The Baltic Sea is one of the shallowest seas in the world. Its depth, combined with a large inflow of fresh waters, carrying numerous loads of nutrients, leads to the bloom of cyanobacteria. This more and more frequent phenomenon in the Baltic Sea makes it difficult for all tourists who come to the seaside to relax. All this is due to eutrophication – excessive water nutrition.
The aim of the marine waters protection program – aPOWM, is to stop the pollution of the Baltic Sea, and eutrophication is one of the 11 features that contribute to maintaining or improving the good environmental status of marine waters. One of the basic elements negatively affecting the condition of the Baltic Sea are nutririents – nitrogen and phosphorus compounds that are carried by rivers that supply the Baltic Sea in large numbers. Both of these elements occur in nature in different forms. In the natural environment, nitrogen is most commonly present in the gas form – N2, which is the main component of air. The present form of nitrogen is ammonia – NH3, which is produced by the decomposition of organic matter. The oxygen form of nitrogen compounds are nitrates (the formula of the nitrate ion -NO3) and nitrites (the formula of the nitrite ion -NO2). Both nitrite and nitrate ions are soluble in water and therefore they are displaced with it. Changes in nitrogen between its various forms are called the nitrogen cycle in nature. In the case of phosphorus, the most common form is phosphate (-PO4). Limiting the inflow of these nutrients to rivers is one of the key challenges in the protection of the Baltic Sea.
Source: Copernicus Sentinel Data [2021],processed at the Satellite Teledetection Department, IMWM-PIB
Sources of eutrophication
According to the BALANCE OF LOADS OF POLLUTANTS DISCHARGED BY RIVERS TO THE BALTIC SEA – PLC 7 prepared by Poland in 2020, reported to HELCOM, the general structure of loads “at source”, according to the categories included in the balance, is presented in the table below. As shown in it, agriculture is the absolute largest source responsible for two-thirds of both nitrogen (67%) and phosphorus (66%) reaching Polish surface waters. The second largest source, i.e. municipal sewage treatment plants, accounts for only 9% of nitrogen and 14% of phosphorus. The third place, with a share of 7% in the nitrogen balance and 5% in the phosphorus balance, is occupied by the transboundary loads, followed closely by the natural background of 5% in relation to the nitrogen and phosphorus balance. It is worth noting that we have virtually no influence on the amount of loads from the last two categories mentioned. The remaining 9 categories account for only 12% nitrogen and 9% phosphorus. Sanitary wastewater from non-sewage areas accounts for only 4% of nitrogen and 3% of phosphorus.
Source of nutritients | Nitrogen [%] | Phosporus [%] |
Direct communal point sources | 0,26 | 0,19 |
Intermediate municipal point sources | 0,01 | 0,01 |
Intermediate municipal point sources | 9,32 | 13,68 |
Indirect industrial point sources | 2,61 | 0,81 |
Indirect point sources – aquaculture | 0,61 | 1,20 |
City runoffs and combined sewer systems transfers | 1,01 | 1,79 |
Sanitary sewage from non-sewage areas | 4,31 | 2,94 |
Agriculture | 66,41 | 67,07 |
Direct atmospheric deposition | 1,49 | 0,56 |
Forests and wastelands | 1,55 | 1,57 |
Natural background | 5,46 | 5,06 |
Cross-border cargo | 6,91 | 5,12 |
Unknown origin loads | 0,05 | 0,00 |
Source: Study of the balance of pollution loads discharged by rivers into the Baltic Sea – PLC 7 for HELCOM
The structure of nitrogen and phosphorus loads at the source is presented below, taking into account the division into five “regions”, ie the Vistula within Poland, the Oder within Poland, the basins of the Przymorze, Pregoła and Niemen rivers and cross-border catchments.
Source: Study of the balance of pollution loads discharged by rivers into the Baltic Sea – PLC 7 for HELCOM
Discharges of sewage from ships are also significant in the case of the Baltic Sea. It was not until 2016 that a ban on discharging sewage by vessels directly into the Baltic Sea was introduced.
