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In a time of environmental awareness, spurred on by the possibility that our world is threatened by climate change, it is important to remember that there are other anthropogenic pressures, which are also essential for addressing the protection of the marine and coastal environment. Pollution is a global, complex issue that contributes to biodiversity loss and poor environmental health and comes from the production and release of many of the synthetic chemicals that we use in our daily lives. Chemical contaminants are often underrepresented as a major contributor of environmental deterioration. The Joint Programming Initiative Healthy and Productive Seas and Oceans (JPI Oceans) established in 2018 the JPI Oceans Knowledge Hub on the integrated assessment of chemical contaminants and their effects on the marine environment. The purpose of the Knowledge Hub was to provide recommendations on how to improve the methodological basis for marine chemical status assessment. The work has resulted in the following policy paper which focuses on improving the efficiency and implementation of integrated assessment methodology of effects of chemicals of emerging concern. Substantial additional knowledge of biological effects is needed to achieve Good Environmental Status (GES) of our oceans and coastal areas. The Knowledge Hub is represented by highly skilled scientists and policy makers, appointed by the JPI Oceans Management Board, to ensure that the recommendations provided are useful for policy making.

Highlights: • Unique 30-years data of currents and temperature below 1000 m in the Madeira Basin. • Inter-decadal and long term changes were examined between 1000 m and the bottom. • Temperature increase by 0.03 ± 0.01 °C/year (1000 m) and 0.02 ± 0.02 °C/year at 1600 m. • No significant changes at 3000 m and 5000 m at long-term scale. • The currents and kinetic energy increased in the entire water column over 30-years. Abstract: Data from the deep-sea mooring Kiel 276 (33 N, 22W), 5300 m water depth in the northeast Atlantic, was used to investigate the temporal variability of temperature and currents below the main thermocline (1000 m, 1600 m, 3000 m, 5000 m) in the 30-year period (between 1980 and 2009). Daily averages were the basis to assess the temperature and currents changes, as well as kinetic energy, from annual to decadal and long-term scales. Below the main thermocline, no seasonal signal was identified for both, temperature and currents, during the 30 years. The record-length linear temperature trends at 1000 m and 1600 m are 0.03 ± 0.01 °C year−1 and 0.02 ± 0.02 °C year−1, respectively. The mean currents also intensified within the decades in the entire water column, and as a consequence, the mean kinetic energy increased. The fluctuating kinetic energy increased on a decadal scale only at 1000 m, as a possible consequence of the increase in the strength of Mediterranean Water lenses (MEDDIES) that crossed the mooring site. During the period 2001–2009, six MEDDIES crossed the Kiel 276 site, in addition to the 10 MEDDIES identified earlier during the previous 20 years, between 1980 and 2000 (Siedler et al., 2005). The integral time scales are of the same order in all depths (between 30 to 40 days), indicating that events occur on similar time scales, with mesoscale signals dominating and being present within the entire water column.

In the marine environment, measurements of lipids as representative species within different lipid classes have been performed to characterize their oceanic sources and their transfer from the ocean into the atmosphere to marine aerosol particles. The set of lipid classes includes hydrocarbons (HC); fatty acid methyl esters (ME); free fatty acids (FFA); alcohols (ALC); 1,3-diacylglycerols (1,3 DG); 1,2-diacylglycerols (1,2 DG); monoacylglycerols (MG); wax esters (WE); triacylglycerols (TG); and phospholipids (PP) including phosphatidylglycerols (PG), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylcholines (PC), as well as glycolipids (GL) which cover sulfoquinovosyldiacylglycerols (SQDG), monogalactosyl-diacylglycerols (MGDG), digalactosyldiacylglycerols (DGDG) and sterols (ST). These introduced lipid classes have been analyzed in the dissolved and particulate fraction of seawater, differentiating between underlying water (ULW) and the sea surface microlayer (SML) on the one hand. On the other hand, they have been examined on ambient submicrometer aerosol particle samples (PM1) which were collected at the Cape Verde Atmospheric Observatory (CVAO) by applying concerted measurements. These different lipids are found in all marine compartments but in different compositions. Along the campaign, certain variabilities are observed for the concentration of dissolved (∑DLULW: 39.8–128.5 µg L−1, ∑DLSML: 55.7–121.5 µg