Закрыть
Авторизация
Логин:
Пароль:

Забыли пароль?
Регистрация

В І С Н И К КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ISSN 1728–2713

ГЕОЛОГІЯ 1(76)/2017 

УДК 550.382.3

О. Меньшов, канд. геол. наук, докторант, E-mail: menshov.o@ukr.net,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

ННІ "Інститут Геології", вул. Васильківська, 90, Київ, 03022, Україна,

П. Кампс, д-р філософії, наук. директор лабораторії

Національного центру наукових досліджень,

E-mail: pierre.camps@umontpellier.fr,

Факультет Наук про Землю, Університет Монпельє,

Case 060, 34095 Монпельє, Cedex 05, Франція

 

ПЕРШІ РЕЗУЛЬТАТИ ЕКОМАГНІТНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ СЛАБКОУРБАНІЗОВАНИХ МІСТ НА ПРИКЛАДІ ТРУСКАВЦЯ (УКРАЇНА) ТА МОНПЕЛЬЄ (ФРАНЦІЯ) 

Однією з найбільших загроз для сталого функціонування сучасного європейського міста є його забруднення важкими металами та іншими небезпечними для здоров'я людини хімічними сполуками. Формування та накопичення небезпечних для людини речовин та важких металів є результатом функціонування промислових підприємств, теплоелектростанцій, сміттєспалювальних комбінатів, хімічних підприємств, руху автомобільного транспорту, залізниці і т.д. При цьому сполуки-забруднювачі накопичуються у атмосферному повітрі міст та ґрунтовому покриві. У межах запропонованої статті застосування магнітних методів у практиці екологічних досліджень розглядається на прикладі двох європейських міст – Трускавець (Україна) та Монпельє (Франція). У межах Трускавця питома магнітна сприйнятливість (MS) незабруднених глейових ґрунтів χ=8-10×10-8 м3/кг. Забруднені ґрунти, що були відібрані уздовж залізниці характеризуються χ=29-162×10-8 м3/кг. Ґрунти прилеглої до автомобільної кільцевої дороги території характеризуються χ=36-155×10-8 м3/кг. Частотна залежність магнітної сприйнятливості забруднених ґрунтів складає χfd=2-3, що є ознакою техногенного впливу та мультидоменного (MD) стану магнітних мінералів. У межах Монпельє підвищені значення ізотермальної залишкової намагніченості (IRM) зразків листя у порівнянні із фоновими значеннями зафіксовані вздовж автомобільних шляхів та ліній трамваю. Магнітні мінералогічні аналізи на основі термомагнітних вивчень, дослідження параметрів петлі гістерезису, визначення кривих ізотермальної залишкової намагніченості, безгістерезисної (ідеальної) намагніченості (ARM), параметру S підтверджують, що основним магнітним мінералом забруднених ґрунтів є магнетит. У той же час, у незабруднених фонових ґрунтах додатково ідентифікуються висококоерцетивні фази, наприклад, гематит та гетит у однодоменному (SD) стані. Магнітні методи є високоефективними, низьковартісними та швидкісними для загальної оцінки забруднення територій і рекомендуються до включення у комплекс робіт при моніторингу небезпечних геологічних процесів та контролі стану довкілля.

 

Ключові слова: магнітна сприйнятливість, ґрунти, забруднення, магнетизм природних об'єктів. 

 

            Engl. [Abstract] 

 

ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКОМАГНИТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЛАБОУРБАНИЗИРОВАННЫХ ГОРОДОВ НА ПРИМЕРЕ ТРУСКАВЦА (УКРАИНА) И МОНПЕЛЬЕ (ФРАНЦИЯ) 

