Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Magnetyzm środowiskowy : wykorzystanie zintegrowanych metod geofizycznych i geochemicznych do oceny stopnia antropopresji na obszarach historycznej działalności górniczej (konurbacja górnośląska, południowa Polska)

Szuszkiewicz Maria Magdalena, Łukasik Adam, Szuszkiewicz Marcin

Przegląd Geofizyczny

|

2020

|

Z. 3-4

155--166

PL

Głównym celem badań była ocena stopnia antropopresji na obszarach historycznej działalności górniczej w oparciu o uzyskany szczegółowy rozkład przestrzenny (pionowy i powierzchniowy) anomalii (i.e. podatności magnetycznej i gradientu składowej pionowej pola magnetycznego) oraz geochemicznych występujących w glebie (zawartości wybranych potencjalnie toksycznych pierwiastków (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb i Zn), Fe i Mn). Uzyskane wyniki badań pokazują, iż wieloletnia, historyczna działalność górnicza prowadzona w rejonie badań skutkuje obecnością w glebie rozmaitych artefaktów (np. śruby, gwoździe, nakrętki, pręty, żużel, cegły oraz węgiel drzewny), przede wszystkim związanych bezpośrednio bądź pośrednio z wydobywanymi rudami metali (Ag, Fe, Zn czy Pb). Anomalie, zarówno podatności magnetycznej, jak i gradientu składowej pionowej pola magnetycznego, występujące w glebach badanych obszarów są efektem współwystępowania artefaktów i technogenicznych cząstek magnetycznych. Przy czym, w oparciu o wyliczone wartości współczynnika przekształcenia, należy podkreślić, że dominującym źródłem tych anomalii są artefakty i przekształcenia terenu związane z historyczną eksploatacją występujących na badanych obszarach rud metali. Ponadto, z punktu widzenia badań podstawowych, interesujące są wyniki pomiarów częstotliwościowej zależności podatności magnetycznej (powyżej 5%), które związane były z próbkami gleby, gdzie stwierdzono obecność węgli drzewnych, co wymaga dogłębnego przeanalizowania i dodatkowych specjalistycznych pomiarów magnetycznych, przed wyciągnięciem dalszych wniosków.

EN

The main project objective was to assess the anthropopressure degree in the areas located in the historical mining activity regions, on the basis of the results obtained in detailed spatial distribution (vertical and surface) of the magnetic (i.e. magnetic susceptibility and gradient of the vertical magnetic ﬁeld component) as well as geochemical (concentration of characteristic Potentially Toxic Elements (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn), Fe and Mn) anomalies in soil.The results show that the long-term historical mining activity has had a significant influence on the presence of various magnetic artefacts (e.g. metal scraps: screws, nails, twigs; slags; bricks; and charcoal particles) related to the metal bearing ore mining (Ag, Fe, Pb or Zn). The studied magnetometeric and gradiometric anomalies occur in the soil are effect of co-occurrence artefacts and technogenic magnetic particles. However, values of the Topsoil Transformation Factor, indicating artefacts as the predominant source of the studied anomalies and the post-exploitation land transformations of the soil. Moreover, in terms of basic research, unexpected were results of the frequency-dependent magnetic susceptibility measurements (above 5%) related to soil samples characterised by the presence of charcoal particles, but this needs to be veriﬁed.

2

Magnetyzm środowiskowy : rodzaje wzbogacenia magnetycznego na przykładzie gleby inicjalnej skalistej i rankera

Szuszkiewicz Marcin, Łukasik Adam, Szuszkiewicz Maria Magdalena

Przegląd Geofizyczny

|

2020

|

Z. 3-4

139--153

PL

Celem niniejszej pracy było scharakteryzowanie źródeł pochodzenia cząstek magnetycznych na przykładzie gleby inicjalnej skalistej i rankera. Analiza rozkładów pionowych wybranych parametrów magnetycznych i geochemicznych prowadzona była w trzech profilach glebowych wytworzonych z/na różnym podłożu skalnym (serpentynicie, amfibolicie i granitoidzie). Prezentowane badania oparte zostały o wykorzystanie wybranych parametrów magnetycznych: podatność magnetyczna (χ) i jej zależność częstotliwościowa (χfd), wspartych przez analizy geochemiczne (określenie zawartości wybranych potencjalnie toksycznych pierwiastków (PTEs: Pb i Zn) oraz Fe, a także zastosowanie wskaźnika geoakumulacji (Igeo). Wyniki wskazują na wertykalną zmienność wartości χ w profilach glebowych, która także odzwierciedla stopień zmienności pozostałych parametrów. W przypadku geogenicznego wzbogacenia magnetycznego wysoka wartość podatności magnetycznej w poziomie mineralnym (przejściowym) AC wskazuje na dominującą rolę procesów wietrzenia i redystrybucji ferrimagnetycznych minerałów z podłoża skalnego (poziomu R) do wierzchnich poziomów gleby. Natomiast, pedogeniczne wzbogacenie magnetyczne związane było z podpoziomem organicznym Ofh, gdzie stwierdzona została obecność superparamagnetycznych cząstek. W odniesieniu do profilu wytworzonego z granitu, magnetyczny i geochemiczny sygnał w wierzchnim poziomie mineralnym (Ah) jest efektem wzbogacenia w technogeniczne cząstki magnetyczne (TMPs).

