Changes in magnetic susceptibility of forest soils along the west and south border of Poland

• Autorzy: Strzyszcz Z. , Rachwał M.

Warianty tytułu

PL

Zmiany wartości podatności magnetycznej gleb leśnych wzdłuż zachodniej i południowej granicy Polski

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the present study was to estimate the magnetic susceptibility of the boundary area of western and southern Poland. The investigation was carried out in woodlands of chosen forest districts. Samples were collected selectively from the occurring genetic horizons of pit soils. The low-field magnetic susceptibility was obtained in the laboratory using the MS2B Bartington apparatus. Heavy metal content (Fc, Zn, Pb and Cu) was analyzed using AAS method, after the mineralization in the 70% HCIO_4 + HNO_3 solution. The magnetic susceptibility results arc very diverse and above 80% of them exceed 50-10^-8 m^3/kg, that is, a border value suggesting an occurrence of a magnetic anomaly. Heavy metal content varies in a wide range and the highest values arc observed in mountainous areas, where the impact of geological structure is visible. Obviously, the input of dust emissions is significant, what is confirmed by well and positive values of correlation coefficients between magnetic susceptibility and heavy metal content (especially lead) in the area of cluster III.

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wielkości podatności magnetycznej obszarów przygranicznych Polski zachodniej i południowej. Badania prowadzono na obszarach leśnych w wybranych nadleśnictwach. Próbki pobierano selektywnie z występujących poziomów genetycznych odkrywek glebowych. Niskopolową podatność magnetyczną zmierzono w laboratorium przy użyciu aparatury MS2B Bartington. Zawartość niektórych metali ciężkich (Fe, Zn, Pb i Cu) oznaczono metodą ASA po uprzedniej mineralizacji próbek roztworem 70% HClO_4 + HNO_3. Wyniki badań podatności magnetycznej są bardzo zróżnicowane, ale w ponad 80% próbek jej wartości przekraczają 5010^-8m^3/kg, czyli wartość, powyżej której można się spodziewać występowania anomalii magnetycznej. Zawartość metali ciężkich waha się w szerokim zakresie, przy czym najwyższe wartości obserwuje się w rejonach górskich, gdzie wpływ na ich zawartość ma budowa geologiczna. Jednak wysokie współczynniki korelacji między podatnością magnetyczną a zawartością metali ciężkich w rejonie badań III wskazują emisje pyłów przemysłowych jako źródło metali ciężkich, zwłaszcza ołowiu.

Słowa kluczowe

EN

magnetic susceptibility; dust fall; heavy metal content; forest soil; boundary area

PL

podatność magnetyczna; emisja pyłów; metale ciężkie; gleba leśna; obszar przygraniczny

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 1
• Strony: 71--79
• Opis fizyczny: bibliogr. 27 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Strzyszcz Z.

autor

Rachwał M.

• Institute of Environmental Engineering of the Polish Academy of Sciences ul. M. Sklodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze, Poland

