Fosfor ja lämmastik
Läänemere üks olulisimaid väljakutseid on eutrofeerumine, mida põhjustab toitainete, nagu fosfor ja lämmastik, suurenev sissevool. Eutrofeerumine põhjustab vetikate liigset kasvu, muutusi vee ökosüsteemis ja hapnikupuudust veekogu põhjas. Muud Läänemere probleemid on samuti tugevalt seotud eutrofeerumisprotsessiga.
Alates 1800. aastast on Läänemeri muutunud oligotroofsest, selge veega merest eutrofeerunud veekoguks. Lämmastik ja fosfor on ühed peamistest floora kasvu kontrollivatest toitainetest ning need ei ole otseselt kahjulikud mereorganismidele. Eutrofeerumine näitab meile, et toitainete kontsentratsioon vees on liiga suur. See põhjustab vetikate liigset kasvu, millel on mitu negatiivset mõju ökosüsteemile. Näiteks võib selleks olla veeläbipaistvuse vähenemine, kalade populatsioonide ja taimestike koosluste muutused, liigse orgaanilise aine moodustumine, hapnikutarbimise suurenemine ja hapnikupuudus merepõhjas, mis põhjustab põhjaloomade hukkumist.
Lämmastik ja fosfor kanduvad Läänemerre nii vee kui ka õhu kaudu. Enamik toitainete sissevoolust toimub vee kaudu ning pärineb jõgede valgaladelt, kraavide ümbrusest või otse rannikualadelt. Valgalade toitainete peamised allikad on põllumajandus, metsade töötlemine, tööstus, majapidamised, kalakasvatus ja looduslikud allikad. Õhus olevad toitained põhjustavad atmosfääri mõju Läänemerele ning need pärinevad nii Läänemere valgala kui ka sellest väljaspool asuvatest allikatest. Peamised allikad on mere- ja maanteeliiklus, põllumajandus ja energiatootmine.
Kui ülemäärasest eutrofeerumisest põhjustatud protsessid on alanud, siis on neid keeruline ohjata. Setetes aastaid ladestunud toitaineid on keeruline eemaldada ning need põhjustavad jätkuvalt vetikate ja taimede liigkasvu. Anoksilistes (hapnikupuuduse) tingimustes võib setetest vabaneda fosfor, mis suurendab veekogu eutrofeerumist. Seda protsessi on palju raskem kontrollida kui toitainete juurdevoolu jõgedest, rannikualadelt ja õhust.
Füüsikalised eriomadused muudavad Läänemere üheks maailma suurimaks riimveekoguks. Läänemeri, mille valgala on neli korda suurem mere suurusest ja mis on elukohaks ligikaudu 85 miljonile inimesele, on äärmiselt tundlik inimmõjude suhtes. Läänemeri on ühendatud maailma ookeanidega ainult läbi Taani väinade kitsaste ja madalaveelise osa. Piiratud veevahetuse tõttu Põhjamerega võivad toitained jääda Läänemerre kuni 30 aastaks. Seetõttu on toitainete juurdevoolul merre pikaajaline mõju ja sellest taastumine aeglane.