Introduction

The resultant concentrations of metals in biota arise from a series of complex

interactions between several processes. In any particular organism, tissue metal

concentrations re?ect the amount of metal taken up into the organism (1).

Especially, investigations of metals in fish are an important aspect of environ-

mental pollution control. Contaminant accumulation in various fish tissues is

used as a measure of contaminant exposure and effects. The accumulation of

heavy metals in fish depends on several factors, namely trophic concentrations

and age/size which comprise the nature and activity of orga 

n 

i 

s m 

s 

.

Physicochemical variables determine its bioavailability by controlling the spe-

ciation, binding, release, distribution and biogeochemical pathways of heavy

metals in the environment (2). The subject of this study was to screen the trace

metal concentrations (Cd, Pb, Zn,Cu, Fe) in different tissues of the demersal fish

M. barbatuscaught in Izmir Bay during a one year period. 

Sampling area

Izmir Bay (Aegean Sea,

Turkiye) receives pollutants

from direct urban eff 

luents,

industrial zones and the

sewage of 3.000.000 inhab-

itants of Izmir City. Since

1999 only 30-40% of these

wastes had been treated in

the sewage plant. Eff 

luents

from land-based activ 

ities

are also discharged into

Izmir Bay through 11 rive 

rs

and 128 channels. The bay is divided into the Inner, Middle and Outer Bay from

the standpoint of topographical and hydrographical characteristics. Fish were

caught in Gülbahce Bay which is located in middle part of Izmir Bay (Fig.1). 

Methodology

During the period November 1999- October 2000, M. barbatusspecimens

were caught in Izmir Bay by trawl from the Gülbahce region of Izmir Bay.All

fish samples were placed in plastic bags and stored below –20°C until analysis.

Dorsal muscle, liver and gill were taken from specimens of similar size. Single

homogenized tissues were also taken for analyses. These samples were prepared

according to international standard methods (3). The composite samples were

weighed and digested with conc. HNO

3

: HClO

4

(5:1) under re?ux and filtered.

Metal samples were analyzed by atomic absorption spectrophotometer using a

PYE Unicam SP 9 (AAS). Metals were determined by direct aspiration using

air-acetylene ?ame. Intercalibration fish muscle homogenate samples (IAEA-

407/TM from Monaco Laboratory) were used as a quality control sample for the

analytical methodology.

Results and discussion

Some demersal fish species (especially M. barbatus, M. surmuletusand

Upeneus moluccensis) are known to accumulate high levels of trace metals in

their different tissues, and these species are commonly used in biomonitoring

studies.(4) Bioaccumulation in demersal marine fish species adequately re?ects

the changing levels in the environment for trace metals. The degree of their

accumulation depends on their metabolic activity, growth, biochemical compo-

sition and reproductive and feeding condition (5,6). The levels of trace elements

in demersal fish M. barbatus, sampled from Izmir Bay have changed slightly;

0.50-1.10 µg Cd/g fresh weight, 3.83-11.44 µg Pb/g fresh weight, 0.49-1.05. µg

Cu/g fresh weight, 19.00-34.89 µg Zn/g fresh weight , 90.85-170.11. µg Fe/g

fresh weight in gills, 0.94-1.66 µg Cd/g fresh weight, 2.40-9.43 µg Pb/g fresh

weight, 1.10-3.20 µg Cu/g fresh weight, 42.00-62.25 µg Zn/g fresh weight.

44.00-114.71 µg Fe/g fresh weight in livers, 0.14-0.53 µg Cd/g fresh weight,

0.80-2.55 µg Pb/g fresh weight, 0.11-0.48 µg Cu/g fresh weight, 6.59-10.99 µg

Zn/g fresh weight 2.12-10.83 µg Fe/g fresh weight in muscle tissues. The aver-

age concentrations and accumulation ratio of heavy metals determined in dif-

ferent tissues of M. barbatusare shown in Figs 2, 3. All values being expressed

on a µg g-1 fresh weight basis. P 

revious trace metal levels in muscle of M. bar-

batusare given in Table I from different regions of Izmir Bay. The follow 

ing

order was found between the different tissues in accumulating trace metals;

Liver>Gill>Muscle for Zn, Cu and Cd, Gill>Liver>Muscle for Fe and Pb  and in

general the order of heavy metal concentrations in liver and muscle wa 

s

Fe>Zn>Pb>Cu

=

Cd , and in the gill the order was different Zn>Fe>Pb>Cu

=

Cd.

