Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

144

Introduction

The primary input of dissolved phosphorus (P) into the sea is from con-

tinental weathering carried by the rivers (1), but certain anthropogenic

in?uences have also become important. P concentrations in the middle

Adriatic waters are relatively low (2) and there are a relatively small num-

ber of freshwater inputs from the eastern coast to these waters (compared

to northern Adriatic waters). These facts indicate that marine sediments

could be an important source of P in this area. To determine the role of sed-

iment in the phosphorus regeneration cycle it is necessary, firstly, to inves-

tigate phosphorus concentration, organic matter content and granulometric

composition of the sediments at different stations. The aim of this paper is

to determine the distribution of organic and inorganic phosphorus in sedi-

ments at different stations, as well as to estimate possible correlations

between organic and inorganic phosphorus in the superficial sediment

layer (0-2 cm), and chl a in the water column, sediment organic matter and

P concentration in the water column.

Materials and methods

Sediment sampling was performed during 1997/98 and in June 1999 at

15 different stations in the middle Adriatic: 3 stations in semi-enclosed

bays and estuary (EBS) (areas with the highest nutrient concentrations and

primary productivity with a high urban nutrient loading), 2 channel sta-

tions (CWS), and 8 open sea stations (OSS). 

The surface sediment layer (0-10 cm) was sampled with a plastic grav-

ity corer (ř 3.5 cm). Analyse of phosphorus content in sediment samples

were done according to Aspila (3). Phosphorus concentrations were deter-

mined colorimetrically using an AutoAnalyzer (4). The accuracy of ana-

lytical method was tested using standard reference material PACS - 2

(INMS -CNRC). Organic matter content was measured gravimetrically

after oxidation with 30 % H

2

O

2

, and granulometric composition of the

sediment was determined according to Shepard (5).

Results and discussion

The sediment organic phosphorus concentrations (OP) were from 0.54

to 25.85 mmol P kg

-1

(dry sediment), and for inorganic phosphorus (IP)

from 2.94 to 38.62 mmol P kg

-1

.The obtained results showed very impor-

tant differences in phosphorus concentrations in sediment at different sta-

tions depending of hydrographic properties and sediment type (from silty

to clayey or sandy sediments) and sediment organic matter content (from

1.1 % to 10.9 %). The concentration of total phosphorus, (OP + IP), at

EBS1 station in the Krka river estuary (exposed to long term contamina-

tion by phosphate ores and fertilizers) was 1.6 times higher than at the sta-

tions in semienclosed bays (EBS2, EBS3), 2 times higher concentration

than at the open sea stations (OSS) and 3.5 times higher than at the chan-

nel stations (CWS1, CWS2). Cluster analysis of investigated parameters

(sediment OP concentrations, chl 

aconcentration in the water column,

granulometric composition of the sediments) has confirmed the grouping

of stations on the basis of hydrographic properties (Figure 1).

A statistically significant correlation has been estimated between the chl

a concentration in the water column and OP concentration in the superfi-

cial sediment layer (0-2 cm) (R = 0.59, p<0.01), as well as the correlation

between OP concentrations and organic matter content in the same sedi-

ment layer (R=0.357, p<0.05). There has also been estimated a statistical-

ly significant correlation between the ?ux of phosphate (J PO4 ) at the sed-

iment / water interface and the concentration gradient of IP in the superfi-

cial layer of sediment (Figure 2). Jensen (6) also found a significant corre-

lation between phosphate ?ux and one inorganic phosphorus form (Fe-

bound P). 

Conclusion

The differences in phosphorua sediment concentrations between the

investigated stations (estuary, bays, channel and open sea stations) indicat-

ed a strong anthropogenic in?uence on the estuary and bay stations.

Estimated correlations of investigated parameters (OP concentrations, sed-

iment organic matter content and chl a concentration in the water column)

indicate that the phosphorus in the middle Adriatic sediments is a result of

sedimentation of organic matter produced in the water column. 

References

1. Fisher T. R., Carlson P. R. and Barber R. T. .1982. Sediment nutrient

regeneration in three North Carolina estuaries. Estuar.Coast. Shelf Sci.,

14: 101-116.

2. Zore-Armanda M., Bone M., Dadic V., Morovic M., Ratkovic D.,

Stojanoski L. and Vukadin I., 1991. Hydrographic properties of the

Adriatic Sea in the period from 1971 through 1983. Acta Adriat., 32: 6-

544.

3. Aspila K. I., Agemian, H. and Chau A. S. Y., 1976. A semi-automated

method for the determination of inorganic, organic and total phosphate in

sediments.Analyst,101: 187-197.

4.Grasshoff K., 1976. Methods of Seawater Analysis, Verlag Chemie,

Weinheim, 307 p.

5. Shepard F. P., 1954. Nomenclature based on sand-silt-clay relations.

Journ. Sediment. Petrol., 24: 151-158.

6. Jensen H. S., 1995. Phosphorus cycling in a coastal marine sediment.

Aarhus Bay, Denmark. Limnol. Oceanogr., 40 (5): 908-917.

PHOSPHORUS CONCENTRATION IN THE MIDDLE ADRIATIC SURFACE SEDIMENT LAYER

S. Matijevic*, G. Kuspilic and A. Baric

Institute of Oceanography and Fisheries, Split, Croatia - dosen@izor.hr

Abstract

Organic and inorganic sediment phosphorus concentrations, organic matter content, and the granulometric composition of sediments were

investigated in sediment samples from 15 middle Adriatic stations. Cluster analysis of the results obtained has confirmed differences in

phosphorus concentrations in sediment at different stations depending on hydrographic properties, sediment type and sediment organic

matter content. Statistically-significant correlations between the investigated parameters indicate that phosphorus in the middle Adriatic

sediments is a result of sedimentation of organic matter produced in the water column.

Keywords: Adriatic Sea, sediments, phosphorus, organic matter

Figure 1. Cluster analysis of investigated parameters at the

middle Adriatic stations

Figure 2. Correlations between phosphate ?ux (J

PO4

) and the IP

concentration gradient in the surface sediment layer (0-2 cm)