Magnetische karakterisering van bodems nabij spoorwegen

Naam: Roeland Sterkens Studentennummer: S0135890

Masterproef

Universiteit Antwerpen

Instituut voor Milieu en Duurzame Ontwikkeling

Masterproef voorgelegd met het oog op het behalen van de graad van Master in de Milieuwetenschap

Magnetische karakterisering van bodems nabij spoorwegen

Promotor: prof. dr. ir. Roeland Samson

Copromotor: doctor assistent dr. ir. Karen Wuyts

Master Milieuwetenschappen september 2016Academiejaar 2015 - 2016

Woord voorafDe masterthesis is onderdeel van de opleiding ‘Master in de milieuwetenschappen’.

In deze masterthesis werden bodems in de nabije omgeving van spoorwegen magnetische

gekarakteriseerd met behulp van magnetische susceptibiliteit (MS) en de saturatie isotherme

remanente magnetisatie (SIRM).

Voor het tot stand brengen van deze masterthesis wil ik een aantal mensen bedanken voor

de begeleiding, het gebruik van materiaal en hulp bij maken van dit onderzoek.

Eerst wil ik doctor assistent dr. Ir. Karen Wuyts en prof. Dr. Ir. Roeland Samson bedanken

voor de begeleiding bij het schrijven van deze masterthesis. Zij stonden steeds paraat voor

uitleg en zorgde ervoor dat dit onderzoek in de juist banen begeleid werd. Ook zorgden zij er

steeds voor dat ik het juiste materiaal voor handen had om mijn onderzoek uit te voeren.

Master Milieuwetenschappen 2Academiejaar 2015 - 2016

SamenvattingTreinverkeer is verantwoordelijk voor de uitstoot van metaaldeeltjes, door verbranding van

fossiele brandstoffen en wrijving tussen wielonderdelen, sporen en bovenleiding. Deze

deeltjes komen in de atmosfeer terecht en worden afgezet in de nabijheid van de spoorlijnen.

Het doel van deze masterproef was om de invloed van de spoorweg op de magnetische

eigenschappen van de nabije bodem te bepalen. Hiervoor werd het afstandseffect en

windrichtingseffect bepaald op de ter plaatse opgemeten magnetische susceptibiliteit van de

bodem en het afstandseffect op de in het labo opgemeten saturatie isotherme remanente

magnetisatie (SIRM) van de bodem. Ook werd het lineaire verband bepaald tussen de SIRM

en magnetische susceptibiliteit om op een snellere en gemakkelijkere manier het

magnetische signaal in bodems te bepalen.

In een eerste fase werden drie locaties voor veldonderzoek geselecteerd in Achterlee, Essen

en Lier (provincie Antwerpen, België) waarbij zo veel mogelijk verstorende externe factoren

werden uitgesloten. Deze externe factoren zijn snelwegen, secundaire wegen, lokale wegen,

woonkernen en spoorlijnen waar enkel dieseltreinen rijden. Vervolgens werden per locatie

zes transecten bepaald die bestaan uit meetpunten op 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 en 200 meter

van het spoor. Drie transecten werden geplaatst aan de ene kant, drie aan de andere kant

van het spoor. De transecten zijn gelegen in open, vlakke graslanden. In een tweede fase

van het onderzoek werden er susceptibiliteitsmetingen uitgevoerd met de mobiele MS2-D

sensor. Door de magnetisatie kunnen we de aanwezige metalen in de bodem inschatten

zoals ijzer (Fe) en nikkel (Ni) die worden vrijgesteld door het treinverkeer. Er werden op elk

meetpunt telkens vier metingen uitgevoerd: twee metingen op stand x1,0 en twee metingen

op x0,1. Daarna werd bepaald of de windrichting en de afstand vanaf de spoorlijn een

significant effect vormen op de magnetische susceptibiliteit. In een derde fase van het

onderzoek werden er bodemstalen genomen voor metingen van de saturatie isotherme

remanente magnetisatie (SIRM). Hiervoor werden per meetpunt twee bodemstalen genomen

op elke locatie langsheen een windafwaarts gelegen transect (transect 5). Deze

bodemstalen werden gedroogd, fijn gemalen met een vijzel en geanalyseerd op SIRM.

