NOVA-2003

11. Marine områder

11.1 Behov og formål
11.1.1 Baggrund, behov og forpligtelser
11.1.2 Formål
11.2 Den faglige baggrund
11.2.1 Næringsstoffer i vand og sediment
11.2.2 Miljøfremmede stoffer og tungmetaller i vandfase, sediment og biota
11.2.3 Plante- og dyreplankton
11.2.4 Bundvegetation
11.2.5 Bundfauna
11.2.6 Vand- og stoftransport i de danske farvande
11.3 Strategi for overvågning af marine områder
11.3.1 Strategi for udvælgelse område- og stationstyper
11.4 Overvågning af de marine områder 1998-2000
11.4.1 Fysiske og kemiske forhold i vandsøjlen
11.4.2 Vand- og stoftransport
11.4.3 Fysiske og kemiske forhold i sedimentet
11.4.4 Miljøfremmede stoffer og tungmetaller
11.4.5 Pelagiale biologiske parametre
11.4.6 Bentiske parametre
11.5 Lokalisering af overvågningsområder og stationer
11.5.1 Typeområder
11.5.2 Repræsentative områder
11.5.3 Områder for overvågning af miljøfremmede stoffer og tungmetaller
11.5.4 Intensiv stationer
11.5.5 Ekstensiv stationer
11.5.6 Farvandsmodel
11.5.7 Tidsplan og frekvens for prøvetagning
11.6 Databehandling og kvalitetssikring
11.7 Forudsætninger for programmets gennemførsel
11.8 Videnopbygning inden næste revision

Overvågning af det marine miljø er først sket i større målestok inden for de seneste 20 år. Overvågningen af tilstanden i dele af de åbne farvande og enkelte kystområder startede i midten af 1970erne. I løbet af 1980erne blev den geografiske udstrækning udvidet såvel for de åbne farvande som for kystområderne og ved etableringen af Vandmiljøplanens overvågningsprogram i 1988 blev der indført systematisk overvågning af kystområderne i alle amter samtidigt med at overvågningen af de åbne farvande blev intensiveret (Miljøstyrelsen, 1989).

11.1 Behov og formål

Overvågningen af det marine miljø er begrundet i en række miljøproblemer som iltsvind, forekomst af generende algeopblomstringer, tilbagegang i bundvegetationen, tilbagegang i kystnære fiskebestande og en ændret biologisk struktur i fjordene. Man blev opmærksom på disse problemer midt i 70erne og en række forskningsprojekter og overvågningsaktiviteter har i løber af 80erne slået fast, at disse problemer i større eller mindre grad er knytte til en generel eutrofiering af de danske farvande. I den hidtidige marine overvågning har de centrale elementer været næringsstoffer, plankton, bundvegetation og bundfauna. Erfaringer fra Vandmiljøplanens overvågningsprogram 1989-1997 viste, at de anvendte parametre generelt er gode til at beskrive tilstand og udvikling i det marine miljø i forhold til belastningen med næringssalte (Aftaleudvalget, 1998a).

11.1.1 Baggrund, behov og forpligtelser

Forpligtelserne til overvågning af marine områder er fastlagt i Vandmiljøplanen, en række EU direktiver og øvrige internationale aftaler, især Oslo- og Pariskonventionen (OSPAR) og Helsingforskonventionen (HELCOM).

11.2 Formål

Overvågningen af de marine områder skal belyse udviklingen i de fysiske, kemiske og biologiske forhold i de danske havområder med hovedvægt på de indre danske farvande.

Resultaterne skal kunne påvise effekter af de foranstaltninger, der er iværksat og eventuelt fremover iværksættes for at forbedre kvaliteten af havmiljøet. Resultaterne skal endvidere bidrage til at skabe et beslutningsgrundlag for, om der skal iværksættes yderligere begrænsninger af forureningen af de marine områder.

Formålet med den marine overvågning i NOVA-2003 er:

• at følge udviklingen i de fysiske forhold herunder hydrografiske forhold og iltsvind,

• at følge udviklingen i forekomst og koncentration af næringsstoffer i vandfase og sediment,
• at følge udviklingen i de biologiske forhold,
• at opgøre vand og næringsstoftransport i de danske farvande,
• at opgøre forekomst og koncentration i vandfase, sediment og biota af miljøfremmede stoffer og tungmetaller, og
• at vurdere de biologiske effekter af udvalgte miljøfremmede stoffer og tungmetaller.

11.2 Den faglige baggrund

Siden sidste revision af programmet for marin overvågning er der tilvejebragt i betydelig videnopbygning i forbindelse med Hav90-forskningsprogrammet og Det Strategiske Miljøforskningsprogram. Resultaterne fra disse forskningsprogrammer samt den indsamlede viden og erfaring fra overvågningen udgør den faglige baggrund for revision af programindholdet.

11.2.1 Næringsstoffer i vand og sediment

11.2.1.1 Kvælstof og fosfor

Koncentrationen og omsætningen af kvælstof, fosfor og silicium er afgørende for det biologiske system i de marine områder. Planteplanktonets vækst er generelt begrænset af tilførslen af næringssalte fra sidst på vinteren og til november. En øget tilførsel af næringssalte give derfor en højere koncentration af planktonalger. Denne forøgelsen i koncentrationen af planktonalger giver så anledning til de negative effekter på vandmiljøet som er beskrevet i afsnit 11.2. Analyser af data fra danske fjorde og kystområder har vist, at der er en tæt sammenhæng mellem ændringer i det biologiske system og koncentrationen af næringsstoffer (Borum et al., 1990; Kaas et al., 1996 og Sand-Jensen et al., 1994). Mængden af næringsstoffer er på den anden side signifikant korreleret til tilledningernes størrelse (Kaas et al., 1996).

Næringsstofkoncentrationen er resultatet af en kompliceret balance mellem tilførsel og tab, og det er vigtigt at inddrage disse elementer, når koncentrationerne og deres virkning på de biologiske strukturer skal vurderes. Overordnet vil den potentielle næringsrigdom være bestemt af tilførslernes størrelse, mens den aktuelle koncentration i høj grad afhænger af opholdstiden og den biologiske aktivitet. Tilførslen er i høj grad bestemt af udledninger af næringsstoffer fra land med ferskvand og direkte spildevandsudledninger. I de åbne farvande kan den atmosfæriske deposition specielt i sommermånederne give et væsentligt bidrag, mens atmosfære bidraget i fjordområderne oftest er uden betydning. Vandudvekslingen med tilstødende områder har stor indflydelse på koncentrationen af næringssalte, og afhængigt af de hydrografiske forhold og årstiden vil udvekslingen resultere i tilførsel eller tab.

Sedimentprocesser påvirker næringsstofforholdene i vandet og dermed til tilgængeligheden af næringsstoffer for primærproducenterne. Kvælstof tabes ved denitrifikation i sedimentet, og både kvælstof og fosfor fjernes ved ’begravelse’ af organisk stof i sedimentet. Ved mineraliseringen af det sedimenterede organiske stof frigives uorganisk fosfor og kvælstof , som kan afgives til den ovenliggende vandsøjle. Stofomsætningen og fluxenes størrelse afhænger af sedimenttypen og tilstedeværelsen af bentiske blomsterplanter (f.eks. ålegræs) og alger (mikroalger og algemåtter) samt gravende dyr. Iltforholdene påvirker også afgivelsen, og dårlige iltforhold eller iltsvind øger frigivelse af fosfor. I de lavvandede danske fjorde og kystvande sker der derfor ofte en stor fosforfrigivelse fra sedimentet i sommer halvåret.

Sedimentets evne til at binde fosfor betyder, at fosforfrigivelsen kan forsinkes i måneder eller år. Da fosfor tilførslen har været høj i mange år, er der i fjord- og kystområder sket en akkumulering af fosfor i sedimentet. Disse puljer betyder, at der på trods af en kraftige reduktion i tilførslen, stadig er en stor tilførsel af fosfor til vandsøjlen gennem det meste af vækstsæsonen. Reduktionerne i udledningerne af fosfor har derfor endnu ikke haft effekter på det biologiske system (Kaas et al., 1996). Udviklingen i disse puljers størrelse og nedbrydning har stor betydning for fremtidige effekter af den gennemførte reduktion i tilførslen. Det forventes, at faldet i fosfortilførslerne fra i højere grad få indflydelse på den biologiske tilstand efterhånden som puljerne i sedimentet reduceres,.

De relativt høje fosforkoncentrationer og lave kvælstofkoncentrationer der karakteriserer de marine områder om sommeren viser, at primærproduktionen primært er begrænset af mangel på kvælstof. Dette bekræftes af analyser af næringsstofbalancer for en række danske fjorde (Kaas et al., 1996). Det er vanskeligt at vurdere graden af næringssalt begrænsning ud fra målinger af koncentrationer i vandet. Det skyldes to forhold. Det ene er at planteplankton og især makrofytter kan oplagre næring i cellerne. De kan således stadig vokse selvom den eksterne koncentration er meget lav. Det andet problem er, at planteplankton kan optage næringssalte effektivt i koncentrationer omkring eller under detektionsgrænsen for måling af næringssalte. Målinger af uorganiske næringssalte vil dog vise i hvilke perioder koncentrationerne er så lave, at der er mulighed for begrænsning. Ligeledes i de vigtige for beregninger af transport og massebalancer for næringssalte.

11.2.1.2 Silicium

Tilgængeligheden af silicium eller silikat har stor betydning for hvilke planktonalger, der dominerer primærproduktionen, idet kiselalger kræver silikatkoncentrationer højere end 2-5 m m. Kiselalger afviger på flere måde fra andre typer planteplankton. De har en skal af kisel som gør at de let sedimenterer. Samtidig trives de ved lave temperaturer. De to forhold gør at kislealger dominerer forårsopblomstringen og står for en stor del af sedimentationen af organisk materiale. Kiselalger anses også for at give den mest effektive overførsel af energi fra planteplankton til vandlopper og videre til fisk. Forekomsten af kiselalger har derfor interesse i forbindelse med iltsvind og den biologiske struktur i fødekæden.

Kiselalger optager silikat under opbygningen af deres cellevægge, og under forårsopblomstringen kan koncentrationen af silikat blive så lav, at det begrænser kiselalgernes vækst.

Det organisk bundne silicium synker sammen med algecellerne til havbunden. Her mineraliseres det og afgives igen til vandsøjlen som opløst silikat. Bidraget fra sedimentet er specielt højt gennem de perioder af året, hvor afstrømningen fra land er lav. Frigivelsen af silikat er ikke påvirket af iltforholdene i bundvandet eller i sedimentet.

