Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

252

DISTRIBUTION PATTERN OF TRACE METAL CONCENTRATIONS, CONTROLLED 

BY MULTI-SOURCE FACTORS: NORTH AEGEAN SEA (EASTERN MEDITERRANEAN).

F. Voutsinou-Taliadouri* and C. Zeri

Hellenic Centre for Marine Research, Institute of Oceanography, P.O. Box 712, 19013 Anavyssos, Hellas - *fvouts@ncmr.gr

Abstract

Dissolved Cd, Cu, Ni and Mn were measured in North Aegean seawater in order to evaluate the in?uences controlling their concentrations.

The study area is subjected to certain factors both natural and anthropogenic: Black Sea- Levantine water out?ows, river- atmospheric

inputs, trawling activities, resuspension processes, etc. In general, the increased fresh and brackish water inputs in the North Aegean

plateaus result in elevated trace metal levels in the surface layer, while the bottom nepheloid layer depicts a clear trend of increased

concentrations in the Thermaikos Gulf.

Keywords Trace metals (Cd, Cu, Ni, Mn), freshwater inputs, sediment resuspension, Aegean Sea, Eastern Mediterranean

Introduction

The present work is a summary of recently collected data

concerning trace metal concentrations in seawater within the

framework of E.U. Projects: MATER, INTERREG and INTERPOL.

The study area includes the North Aegean plateaus and deep basins

from the Dardanelles Straits to the east to the Sporades basin to the

west as well as the Thermaikos Gulf to the northwest. Water depths

reach 1550 m in the basins whereas on the plateaus never exceed 200

m and especially in the Thermaikos shelf area do not exceed 100 m.

The shelf area receives freshwater inputs from many rivers (Evros,

Nestos, Strymon, Axios, Aliakmon, Penios, Loudias) draining the

Balkan Peninsula with estimated annual water discharge 11 km

3

yr

-1

.

Also, it receives surface brackish Black Sea waters out?owing from

the Dardanelles Straits varying from 100 to 1200 km

3

yr

-1

. Moreover

it is known that the shelf area is subjected to increased trawling

activities, which result in sediment resuspension.

The aim of this work is to compile previous works in the area and

summarize brie?y the most important input sources and processes,

which affect dissolved trace metal distribution in the Thermaikos

Gulf-North Aegean Sea system.

Methods

The data under consideration have been produced within the

framework of three European research programmes, namely MATER-

MTP II, INTERREG and INTERPOL, conducted in the area from

1997 to 2004. A total of 600 seawater samples have been collected

during 9 cruises and were analysed for dissolved Cd, Cu, Ni and Mn.

Detailed description of sampling and analytical protocols is given

elsewhere (1). 

Results

The mean concentrations of the metals measured in the different

water layers during all seasons are presented in Table I. 

It has been well documented (1) that in the North Aegean in?owing

low salinity waters carrying increased amounts of trace metals mix

with high salinity low metal content intermediate waters of Levantine

origin and result in trace metal enrichments in the surface open

waters. This is particularly true for Cu, Ni and Mn as it is shown from

the near-linear relationship with salinity. (Fig. 1). 

The specific topography of the area, e.g. coexistence of extensive

shelf-slope areas and deep basins favours sediment transport from

rivers and the coastal zone towards the deeper parts of the system. The

presence of benthic nepheloid layer (BNL) in the Thermaikos Gulf

and over the outer shelf and shelf break has been reported by many

authors (2,3). Especially in the Thermaikos Gulf the presence of a

BNL is a constant feature. Increases in dissolved trace metal

concentrations have been observed occasionally near the sea -bed

along the slope or in the deep basins. Moreover, in the Thermaikos

Gulf dissolved trace metal concentrations and especially Mn are

constantly elevated in the BNL layer, and near the river mouths, a

feature clearly depicted in North – South transect of the Thermaikos

gulf (Fig. 2).

Fig. 1. Salinity vs Ni in the North Aegean.

Fig. 2. Dissolved Mn distribution in the Thermaikos Gulf north-south

transect.

References

(1)-Zeri C., F. Voutsinou-Taliadouri, 2003. Processes affecting the

distribution of dissolved trace metals in the North Aegean Sea (Eastern

Mediterranean), Continental Shelf Research,23: 919-934.

(2)-Karageorgis, A., Anagnostou Ch., 2001. Particulate matter spatial-

temporal distribution and associated surface sediment properties:

Thermaikos Gulf and Sporades Basin, NW Aegean Sea. Cont. Shelf Res.,

21: 2141-2153. 

(3)-Lykoussis, V., Collins, M.B., Ferentinos, G., 1981. Modern

sedimentation in the NW Aegean Sea, Greece. Mar. Geol.,43: 111-130.