In the case of the Baltic Sea, the greatest amount of nutrients comes from the rivers flowing into it (Fig. 1). According to the data of the Helsinki Commission, the Vistula River introduces 9% of nitrogen and 16% of phosphorus, and the rivers of the Odra River supply 6% of nitrogen and 8% of phosphorus entering the Baltic Sea, respectively.
Source: Study of the balance of pollution loads discharged by rivers into the Baltic Sea – PLC 7 for HELCOM
Nutrient surpluses reaching the Baltic Sea cause a number of unfavorable phenomena. The key one is eutrophication, i.e. water fertilization.
Dead zones
The basic parameters describing eutrophication are nitrogen and phosphorus concentrations in sea water. Their growth in water leads to the development of phytoplankton. Its quantity is the second criterion for assessing the intensity of the eutrophication process. It is measured in the form of chlorophyll concentration in water. The development of phytoplankton disturbs the transparency of the water. Therefore, it is transparency that is an indicator that is the criterion for assessing eutrophication. For the rapid development of phytoplankton, in addition to nutrients, oxygen is also needed, which organisms take from the water. The reduced amount of oxygen, combined with the decreased transparency of the water, leads to the formation of deep zones known as dead zones. Therefore, the degree of oxygenation in the bottom waters is another criterion for eutrophication. The reduced amount of oxygen in the water and the poor transparency of the water cause a decline in biodiversity, especially in the case of seaweed and seagrass sensitive to the lack of light. Hence, the state of the so-called macrophytes
The effects of the eutrophication of the Baltic Sea affect not only aquatic organisms, but also us, users of coastal areas. The most famous and visible eutrophication effect is the mass blooms of cyanobacteria showing a green “scum” on the water surface. They can be visible even from long distances – in satellite images (Fig. 2). These blooms are also dangerous to human health, as cyanobacteria release various types of toxins into the water. Therefore, seaside bathing areas are closed at that time, being the bane of tourists coming to rest on the Polish coast.
PGW Waters Polskie is responsible for developing an update of the marine waters protection program (aPOWM). it will include a catalog of activities aimed at achieving good environmental status of marine waters – GES (Good Environmental Status) by improving the indicated features of the state and pressures. Eutrophication (feature 5) is a very significant pressure for the Baltic Sea, therefore the aPOWM document will propose many new actions to improve this situation, including disseminating phosphorus fertilization plans, introducing fees for nutrients in wastewater, extending monitoring and increasing requirements for the removal of nutrients in wastewater treatment plants, or catchment agricultural pollution reduction programs.
Activities under the project are carried out by governmental and local government units and entities, but they are also activities in which each of us can get involved. Together, we can stop eutrophication and protect the sea!
Source: Copernicus Sentinel Data [2021],processed at the Satellite Teledetection Department, IMWM-PIB
Źródłami hałasu podwodnego są wszystkie urządzenia mechaniczne pracujące w morzu takie jak statki, echosondy, pogłębiarki, koparki piachu, kable powodujące promieniowanie elektromagnetyczne, systemy chłodzenia wody, działania wojskowe.
Dźwięki w wodzie mogą rozchodzić się w niej na znacznie większe odległości niż w powietrzu. Efekty wpływu hałasu wodnego na morskie zwierzęta nie zostały ostatecznie poznane. Obecnie trwają badania mające na celu ustalenie poziomów hałasu morskiego i jego wpływu na organizmy zamieszkujące morza.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Odpady morskie to problem globalny dotyczący wszystkich mórz i oceanów na świecie. Każdego roku miliony ton śmieci lądują w tych zbiornikach zmieniając je w największe wysypiska świata i powodując problemy środowiskowe, ekonomiczne, zdrowotne i estetyczne. Złe praktyki składowania odpadów stałych, brak infrastruktury i brak świadomości odnośnie konsekwencji podejmowanych działań stopniowo pogarszają sytuację.
