NEW ESTIMATION OF THE ATMOSPHERIC 

210

PB FLUX TO THE 

NORTHWESTERN MEDITERRANEAN SEA

Garcia–Orellana J.

1*

, Sanchez–Cabeza J.A.

1, 2

, Masqué P.

1,2

and Bruach J.M.

1

1

Grup de Física de les Radiacions - Departament de Física, Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra, Spain 

* Jordi.Garcia@uab.es

2

Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals (ICTA), Universitat Autònoma de Barcelona. 08193 Bellaterra, Spain

Abstract

One of the key parameters needed in geochemical models of 

210

Pb, a well known radiotracer of particle dynamics in the marine

environment, is its atmospheric ?ux. There is a scarcity of data about this parameter in the Western Mediterranean Sea, especially regarding

long term records. In this work we have evaluated the 

210

Pb annual atmospheric ?ux from the analysis of 10 soils collected from coastal

and island areas. 

210

Pb ?uxes ranged from 31±3 to 132±11 Bq·m

-2

·

y

-1

with and average of 75 Bq·m

-2

·

y

-1

, and correlate well with mean

annual rainfall.

Keywords: 210Pb, atmospheric ?ux, Western Mediterranean

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

199

210

Pb (T

1/2

=22.3 y) is one of the most widely used radiotracers to

study biogeochemical processes in the oceans. One of the parameters

that intervene to constrain the 

210

Pb cycle is its atmospheric ?ux. In

the Mediterranean Sea there is a scarcity of data about the 

210

Pb

atmospheric ?uxes, especially regarding long term records (1 - 5). The

most common procedure to estimate the annual ?ux is by collection

of wet and dry deposition during long enough time periods to

accommodate seasonal and episodic variations. Other ways are the

use of natural repositories such as snow fields, lake sediments and

soils that integrate large periods of time. In the Western Mediterranean,

the atmospheric 

210

Pb ?ux has been estimated in 81.2Bq·m

-2

·y

-1

as

measured in a microbial mat from the Ebro River Delta (558 mm

-1

rainfall) (1), 110 and 102 Bq·m

-2

·y

-1

in Monaco (883mm

-1

) (4, 5),

measuring wet deposition sampled in man-made collectors.

In this work we have evaluated the 

210

Pb atmospheric ?ux that has

been deposited over the Mediterranean Sea by determining its

inventory in 10 undisturbed soils from coastal areas and islands,

including Tanger (Morocco); Gata Cape and Minorca (Spain); Frejus,

Port Vendres and Corsica (France); Porto Palo and Camarina (Sicily,

Italy) (Fig. 1). Soils were usually sampled in a land with low

vegetation and without anthropogenic impact. Excess (atmospheric)

210

Pb was determined by the difference of total 

210

Pb and 

226

Ra

activities. The 

210

Pb activity profiles were exponential with depth and

the penetration in soils ranged from 5 cm to 30 cm depending mainly

on the type soil. 

210

Pb ?uxes (F) were calculated using F = I·

?

, where

Iis the inventory and 

?

is the 

210

Pb decay constant (0.0311 a

-1

).

Fig. 1. Distribution of soils collected in this work.

Specific surface activities range from 46 ±3 Bq·kg

-1

in Sanitja

(Minorca) to 102 ±5 Bq·kg

-1

in Port Vendres. Rainfall in the region is

highly variable. For instance, in the North Western Mediterranean

rainfall varies from 428 mm

-1

in Corsica to 883 mm

-1

in Frejus. 

210

Pb

?uxes ranged from 31 ±3 to 132 ±11 Bq·m

-2

·

y

-1

with a mean value

of 75 ±27 Bq·m

-2

·

y

-1

and correlated strongly with rainfall (R

2

= 0,87)

(Fig. 2). On the basis of this correlation, we suggest that the 

210

Pb

atmospheric ?ux in a given area can be estimated if the mean annual

rainfall is well known at any specific site from the Western

Mediterranean. This facilitates the use of 

210

Pb as a tracer of

biogeochemical processes in the Mediterranean Sea and the study of

erosion in soils by using this radiotracer.

Fig. 2. Atmospheric 

210

Pb ?uxes vs rainfall in the Western Mediterranean

(y= 

210

Pb atmospheric ?ux and x= rainfall).

References

1-Sanchez-Cabeza, J.A., Masqué, P. Martínez – Alonso, M., Mir, J. and

Esteve I., 1999. 

210

Pb atmospheric ?ux and rowth rates of a microbial mat

from the Northwestern Mediterranean Sea (Ebro River Delta). Environ.

Sci. Technol.33: 3711-3715.

2-Balkanski, Y.J., Jacob, D.J. and Gardner, G.M., 1993. Transport and

residence times of continental aerosols inferred from global three –

dimensional simulation of 

210

Pb. J. Geophys. Res.98: 20573-20586.

3-Preiss, N., Melieres, M.-A. and Pourchet M., 1996. A compilation of

data on lead-210 concentration in surface air and ?uxes at the air – surface

and water – sediment interfaces. J. Geophys. Res.101: 28847-28862.

4-Heyraud, M., 1982. Contribution a l’étude du Po-210 et Pb-210 dans

les organismes marins et luer environment. Pp. 144. In:phD research

work. Université Pierre et Marie Curie, Paris.

5-Tateda, Y., Carvalho, F.P., Fowler, S., Miquel, J.C., 2003. Fractionation

of 

210

Po and 

210

Pb in coastal waters of the NW Mediterranean continental

margin. Cont. Self Res.23: 295-316.