Conclusions

In conclusion, this study indicates that significant long-term changes of

heavy metal concentrations in M. barbatusin Izmir Bay parallel to the observed

increase of Izmir Bay pollution. Since the mid 1980’s heavy metal concentra-

tions in sea water have increased remarkably in inner part of Izmir Bay.This is

very important because heavy metal pollution of inner part of Izmir Bay repre-

sents a serious problem. Although the edible parts of demersal fish M. barbatus

(L 1758.) which still contain relatively low concentrations, lie just between the

safe range given by WHO (0.2 mg/kg wet weight for Cd, 2.0 mg/kg wet weight

for Pb, 20.0 mg/kg wet weight for Cu, 50.0 mg/kg wet weight for Zn) (7), it

would be prudent to continue monitoring trace metals in demersal fish species

which are eaten by humans.

References

1-Brown M.T., and Depledge M.H., 1998. Determinants of trace metal concentrations in marine

organisms. In Langston and Bebianno eds. Metal Metabolism in Aquatic Environments.Chapman

and Hall, London. Pp.186-217.

2-JacksonT.A., 1998. Mercury in Aquatic Ecosystem. In Langston and Bebianno eds, Metal

Metabolism in Aquatic Environments. Chapman and Hall, London. Pp.78-158.

3- Bernhard M., 1976. Manual of methods in aquatic environment research. FAO Fisheries

Technical PaperNo:158 FIRI/T 158 Rome: pp.1-123

4- FAO/ UNEP, 1975. Reports of the FAO (GFCM) / UNEP , Expert consultation on the joint

coordinated project on pollution in the Mediterranean, Rome p.25,

5- Phillips D.J.H., Segar D.A., 1986. Use of bio-indicators in monitoring conservative

contaminants: Programme design imperatives.Mar.Pollut. Bull.17: pp.10-17.

6-UNEP, 1993. Guidelines for monitoring chemical contaminants in the sea using marine

organisms.Reference Methods For Marine Pollution StudiesNo:6. 28 p.

7- WHO 1973. Health hazards of the human environment. Geneva, Switzerland

8- Uysal H., Tuncer S. 1984. A Comparative study on the heavy metal concentrations in some fis 

h

species and in the sediments from Izmir Bay. VIIes Journées Etud. Pollutions, Lucernpp. 275-284.

9- Kucuksezgin F. 1998. Trace metal concentrations in marine organisms from the Eastern

Aegean,Turkey.Intl Symposium on Marine Pollution, Extended Synopses. pp. 535-537, Monaco.

Fig.1. Map of sampling locations.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

166

Fig. 2. Average concentrations of heavy metals in different tissues of M.

b a r b a t u s

Fig. 3 . Accumulation ratio of Heavy metals in different tissues of M. bar-

Table I. Previous trace metal levels in muscle of Mullus barbatus from

different regions of Izmir Bay. (µg g-1 fresh weight) -*This study

Location/MetalsCdPbCuZnFeYearRef.

Gulbahce Bay0.101.180.955.985.8019848

Cesme offshore0.0060.14---19989

Gulbahce Bay0.251.670.258.716.422000*

THE RED MULLET MULLUS BARBATUS(LINNAEUS 1758) AS AN INDICATOR

FOR HEAVY METAL POLLUTION IN IZMIR BAY (TURKIYE)

Ugur Sunlu*, Ozdemir Egemen, Asli Basaran

Ege University, Faculty of Fisheries, Dept. of Hydrobiology, Urla Iskele-Izmir,Turkiye -ugur_sunlu@yahoo.com

Abstract

Monitoring of cadmium, lead, zinc, copper and iron in different tissues of red mullet (Mullus barbatusL.1758) was conducted in Izmir

Bay during a one year period. The levels of trace elements for M. barbatuswere between; 0.50-1.10 µgCd/g fresh weight, 3.83-11.44

µgPb/g fresh weight, 0.49-1.05 µgCu/g fresh weight, 19.00-34.89 µgZn/g fresh weight, 90.85-170.11. µgFe/g fresh weight in gills, 0.94-

1.66 µg Cd/g fresh weight, 2.40-9.43. µgPb/g fresh weight, 1.10-3.20 µgCu/g fresh weight, 42.00-62.25 µgZn/g fresh weight 44.00-114.71

µgFe/g fresh weight in livers, 0.14-0.53 µgCd/g fresh weight, 0.80-2.55. µgPb/g fresh weight, 0.11-0.48 µgCu/g fresh weight, 6.59-10.99

µgZn/g fresh weight 2.12-10.83 µgFe/g fresh weight in muscle tissues.At the end of this study, the edible parts of demersal fishM.barbatus

which still contain relatively low concentrations, lie just between the safe range given by WHO.

KeyWords: Heavy metals, Mullus barbatus, Izmir Bay,