Assessment of topsoil contamination near the Stanisław Siedlecki Polish Polar Station in Hornsund, Svalbard, using magnetic methods

• Published in: Polar Science
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 2018
• Subjects: Topsoil pollution; Magnetic susceptibility; Heavy-metal content; Polish polar station; Hornsund; Svalbard; Polar Science
• Online Access: https://nipr.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=14989; http://id.nii.ac.jp/1291/00014908/

Topsoil contamination near the Stanisław Siedlecki Polish Polar Station (PPS), Hornsund, Svalbard, has been assessed using magnetic methods supplemented by chemical analyses and microscopic observations. Analysis of magnetic parameters has enabled to evaluate the concentration, magnetic mineralogy, and grain-size distribution of anthropogenic magnetic particles. Heavy-metal contamination near the PPS originates primarily from local sources. Anthropogenic spherical, magnetite-like particles were found near the station, whereas uncontaminated topsoil is devoid of such particles. Magnetic studies indicate that magnetite and goethite are the primary magnetic phases, with magnetite levels being higher in polluted area. Magnetic fraction of contaminated topsoil includes a mixture of single-domain and multi-domain grains, while uncontaminated topsoil contains smaller grains. Results show a clear correspondence between Pollution Load Index and magnetic susceptibility anomalies, and that the areal extent of PPS impact on the environment has not expanded significantly since 2004 (although a new contamination source, the scrap yard, is now present). A comparison of magnetic susceptibility measurements with metal analyses indicates that magnetic methods can be used as a rapid, inexpensive, non-invasive, and sensitive tool for the evaluation of topsoil contamination. ポーランドのスバールバル、ホルンスンド、スタニスロー・シーデレッキ極地基地近傍における表土汚染が化学分析と顕微鏡観察を補助とした磁気法を用いて評価された。磁気物性を分析することで、人為起源の磁性粒子の濃度、磁気鉱物や粒径分布を評価できる。基地近くでの重金属汚染は局地的な汚染源から発生している。人為起源の球状の磁鉄鉱様の粒子が基地の近くで見つかっているが、汚染されていない表土はそういった粒子が欠けている。磁気を調べることで、磁鉄鉱や針鉄鉱は始原的な磁気状態でありことがわかり、汚染されている場所では磁鉄鉱状態が高い。汚染された表土の磁性体部分は単一粒子と複合粒子の混合体を含んでおり、汚染されていない表土は小さい粒子を含んでいる。研究結果から、汚染度指標（Pollution Load Index: PPS）と磁化率異常に明瞭な相関があることがわかり、環境に影響を与える汚染度指標の地域的広がりは2004年以来それほど広がっていないことがわかった（新たな汚染源、廃棄物置場ができてはいるが）。磁化率の測定と金属分析を比べると、表土汚染を調べるのに磁気法は簡便で、低廉で、無害で敏感な方法であることがわかった。