Den marina miljöövervakningens betydelse för vår kunskap om haven och för samhällets havsmiljöarbete kan inte nog poängteras. Övervakningens långa tidsserier av miljödata gör det möjligt både att förstå hur havet fungerar och att upptäcka förändringar i havsmiljön. Båda är viktiga förutsättningar för att Sverige ska kunna bedriva en vetenskapligt baserad och kostnadseffektiv havspolitik.

Det samordnade recipientkontroll-programmet vid Oxelösundskusten omfattar vattenkemiska analyser (näringsämnen, klorofyll, siktdjup, salthalt), bottenfauna, samt provtagning av sediment, fisk och blåmussla för metaller och PAH:er. Den här rapporten redovisar bottenfauna insamlad 2024 samt två pilotförsök för att undersöka miljöeffekter av förorenat sediment som genomförts under 2023–2024. Övriga parametrar i det samordnade recipientkontroll-programmet presenteras i Walve och Raymond (2024).

Bottenfaunan visar god status för området när det utvärderas med det bentiska kvalitetsindexet BQI. Undersökningar har genomförts fem gånger seden 2006 och vid dessa tillfällen nådde området upp till god status vid alla undersökningar. Däremot visar en undersökning från 1982 att området då endast nådde upp till måttlig status och att faunan var generellt utarmad. Idag är mångfalden och individtätheten betydligt bättre.

Trots att bottenfaunan visar på god status hittas höga halter av metaller och PAH:er i sedimentet. Två pilotförsök har därför genomförts under 2023–2024 för att undersöka miljöeffekter av förorenat sediment. I båda försöken har sediment samlats in i en gradientstudie, där två stationer uppvisar förhöjda miljögifter i sediment och två stationer utgör referens-områden (Dragviksfjärden och Askö).

I det första försöket tillsattes 15 gravida vitmärlor Monoporeia affinis till sedimentproppar från de fyra stationerna. Efter 7 veckors exponering studerades överlevnaden, antal gravida honor, fekunditet per hona, missbildade embryon och döda/outvecklade embryon. Den mest förorenade stationen SS1 närmast SSAB:s verksamhet uppvisade lägre överlevnad, även om skillnaden inte var statistiskt säkerställd, men framför allt färre rekryteringar av nya individer.

I det andra försöket tillsattes 5 uppodlade märlkräftor Hyalella azteca till provburkar med sediment från samma fyra gradientstationer som vitmärlorna exponerades för. Efter 7 dagar analyserades biomarkörer som RNA/DNA-kvot för indirekt tillväxt, ORAC för oxidativ status samt AChE för neuro-toxicitet. På den mest förorenade stationen SS1 förekom hög andel avvikande RNA/DNA-kvoter och AChE-aktivitet samt måttlig ORAC-status. Den referensstation, Askö, där vitmärlorna till reproduktionsförsöket samlades in, visade också på biomarkör-effekter vilket antyder att vitmärlorna redan var påverkade av föroreningar när de samlades in till försöket. 

Undersökningen har beställts av SSAB Oxelösund och utförts av det Marinekologiska laboratoriet (MEL) vid institutionen för ekologi, miljö och botanik på Stockholms universitet (SU) med biomarköranalyser utförda vid institutionen för miljövetenskap vid SU .

I denna rapport presenteras 2023 års resultat från de undersökningar som utförs i Himmerfjärden och angränsande fjärdar för att följa upp effekterna av utsläppen av renat avloppsvatten från Himmerfjärdsverket.

Lufttemperaturens årsmedel 2023 var 1,5 grader högre än jämförperioden 1961-1990 men låg nära medlet för perioden 1991-2020. Efter en varm och så gott som isfri vinter följde en torr, varm vår och försommar, medan juli och augusti blev svalare och augusti nederbördsrik. Även oktober blev regnig vilket medförde att slussen öppnades i Södertälje, med stora flöden från Mälaren i november som följd. Avrinningen från land blev större än de närmaste sju åren, som varit relativt torra, och tillförseln av kväve och fosfor från land blev därmed också större vad den varit de senaste åren. Trots den pågående ombyggnaden av Himmerfjärdsverket blev utsläppet 2023 ungefär på samma nivå som den senaste 10-årsperioden.

Efter att ha ökat vid millennieskiftet och sedan ytterligare kring 2016 tycks salthalten nu ha stabiliserats på en högre nivå. Säsongsvariationen 2023 visar på ett inflöde av saltare djupvatten till Himmerfjärden i slutet av juli och lägre salthalter än normalt i ytan i november-december, vilket kan kopplas till Mälarens avtappning. De lägsta syrehalterna 2023 blev inte så låga som 2022 men det finns en generell trend mot allt lägre syrehalter, både i Himmerfjärden och vid referensstationen vid Askö.

