiljø via spildevand, ferskvandsudløb, atmosfæren og direkte fra boreplatforme og skibstrafik.

Miljøfarlige stoffer er forbindelser, der forekommer i så høje koncentrationer i miljøet, at de kan have en negativ virkning på økosystemet. Stofferne er enten menneskeskabte eller naturlige som f.eks. metaller og tjærestoffer (de såkaldte PAH'er), men optræder da i større mængder end naturligt.

Blandt de farligste miljøfremmede stoffer er halogenerede organiske forbindelser, dvs. organiske stoffer, som har fået indsat et eller flere klor-, brom- eller fluoratomer. Pesticider som DDT og lindan, bromerede flammehæmmere og polyklorerede biphenyler (PCB) er alle eksempler på sådanne forbindelser, der bliver fremstillet industrielt (figur 19-4). Et andet eksempel er dioxin, der utilsigtet dannes ved forbrænding af affald indeholdende klorholdige forbindelser. Indsættelsen af klor, brom eller fluor betyder, at stoffernes holdbarhed i naturen øges, så de kun langsomt nedbrydes og derved kan findes i miljøet lang tid efter tilførslen. Halogenerede forbindelser kan desuden transporteres over lange afstande, så man endog kan finde dem i det arktiske miljø, langt fra kilderne.

Afstrømningen af ferskvand fra landbrugsarealer tilfører havet mange typer af pesticider, men også metaller som cadmium, der findes som forurening i kunstgødning og jordbrugskalk. Præcis hvor stor pesticidtilførslen er, er vanskeligt at regne ud, men det er endnu sværere at vurdere, hvor meget der når kysterne og havet. Mængden af miljøfarlige stoffer i vandløbene og havmiljøet er nemlig kun blevet målt i en ret kort periode.

Man kan forsøge at vurdere udviklingen i udledningerne ved at se på udviklingen i forbruget. Da pesticider både indeholder giftstoffer (aktivt stof) og hjælpestoffer, plejer man at opgøre forbruget som mængden af aktivt stof. Gør man det, er der sket et fald siden midten af 1980'erne (figur 19-5). Det er dog ikke helt enkelt at vurdere, om de mindre mængder også skader miljøet tilsvarende mindre. Tallene dækker nemlig over, at der er udviklet nye giftstoffer, som er effektive i meget små mængder. Et mindre forbrug udtrykt i tons betyder altså ikke nødvendigvis, at miljøet belastes mindre, hvis stofferne er blevet mere giftige.

Miljøfarlige stoffer tilføres dog ikke alene med ferskvand, en del tilføres i stedet fra luften. De er kommet op i luften fra industrien, trafikken og energisektoren. F.eks. tilfører afbrændingen af olie, kul og affald luften organiske stoffer som dioxiner, og metaller som bly og kviksølv. Disse miljøfarlige stoffer kan transporteres over store afstande i atmosfæren og stammer således ikke kun fra lokale kilder. Transport af denne art bidrager betydeligt til den samlede mængde stoffer, der falder fra luften ned til vores farvande. På samme måde „eksporterer“ Danmark også en del af sine stoffer til udlandet.

Vi ved dog kun lidt om størrelsen af tilførslen fra atmosfæren til de danske farvande (figur 19-6). Man kan imidlertid lave et overslag over nedfaldet ved hjælp af matematiske modeller, der bygger på beregninger af de udledte mængder. I sådanne beregninger skal man også medtage, at variationer i vejrforhold kan give store forskelle i nedfald fra årstid til årstid og fra år til år. Usikkerheden på den slags beregninger varierer meget og afhænger af stoftypen. Dette skyldes hovedsagelig usikkerheden i vores kendskab til antallet af udslip og til de kemiske processer i atmosfæren, der indgår i modellen.

Nogle af de stoffer, der ender i havet, tager turen rundt om havbunden, før de gør sig gældende i vandet. Det gælder f.eks. svært nedbrydelige organiske stoffer og metaller, der er bundet til partikler. I havbunden ophobes de og kan forblive intakte i årtier (figur 19-7). Via optagelse i bundlevende dyr eller ved kemiske reaktioner kan de føres tilbage til vandet.

Især når det drejer sig om fosfor, er havbunden et vigtigt midlertidigt opholdssted. Havbunden holder nemlig effektivt på fosfor og kan dermed forsinke eller mindske dets frigivelse til vandet. Når fosfat ved bakteriers nedbrydning frigives fra organisk materiale i havbunden, bindes det hurtigt til lermineraler eller forskellige kemiske forbindelser. Fosfat bindes meget fast til f.eks. aluminiumoxider og kalciumhydroxider og frigives praktisk talt ikke igen herfra. Fosfat bundet til iltet jern og mangan frigives derimod lettere, når metallerne reduceres under iltfrie forhold.

Så længe der er iltet jern i havbunden, kan den tilbageholde fosfat. Det vil være tilfældet om foråret, hvor der normalt er rigeligt med ilt ved havbunden. Men i fjordene og de kystnære områder begynder det at knibe i løbet af sommeren. Her giver en stor omsætning i havbunden anledning til iltsvind og en høj produktion af svovlbrinte, der konkurrerer med fosfat om at binde sig til det tilgængelige iltede jern. Resultatet bliver, at svovlbrinte fortrænger fosfat, der så kan frigives til vandet. I de åbne farvande holder den iltede jernpulje længere, og frigivelsen af fosfor sker derfor først i det sene efterår. Det kan have en stor økologisk betydning, at havbunden kan tilbageholde fjordenes fosfor i foråret, hvor det kan begrænse planteplanktonets produktion.

Da der løbende foregår en udveksling af stoffer mellem havbunden og vandet, kan problemer med fosfor og miljøfarlige stoffer i havmiljøet fortsætte længe efter, at udledningen er ophørt. Her udgør antibegroningsmidlet TBT et alvorligt eksempel fra vore farvande (se boks 19-1).

Værket Naturen i Danmark i fem bind udkom i årene 2006-2013. Teksten ovenfor er kapitlet Tilførslen af næringsstoffer og miljøfarlige stoffer.

• Forrige afsnit er Mennesker påvirker havmiljøet
• Næste afsnit er Næringsstoffernes virkning i havet