Sprzątanie akwenów nie jest najbardziej skuteczną metodą oczyszczania wód ze śmieci. Najlepszym rozwiązaniem jest zapobieganie marnowaniu oraz wdrażanie recyklingu i ponownego używania materiałów i produktów. Głównymi źródłami odpadów morskich są śmieci lądowe, rzeki i wody powodziowe, ujścia przemysłowe, ścieki komunalne, śmiecenie na plażach i rejonach przybrzeżnych, rybołówstwo, żegluga, nielegalne wysypiska w morzach. Morskie odpady mają także wpływ na ekonomię: straty dla społeczności nadmorskich, turystyki, żeglugi i rybołówstwa.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
„Substancje niebezpieczne oznaczają substancje lub grupy substancji, które są toksyczne, trwałe i podatne na bioakumulację oraz inne substancje lub grupy substancji, których poziom osiąga stan niepokojący” (Dyrektywa wodna, art. 2(29))
Przykładami takich substancji w środowisku morskim są pestycydy, farmaceutyki i metale ciężkie. Pochodzą one z nadbrzeżnego przemysłu, żeglugi morskiej, zanieczyszczonego powietrza i rzek, poszukiwania i eksploatacji ropy, gazu, minerałów.
Szkodliwe substancje degradują stan wód morskich i mogą powodować poważne zakłócenia w funkcjonowaniu ekosystemów. Efekty zanieczyszczenia wód mogą być widoczne dopiero po pewnym czasie stałego, przewlekłego narażenia mórz na toksyczne substancje. Jest coraz więcej dowodów na to, że substancje zanieczyszczające wody morskie mogą wpływać na funkcjonowanie układu endokrynnego morskich organizmów oraz powodować choroby.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
„Substancje niebezpieczne oznaczają substancje lub grupy substancji, które są toksyczne, trwałe i podatne na bioakumulację oraz inne substancje lub grupy substancji, których poziom osiąga stan niepokojący” (Dyrektywa wodna, art. 2(29))
Przykładami takich substancji w środowisku morskim są pestycydy, farmaceutyki i metale ciężkie. Pochodzą one z nadbrzeżnego przemysłu, żeglugi morskiej, zanieczyszczonego powietrza i rzek, poszukiwania i eksploatacji ropy, gazu, minerałów.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Warunki hydrograficzne charakteryzują takie fizyczne parametry wody morskiej jak: temperatura, zasolenie, głębokość, prądy, fale, zawirowania, zmętnienie. Grają one główną rolę w dynamice morskich ekosystemów i mogą być zmieniane przez aktywność ludzi, szczególnie w obszarach nadbrzeżnych. Mają także wpływ na produkcję i wzrost planktonu, ryb oraz rozkład i siedlisko larw wielu gatunków bentosu i pelagialu. Są również istotne w wymianach pomiędzy morzem a atmosferą i między różnymi warstwami wody (dzięki czemu możliwe jest m.in. odpowiednie natlenowanie warstw wody położonych blisko dna morskiego).
Warunki hydrograficzne zależą głównie od przypływów, ogólnego oceanicznego krążenia wody oraz klimatu. Działalność człowieka, szczególnie w rejonach przybrzeżnych, także może mieć na nie wpływ, poprzez m.in. konstruowanie przybrzeżnej i morskiej infrastruktury, morskich platform i instalacji farm wiatrowych, tworzenie kanałów, pogłębianie kanałów nawigacyjnych, ruch morski, uwalnianie osadu przez sprzęt do rybołówstwa, morskie kopalnie i wydobywanie piachu, uwalnianie dużej ilości ciepłej lub słonej wody.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
To charakterystyka fizyczna, chemiczna i biologiczna dna morskiego. Czynniki te określają strukturę i funkcjonowanie morskich ekosystemów, szczególnie organizmów żyjących na dnie morskim. Specyfikę dna morskiego określają głębokość, typ podłoża (miękkie, twarde, biogenne) oraz zamieszkujące je gatunki. Działalność człowieka mająca wpływ na dno morskie to m.in. infrastruktura nabrzeżna i instalacje morskie (platformy wiertnicze, farmy wiatrowe); morskie kopalnie i wydobywanie piachu, uwalnianie wydobytego osadu, cumowanie, niektóre praktyki rybołówcze (np. trałowanie), hodowle wodne, wprowadzanie obcych gatunków, zanieczyszczanie, zmiany w składzie rzek (zanieczyszczenia organiczne), uwalnianie osadu przez sprzęt do rybołówstwa, uwalnianie dużej ilości ciepłej lub słonej wody.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Eutrofizacja to proces powodowany zanieczyszczeniem wód morskich m.in. nawozami, głównie azotowymi i/lub fosforanami, prowadzący do zwiększonego wzrostu, produkcji biomasy glonów, zmian w równowadze ekosystemu oraz pogorszenia się jakości wody.