Året inleddes med mycket höga fosforhalter i Himmerfjärden, troligen främst en effekt av omfattande syrebrist sensommaren 2022 och uppblandning av mycket fosforrikt bottenvatten under hösten 2022. Även hösten 2023 var fosforhalterna högre än normalt men inte fullt lika höga som året innan och års- och sommarmedel för fosfor blev lägre 2023 än 2022. Även kvävehalten var relativt hög i början av vintern, men sjönk tillbaka under året. Statusen för kväve och fosfor, bedömd enligt vattenförvaltningens bedömningsgrunder för sommaren, har sedan 1996 försämrats både på referensstationen och i Himmerfjärden, för fosfor skedde försämringen framförallt för omkring 10 år sedan.

Maxvärdet av biovolymen växtplankton på våren blev bland de högsta uppmätta, med dominans av kiselalger, i mitten av april. Medelvärdet för vårmånaderna mars-maj blev dock inte särskilt högt. Ävenbiovolymen under sommaren blev lägre än vad som varit fallet merparten av de senaste åtta åren. Av de kvävefixerande cyanobakterierna under sommaren dominerade Aphanizomenon sp. medan den ofta giftiga Nodularia spumigena förekom ytterst sparsamt. Även potentiellt giftiga dinoflagellater förekom enbart som enstaka celler i proverna.

Statusen för bottenfauna har generellt förbättrats under perioden 1997-2000, och når god status i alla områden utom på djupa stationer i Näslandsfjärden och inre norra Himmerfjärden. Både ökade tätheter av djur samt ändrad artsammansättning kan bidra till förbättringen. Även flera fynd av nya arter har gjorts på senare tid vilket möjligen kan bero på införsel med fartygstrafiken till Södertälje hamn.

Understanding species phenology and temporal co-occurrence across trophic levels is essential to assess anthropogenic impacts on ecological interactions. We analyzed 15 yr of monitoring data to identify trends and drivers of timing and magnitude of bloom-forming phytoplankton and diverse zooplankton taxa in the central Baltic Sea. We show that the timings of phytoplankton blooms advance, whereas crustacean zooplankton seasonal timings remain constant. This increasing offset with the spring bloom is linked to the decline of Pseudocalanus, a key copepod sustaining pelagic fish production. The majority of copepod and cladoceran taxa, however, are co-occurring with summer blooms. We also find new developing fall blooms, fueling secondary production later in the season. Our study highlights that response to climate change differs within and between functional groups, stressing the importance of investigating plankton phenologies over the entire annual cycle in pelagic systems.

We have compared 16 years of fish catch data, primarily for perch (Perca fluviatilis) from two archipelago areas in the Baltic Sea, one strongly impacted by coastal development and the other a reference area. Comparisons were also done with five years of data from a third area, where the coastline is only modestly modified. In addition, data from a smaller study is included, in which one of the three areas is extremely impacted and probably without any natural shores left. There were no general differences in catches of perch between heavily developed and the much less impacted areas.

Even large inflows of oxygen-rich seawater to the Baltic Proper have in recent decades given only short-lived relief from oxygen deficiency below the halocline. We analyse long-term changes in oxygen deficiency, and calculate the “total oxygen debt” ΣOD, the oxygen required to oxidize the hydrogen sulphide (H₂S) and ammonium (NH₄) that builds up during stagnation periods. Since the early 1990s, oxygen below 65m has gradually decreased during successive stagnation periods, and the ΣΣOD has increased, with NH₄ more important than previously recognised. After the major inflow in 2014, the Baltic Proper ΣOD has reached its highest level so far. The gradual shift of the ΣOD to shallower sub-halocline waters in the western and northern basins has increased the risk of periodic coastal hypoxia and export of hypoxic water to the Bothnian Sea. The potential for inflows large enough to more than eliminate the ΣOD seems limited in the near term.

Carbon and nitrogen stable isotope ratios are increasingly used to study long-term change in food web structure and nutrient cycling. We retrospectively analyse elemental composition (C, N and P) and stable isotopes (δ¹³C, δ¹⁵N) in archived monitoring samples of two important taxa from the bottom of the food web; the filamentous ephemeral macroalgae Cladophora spp. and the blue mussel Mytilus edulis trossulus from three contrasting regions in the Baltic Sea (coastal Bothnian Sea and Baltic Proper, open sea central Baltic). The aim is to statistically link the observed spatial and interannual (8–24 years’ time-series) variability in elemental and isotope baselines with their biomass trends and to the oceanographic monitoring data reflecting the ongoing environmental changes (i.e., eutrophication and climate) in this system. We find clear differences in isotope baselines between the two major Baltic Sea basins. However, the temporal variation in Mytilus δ¹³C was similar among regions and, at the open sea station, mussels and algae δ¹³C also correlated over time, likely reflecting a global (Suess) effect, whereas δ¹⁵N of both taxa varied with local and regional dissolved nitrogen concentrations in water. δ¹⁵N in source amino acids allowed detection of diazotrophic N in Mytilus, which was masked in bulk δ¹⁵N. Finally, Cladophora N:P reflected regional nutrient levels in the water while P%, which differed for both taxa, was linked to food quality for Mytilus. This study highlights the potential of a multi-taxa and multi-stable isotope approach to understand nutrient dynamics and monitor long-term environmental changes.

