Study area

Kastela Bay is situated in the central part of the eastern Adriatic coast

in the vicinity of the town of Split (Fig.1). It is the largest bay in central

Dalmatia with the surface of 61x10

6

m (14.8 km in length and 6.6 km in

width) and the volume of 1400x10

6

m

3

.The contamination with mercury

discharged from a PVC plant endangered this aquatorium for 40 years (the

plant was shut down in 1990) (1).

Sampling and analysis

The sediment and water samples were collected by a diver using an

acrylic glass tube (20 cm long and 6 cm i.d.) and one-liter Pyrex glass bot-

tles, respectively.The analyses were performed 2 to 3 hours after the sam-

pling ( 2-4).

Dimethylmercury was analysed in unfiltered seawater samples and in

wet and total sediment samples collected from the surface (0 cm) and a

depth of 10 cm in the sediment column. After the separation from liquid

and solid samples, preconcentration in a cryogenic trap, elution and pyro-

litical decomposition on a gold wire, dimethylmercury was measured

using a cold vapour atomic absorption spectrometry (5, 6). In each sam-

ple a known amount of a standard dimethylmercury solution was added

for the calibration purposes.

Results and discussion

Fig.1 illustrates that dimethylmercury was detected only in a very

restricted area of the Kastela Bay (about 400 m from the coast) in the

vicinity of the outlet of the chlor alkali plant which was shut down in

1990. Dimethylmercury in water was detected at sites 1 and 4, whereas in

sediments, mostly it was found at site 1. The only exception was site 4

(shallow waters), where, the highest concentration of total mercury was

found in sediments (up to 85 mg kg

-1

).

The concentrations of dimethylmercury and monomethyl mercuy in

water were in the range between 0.02 and 0.120 ng L

-1

and 1 and 4 ng L

-1

,

respectively.The concentration of total mercury at the same locations

ranged between 200 and 400 ng L

-1

. However in unpolluted waters of the

Adriatic Sea normally range between 0.05 and 5 ng L

-1

. Recovery effi-

ciency of dimethylmercury for brackish and seawater is between 94 and

106%.Dimethylmercury concentrations in the sediment column (0 cm and

10 cm) are in the range between 0.02 and 0.150 ng g

-1

.The values are sig-

nificantly higher at the surface (several orders of magnitude) than those at

a depth of 10 cm. At the same locations the concentrations of total mer-

cury in sediments are in the range from 10 000 ng g

-1

(location 1) to 85

000 ng g

-1

(location 4). The concentrations of monomethyl mercury in

sediments ranged between 5 and 18 ng g

-1

(location 1).

Table 1. Dimethylmercury concentration in the seawater (ng L

-1

)

Date of sampling and determination

Position6.05.1997.7.07.1997.10.07.1997.25.07.1998.

1a

N.D.N.D.N.D.N.D.

1b

N.D.N.D.N.D.N.D.

10.04    0.040.03   0.030.04   0.040.05   0.04

20.050   0.040.02   0.020.04   0.06N.D.

30.120   0.1000.02   0.040.04   0.050.03   0.03

4

N.M.N.M.0.05   0.050.06   0.06

N.D.  not detected;   N.M. not measured

Table 2. Dimethylmercury concentration in the sediment (ng g

-1

)

Date of sampling and determination

6.05.1997.7.07.1997.10.07.1997.25.07.1998.

Position(0 cm   10 cm)(0 cm   10 cm)(0 cm   10 cm)(0 cm   10

cm)

1a

N.D.N.D.N.D.N.D.

1b0.02    0.0030.01    0.0050.03    0.0060.005    N.D.

10.14    0.0300.08   0.010.150  0.0070.005    N.D.

2

N.D.N.D.N.D.N.D.

3

N.D.N.D.N.D.N.D.

4

N.D.N.D.N.D.0.002    N.D.

N.D. not detected

Conclusion

The modified method for the determination of highly volatile mercury

compounds in the pico and femto concentration range has successfully

been tested on natural water and sediment samples. The presence of harm-

less, volatile and hydrophobic dimethylmercury in the sediments and

water column of Kastela Bay, leads to the natural removal of the total of

mercury and consequently selfpurification of the polluted part of the Bay.

References

1. Zvonaric T., 1991. The cycling of mercury through the marine environment of

Kastela Bay,MAPTechnical Reports SeriesNo. 59, UNEP,Athens, 369-381.

2. Martincic D., Kwokal Z., Stoeppler M., Branica M., 1989. Trace metals in

sediments from the Adriatc Sea , Sci.Tot. Environ.84: 135-147.

3. Kwokal Z., May K., Branica M., 1994. “On spot” collection of reactive mercury

onto gold wire from aquatic envirinment, Sci. Tot. Environ. 154: 63-69.

4. Kniewald G., Kwokal Z., Branica M., 1987. Marine sempling by scuba diving.

3. Sampling procedure for measurment of mercury concentrations in estuarine

waters and seawater.Mar. Chem., 22: 343-352.

5. Fisher R., Rapsomanikis S., Andreae M..O., 1993. Determination of

methylmercury in fish samples using GC/AA and sodium tetraethylborate

derivatization,Anal. Chem., 65 (6): 763-766.

6. Kwokal Z., Branica M., 2000. Determination of dissolved

monomethylmercury in saline, estuarine and fresh waters of Croatia, Croat.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

141

OCCURENCE OF DIMETHYLMERCURY IN THE POLLUTED PART

OF KASTELA BAY (EASTERN ADRIATIC COAST)

Zeljko Kwokal and Marko Branica*

Laboratory for Physical Chemistry of Traces, Center for Marine and Environmental Research, “Ruder Boskovic” Institute, Zagreb, Croatia

kwokal@rudjer.irb.hr ; branica@rudjer.irb.hr

Abstract

Dimethylmercury (CH

3

)

2

Hg, a highly volatile mercury compound, was initially detected in sediments and seawater samples of the Kastela Bay

(Eastern Adriatic coast) in the vicinity of a chlor-alkali plant. An adequate sampling procedure followed by immediate measurements enabled the

detection of dimethy 

lmercury. Prior to measurements by a cold vapour atomic absorption spectrometry, the dimethylmercury (CH

3

)

2

Hg wa 

s

preconcentrated in a cryogenic trap, eluated and pyrolitically decomposed on a gold wire, with the detection limits of 0.005 ng L

-1

and 0.002 ngg

-1

in seawater (1000 ml of the water sample) and sediment (10 g of the sediment sample), respectively.The dimethylmercury was found in sediment

and seawater samples between 0.01 and 0.15 ng g

-1

and 0.02 and 0.12 ng L

-1

, respectively, only in a very limited area of the Kastela Bay.The

results obtained indicate that dimethylmercury occurs under very specific biogeochemical redox conditions which probably lead to a decrease of

a high content of total mercury from the sediments which has been accumulating for years in such a highly polluted area of the Adriatic Sea. 

Key words: mercury, sediments, sea water,Adriatic Sea

Figure 1. Map of sampling area