L−1) and particulate (∑PLULW: 36.4–93.5 µg L−1, ∑PLSML: 61.0–118.1 µg L−1) lipids in the seawater of the tropical North Atlantic Ocean. Only slight SML enrichments are observed for the lipids with an enrichment factor EFSML of 1.1–1.4 (DL) and 1.0–1.7 (PL). On PM1 aerosol particles, a total lipid concentration between 75.2–219.5 ng m−3 (averaged: 119.9 ng m−3) is measured. As also bacteria – besides phytoplankton sources – influence the lipid concentrations in seawater and on the aerosol particles, the lipid abundance cannot be exclusively explained by the phytoplankton tracer (chlorophyll a). The concentration and enrichment of lipids in the SML are not related to physicochemical properties which describe the surface activity. On the aerosol particles, an EFaer (the enrichment factor on the submicrometer aerosol particles compared to the SML) between 9×104–7×105 is observed. Regarding the individual lipid groups on the aerosol particles, a statistically significant correlation (R2=0.45, p=0.028) was found between EFaer and lipophilicity (expressed by the KOW value), which was not present for the SML. But simple physicochemical descriptors are overall not sufficient to fully explain the transfer of lipids. As our findings show that additional processes such as formation and degradation influence the ocean–atmosphere transfer of both OM in general and of lipids in particular, they have to be considered in OM transfer models. Moreover, our data suggest that the extent of the enrichment of the lipid class constituents on the aerosol particles might be related to the distribution of the lipid within the bubble–air–water interface. The lipids TG and ALC which are preferably arranged within the bubble interface are transferred to the aerosol particles to the highest extent. Finally, the connection between ice nucleation particles (INPs) in seawater, which are already active at higher temperatures (−10 to −15 ∘C), and the lipid classes PE and FFA suggests that lipids formed in the ocean have the potential to contribute to (biogenic) INP activity when transferred into the atmosphere.

Meereswissenschaftliche Berichte No 116 2021 - Marine Science Reports No 116 2021, Das deutsch-chinesische Verbundvorhaben Megacity’s fingerprint in Chinese marginal seas: Investigation of pollutant fingerprints and dispersal (MEGAPOL) geht nach drei Jahren intensiver Zusammenarbeit (01.08.2017-31.07.2020; verlängert bis 31.12.2020) zu Ende. MEGAPOL hatte zwei regionale Schwerpunkte. Der eine konzentrierte sich auf den Mündungsbereich des Perlflusses im Südchinesischen Meer und der andere auf das Gelbe Meer mit dem Yangtse Fluss sowie auf die Bohai See mit dem Gelben Fluss. Die Verbundpartner auf deutscher Seite sind das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, das Institut für Geologie und das Institut für Meereskunde der Universität Hamburg, sowie das Institut für Küstenforschung des Helmholtz Zentrums Geesthacht. Auf chinesischer Seite sind die Verbundpartner der Guangzhou Marine Geological Survey, die School of Oceanography der Shanghai Jiao Tong Universität, das Second Institute of Oceanography SOA, Hangzhou, das National Marine Environmental Monitoring Centre, SOA, Dalian und das Yantai Institute of Coastal Zone Research, CAS, Yantai. Die Prozessstudien wurden von Deutschland durch das BMBF (03F0786A/B/C) im Rahmen der Wissenschaftlich- Technischen Zusammenarbeit (WTZ) mit China finanziert sowie von China durch die State Ocean Organisation (SOA). Der Verbund hatte zum Ziel, die Umweltveränderungen in den genannten Schelfregionen und den Randmeeren zu untersuchen und damit die Folgen der Entstehung von Megastädten für das marine Ökosystem abzuschätzen. Die Untersuchungsgebiete stellen ideale Modellsysteme dar, um Austauschprozesse zwischen Land und Ozean, Veränderungen der physikalischen Antriebe (Monsun, Zirkulation), anthropogene Stoffflüsse (u.a. Mikroplastik, Schadstoffe) und somit die Effekte von Ballungszentren auf die Wechselwirkung Land-Küste- Ozean sowie die Auswirkungen von klimatischen Änderungen in sensiblen marinen Ökosystemen besser zu verstehen. Die Probennahme im Südchinesischen Meer wurde auf drei mehrwöchigen Expeditionen mit chinesischen Forschungsschiffen (HAI YANG DI ZHI SHI HAO 2015, HAI YANG DI ZHI SHI HAO 2018) und dem deutschen Forschungsschiff SONNE (2019) durchgeführt. Die Beprobung in der Bohai See und im Gelben Meer fand im April und August 2018 mit dem chinesischen Forschungsschiff R/V DONG FANG HONG 2 statt. Flussproben wurden im Mai und Juli bis November im Gelben Fluss genommen sowie im November aus dem Daliao, Hai, Luan und Xiaoqing Fluss. Für beide regionalen Schwerpunkte lieferten die physikalischen, bio-geochemischen und ökosystemaren Modellierungen zusätzliche Erkenntnisse zum Einfluss von wechselnden Umweltparametern auf die marinen Stoffkreisläufe (N, P, C) und ermöglichten