Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
Dynamics of trace metals in a shallow coastal ecosystem: insights from the Gulf of Gabès (southern Mediterranean Sea)
Creators
- 1. Institut de Recherche pour le Développement
- 2. Mediterranean Institute of Oceanography
- 3. Centre of Biotechnology of Sfax
- 4. University of Sfax
Description
Coastal areas are sites of discharge of anthropogenic compounds, such as trace metals. In seawater, trace metals have a strong affinity for particulate organic matter or clay mineral and tend to accumulate in sediments. However, natural events and human activities can cause disturbances in surface sediments involving modification of chemical balances and contamination of surrounding waters. Here, we investigated the dynamics of trace metals in the Sfax coastal area (Gulf of Gabès, southern Mediterranean Sea), a shallow coastal ecosystem impacted by tides and submitted to urban/industrial effluents. We presented the spatial distribution of trace metals concentrations, their potential mobility in sediments and evaluated the potential sources of target elements in surface waters. The highest concentration levels in surficial sediments (3.51 µg/g) and surface waters (0.25 µg/L) were found for Cd. The latter showed a great affinity (50%) for the exchangeable phase while other elements (Cu, Cr and Ni) were found in most residual phases, reducing the environmental risk. Pb and Zn, associated Fe/Mn oxyhydroxides revealed potential inputs from urban and industrial effluents. Multivariate statistical analysis suggested that dissolved trace metals in surface waters were probably derived from effluents/wadis but also from sediment resuspension processes, induced by natural (tides, hydrodynamics) or anthropogenic (dredging) events. Overall, this study highlights the importance of the interactions between sediment and water column for the trace metal dynamics in very shallow coastal environments with an exacerbated pattern for Cd.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
المناطق الساحلية هي مواقع تصريف المركبات البشرية المنشأ، مثل المعادن النزرة. في مياه البحر، يكون للمعادن النزرة تقارب قوي للمواد العضوية الجسيمية أو المعادن الطينية وتميل إلى التراكم في الرواسب. ومع ذلك، يمكن أن تسبب الأحداث الطبيعية والأنشطة البشرية اضطرابات في الرواسب السطحية التي تنطوي على تعديل التوازنات الكيميائية وتلوث المياه المحيطة. هنا، قمنا بالتحقيق في ديناميكيات المعادن النزرة في المنطقة الساحلية في صفاقس (خليج قابس، جنوب البحر الأبيض المتوسط)، وهو نظام بيئي ساحلي ضحل يتأثر بالمد والجزر ويخضع للنفايات السائلة الحضرية/الصناعية. قدمنا التوزيع المكاني لتركيزات المعادن النزرة، وحركتها المحتملة في الرواسب وتقييم المصادر المحتملة للعناصر المستهدفة في المياه السطحية. تم العثور على أعلى مستويات التركيز في الرواسب السطحية (3.51 ميكروغرام/غرام) والمياه السطحية (0.25 ميكروغرام/لتر) لـ Cd. أظهر الأخير تقاربًا كبيرًا (50 ٪) للمرحلة القابلة للتبديل بينما تم العثور على عناصر أخرى (النحاس والكروم والنيكل) في معظم المراحل المتبقية، مما يقلل من المخاطر البيئية. كشف الرصاص والزنك، المرتبطين بأوكسي هيدروكسيدات الحديد/المنغنيز، عن مدخلات محتملة من النفايات السائلة الحضرية والصناعية. اقترح التحليل الإحصائي متعدد المتغيرات أن المعادن النزرة الذائبة في المياه السطحية ربما كانت مشتقة من النفايات السائلة/الوديان ولكن أيضًا من عمليات إعادة تعليق الرواسب، الناجمة عن الأحداث الطبيعية (المد والجزر، الديناميكا المائية) أو الأحداث البشرية (التجريف). بشكل عام، تسلط هذه الدراسة الضوء على أهمية التفاعلات بين الرواسب وعمود الماء لديناميكيات المعادن النادرة في البيئات الساحلية الضحلة للغاية مع نمط متفاقم من القرص المضغوط.Translated Description (French)
Les zones côtières sont des sites de rejet de composés anthropiques, tels que les métaux traces. Dans l'eau de mer, les métaux traces ont une forte affinité pour les matières organiques particulaires ou les minéraux argileux et ont tendance à s'accumuler dans les sédiments. Cependant, les événements naturels et les activités humaines peuvent provoquer des perturbations dans les sédiments de surface impliquant une modification des équilibres chimiques et une contamination des eaux environnantes. Ici, nous avons étudié la dynamique des métaux traces dans la zone côtière de Sfax (golfe de Gabès, sud de la Méditerranée), un écosystème côtier peu profond impacté par les marées et soumis à des effluents urbains/industriels. Nous avons présenté la distribution spatiale des concentrations de métaux traces, leur mobilité potentielle dans les sédiments et évalué les sources potentielles d'éléments cibles dans les eaux de surface. Les niveaux de concentration les plus élevés dans les sédiments de surface (3,51 µg/g) et les eaux de surface (0,25 µg/L) ont été trouvés pour le Cd. Ce dernier a montré une grande affinité (50%) pour la phase échangeable alors que