Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

239

LEAD, ZINC, COPPER AND IRON PARTITIONING SPATIAL DISTRIBUTION 

IN LAVRIO PORT SEDIMENTS 

F. Sakellariadou* and L. Haralambides

Dept of Maritime Studies, University of Piraeus, 40 Karaoli & Dimitriou st, 185 32 Piraeus, GR -  * fsakelar@unipi.gr

Abstract

The recently renovated port of Lavrio accommodates bulk cargo ships and coastal ferries. In the coastal area there is a mineralization of

mixed sulphides and oxidized ores of lead, zinc and iron. In the present paper, the spatial distribution of Pb, Zn, Cu and Fe partitioning in

Lavrio port sediments is studied. It is concluded that the geology of the inland coastal area, the metallurgical activities and the

inappropriate material used for maritime constructions have affected dramatically the metal partitioning distribution. There is a need for

the appropriate high quality port management. 

Keywords: metal, partitioning, pollution, port, sediments.

Introduction

Ports accommodate various polluting activities and are considered

as effective natural traps. Port sediment study allows pollution sources

comparison, feasible transport pathways investigation, geochemical

changes identification, presence and mobility of potential pollutants

indication. Metal partitioning among sediment geochemical phases

provides information about the source, mode of occurrence, biological

and physicochemical availability, mobilization and uptake. In Lavrio,

there is a mineralization of mixed sulphides and oxidized ores of Pb,

Zn and Fe, at the contact between schists and marbles. The intensive

mining and metallurgical activities have resulted in the formation of

huge spoils of wastes(1). The recently renovated port of Lavrio

accommodates bulk cargo ships and coastal ferries. It acts as metal

source(2, 3) for the neighboring coastal zone.

Methodology

In 1999 surface sediment samples were collected from Lavrio port.

They were analysed for total metal content (treatment by mixture of

conc. HNO

3

, HClO

4

, HF at high T)(4) and metal partitioning (5 with

some modifications, 6). The five fractions examined are the

exchangeable (Exch), carbonate associated (Car), reducible (Red),

organic matter-sulphide bound (Or+Sul), and residual (Res). All metal

concentrations were measured by AAS. The relative standard

deviation of the measurements was <5%. The spatial distribution was

achieved by using the program Surfer®, version 7, 1999 edition

(Golden Software Inc.). The distributions are expressed in ppm (µg/g). 

Results

Figure 1 shows the spatial distribution of Cu (Exch). It shows

enrichment near the loading facilities and the old pier (left side of the

map). This distribution is similar with that of Pb (Exch) with the

exception of enrichment in the south side of the map. Figure 2 shows

the spatial distribution of Zn (Car), Zn (Red), Fe (Red), Zn (Or+Sul).

Enrichment is found at the vicinity of the new pier (under construction

at the time of sampling). This pattern is almost identical with that of

Fe (Car) while it has many similarities with those of Cu (Car) and Pb

(Or+Sul). Figure 3 shows the spatial distribution of Cu (Or+Sul) and

Pb (Red). Enrichments are found near the loading facilities and the

new pier. 

Conclusions

The exchangeable metal enrichment, representing the most easily

released fraction, indicates man-made pollution and the possibility for

metal biological uptake. Metal partitioning enrichment near loading

facilities shows the influence of the mineralization and the

metallurgical activities on the coastal area. Metal partitioning

enrichment at the vicinity of the new pier indicates that it has been

constructed with material coming from the area of the old mining and

the smelter wastes deposits. Lavrio port, due to coastal geology and

human activities, like metallurgical works in past and maritime

constructions at present, acts as a metal source for the neighboring

coastal area. There is an urgent need for a high quality port

management.

References

1-National Technical University of Athens, 1999. Chapter 2: Evaluation

of the Environmental Problem. In: Vol. 3: Environmental Characterization

of Lavrion Site – Development of Remediation Techniques, Soil

Rehabilization in the Municipality of Lavrion, LIFE Project, Contract No:

93/GR/A/GR/4567, 1999.

2-Sakellariadou, F., Haralambides, L. and Maroulakou, M., 2000.

Geochemical investigations in sediment samples collected from the ports

of Lavrio and Rafina, East Attiki, Proc. of the 5th International Conference

on Environmental Pollution, Thessaloniki-Greece, 741-748.

3-Sakellariadou, F., Haralambides, L., 2003. Metal partitioning in Rafina

and Lavrio Port Sediments. The Cyprus Journal of Science and Technology.

4-UNEP, 1985. Reference Methods for Marine Pollution Studies, No 31-

39.

5-Tessier, A., Campbell, P.G.C. and Bisson, M., 1979. Sequential

extraction procedure of the speciation of particulate trace metals. Anal.

Chem., 51 (7): 844-850.

6-Sakellariadou, F., 1987. Geochemistry of near shore sediments from

the North Aegean Sea, Greece. Ph.D. Thesis, Imperial College, London,

p.376.

Fig. 1. 

Cu (exch) distribution (ppm).

Fig. 3. 

Cu (or + sil) and 

Pb (Red) 

distribution (ppm)

Fig. 2. 

Zn (Car), Zn (Red),

Zn(or+sul) and 

Fe (Red) 

distributions (ppm).