Mineralogical and geochemical analysis of sediments of the Southern Baltic Sea

Materiał do badań pochodzi z rdzeni z trzech obszarów Bałtyku: Zatoki Gdańskiej, Basenu Bornholmskiego i Zatoki Pomorskiej. Próbki pobrano z 3 różnych głębokości (0-3 cm, 25-28 cm and 35-38 cm). Skład mineralny zbadano przy pomocy XRD i SEM-EDS, natomiast skład chemiczny i analizę ekstraktów wykonano metodą ICP-MS, ICP-AES. Badane osady są bardzo zróżnicowane pod względem mineralogicznym i geochemicznym. Metale ciężkie skupiają się głównie w formie tlenków Fe i Mn, materii organicznej i reziduum. Zastosowano cztery wskaźniki zanieczyszczeń, w celu określenia stopnia kontaminacji osadów metalami ciężkimi. Najbardziej zanieczyszczone są osady pochodzące z Zatoki Gdańskiej, wykazujący znaczny stopień kontaminacji głównie Cd i As. Przy pomocy współczynnika wzbogacenia ustalono, że metali ciężkie są antropogenicznego pochodzenia.Samples of sediments were collected from eight cores in three areas of the southern Baltic Sea (the Gulf of Gdańsk, Bornholm Deep and the Pomerania Bay) from three different depths (0-3 cm, 25-28 cm and 35-38 cm). Mineral and chemical composition of sediments was studied using XRD, SEM-EDS, ICP-MS, and ICP-AES methods. Chemical composition of leachates from sequential extraction was also determined. Samples from the Gulf of Gdańsk are dominated by silty fraction, samples from Pomerania Bay represent fine to medium sands with abundant shell fragments, sediments from Bornholm Deep are mainly clay. Quartz predominants in all samples. In silty samples framboidal piryte is present; gypsum occurs only in surface samples. Ilmenite, zircon and Fe compound are common in sand, but appear sporadically in silt samples. Geoaccumulation index (Igeo = log2(Cn/1.5×Bn); Cn- measured concentration, μg/g, Bn - geochemical background value, μg/g) indicates strong to very strong Cd pollution in three surface samples. Other factors revealed pollution by As, Cd, Mo and Hg. Variation of concentration of heavy metals occurs in profiles (e.g. Hg and Cd are concentrated in uppermost samples but As and Ni concentration increase downward). Results of sequential extraction suggest significant diversity of metals speciation in sediments