EN

The primary aim of this study was to characterize the origin and nature of magnetic particles on the example of Lithosol and Ranker. Analyses of the vertical distribution of selected magnetic and geochemical parameters were conducted in three different soil profiles developed on various bedrock to describe the local conditions and factors affecting magnetic enhancement. Examined soil profiles represent two type of soils (one Brown Ranker and two Lithosol) developed from igneous – plutonic (granitoid) and metamorphic (amphibolite and serpentinite) rocks, respectively. The measured magnetic parameters include: volume (κ) and mass magnetic susceptibility (χ) as well as frequencydependent of magnetic susceptibility (χfd). Moreover, magnetic data were supported by geochemical measurement of the selected Potentially Toxic Elements (PTEs: Pb and Zn) and Fe content, and quantification of soil pollution parameter (i.e. Geoaccumulation Index – Igeo). The results show that the vertical variability of χ values in soil profiles results also in a high variability of other presented ‘parameters’. In the case of geogenic magnetic enhancement, the high magnetic susceptibility values measured in mineral (transitional) horizon AC indicated the predominant role of weathering processes together with the redistribution of ferrimagnetic minerals from bedrock (i.e. R horizon) to the topsoil. Whereas, the pedogenic magnetic enhancement was related to organic subhorizon Oea (in soil profile developed on amphibolite) and reflects the occurrence of ultra-fine superparamagnetic particles. Magnetic and geochemical signal in the topsoil horizon (i.e. Ah) of profile developed from granite cause the enhancement of Technogenic Magnetic Particles (TMPs), i.e. the increment of χ is accompanied with the high concentration of iron, lead and zinc.

3

Magnetyzm środowiskowy : badania podatności magnetycznej w mikroskali z obrazowaniem 3D

Łukasik Adam, Szuszkiewicz Maria Magdalena, Szuszkiewicz Marcin

Przegląd Geofizyczny

|

2020

|

Z. 3-4

167--177

PL

Podatność magnetyczna gleb jest parametrem geofizycznym wykorzystywanym, między innymi, w badaniach środowiskowych, w kontekście zanieczyszczeń atmosferycznych deponowanych na powierzchnię gleby. Właściwości magnetyczne cząstek powstających w procesach technologicznych (spalanie paliw kopalnych, hutnictwo, przemysł cementowy) pozwalają na ich łatwą detekcję w terenie. W warunkach lądowych, gleba jest finalnym odbiorcą zanieczyszczeń pochodzenia atmosferycznego. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów podatności magnetycznej gleby leśnej przeprowadzone w rdzeniach pobranych w gęstej siatce pomiarowej (1 m × 1 m) pod okapem buka zwyczajnego (Fagus sylvatica L.). Łącznie pobrano 102 rdzenie, na których w rozdzielczości co 1 cm wykonano 3060 pojedynczych pomiarów objętościowej podatności magnetycznej. Przestrzenny rozkład wartości podatności magnetycznej przedstawiono wykorzystując program do wizualizacji przestrzennej TerraSurveyor 3D. Wyniki potwierdzają kluczową rolę poziomów organicznych w procesie zatrzymywania cząstek magnetycznych. Przestrzenne zobrazowanie wyników wskazuje na wertykalną i horyzontalną zmienność koncentracji cząstek magnetycznych pod koroną pojedynczego drzewa.

EN

Magnetic susceptibility is a geophysical parameter effectively applied in environmental research concerning air derived pollutants and its deposition into topsoil. Magnetic properties of particles formed in technological processes (solid fuel combustion, metallurgical processes, cement industry) simplify their detection in field. Soil is a final receiver of the air borne pollutants in terrestrial ecosystems. The paper present results of magnetic susceptibility measurements conducted on soil cores sampled in dense grid (1 m × 1 m) under European beech (Fagus sylvatica L.) crown. On the total amount of 102 soil cores, volume magnetic susceptibility (κ) was measured in 1 cm interval giving 3060 single values. On the basis of such data set, spatial distribution of topsoil magnetic susceptibility was performed with application TerraSurveyor3D software. Results confirmed critical role of topsoil organic horizons in capture and storage of anthropogenic magnetic particles and indicate vertical and horizontal variability under individual tree.