Consortional main: Magnetic, geochemical and mineralogical study of airborne dust  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
75395
Type K
Principal investigator Mártonné Szalay, Emoke
Title in Hungarian Konzorcium, fő p.: Levegőben szállított por integrált mágneses, geokémiai és ásványtani vizsgálata
Title in English Consortional main: Magnetic, geochemical and mineralogical study of airborne dust
Keywords in Hungarian levegőben szállított por, környezeti mágnesség, geokémia, ásványtan, integrált vizsgálatok
Keywords in English airborne dust, integrated approach, magnetics, geochemistry, mineralogy
Discipline
Geophysics, Physics of the Lithosphere, Seizmology (Council of Complex Environmental Sciences)80 %
Ortelius classification: Vulnerability assessment (Geophysics)
Geology, Tectonics, Vulcanology (Council of Complex Environmental Sciences)20 %
Ortelius classification: Environmental geology
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Palaomagnetic Laboratory (Geological and Geophysical Institute of Hungary)
Participants Márton, Péter
Zajzon, Norbert
Starting date 2009-01-01
Closing date 2013-04-30
Funding (in million HUF) 12.000
FTE (full time equivalent) 3.08
state closed project
Summary in Hungarian
Többféle emberi tevékenység levegőben terjedő port eredményez, melyben apró mágneses szemcsék vannak. Ezek mérgező összetevőik miatt és mechanikai úton is komoly károsodást okozhatnak a légzőszervekben. Amint azt a TS44765 projektben demonstráltuk, különböző közegekben lerakódott antropogén szennyezést mágneses módszerrel ki tudunk mutatni, de a szennyezés fokának kvantitatív meghatározásához speciális anyagra van szükség. Ilyen a levegőszennyezést monitorozó állomásokon gyűjtött por. Ebben a projektben ilyen anyagot tervezünk vizsgálni mágneses, geokémiai és ásványtani módszerek integrált alkalmazásával egész mintákon és azok különböző szemnagyságú frakcióin. Ezzel a megközelítéssel olyan nyitott kérdésekre várunk választ, mint a mágneses szferulák és a nehéz fémek eloszlása a frakciókban vagy, hogy lehet-e a szennyezés forrását azonosítani mágneses, geokémiai és ásványtani módszerekkel. Az adatok komplex kiértékelésétől új alapkutatási eredményeket várunk. Azonban azt is reméljük, hogy a mágneses paraméterek és a szennyezés között elég jó lesz a korreláció ahhoz, hogy gyors szuszceptibilitás mérések rutinszerű alkalmazásával szennyezett pontokat derítsünk fel, és azokon monitorozzunk. Négy olyan magyar intézmény kutatói fognak együttműködni, ahol a pályázott kutatáshoz szükséges műszerek lényegében rendelkezésre állnak. Amikor speciális mérésekre/módszerekre lesz szükség, ezeket vagy más intézményből rendeljük meg vagy a projekt résztvevői olyan külföldi laboratóriumokban fogják a kísérleteket elvégezni, amelyekkel már eddig is kapcsolatban álltak.
Summary
Various anthropogenic activities generate airborne dust containing tiny magnetic particles, which may pose a serious health risk due to their poisonous components and mechanical effect on the respiratory system. As demonstrated in OTKA TS44765, anthropogenic dust deposited in different media can be magnetically detected, but the quantitative determination of the degree of magnetic pollution needs special material, like dust collected at air-monitoring stations. This project would investigate such material by the integrated use of magnetic, geochemical and mineralogical methods on bulk samples as well as on different particle size fractions. Our approach can provide answers to such, hitherto open questions, as the distribution of magnetic spherules and heavy metals in different particle size fractions as well as whether the source of the pollution can be identified by magnetic, geochemical and mineralogical characteristics. The complex assessment of the data is expected to provide novel results primarily for fundamental research. However, it is hoped that the degree of correlation between the magnetic parameters and pollutants will be sufficiently good to permit the routine application of the fast susceptibility measurements to detect and monitor polluted spots in the near feature. Researchers from four Hungarian institutions plan to cooperate, where the instruments for the proposed research are basically available. In cases where special instruments/methods will be needed, the measurements will be ordered from other institutions and some experiments will be made by the participants abroad by using already established connections to relevant laboratories.




 

Final report

  
Results in Hungarian
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 vízoldható formában is megjelentek. Azt találtuk, hogy a mágneses szennyezés mértékét a tömeg-független 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.
Results in English
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, 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 combustion. 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.
Decision
Yes





 