Næringsstofforholdene i de åbne områder påvirkes af fjord- og kystområdernes evne til tilbageholde og omsætte næringssalte som udledes fra land. Fjordene virker derfor som næringsstoffilter i forhold til de landbaserede tilledninger. Massebalancer for 9 danske fjorde antyder, at disse processer bevirker at mange fjorde udgør et effektivt kvælstoffilter for de åbne havområder. I modsætning hertil eksporterede 7 ud af de 9 fjorde fosfor til det nærliggende havområde (Kaas et al., 1996). Der kan imidlertid være store sæsonvariationer, og der er derfor behov for at vurdere filtereffekten og det vil sige massebalancerne med en højere tidsmæssig frekvens.

Tidligere undersøgelser i forbindelse med overvågning og forskning har vist, at der er betydelige variationer i næringsstofkoncentrationerne gennem året, og prøvetagningsfrekvensen bør derfor være tilstrækkelig høj til at dække denne variation. Specielt i de åbne farvande har frekvensen været for lav. Prøvetagningsfrekvensen er derfor intensiveret i de fleste områder.

Den hidtidige overvågning har vist, at der er betydelige variationer i næringsstoffordelingen i vandsøjlen gennem året. For at opnå et tilstrækkeligt sikkerhed i resultatvurderingen, herunder modellering nødvendiggør en højere prøvetagningsfrekvens af de vandkemiske analyser.

11.2.1.3 Iltforhold og svovlbrintebufferkapacitet

En del af det organiske stof som planterne producerer vil tilføres havbunden som dødt eller levende materiale. Det organiske stof bliver her omsat gennem en række stofskifteprocesser, hvorved de bundne næringsstoffer frigives. Nedbrydningen af det organiske stof sker under forbrug af ilt, og jo større stofmængde, der tilføres havbunden, jo større mængder ilt går der til nedbrydningen.

Iltsvind optræder jævnligt i danske havområder. Overordnet er forekomsten af iltsvind betinget af en høj tilførsel af organisk stof til sedimentet, mens den aktuelle situation i høj grad er bestemt af de meteorologiske forhold. Iltsvind opstår typisk i perioder med varmt og stille vejr, hvor bundvandet kun i ringe grad får tilført nyt ilt, fordi vandmasserne er lagdelte eller vandudskiftningen er lille. Analyser af iltforholdene i Roskilde Fjord og Skive Fjord viser, at kvælstof tilførslen og antallet af dage med lagdeling kan forklare omkring 50 % af variationen i iltspændingen (Møhlenberg, 1999).

11.2.2 Miljøfremmede stoffer og tungmetaller i vandfase, sediment og biota

Miljøfremmede stoffer og tungmetaller har ikke tidligere indgået i Vandmiljøplanens overvågningsprogram. I forbindelse med Danmarks internationale forpligtelser er der gennemført en overvågning af tungmetaller i biota på 4 stationer i de åbne farvande siden 1979, samt udført to baggrundsundersøgelser i henholdsvis 1985 og 1990. Her blev koncentrationen af tungmetaller og udvalgte organiske forbindelser blev målt. I de kystnære områder har flere amter gennemført undersøgelser for tungmetaller og miljøfremmede stoffer men der har ikke tidligere været gennemført en systematisk landsdækkende overvågning.

Kortlægning af den geografisk udbredelse eller tidslige tendenser af forekomsten af miljøfremmede stoffer og tungmetaller i det marine miljø baseres sædvanligvis på målinger af koncentrationen i biota (f.eks. i fisk eller muslinger) eller i sediment. Herved opnås viden om påvirkningen af vandområdet over en længere tidsperiode. En tilsvarende enkel måling af koncentrationen i vandfasen giver alene et øjebliksbillede af koncentrationen.

Organismer kan akkumulere miljøfremmede stoffer til koncentrationer, der er betydeligt højere end det som findes i vandet. Denne bioakkumulation er nettoresultatet af optag og udskillelse. Da bioakkmulationen er en forholdsvis langsom proces (uger-måneder-år), afspejler koncentrationen i organismer den biotilgængelige koncentrationen i omgivelserne over en længere perioder. Organismen bliver herved en ’integrerende prøveopsamler’.

Mange miljøfremmede stoffer og tungmetaller har en høj affinitet for partikler, hvortil de adsorberes og derefter sedimentere ud af vandfasen. Det første sedimentationsområde er ofte ikke det endelige. Sedimentet kan resuspendere, og med strømmen gradvis transporteres til det endelige sedimentationsområde (akkumulationsområde). Herved virker sedimentet som reservoir for en stor del af de miljøfremmede stoffer og tungmetaller, der udledes til det marine miljø og kan derfor bruges til overvågning af forurening (tidsmæssig og/eller geografisk).

I akkumulationsområder kan såvel de nuværende som tidligere forureningsniveauer undersøges ved at analysere segimenter (lag) af en sedimentsøjle som repræsenterer den forudgående tidsperiode, hvor søjlens længde (dybde) er afhængig af sedimentations hastigheden i området. Billedet kan dog forstyrres af bioturbationen, dvs. dyr der graver i sedimentet i området. For at tidsfæste de forskellige lag af sedimentet og beregne graden af bioturbation er det nødvendigt at lave en datering af sedimentet. Dateringen kan derefter bruges til at se på tidsudviklingen af andre stoffer i sedimentet, f.eks. næringsstoffer og miljøfremmede stoffer.

Flere såvel udenlandske som danske undersøgelser har vist at man kan finde effekter af organiske tinforbindelser fra skibsmaling i de marine områder. Der er konstateret forekomst af imposex hos forskellige arter af konksnegle og strandsneglen (Littorina littoralis).

11.2.3 Plante- og dyreplankton

Planteplankton udgør et vigtigt element i akvatiske økosystemer. Variationer i mængden og sammensætningen af planteplankton har afgørende indflydelse på den biologiske struktur i de marine områder. Biomassen af planteplankton bestemmer hvor stor en andel af lyset som absorberes af planteplankton og dermed er tilgængelig for produktion af organisk stof. Planteplanktonbiomassen er dermed med til at bestemme den potentielle primærproduktion. Desuden er planteplanktonbiomassen et mål for den mængde føde, der er tilgængelig for dyreplankton.

Planteplanktonbiomassen er resultatet af balancen mellem vækst, dvs. primærproduktionen og tabet som følge af græsning og sedimentation. Planteplankton græsses af dyreplankton og i lavvandede områder af muslinger og andre bundlevende filtratorer. En undersøgelse af danske fjordområder viser, at planktonets biomasse hovedsagelig er reguleret af kvælstoftilgængeligheden og mængden af bentiske græssere, og at der kan opnås en 25 % reduktion i klorofylkoncentrationen hver gang kvæstofkoncentrationen halveres (Kaas et al., 1996).

Primærproduktionsmålinger har traditionelt altid indgået i den marine overvågning, og der findes lange tidsserier for en lang række stationer i åbne farvande og kyst- og fjordområder. Primærproduktionen pr vandvolumen er tæt korreleret til klorofylkoncentrationen (Kaas et al., 1996). Produktionen pr. alge eller pr. klorofyl-enhed er især afhængig af planteplanktonets vækstvilkår og dermed tilførslen af næringssalte. Produktionen pr. klorofyl-enhed kan således udnyttes i overvågningen som et mål for graden af næringssaltbegrænsning.

Planteplanktonets artssammensætning har stor betydning for den biologisk tilstand, idet både fødenettenes sammensætning og stofomsætning påvirkes, når strukturen i planteplanktonet ændres. Udenlandske undersøgelser har vist, at ændringer i næringsrigdommen i Nordsøen har medført ændringer i artssammensætningen og strukturen i planteplanktonsamfundet (Radach et al., 1986 og Radach & Berg, 1986). Dominans af store arter indikerer rigelig tilførsel af næringstoffer, og stort tab til bunden (Harris, 1986). Samtidig er store alger et godt fødegrundlag for vandlopper og dermed for fisk. Det bedste eksempel på en sådan situation er forårsopblomstringen af kiselalger. Generelt vil større mængder af kiselalger øge sedimentationen og dermed fødetilgangen for bunddyrene, men også risikoen for iltsvind. Modsat er små flagellater tegn på hurtig omsætning under stabile næringsforhold, hvor regenerering af næringsstoffer i vandsøjlen spiller en stor rolle (Harris, 1986). Den situation er typisk for sommersituation i åben farvand og nogle fjorde. Dominans af flagellater kan også være udtryk manglende konkurrence fra kiselalgerne på grund af lave silkatkoncentrationer. Øget forekomst af flagellater øger risikoen for opblomstringer af giftige alger, da de fleste giftalger tilhører denne gruppe.

I kystområder og åbne farvande samt i nogle fjorde udgør dyreplanktonets græsning en væsentlig tabsproces for planteplanktonet. Dyreplanktonets struktur og biomasse giver således viden om reguleringen af planteplanktonet og omsætningen af næringsstoffer og kulstof, og er dermed vigtige elementer for forståelsen af årssagssammenhænge. Mesodyreplanktonets rolle i marine økosystemer har været kendt i lang tid, mens betydningen af mikrodyreplankton først er erkendt i fuldt omfang inden for de seneste tiår. I modsætning til mesodyreplanktonet har microdyreplanktonet væksthastigheder, som svarer til planteplanktones og principielt må ændringer i planteplanktonbiomasse og artssammensætning umiddelbart afspejle sig i mikrodyreplanktonbiomassen. Der eksisterer dog endnu ingen tidsserieundersøgelser, som har belyst en eventuel sammenhæng mellem eutrofieringens udvikling og ændringer i microdyreplanktonet.

11.2.4 Bundvegetation

Bundlevende marine planter er velegnede til at afspejle omgivelsernes tilstand og ændringer heri, fordi de lever forholdsvis længe og deres forekomst påvirkes af de fysiske og kemiske forhold i omgivelserne.

Planternes tilvækst reguleres især af lys og næringsstoffer, mens tabet af plantebiomasse især af fysisk forstyrrelse samt i nogle tilfælde af græsning og sygdomsangreb. Da lyset svækkes ned gennem vandsøjlen vil dybdegrænsen for vegetationen afspejle den gennemsnitlige lyssvækkelse over vækstsæsonen. Da lyssvækkelsen afhænger af koncentrationen af planteplankton og ophvirvlet sediment, vil dybdegrænsen for vegetationen påvirkes af næringssaltbelasningen. Tilgængeligheden af næringsstoffer har også vist sig at være en nøglefaktor for artssammensætningen (Pedersen, 1993; Sand-Jensen et al., 1994 og Duarte 1995). Effekter af Vandmiljøplanen forventes derfor at kunne spores som ændringer i vegetationens sammensætning og udbredelse.

11.2.4.1 Ålegræs

Ålegræs er den mest udbredte blomsterplante i danske fjord- og kystområder, hvor den forekommer på sandbund fra kysten og så langt ud, som lysforholdene tillader. Ålegræs har stor betydning for kystområderne, fordi det beskytter havbunden mod bølgeerosion og fungerer som opvækst og skjulested for smådyr og fiskeyngel. Desuden har de ofte tætte og produktive bestande af ålegræs indflydelse på transporten af næringsstoffer fra land til hav.