Aussagen zu der zeitlichen und räumlichen Variabilität der ozeanischen Prozesse. Der MEGAPOL Verbund wurde durch die Aktivitäten des BMBF Verbundes Südchinesisches Meer-Natürliches Laboratorium unter klimatischen und anthropogenen Stress (FKZ 03G0269A-B, SOCLIS) erweitert, in dessen Rahmen die Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE (SO269) im August 2019 im Untersuchungsgebiet am nördlichen Schelfrand des Südchinesischen Meeres im Mündungsbereich des Perlflusses stattfand. Auf der Expedition wurde u.a. eine Verankerung für einen Zeitraum von 2 Jahren am nördlichen Kontinentalhang des Südchinesischen Meeres ausgesetzt, wodurch die wissenschaftlichen Fragestellungen und die Infrastruktur von MEGAPOL erweitert wurden. Diese Arbeiten wurden durch das TRAN Projekt (Zeitliche Muster anthropogener und natürlicher Partikel am Kontinentalhang des Südchinesischen Meeres, FKZ 01DO17038) auf der deutschen Seite finanziert. In diesem Bericht fassen wir die ersten Ergebnisse der Untersuchungen in Form erweiterter Kurzbeschreibungen deutscher und chinesischer KollegInnen zusammen, die in einer Online- Konferenz am 28. und 29. Oktober 2020 vorgestellt wurden., The bilateral Sino-German joint project Megacity's fingerprint in Chinese marginal seas: Investigation of pollutant fingerprints and dispersal (MEGAPOL) comes to an end after three years of intensive cooperation (01.08.2017-31.07.2020; extended until 31.12.2020). MEGAPOL had two regional focuses, one at the mouth of the Pearl River in the South China Sea and one on the Yellow Sea with the Yangtse River and on the Bohai Sea with the Yellow River. The Leibniz Institute for Baltic Sea Research Warnemünde, the Institute of Geology and the Institute of Oceanography of the University of Hamburg, the Institute for Coastal Research of the Helmholtz Centre Geesthacht from Germany and the Guangzhou Marine Geological Survey, the School of Oceanography of the Shanghai Jiao Tong University, the Second Institute of Oceanography SOA, Hangzhou, the National Marine Environmental Monitoring Centre, SOA, Dalian and the Yantai Institute of Coastal Zone Research, CAS, Yantai from China cooperated in this network. The process studies were financed on the German side by the BMBF (03F0786A/B/C) within the framework of the WTZ China Initiative, whereas the State Oceanic Administration (SOA) financed the studies on the Chinese side. The aim of the network was to investigate environmental changes in the aforementioned marginal seas and their shelf areas in order to understand the effects of anthropogenic and natural changes, as a consequence of the formation and development of megacities, on the marine ecosystem. The study areas represented an ideal model system to better understand land-ocean exchange processes, changes in physical drives (monsoon, circulation), anthropogenic matter fluxes (including microplastics, pollutants), the effects of urban agglomerations on the land-coast-ocean interaction, and the effects of climatic changes in a very sensitive marine ecosystem. Sampling was carried out on three expeditions lasting several weeks on Chinese research vessels (HAI YANG DI ZHI SHI HAO 2015, HAI YANG DI ZHI SHI HAO 2018) and the German research vessel SONNE (2019) in the South China Sea. Sampling in the Bohai and Yellow Sea was carried out in April and August 2018 by the research vessel R/V DONG FANG HONG 2. River samples were taken in May, July to November from the Yellow River, and in November from Daliao River, Hai River, Luan River and Xiaoqing River. For both regional foci, physical, bio-geochemical and ecosystem modelling provided additional insights into the influence of varying environmental parameters on changes in biogeochemical cycles of elements (N, P, C) and allowed the assessment of the temporal and spatial variability of oceanic processes. The MEGAPOL consortium was expanded by the activities of the BMBF project South China Sea Natural Laboratory under Climatic and Anthropogenic Stress (FKZ 03G0269A-B, SOCLIS). The central activity in SOCLIS was the expedition with the German research vessel SONNE (SO269) in August 2019 in the working area at the northern shelf edge of the South China Sea in the research area of the Pearl River. During the expedition, among other things, a mooring was deployed for a period of 2 years on the northern continental slope of the South China Sea, thus expanding the scientific questions and infrastructure of MEGAPOL. This work was financed by the TRAN project (Temporal Patterns of Anthropogenic and Natural Particles on the Continental Slope of the South China Sea, FKZ 01DO17038) on the German side. In this report we summarize the first results of the investigations in the form of extended short descriptions presented by German and Chinese colleagues, which were presented in an online conference on 28 and 29 October 2020.

