Evaluation of semi-arid arable soil heavy metal pollution by magnetic susceptibility in the Linfen basin of China

Abstract

The values of magnetic susceptibility and Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Cd concentrations of 70 topsoil samples were analyzed and assessed for soil contamination in the Linfen basin of China. The contamination factor (CF) and pollution load index (PLI) were used to assess the degree of heavy metal pollution. All heavy metal concentrations in the soil were greater than the background values of Shanxi agricultural soils. PLI values ranged from 1.27 to 2.18 indicating significant soil contamination. Principal component analyses and correlation analyses were adopted for data treatment to identify heavy metal sources. Cu, Zn, Ni, and Pb were responsible for 31.2% of the total variance suggesting that these elements mainly originated from agrochemistry and atmospheric deposition. A positive correlation of magnetic susceptibility with Cu and PLI were observed in cultivated soils. This study shows that magnetic susceptibility measurements can be used as a technique in which different types of soil pollution can be distinguished and can also be used to rapidly monitor anomalies in areas that might require expensive and time consuming detailed chemical analyses. ARTICLE HISTORY

Spatial variability of soil magnetic susceptibility, organic carbon and total nitrogen from farmland in northern China

“…Linfen city is well known for intense coal mining, coke, iron-steel heavy industry (Cao et Catena 145 (2016) 92-98 al., 2015. The soil types are Calciustepts and Haplustepts referencing to USD soil Taxonomy 2014, which developed on Quaternary loess and alluvial deposits (Yang et al, 2016).…”

Indicative significance of the magnetic susceptibility of substrate sludge to heavy metal pollution of urban lakes

“…In recent years, as a new technical approach, the medium's magnetic properties have been widely used to monitor and study the heavy metal pollution in soil and sediment [1][2][3]. The magnetic method has many advantages, such as rapidity, simplicity, low cost, no damages to samples, accessibility to fieldwork, and multi-parameter measurement [4,5].…”

Preliminary Results of the Environmental Magnetic Studies of the Slightly Urbanized Cities. Case Study From Truskavets (Ukraine) and Montpellier (France)

“…Середній індекс загального забруднення металами (PLI) складає 2,53. У роботі [22] проаналізова-но магнітну сприйнятливість (MS) та вміст Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Cd для 70 зразків забрудненого ґрунту на прикладі басейну Лінфень, Китай. Вміст усіх важких металів ви-явився вищим у порівнянні із сільськогосподарським ре-гіоном Шансі, Китай, а коефіцієнти кореляції із магнітною сприйнятливістю у ряді випадків становили 0,7-0,9.…”

“…Це підтверджене температурою Кюрі близькою до 580 ˚C та переходом Вервея біля -150 ˚C. Проте, існування переходів при температурі 300 ˚C мо-же інтерпретуватися не лише як наявність піротинової фази, але й як присутність невеликої кількості однодо-менних зерен [22]. Даний факт дозволяє стверджувати, що у зразках ґрунтів присутній магнітний матеріал пер-винного педогенного походження, який є основним у випадку фонових незабруднених сірих-лісових, глеєвих ґрунтів лісової ділянки Трускавця.…”