Χαρακτηρισμός σιδηρομαγνητικών σωματιδίων από εδάφη της Β. Ελλάδας = : Characterization of ferromagnetic particles from soils of N. Greece.

Περίληψη

Στη παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη σε εδαφικά δείγματα από την Κεντρική Μακεδονία. Αναλύθηκαν 41 δείγματα με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας ακτινών φθορισμού Χ (XRF) για τον προσδιορισμό 9 κύριων στοιχείων με την μορφή οξειδίων (SiO2, Al2O3, FeO, Mgo, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5). Από αυτά τα δείγματα επιλέχθηκε ένα υποσύνολο 22 δειγμάτων με τιμή αναφοράς Fe2O3>7% κ.β. για περαιτέρω ανάλυση με φασματοσκοπία μάζας με επαγωγικά συζευγμένο πλάσμα (ICP-MS) για τον προσδιορισμό 10 ιχνοστοιχείων (Cr, Ni, Co, Cu, Zn, Pb, As, Sr, Mn, Ba). Επιπλέον έγινε διαχωρισμός του μαγνητικού κλάσματος από αυτό το υποσύνολο δειγμάτων και μελέτη του με την μέθοδο της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης συνδεδεμένης με φασματοσκόπιο ενεργειακής διασποράς για τον προσδιορισμό των μορφολογικών και χημικών χαρακτηριστικών του. Πραγματοποιήθηκε επίσης στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων και υπολογίστηκαν οι συντελεστές συσχέτισης και ρύπανσης για τα ιχνοστοιχεία. Τέλος κατασκευάστηκαν χάρτες κατανομής των στοιχείων στη περιοχή μελέτης για να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων με το γεωλογικό υπόβαθρο. Από τα αποτελέσματα των χημικών αναλύσεων για τα κύρια στοιχεία οι τιμές βρέθηκαν εντός των βιβλιογραφικών φυσιολογικών ορίων ενώ για τα ιχνοστοιχεία εντοπίστηκαν υψηλές τιμές συγκέντρωσης και συντελεστή ρύπανσης για τα στοιχεία Cr, Ni, As, Pb. Βάσει των συντελεστών συσχέτισης, την ύπαρξη ιδιόμορφων κρυστάλλων, της χημικής σύστασης του μαγνητικού κλάσματος αλλά και την ύπαρξη συγκεκριμένων γεωλογικών σχηματισμών, συμπεραίνεται ότι η προέλευση των στοιχείων Cr, Ni, As είναι γεωγενής και ο Pb έχει τόσο γεωγενή όσο και ανθρωπογενή προέλευση.  

In this study, soil samples from Central Macedonia were examined. 41 soil samples were measured with the X-ray fluorescence (XRF) method for the determination of 9 major oxides (SiO2, Al2O3, FeO, Mgo, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5). A subsample of 22 soil samples with values of Fe2O3>7 wt% was selected for further investigation with inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS) for the determination of 10 trace elements (Cr, Ni, Co, Cu, Zn, Pb, As, Sr, Mn, Ba). The ferromagnetic particles from these subsamples were extracted with a hand magnet for further investigation with scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). The results from the analyses were processed with the statistical program SPSS and the contamination factors (CF) for the trace elements were calculated. Moreover, maps were created to demonstrate the distribution of the elements in the study area. The combination of the chemical analyses along with the CF factors, the observations in SEM-EDS and the geological formations in the study area were used to determine the origin of the trace elements in the soils. The values of the 9 major elements as well as the values of 5 trace elements (Co, Cu, Zn, Ba, Sr), are within the limits that are mentioned in the references while the values of 4 trace elements (Cr, Ni, As, Pb) as well as the calculated contamination factors for these elements, exceed the limits. The correlation factors among the elements, the presence of angular well-shaped crystals, the chemical composition of the ferromagnetic particles along with the geological formations in the study area point to a geogenic origin for Cr, Ni and As while Pb seems to have both geogenic and anthropogenic origin.