Földtani és Geokémiai Intézet (HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont)
résztvevők
Németh Tibor Póka Teréz
projekt kezdete
2009-01-01
projekt vége
2013-04-30
aktuális összeg (MFt)
2.038
FTE (kutatóév egyenérték)
2.58
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
Jelen kutatás során új geokémiai és ásványtani adatokat szolgáltatunk (AAS, ICP-AES valamint XRD és AEM elemzésekkel) jelentősen eltérő lélekszámmal, iparral és közlekedéssel jellemezhető hazai városokból származó ülepedő pormintákról. Ezek súlyos egészségkárosító hatását számos kutatás igazolta. Feladatunk a megmintázott ülepedő porok különböző szemcsefrakcióiban előforduló nehézfémek (Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Cd és V) minőségének és mennyiségének meghatározása, továbbá az ezen elemeket tartalmazó fázisok 10 mikrométer alatti szemcsefrakciókban történő azonosítása. A nehézfémek vizsgálata az ásványos és szemcseösszetétel függvényében a leülepedés jellegeinek részletesebb elemzésére és forrásaik meghatározására is felhasználható. Az ülepedő porok kémiai összetételének jellemzése információt ad az egyedi légszennyezési eseményekről, az atmoszférikus szállítódás jellegeiről, valamint az átalakulási és leülepedési folyamatokról is. A projekt eredményeként létrehozunk egy adatbázist, amely tartalmazza a vizsgált porok mágneses, geokémiai, ásványtani, szemcseösszetételbeli, valamint mintázási jellemzőit, és az ezen adatok közti összefüggéseket feltárjuk.
angol összefoglaló
In this project new geochemical (by AAS, ICP-AES) and mineralogical (by XRD, AEM) data will be supplied on settled dust samples from some Hungarian cities with considerably different population, industrial and traffic characters. Dusts have been widely associated with health disorders as presented by numerous studies. The qualitative and quantitative determination of heavy metals (such as Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Cd, and V) in the different particle size fractions of dusts, as well as the identification of their host phases in the <10 micron fraction will be performed. Measurements of these elements related to dust mineralogy not only lead to better deposition estimates but could also be used to provide information for the identification of the origin of pollutants. Chemical characterization of dusts can provide information on specific events of air pollution, atmospheric transport, transformation and deposition processes. Finally, a database containing the magnetic, mineralogical, and geochemical characteristics, particle size distributions, sampling site data and collection dates will be compiled. Relationships between all these data will be explored using the established database.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A levegőben szállított porban lehetnek ipari tevékenységből, közlekedésből vagy tüzelésből származó mágneses szemcsék. A porban található mágneses anyag mennyiségének monitorozására a mágneses szuszceptibilitás mérés a legérzékenyebb és leginkább költséghatékony módszer. Ilyen méréseket kb. 3400, környezetvédelmi felügyelőségektől, saját gyűjtésből származó és antropogén forrásokból eredő mintán végeztünk. Reprezentatív mintákon ásványtani és geokémiai vizsgálatok is történtek. A mintákban magnetitet azonosítottunk domináns mágneses fázisként, amelynek szemcsemérete jellemző lehet a forrására, míg morfológiája vagy kémiai összetétele nem. A nehézfémek magnetitben, agyagásványokhoz és karbonátokhoz kötődve, sőt víz oldható formában is megjelentek. Azt találtuk, hogy a mágneses szennyezés mértékét a tömegfüggetlen teljes szuszceptibilitás (TS) tükrözi a legjobban. A TS helytől független, jellegzetes időbeli eloszlást mutat: maximum jelentkezik ülepedő porokban tavasszal (a télen képződő por felkavarodása és kiülepedése miatt), PM10-ben ősszel és télen. A PM10 mintákban napi változékonyság is megfigyelhető. Városi környezetben a magnetit fő forrása a közlekedés még iparosodott településeken is, de a por tömege télen főként fűtésből származik. Így a forgalom korlátozása nem tekinthető hatékony eljárásnak szmogriadó esetén. Az ülepedő por mennyiségének és magnetittartalmának vertikális eloszlását a természetes és épített környezet morfológiája jelentősen befolyásolja.
