Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

247

HEAVY METAL MONITORING IN RED MULLET MULLUS BARBATUS(L.1758) 

FROM IZMIR BAY (EASTERN AEGEAN SEA-TURKIYE) 1999-2001.

Ugur Sunlu

Ege University, Faculty of Fisheries, Dept. of Hydrobiology, 35100 Bornova Izmir, Turkiye - sunlu@sufak.ege.edu.tr

Abstract

Bio-monitoring of heavy metal levels in edible parts of Mullus barbatus(L.1758) was conducted in Izmir bay during two years period.

Moreover, some physico-chemical parameters, also have been analysed in the same region. The levels of trace elements in edible parts of

demersal finfish M. barbatus(L.1758), sampled from Izmir bay have ranged between; 0.14-0.55 µg Cd/g wet weight, 0.80-2.60 µg Pb/g

w.w., 0.11-0.50 Cu/g w.w., 6.59-11.21 µg Zn/g w.w., 2.12-13.25 µg Fe/g w.w. Generally heavy metal levels are lower than the results in

fish tissues reported from Mediterranean regions.

Key words; Bio-monitoring, Heavy metals, Mullus barbatus, Izmir bay.

Introduction

Heavy metals are a major anthropogenic contaminant of estuarine

and coastal waters. Their inputs include urban run-off, industrial ef-

?uents, mining operations and atmospheric depositions, and may be in

particulate or dissolved forms. Although many are essential biological

elements, all have the potential to be toxic to organisms above certain

threshold concentrations, and for the protection of aquatic biota it is

important that these limits not be exceeded in aquatic environments.

Determination of heavy metal levels in marine organisms are

usually preferred than the measuring of the metal concentrations in

seawater and sediment samples. Metal concentrations in seawater are

very low and show wide ?uctuations. Marine organisms can be used

as monitors to give information on concentrations of heavy metal or

changes in metal availabilities in the surrounding environment (1, 3).

Red mullets, being bottom dwellers to a certain extent, are species

that tend to concentrate contaminants to a higher degree than other spe-

cies due to high mobility. For this reason it was recommended by as

monitoring species. A number of studies have determined the trace me-

tal concentrations in Izmir Bay and Eastern part of the Aegean Sea (2).

The aim of this study was to determine the trace metal

concentrations (Cd, Pb, Zn, Cu, Fe) in edible tissues of the demersal

finfish M. barbatuscaught from Izmir Bay during two years period.

Further more the present study, discusses the temporal variations of

the heavy metals.

Study Area; 

The Bay of Izmir extends about 24 km in the East-West direction and

its average width is about 5 km. It is roughly L-shaped. From the stand-

point of its topographical and hydrographical characteristics, the Bay

consists of three sections: the Inner, Middle and the Outer Bay (Fig. 1).

Fig.1.

Map of

Sampling

Area.

Izmir Bay receives pollutants from direct urban effluents, industrial

activities and the sewage of 3 million inhabitants of City. For this

reason Izmir Municipality decided to construct “Izmir Big Channel”

Waste-Water Project in 1969. But unfortunately Water treatment

Construction could not be completed until the end of 2002. In 2000-

January half of the water treatment plant opened and 65% of the

sewage water started to treat until January 2000. At the end of the

plant construction in 2002, the pollutant levels of the Inner Bay water

decreased slowly and remediation period began (3).

Methodology

During the period November1999-October 2001 M. barbatuswere

caught by trawl from Gulbahce Area which is located in middle part

of Izmir Bay (Fig. 1). At the same time some physico-chemical

environmental parameters has been measured. Deep sea water

temperature has been measured by 0.1°C sensitive thermometer,

dissolved oxygen (Winkler method) were measured on board ship

whereas salinity was determined with Harvey method and the pH

values were measured by pH Electronic Papier Hanna Instrument.

Dorsal muscle of Red mullet were taken from similar size

speciemens. Tissues were homogenised with blender; approximately

5-7 g of homogenate was then digested with 5:1 HNO

3

:HClO

4

under

re?ux, filtered and diluted with double distilled water. Metal samples

were measured by a PYE Unicam SP-9 AAS. Metal values were

determined by direct aspiration using air-acetylene flame.

Intercalibration fish muscle homogenate samples (IAEA-142/TM)

were used as a quality control sample (4).

Results and discussion

The variability in metal concentrations of marine finfish depends on

many factors, either environmental (metal concentrations in sea water,

temperature, salinity, dissolved oxygen, pH, etc.) or purely biological

(species, tissues, organs, feeding conditions, etc.).

Minimum, maximum and average values of some physico-chemical

environmental parameters which are related to trace metal

accumulation in deep waters of Gulbahce area were changed in; 11.0-

26.4, 19.8°C for temperature, 33.76-39.21, 36.58 for psu, 7.15-8.20,

7.60 for pH and 5.20-8.50, 7.40 mg/l for dissolved oxygen. 

The levels of trace elements in edible parts of demersal finfish M.

barbatus(L.1758), sampled from Izmir bay have ranged between;

0.14-0.55, 0.19 µg Cd/g wet weight, 0.80-2.60,1.40 µg Pb/g wet

weight, 0.11-0.50, 0.27 µg Cu/g wet weight, 6.59-11.21, 7.60 µg Zn/g

wet weight, 2.12-13.25, 8.05 µg Fe/g wet weight .

Conclusions

In conclusion, we have carried out analyses on the levels of trace

metals in the muscle tissues of M. barbatusfrom middle part of Izmir

Bay. Lead concentrations are similar to those reported in fish from

Mediterranean countries. Cadmium, iron, zinc and copper levels are

lower than the results in fish tissues reported from Mediterranean

regions. Some generalizations can be inferred from the mean trace

metal levels in fish. The order of the metal concentrations found in M.

barbatuswas Fe>Zn>Pb>Cu>Cd.

Generally, the Inner Bay which is a shallow water body having a

limited water exchange with the Outer bay and the open sea.

According to metal results, a dominant source of metal contamination

from urban and industrial activities and less important inputs from

continental and agricultural orgins. Metal concentrations distribution

in biota indicate higher levels in inner parts of Izmir Bay. Pollution of

the Inner Bay is effected on biodiversity very negatively. Only

indicator marine organisms can live in inner part of Izmir bay for

recent years.

The Middle Bay is a transition zone, and with such characteristics it

must be monitored very carefully in the future phases of the moni-

toring programme. This area relatively far from anthropogenic sources

so that these site was affected very little by chemical contamination.

References

1-Brown, M.T., Depledge, M.H., 1998. Determinants of trace metal

concentrations in marine organisms. In: Langston & Bebianno (eds.),

Metal Metabolism in Aquatic Environments. Chapman & Hall.

2-UNEP, 1996. The state of the marine & coastal environment in the

Mediterranean Region. MAP Technical ReportsNo100, 142 p.

3-Sunlu, U,Egemen, Ö, Basaran, A. 2001.The Red Mullet Mullus

barbatus(L.1758) as an indicator for heavy metal pollution in Izmir Bay

(Turkiye). Rapp. Comm. Int. Mer Médit., 36:166.

4-Bernhard, M., 1976. Manual of methods in aquatic environment

research. FAO Fisheries Technical Paper No158 FIRI/T 158.