CHEMICAL PHYSICAL PARAMETERS OF MARINE SEDIMENTS AND DISTRIBUTION OF RECENT 

BENTHIC FORAMINIFERA NEAR THE ARGENTARIO HEADLAND 

(NORTHERN TYRRHENIAN SEA, ITALY)

E. Romano

1 *

, M.G. Finoia

1

, L. Bergamin

1

, V. Frezza

2

, M. Celia Magno

1

, M.G. Carboni

2

,

A.M. Cicero

1

, A. Ausili

1

and M. Gabellini

1

1

ICRAM, Central Institute for Marine Research, Roma, Italia - * e.romano@icram.org

2

Earth Science Department, La Sapienza University, Roma, Italia

Abstract

Grain size, PCBs, pesticides, PAHs, TOC, N and trace elements have been studied in marine sediments near the Argentario headland to

investigate the accumulation and distribution mechanisms of some contaminants. In addition, benthic foraminiferal assemblages were

analysed because they well re?ect the ecological conditions of sea bottom and some single species may be considered as bio indicators of

particular environmental parameters. A correspondence analysis on the analytical data enabled to understand that only agriculture is source

of significant pollution. Pesticides are mainly distributed along a belt parallel to the coast, following the dominant currents.

Key words: Pesticides, Organic Matter, Grain Size, Foraminifera

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

544

Introduction

The marine area comprised between the Ombrone River mouth and

the Argentario headland (Tuscany) was been the object of a broad

interdisciplinary research aimed to study the depositional processes in

the coastal environment near the Ombrone River mouth (1). In this

context, the effects of human activity have been studied by means of

analyses on trace elements (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb), PCBs, pesticides

(DDs, HCHs, HCB), TOC, N, taking into account the natural

characteristics of sediments (grain-size). Benthic foraminiferal

assemblages have been analysed because their composition and

structure well re?ect the ecological conditions of sea bottom, showing

typical features as response to organic or chemical pollution (2). Six

sampling sites have been selected on two perpendicular transepts: the

first one has the inshore-offshore direction, between 30 and 120 m

water depth (A15, A7, A5); the second one has the direction parallel

to the coast, at water depth of about 90 m (A11, A10, A7, A3).

Results and Discussion

A correspondence analysis was performed processing the analytical

data, to highlight possible associations among variables. The output is

given in two distinct diagrams due to the large number of variables;

dimension 1 and 2 cover 50.8% of variability (Fig. 1).

Grain-size analyses show silty clayey sediments for all stations,

with very low sand contents (3). TOC and organic nitrogen have

particular statistical affinity with the finest fraction of sediments.

PAHs and PCBs concentrations are always lower than the mean

recorded by UNEP (1996), showing the highest correlation with

stations A5 and A10, respectively. Pesticides, that show generally

relevant concentrations, have lower correlation with both the

shallowest (A15) and deepest (A5) station in the statistical analysis.

Trace elements show generally low concentrations and have a narrow

range of values for dimension 1 and 2, indicating similar distributional

patterns.

Foraminifera are mostly distributed in the 2

nd

and 4

th

quadrant:

positive values of dimension 2 characterise shallow water species (i.e.

Ammoniaspp.) while deep-water species (i.e. Uvigerina

mediterranea) have negative values. Some species included in the 4

th

quadrant show statistical correlation with trace elements while

Valvulineria bradyana, that is located in the 2

nd

quadrant,

demonstrates a marked statistical affinity with TOC, silt and clay.

Conclusions

A preliminary evaluation about the human impact on the coastal

marine environment suggests that only the agriculture input is source

of significant pollution. Pesticides are mainly distributed along a belt

parallel to the coast, following the dominant currents, without

involving coastal and offshore areas. The correlation occurring

between trace elements and some foraminifera probably indicates the

preference for the same sediments characteristics, more than a direct

link. Trace elements, due to their low concentration, do not in?uence

negatively the assemblages that show a good species diversity and no

significant percentages of deformed specimens. Finally, our results

confirm the hypotheses that Valvulineria bradyana is a good indicator

of organic matter-enriched environments (5).

References

1-Chiocci F.L., La Monica G.B. and Ombrone Scientific Party, 1997.

Present day sedimentary processes on central Tyrrhenian continental shelf

as the results of a 20 kyr environmental evolution. Abstract Volume

International Progress in Oceanography of the Mediterranean Sea, pp.

263-264.

2-Alve E., 1995. Benthic foraminiferal response to estuarine pollution: a

review. J. Foraminiferal Res., 25 (3): 190-203.

3-Cicero A.M., Finoia M.G., Romano E., Celia Magno M. and Gabellini

M., 2002. Composti organici persistenti in sedimenti marini costieri (Mar

Tirreno centrale): un caso di approccio multivariato. Studi Costieri: 5: 23-

34.

4-UNEP, 1996. State of the marine and Coastal Environment in the

Mediterranean Region. MAP Technical Report Series n°100, UNEP,

Athens.

5-Bergamin L., Carboni M.G., Di Bella L., 1999. Valvulineria bradyana

(Fornasini) in organic matter-enriched environments. Il Quaternario, 12

(1): 51-56.

Fig. 1. Output of the correspondence analysis.