Aerobni organizmi pri dihanju porabljajo v vodi raztopljen kisik. Kisik se porablja tudi pri razkrajanju organske snovi in nekaterih drugih procesih. Kisik z difuzijo prehaja iz atmosfere v morsko vodo, v vodi pa nastaja pri fotosintezi morskih cvetnic ter makroskopskih in mikroskopskih alg. Občasno je poraba kisika večja od njegovega nastanka, kar lahko privede do pomanjkanja kisika oziroma do hipoksije (koncentracije kisika so zelo nizke) ali anoksije (popolno pomanjkanje kisika). Do pomanjkanja kisika prihaja predvsem v pridnenem sloju morja v obdobju razslojenega vodnega stolpca, praviloma pozno poleti ali zgodaj jeseni.

Tržaški zaliv in celotni severni Jadran sta relativno bogata s hranilnimi snovmi, ki jih s seboj prinašajo reke, padavine in različne odpadne vode. To obilje zlahka izkoristijo planktonske alge, ki se lahko namnožijo do te mere, da jih planktonske živali ne zmorejo pojesti, zato odmrejo in potonejo na dno. Tu se prične proces bakterijske razgradnje, kjer je poraba kisika velika. Če je ob tem vodni stolpec razslojen, je difuzija kisika iz zgornjih vodnih slojev močno otežena, zato je v globljih delih zaliva pomanjkanje raztopljenega kisika relativno pogost pojav. Pomanjkanje kisika, predvsem če pride do anoksičnih razmer, ima na organizme, ki živijo na morskem dnu, poguben vpliv.

V preteklosti (v 80. in 90. letih prejšnjega stoletja) so bile epizode hipoksij in anoksij v Tržaškem zalivu pogostejše kot danes. Njihove posledice so na bentoških združbah v nekaterih območjih vidne še danes. Na manjši vnos hranilnih in organskih snovi v morje in s tem na manjšo možnost pojava hipoksičnih ali anoksičnih razmer v pridnenem sloju lahko vplivamo predvsem z učinkovitim čiščenjem odpadnih voda.

Mesečne meritve raztopljenega kisika v pridnenem sloju se v slovenskem morju izvajajo na vseh merilnih mestih državnega monitoringa, vendar podatki nakazujejo največjo verjetnost nastanka hipoksičnih in anoksičnih razmer le v osrednjem delu Tržaškega zaliva (merilno mesto CZ).

V obalnih območjih so fizikalni in biološki procesi, ki vplivajo na koncentracijo raztopljenega kisika v morski vodi veliko bolj kompleksni v primerjavi z odprtimi morji, zato so tudi koncentracije raztopljenega kisika v pridnenem sloju zelo variabilne. Eno takih območij je polzaprt in plitev Tržaški zaliv, katerega del je slovensko morje (Malej, Malačič, 1995). V uporabi je veliko različnih definicij hipoksičnih in anoksičnih razmer, ki večinoma temeljijo na učinkih, ki jih take razmere imajo na pridnene organizme. Pri opisu značilnosti raztopljenega kisika v slovenskem morju smo se oprli na definicije nedavne študije o tej problematiki v Tržaškem zalivu (Kralj, et al., 2019). Kisikove stresne razmere se pojavijo, ko koncentracija raztopljenega kisika pade pod 4,6 mg/L (3,2 ml/L, 143,8 μmol/L), zmerno hipoksične razmere, ko pade pod 2 mg/L (1,4 ml/L, 62,5 μmol/L), hipoksične razmere pa, ko pade pod 1,43 mg/L (1 ml/L, 45 μmol/L). Ker naj bi že v kisikovih stresnih razmerah bilo ogroženih 10 % najbolj občutljivih vrst, npr. nekateri raki deseteronožci, Vaquer-Sunyer in Duarte (2008) predlagata, da bi meja 4,6 mg/L morala obveljati kot previdnostna meja. Podobno tudi dokumenti Skupnega raziskovalnega središča pri Evropski komisiji navajajo, da se v morskem okolju kronično pomanjkanje kisika pojavlja pri koncentracijah med 2 in 6 mg/L, akutno pa pri koncentracijah nižjih od 2 mg/L (Salas Herrero, et al., 2022).