Ålegræssets dybdeudbredelse aftager, når tilførslen af næringsstoffer stiger. Muslinge- og trawlfiskeri med skrabende fiskeredskaber kan også skade ålegræsvevoksninger. Ålegræssets jordstængler (rhizomer) og rødder danner et tæt net, som stabiliserer sedimentet. Samtidig dæmper en tæt ålegræsvegetation strøm og bølgebevægelse ved sedimentoverfladen. Ålegræsbevoksninger bidrager derfor til at begrænse kysterosion. Hvis ålegræsbestande forsvinder som følge af f.eks eutrofiering eller fysisk forstyrrelse, kan sedimentet eroderes, koncentrationen af partikler i vandet stige og lysforholdene forringes. Det giver dårligere vækstforhold for de tilbageværende ålegræsbestande og begrænser muligheden for, at nye bestande kan etablere sig. Reduktioner i ålegræsbestande kan være en selvforstærkende proces der giver dårligere vækstforhold for de bestande af ålegræs, der er tilbage, og begrænser muligheden for, at nye bestande kan etablere sig. En høj belastning med næringsstoffer kan også indirekte påvirke vegetationen ved at forøge risikoen for, at der opstår iltsvind, som kan have fatale konsekvenser for vegetationen.

Undersøgelser fra begyndelsen af dette århundred viser, at ålegræsset dengang var langt mere udbredt end i dag, mange fjorde var helt dækkede af ålegræs og ålegræsset trængte ned til store dybder i kystområderne (Ostenfeld, 1908).

11.2.4.2 Makroalger

Makroalger kræver et hårdt underlag som f.eks. sten eller skaller for at kunne hæfte sig fast. De fleste danske fjord- og kystområder har sandbund med spredte sten, og makroalgernes udbredelse er derfor mange steder begrænset af velegnet substrat. Klippekyster omkring Bornholm og stenrev med tæt stendække er dog undtagelser.

Makroalgernes dybdegrænse er ligesom for ålegræs koblet til næringsstofforholdene (Sand-Jensen et al., 1994). En forøget koncentration af næringsstoffer medfører en større planteplanktonmængde og reduceret sigtdybde. Som følge af dårligere lysnedtrængning reduceres makroalgernes dybdegrænse.

Eutrofiering påvirker også makroalgernes artsantal, artssammensætning og dominansforhold. Det samlede antal makroalger i fjordene er især relateret til fjordenes størrelse, belastningen med næringsstoffer og saltholdigheden, ligesom andelen af hård bund også spiller ind. Jo større fjorde, jo mindre belastning, jo højere saltholdighed og jo mere hård bund, jo flere arter (Middelboe et al., 1998). Det er karakteristisk, at makroalgesamfundene under næringsfattige kår er sammensat af arter med vidt forskellig vækstform, mens samfundene bliver prægede af få hurtigtvoksende arter, når næringsstofbelastningen er stor (Kaas et al., 1996, og Middelboe & Sand-Jensen, in prep.). I en årrække har der specielt i de indre dele af mange fjorde været masseforekomster af sådanne hurtigtvoksende, eutrofieringsbetingede alger.

11.2.5 Bundfauna

Bundfaunaen er en central del af det marine økosystem som filtrerer og nedbryder materiale produceret i vandsøjlen. Deudgør også et væsentlig fødegrundlag for højere trofiske niveauer som fisk.

I lavvandede områder omsættter bundfaunaen en stor del af den pelagiske produktion. Det gør sig i særlig grad gældende for den filtrerende bundfauna, som i mange områder har potentiale til at kontrollere den pelagiske planteplanktonproduktion (Cloern, 1996 og Kaas et al., 1996). Bundfaunaen i lavvandede områder er meget påvirkede af stokastiske hændelser, som iltsvind og isvintre, med store variationer i biomasse til følge. De svingninger i biomassen har stor betydning for økosystems biologiske struktur og dermed for eutrofieringens effekter i disse områder.

11.2.6 Vand- og stoftransport i de danske farvande

Beregningen af vand- og stoftransporter under overvågningsprogrammet 1989-1997 blev hovedsagelig foretaget gennem kvalitative evalueringer og korrelationsbaserede analyser. I forbindelse med Hav90-forskningsprogrammet er kendskabet til de hydrografiske forhold i danske farvande øget betydeligt, og der er både i forskningen og den internationale overvågning samt i forbindelse med bygningen af Storebælts og Øresundsbroerne opbygget hydrografiske modeller for de åbne danske farvande. I forbindelse med overvågningen af fjordområder har hydrografisk modellering også været inddraget de seneste år. Der er derfor nu baggrund for i forbindelse med overvågningen, at gennemføre en systematisk kvantificering af volumen-, salt- og stoftransporten ved brug af modeller.

11.3 Strategi for overvågning af marine områder

Med de seneste års havforskning er der skabt grundlag for at revidere strategien for den marine overvågning (Christensen et al., 1996; Kaas et al., 1996 og Jørgensen & Richardson, 1996). Endvidere har erfaringerne med overvågningsprogrammet 1988-1997 vist, at de anvendte parametre (indikatorer) generelt har været velegnede til at beskrive tilstand og udvikling set i relation til næringsstoffers påvirkning af det marine miljø. Erfaringerne peger dog også på en række forhold som kan forbedres. De vigtigste er:

• at målene for overvågningen skal være klart definerede,
• at overvågningen i højere grad skal målrettes mod anvendelse af indikatorerne,
• at stationsnettet kan koncentreres i udvalgte repræsentative kystområder og farvandsafsnit,
• at prøvetagningsfrekvensen for vandkemiske variable skal øges i de åbne farvande,
• at overvågningen i højere grad skal koordineres så der opnås samhørighed i rum og tid, og
• at overvågning til belysning af årsagssammenhænge skal ske målrettet.

Vandmiljøplanens overvågningsprogram for perioden 1989-1997 har gennem prøvetagning og analyser fra et stort antal stationer fordelt på alle danske farvandsområder givet et godt kendskab til miljøtilstanden i de indre danske farvande. Erfaringerne har dog vist, at udbyttet af overvågningsprogrammet kan forbedres ved en mere koncentreret og målrettet indsats, samt at et landsdækkende billede af tilstand og udvikling kan opnås med færre repræsentative undersøgelsesområder.

Kendskabet til hvordan og hvor hurtigt, økosystemerne kommer i balance efter påvirkningsændringer er begrænset. Dette betyder, at overvågningen i de marine områder i lighed med tidligere skal koncentreres om nøgleelementer. Det er vigtigt, at skabe et nuanceret billede af udviklingen med inddragelse af en række parametre, der redegør bredt for økosystemernes funktion.

Uanset eutrofieringens betydning er der dog ikke tvivl om, at miljøfremmede stoffer og tungmetaller er til stede i det marine miljø, og at de har uønskede effekter på miljøkvaliteten. Med faldende eutrofiering kan effekterne miljøfremmede stoffer forventes at få en mere synlig indvirkning på det marine miljø.

De danske marine områder spænder fra små lukkede lavvandede nor til åbne havområder. Ved tilrettelæggelsen af overvågningen skal derfor tages hensyn til de store variationer i såvel fysiske som kemiske og biologiske forhold som findes, og det er nødvendigt, at indrette målestrategierne efter de lokale forhold. Dette indebærer ikke alene, at der skal skelnes mellem fjorde og åbne områder, men der skal også tages høje for forskelligheder fjordene imellem.

11.3.1 Strategi for udvælgelse område- og stationstyper

Strategien for overvågningen af fjorde, kystområder og åbne farvande ændres i forhold til der tidligere program til en kombination af en landsdækkende ekstensiv overvågning på udvalgte stationer og intensive undersøgelser i udvalgte områder (tabel 11.1).

Baggrunden for indførelse af intensive undersøgelser er de komplekse årsagssammenhænge i det marine miljø. For at vurdere disse, er det nødvendigt at inddrage alle betydende variable, og for nogle variable kræver det særlige indsamlingsstrategier (f.eks. høje indsamlingsfrekvenser). Der er derfor udvalgt et begrænset antal fjordområder (typeområder) og stationer i åbne havområder (intensiv stationer), hvor der gennemføres et intensiveret undersøgelsesprogram. Det intensive måleprogram er koncentreret om de fysiske og kemiske forhold, mens sediment og biologiske forhold indgår i overvågningen af typeområder. Derudover omfatter de intensive undersøgelser modellering af vand- og stoftransport i de åbne farvande og i typeområderne. I såvel fjorde, kystområder og åbne farvande fortsættes prøvetagningen på en række stationer, der er undersøgt gennem en lang årrække, således at det er muligt at gennemføre statistiske analyser af langtidsudviklingen.

For at sikre, at overvågningen bidrager til en landsdækkende beskrivelse af tilstand og udvikling etableres en række mere ekstensive aktiviteter. Disse stationer er geografisk spredt placeret i både de indre danske farvande Nordsøen og Skagerrak. På stationerne udtages prøver med en forholdsvis lav frekvens af de vandkemiske forhold, bundfauna og vegetationen på stenrev. Endvidere udtages prøver til bestemmelse af sediments indhold af miljøfremmede stoffer og tungmetaller. I tabel 11.2 er vist en oversigt den overordnede strategi for tilrettelæggelse af overvågningslokaliteter.

Tabel 11.1

Delelementer i overvågningen af marine område i NOVA-2003. For hvert undersøgelsesområde gælder, at der er sket en vurdering af delelementernes og de hertil knyttede parametres relevans i overvågningen af det givne område. M & T angiver miljøfremmede stoffer og tungmetaller.

Tabel 11.2

Strategi for anvendelsen og udpegning af områder og stationer til overvågning af kystvande og de åbne danske farvande i NOVA-2003.

11.4 Overvågning af de marine områder 1998-2003

I dette afsnit beskrives måle- og analyseprogrammet, valget af parametre samt den fastlagte frekvens for prøvetagningen mv. Samtidig angives detektionsgrænser og hvilke område- og stationstyper, hvor parametrene indgår i overvågningen. I de tilfælde hvor analyseresultat er metodeafhængigt er analysemetoden angivet. Disse frekvenser er i tabeller angivet som 1/6 (én gang i programperioden, 2/6 (2 gange i programperioden) og 3/6 (3 gange i programperioden).

Udvælgelsen af måleparametre (indikatorer) er foretaget på basis af en kombination af kendskabet til hvilke strukturer, der bedst karakteriserer marine økosystemer, disse strukturers robusthed og målbarhed samt udgifterne, der er forbundet med at gennemføre målingerne.

Prøvetagnings- og analysemetoder er beskrevet i den teknisk anvisning for marin overvågning (se Kaas & Markager, 1998). De tekniske anvisninger følger de retningslinier, der er lagt for overvågning under de internationale havkonventioner: HELCOM´s ’Manual for Marine Monitoring in the Combine Programme of HELCOM’, og OSPAR´s ’Joint Assessment and Monitoring Programme, Eutrophication Monitoring Guidelines’. Disse retningslinier er bindende for danske stationer, der indgår i NOVA-2003.