Meereswissenschaftliche Berichte No 119 2021 - Marine Science Reports No 119 2021, Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee im Jahr 2020. Basierend auf den meteorologischen Verhältnissen werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff/Schwefelwasserstoff und Nährstoffen mit saisonaler Auflösung dargestellt. Für den südlichen Ostseeraum ergab sich im Winter 2019/2020 an der Station Warnemünde für die Lufttemperatur eine Kältesumme von 0 Kd. Im Langzeitvergleich setzt er damit einen neuen Rekord als wärmster Winter seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1948 und wird als extrem mild klassifiziert. Der Sommer 2020 nimmt mit einer Wärmesumme von 234,3 Kd den 14. Platz in der 72-jährigen Datenreihe ein und liegt weit unter dem Rekordwert von 2018 (394,5 Kd). Das Langzeitmittel liegt bei 159,7 +/- 75,1 Kd. Die Situation in den Tiefenbecken der Ostsee war weiterhin geprägt durch stagnierende Bedingungen mit ausgedehnten Sauerstoffmangelgebieten. Kleinere Einstromereignisse ereigneten sich im November 2019 sowie Januar und Februar 2020 in der westlichen Ostsee und prägten das Tiefenwasser im Arkona Becken und Bornholm Becken. Ein weiterer schwacher Einstrom folgte Mitte bis Ende Oktober. Anhand der Temperatur und Salinitätsverhältnisse an den Schlüsselstationen Bornholm Tief und Stolper Rinne hat keines dieser Ereignisse die Stolper Schwelle gequert. Das Bodenwasser in der Stolper Rinne blieb mit 9,1 - 9,5 °C im Jahresverlauf deutlich wärmer im Vergleich zur Temperaturentwicklung im Bornholm Becken, das durch die Wintereinströme geprägt war (Jahresmittel 8,4 °C). Das Tiefenwasser im östlichen Gotland Becken war immer noch geprägt von den warmen Einströmen in den Vorjahren und mit Bodenwerten von 7,2 °C deutlich erhöht. Aufgrund der Daten von 9 Referenzstationen wurde ermittelt, dass die Winterkonzentrationen der Nährstoffe Nitrat und Phosphat im Oberflächenwasser der westlichen und zentralen Ostsee 2020 etwas niedriger als im Jahr 2019 lagen. Eine Ausnahme bildete die Mecklenburger Bucht, die eine höhere Nitratkonzentration als in 2019 aufwies. Ein klarer Trend über die letzten Jahre zeichnete sich aber nicht ab. Auffällig war noch das Verhältnis des gelösten anorganischen Stickstoffs und Phosphors im Oberflächenwasser im Winter, das in der Mecklenburger Bucht über 11 und in der westlichen Gotlandsee bei immerhin 8 lag, deutlich höher als in den vergangenen Jahren. Dies könnte die Bedeutung der Cyanobakterien in den Seegebieten etwas zurückgedrängt haben. Die euxinischen Bedingungen im Tiefenwasser der zentralen Ostsee verschärften sich im Jahr 2020 weiter. Dies bestimmte auch die Nährstoffsituation in den Baltischen Tiefs entlang des Talwegs. Im Bornholmtief nahmen die Phosphat und Ammonium Konzentrationen noch leicht ab. Im Gotlandtief, Landsorttief und Karlsötief akkumulierten diese Nährstoffe weiter, sogar bis auf über 5 ?mol/l Phosphat und etwa 20 ?mol/l Ammonium im Gotlandtief in 2020. Eine leichte Erholung zeigte das Fårötief, das in 2020 einen Schub sauerstoffhaltiges Wasser erhielt. Dadurch nahmen die Schwefelwasserstoffkonzentration und die Nährstoffkonzentrationen leicht ab. Unter den herrschenden euxinischen Bedingungen wurde im Tiefenwasser kein Nitrat mehr vorgefunden. Eine Ausnahme bildete das Bornholmtief, das im Jahresmittel noch 0,9 ml/l Sauerstoff und damit auch eine hohe Nitratkonzentration von etwa 8 ?mol/l aufwies. So konnte hier noch kein Ammonium nachgewiesen werden und die Phosphatkonzentration lag mit etwa 3?mol/l in einem normalen Bereich für oxisches Tiefenwasser. In diesem Bericht sind die während des