Azot pochodzi głównie z terenów rolnych, ale również z gazów azotowych, hodowli wodnych, wody przemysłowej i przylegających oceanów. Natomiast główne źródło fosforanów to domowe i przemysłowe ścieki.
Eutrofizacja prowadzi do wzmożonego wzrostu glonów, które blokują dostęp światła słonecznego do niżej położonych partii dna morskiego. W wyniku tego zmniejsza się ilość rosnących tam wodorostów i trawy morskiej. Zwiększony rozkład martwych glonów skutkuje deficytem tlenu przy dnie morskim. Eutrofizacja zagraża bioróżnorodności i równowadze ekosystemu. Ma także skutki ekonomiczne – mniej tlenu w wodzie to mniej ryb łowionych przez rybaków, a przedostające się do skorupiaków toksyny wydzielane przez kwitnące glony mogą być trujące dla człowieka. Jakość wód morskich obniża się przez zanieczyszczenie rozkładającymi się glonami a także toksynami z kwitnących glonów, co ma wpływ na przemysł turystyczny.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Łańcuchy troficzne zwane pokarmowymi to sieć interakcji zachodzących pomiędzy konsumentami a ich pożywieniem. Ta cecha opisuje m.in. obieg materii i przepływ energii wewnątrz ekosystemu, poziomy produktywności kluczowych składowych i strukturę ekosystemu. Zmiany w obfitości organizmów na jednym poziomie powodują zmiany na innych poziomach.
Rybołówstwo jest czynnikiem najbardziej wpływającym na wielkość zasobów ryb, co ma bezpośredni wpływ na całą sieć troficzną. Odławianie dużych ryb powoduje większą ich śmiertelność. To sprawia, że bez naturalnych wrogów w środowisku morskim wzrasta populacja mniejszych ryb, które są zazwyczaj ofiarami ryb dużych. Z kolei odławianie małych ryb takich jak śledzie, powoduje że kurczą się zasoby pożywienia dla morskich ssaków.
Zanieczyszczenie środowiska morskiego chemikaliami to kolejny czynnik który ma wpływ na łańcuchy troficzne. Substancje chemiczne gromadzą się w morskich organizmach i wędrują poprzez kolejne ogniwa łańcucha pokarmowego, ostatecznie kumulując się w dużych rybach i morskich ssakach.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
To wszystkie te gatunki żyjące w morzu, których połów stanowi dla człowieka cel ekonomiczny: ryby, rekiny, skorupiaki, mięczaki, rozgwiazdy i meduzy.