For at følge udviklingen i det pelagiale miljø bestemmes en række fysiske og kemiske variable med elektronisk måleudstyr direkte på lokaliteten (profilmålinger) og ved analyse af vandprøver udtaget i fastlagte dybder. I tabel 11.3 er angivet de udvalgte variable med angivelse af prøvetagningsfrekvenser i de forskellige typer undersøgelsesområder.

Profilmålinger i vandsøjlen omfatter tryk, temperatur, konduktivitet, ilt, lyssvækkelse og fluorescens. Profilmålinger udføres ved alle prøvetagninger på en pelagial-station (tabel 11.3).

Trykket måles for at få en præcis dybdeangivelse. Temperaturmålingen anvendes i sig selv i forbindelse med vandmasseidentifikation og modelberegninger. Derudover anvendes den til beregning af iltmætning, salinitet og vandets vægtfylde/densitet. Konduktiviteten anvendes sammen med temperaturen til at beregne vandets salinitet. Ligesom temperaturmålingen anvendes saliniteten til identifikationen af vandmasser og i forbindelse med modelberegninger. Derudover indgår den i beregningen af iltmætning og vandets vægtfylde/densitet.

Iltkoncentrationen måles for at beskrive den aktuelle iltsituation samt udviklingen på langt sigt. Målingerne udføres både med Winkler-titrering og iltelektrode. Winker-målingerne fortsætter allerede eksisterende lange tidsserier. De bruges desuden til kalibrering af de elektroniske målinger.

Lyssvækkelsen bruges som et integreret mål for, hvor påvirket et område er af afstrømning fra land, ustabile sedimentforhold og planteplankton opblomstringer. Lysmålinger indgår direkte i beregningen af primærproduktionen i vandsøjlen ud fra laboratoriemålinger af kulstoffiksering, for beregning af den fotiske zone i vandsøjlen og for beregning af den mængde lys som er til rådighed for bundvegetationen. Lyssvækkelsen måles med quantameter. Derudover måles sigtdybde med Secchi-skive, hvor der findes tidsserier for denne.

Fluorescensmålinger anvendes til at beskrive fordelingen af planktonalger i vandsøjlen. Dette er vigtigt for fortolkningen af en række øvrige parametre og for vurderingen af vandsøjlens struktur. Endvidere anvendes fluoroscensmålinger til at identificerer forekomsten af dybe klorofylmaksima således, at der udtages prøver af disse. Herved opnås en forbedret beregning af dybdeintegreret klorofyl end der kan beregnes ved faste dybdeintervaller i prøvetagningen.

11.4.1.2 Næringsstoffer

Næringsstofferne måles for at følge udviklingen i tid og rum, og dermed vurdere om der er umiddelbare effekter af reduktioner i næringstilførslen. Kendskabet til næringsstofniveauerne og den tidsmæssige variation bruges i vurderingen af de biologiske forhold. I typeområderne og på de intensiv stationer skal en ekstra høj prøvetagningsfrekvens danne grundlag for årsagsanalyser og modellering (tabel 11.3).

Vandprøver udtages i fastlagte dybder; typisk i 1 meters dybde i fjorde og kystområder. Der suppleres med en prøve fra bundvandet, når der optræder springlag. På de intensiv og ekstensiv stationer skal der tages prøver i internationale standarddybder. Frekvens og antallet af dybder er fastlagt for hver station. Vandprøverne analyseres for næringsstofferne nitrat + nitrit, ammonium, total kvælstof, fosfat, total fosfor og silikat. Dertil kommer målinger i udvalgte typeområder af totalt og partikulært organisk kulstof (tabel 11.3).

11.4.1.3 Klorofyl a

Vandprøveanalyserne omfatter også klorofylmålinger, som derfor traditionelt regnes til de vandkemiske parametre selv om det er en biologisk variabel. Planteplanktonbiomassen udtrykt som klorofylmængden er et mål for den mængde føde der er tilgængelig for dyreplankton og senere for bunddyrene efter sedimentation. Klorofylkoncentrationen er tæt forbundet med mængden af næringsstoffer som tilføres systemet. Koncentrationen er derfor velegnet til at følge ændringner næringsstoftilførslen.

Klorofylkoncentrationen måles på alle pelagial-stationer sammen med næringsstofkoncentrationer. Målingerne i kombination med profilmålinger af fluorescens anvendes til beskrivelse af den vertikal fordeling af planteplankton (tabel 11.3).

11.4.2 Vand- og stoftransport

Transporten af vand, salt og næringsstoffer i de åbne farvande og typeområder beregnes ved hjælp af hydrografiske modeller.

Formålet med modellerne er at gennemføre beregninger til brug for opstilling af næringsstofbudgetter for en række marine områder, og derved kvantificere effekten af ændringer i den landbaserede tilledningerne i forhold til udenlandske tilledninger og/eller transporter fra tilstødende farvande.

Med modelberegningerne fastlægges transporter af vand, salt og næringsstoffer til og fra de indre danske farvande samt langs den jyske vestkyst, imellem nationale og internationale farvandsområder og til de kystnære områder.

Modelberegningerne medvirker desuden til en beskrivelse af de fysiske og kemiske forhold, herunder størrelsen af den vertikale transport af næringsstoffer i modellens delområder. Modelleringen af de åbne danske farvande skal samtidigt give randbetingelserne for en modellering af vand, salt- og stoftransporten i udvalgte fjord- og kystområder (typeområder).

11.4.2.1 Farvandsmodel

Farvandsmodellen er en 3 dimensional hydrodynamisk model opstillet for de åbne danske farvandsområder. Modelberegningerne udføres i dynamisk koblede beregningsnet, hvor det yderste net, som dækker Nordsøen og Østersøen har en maksimal horisontal afstand på 9 sømil (1 sømil er 1.852 m) mellem beregningspunkterne. I en afstand af 10 sømil fra den jyske vestkyst til et stykke øst for Bornholm (nær Gotland) er den maksimale horisontale afstand 3 sømil. Det primære beregningsnet strækker sig fra Arkona bassinet i den vestlige Østersø via Darss og Drogden tærsklerne gennem de indre danske farvande til Skagen med en horisontal afstand på maksimalt 1 sømil. I de to snævre passager i Lillebælt og Øresund er den maksimale horisontale afstand reduceret til 1/3 sømil.

For de indre danske farvande og langs den jyske vestkyst har beregningerne en vertikal opløsning på maksimalt 2 m ned til dybden 80 m. Nederste lag i modellen repræsenterer den resterende del af vandsøjlen til bunden.

Modelinput

Farvandsmodellen beregner den tidslige udvikling i strømforhold, vandstand, salinitet og temperatur i de åbne farvandsområder i 3 dimensioner under hensyntagen til densitetsvariationer og bundtopografi. De eksterne drivende kræfter er:

• meteorologi - vind, atmosfæretryk. lufttemperatur til beregning af varmeudveksling med atmosfæren samt nedbør (klimatologisk månedsmiddel),
• astronomisk tidevand,
• klimatologisk laterale saliniteter/temperaturer langs modellens åbne rande, og
• ferskvandstilstrømningen til modelområdet beregnet som klimatologisk månedsmiddel fra større danske vandløb, samt udenlandske floder som f.eks. Neva, Elben, Oder, Rhinen, Gøta og Wistula.

Stoftransporterne beregnes på grundlag af næringssaltmålinger på intensiv stationer og ekstensiv stationer i de åbne farvande, samt tilsvarende målinger fra øvrige nationale og internationale måleprogrammer i modelområdet. Der anvendes målinger af parametrene uorganisk kvælstof og fosfor (NO₂+NO₃-N, NH₄ -N og PO ₄-P) samt af total kvælstof og total fosfor (se tabel 11.3).

Hydrografiske kontroldata

Til støtte for modelberegningerne anvendes målinger fra 6 automatiske målebøjer, hvorfra hydrografiske data til modellen indsamles. Målebøjerne er udlagt i følgende områder:

• Hjelm Bugt ved Darss Tærsklen,
• Lillebælt ved Lillebæltsbroen,
• Kattegat ved Læsø fyr, vest for Læsø,
• Kattegat, øst for Læsø,
• Storebælt, og
• Øresund.

Modelberegningerne indeholder en modelkørsel, hvor hydrografiske variable beregnes, efterfulgt af en beregning af volumen-, salt- og stoftransporten. Resultaterne fra modellen etableres på to måder, dels direkte i forbindelse med modelberegningerne og dels ved efterbehandling af model ’rådata’.

I databasen lagres som minimum følgende operationelt etablerede data:

• Modelresultater til beregning vand, salt og stoftransport i de 20 udvalgte snit (interval: ½ time),
• Tidsserier af modelresultater i de udvalgte positioner (interval ½ time),
• Modelresultater til randbetingelser til typeområder (interval ½ time),
• Tidsmidlede modelresultater i horisontale planer i dybderne ca. 0, 5, 10, 15 og 20 m (interval 6 timer), og
• Stoftransportberegninger af 5 variable i de udvalgte snit (interval ½ time).

Der rapporteres 1 gang hver måned med en tidsforskydning på maksimalt 3 måneder fra observationstidspunktet (se også kapitel 15).

11.4.2.2 Fjordmodeller

Formålet med opsætning og anvendelse af modeller i typeområder er:

• at fastlægge volumen-, salt- og stofudvekslingen med det tilstødende farvande,
• at fysiske forhold kvantificeres således, at fjordens tilstand og biologiske hændelser kan vurderes i forhold til de naturlige variationer i de fysiske forhold,
• at stofudvekslingen sammenstilles med lokal tilførsel og intern omsætning, og
• at modellerer eventuelle specielle fysiske forhold.

Specielle fysiske forhold med biologisk relevans er blandt andet markante meteorologiske hændelser, slusedrift, intrusion af saltvand eller store ferskvandspulse og deres effekt på f.eks. lagdeling, opholdstid og vandtemperatur.

Forudsætninger

Typeområdernes morfologi skal være beskrevet og opgjort, således at fjordvolumen og areal kendes som funktion af dybden. Bundtopografien for væsentlige snit skal være fastlagt. Væsentlige snit er bl.a. fjordmundingen og basinadskillelser.

Udveksling med tilstødende farvande

Farvandsmodellen for de indre farvande leverer randdata til modellerne. Transporten af volumen, salt og næringsstof gennem fjordens munding beregnes med tidsskridt på 1 døgn eller mindre således, at transporterne rapporteres på døgnbasis. Netto-massebalancer for fjordene opstilles, og stoftilbageholdelsen estimeres.