Одной из наибольших угроз для устойчивого существования современного европейского города является его загрязнение тяжелыми металлами и другими опасными для здоровья человека химическими соединениями. Формирование и накопление опасных для человека веществ и тяжелых металлов является результатом функционирования промышленных предприятий, теплоэлектростанций, мусоросжигательных комбинатов, химических предприятий, движения автомобильного транспорта, железных дорог и т.д. При этом соединения-загрязнители накапливаются в атмосферном воздухе городов и почвенном покрове. В рамках предлагаемой статьи рассматривается применение магнитных методов в практике экологических исследований на примере двух европейских городов – Трускавец (Украина) и Монпелье (Франция). В пределах Трускавца удельная магнитная восприимчивость (MS) незагрязненных серых лесных, глеевых почв составляет χ=8-10×10-8 м3/кг. Загрязненные почвы были отобраны вдоль железной дороги (характеризуются χ=29-162×10-8 м3/кг) и на территории прилегающей к автомобильной кольцевой дороге (χ=36-155×10-8 м3/кг). Частотная зависимость магнитной восприимчивости загрязненных почв составляет χfd=2-3, что является признаком техногенного воздействия и мультидоменного (MD) состояния магнитных минералов. В пределах города Монпелье повышенные значения изотермальной остаточной намагниченности (IRM) для образцов листьев зафиксированы вдоль автомобильных дорог и линий трамвая (по сравнению с фоновыми значениями лесопарковой зоны). Магнитные минералогические анализы на основе термомагнитных исследований, изученияния параметров петли гистерезиса, определения кривых изотермальной остаточной намагниченности, безгистерезисной (идеальной) намагниченности, параметра S, подтверждают, что основным магнитным минералом загрязненных почв является магнетит. В то же время, в незагрязненных фоновых почвах дополнительно идентифицируются высококоерцетивные фазы, например, гематит и гетит в однодоменном (SD) состоянии. Магнитные методы являются высокоэффективными, дешевыми и экспрессными для общей оценки загрязнения территорий и рекомендуются к включению в комплекс работ при мониторинге опасных геологических процессов и контроле состояния окружающей среды.

 

Ключевые слова: магнитная восприимчивость, почва, загрязнение, магнетизм природных объектов. 

 

PDF [Текст] - Мова статті :  українська. 

 

Список використаних джерел:

1. Бондар К. Магнітний метод при оцінці забруднення ґрунтового покриву Запоріжжя. Еколого-геохімічне обґрунтування / К. Бондар, І. Цюпа, А. Король // Вісник Київського університету. Геологія. – 2015. – № 71. – С. 54-60.

2. Радіаційні характеристики радонових вод м. Хмільник / С. Вижва, О. Шабатура, Д. Онищук, І. Онищук // Вісник Київського університету. Геологія. – 2015. – № 69. – С. 30-38.

3. Спосіб атмомагнітного контролю стану довкілля : патент № 102735 / Меньшов О. І., Сухорада А. В.; заявник та власник патенту Київський національний університет імені Тараса Шевченка. - зареєстр. 12.08.2013.

4. Спосіб магнітного контролю забруднення довкілля : заявка на патент / Меньшов О. І., Сухорада А. В. - № а201512680 ; заявл. 22.12.2015.

5. Magnetic, geochemical, and microstructural characteristics of road dust on roadsides with different traffic volumes – case study from Finland / M. S. Bućko, T. Magiera, L. J. Pesonen, B. Janus // Water, Air, & Soil Pollution. – 2010. – № 209, 1-4. – С. 295-306.

6. Magnetic biomonitoring of particulate pollution in the city of Montpellier (France): The relative contribution of vehicles and trams / P. Camps, S. Merel, P. Nicol, T. Poidras // New Trends on Paleo, Rock and Environmental Magnetism : 15th Castle Meeting. – Dinant, 2016. – С. 13-14.

7. Magnetic susceptibility of soil: an evaluation of conflicting theories using a national data set / J. A. Dearing, K. L. Hay, S. M. J. Baban et al. // Geophysical Journal International. – 1996. – № 127, 3. – С. 728-734.

8. Day R. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain-size and compositional dependence / R. Day, M. Fuller, V. A. Schmidt // Physics of the Earth and Planetary Interiors. – 1977. – № 13. – С. 260-267.

9. Flanders P. J. Collection, measurement, and analysis of airborne magnetic particulates from pollution in the environment / P. J. Flanders // Journal of Applied Physics. – 1994. – № 75, 10. – С. 5931-5936.

