Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

168

Introduction

Küçükçekmece Lake, a lagoon containing brackish water, is located on

the western outskirts of Istanbul . The geographical position of the lake is

41°00' N – 28°43' E and it has a 15 km

2

surface area with a maximum

depth of 20 m. Some physical and chemical parameters, measured at dif-

ferent stations in the lake, indicated that Küçükçekmece Lake is eutrophic

(1). Furthermore, some papers have been published previously concerning

heavy metal and radioactivity levels in biota and sediment samples from

the lake (2,3). The collection of sedimenting material in aquatic env 

iron-

ments using different types of sediment traps is a method frequently

employed by many scientists for different purposes (4-6). It is well know 

n

that studies of vertical particle ?ux have adequately explained the diff 

er-

ences with regard to the quantity and quality of the particulate matter

exported from the upper layers as well as seasonal and inter-annual diff 

er-

ences (6). A literature rev 

iew of various types of sediment traps and brief

survey of applicable sedimentological concepts have been previously pub-

lished by Blomqvist and Hakanson (7).

Our objectives in this study were (a) to measure mass, organic matter

and carbonate ?uxes, (b) variability of ?ux during different seasons under

brackish water conditions and (c) to determine some metal and 

210

Po con-

centrations in the sedimenting particulate material.

Materials and methods

Vertical ?ux of particulate mater was determined using a Hydro-Bios

model (Saarso), cylindrical trap with 14 cm diameter and 56 cm height.

The trap had a conical bottom which ended in a 280 ml sample jar.We have

regularly monitored particle ?uxes at one station (12 m depth) in the lake

from September 1998 to July 1999. The depth of deployment was 10 m and

the duration of the deployment was 24 h for each collection. Upon arrival

at the laboratory, sediment trap samples were separated from larger organ-

isms by sieving through 1500 µm and 600 µm mesh sizes, and then the wet

sample was split into 1/4 aliquots using a rotary splitter.Three 1/4 aliquots

were filtered through precombusted and preweighed 47 mm Whatman

polycarbonate filters of 1 µm and 0.2 µm pore size. After that the filters

were rinsed with 250 ml prefiltered distilled water.The filters were than

dried at 60°C for 24 h and weighed. The mass, organic matter and carbon-

ate ?uxes were determined using the methods of Puskaric et al.(4).

Determinations of metal and 

210

Po concentrations in the particulate matter

were similar to that previously described (8-9).

Results and discussion

The highest sedimentation ?u 

xes of mass, organic matter and carbonate

were recorded in April and June (Fig.1). Our results indicated that these

high ?u 

xes  were related to phytoplankton and zooplankton abu 

ndances.

The Secchi disc depth and suspended matter values in the surface water of

the lake were found to be 0.3 and 0.5 m and 18 and 21 mg l

-1

in April and

July, respectively (1). In contrast, the highest Secchi disc and the lowest sus-

pended matter values were noted in October and December. In the lake 

’s

surface waters, BOD5 ranged from 0.86 to 9.10 mg l

-1

with the higher va 

l-

ues observed in April and July (1). This observation also indicates a rapid

degradation of biogenic materials. Examining the results in detail, it can be

seen that the smallest mass ?ux represented ~40 %, of the total particulate

material with the exception of the January samples. This suggests that nat-

ural planktonic bacteria also play a significant role in the mass ?u 

x.

Furthermore, the organic matter ?ux  was much greater than carbonate ?u 

x

in this brackish water environment. The metal concentrations in sediment

trap water and particulate materials are shown in Table 1. The sediment trap

material (> 1µm) contained a higher concentration of Cr, Sc, Zn and Co than

in the other fractions examined. The Cr, Fe, Zn and Co levels in sediment

trap material (>1 µm) are higher when compared with the deep sediment

samples of Küçükçekmece lake (2-3). The highest 

210

Po natural activity in

sedimenting particles from the brackis lake was recorded during May 1998

(1746 Bq kg

-1

in the > 1 µm fraction) (Table 1). Our preliminary results on

vertical particle ?u 

xes show that it is necessary to have more ancillary data

(e.g., nitrogen ?ux, lithogenic ?ux, fecal pellet ?ux, chlorophyll a equiva-

lent ?ux) in order to better understand the transfer and transport processes

affecting chemical pollutants and natural radionuclides in this unique brack-

ish lake which is heavily in?uenced by man’s activ 

ities.

