Summer distribution of dissolved Cd, Co, Cu, Mn, and Ni in central North Sea waters

Summary

In July 1984, a total of 48 water samples (from 8 stations) were collected on a cruise across the central North Sea. Horizontal gradients for dissolved metals between the low salinity water masses (S≈34) and the northern central North Sea stations (S>35.0) were highest for Co and Mn (with factors of ≥10), whereas the Cd, Cu and Ni gradients varied by factors of ≥2. With the exception of Cd, the data fall along the salinity mixing line (significant at theP<0.001 level) indicating that the dissolved Co, Cu, Ni and Mn distributions throughout the water column can be largely explained on the basis of fresh water inputs. An important result of the cruise is that significant concentration gradients across the thermocline were not observed with the procedures applied here, probably due the relatively high “background” levels, the shallow depths and relatively rapid turn-over of the water column. A winter season cruise is required to assess the seasonal variations throughout the area on the distribution of dissolved metal concentrations.

Zusammenfassung

Im Juli 1984 sind auf einer Expedition in die zentrale Nordsee insgesamt 48 Wasserproben (von 8 Stationen) genommen worden. Dabei ergaben sich in der horizontalen Verteilung zwischen den Wässern mit relativ niedrigem Salzgehalt (S≈34) und den Proben aus der nördlichen zentralen Nordsee (S>35,0) die größten Unterschiede schiede für Co und Mn (mit Konzentrationsverhältnissen von ≥10), während die Werte für Cd, Cu und Ni sich mit steigendem Salzgehalz um mehr als die Hälfte erniedrigten. Bis auf Cd folgen alle Metallwerte einer Verdünnungskurve, die mitP<0,001 hochsignifikant ist, was — zumindest für die Elemente Co, Cu, Ni und Mn — auf die Flüsse als Haupteintragsquellen hindeutet. Vertikale Konzentrationsgradienten konnten unter den Meßbedingungen dieser Reise — trotz der starken Schichtung — nicht nachgewiesen werden, was sehr wahrscheinlich auf die relativ hohen “background”-Konzentrationen, die geringen Wassertiefen in der Nordsee sowie auf die relativ kurzen Aufenthaltszeiten der Tiefenwässer zurückgeführt werden muß. Zur Abschätzung von saisonalen Einflüssen auf die Verteilung gelöster Spurenelemente sollte deshalb eine Winteraufnahme durchgeführt werden.

Résumé

48 échantillons d'eau (par 8 stations) étant pris pendant une cruise dans la Mer du Nord centrale en juillet 1984, ont été analysés pour les métaux de trace Cd, Co, Cu, Mn et Ni. Les gradients horizontaux entre les eaux avec des salinités basses (S≈34) et l'eau centrale (S>35,0) étaient plus grands pour Co et Mn (avec relations ≥10); les valeurs étaient plus faibles pour Cd, Cu et Ni (≥2). Cd étant une exception, les concentrations étaient ratachées linéairement avec salinité (significant au niveauP<0,001), indiquant que les fleuves sont les sources dominantes pour Co, Cu, Ni et Mn en solution. Des gradients importants à travers de la thermocline n'ont pas été trouvés avec les procédures appliquées, la raison étant probablement les niveaux “background” plus forts, les profondeurs basses et l'échange vertical de l'eau rapide. Une cruise en hiver est nécessaire pour établir les variations saisonales de la distribution des métaux dissolus dans la région complète.