De statistische analyse toonde aan dat er een significant afstandseffect op de magnetische

susceptibiliteitwaarden en SIRM-waarden aanwezig was. In Achterlee was er een toename

van de magnetisatie met toenemende afstand tot de spoorweg. In Lier en Essen was er een

afname van de magnetisatie met toenemende afstand tot de spoorweg. Enkel voor Lier werd

er voor de tegengestelde windrichtingen een verschillend windrichtingseffect gevonden.

Verder vertoonde de statistische analyse een sterke correlatie tussen de magnetische

susceptibiliteit en de SIRM.


Uit de onderzoeksresultaten kan geconcludeerd dat de spoorwegen bijdragen tot een

verhoging van het magnetisch signaal nabij de spoorweg. Ook had de spoorweg een

verhoging van de SIRM-waarden nabij de spoorweg als gevolg. Uit de data van deze studie

in combinatie met wat we weten uit de literatuur waren er aanwijzingen dat

metaalcontaminatie kan optreden nabij actieve spoorlijnen. De snellere en goedkopere

methode met het MS2-D toestel vertoonde dezelfde magnetisatiepartronen als de meer

tijdrovende SIRM-metingen.

Sleutelwoorden: omgevingsmagnetisme, magnetische susceptibiliteit, SIRM, spoorwegen,

bodem


SummaryRailway traffic is responsible for the emissions of metal particles, bij combustion of fossil

fuels and friction between wheel parts, railtracks and catenary. These particles are released

in the atmosfeer and precipitate in the proximity of railways. The purpose of this masterthesis

was to determine the influence of the rail on the magnetic properties of the nearby soil.

Further, the effect of distance and effect of wind direction was determined on the spot by

measuring the magnetic susceptibility of the soil and the distance effect on the SIRM values

was determined in the lab.

Also, the linear relationship was determined between the SIRM and magnetic susceptibility in

order to determine the magnetic signal in soils in a faster and easier way. In a first phase,

three field research sites were selected in Achterlee, Essen and Lier (province of Antwerp,

Belgium) which were excluded as much as possible confounding external factors. These

external factors include highways, secondary roads, local roads, residential areas and

railway lines with only diesel trains. Then by location six transects were determined to consist

of measure points 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 and 200 meters from the track. In a second phase

of the research, the susceptibility measurements were carried out with the MS2-D sensor. Due to the magnetization, we can measure the metals from railway tracks and railway traffic

present in the soil, such as iron (Fe) and nickel (Ni), also referred to as magnetic

susceptibility. Four measurements were always performed at each measure point, two

measurements at x1.0 and two measurements at x0.1. Thereafter, it was determined

whether the wind direction and the distance from the railway line contribute to a significant

effect on the magnetic susceptibility. In a third phase of the research, soil samples were

taken for measurering the saturation isothermal remanent magnetization (SIRM). Two soil

samples were taken at each measuring point anywhere along a transect downwind (transect

5). These soil samples were dried, finely ground with a mortar and analyzed on SIRM.

The statistical analysis showed that there was a significant distance effect on the magnetic

susceptibility values and on SIRM-values. In Achterlee there was an increase in the

magnetization with increasing distance from the railway. In Lier and Essen, there was a

decrease of the magnetization with increasing distance from the railway. Only in Lier was

found a different wind direction effect for the different wind directions. In addition, the

statistical analysis of which showed a strong correlation between the magnetic susceptibility

and the SIRM.

We concluded out of the research results that the railways contribute to an increase of the

magnetic signal in the vicinity of the railway. There also was an increase of the SIRM-values


close to the railway. The data from this study in combination with what we know from the

literature, there were indications that metal contamination may occur near active rail lines.

The faster and cheaper method with the MS2-D device showed the same magnetization

patterns than the more time-consuming SIRM measurements.