Acknowledgement.Thanks are due to IAEA for supporting part of this study

under its Technical Co-operation project for the Küçükçekmece Lake Reg 

ion

(TUR/2/012) and Technical Co-operation project (RER/2/003) for instrumental

asistance . We also thank I.Akkurt for his valuable assistance.

References

1.Topcuoglu S., Güngör N., Kirbasoglu Ç., 1999. Physical and chemical

parameters of brackish water lagoon, Küçükçekmece Lake in Northwestern

Turkey,Toxicol and Environ Chem.69: 101-108.

2. Esen N., Topcuoglu S., Egilli E., Kut D., 1999. Comparison of trace metal

concentrations in sediments and algae samples from the Küçükçekmece

Lagoon and Marmara Sea. J. Radio. Nucl. Chem. 240: 673-676.

3.Topcuoglu S., Kut D., Esen N., Güngör N., Seddigh E., Küçükcezzar

R.,1998.Trace elements and radionuclides in sediments and biota from the

Küçükçekmece Lake. Rapp. Comm. int. Mer Médit, 35: 294-295.

4. Puskaric S., Fowler S., Miquel J-C., 1992. Temporal changes particulate

?ux in the Northern Adriatic Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 32:

267-287.

5. Hansen J.G., Kiorboe T., Alldredge A.L.,1996. Marine snow derived from

abandoned larvacean houses: sinking rates, particle content and mechanisms

of aggregate formation. Mar.Ecol. Prog. Ser.141: 205-215.

6. Andreassen I., Nöthig E-M., Wassmann P., 1996. Vertical particle ?ux on the

shelf off northern Spitsbergen, Norwa 

y. Mar. Ecol. Prog. Ser.137: 215-228.

7. Blomqvist S. and Hakanson L., 1981. A review on sediment traps in aquatic

environments.Arch. Hidrobiol.91: 101-132.

8. Kut D., Topcuoglu S., Esen N., Küçükcezzar R., Güven K.C., 2000. Trace

metals in marine algae and sediment samples from the Bosphorus. Water,Air,

and Soil Poll.118: 27-33.

9.Topcuoglu S., Güngör N., Kirbasoglu Ç., 2001. To establish and compare

for the coastal waters of Turkey.The

210

Po - 

210

Pb contents in anchovy fish

and sea snails. IAEA Final Report, Contract No:9712/R1/RO. 

VERTICAL PARTICLE FLUX IN A BRACKISH WATER LAGOON, KÜÇÜKÇEKMECE LAKE, 

IN NORTHWESTERN TURKEY

S.Topcuoglu*, Ç. Kirbasoglu, D. Kut, N. Güngör, E. Ölmez, N. Esen

Çekmece Nuclear Research and Training Center, Istanbul, Turkey

Abstract

Vertical particle ?u 

xes are relatively high in this brackish water region. In the upper 10 m the daily ?ux varied between 5.7 - 21.3; 3.4 – 4.5

and 0.7 – 2.9 g m

-2

d

-1

for total mass, organic matter and carbonate, respective 

ly. The highest particle ?ux was recorded during April and

June. Concentrations of Zn and 

210

Po in sinking particles were found to be 10764 µg g

-1

d.w. and 1746 Bq kg

-1

w. 

w. for particles > 1µm.

Key-words: particle ?ux, metal, polonium, brackish water

Fig. 1. Vertical particle ?ux in a brackish lagoon measured over 24h with

Metals µg g-1Sediment trapSedimentSediment

d. w.

water

materialmaterial

June 1998

>1µm

> 0.2 µm

Br

1208±245938±290284±177

Th

0.38±0.187.43±1.153.67±1.41

Cr

15.6±2.5123.4±22.147.4±23.7

Sc

0.41±0.037.73±0.431.09±0.12

Fe

2013±13930019±8624002±845

Zn

3345±22010764±5191868±114

Co

1.09±0.1616.43±1.115.61±1.13

Radionuclide

210

Po Bq kg

-1

w. w.

January 1998

-

587±17

-

May   1998

-

1746±83

983±115

June   1998 

-

405±29

491±54

July    1998

-

134±12

Table 1. Metal and 210Po concentrations