For at udføre repræsentative beregninger skal transporten af volumen, salt og stof til fjorden fastlægges sammen med randbetingelserne ved fjordens munding og vindens hastighed. Ferskvands- og stoftilførsel fastlægges på døgnbasis. Vandstands- og vinddata etableres som 1 til 6 timers middelværdier. Randbetingelserne ved fjordens munding udgøres af variationerne i stofkoncentration, salinitet og temperatur. Yderligere skal der redegøres for slusedrift ved fjordmundingen.

Databaggrunden udgøres af randdata og beregnet salinitet, vandstand samt vertikale og horisontale densitetsforskelle.

11.4.3 Fysiske og kemiske forhold i sedimentet

Overvågningen af marine sedimenter omfatter svovlbrintebufferkapaciteten, puljer og deponering af næringsstoffer samt stofomsætning med specielt henblik på opgørelse af frigivelsen af næringsstoffer fra bunden. Endvidere gennemføres der en bestemmelse af sedimentets alder.

11.4.3.1 Svovlbrintebufferkapacitet

Sedimentets svovlbrintebufferkapacitet er størst i det tidlige forår og aftager i takt med en øget stofomsætning i løbet af sommeren for at nå det laveste niveau i begyndelsen af efteråret, umiddelbart før vandtemperaturen falder, og efterårets storme sætter ind. Svovlbrintebufferkapaciteten måles derfor i forårs- og efterårssæsonen. Parametre, frekvens og detektionsgrænse er angivet i tabel 11.4.

11.4.3.2 Næringsstofpulje

Sedimentets indhold af kvælstof (total-N) og fosfor (total-P) giver ikke oplysninger om, hvor stor en del af sediments kvælstof og fosfor, der aktivt indgår i stofomsætningen, men set over en længere årrække fås information om udviklingen i sedimentet. Specielt med hensyn til fosfor, der udgør den væsentligste interne mobile næringsstofpulje, måles også jernbundet fosfor (Fe-P). Det jernbundne fosfor er den fosfor pulje, der lettest frigives fra sedimentet til vandfasen i situationer med dårlige iltforhold i bundvandet. Sammenholdt med værdier for glødetab, TN og TP i sedimentet samt datering af sedimentet kan udviklingen vurderes i relation til næringsstoftilførslen.

Næringsstofpuljer måles i typeområder, repræsentative områder og på intensiv stationer (tabel 11.4). Da ændringer i sedimentpuljerne sker langsomt gennemføres målinger i starten og slutningen af programperioden.

11.4.3.3 Ilt- og næringsstoffluxe

Sedimentets iltforbrug og frigivelse af næringsstoffer bestemmes for at opnå en mere fuldstændig viden om næringsstofomsætningen og betydningen af ændinger i tilførslen.

Sedimentets iltforbrug er helt afhængig af den mængde organisk stof, der sedimenterer og omsættes i havbunden. Ved bestemmelse af sedimentets iltoptagelse (iltflux) opnås viden om variationer i organisk stoftilførsel til det pågældende sedimentområde. Oxidationsprocesserne varierer gennem året og kan være tidsforskudt i forhold til produktionen. Der kan derfor i perioder af året (især sommerhalvåret) oparbejdes en ’iltgæld’ i sedimentet. Iltfluxen bestemmes derfor fordelt over året med en frekvens, der er bestemt af omsætningshastigheden og dynamikken i det pågældende område. Den årlige stofomsætning (udtrykt ved iltfluxen og beregnet som middelværdier) summeres ud fra de repræsentative fluxperioder i året.

Næringsstoffer, som frigives fra sedimentoverfladen, kan øge næringsstofkoncentrationen i vandsøjlen. Til vurdering af sedimentets betydning som næringskilde bestemmes næringsstoffluxen mellem sediment og vandsøjle. Da næringsstoffluxen ligesom iltforbruget er årstidsafhængig, skal næringsstoffluxene måles med en frekvens, der er bestemt af omsætningshastigheden og dynamikken i det pågældende område. I praksis måles ilt og næringsstoffluxe derfor med samme frekvens og på samme tidspunkt. Den målte næringsstoffrigivelse fra sedimentet relateres til massebalancer for næringsstoffernes import og eksport til og fra området.

Ilt- og næringsstoffluxe måles kun i typeområderne. Prøvetagningsfrekvensen er fastsat til 8 gange om året hvert andet år (tabel 11.4).

Bestemmelse af sedimentes næringsstofpuljer, miljøfremmede stoffer og tungmetaller gennemføres i akkumuleringsområder. Afhængigt af akkumuleringsrater og bioturbation vil de udtagne sedimentprøver repræsentere varierende tidsperioder. For at kunne vurdere den tidslige udvikling i akkumuleringen af næringsstoffer, miljøfremmede stoffer og tungmetaller, er det nødvendigt at kende sedimentets alder. Dette gøres ved bestemmelse af 210Pb i sedimentprøver fra forskellig dybe. ²¹⁰Pb-datering udføres på alle sedimentstationer, hvor der ikke tidligere har været udført en datering inden for de seneste år.

11.4.4 Miljøfremmede stoffer og tungmetaller

Valget af miljøfremmede stoffer og tungmetaller er baseret på de forpligtelser, der foreligger i henhold til en række EU-direktiver og de internationale havkonventioner herunder Nordsøkonferencen. Antibegroningsmidlerne (pesticider) irgarol og diuron samt simazin og atrazin er, selvom der ikke forligger formelle krav, medtaget som følge af viden om disse stoffers effekter i det marine miljø (se bilag 2.1).

Da de fleste miljøfremmede stoffer og tungmetaller akkumuleres i biota og sediment er disse valgt som undersøgelsesmedie for at opnå et integrerende mål for påvirkningen af miljøet. Samtidig bliver koncentrationbestemmelserne mere sikre på grund af de højere koncentrationer sammenlignet med vandfasen. For enkelte flygtige stoffer skal prøver udtages i vandfasen. Effekter af miljøfremmede stoffer (imposex) er omhandlet i afsnit 11.5.6.2).

11.4.4.1 Biota (fisk og muslinger)

Ved anvendelse af biota til undersøgelse af forekomsten af miljøfremmede stoffer og tungmetaller skal der tages højde for, at biokoncentrationsfaktoren (BCF) varierer med art og stofgruppe. For at kunne sammenligne koncentrationer af de miljøfremmede stoffer i biota, er der derfor kun udvalgt få organismer til at indgå i programmet, og indsamlingen skal ske inden for en afgrænset tidsperiode. De udvalgte dyrearter og de vævsdele, der skal analyseres i overvågningsprogrammet fremgår af tabel 11.5.

Blåmuslinger er valgt, fordi de er vidt udbredte i fjord- og kystområderne. Samtidig er de stationære, så de giver udtryk for den lokale påvirkning. De filtrerer desuden store mængder af vand med deraf stor potentiel mulighed for at akkumulere. Blandt fisk er især ålekvabben stationær, men da tidligere målinger ofte er foretaget på skrubber, er det valgt at fortsætte med denne art i de fleste områder. Alle prøver skal indsamles i oktober-november.

I fisk skal der analyseres for tungmetaller, pesticider (DDT, DDE og gamma-lindan (HCH)) og de halogerede aromatiske kulbrinter og polychlorede phenyler (tabel 11.6 og tabel 11.7).

I muslinger analyseres som basis for tungmetaller, pesticider (DDT, DDE og gamma-lindan (HCH)), aromatiske kulbrinter, halogenerede aromatiske kulbrinter, polychlorede phenyler, polyaromatiske og kulbrinter ( PAHer). Prøvetypen ’Udvidet I’ omfatter endvidere pesticiderne aldrin, dieldrin, endrin og isodrin. ’Udvidet II’ omfatter analysering for en række organotinforbindelser (tabel 11.6 og tabel 11.7).

Hovedparten af prøverne skal udtages årligt. Kun analysering for pesticiderne i muslinger skal udføres hvert andet år (3/6) i programperioden (tabel 11.7).

11.4.4.2 Sediment

Mange miljøfremmede stoffer og tungmetaller har affinitet for partikler og vil derfor sedimentere ud af vandfasen for af blive aflejret i et sedimentationsområde. Ud fra stoffernes fysiske karakter er der valgt en række stofgrupper, hvis forekomst skal undersøges i sediment.

Prøvetypen ’Basis’ omfatter analysering for indholdet af tungmetaller organiske chlorforbindelser, aromatiske kulbrinter, phenoler, halogenerede aromatiske kulbrinter, polychlorede phenyler, polyaromatiske kulbrinter (PAHer), blødgørere. Prøvetypen ’Udvidet II’ omfatter ligesom for muslinger analysering for indholdet af en række organotinforbindelser (tabel 11.6 og tabel 11.7).

Sedimentprøver indsamles med en haps-prøvetager eller en anden prøvetager, der kan udtage en søjle af sedimentet. Sedimentprøverne skal indsamles på tre lokaliteter (stationer) langs en gradient fra kilden. Prøverne skal indsamles i sedimentationsområder. Muslingeprøver og sedimentprøver udtages så vidt muligt i nærliggende områder, så det kan forventes, at de to prøvetagningslokaliteter påvirkes af de samme kilder. For at få størst mulig samhørighed er det også tilstræbt, at stationerne er sammenfaldende med stationerne for prøvetagningen for næringsstofpuljer.

Det skal tilstræbes, at stationerne for sedimentprøverne til analysering af organotinforbindelser og imposexovervågning af snegle er de samme eller er beliggende så tæt på hinanden som muligt.

Prøver skal indsamles i perioden oktober til december. Prøver fra de åbne farvande i Nordsøen og Skagerrak kan også indsamles i januar-februar.

Alle sedimentprøver udtages hvert tredje år (2/6) i programperioden (se tabel 11.7).

Enkelte miljøfremmede stoffer måles i vandfasen fordi de er vandopløselige, de ikke akkumuleres i biota eller sediment eller fordi der på nuværende tidspunkt ikke er udarbejdet en velegnet analysemetode for disse matricer.

Prøvetypen ’Basis’ i vandfasen omfatter analysering for indholdet af halogenerede alifatiske kulbrinter, chlorphenoler og anioniske detergenter. Prøvetypen ’Udvidet III’ omfatter analysering for indholdet af en pesticider (diuron, irgarol, simazin og atrazin (antibegroningsmidler)), se tabel 11.6 og tabel 11.7.

Prøverne til analysering for pesticider (Udvidet III) skal indsamles i perioden 15. maj til 15. juni, dvs. i perioden lige efter at lystbåde normalt igen er søsat. Tidspunktet for udtagning af prøver til analysering af øvrige stoffer (Basis) skal om muligt koordineres med udtagning af tilsvarende prøver i de øvrige delprogrammer især punktkilder.

Der udtages prøver hvert andet (3/6) eller hvert tredje år (2/6) i programperioden (se tabel 11.7).

11.4.5 Pelagiale biologiske parametre

Den biologiske overvågning omfatter planteplankton og dyreplankton i vandsøjlen (den pelagiale zone).

