Bu çalışmanın amacı, İzmir Körfezi (Türkiye) ve Midilli Limanı (Yunanistan) bölgelerinden alınan sediment ve gözenek suyunda denizel bulaşmanın ve toksisitenin değerlendirilmesidir. Değerlendirme seçilmiş toksik metaller, polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) bileşikleri ve deniz kestanesi (Paracentrotus lividus) erken gelişimi ile fertilizasyonu üzerine toksisitesi açısından yapıldı. Midilli’ye göre İzmir sedimentlerinde daha yüksek metal ve toplam PAH değerleri tespit edildi. En fazla kirlenme İzmir Körfezi’nin iç bölgelerinde belirlendi. Biyodeneyler, sediment/deniz suyu karışımlarına maruz kalan deniz kestanesi embriyoları ve spermlerinin gelişim bozuklukları ve fertilizasyon başarısındaki değişiklikler değerlendirilerek P. lividus embriyo ve spermleri ile gerçekleştirildi. Hem gelişim bozuklukları ve hem de spermiyotoksisite açısından tüm sediment (TS), Midilli’ye göre İzmir örneklerinde daha yüksek toksisite gösterdi. Gözenek suyu (GS) ve katı faz (KF), TS’in santrifüjü ile ayrılarak embriyolar ve spermlerle test edildi. Gelişim bozukluklarının indüksiyonu KF ve hatta GS ile karşılaştırıldığında TS önemli derecede yüksek toksisite gösterdi. Hem İzmir ve hem de Midilli KF sediment örneklerine maruz kalan spermlerde döllenme başarısında belirgin bir azalma gözlenirken GS’na maruz kalan spermlerin döllenme başarısında ve kontrollerde herhangi bir azalma görülmedi. TS biyoteslerinin kullanımı özellikle kirli sedimentlerin topografik karakterizasyonu için sediment toksisitesinin test edilmesinde varsayılan bir yöntem olarak önerilmektedir.