Een brakke binnenzee met zuurstofloze putten

"Daar', wijst prof.dr. J.C. Duinker naar de overkant van de haven, ""ligt Heikendorf, vroeger een welvarende vissersplaats met zo'n duizend bootjes om kabeljauw en haring te vangen. Nu zijn er nog maar vijf van over.'' De opmerking illustreert hoezeer de Oostzee de afgelopen decennia in verval is geraakt door chemische vervuiling.

Jan Cornelis Duinker, een 58-jarige Nederlandse chemicus, is sinds 1983 verbonden aan het Institut für Meereskunde (Instituut voor Zeewetenschappen) in het Noordduitse Kiel, hoofdstad van Sleeswijk-Holstein en door een diep het land instekende inham met de Oostzee verbonden. Hij begon destijds als hoofd van de afdeling zeechemie, was enkele jaren directeur van het hele, ruim 300 personeelsleden tellende instituut, maar moest zich om gezondheidsredenen beperken tot hoofd van de chemische sector, een functie die hij combineert met het hoogleraarschap aan de universiteit van Kiel.

Het instituut, gesticht in 1937, staat vlak aan de kade en biedt Duinker vanaf de tweede verdieping een riant uitzicht op breed water, waar regelmatig ferries van en naar Oslo, Göteborg en - minder frequent - Sint Petersburg passeren.

Schuin onder hem steekt een pier in de haven, waar de onderzoeksvaartuigen van het instituut afmeren, en net buiten zijn gezichtsveld bevindt zich een bassin met zeehonden, die veel belangstelling trekken.

Het ziet er allemaal vriendelijk uit en het water dat tegen de kade klotst, is van een redelijke helderheid. Maar schijn bedriegt, want datzelfde water bevat hoge concentraties van de polychloorbifenylen (PCB's), hoger dan in de vervuilde Middellandse Zee.

Die zeehonden in het bassin blijven voor het gif gespaard, maar hun wilde soortgenoten moeten er sterk onder te lijden hebben, vooral als het gaat om hun prestaties bij de voortplanting. Hoewel, Duinker houdt zich van van stellige uitspraken op dit punt. Terwijl wij uitgaan van het feit dat PCB's het voorplantingsvermogen van zeehonden aantasten, getuigt Duinker van wetenschappelijke behoedzaamheid als hij zegt: ""Dat is zeer waarschijnlijk, maar zekerheid daaromtrent is er nog niet. De conclusies waarbij het verband tussen verminderde vruchtbaarheid en PCB's zonneklaar werd aangetoond, zijn aanvechtbaar, omdat geen andere stoffen dan PCB's zijn onderzocht.''

Gedecimeerd

Vast staat wel dat de zeehondenstand in de Oostzee in de loop der jaren is gedecimeerd. Het aantal Grijze zeehonden werd hier rond de eeuwisseling op circa 100.000 geschat. Nu zijn het er hooguit 1.600, nadat nog betrekkelijk kort geleden, in 1988, een virusepidemie onder de zoogdieren had huisgehouden. Vast staat ook dat de PCB-gehaltes in de Oostzee uitreiken boven die in de andere onderzochte zeeën, maar op de vraag hoe dat komt, houdt Duinker weer een slag om de arm: ""Dat komt waarschijnlijk omdat de Oostzee zo'n geïsoleerde zee is, omringd door zoveel geïndustrialiseerde landen.''

Duitsland, Polen, de Baltische staten, Rusland, Finland, Zweden, ze lozen, vooral via rivieren, allemaal op de Oostzee, die officeel als randzee te boek staat, maar bijna een binnenzee is van 412.000 km² waarin afvalstoffen zich ophopen, terwijl vers, zuurstofrijk en schoon oceaanwater slechts mondjesmaat binnenkomt. Men zou denken dat de Oostzee via het Skagerrak een redelijke verbinding heeft met de Noordzee, maar in werkelijkheid is de opening klein, omdat achter het Skakerrag diverse zeeëngtes liggen met hoge drempels die de toegang versperren.

""Door deze topografische omstandigheden'', zegt Duinker, ""wordt de Oostzee gemiddeld maar ééns in de 23 jaar geheel ververst, terwijl dat met de Noordzee gemiddeld elke twee jaar gebeurt.''