Keywords: environmental magnetism, magnetic susceptibility, SIRM, railways, soil


InhoudsopgaveWoord vooraf..............................................................................................................................2Samenvatting...............................................................................................................................3Summary.....................................................................................................................................5Inhoudsopgave............................................................................................................................7Figurenlijst..................................................................................................................................8Tabellenlijst.................................................................................................................................9Afkortingenlijst.........................................................................................................................10Inleiding....................................................................................................................................111 Doelstelling........................................................................................................................122 Literatuurstudie..................................................................................................................13

2.1 Bronnen van metalen.....................................................................................................132.2 Spoorverkeer..................................................................................................................142.3 Metaalaccumulatie in de bodem en planten...................................................................152.4 Impact van metalen op gezondheid................................................................................16

3 Interdisciplinair kader........................................................................................................173.1 Economie.......................................................................................................................183.2 Sociaal............................................................................................................................183.3 Wetenschappelijk...........................................................................................................19

4 Materiaal & methoden.......................................................................................................194.1 Onderzoekslocaties........................................................................................................19

4.1.1 Achterlee.............................................................................................................204.1.2 Lier......................................................................................................................214.1.3 Essen...................................................................................................................22

4.2 MS2 Susceptibiliteit meter met D sensor.......................................................................244.2.1 Algemene beschrijving MS2-D..........................................................................244.2.2 Onderdelen..........................................................................................................254.2.3 De procedure.......................................................................................................25

4.3 Saturatie isotherme remanente magnetisatie (SIRM)....................................................264.3.1 Algemene beschrijving SIRM.............................................................................264.3.2 Procedure............................................................................................................27

4.4 Statistische analyse........................................................................................................275 Resultaten..........................................................................................................................28

5.1 Magnetische susceptibiliteit (MS).................................................................................285.1.1 Achterlee.............................................................................................................285.1.2 Lier......................................................................................................................31


5.1.3 Essen...................................................................................................................345.2 Statistische analyse van afstandseffect en windrichtingseffect op MS..........................37

5.2.1 Achterlee.............................................................................................................375.2.2 Lier......................................................................................................................385.2.3 Essen...................................................................................................................40

5.3 Saturatie isotherme remanente magnetisatie (SIRM)....................................................415.3.1 Achterlee.............................................................................................................415.3.2 Lier......................................................................................................................435.3.3 Essen...................................................................................................................45

5.4 Verband magnetische susceptibiliteit en SIRM.............................................................475.4.1 Achterlee.............................................................................................................475.4.2 Lier......................................................................................................................485.4.3 Essen...................................................................................................................49

6 Discussie............................................................................................................................506.1 Magnetische susceptibiliteit...........................................................................................50

6.1.1 Het afstandseffect en windrichtingseffect...........................................................516.2 Saturatie isotherme remanente magnetisatie..................................................................526.3 Verband magnetische susceptibiliteit en SIRM.............................................................53

7 Conclusie...........................................................................................................................538 Verder onderzoek..............................................................................................................549 Bibliografie........................................................................................................................5510 Bijlagen..........................................................................................................................58

10.1Frequentie treinverkeer..................................................................................................5810.2Bijlage 1: GPS-coördinaten van de transecten van de verschillende locaties: Achterlee, Lier en Essen.........................................................................................................................5910.3Resultaten van de MS2-D metingen van de transecten van de verschillende locaties. .6310.4Resultaten van de SIRM van transect 5 van de verschillende locaties..........................68

FigurenlijstFiguur 1: Achterlee: transecten 1-3...........................................................................................21Figuur 2: Achterlee: transecten 4-6...........................................................................................21Figuur 3: Lier: transecten 1-3...................................................................................................22Figuur 4: Lier: transecten 4-6...................................................................................................22Figuur 5: Essen: transecten 1-3.................................................................................................23Figuur 6: Essen: transecten 4-6.................................................................................................23Figuur 7: MS2-D meter.............................................................................................................25