Ostsee-Umweltmonitorings im Januar/Februar 2020 ermittelten Oberflächenwasserkonzentrationen und -sedimentgehalte für chlorierte Kohlenwasserstoffe (CHC) und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (U.S. EPA PAH), sowie Oberflächensedimentgehalte für Organozinnsubstanzen (OT) zusammengefasst. Für alle im Oberflächenwasser untersuchten Schadstoffe zeigt sich ein Konzentrationsgradient von der westlichen Ostsee im Bereich der Kieler Bucht/Fehmarnbelt (?DDTsum: 5,72 pg/L,?PCBICES,SUM: 7,20 pg/L, HCBSUM: 4,90 pg/L, ?PAKSUM: 4660 pg/L) bis zur östlichen Gotlandsee (?DDTsum: 1,96 pg/L, ?PCBICES,SUM: 1,22 pg/L, HCBSUM: 3,43 pg/L, ?PAKSUM:1344 pg/L) mit zudem auffälligen Konzentrationen im Bereich der Pommerschen Bucht(?DDTsum: 13,06 pg/L, ?PCBICES,SUM: 5,15 pg/L, HCBSUM: 9,30 pg/L, ?PAKSUM: 5626 pg/L).Die Daten lassen darauf schließen, dass die Oder eine Quelle für Schadstoffe in der Ostsee ist, besonders für partikulär gebundene. Die höchsten CHC- und PAH-Gehalte im Oberflächensediment wurden für das Arkonabecken nachgewiesen (?DDT: 90,7 ng/g TOC,?PCBICES: 9 1,3 n g/g T OC, H CB: 5,0 n g/g TOC, ?PAH: rd. 37000 ng/g TOC), während höchste Organozinngehalte in der Mecklenburger Bucht detektiert wurden (?OT: 275 ng/g TOC). Die Bewertung der Daten auf Grundlage der UQN der Wasserrahmenrichtlinie zeigt, dass eine schädliche Wirkung auf marine Organismen durch die Konzentrationen des hochmolekularen PAK Benzo(b)fluoranthen für die Bereiche Kieler Bucht/Fehmarnbelt, östliche und westliche Gotlandsee zu erwarten sind. Die Gehalte für Anthracen im Oberflächensediment überstiegen den Grenzwert des HELCOM-Indikators PAH an der Station N1 im Fehmarnbelt. Die Oberflächensedimentgehalte von Tributylzinn überstiegen an allen untersuchten Stationen den Grenzwert des HELCOM-Testindikators TBT and imposex.Die Zeitreihenanalysen der Oberflächenwasserdaten zurückliegend zum Teil bis zum Jahr 2001 zeigen abnehmende Trends der Konzentrationen für PCBICES sowie DDT und seine Metabolite; die der Oberflächensedimentdaten zeigen keine Trends im betrachteten Zeitraum., The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2020. Based on the meteorological conditions, the horizontal and vertical distribution of temperature, salinity, oxygen/hydrogen sulphide and nutrients are described on a seasonal scale. For the southern Baltic Sea area, the Warnemünde station recorded in the winter 2019/2020 a “cold sum” of the air temperature of 0 Kd leading to a classification of an extreme mild winter season, setting a new record as warmest winter since the beginning of the time-series in 1948. The summer “heat sum” of 234.3 Kd ranks on the 14th position over the past 72 years and is far below the record of 394.5 Kd during 2018. The long-term average is 159.7 +/- 75.1 Kd. The situation in the deep basins of the Baltic Sea was mainly characterized by stagnation and widespread hypoxic to euxinic areas. In wintertime 2019/2020 three weak inflow phasesoccurred in November, January and February which dominated the situation in the deep water of Arkona Basin and Bornholm Basin. A next weak inflow pulse occurred from mid to end of October. Comparing of temperature and salinity measurements at the key stations Bornholm Deep and Slupsk Channel, none of these events crossed the Slupsk Sill. The deep water temperature in the Slupsk Sill stayed warm between 9.1 to 9.5 °C whereas an annual mean of 8.4 °C was found the Bornholm Deep, which was influenced by colder water of the winterly inflow pulses. The deepwater at the eastern Gotland Basin was still influenced by the warm inflows of previous years and with bottom temperatures