Daar komt als extra complicatie bij dat de Oostzee wordt gekenmerkt door een bijzondere waterhuishouding. Haar zoutgehalte bedraagt gemiddeld slechts tien promille (tegen 35 promille in de Noordzee), wat toe te schrijven is aan de bijna 200 rivieren en riviertjes - Neva, Weichsel, Oder, Duna, enzovoort - die erin uitmonden en samen per jaar circa 480 km³ zoet water aanvoeren. Dat is tegelijk het netto "overschot' aan zoet water, omdat de neerslag die er valt ongeveer gelijk staat aan wat er uit de Oostzee verdampt.

Zoet water is lichter dan zout water en drijft dus aan de oppervlakte, zodat de waterkolom uit twee, van elkaar gescheiden lagen bestaat. De bovenlaag van zoet water vertoont een tamelijk sterke neiging van noord en oost richting Noordzee te stromen.

""Dat zoete water'', aldus Duinker, ""zoekt dus een uitweg naar buiten en dat het die uitweg ook vindt, kunnen we vaststellen aan de hand van het gemiddelde waterpeil in de Oostzee. Dat blijft namelijk gelijk. In het andere geval zou je hier een hogere waterstand krijgen.''

Tegelijk wil zout water uit de Noordzee naar binnen dringen, maar daarbij stuit het op aanzienlijke barrières. Het moet zich om te beginnen onder de zoete bovenlaag door een weg banen en bovendien die natuurlijke drempels zien te passeren. Bijvoorbeeld de Darsser Schwelle tussen Duitsland en Denemarken, waar de zee slechts achttien meter diep is. Duinker: ""In feite lukt dat alleen als het water door zware westerstormen wordt voortgestuwd. De voorlaatste keer dat zoiets gebeurde, was in 1976, toen de Oostzee voor een belangrijk deel met oceaanwater werd ververst. Daarna is het jaren stil gebleven, tot er afgelopen januari weer van die stormen hebben gewoed, al dreven ze het verse water minder ver naar binnen dan in 1976.''

Dat laatste gegeven is het resultaat van recent onderzoek met de Alkor, het schip dat door het Kieler instituut op expeditie werd gestuurd om de effecten van de jongste vloedgolf in kaart te brengen. Duinker: ""Voor de lange termijn valt een verbetering te verwachten. Schoon, zuurstofrijk oceaanwater is iets wat de Oostzee dringend nodig heeft als middel tegen de vervuiling. Maar voor de korte termijn is er ook reden om beducht te zijn.''

Duinker doelt hier op een fenomeen dat kenmerkend is voor de Oostzee. De Oostzee, die gemiddeld 55 meter diep is, telt een aantal diepe bekkens, waar de afstand tussen bodem en zeespiegel enkele honderden meters bedraagt. In deze putten, waaronder het Bornholm-diep en het Gotland-diep, blijkt het water na verloop van tijd al zijn zuurstof kwijt te raken door een geringe uitwisseling met hogere waterlagen. Dit leidt tot de vorming van zwavelwaterstof (H2S), een giftig gas dat als "rotte-eierengas' bekend staat.

Duinker: ""Stel dat dit zuurstofloze, H2S-rijke zoute water door de verse instroom uit de oceaan naar boven zou worden gedrongen, dan zou je daar een massale sterfte krijgen.''

Accumulatiegebied

Er wordt nog een tweede nadelig effect voorspeld. Dat diepe water heeft een zeer hoog gehalte aan fosfaat en nitraat doordat de "putten' fungeren als accumulatiegebied van afgestorven organismen. Door verversing met oceaanwater zou de fosfaat- en nitraatvracht uit de diepte naar boven komen en daar leiden tot overbemesting. En dat terwijl de Oostzee toch al rijkelijk met stikstof wordt belast, maar dan uit "menselijke' bronnen en grotendeels aangevoerd via de atmosfeer. Het fosfaatgehalte in de Oostzee mag de laatste jaren dan dalen door afnemend gebruik van fosfaathoudende wasmiddelen, de aanvoer van stikstof gaat overminderd door.