Bibliografia

• [1] Beckwith P.R., J.B. Ellis, D.M. Revitt, F. Oldfiold: Heavy metal and magnetic relationships for urban source sediments, Phys. Earth Planet Int., 42, 67-75 (1986).
• [2] Dearing J.A.: Environmental Magnetic Susceptibility: Using the Bartington MS2 System, Chi Publishing, Kcnilworth, U.K. 1994.
• [3] Ferdyn M., Z. Strzyszcz, B. Gajda, T. Magiera: Monitoring magnetyczny gleb leśnych na obszarze Dolnego Śląska, pólnocno-zachodnich Czech i poludniowo-wschodniej Saksonii, [in:] Materiały Konferencji "Zrównoważony Rozwój Ekoregionu Czechy- Saksonia- Dolny Śląsk", Wrocław 2002, 109-114.
• [4] Hansen L.D., D. Silbermann, G.L. Fisher: Crystalline components of stack collected, size-fractioned coal fly ash, Environ. Sci. Technol., 15, 1057-1062 (1981).
• [5] Hunt A., J. Jones, F. Oldfield: Magnetic measurements and heavy metals in atmospheric particulates of anthropogenic origin, Sci. Tot. Environ., 33, 129-139 (1984).
• [6] Kapićka A., E. Petrovsky, U. Ustjak, K. Machackova: Proxy mapping of fly ash pollution of soils around a coal-burning power plant, a case study in the Czech Republic, J. Geochcm. Int., 66, 291-297 (1999).
• [7] Krai R., V. Mejstfik, J. Velicka: Concentrations of cadmium, lead and copper in atmospheric precipitation in Czechoslovakia, The Science of the Total Environment, 111, 125-133 (1992).
• [8] Liwińska A., J. Wawrzoniak: Zanieczyszczenia powietrza w lasach. Instytut Badawczy Leśnictwa, Warszawa 1993.
• [9] Magiera T., Z. Strzyszcz: The use of magnetic methods to identify anthropogenic ferrimagnetics in soils, Geologica Carpathica, 47(3), 187-189 (1996).
• [10] Magiera T., Z. Strzyszcz: Ferrimagnetic minerals of anthropogenic origin in soils of some Polish national parks. Water, Air, Soil Pollut., 124, 37-48 (1999).
• [11] Magiera T., Z. Strzyszcz, E. Petrovsky, A. Kapička, D. Smółka: Ferrimagnetic minerals and heavy metal distribution within different granulometric fraction of fly ashes, Geologica Carpatica, 49(4), 238-239 (1998).
• [12] Magiera T., Z. Strzyszcz, A. Kapička, E. Petrovsky: Discrimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsail magnetic susceptibility in Central Europe, Geoderma, 130, 299-311 (2006).
• [13] Matysek D., H. Raclavska, K. Raclavsky: Relationship between magnetic susceptibility of soils and concentrations of heavy metals in the region of Moravosilesian Beskydy Mountains, Czech Republic, [in:] 9* Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, Praha 2003, 35-41.
• [14] Ostrowska A., S. Gawliński, Z. Szczubiałka: Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1991.
• [15] Palchen W., Z. Strzyszcz, G. Rank, T. Magiera: Die magnetische Suszeptibilitdt sdchsischer Boden und ihre Ursachen, Mitt. Dcut. Bodcn. Ges., 107, 549-550 (2005).
• [16] Petrovsky E., B.B. Ellwood: Quaternary Climates, Environments and Magnetism, Cambridge Univ. Press, Cambridge 1999.
• [17] Spiteri C, V. Kalinski, W. Rosier, V. Hoffmann, E. Appcl, MAGPROX team: Magnetic screening of a pollution hotspot in the Lausitz area, Eastern Germany: correlation analysis between magnetic proxies and heavy metal contamination in soils. Environ. Geol., 49, 1-9 (2005).
• [18] Strzyszcz Z.: Magnetic susceptibility of soils in the areas influenced by industrial emissions, [in:] R. Schulin, A. Desaules: Soil Monitoring, Birkhauscr Vcrlag, Basel 1993, 255-269.
• [19] Strzyszcz Z.: Zagrożenie gleb użytków rolnych i siedlisk leśnych przez imisje ferromagnetyków, Arch. Ochr. Śród., 30(4), 101-112 (2004).
• [20] Strzyszcz Z., T. Magiera: Distribution of ferromagnetics in forest soils of some Polish and German regions in relation to their origin, Mitt. Deut. Boden. Ges., 72, 1309-1312 (1993).
• [21] Strzyszcz Z., T. Magiera: Magnetic Susceptibility and Heavy Metal Contamination in Soils of Southern Poland, Phys. Chem. Earth, 23(9-10), 1127-1131 (1998).
• [22] Strzyszcz Z., T. Magiera: Content of heavy metals in soils of Polish-Czech border areas, [in:] Proceedings of 6lh International Conference on the Biogcochemistry of Trace Elements, University of Guclph 2001, 500-500.
• [23] Strzyszcz Z., T. Magiera: Magnetic susceptibility of forest soil in Poland-Germany border area, Mitt. Deut. Boden. Ges., 103, 109-110 (2004).
• [24] Strzyszcz Z., T. Magiera, F. Heller: The influence of industrial immisions on the magnetic susceptibility of soils in Upper Silesia, Studia Geoph. Geod., 40, 276-286 (1996).
• [25] Strzyszcz Z., M. Rachwał, T. Magiera: Ocena zagrożeń ekologicznych obszarów zieleni miejskiej metodą magnetometrii glebowej, [w:] Materiały Konferencji "Zieleń miejska naturalne bogactwo miasta. Zasady gospodarowania i ochrona", Toruń 2005, 139-146.
• [26] Strzyszcz Z., T. Magiera, M. Rachwał: Application of soil magnetometry for identification of technogenic anomalies in trace metal and iron contents: a case study in the Katowice Forest District, Polish J. Environ. Stud., 15(2a), 176-184 (2006).
• [27] Thompson R., F. Oldficld: Environmental magnetism, Allen and Unwin, London 1986