of 7.2 °C above average. The winter nutrient concentrations of nitrate and phosphate in surface water in the western and central Baltic Sea were slightly lower in 2020 compared to 2019 according to 9 reference stations. An exception was the Mecklenburg Bight that showed an elevated nitrate concentration in 2020. However, a clear trend over the last years could not be registered. It may be emphasized that the dissolved inorganic nitrogen/phosphorus ratio in winter in surface water was above 11 in the Mecklenburg Bight and almost 8 in the western Gotland Sea, significantly higher compared to recent years. This might have reduced the cyanobacteria abundance in 2020 in these areas. The euxinic conditions in the deep water of the Baltic proper continued to intensify in the year 2020. This determined the nutrient situation in the Baltic Deeps along the Thalweg. In the Bornholm Deep phosphate and nitrate concentrations still slightly declined. The Gotland, Landsort and Karlsö Deeps showed ongoing accumulation, with a maximum in the Gotland Deep of about 5 ?mol/l phosphate and 20 ?mol/l ammonium in 2020. A slight improvement was documented for the Fårö Deep that received some oxygenated water. So hydrogen sulphideconcentration and nutrient accumulation were reduced there. Under the prevailing euxinicconditions nitrate was depleted in deep waters. An exception was the Bornholm Deep, that showed an annual average of 0.9 ml/l oxygen and consequently a high annual average nitrateconcentration of 8 ?mol/l. So, no ammonium could be detected and the phosphateconcentration was determined at 3 ?mol/l, a quite normal value for oxic deep water. This report summarizes surface water concentrations and sediment contents for chlorinatedhydrocarbons (CHC) and polycyclic aromatic hydrocarbons (U.S. EPA PAH), as well as surface sediment contents for organotin substances (OT) which were determined during the Baltic Sea monitoring in January/February 2020. Seawater concentration gradients for the analysed contaminants ranging from the western Baltic Sea in the area of the Kiel Bight/Fehmarn Belt (?DDTsum: 5.72 pg/L, ?PCBICES,SUM: 7.20 pg/L,HCBSUM: 4.90 pg/L, ?PAKSUM: 4660 pg/L) to the eastern Gotland Sea (?DDTsum: 1.96 pg/L,?PCBICES,SUM: 1.22 pg/L, HCBSUM: 3.43 pg/L, ?PAKSUM: 1344 pg/L) with noticeable concentrations in the Pomeranian Bight (?DDTsum: 13.06 pg/L, ?PCBICES,SUM: 5.15 pg/L,HCBSUM: 9.30 pg/L, ?PAKSUM: 5626 pg/L). The data suggest that the Odra River is a source of pollution in the Baltic Sea, especially for particulate contaminants. The highest CHC and PAHlevels in the surface sediment were detected for the Arkona Basin (?DDT: 90.7 ng/g TOC,?PCBICES: 9 1.3 n g/g T OC, H CB: 5 .0 n g/g T OC, ?PAH: a bout 37000 ng/g TOC); while highest organotin levels were detected in the Mecklenburg Bight (?OT: 275 ng/g TOC).The assessment of the data based on the EQS of the Water Framework Directive shows that a harmful effect on marine organisms must be expected from concentrations of the high molecular weight PAH benzo(b)fluoranthene for the Kiel Bight/Fehmarn Belt, eastern and western Gotland Sea areas. Contents for anthracene in surface sediment exceeded the threshold value of the HELCOM indicator PAH at station N1 in the Fehmarn Belt. Surface sediment contents of tributyltin exceeded the threshold value of the HELCOM test indicator TBT and imposex at all sites studied. Time series data for surface water back to year 2001 show decreasing trends for concentrations of PCBICES and DDT and its metabolites. No trends can be observed for surface sediment timeseries data within the studied time period.