d'autres éléments (Cu, Cr et Ni) ont été retrouvés dans la plupart des phases résiduelles, réduisant le risque environnemental. Le Pb et le Zn, les oxyhydroxydes Fe/Mn associés ont révélé des apports potentiels d'effluents urbains et industriels. L'analyse statistique multivariée a suggéré que les métaux traces dissous dans les eaux de surface provenaient probablement d'effluents/oueds mais aussi de processus de remise en suspension des sédiments, induits par des événements naturels (marées, hydrodynamique) ou anthropiques (dragage). Dans l'ensemble, cette étude souligne l'importance des interactions entre les sédiments et la colonne d'eau pour la dynamique des métaux traces dans les environnements côtiers très peu profonds avec un modèle exacerbé pour le Cd.Translated Description (Spanish)
Las zonas costeras son sitios de descarga de compuestos antropogénicos, como los metales traza. En el agua de mar, los metales traza tienen una fuerte afinidad por la materia orgánica particulada o el mineral de arcilla y tienden a acumularse en los sedimentos. Sin embargo, los eventos naturales y las actividades humanas pueden causar alteraciones en los sedimentos superficiales que implican la modificación de los balances químicos y la contaminación de las aguas circundantes. Aquí, investigamos la dinámica de los metales traza en la zona costera de Sfax (Golfo de Gabès, sur del Mar Mediterráneo), un ecosistema costero poco profundo afectado por las mareas y sometido a efluentes urbanos/industriales. Presentamos la distribución espacial de las concentraciones de metales traza, su movilidad potencial en los sedimentos y evaluamos las fuentes potenciales de elementos objetivo en aguas superficiales. Los niveles de concentración más altos en sedimentos superficiales (3.51 µg/g) y aguas superficiales (0.25 µg/L) se encontraron para Cd. Este último mostró una gran afinidad (50%) por la fase intercambiable mientras que otros elementos (Cu, Cr y Ni) se encontraron en la mayoría de las fases residuales, reduciendo el riesgo ambiental. Pb y Zn, oxihidróxidos de Fe/Mn asociados revelaron posibles aportes de efluentes urbanos e industriales. El análisis estadístico multivariante sugirió que los metales traza disueltos en aguas superficiales probablemente se derivaron de efluentes/wadis, pero también de procesos de resuspensión de sedimentos, inducidos por eventos naturales (mareas, hidrodinámica) o antropogénicos (dragado). En general, este estudio destaca la importancia de las interacciones entre el sedimento y la columna de agua para la dinámica de los metales traza en ambientes costeros muy poco profundos con un patrón exacerbado para Cd.Files
document.pdf
Files
(942.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c850e35fc57f529a7c48d4fa682c365d
|
942.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ديناميات المعادن النزرة في النظام البيئي الساحلي الضحل: رؤى من خليج قابس (جنوب البحر الأبيض المتوسط)
- Translated title (French)
- Dynamique des métaux-traces dans un écosystème côtier peu profond : aperçus du golfe de Gabès (mer Méditerranée méridionale)
- Translated title (Spanish)
- Dinámica de los metales traza en un ecosistema costero poco profundo: perspectivas desde el Golfo de Gabès (sur del Mar Mediterráneo)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2954353845
- DOI
- 10.3934/environsci.2019.4.277
References
- https://openalex.org/W1963663272
- https://openalex.org/W1964279456
- https://openalex.org/W1965392038
- https://openalex.org/W1980587665
- https://openalex.org/W1981651483
- https://openalex.org/W1982102931
- https://openalex.org/W1984704531
- https://openalex.org/W1984750810
- https://openalex.org/W1988982319
- https://openalex.org/W1990494502
- https://openalex.org/W1992280191
- https://openalex.org/W1994640745
- https://openalex.org/W1996106365
- https://openalex.org/W2001224350
- https://openalex.org/W2001901368
- https://openalex.org/W2010065173
- https://openalex.org/W2037162065
- https://openalex.org/W2039849890
- https://openalex.org/W2045659798
- https://openalex.org/W2046958107
- https://openalex.org/W2052128652
- https://openalex.org/W2052393515
- https://openalex.org/W2055314924
- https://openalex.org/W2067815904
- https://openalex.org/W2069727937
- https://openalex.org/W2076407892
- https://openalex.org/W2083856830
- https://openalex.org/W2089045735
- https://openalex.org/W2089063341
- https://openalex.org/W2089682770
- https://openalex.org/W2092412936
- https://openalex.org/W2118849611
- https://openalex.org/W2120383433
- https://openalex.org/W2126705574
- https://openalex.org/W2129370357
- https://openalex.org/W2142180479
- https://openalex.org/W2153177940
- https://openalex.org/W2763462057
- https://openalex.org/W2795754379
- https://openalex.org/W4236503972