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Weltkarte der menschlichen Abwässer

Hochauflösende Kartierung enthüllt Hotspots der Nährstoff- und Bakterieneinträge ins Meer

STickstoffeinleitung
Die Weltkarte der Abwassereinleitungen zeigt die ins Meer geschwemmten Stickstoffmengen, hier ein Ausschnitt mit den deutschen Küsten. © Tuholske et al./ PLoS ONE

Nicht lecker: Eine neue Weltkarte zeigt die Verschmutzung der Küstenmeere durch menschliche Abwässer – und identifiziert Hotspots der Kontamination mit Stickstoff und Keimen. Demnach schwemmen nur 25 Einzugsgebiete fast die Hälfte des weltweiten Abwasser-Stickstoffs ins Meer, die meisten davon liegen in Indien, China und Korea. Aber auch im Mittelmeer gibt es einige Hotspots, wie die Forscher berichten. Insgesamt gelangen durch unsere Abwässer jährlich 6,2 Millionen Tonnen Stickstoff in die Ozeane.

Die Küstengebiete der Ozeane sind Hotspots der marinen Artenvielfalt, gleichzeitig jedoch sind gerade sie hohen Belastungen ausgesetzt: Schiffsverkehr und Fischerei stören und dezimieren wichtige Tierarten und der Eintrag von Wasser aus Flüssen, der Landwirtschaft oder der Kanalisation schwemmt Nährstoffe, Plastikmüll, Bakterien und Chemikalien ins Meer. In einigen Küstengebieten breiten sich deshalb sauerstoffarme Todeszonen aus, in anderen reichern sich resistente Keime im Sediment an.

STickstoffkarte
Weltkarte der über menschliche Abwässer ins Meer geleiteten Stickstoffmengen. © Tuholske et al/ PLoS ONE, CC-by-sa 4.0

Erste hochauflösende Kartierung

Wie stark menschliche Abwässer zum Eintrag von Nährstoffen und potenziell krankmachenden Keimen in die Küstenmeere beitragen und wo die Hotspots der Kontamination liegen, haben nun Cascade Tuholske von der University of California in Santa Barbara und ihre Kollegen erstmals in hoher Auflösung ermittelt. Für ihre Studie werteten sie Daten zur Bevölkerungsdichte, der Ernährung, Besiedlungsstruktur und zum Zustand der Abwasserreinigungssysteme für knapp 135.000 Einzugsgebiete und Küsten weltweit aus.

„Mehr als 60 Prozent der Weltbevölkerung hat keine Abwasserkanalisation und nutzt offene Gruben, Latrinen oder septische Tanks“, erklären die Forschenden. In den Küstengebieten gelangen diese Abwässer dann meist ungeklärt ins Meer. Kläranlagen hingegen reinigen zwar die Abwässer von einem Teil der Kontaminationen und Keime, meist enthalten ihre Einträge aber noch erhöhte Mengen an Stickstoff – einem Nährstoff, der entscheidend zur Überdüngung beiträgt.

Nahezu alle Küsten und Kontinente betroffen

Das Ergebnis ist eine Weltkarte, die erstmals zeigt, wo und wie viel Stickstoff und Bakterien durch menschliche Abwässer ins Meer gelangen. Insgesamt schwemmt das menschliche Abwasser demnach 6,2 Millionen Tonnen Stickstoff in die weltweiten Küstenmeere. „Davon stammen 63 Prozent aus Klärsystemen, fünf Prozent aus septischen Tanks und 32 Prozent aus ungeklärten, direkten Einleitungen“, berichten Tuholske und ihre Kollegen.

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Die Karte zeigt auch, dass nahezu alle Küstengebiete der Erde inzwischen von menschlichen Abwässern geprägt sind. Zonen mit geringen Stickstoffeinträgen existieren fast nur noch in den polaren Breiten und bei unbewohnten Inseln. Auch potenziell krankmachende Fäkalbakterien finden sich an den Küsten aller Kontinente, sie häufen sich vor allem in dicht besiedelten Deltas und Flussmündungen.

„Die Einträge von Bakterien und Stickstoff durch unser Abwasser sind damit ein Problem für Küstenökosysteme, die öffentliche Gesundheit und die Wirtschaft auf dem gesamten Planeten“, konstatiert das Forschungsteam. Eine interaktive Webversion ihrer Weltkarte haben sie ins Internet gestellt.

Stickstoffeinleitungen
Länder-Auflistung nach der Gesamtmenge des in die ausschließlichen Wirtschaftszonen eingeleiteten Stickstoffs. © Tuholske et al/ PLoS ONE, CC-by-sa 4.0

Deutschland unter den Top Ten

Die hohe Auflösung der Daten enthüllt auch, wo die Hotspots der Abwasser-Einleitung liegen: „Nur 25 Einzugsgebiete sind für rund 46 Prozent des globalen Stickstoffeintrags aus dem Abwasser in den Ozean verantwortlich“, berichten die Wissenschaftler. „Diese Einzugsgebiete konzentrieren sich in Indien, China und Korea, liegen aber zum Teil auch auf anderen Kontinenten.“ Mit Abstand an erster Stelle der schmutzigen Hotspots steht den Daten zufolge der Jangtse-Fluss, der allein elf Prozent des gesamten Abwasser-Stickstoffs ins Meer schwemmt.

Aber auch die USA, Brasilien und Mexiko liegen in Bezug auf die absoluten Nährstoffeinträge in ihre ausschließliche Wirtschaftszone weit vorn. Wird die Größe des Einzugsgebiets mitberücksichtigt, schwemmen auch einige Küstenregionen im Mittelmeer überproportional viel Stickstoff ins Meer. Deutschland schafft es in diesem unrühmlichen Länderranking immerhin auf Platz zehn. Zwar werden bei uns nahezu alle Abwässer geklärt, aber im Schnitt entfernen Kläranlagen nur rund 55 Prozent des Stickstoffs, wie die Forschenden erklären.

Die Kartierung enthüllt zudem, dass die Abwasser-Einleitungen in Afrika und Südamerika weit höher sind als in früheren Schätzungen angenommen. „Die ins Meer gelangenden Abwassermengen in diesen Regionen übertreffen sogar die von vielen Ländern in Europa und Asien“, schreiben Tuholske und ihre Kollegen. Auch in Bezug auf den Eintrag von potenziell krankmachenden Keimen liegen einige der Hotspots in Afrika, der Großteil aber in Asien.

Korallenriffe und Seegraswiesen stark betroffen

Die Schwemme der ins Meer geleiteten Abwässer trifft viele besonders wertvolle und gefährdete Küstenökosysteme, wie die Kartierung enthüllte. „Wir schätzen, dass 58 aller Korallenriffe weltweit und 88 Prozent der Seegraswiesen zumindest teilweise anthropogenen Input aus Abwässern bekommt“, berichtet das Team. Besonders belastete Korallenriffe liegen demnach in China, Indien, Kenia, Haiti und dem Jemen. Bei den Seegraswiesen liegen Hotspots in China, Indien, Ghana, Kuweit und Nigeria.

„Unsere Ergebnisse identifizieren damit Gebiete mit hoher Priorität für Maßnahmen und Schutzbemühungen. Dies kann Meeresschutz-Organisationen und Gesundheitsbehörden dabei helfen, zusammenzuarbeiten und die Auswirkungen des Abwassers auf Küstenmeere weltweit zu verringern“, konstatieren die Forschenden. (PLoS ONE, 2021; doi: 10.1371/journal.pone.0258898)

Quelle: PLOS

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