Meereswissenschaftliche Berichte No 114 2020 - Marine Science Reports No 114 2020, Die Arbeit beschreibt die hydrographisch-hydrochemischen Bedingungen in der westlichen und zentralen Ostsee im Jahr 2019. Basierend auf den meteorologischen Verhältnissen werden die horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff/ Schwefelwasserstoff und Nährstoffen mit saisonaler Auflösung dargestellt. Für den südlichen Ostseeraum ergab sich im Winter 2018/2019 an der Station Warnemünde für die Lufttemperatur eine Kältesumme von 18,3 Kd. Im Vergleich belegt er damit den 7. Platz unter den wärmsten Wintern seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1948 und wird als sehr mild klassifiziert. Der Sommer 2019 nimmt mit einer Wärmesumme von 283,1 Kd den 24. Platz in der 71jährigen Datenreihe ein und liegt weit unter dem Rekordwert von 2018 (394,5 Kd). Das Langzeitmittel liegt bei 158,6 +/- 68,9 Kd. Die Situation in den Tiefenbecken der Ostsee war weiterhin geprägt durch stagnierende Bedingungen mit ausgedehnten Sauerstoffmangelgebieten. Die baroklinen Einströme des Hitzesommers 2018 drangen bis in die zentrale Ostsee vor und erwärmten das Tiefenwasser am Gotland Tief im Dezember 2018 auf 8,6 °C, weitere Pulse warmen Wassers folgten im Februar, März und April 2019. Die Salzgehalte und Konzentrationen gelösten Sauerstoffs blieben im Bodenwasser im Wesentlichen unverändert. Im Herbst 2018 und Dezember/Januar 2019 wurden durch drei kleinere barotrope Einströme insgesamt 3.3 Gt Salz in die westliche Ostsee importiert. Im Jahresverlauf 2019 folgten weitere vier schwache Einstromereignisse (April, Juni, September, Dezember). Das letzte umfasste 1 Gt Salzimport. Diese Ereignisse beeinflussten das Tiefenwasser im Arkona Becken bis in südliche Bereiche des östlichen Gotland Beckens. Die Bodensalzgehalte in der zentralen Ostsee blieben nach den „Major Baltic Inflows“ im Zeitraum 2014-2016 auf hohem Niveau, so dass die schwächeren Einströme des Jahres 2019 den Meeresboden nicht erreichten und so auch keine Belüftung des Tiefenwassers der zentralen Ostsee bewirkten. Die anoxischen und euxinischen Bedingungen in den Tiefengewässern verschärften sich 2019. Dies bestimmte auch die Nährstoffsituation in den Tiefenwässern des nördlichen und westlichen Gotlandbeckens. In der östlichen Gotlandsee stiegen die Phosphat- und Ammoniumkonzentrationen seit 2017 an. Im Jahr 2019 war der Sauerstoffgehalt in allen Tiefenwasser-Referenztiefen gleich Null. Eine Ausnahme bildete das zwischenzeitlich wieder mit Sauerstoff angereicherte Tiefenwasser der Bornholmsee mit etwa 3 ml/l Sauerstoff im März, was zu einem Jahresdurchschnitt von etwa 1,0 ml/l Sauerstoff führte und somit eine deutlich erhöhte Nitratkonzentration auf 6,8 μmol/l im Jahr 2019, eine relativ niedrige Ammoniumkonzentration von 1,5 μmol/l und eine Phosphatkonzentration von etwa 3,8 μmol/l im Jahresdurchschnitt zeigte. In diesem Report sind die während der Umweltüberwachung im Januar/Februar 2019 ermittelten Konzentrationen chlorinierter und polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (CKW, PAK) in Gebieten des Fehmarnbeltes/Kieler Bucht bis zur Gotlandsee zusammengefasst. Konzentrationen der CKW und U.S. EPA PAK verringern sich vom Bereich der westlichen Ostsee bis zur Gotlandsee, mit der Ausnahme, dass in der Pommerschen Bucht höchste Konzentrationen für CKW und PAK nachgewiesen wurden (ΣPAHsum: 15,000 pg/l, ΣCHCsum: 31.5 pg/l). Für die Gruppe der CKW wurden die höchsten Konzentrationen für HCB (HCBsum: 6 to 8 pg/L) ermittelt, gefolgt von DDT/Metabolite (ΣDDTsum: 3 to 7 (15)pg/L) und den PCBICES (ΣPCBsum: 2 to 9 pg/L); in der Pommerschen Bucht wurden die höchsten CKW-Konzentrationen für DDT/Metabolite ermittelt. Die Daten lassen auf hohe CKW- und PAK-Belastung in den Bereichen Fehmarn Belt/Kiel Bight und der Pommerschen Bucht schließen. Mariner Schiffsverkehr und Flusseinträge von Altlasten aus dem Hinterland über die Oder sind mögliche Ursachen dieser Belastung. Die Bewertung dieser Daten auf Grundlage der UQN der Wasserrahmenrichtlinie zeigt, dass eine schädliche Wirkung auf marine Organismen durch einige der hochmolekularen PAH, insbesondere im Bereich der Pommerschen Bucht, in Betracht gezogen werden muss., The article summarizes the hydrographic-hydrochemical conditions in the western and central Baltic Sea in 2019. Based on the meteorological conditions, the horizontal and vertical distribution of temperature, salinity, oxygen/hydrogen sulphide and nutrients are described on a seasonal scale. For the southern Baltic Sea area, the Warnemünde station recorded in the winter 2018/2019 a “cold sum” of the air temperature of 18.3 Kd leading to a classification of a mild winter season and a ranking as the seventh warmest winter since the beginning of the record in 1948. The summer “heat sum” of 283.1 Kd ranks on the 24th position over the past 71 years and is far below last year’s record of 