Figuur 8: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (NW van de spoorweg) in Achterlee........................30Figuur 9: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (ZO van de spoorweg) in Achterlee.........................31Figuur 10: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (ZW van de spoorweg) in Lier.................................33Figuur 11: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (NO van de spoorweg) in Lier.................................34Figuur 12: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (W van de spoorweg) in Essen.................................36Figuur 13: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (O van de spoorweg) in Essen..................................37Figuur 14: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Achterlee...................................................................................................................................................38Figuur 15: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Lier.......40Figuur 16: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Essen.....41Figuur 17: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (ZO van de spoorweg) in Achterlee........................................................43Figuur 18: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (NO van de spoorweg) in Lier.................................................................45Figuur 19: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (O van de spoorweg) in Essen.................................................................47Figuur 20: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Achterlee...........................................48Figuur 21: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Lier...................................................49Figuur 22: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Essen.................................................50

TabellenlijstTabel 1: Zware metalen met symbool en korte omschrijving van schadelijke effecten (bron: (Peeters et al., 2010))................................................................................................................17Tabel 2: Enkele cijfers over het spoor en spoorwegverkeer van de NMBS-groep(bron: (HR-Rail, 2016))...............................................................................................................................18Tabel 3: Omschrijving van de onderzoekslocaties: adres en frequentie van treinverkeer (bron:...)....................................................................................................................................19Tabel 4: SI-eenheden van de MS2-D........................................................................................25Tabel 5: Gemiddelde magnetische susceptibiliteit gemeten met MS2-D in Achterlee............28Tabel 6: Gemiddelde metingen MS2-D van Lier.....................................................................31Tabel 7: Gemiddelde metingen MS2-D van Essen...................................................................34Tabel 8: ANOVA-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Achterlee...................37Tabel 9: Samenvatting lineair model van Achterlee.................................................................38Tabel 10: Anova-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Lier.............................39Tabel 11: Samenvatting lineair model van Lier........................................................................39Tabel 12: Anova-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Essen...........................40Tabel 13: Samenvatting lineair model van Essen.....................................................................40Tabel 14: Het gemiddelde per meetpunt van de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in Achterlee..................................................................................42Tabel 15: De gemiddelde SIRM per meetpunt van de bodemstalen van transect 5 in Lier.....43


Tabel 16: Het gemiddelde per meetpunt van de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in Essen.........................................................................................45Tabel 17: Frequentie treinverkeer.............................................................................................58Tabel 18: Locatie Achterlee en bijhorende coördinaten...........................................................59Tabel 19: Locatie Lier en bijhorende coördinaten....................................................................60Tabel 20: Locatie Essen en bijhorende coördinaten.................................................................61Tabel 21: Metingen MS2-D van Achterlee...............................................................................63Tabel 22: Metingen MS2-D van Lier........................................................................................65Tabel 23: Metingen MS2-D van Essen.....................................................................................66Tabel 24: Metingen SIRM van Achterlee.................................................................................68Tabel 25: Metingen SIRM van Lier..........................................................................................69Tabel 26: Metingen SIRM van Essen.......................................................................................70

AfkortingenlijstMS2-D Magnetische susceptibiliteits meter met D-probe

SIRM Verzadigde isothermisch remanente magnetisatie

MS Magnetische susceptibiliteit

Cu Koper

Cr Chroom

As Arseen

Cd Cadmium

Hg Kwik

Pb Lood

Ni Nikkel

Pt Platina

Zn Zink

Mn Mangaan

Fe Ijzer

V Vanadium


InleidingHet Belgische spoorwegnet bestaat uit 3 595 kilometer spoorlijnen. België is daarmee één

van de dichtst bespoorde landen ter wereld (Infrabel, 2016b). Een groot deel van deze

sporenlijnen doorkruisen landbouwgebieden. Verschillende studies hebben reeds

aangetoond dat er metalen aanwezig zijn in planten en (landbouw)bodems nabij

spoorwegen. Deze metalen zijn afkomstig van uitlaatgassen, wielen, wielassen remmen,

olie, de bovenleidingen en de sporen (Bukowiecki et al., 2007).