10. Proxy mapping of fly-ash pollution of soils around a coal-burning power plant: a case study in the Czech Republic / A. Kapička, E. Petrovský, S. Ustjak, K. Macháčková // Journal of Geochemical Exploration. – 1999. – № 66, 1. – С. 291-297.

11. Spatial distribution of soil magnetic susceptibility and correlation with heavy metal pollution in Kaifeng City, China / D. Liu, J. Ma, Y. Sun, Y. Li // Catena. – 2016. – № 139. – С. 53-60.

12. Maher B. A. Spatial variation in vehicle-derived metal pollution identified by magnetic and elemental analysis of roadside tree leaves / B. A. Maher, C. Moore, J. Matzka // Atmospheric Еnvironment. 2008. – № 42, 2. – С. – 364-373.

13. Matzka J. Magnetic biomonitoring of roadside tree leaves: identification of spatial and temporal variations in vehicle-derived particulates / J. Matzka, B. A. Maher // Atmospheric Environment. – 1999. – № 33. – С. 4565-4569.

14. Magnetic mapping and soil magnetometry of hydrocarbon prospective areas in western Ukraine / O. Menshov, R. Kuderavets, S. Vyzhva et al. // Studia Geophysica et Geodaetica. – 2015. – № 59, 4. – С. 614-627.

15. Magnetic studies at Starunia paleontological and hydrocarbon bearing site (Carpathians, Ukraine) / O. Menshov, R. Kuderavets, S. Vyzhva et al. // Studia Geophysica et Geodaetica. – 2016. – № 60, 4. – С. 731-746.

16. Mitchell R. Rates of particulate pollution deposition onto leaf surfaces: temporal and inter-species magnetic analyses / R. Mitchell, B. A. Maher, R. Kinnersley // Environmental Pollution. – 2010. – № 158. – С. 1472-1478.

17. Short-term low-severity spring grassland fire impacts on soil extractable elements and soil ratios in Lithuania / P. Pereira, A. Cerda, D. Martin et al. // Science of The Total Environment. – 2017. – № 578. – С. 469-475.

18. Magnetic particles in atmospheric particulate matter collected at sites with different level of air pollution / E. Petrovský, R. Zbořil, T.M. Grygar et al. // Studia Geophysica et Geodaetica. – 2013. – № 57, 4. – С. 755-770.

19. Robertson D. J. Geochemical and mineral magnetic characterisation of urban sediment particulates, Manchester, UK / D. J. Robertson, K. G. Taylor, S. R. Hoon // Applied Geochemistry. – 2003. – № 18, 2. – С. 269-282.

20. Relationship between magnetic properties and heavy metals of urban soils with different soil types and environmental settings: implications for magnetic mapping / T. Yang, Q. Liu, Q. Zeng, Chan L. // Environmental Earth Sciences. – 2012. – № 66, 2. – С. 409-420.

21. Combination of geo-pedo-and technogenic magnetic and geochemical signals in soil profiles – Diversification and its interpretation: A new approach / M. Szuszkiewicz, A. Łukasik, T. Magiera, M. Mendakiewicz // Environmental Pollution. – 2016. – № 214. – С. 464-477.

22. Evaluation of semi-arid arable soil heavy metal pollution by magnetic susceptibility in the Linfen basin of China / P. Yang, J. M. Byrne, H. Li, H. B. Shao // Arid Land Research and Management. – 2016. – № 30, 3. – С. 258-268.

23. Yurtseven-Sandker A. Tracking the historical traces of soil pollution from an iron-sintering plant by using magnetic susceptibility in Wawa, Ontario, Canada / A. Yurtseven-Sandker, M. T. Cioppa // Water, Air, & Soil Pollution. – 2016. – № 227, 12. – С. 434. 

(Рекомендовано членом редакційної колегії д-ром геол. наук, проф. О.М. Карпенком) 

 

 

 

 

© Меньшов О., Кампс П., 2017

© Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2017