394.5 Kd. The long-term average is 158.6 +/- 68.9 Kd. The situation in the deep basins of the Baltic Sea was mainly characterized by stagnation and widespread hypoxic to euxinic areas. The baroclinic inflows of the record warm summer 2018 reached the deep-water of the central Baltic Sea. The Gotland Deep showed record high 8.6 °C at the bottom. Additional inflow pulses of warm water arrived in March and April 2019, but salinity values and concentrations of dissolved oxygen stayed mainly unchanged. Three smaller barotropic inflows occurred from autumn 2018 to December /January 2019 and imported 3 Gt of salt into the western Baltic Sea. In the course of the year 2019 another four barotropic inflows of weak intensity occurred (April, June, September, December). The last one imported 1 Gt of salt. These events propagated from the Arkona Basin up to southern parts of the eastern Gotland Basin. The bottom salinity values stayed on the high level caused by the several Major Baltic Inflows in the time span 2014-2016, so that the 2019 events of weak intensity could not ventilate the bottom near water body in the central basins. Anoxic and euxinic conditions in the deep waters intensified in 2019. This determined also the nutrient situation in the deep water of the northern and western Gotland Basin. In the eastern Gotland Sea, phosphate and ammonium concentrations were increasing since 2017. In 2019, oxygen was zero in all deep water reference depths. An exception reflected the intermittently reoxygenated Bornholm Sea deep water with about 3 ml/l oxygen in March, leading to an annual average of about 1.0 ml/l oxygen, thus, showing a clearly increased nitrate concentration to 6.8 μmol/l in 2019, a relatively low ammonium concentration of 1.5 μmol/l, and an annual average phosphate concentration of about 3.8 μmol/l. This report summarizes obtained data for chlorinated and polycyclic aromatic hydrocarbons (CHC, PAH) for Baltic Sea surface water from the January/February 2019 observation in areas of the Kiel Bight/Fehmarn Belt up to the Gotland Sea. Overall, concentrations for CHC and U.S. EPA PAH decrease from areas of the western Baltic Sea to the Gotland Sea with the exception of the Pomeranian Bight. There, highest concentrations for PAH and CHC were observed (ΣPAHsum: 15,000 pg/l, ΣCHCsum: 31.5 pg/l). Among the analysed CHC highest concentrations were observed for HCB (HCBsum: 6 to 8 pg/L) followed by DDT/metabolites (ΣDDTsum: 3 to 7 (15)pg/L) and PCBICES (ΣPCBsum: 2 to 9 pg/L) with the exception that at the Pomeranian Bight concentrations for DDT/metabolites were highest. The data depict high contaminant pressure for the areas Pomeranian Bight and the Kiel Bight/Fehmarn Belt, which indicates higher contaminant sources at these sites. Assessment of the results on the basis of the EQS of the Water Framework Directive shows that concentrations of a number of high molecular weight PAH might be of concern for marine organisms, particularly at the Pomeranian Bight.

Summer cyanobacterial blooms represent a threat to the Baltic Sea ecosystem, causing deoxygenation of the bottom water and the spread of the so-called dead zones. The history of the Baltic Sea cyanobacterial blooms is known from in situ and satellite observations since the early 1980s but is still not well understood. By comparing both weekly resolved sediment trap material and a well-dated sediment core from the eastern Gotland Basin with monitoring and satellite cyanobacterial data of the last ca. 35 years, it is shown here that 6- and 7-methylheptadecane lipids (expressed as 6+7Me-C17 : 0) may be potentially considered semiquantitative biomarkers for diazotrophic cyanobacteria, and more specifically for Nodularia spumigena. Using this organic proxy, it was thus possible to reconstruct the history of cyanobacterial blooms beyond the observational period with a resolution of 2–4 years since 1860. Cyanobacteria were constantly present but in relatively low abundance until 1920, when they started to alternate between periods with high and low abundance. Interestingly, there seems to be no significant increase in cyanobacterial abundance in the 1950s, when eutrophication and deoxygenation of the Baltic Sea increased considerably. While the early increase in cyanobacteria may be related to a small increase in phosphorus loading, decadal to multi-decadal fluctuations are likely related to variability in the Baltic Sea surface temperature and, ultimately, to the Atlantic Multi-decadal Oscillation. A 7000-year 6+7Me-C17 : 0 record from the Bothnian Sea also suggests a relationship with the mean summer temperature in the Baltic Sea region but at a multi-centennial to multi-millennial timescale. The intensity of the cyanobacterial blooms in the Baltic Sea is thus likely mainly related to natural processes such as temperature variability, at least at a multi-decadal to multi-millennial timescale.