Ocean climate change strongly affects organisms and ecosystems, and the causes, consequences, and underlying mechanisms need to be documented. In the Baltic Sea, a marginal sea under severe eutrophication stress, a longer productive season, and changes in the phytoplankton community over the last few decades have likely impacted diet and condition of keystone species, from individual to population level. This study uses stable isotopes (δ¹³C, δ¹⁵N, and derived isotope niche metrics) to trace energy and nutrient flows in archived samples of blue mussel (Mytilus edulis trossulus) spanning 24 yr (1993–2016). We test if long-term changes in isotope and elemental composition in mussels, as well as population abundance and biomass, can be explained by changes in abiotic and biotic variables, using partial least square regressions and structural equation modeling. We found decreasing trends in δ13C and δ15N as well as in mean size and total biomass of mussels, but no unidirectional changes in their stoichiometry or condition index. Changes in isotope composition were best explained by nitrogen-fixing cyanobacteria, by increased terrestrial organic carbon from land runoff (reflecting precipitation) and by decreases in dissolved inorganic nitrogen (indicative of successful eutrophication mitigation) and in biomass of a mixotrophic ciliate species. The trophic niche (assessed from isotope niche) was included as the best predictor for both mussel body condition and the observed decline in their total biomass. This study reveals that altered trophic relationships from climate-induced changes in the productivity base may strongly impact keystone species, with potential knock-on effects on ecosystem functions. 

We estimated phytoplankton depth-integrated primary production rates at an open sea station in the northern Baltic Proper in 2004–2009 by parallel in situ and ship-board incubations in an “ICES incubator”. Observations were strongly linearly related (r² = 0.67, p < 0.00001) and produced similar seasonal signals, but incubator estimates were significantly lower in spring (_∼5–20%, March–May) and summer (_∼30%, June–August), but not in autumn (September–October). Incubator P^B_max was significantly lower in all seasons (_∼10, 23, and 14% in spring, summer, and autumn), and the initial slope of the P^B/E-curve (α^B) was two-thirds of in-situ α^B in spring and autumn, and half in summer, but not significantly different in autumn, and had an order of magnitude lower standard deviation. Parallel incubations of mixed 0–10 m hose samples at discrete depths in situ and in the incubator gave similar differences in P^B_max and α^B. This strongly suggests that the main factor causing the lower photosynthesis rates in the incubator was light quality, since all other potential sources of variability were similar. However, we cannot rule out that the lower incubator P^B_max was partly due to insufficient light compared to in situ, particularly in summer. Our results suggest that a major challenge to the harmonization of ¹⁴C in situ, and artificial light and deck incubator measurements, is to simulate spectral composition changes with depth or, alternatively, use phytoplankton action spectra or constructed action spectra that are less complicated and time-consuming to establish (Kyewalyanga et al., 1997). 

This study tested two sediment amendments with active sorbents: injection of aluminum (Al) into sediments and thin-layer capping with Polonite (calcium-silicate), with and without the addition of activated carbon (AC), for their simultaneous sequestration of sediment phosphorus (P), hydrophobic organic contaminants (HOCs), and metals. Sediment cores were collected from a eutrophic and polluted brackish water bay in Sweden and incubated in the laboratory to measure sediment-to-water contaminant release and effects on biogeochemical processes. We used diffusive gradients in thin-film passive samplers for metals and semi-permeable membrane devices for the HOC polychlorinated biphenyls and polycyclic aromatic hydrocarbons. Al injection into anoxic sediments completely stopped the release of P and reduced the release of cadmium (Cd, -97%) and zinc (Zn, -95%) but increased the sediment fluxes of PAH (+49%), compared to the untreated sediment. Polonite mixed with AC reduced the release of P (-70%), Cd (-67%), and Zn (-89%) but increased methane (CH4) release. Adding AC to the Al or Polonite reduced the release of HOCs by 40% in both treatments. These results not only demonstrate the potential of innovative remediation techniques using composite sorbent amendments but also highlight the need to assess possible ecological side effects on, for example, sedimentary microbial processes.