Magnetische Methoden für die Schadstoffüberwachung im Boden

In den letzten Jahren ist das Interesse an Messungen der magnetischen Suszeptibilität von Böden kontinuierlich angestiegen. Die wichtigste Anwendung dieser Messungen ist die exakte Abgrenzung belasteter Gebiete. Diese Anwendung basiert auf der gleichzeitigen Produktion von magnetischen Partikeln und Schwermetallen während Verbrennungsprozessen aller Art. Zum Teil sind die Schwermetalle auf der Oberfläche der magnetischen Partikel adsorbiert, zum Teil sind sie auch direkt in diese eingebaut. Es konnte bereits gezeigt werden, dass Schwermetallbelastungen mit magnetischen Methoden kartiert werden können. Jedoch ist wenig darüber bekannt, wie sich die magnetischen Minerale während des Transportes durch die Luft und nach der Ablagerung im Boden verhalten. Das vorgeschlagene Projekt zielt auf die Beantwortung dieser offenen Fragen. Das Projekt besteht aus zwei miteinander verflochtenen Komponenten. Zum einen werden wir die Ergebnisse magnetischer Kartierungen mit den Ergebnissen regionaler Klimaanalysen vergleichen um ein besseres Verständnis der Transportprozesse in der Luft zu erreichen. Zum anderen werden wir mineralmagnetische Messungen in vertikalen Bodenprofilen mit mineralogischen Analysen zusammenführen, um das Verhalten der ferrimagnetischen Minerale im Boden zu verstehen. Diese Minerale können in nicht-ferrimagnetische Eisenminerale umgewandelt werden und umgekehrt. Deshalb wird eine umfassende Analyse der Eisenmineralogie von verunreinigten und nicht- verunreinigten Böden durchgeführt werden. Die kombinierte magnetische und klimatologische Untersuchung wird zunächst in zwei ausgewählten Gebieten durchgeführt. Zum einen im Gebiet Veitsch, in dem eine industrielle Schwermetallquelle in einem engen alpinen Tal vorliegt. Dort wird die Methode getestet und verfeinert. Dann wird dieselbe Methode im Stadtgebiet von Graz angewandt, in dem mehrere Quellen anthropogener Stäube zu berücksichtigen sind. Bodenprofile werden zunächst im Gebiet Liezen beprobt, einer Gebirgsgegend in der wir ungestörte Böden erwarten. Nach der regionalen Klimaanalyse im Gebiet Veitsch werden auch dort Bodenprofile zur Beprobung ausgesucht. Die magnetischen und mineralogischen Analysen werden unser Verständnis der Transport- und Umwandlungsprozesse magnetischer Minerale in Böden verbessern. Dieses Verständnis ist für mehrere Forschungsgebiete von Bedeutung. Wir werden sowohl Informationen über Verwitterungsprozesse lithogener Eisenminerale gewinnen als auch über die Neubildung von Eisenmineralen während der Bodenbildung. Für bodenkundliche Fragestellungen sind diese Informationen wichtig, da Eisenminerale Indikatoren für die Bedingungen während der Bodenbildung darstellen. Außerdem werden es die geplanten Untersuchungen ermöglichen, das Ausmaß der Einwirkung anthropogener Stäube auf die verschiedenen Bodenhorizonte zu definieren. Zusammen mit der regionalen Klimaanalyse können diese Informationen genutzt werden, um die Verbreitung potentiell gesundheitsgefährdender Stäube bei der regionalen Planung und bei der Stadtplanung zu berücksichtigen.