List of publications

  
Zajzon, N., Márton, E., Sipos, P., Kristály F., Németh, T., Kis-Kovács, V., Weiszburg, T.G.: Integrated mineralogical and magnetic study of magnetic airborne particles from potential pollution sources in industrial-urban environment, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, February 8/1, 179 – 186., 2013
Zajzon, N., Márton E., Sipos, P., Kristály, F., Németh, T., Kovács-Kis, V., Weiszburg T.G.: Integrated mineralogical and magnetic study of magnetic airborne particles from potential pollution sources in industrial-urban environment, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 8/1, 179-186, 2013
Márton, E., Sipos, P., Zajzon, N., Szentmarjay, T., Lautner, P., Pethe, P.: Magnetic monitoring, geochemical and mineralogical analysis of settled dust from North and Central Transdanubia, Hungary, Central European Geology, in press., 2013
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 1/11, 449-454., 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, E3S Web of Conferences, HM in the Atmosphere III, 1-4, 2012
Márton, E., Lesić, V., Cvetkov, V.: First magnetic measurements on PM10 filters from two stations in Serbia and comparison of the results with those from nine Hungarian stations, Ed.: S. Komatina-Petrović. Proceedings, Geosci. & Environ., 3rd Int. Conf. ISBN 978-86-913953-6-0. Assoc. Geophys. & Environ. Serbia (AGES), Beograd. 76-79., 2012
Márton, E., Sipos, P., Német, T., May, Z.: Transport of pollutants around a high building: integrated magnetic, mineralogical and geochemical study., 6th Congress of the Balkan Geophysical Society, Proceedings & Exhibitor’s Catalogue (ISBN 978-90-73834-16-3, European Association of Geoscientists & Engineers) B9, 1-6., 2011
Márton, E., Domján, Á., Lautner, P., Szentmarjay, T., Uram, J.: The use of total susceptibility in the analysis of long term PM10 (PM2.5) collected at Hungarian air quality monitoring stations, European Geosciences Union General Assembly 2013. Geophysical Research Abstracts 15, EGU2013-9320., 2013
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 2012, 83., 2012
Márton, E., Domján, A., Lautner, P., Szentmarjay, T., Uram, J., Tóth, I.: Magnetic monitoring of long-term PM10 records from stations of different environments and sources of pollution in Hungary, 13th New Trends in Geomagnetism, Paleo, Rock and Environmental Magnetism. Contributions to Geophysics and Geodesy, special issue, 81-82., 2012
Márton, E., Sipos, P., Németh, T., Kovácsné 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, European Geosciences Union General Assembly 2012. Geophysical Research Abstracts 14, EGU2012-8035., 2012
Sipos, P., Németh, T., Kovács Kis, V., May, Z., Márton, E.: Heavy metals and their host phases in the airborne dust in Budapest, Hungary, Stastny, M., Zigova, A. Informátor, 49. Book of abstracts. 6th Mid-Europen Clay Conference, pp. 115., 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
Márton E, Lesić V, Cvetkov V: First magnetic measurements on PM10 filters from two stations in Serbia and comparison of the results with those from nine Hungarian stations, Ed.: Snežana Komatina-Petrović. Proceedings, Geosciences and Environment, The 3rd International Professional Conference. ISBN 978-86-913953-6-0. AGES, Beograd 76-79., 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
Márton, E., Domján, A., Lautner, P., Szentmarjay, T., Uram, J., Tóth, I.: Magnetic monitoring of long-term PM10 records from stations of different environments and sources of pollution in Hungary, 3th New Trends in Geomagnetism, Paleo, Rock and Environmental Magnetism. Contributions to Geophysics and Geodesy, special issue 2012, 81-82., 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 2012, 83., 2012
Márton, E., Sipos, P., Németh, T., Kovácsné 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, European Geosciences Union General Assembly 2012. 22-27 April, 2012. Vienna, Austria, EGU2012-8035, 2012
Sipos P; Márton E; 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. Friend os Foes? (Visegrád, Hungary, 2012. 11. 15-17.), p. 14., 2012
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 (ISBN 978-963-9970-17-5), 33., 2011
Sipos, P., Márton, E., Németh, T., Kovács Kis, V., May, Z., Szalai, Z.: Potentially toxic metal bearing mineral phases in total suspended particles from Budapest, Hungary., Goldschmidt 2011, Earth, Life and Fire, August 14-19, 2011. Prague, Czech Republic, Mineralogical Magazine 75/3, 1884., 2011
Márton, E., Hrouda, F.: Estimation of the superparamagnetic contribution to susceptibility of settled dust and PM10 samples using the MFK1-FA Kappabridge, the Bartington MS2 instrument and the m, Travaux Géophysiques 39, 50., 2010
Zajzon, N., Márton, E., Pethe, M., Sipos, P., Németh, T., Kovácsné-Kis, V., Uram, J.: Mineralogical, magnetic and geochemical investigation of the seasonal PM 10 dust fraction from Miskolc, Hungary., Acta Miner. Petr. Abstract Series 6, 334., 2010
Márton, E., Zajzon, N., Márton, P., Uram, J.: Magnetic pollutants in settled dust and PM10 samples from Miskolc, Hungary, Abstract Book of the IAGA 11th Scientific Assembly, 116-THU-P1700-0856., 2009
Márton, E., Márton. P., Zajzon, N.: Környezeti mágnesség: ülepedő por mágneses és ásványtani vizsgálata kárpát-medencei mintákon., 4. Téli Ásványtani Iskola, 2009 január 16-17. Balatonfüred., 2009




 

Events of the project

  
2017-02-21 13:16:47
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Földfizikai Főosztály (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet), Új kutatóhely: Paleomágneses Laboratórium (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet).
2016-08-10 15:16:34
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Paleomágneses Laboratóriuma (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet), Új kutatóhely: Földfizikai Főosztály (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet).



Back »