11.4.5.1 Planteplankton

Overvågningen omfatter bestemmelse af primærproduktion, artssammensætning samt kvantitativ opgørelse af antal, biovolumen og kulstofbiomasse for de enkelte arter. Bestemmelse af klorofylkoncentration er beskrevet i afsnit 11.5.1. Endelig skal algeblomstringer og usædvanlige forekomster følges.

Måling af primærproduktion anvendes til beregningen af arealproduktionen af organisk stof i systemet. Planteplanktonets produktion af organisk stof er den første proces i den kaskade af processer som udgør den biologisk respons på næringsstof tilførsel. Produktionen af planteplanktonet er fødegrundlaget for dyreplankton og bunddyr og det som forårsager iltsvind ved sedimentation. Målingerne indgår derfor både i den almene vurdering af det biologiske system og i modelberegninger. Målemetoden er ændret ved at der foretages bestemmelse af klorofyl sammen med primærproduktionsmålingerne (se Kaas & Markager, 1998). Det betyder at man kan beregne produktionen pr. algebiomasse, hvilket kan burges som en indikator for graden af næringsstofbegrænsning.

Artssammensætningen anvendes ved vurdering af omsætningen i det pelagiske system og til forklaring af resultaterne af bl.a. klorofyl-, ilt- og primærproduktionsmålinger. Målingerne er basis for analyser af langtidsudviklingen i artssammensætningen og forekomsten af karakteristiske arter, herunder specielt potentielt toksiske arter. Ved algeopblomstringer og opblomstringer af toksiske arter indgår artssammensætningen i analyser af baggrund og årsager til opblomstringen og i vurderingen af eventuelle aktioner og i prognoser for udvikling og følger. Ved indsamling prøver til bestemmelse af arter i planteplankton skal det sikres at hele den fotiske zone bliver dækket. Ved forekomst af et dybtliggende fluorescens-maksima tages supplerende prøve i dette.

Overvågningen af planteplanktonarter viderefører eksisterende tidsserier og der fortsættes med de hidtidige metoder. Bestemmelsen af artssammensætning og den kvantitative opgørelse ved omvendt mikroskopi, som beskrevet af Utermöhl (1958). I nogle områder suppleres som hidtil med epifluorescensmikroskopering.

Undersøgelserne af arts og kvantitativ sammensætning omfatter fototrofe og heterotrofe organismer, som traditionelt henregnes til planteplankton. For eksempel henregnes de heterotrofe choanoflagellater til planteplankton. I de repræsentative områder og på intensiv og ekstensiv stationer, hvor der ikke indgår bestemmelse af mikrodyreplankton, regnes arter af Noctiluca og fototrofe ciliater som Myrionectra rubra (tidligere Mesodinium rubrum) til planteplankton. Heterotrofe ciliater er derimod ikke omfattet af planteplanktonundersøgelserne. I typeområderne tælles disse organismer enten i planteplanktonprøven eller i mikrodyreplanktonprøven afhængigt af, hvor det mest sikre celletal opnås (tabel 11.8).

For at følge udviklingen i planteplankton er det nødvendigt med eksakte opgørelser af den relative betydning af arterne/artsgrupperne. Derfor gennemføres kvantitative analyser af antal, biovolumen og kulstofbiomasse. De kvantitative opgørelser medvirker til fastlæggelse af årsagssammenhænge og mulig fremtidig udvikling i planteplanktonets sammensætning og betydning

Den kvantitative opgørelse udelades dog for prøver fra fluorescensmaksimum, der kun analyseres kvalitativt for dominerende arter.

Prøvetagningsdybder

Planktonprøverne skal udtages i forskellige dybder afhængig af bunddybden på den enkelte station.

På alle stationer skal der ved forekomst af et dybt liggende klorofyl-maksimum, udtages en prøve i klorofyltoppen til bestemmelse af dominerende arter og klorofyl a indholdet. Tilstedeværelse af et dybt klorofylmaksimum vurderes ud fra fluorescensprofilen og defineres ved at fluorescensværdien er større end 2 gange normalniveauet i profilen for dybdeintervallet 0,1-1 meter på lavvandede stationer og 0,1-5 meter på dybe stationer.

I typeområder og repræsentative områder skal der tages en integreret prøve dækkende den fotiske zone; dvs. Dybdeintervallet fra overfladen ned til 1 %-lysdybden eller, hvis denne overstiger vanddybden, ned til 0,5 m over bunden.

På intensiv stationer skal der tages en integreret prøve dækkende dybdeintervallet 0-10 m.

Prøvetagningsfrekvens

Den årlige frekvensen for prøvetagningen i typeområder, repræsentative område samt intensiv og ekstentiv stationer fremgår af tabel 11.8. Prøvetagningen skal dække hele året med varierende frekvens, men sådan at frekvensen er højest i vækstsæsonen. Målingerne skal omfatte hele den fotiske zone.

I typeområderne skal prøvetagningen dække hele året. I vinterperioden skal der maksimalt være 1 prøvetagning pr. måned. De resterende prøvetagninger lægges i vækstperioden I de repræsentative områder og på intensiv stationer har prøvetagningen i vækstsæsonen højest prioritet. Ved høj prøvetagningsfrekvens (³ 24 pr. år) skal vinterperioden inddrages med maksimum 1 prøvetagning pr. måned.

Ved algeopblomstringer eller forekomst af fiskedød, bunddyrdød, giftige muslinger etc. kan det være nødvendigt at tage prøver på andre tidspunkter og lokaliteter end de forud fastlagte. Prøvetagningen må i disse tilfælde tilpasses den givne situation (se Kaas & Markager, 1998).

11.4.5.2 Dyreplankton

Overvågningen af dyreplankton skal gøre rede for dets betydning for udviklingen i planteplanktonet samt at belyse langtidsudviklingen i dyreplanktonets artssammensætning (tabel 11.8). Programmet omfatter bestemmelse af dominerende arter samt en kvantitativ opgørelse af antal og biomasse for de vigtigste arter/artsgrupper.

De vigtigste grupper af protodyreplankton er flagellater og ciliater. I gennem de sidste årtier er det vist, at disse to grupper spiller en vigtig rolle som græssere af både planteplankton og bakterier (Fenchel, 1987). I modsætning til det flercellede dyreplankton (mesodyreplanktonet) har protodyreplanktonet væksthastigheder, som svarer til planteplanktonet. Principielt skulle man således formode at ændringer i planteplanktonbiomasse og sammensætning umiddelbart afspejlede sig i protodyreplanktonbiomasse.

Overvågning af mikrozopolankton udføres i udvalgte typeområder. Prøver udtages af den samme integrerede prøve som prøven for planteplankton.

Mesodyreplankton udgøres af flerecellede organismer, som enten tilbringer hele deres liv (holoplankton) eller kun dele heraf (meroplankton) i de fire vandmasser. Typiske repræsentanter for det holoplanktoniske dyreplankton er vandlopper og hjuldyr, mens meroplankton omfatter larvestadier af muslinger, snegle, børsteorm, storkrebs, pighude m.fl.. Generelt stiger meroplanktonets betydning med aftagende vanddybde.

Mesodyreplankton ernærer sig af planteplankton. Mesodyreplankton domineres af vandlopper, dog kan dafnier i perioder bidrage væsentligt til biomassen. Samtidig udgør de fødegrundlaget for planktivore fisk (fiskelarver, sild, brisling), coelenterater (f.eks. vandmænd).

Da mesodyreplanktonnet i nogle havområder er i stand til at kontrollere biomassen af det større planteplankton i sommerperioden , er det væsentligt at have kendskab til, hvor stor mesodyreplanktons græsningspotentiale er for at kunne evaluere udviklingen i planteplanktonbiomasse.

Prøvetagningsmetodik og prøvebehandling mm. er beskrevet i den tekniske anvisning for marin overvågning (Kaas & Markager, 1998).

Overvågningen af mesoplanktonet udføres i typeområder, på intensiv og ekstensiv stationer. Prøvetagningsfrekvenserne fremgår af tabel 11.8.

11.4.6 Bentiske parametre

Den bentiske marine overvågning omfatter overvågning af bundvegetation, herunder stenrev og bundfauna på den jævne bund (tabel 11.9).

11.4.6.1 Bundvegetation

Bundvegetation overvåges i typeområder, i repræsentative områder og ekstensiv stationer (stenrev). Typeområderne danner grundlag for tværgående analyser af årsagssammenhænge og skal derfor undersøges med større intensitet end de repræsentative områder. De repræsentative områder skal sikre en bred geografisk dækning i programmet.

Overvågningen af bundvegetations består af 3 undersøgelsestyper (intensive, ekstensive og arealudbredelse). Den intensive type omfatter overvågning langs transekter i kystområderne og i punkter på stenrev.

Undersøgelserne gennemføres normalt som dykkerundersøgelser langs transekter. Undtagelser herfra forekommer i meget lavvandede områder, hvor dykning er upraktisk og i større undersøgelsesområder hvor dybdeforholdene er ensartede. I sidstnævnte tilfælde bruges punktmålinger (se stenrev). Undersøgelserne i typeområderne og de repræsentative områder foretages én gang om året i perioden juni-august. På stenrev bedømmes bundvegetationen 2 gange årligt.

Mens de intensive og ekstensive undersøgelser giver detaljerede oplysninger om vegetationens sammensætning langs udvalgte linier, anvendes arealundersøgelser til at kortlægge den geografiske udbredelse af en forholdsvis ensartet vegetationstype.

Intensive undersøgelser omfatter hele bundvegetationen indenfor et område - dvs. samtlige vegetationsparametre undersøges både på blød bund, på hård bund og på blandet bund. Intensive undersøgelser omfatter desuden en detaljeret beskrivelse af substratet (tabel 11.9). I typeområder undersøges hele vegetationen intensivt hvert år, mens dette i modsætning til tidligere kun sker hvert andet år i de repræsentative områder (tabel 11.10).

Ekstensive undersøgelser omfatter kun vegetationen på blød bund og udgør dermed en delmængde af de intensive undersøgelser. På blandet bund omfatter ekstensive undersøgelser kun den del af vegetationen, der vokser på blød bund (tabel 11.9). Ekstensive undersøgelser gennemføres i de repræsentative områder hvert andet år.

Arealundersøgelserne skal beskrive fladeudbredelsen og fladedækningsgraden af ålegræs/andre blomsterplanter. De foretages ved fotografering fra fly med efterfølgende billedanalyse samt dykkerkontrol. De intensive og ekstensive undersøgelser bruges som en del af de støtteoplysninger/kalibreringsdata, der skal anvendes ved analysen af flyfotografierne. Feltundersøgelserne skal derfor være koordineret med kortlægningen fra fly.

Overvågningen af stenrev omfatter samme parametre som de intensive undersøgelser på hård bund, men prøveindsamlingen sker som punktmålinger inden for stationsområdet i stedet for langs transekter. Stenrevsovervågningen omfatter artssammensætning og dækningsgrad.