Regularne odławianie ryb i skorupiaków nie powinno wyczerpywać dostępnych rezerw. Aby utrzymać zasoby środowiska morskiego na stałym, odpowiednim poziomie, nie powinno się przekraczać ustalonego wcześniej, rocznego maksymalnego zrównoważonego odłowu (MSY), czyli łowienia takiej ilości ryb i skorupiaków których ubytek nie zbędzie zagrażał produktywności w kolejnym roku.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Gatunki obce to gatunki sztucznie wprowadzone do innego niż ich naturalne środowisko, w którym mogą żyć i rozmnażać się stanowiąc zagrożenie dla gatunków rodzimych, a co za tym idzie zagrażając bioróżnorodności. Obce gatunki są wprowadzane podczas wymiany ludzi lub dóbr między krajami bądź kontynentami, np. przez żeglugę. Przykładami gatunków obcych są nożeniec atlantycki, ostryżyca japońska, a także małgiew piaskołaz. W wielu przypadkach gatunki obce nie zagrażają regionalnej ekologii i ekonomii. Niekiedy gatunek obcy może okazać się gatunkiem inwazyjnym, powodującym ogromne i długotrwałe szkody w nowym środowisku. W sytuacji, gdy nie mają naturalnych wrogów i wygrywają z rodzimymi gatunkami konkurencję o przestrzeń i żywność, gatunki obce mogą z czasem zastąpić gatunki rodzime na danym obszarze. Wprowadzają do nowego środowiska choroby, na które gatunki rodzime nie są odporne i powodują ich wymieranie. Gatunki obce często przybywają do nowych środowisk wraz z wodą balastową statków, przyczepione do ich kadłubów lub innych podwodnych elementów. Bywa, że są wylewane do zbiorników wodnych przez akwarystów chcących się pozbyć hodowanych zwierząt morskich. Wczesne wykrycie intruza w środowisku może zapobiec jego rozprzestrzenieniu się i inwazji i zagrożeniu jakie stanowi dla gatunków rodzimych. Czasem nowe gatunki są wprowadzane do obcych środowisk z powodów ekonomicznych, w celach hodowlanych.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Różnorodność biologiczna jest utrzymana na naturalnym poziomie. Stan i zasięg siedlisk oraz populacja gatunków zgodne są z warunkami naturalnymi: fizycznymi, geograficznymi i klimatycznymi.
Czym jest bioróżnorodność?
Termin bioróżnorodność opisuje różnorodność form życia na kuli ziemskiej, w różnych wymiarach: w obrębie gatunku, między gatunkami oraz różnorodność ekostemów. Termin ten odnosi się do wszystkich form życia i ich zachowań, środowisk w których żyją organizmy oraz kompleksowego systemu związków między nimi, takich jak łańcuchy pokarmowe i konkurowanie o źródła pokarmu.
Różnorodność form życia sprawia, że cały ekosystem jest bardziej elastyczny i odporny na zmiany zachodzące w środowisku. Jedne gatunki szybko zastępują inne, a gatunki dysponujące większą zmiennością genetyczną są bardziej odporne na stres środowiskowy niż te z bardziej ograniczonym zasięgiem kombinacji genetycznych.
Zakres liczebności organizmów morskich jest trudny do wyobrażenia. Są te zdolne do życia w ekstremalnie niskich temperaturach, natomiast inne żyją z zupełnie innym, ponieważ niezwykle gorącym środowisku – organizmy żyjące w miejscach uwalniania ogrzewania geotermalnego, są w stanie żyć w temperaturze do 400C. Jedne żyją w płytkich wodach z dobrym dostępem do światła słonecznego, inne zaś w głębokich wodach gdzie światło słoneczne nie dociera wcale.
Morskie życie rozpoczyna się od bakterii, wirusów i organizmów jednokomórkowych lub planktonu. Organizmy te mają zdolność do przekształcania energii słonecznej w pożywienie dla innych małych zwierząt morskich. Plankton jest pożywieniem dla większych zwierząt takich jak ryby czy inne bezkręgowce. Te natomiast są pokarmem dla morskich ssaków, dużych ryb i gadów.
1. Bioróżnorodność,
2. Gatunki obce,
3. Komercyjnie eksploatowane gatunki ryb i skorupiaków,
4. Łańcuch troficzny,
5. Eutrofizacja,
6. Integralność dna morskiego,
7. Warunki hydrograficzne,
8. Substancje zanieczyszczające i efekty ich oddziaływania,
9. Substancje zanieczyszczające w rybach i owocach morza przeznaczonych do spożycia,
10. Odpady w środowisku morskim,
11. Hałas podwodny i inne źródła energii.
Formularz został wysłany. Na podany adres mailowy zostanie wysłane potwierdzenie uczestnictwa