Sources of Magnetic Particles from Air Pollution in Mountainous Area

• Autorzy: Kantor Pavel , Raclavska Helena , Matysek Dalibor , Raclavsky Konstantin , Svedova Barbora , Kucbel Marek

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-08

Warianty tytułu

PL

Źródła cząstek magnetycznych z zanieczyszczeń powietrza w obszarach górskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Measurement of magnetic susceptibility of topsoil represents a very useful tool for the detection of atmospherically deposited magnetic particles. The samples of forest soils from the Moravian-Silesian Beskydy Mountains (the Czech Republic) were used for identification of emissions sources of particles with magnetic ordering. Magnetic susceptibility was measured at bulk samples of grain size class under 2 mm. Microanalysis using electron microscope with an energy dispersive X-ray spectrometer was used for the determination of particles in the magnetic fraction. The samples of dust from the sintering plant of the Iron Works in the town of Třinec were analysed. The values of magnetic susceptibility of forest soils in the Třinec region are increased. In the relatively near vicinity of the industrial area, the average value for Javorový Mount was 7.90×10-6 m3/kg, for Ostrý Mount it was 6.69×10-6 m3/ kg. It was proved that they were higher than the average values from the Beskydy Mountains (4.64×10-6 m3/kg). The concentrations of lead and magnetic susceptibility in soils showed significant correlation dependence (rs = 0.85). The iron and steel industry represent the primary source of the pollution load in forest soils of the studied area. Statistically, significant dependences between the organic matter content and the lead and zinc concentrations as well as between the magnetic susceptibility values and the iron concentrations in forest soils were found. It was confirmed that the airborne particles are deposited on vegetation and accumulated in the organic horizon of forest soils.

PL

Pomiar podatności magnetycznej wierzchniej warstwy gleby stanowi bardzo przydatne narzędzie do wykrywania osadzonych z atmosfery cząstek magnetycznych. Próbki gleb leśnych z Beskidu Morawsko-Śląskiego (Czechy) wykorzystano do identyfikacji źródeł emisji cząstek o właściwościach magnetycznych. Podatność magnetyczną mierzono w próbkach zbiorczych w klasie ziarnowej poniżej 2 mm. Mikroanaliza z użyciem mikroskopu elektronowego ze spektrometrem dyspersyjnym energii rentgenowskiej została użyta do oznaczenia frakcji magnetycznej cząstek. Przeanalizowano próbki pyłu ze spiekalni Huty Żelaza w Trzyńcu. Stwierdzono wzrost wartość podatności magnetycznej gleb leśnych w regionie Trzyńca. W stosunkowo bliskim sąsiedztwie obszaru przemysłowego Javorový Mount średnia wartość wynosiła 7,90 × 10-6 m3/kg, w przypadku Ostrý Mount 6,69 × 10-6 m3/kg. Wykazano, że były one wyższe niż średnie wartości dla Beskidów (4,64 × 10-6 m3/kg). Zawartość ołowiu i podatność magnetyczna w glebach wykazały istotną korelację (rs = 0,85). Hutnictwo żelaza i stali stanowi główne źródło ładunku zanieczyszczeń w glebach leśnych badanego obszaru. Stwierdzono statystycznie istotne zależności między zawartością materii organicznej a stężeniem ołowiu i cynku, a także między wartościami podatności magnetycznej a stężeniami żelaza w glebach leśnych. Potwierdzono, że zawieszone w powietrzu cząstki osadzają się na roślinności i gromadzą się w organicznym horyzoncie gleb leśnych.

Słowa kluczowe

EN

magnetic susceptibility; microanalysis; soil pollution; atmospheric deposition; emissions from metallurgy

PL

podatność magnetyczna; mikroanaliza; zanieczyszczenie gleby; osadzanie atmosferyczne; emisje z hutnictwa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kantor Pavel

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic
• Centre ENET, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Raclavska Helena

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic
• Centre ENET, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Matysek Dalibor

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Raclavsky Konstantin

• Centre ENET, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Svedova Barbora

• Centre ENET, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Kucbel Marek

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty Faculty of Mining and Geology, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic
• Centre ENET, 17. Listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. CERVI, Eduardo et al. Magnetic susceptibility and the spatial variability of heavy metals in soils developed on basalt. Journal of Applied Geophysics, 111, 2014, 377-383.
• 2. CHLUPÁČOVÁ, Marta et al. Magnetic susceptibility of cambisol profiles in the vicinity of the Vír dam, Czech Republic. Studia Geophysica et Geodaetica, 54 (1), 2010, 153-184.
• 3. DORE, Anthony J. et al. An improved wet deposition map of the United Kingdom incorporating the seeder-feeder effect over mountainous terrain. Atmospheric Environment, 26(8), 1992, 1375-1381.
• 4. HANSSON, Robert et al. Phase equilibria in the Fe-Zn-O system at conditions relevant to zinc sintering and smelting. In: VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts, The South African Institute of Mining and Metallurgy, 2004, 209-214.
• 5. KAPIČKA, Aleš et al. Study of Weakly Contaminated Forest Soils. Water, Air, and Soil Pollution, 148(1-4), 2003, 31-44.
• 6. LU, Shenggao et al. Magnetic properties, microstructure and mineralogical phases of technogenic magnetic particles (TMPs) in urban soils: Their source identification and environmental implications. Science of The Total Environment, 543, 2016, 239-247.
• 7. ŁUKASIK, Adam et al. Background value of magnetic susceptibility in forest topsoil: assessment on the basis of studies conducted in forest research of Poland. Geoderma, 264, 2016, 140-149.
• 8. MAGIERA, Tadeusz et al. Discrimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsoil magnetic susceptibility in Central Europe. Geoderma, 130(3-4), 2006a, 299-311.
• 9. MAGIERA, Tadeusz et al. Magnetic susceptibility of forest topsoils in mountain regions of southern Poland based on field measurement techniques. Polish Journal of Soil Science, 39(2), 2006b, 101-108.
• 10. MATYSEK, Dalibor et al. Correlation between magnetic susceptibility and heavy metal concentrations in forest soils of the eastern Czech Republic. Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 13, 2008, 13-26.
• 11. SALMINEN, Reijo Ed. Geochemical Atlas of Europe. 2014. [online]. <http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/index. php>. ISBN 951-690-913-2.
• 12. STRZYSZCZ, Zygmunt, MAGIERA Tadeusz. Magnetic susceptibility and heavy metals contamination in soils of Southern Poland. Physics and Chemistry of the Earth, 23(9-10), 1998, 1127-1131.
• 13. SUCHAROVA, Julie et al. Linking chemical elements in forest floor humus (Oh-horizon) in the Czech Republic to contamination sources. Environmental Pollution, 159, 2011, 1205-1214.
• 14. SZOPKA, Katarzyna et al. Spatial distribution of lead in the surface layers of mountain forest soils, an example from the Karkonosze National Park, Poland. Geoderma. 192 (1), 2013, 259-268.
• 15. ZECHMEISTER, Harald Gustav. Correlation between altitude and heavy metal deposition in the Alps. Environmental Pollution, 89, 1995, 73-80.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).