Som baggrund for placeringen af transekterne er undersøgt fordelingen af substratet i området. Inden for områder med hård bund er der udlagt transekter til beskrivelse af makroalgerne, og inden for områder med blød bund er udlagt transekter til beskrivelse af blomsterplanterne og kransnålalgerne.

Transekterne er udlagt, så de repræsenterer vegetationen på blød og hård bund i både de indre og de ydre fjordafsnit. I områder med blandede bundforhold kan det enkelte transekt repræsentere vegetationen på både blød og hård bund. I områder med stor rumlig adskillelse mellem substrater af blød bund og hård bund, er transekterne placeret, så vegetationen på den bløde bund og den hårde bund hver især beskrives tilfredsstillende. Selvom der ofte kun er sparsomme områder med egnet hård bund i den indre del af fjordene, er der udlagt transekter, så forandringerne i algevegetationens sammensætning ind gennem fjordene kan beskrives ved undersøgelserne.

I hvert fjordafsnit er der så vidt muligt placeres 2 transekter, der repræsenterer vegetationen på hård bund og 2 transekter, der repræsenterer vegetationen på blød bund.

Transekterne er placeret i områder, der ikke er påvirket direkte af punktkilder. Hvis området er blevet undersøgt tidligere, er de eksisterende transekter bibeholdt, hvis de opfyldte de beskrevne krav til placering.

Vegetationsdata fra transekterne skal kunne kobles til oplysninger om vandkemi. I typeområder er vegetationstransekter og vandkemistationer principielt placeret således, at de repræsenterer et indre, et mellemste og et ydre fjordafsnit. I et repræsentativt område er vegetationstransekter og vandkemistationer principielt placeret således, at de repræsenterer et indre og et ydre fjordafsnit (figur 11.1).

Skitse af princip for placering af vegetationstransekter og vandkemistationer i en fjord, der er udvalgt som typeområde.

Punktundersøgelser benyttes ved vegetationsundersøgelser i større områder med ensartet dybde eller på dybe lokaliteter - såsom stenrevene, hvor dykkertiden begrænser arbejdsindsatsen. Punkterne udlægges så der opnås en repræsentativ dækning af området. De enkelte punkter defineres ved deres position og dybde. Punktundersøgelser udføres efter samme fremgangsmåde som transektundersøgelser.

Omfang og frekvens

Bortset fra enkelte områder (typeområder) gennemføres ekstensive undersøgelser hvert andet år, hvor dybdegrænser og dækningsgrad af blomsterplanter kortlægges. I de mellemliggende år suppleres det ekstensive program med undersøgelser, der omfatter makroalger (intensive program). Der udføres overvågning fra fly hvert 3. år. for at fastlægge den horisontale udbredelse af især ålegræs

Prøveindsamlingen på stenrev udføres 2 gange om året i henholdsvis maj og august måned.

Prøvetagning- og analysemetoder er beskrevet i den tekniske anvisning for marin overvågning (Kaas & Markager, 1998).

11.4.6.2 Bundfauna

Overvågningen af bundfauna omfatter artssammensætning, individtæthed og biomasse af blødbundfauna i kystnære og åbne havområder samt opgørelse af biomassen af filtratorer i fjordområder. Endvidere indgår forekomst af imposex hos snegle i overvågningen.

Da bundfaunaen hovedsagelig er stationær, vil mængden og sammensætningen af bundfaunaorganismer på en given lokalitet afspejle den sum af påvirkninger, inklusiv menneskeskabte påvirkninger, som den undersøgte lokalitet har været udsat for i en periode op til prøvetagningen. Bundfaunaens stationære natur gør den derudover forholdsvis nem at kvantificere og det bliver dermed muligt med en overskuelig indsats at følge den tidslige udvikling.

Artssammensætning, individtæthed og biomasse

Normalt vil 3-4 grupper af dyr dominere i bundfaunaprøverne: Polychaeter, Molluscer, Crustaceer og Echinodermer. Generelt anbefales, at bestemmelsen udføres til artsniveau for disse grupper, hvilket dog kan være tidskrævende for nogle familier og slægter (f.eks. Cirratulidae, Polydora og Capitella). De øvrige grupper bør så vidt muligt bestemmes til artsniveau.

Biomassen bestemmes enten vådvægt eller tørvægt og gerne ved begge biomassemål. Alternativt kan man anvende omregningsfaktorer fra andre undersøgelser (Rumohr et al., 1987) eller anden dokumenteret relation til bestemmelse af tørvægt udfra vådvægt eller størrelsesmål. I enkelte tilfælde kan der bestemmes askefri tørvægt eller kulstofbiomasse (Kaas & Markager, 1998).

Prøver af bundfauan udtages 1 gang årligt i typeområder og repræsentative områder Endvidere udføres prøvetagning af blødbundfaunaen på ekstensiv stationer i de åbne farvande med ensartede bundforhold, hvori et stort antal stationer placeres med jævnt fordelt og på ekstensiv stationer (tabel 11.8).

Biomasse af filtratorer

De bentiske filtratorer har stor betydning for mængden af planteplankton i lavvandede lokaliteter. De bentiske filtratorer har her mulighed for at begrænse produktionen af planteplankton hvis opblandingen af vandsøjlen er tilstrækkelig stor. Til beskrivelse af dynamikken i typeområderne er det derfor nødvendigt, at kende mængden af filtratorer for at kunne estimere den potentielle betydning af disse filtratorers græsning.

De dominerende bentiske filtratorer udgøres i mange områder af blåmuslinger, men i andre områder kan infaunale muslinger, som f.eks. sandmusling, være de mest betydningsfulde filtratorer. Endelig kan der i enkelte områder være tale om epifauna-arter, såsom søpunge o.l. Dette medfører naturligvis, at man bør tilpasse prøvetagningsmetoden efter hvilken art, der dominerer på den pågældende lokalitet.

Biomasse af filtratorer opgøres i alle typeområder undtagen Limfjorden én gang årligt (tabel 11.8).

Imposex hos snegle

I dette måleprogram undersøges effekterne af organisk tinforbindelser (antibegroningsmidler) fra skibsmaling gennem en registrering af forekomsten af imposex hos almindelig konk (Buccinum undatum) eller, i de områder hvor Buccinum mangler eller er fåtallig, ved undersøgelser af dværgkonk (Hinia reticulata). Imposex hos snegle, også kaldet pseudohermafroditisme, er et irreversibelt fænomen som fremkommer efter eksponering for organisk tinforbindelser. Det der dækker over udvikling af hanlige kønskarakterer hos særkønnede hunner. Fænomenet viser sig i form af synlige morfologiske ændringer, først og fremmest dannelse af en såkaldt pseudopenis og/eller sædleder oven over højre tentakel samt - i visse tilfælde - en krøllet ægleder. I de områder hvor Almindelig konk og dværgkonk helt mangler eller er meget fåtallige registreres forekomsten af intersex hos strandsneglen (Littorina littoralis). Ved intersex-fænomenet erstattes hunlige kønsorganer af hanlige kønsorganer.

Snegle indsamles i de områder hvor der sker en overvågningen af forekomst af miljøfremmede stoffer og tungmetaller og i de åbne farvande.

11.5 Lokalisering af overvågningsområder og stationer

Den marine overvågning omfatter følgende undersøgelsesområder og stationer:

• 6 typeområder i udvalgte fjordområder,
• 34 repræsentative områder i fjord- og kystområder,
• 17 områder til overvågning af miljøfremmede stoffer og tungmetaller,
• 16 intensiv stationer og 6 automatiske målebøjer,
• 26 ekstensive pelagiale stationer i de indre danske farvande og 50 ekstensiv stationer i Nordsøen og Skagerrak,
• 119 bundfaunastationer i indre danske farvande og 3 bundfaunastationer i Nordsøen,
• 7 stenrev i de indre danske farvande.

Ved udvælgelse og placering af typeområder, repræsentative områder og områder til overvågning af påvirkningen af miljøfremmede stoffer og tungmetaller er der anvendt på følgende kriterier:

• området repræsenterer forskellige danske kyst- og havtyper,
• området er typeområde for eutrofieringsmålinger, og
• der er tidligere er udført undersøgelser i området.

Ved udvælgelse af intensiv og ekstensiv stationer er der anvendt følgende kriterier:

• stationerne repræsentere forskellig farvandsafsnit,
• stationerne er relevante for den hydrografiske modellering,
• internationale forpligtelser, og
• der er tidligere udført undersøgelser på stationen.

I afsnit 11.5.6 er angivet årstal for prøvetagning og analysering af parametre der har en frekvens på mindre end én gang pr. år. I bilag 11.1 er farvandsområder angivet med hydrologisk reference nummer samt areal for vandområde og oplands arealet.

11.5.1 Typeområder

I typeområderne er hovedvægten lagt på overvågning af tilstand og udvikling samt vurdering af årsagssammenhænge i fjorde og kystnære områder. Endvidere beregnes af vand- og stoftransport ved hydrodynamiske modellering.

Den eksakte udformning af måleprogrammet for de enkelte typeområder er foretaget ud fra kendskab til de lokale forhold. Det generelle måleprogram for typeområderne fremgår af tabel 11.12. Program for prøvetagning og analysering i hvert enkelt typeområde er angivet i bilag 11.2.

For hvert område er der opstillet, med udgangspunkt i tidligere anvendte modeller, en hydrografisk model, der kvantifiserer de fysiske forhold i typeområdet og fastlægger volumen, salt og stofudvekslingen med de tilstødende farvande (se Kaas & Markager, 1998).

Farvandsmodellen beskriver randbetingelser for de fleste af typefjordene med hensyn til vandstand, salinitet og temperatur. Til Skive Fjord/Lovns Bredning og Roskilde Fjord kan data fra Farvandsmodellen ikke umiddelbart anvendes som randdata til fjordmodellen, idet begge fjorde udgør en del af større fjordsystemer. Her skal randdata i højere grad end i de øvrige fjorde fastlægges gennem målinger.

11.5.2 Repræsentative områder

Ved overvågningen af de repræsentative områder er hovedvægten lagt på at vise og følge fjorde og kystnære områders økologiske tilstand og udvikling. Måleprogrammet for de repræsentative områder er vist i tabel 11.13.

I tabel 11.14 er vist en oversigt over de udpegede repræsentative områder Den amtsvise fordeling af områderne, herunder arbejdsdelingen mellem de amter, der har fælles farvandsområder, fremgår af bilag 11.3.

11.5.3 Områder for overvågning af miljøfremmede stoffer og tungmetaller

De udvalgte områder til overvågnings af miljøfremmede stoffer og tungmetaller fremgår af tabel 11.15. En del af de udvalgte områder er også typeområde. I bilag 11.4 er angivet de enkelte stationer deres position og frekvens for prøvetagning.