Koncentracije raztopljenega kisika v pridnenem sloju se spreminjajo sezonsko, najvišje so od pozne jeseni do pomladi, najnižje pa pozno poleti in zgodaj jeseni. Pri tem sta izredno pomembna razslojenost vodnega stolpca in globina, saj vplivata na difuzijo kisika v globlje vodne sloje. Spomladi se ob povišanem pretoku rek hranilno bogata sladka voda v površinskem sloju razširja po zalivu, kar skupaj s segrevanjem povzroči razslojenost vodnega stolpca. V zgornjih vodnih slojih je voda toplejša, manj slana in ima manjšo gostoto, medtem ko so globlji sloji hladnejši, bolj slani in bolj gosti. Med njimi se zato ustvari nevidna bariera, ki preprečuje mešanje in otežuje difuzijo plinov. Razmere v površinskem sloju spodbudijo rast fitoplanktona in če se ta prekomerno namnoži in ga planktonske živali ne zmorejo pojesti, potone na dno, kjer se začne bakterijska razgradnja, ki porabi veliko kisika. Vsi ti procesi skupno prispevajo k nizkim koncentracijam raztopljenega kisika v pridnenem sloju (Orlando Bonaca, et al., 2012; Lipej, et al., 2003; Malej, Malačič, 1995). Slika MR03-1 kaže, da so te koncentracije v pridnenem sloju merilnega mesta CZ v obdobju 1990–2022 zelo nihale, od najnižje 0,5 mg/L oktobra 1995 do najvišje 11,5 mg/L junija 2010. Hipoksične razmere so bile zabeležene septembra in oktobra 1995 in 2001, do leta 2001 so bile nekajkrat zabeležene zmerno hipoksične razmere in skoraj vsako leto tudi kisikove stresne razmere. Po letu 2001 zmerno hipoksičih in hipoksičnih razmer na merilnem mestu CZ nismo več zaznali, kar je pomembno, saj imajo lahko hipoksične razmere, predvsem če so dolgotrajne, pomemben negativni vpliv na sestavo in obstoj bentoških združb (Riedel, et al., 2008). Se pa sezonsko še zmeraj pojavljajo kisikove stresne razmere, ki se v zadnjem desetletju ponovno pojavljajo skoraj vsako leto. Anoksije, torej razmere, ko je v pridnenem sloju prišlo do popolnega pomanjkanja kisika, so se v Tržaškem zalivu pojavljale znatno redkeje. Vsi takšni dogodki so bili zabeleženi pred obdobjem, ki ga prikazujeta sliki MR03-1 in MR03-2, in sicer v letih 1974, 1980, 1983, 1987, 1988, 1989 in 1990 (Malej, Malačič, 1995). Največkrat so bila prizadeta manjša območja osrednjega dela zaliva, anoksija največje razsežnosti pa je bila zabeležena leta 1983 (Stachowitsch, 1984; Faganeli, et al., 1985), ko je obsegala približno tretjino zaliva. Takšne razmere so trajale dva tedna, zaradi česar so poginile vse pritrjene in delno pritrjene živali ter mnoge slabo gibljive pridnene živali.

Za metodologijo vrednotenja ekološkega stanja obalnega morja na podlagi splošnih fizikalno-kemijskih elementov kakovosti, ki sedaj vsebuje le vrednotenje stanja na podlagi hranilnih snovi, so bile v letu 2022 pripravljene strokovne podlage s predlogom za njeno dopolnitev z vrednotenjem stanja na podlagi kisikovih razmer (Francé, Čermelj, 2022). Na podlagi predlaganih dopolnitev metodologije so na Sliki MR03-2 prikazane letne statistike (10. percentil) koncentracij raztopljenega kisika v pridnenem sloju v osrednjem delu Tržaškega zaliva (melirno meto CZ) ter predlagani mejni vrednosti med zelo dobrim in dobrim ter dobrim in zmernim razredom ekološkega stanja. Tako kot pri izmerjenih vrednostih je tudi tu opazna velika variabilnost. V prvem desetletju meritev kisikove razmere največkrat niso dosegle predlaganih vrednosti za dobro stanje, nato je v drugem desetletju opazen trend naraščanja izračunanih vrednosti letnih statistik, ko bi bilo stanje največkrat ocenjeno kot dobro ali zelo dobro. V zadnjih desetih letih pa so izračunane vrednosti ponovno nižje in kisikove razmere ponovno ne dosegajo vedno predlaganih mejnih vrednosti za dobro stanje.

Izračunane vrednosti letnih statistik raztopljenega kisika v pridnenem sloju so z nekaj vmesnimi padci naraščale do leta 2010, po tem letu pa ponovno upadajo.

Koncentracijo raztopljenega kisika merimo tudi v pridnenem sloju preostalih merilnih mest državnega monitoringa v slovenskem morju, ki pa so večinoma razporejena v obalnem pasu z nižjo globino, kjer je verjetnost pojava hipoksičnih razmer veliko manjša (Slika MR03-3). Ker so dogodki, ko se sezonske stresne kisikove razmere poslabšajo in vodijo v hipoksične razmere lahko kratkotrajni, so pomembne tudi kontinuirane meritve s fiksnimi senzorji, kot na primer na oceanografski boji Vida (https://www.nib.si/mbp/sl/oceanografski-podatki).

Pomanjkanje kisika v Tržaškem zalivu je le delno posledica človekovih obremenitev, delno pa odraz naravnih hidromorfoloških pogojev in dogajanj v vodnem stolpcu. Hranila in organske snovi se v reke spirajo iz zalednih površin, možen vnos so tudi neprečiščene ali delno prečiščene komunalne odpadne vode. V vodotokih po Sloveniji je opazen trend upadanja obremenjenosti s hranili in organskimi snovmi (kazalec VD10), kar je delno rezultat nadgradnje ali izgradnje kanalizacijskega omrežja in komunalnih čistilnih naprav v zaledju (kazalec VD02) in drugih ukrepov. To je tudi eden od možnih vzrokov za izboljšanje kisikovih razmer v pridnenem sloju Tržaškega zaliva. Kljub temu ostaja koncentracija raztopljenega kisika pri dnu pomemben parameter, saj se lahko ob višanju temperature morja zaradi globalnega segrevanja pogostost hipoksij spet poveča. Poleg tega tudi ekološko stanje na podlagi predlaganih mejnih vrednosti za kisikove razmere v pridnenem sloju na merilnem mestu v osrednjem delu Tržaškega zaliva ni vedno ovrednoteno kot dobro.