kutatási eredmények (angolul)
Airborne particulate matter may contain anthropogenic magnetic particles from industrial sources, vehicles and combustion. The most sensitive and cost-effective method for their monitoring is magnetic susceptibility measurement, which we carried out on 3400 samples provided by environmental inspectorates, collected at a high building, and emitted by anthropogenic sources. Mineralogical and geochemical analyses were made on representative samples. We identified magnetite as the dominant magnetic phase and concluded that its particle size may indicate the source but its morphology and chemistry do not. Heavy metals were associated partly to magnetite, partly to clay minerals and carbonates, or even to water soluble phases. We found that the rate of magnetic pollution is best reflected by the weight-independent total susceptibility (TS). TS shows a general seasonal trend: in the settled dust its maximum is in spring, due to re-suspension and re-settling of dust formed in winter, while in PM10 in autumn and winter. PM10 exhibits also daily variation. In urban environment, the major source of magnetite is traffic, even in highly industrialized places. During heating season, however, large amounts of non-magnetic pollutants are produced by heating. Thus, restriction of traffic may not be an effective tool in case of smog alert. Vertical distribution of settled dust and its magnetite content seems to be strongly influenced by the morphology of built and natural environment.
Sipos P; Németh T: Screening effect of high buildings on the potentially toxic metal content of settling dusts, Conference schedule and abstracts (ed) Zhang C; SEGH 2010 Conference and Workshops, 2010
Zajzon N; Márton E; Pethe M; Sipos P; Németh T; Kovács Kis V; Uram J: Mineralogical, magnetic and geochemical investigation of the seasonal PM10 dust fraction from Mmiskolc, Hungary, In: Abstracts. (Eds.) Zaharia L; Kis A; Topa B; Papp G; Wieszburg TG; 20th General Meeting of the IMA, 2010
Sipos P; Márton E; Németh T; May Z: Magas épületek hatása az ülepedő porok geokémiai és mágneses tulajdonságainak tér- és időbeli változására, Progam és előadás-összefoglalók, X. Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, 2011
Márton E; Sipos P; Németh T; Kovács Kis V; May Z: Urban dust settled at different sides and levels of a high building next to a major road in Budapest: integrated magnetic, mineralogical and geochemical study, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRATS 14 EGU2012-8035, 2012
Márton E; Zajzon N; Sipos P; Uram J: The significance of magnetic methods in tracking pollution sources in a Hungarian industrial town, 13th New Trends in Geomagnetism, Paleo, Rock and Environmental Magnetism. CONTRIBUTIONS TO GEOPHYSICS AND GEODESY, special issue 83, 2012
Sipos P; MártonE; Németh T; Kovács Kis V; May Z: Lead and zinc in the suspended particulate matter and settling dust in Budapest, Hungary, Abstracts, 4th International Symposium on Trace Elements in the Food Chain. Friends or Foes? (Visegrád, Hungary, 2012. 11. 15-17.), p. 14., 2012
Sipos P; Márton E; Németh T; Kovács Kis V; May Z; Szalai Z: Mineral phases containing heavy metals in the suspended dust from Budapest, Hungary, ICHMET 2012 Abstracts, 16th International Conference on Heavy Metals in the Environment (23-27 September 2012, Rome, Italy), E3S Web of Conferences, HM in the Atmosphere, 2012
Sipos P; Kovács Kis V; Márton E; Németh T; May Z; Szalai Z: Lead and zinc in the suspended particulate matter and settled dust in Budapest, Hungary, EUROPEAN CHEMICAL BULLETIN 1: 449-454, 2012
Zajzon N; Márton E; Sipos P; Kristály F; Németh T; Kovács Kis V; Weiszburg TG: Integrated mineralogical and magnetic study of magnetic airborne particles from potential pollution sources in industrial-urban environment, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 8: 179-186, 2013
Márton E; Sipos P; Németh T; Kovács Kis V; May Z: Urban dust settled at different sides and levels of a high building next to a major road in Budapest: integrated magnetic, mineralogical and geochemical study, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRATS 14 EGU2012-8035, 2012
Márton E; Zajzon N; Sipos P; Uram J: The significance of magnetic methods in tracking pollution sources in a Hungarian industrial town, 13th New Trends in Geomagnetism, Paleo, Rock and Environmental Magnetism. CONTRIBUTIONS TO GEOPHYSICS AND GEODESY, SPECIAL ISSUE 83, 2012