11.5.4 Intensiv stationer

Frekvenser for prøvetagning på intensivstationerne fremgår af tabel 11.16. Indsamlingsfrekvensen varierer som følge af lokale forhold og supplerende dataindsamlinger i forbindelse med svenske og tyske overvågningstogter (se bilag 11.5).

På de 6 åbent-farvandsstationer med en målebøje opsamles data om salinitet, temperatur og strøm fra målebøjer. Disse bøjer anvendes til kontrol af den beregnede vandtransport samt til kalibrering af modelresultaterne. Stoftransporten beregnes ud fra salt- og vandtransporten og målingerne af salinitet og næringsstoffer på de intensiv stationer (se også afsnit 11.5.2).

To automatiske målebøjer er placeret på den nordlige rand for de indre danske farvande i den nordlige del af Kattegat. En station øst for Læsø og en ved Læsø Fyr vest for Læsø (Aalborg Bugt, Nordjyllands Amt). Derudover er der placeret bøjer i området omkring Darss Tærsklen (Hjelm Bugt, Storstrøms Amt) og i det nordlige Lillebælt ved Lillebæltsbroen (Vejle Amt).

Indsamlede oplysninger fra eksisterende bøjer i Øresund (én bøje ved Drogden) og Storebælt (to bøjer) forudsættes at indgå i resultatbearbejdningen og rapporteringen.

Hovedparten af intensiv stationer (16 stationer) indgår endvidere i nettet af ekstensiv stationer.

11.5.5 Ekstensiv stationer

11.5.5.1 Næringsstoffer

På de 26 ekstensiv stationer i de indre danske farvande er hovedvægten lagt på at kortlægge næringsstofkoncentrationerne om vinteren og iltforholdene i sensommer-efterår. De indsamlede informationer indgår i de internationale overvågningssystemer. Dele af stationsnettet anvendes også af Norge, Sverige og Tyskland (tabel 11.17 og bilag 11.6).

De 50 ekstensiv stationer i Nordsøen og Skagerrak omfatter kortlægning af vinternæringsstofkoncentrationer samt iltforhold. Resultaterne fra de ekstensiv stationer indgår desuden i beregningerne af vand- og stoftilførsler.

11.5.5.1 Bundfauna på blød bund

Stationsnettet for bundfaunaovervågningen består af 2 typer stationer. På 22 stationer tages 3-5 haps-delprøver. Disse stationer bibeholdes for at fortsætte lange tidsserier. Derudover tages der prøver fra 100 stationer (50 i det nordlige Kattegat og 50 i det sydlige Kattegat) med udtagning af enkeltprøver taget fra mange stationer spredt indenfor undersøgelsesområdet (tabel 11.18 og bilag 11.6).

11.5.5.3 Vegetation på stenrev

Vegetationen på stenrev i de åbne farvande overvåges 2 gange årligt på 7 stenrev i Kattegat og ét stenrev i det Nordlige Bælthav. Følgende stenrev er udvalgt: Schultz's Grund, Briseis Flak, Store Middelgrund, Herthas Flak, Kims Top, Tønneberg Banke og Vejrø (se bilag 11.6).

11.5.6 Farvandsmodel

Til støtte for modelberegningerne er der udlagt tre automatiske målebøjer, hvorfra hydrografiske data til modellen skal indsamles. Målebøjerne er udlagt i følgende områder:

• en bøje i Hjelm Bugt ved Darss Tærsklen (Storstrøms Amt),
• en bøje ved Lillebæltsbroen (Vejle Amt),
• en bøje ved Læsø fyr vest for Læsø (Nordjyllands Amt),
• en bøje i Øresund (Øresundskonsortiet),
• en bøje øst for Læsø (SMHI), og
• en bøje i Storebælt (Farvandsvæsenet).

Amterne har ansvaret for etablering og drift af 3 af målebøjerne samt for overførsel af data fra disse til modelleringsinstitutet. En målebøje øst for Læsø i svensk farvand udlægges af Statens Meteorologiske og Hydrografiske Institut (SMHI) i Sverige. Miljøstyrelsen er ansvarlig for at data fra denne bøje overføres til modelleringsinstitutet (se bilag 11.7). I tabel 11.19 er vist farvandsnit hvor farvandsmodellen beregner af vandvolumen, saltindhold og stoftransport.

11.5.7 Tidsplan og frekvens for prøvetagning

En række parametre har en prøvetagnings- og analysefrekvens som er mindre end en gang årligt. I tabel 11.20 er vist hvilket år de pågældende prøvetagninger og analyse skal udføres. Endvidere er angivet den årlige frekvens for samtlige prøvetagninger.

11.6 Databehandling og kvalitetssikring

Kvaliteten af de indsamlede resultater skal svare til internationale standarder med hensyn til indsamling, kalibreringsprocedurer, analyser (detektionsgrænser og nøjagtighed) og dataindberetning. Præstationsprøvninger gennemføres regelmæssigt for alle kemiske variable. Detaljerede beskrivelser af de nødvendige kvalitetssikringsprocedurer er beskrevet i den teknisk anvisning for marin overvågning (Kaas & Markager, 1998). Kvalitetssikringen af modelleringen udføres på flere niveauer. Disse er alle del af den naturlige arbejdsgang, når formålene med analysen af de fysiske forhold i fjordene er opfyldt. Modelgrundlaget evalueres i forhold til kravene til modelleringen af typefjordene. Herunder evalueres rimeligheden af antagelser om for eksempel vertikal homogenitet i forhold til observationer fra fjorden og antagelser om vandskiftet ved fjordens munding. Modelberegninger sammenstilles med observationerne fra fjorden. Sammenstillingen skal ske med hensyn til vandstand, salinitet og vertikale densitetsforskelle, således at modellernes tidslige opløsning fastlægges i forhold til observationssættet. Sammenstillingen kan foretages over forskellige tidshorisonter: døgn, uger og måneder. Afvigelser mellem modellering og observationerne fastlægges og afvigelsernes betydning for transportberegningen af volumen, salt og næringsstof evalueres. De specielle fysiske forhold og modelberegninger og observationsmaterialet sammenstilles med biologiske enkelthændelser og tilstandsvariable. Den kvalitative betydning af de fysiske forhold for de biologiske enkelthændelser evalueres. Det diskutere om beskrivelsen af de fysiske forhold støtter analysen af biologiske tilstandsvariable.

11.7 Forudsætninger for programmets gennemførsel

Gennemførelse af overvågningen af de marine områder forudsætter:

• at der i programmets første år er opstillet hydrodynamiske modeller for både de indre danske farvande og for typeområderne. Modellerne skal opstilles så det er muligt at lave månedlige opgørelser af vand- og stoftransporter,
• at der i tilknytning til Farvandsmodellen er etableret automatiske målebøjer til indsamling af hydrografiske data vest og øst for Læsø, ved Darss-tærsklen og i det nordlige Lillebælt, samt at data fra eksisterende målebøjer i Storebælt og Øresund (Drogden) er til rådighed,
• at der indsamles hydrografiske kontroldata med høj frekvens ved de automatiske målebøjer,
• at der indsamles hydrografiske kontroldata og næringsstofdata med høj frekvens ved intensiv stationer og at disse rapporteres månedligt
• at der i tilknytning til Farvandsmodellen etableres et system til overførsel af meteorologiske informationer,
• at der udføres sedimentdatering i de områder, hvor der måles miljøfremmede stoffer og næringsstoffer, og
• at den landbaserede og atmosfæriske tilførsel opgøres særskilt for udvalgte fjord-, kyst- og farvandsområder, der indgår i programmet. Tilførslen skal opgøres på månedsbasis for 11 fjord/kystområder (3. og 4. ordens farvandsafsnit) og 9 havområder (1. ordens farvandsafsnit). Derudover skal den årlige tilførslen opgøres for 49 anden ordens farvandsafsnit og 8 fjordområder.

I løbet af programperioden bør der udføres en række hydrografiske undersøgelse i kombination med målinger af vandkemiske variable i profiler og transekter til kontrol af den hydrodynamiske model. Særligt i frontområder, eksempelvis i overgangen mellem Kattegat og Skagerrak, er der behov for at kontrollere modelberegningerne. Sådanne undersøgelser kan bl.a. ske med automatiske målesystemer til indsamling af hydrografiske data monteret på et af havundersøgelsesskibene eller kommercielle skibe.

I overvågningsprogrammet indgår automatiske målinger af salinitet, temperatur og strøm fra bøjer placeret på centrale positioner i de indre farvande. I de kommende år skal konceptet med brug af automatiske målesystemer videreudvikles, således at løbende målinger af næringsstoffer, klorofyl og lys kan indgå i den fremtidige marine overvågning. Ligeledes skal der arbejdes mod testning og implementering af rutinemæssig brug af skibsbårne automatiske målesystemer (’mekanisk fisk’, ships-of-opportunity).

Obsevationer fra satellit og fly anvendes i dag i begrænset omfang i overvågning af planktonopblomstringer i USA og Australien. Det skal undersøges, hvorvidt det er muligt at anvende disse metoder under danske forhold, ligesom muligheden for at udnytte jordobservationer til fastlæggelse af dominerende algeklasser bør testes.

Fotografering fra fly af bundvegetationens udbredelse indgår i det nye overvågningsprogram. Nye teknikker kan være med til at forbedre undersøgelserne. Metoderne til identifikation og kortlægning af bundvegetation ud fra luftfotos, flyscannerdata og satellitdata skal således videre udvikles.

Der er også behov for at udvikle de ’traditionelle’ metoder til undersøgelser af bundvegetation. Nye strategier skal testes i forhold til de nuværende. Analyserne af algevegetationens udbredelse og artssammensætning set i relation til de fysiske og kemiske forhold skal optimeres, således at der kan opstilles bedre miljøindikatorer.

Ved brug af high performance liquid chromatography (HPLC) er det i dag muligt bestemme algeklassernes betydning i planteplankton-samfundet og dermed få et overordnet billede af omsætningsvejene i vandsøjlen. Metoden er et væsentligt supplement til de klassiske planteplankton-undersøgelser, hvor betydningen af de enkelte arter (herunder toksiske arter) bestemmes. HPLC-metoden er hurtig og billig og giver derved mulighed for at få en større horisontal dækning. Metoden bør implementeres i næste programperiode, og det skal vurderes i hvilket omfang dette skal ske.

Generelt er de miljøindikatorer, der anvendes i dag såvel i dansk som international overvågning, simple og giver kun i begrænset omfang integrerede udtryk for miljøtilstanden. Der er behov for at videreudvikle miljøindikatorerne.

Anvendelse af økologisk modellering i overvågningen anbefales undersøgt i løbet af programperioden. Økologisk modellering vil styrke analyser af årsagssammenhængen og give mulighed for at opstille prognoser.

Ligeledes anbefales det at vurdere, hvorvidt fiskeundersøgelser kan indgå i næste programperiode og i givet fald hvordan dette kan ske.