THE MARINE ORIGIN OF MUCILAGINOUS AGGREGATES OF THE NORTHERN ADRIATIC 

D. Berto, M. Giani*, V. Zangrando, S. Castelli

Istituto Centrale per la Ricerca scientifica e tecnologica Applicata al Mare, Brondolo, 30015 Chioggia,

Italy - *m.giani@icram.org

Abstract

The chemical composition of mucilaginous aggregates sampled during summer 2000, 2001 and 2002 in the North Adriatic Sea was

studied. The aggregates were mainly composed by organic matter and secondarily by inorganic elements. The C

org

/N ratio of the

aggregates changes with their morphology, dimension and age . To investigate nature of organic fraction of the aggregates the extraction

of humic, fulvic and humin fractions substances was carried out. The origin of the humic compounds have been studied by UV-VIS and

FT-IR spectroscopy. The 270/407 nm ratio have been used in order to differentiate the marine and terrestrial humic acids in the aggregates.

In order to differentiate humic acids from fulvic acids the slope of absorption spectra, S, derived by exponential fitting, was measured and

compared to terrigenous and marine sediments. 

Keywords: Aggregates, humic acids, Northern Adriatic , UV-VIS spectra

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

174

The chemical composition of mucilaginous aggregates sampled

during summer 2000, 2001 and 2002 in the North Adriatic Sea

depends on the nature of organic matter during aggregation, on the

environmental conditions of the site of formation and on the

transformations during aging.

The aggregates sampled in the water column were mainly

composed by organic matter and secondarily by inorganic elements.

Elemental analysis indicates 12.5-32.2 % of organic carbon, 0-7.3 %

of inorganic carbon and 1.0-3.7 % of nitrogen. The C

org

/N ratios of

most aggregates are between 7.5 and 12.6, values close to those found

in the suspended matter, higher ratios were found in large size (>5 m)

aggregates which were probably older.

The C

org

/N ratio of aggregates changes with their morphology,

dimension and age in the following sequence: ribbons 

?

cob webs 

?

false benthos 

?

clouds 

?

sedimented clouds. 

The extraction of humic, fulvic and humin fractions by XAD 2

column allows the characterisation of organic substances constituting

the aggregates. The humin (fraction insoluble in acid and basic media)

was present in all mucilage samples pointing out the refractory nature

of a part of the organic matter.

The humic acids were characterised by the presence in the UV-VIS

spectra of a peak around 407 nm, not present in the terrestrial humic

acids. The 407 nm peak could be due to covalent bond between humic

acids and degradation pigments of chlorophyll, while in those of

terrestrial humic acids the interaction is only adsorptive (1) .

The 270/407 nm ratio can be used in order to differentiate marine

humic acids and terrestrial humic acids in the aggregates . Higher

values of the ratio can be attributed to a terrestrial origin of the humic

acids (1). Terrestrial samples had higher values (>3.4) than marine

ones (<1.9) whereas the coastal humic acids had intermediate values

ranging from 2.4 to 3.1 (Fig. 1). Most part of the Adriatic aggregates

sampled showed a marine origin, in particular the clouds and the false

benthos, while the surface aggregates evidenced a coastal origin due

to higher contribution of organic substances of ?uvial origin.

Fig. 1. Spectral slope of the absorption spectra for humic and fulvic acids

of different origin.

In order to differentiate humic acids and fulvic acids found in the

aggregates the slope of absorption spectra, S, derived by exponential

fitting, was measured and compared to terrigenous and marine

sediments (2). The S for the fulvic acid absorption spectra were nearly

twice as large as those for humic acids (3) (Fig. 2). 

Fig. 2. Absorbance ratio A

270

/A

407

for humic fractions extracted by

mucilaginous aggregates and sediments of different origin.

The FT-IR spectra of mucilage and humic fractions showed the

absence of aromatic structures, typical of terrestrial humic acids

(Bottura, pers. Comm.), confirming the marine origin of these

aggregates .

References 

1-Fooken U. and Liebetzeit G , 2000. Distinction of marine and

terrestrial origin of humic acids in North Sea surface sediments by

adsorbtion spectroscopy. Mar. Geology, 164: 173-181

2-Zepp R.G. and Sclotzhauer P.F., 1981. Comparison of photochemical

behaviour of various humic substances in water. Spectroscopic properties

of humic substances. Chemosphere,5: 479-486.

3-Carder K.L., Steward R.G., Harvey G.R., and Otner P.B., 1989. Marine

humic and fulvic acids: their effects on remote sensing of ocean

chlorophyll. Limnol. Oceanogr., 34(1): 68-81.