Ammoniak

Hier is het een van Duinkers medewerkers, de planktoloog dr. Ulrich Horstmann, die verontrustende feiten verschaft: ""De helft van de totale stikstofvracht komt uit de rivieren en is afkomstig van landbouw, huishoudens en industrie. De andere helft, ruwweg 500.000 ton per jaar, komt met de regen uit de lucht vallen. Daarvan bestaat weer een derde uit stikstofoxiden van het autoverkeer en tweede derde deel uit ammoniak. En waar die ammoniak vandaan komt, weten we allemaal. Daarvoor moeten we bij de bio-industrie zijn, dus al die varkenshouders die hun gier over het land uitrijden. Daarbij speelt ook de Nederlandse bio-industrie een belangrijke rol. Met zuidwestelijke winden wordt veel ammoniak uit Nederland aangevoerd.''

Hoe rampzalig overbemesting met fosfaat en stikstofverbindingen kan uitpakken, bleek bijvoorbeeld in 1988, toen Skagerrak en Kattegat in het overgangsgebied tussen Noordzee- en Oostzee werden geteisterd door een woekering van de Chrysochromulina polylepsis, een algesoort die over uiterst venijnige eigenschappen beschikt. Met haar draadvormige aanhangels verstopt ze de kieuwen van vis en bovendien scheidt ze giftige stoffen af waarmee het dier de genadeklap wordt toegebracht. De verstikkende geelgroene algenwolk onstond destijds aan de Zweedse kust om vervolgens naar Deense en Noorse wateren uit te waaieren en daar grote biologische schade aan te richten. De bodem langs de hele Zuidnoorse kust was bedekt met dode vis.

Dr. Horstmann in Kiel schrijft dergelijke milieurampen grotendeels toe aan de intensieve landbouw en daarom begrijpt hij niet dat bijvoorbeeld Duitsland bij het treffen van maatregelen om de stikstofemissies te verkleinen, zich nadrukkelijk op huishoudelijk afvalwater richt. Dat is niet alleen een uiterst kostbare, maar volgens Horstmann ook volstrekt ontoereikende operatie: ""Alleen vergaande maatregelen in de agrarische wereld kunnen uitkomst bieden. Anders dreigt in enkele tientallen jaren ons hele mariene milieu aan de landbouw ten offer te vallen.''

Toch zijn het niet alleen die meststoffen die de Oostzee tot een ecologisch "slagveld' kunnen maken. ""Een ander, minstens zo groot probleem'', zegt prof. Duinker, ""is dat van de organisch-chemische stoffen, een uitgebreid scala van synthetische verbindingen, die vooral uit diffuse bronnen in zee stromen. Bestrijdingsmiddelen, PCB's en polycyclische koolwaterstoffen, waarvan sommige kankerverwekkend zijn. Over de PCB's mag ik dan zeggen dat niet voor honderd procent vaststaat dat ze het reproduktievermogen bij zeehonden aantasten, maar dat deze verbindingen in algemene zin de zeefauna schade toebrengen, staat als een paal boven water.''

Hij zucht, krijgt een telefoontje van het NIOZ (Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee) op Texel, waar hij voor zijn emigratie naar Duitsland werkte, en werpt een blik op de Kieler haven. Beneden, aan de pier van het instituut, ligt alleen de Littorina. De andere onderzoeksschepen zijn op zee bezig monsters te nemen - ook de Alkor, die zich ter hoogte van het Gotland-diep bevindt om erachter te komen of de januaristormen ook daar van invloed zijn geweest op de samenstelling van het water.

Duinker: ""Volgens de eerste berichten is dat niet het geval. De vloedgolf van vers oceaanwater kwam dit keer niet verder dan het Bornholm-diep. Maar ook dat is interessant genoeg voor onderzoek. Wat speelt zich daar op honderden meters onder de zeespiegel af? Die vloed lijkt gunstig voor de lange, maar ongunstig voor de korte termijn. En dan nog iets. Om te kunnen zakken, moet dat verse oceaanwater zwaar genoeg zijn, dus voldoende zout bevatten. Maar dat zoutgehalte daalt juist weer door die stormen, want dan treedt turbulentie op en vermengt het zoute water zich met de zoete bovenlaag. Ja, zo gecompliceerd ligt het allemaal in de Oostzee.''