Er werd al eerder een onderzoek gedaan naar de metaalconcentraties van Al, Cd, Co, Cr,

Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn en de verzadigde isotherme remanente magnetisatie (SIRM)

van planten bodemstalen langsheen spoorlijnen in Vlaanderen (Longueville, 2015). Uit het

onderzoek van Longueville (2015) kon geconcludeerd worden dat spoorwegen bijdragen tot

een verhoging van het magnetisch signaal in bodems nabij spoorwegen. Er vond een

verhoging van Cd-, Cr-, Fe-, en Zn-concentraties in de bodem. In vijf stalen van 2 locaties

werd de maximumwaarde voor cadmium overschreden. Wat een mogelijk gevaar vormt voor

de gezondheid van consumenten. Volgens Wierzbicka, Bemowska-Kałabun, and Gworek

(2015) zijn zware metalen de belangrijkste vervuilende stoffen die in het milieu terecht

komen door spoorwegtransport. Maar de concentratie aan zware metalen daalt naarmate de

afstand van de spoorweg toeneemt. Zware metalen kunnen in de vanuit de bodem

opgenomen worden door planten en verder geconsumeerd worden (Wierzbicka et al., 2015).

Metalen zijn traag afbreekbaar en kunnen zich daardoor accumuleren in de mens. Hoewel

lage concentraties nuttig kunnen zijn. Kunnen er bij een acute of chronische blootstelling

allerhande toxische effecten optreden. Lood heeft bijvoorbeeld een negatieve invloed op de

enzymatische activiteit.

Er is nog maar weinig onderzoek gedaan in Vlaanderen naar bodemvervuiling nabij

spoorwegen. Chemische analyses zijn dan ook heel duur en tijdrovend. Het doel van deze

thesis is een magnetische karakterisering van de bodems nabij spoorlijnen. Magnetische

metingen kunnen een idee geven van de metaalverontreiniging in een substraat, zoals

bodems (Hoffmann, Knab, & Appel, 1999), en zijn goedkoop en snel. Is deze

bodemvervuiling veroorzaakt door treinverkeer? Is dit opmeetbaar met magnetische

methodes? Door het magnetische testen van bodems langsheen spoorlijnen ter plaatse en in

het labo gaan we proberen het antwoord op deze vragen te vinden.


1 DoelstellingHet doel van deze studie is het magnetisch karakteriseren van bodems in de nabije

omgeving van spoorwegen, met behulp van magnetische susceptibiliteit (MS) en saturatie

isotherme remanente magnetisatie (SIRM). Een eerst doelstelling hierbij is na te gaan over

welke afstand en in welke windrichting het spoorverkeer het magnetisch signaal in de bodem

beïnvloedt.

Een tweede doelstelling is het vergelijken van de MS-resultaten van de MS2-D sensor met

de SIRM van de bodem.

Onderzoeksvragen:

- Wat is de relatie van het magnetisch signaal opgemeten met de MS2-D sensor (MS)

en de SIRM met de afstand tot de sporen?

- Is er een windrichtingseffect op de bekomen resultaten van MS?

- Is er een verband tussen de magnetische susceptibiliteit (MS) en de verzadigde

isotherme remanente magnetisatie (SIRM)?

Hiervoor werden er langsheen transecten naast spoorwegen op drie locaties in de provincie

Antwerpen metingen uitgevoerd met de MS2-D sensor en werden er bodemstalen genomen

om de SIRM te bepalen in het labo.


2 LiteratuurstudieEen metaal is een scheidkundig element dat voorkomt in het periodiek systeem der

elementen. De metalen die hier aanbod komen bevinden zich in drie verschillende groepen.

De overgangsmetalen, hoofdgroepmetalen en de metalloïden. Bijvoorbeeld ijzer, aluminium,

arseen, enz.

Metalen hebben een aantal fysische en chemische eigenschappen waardoor ze

onderscheiden kunnen worden. Metalen hebben een hoog smeltpunt met uitzondering van

kwik. Metalen zijn goede warmte- en elektriciteitsgeleiders. Ze zijn vervormbaar en hebben

meestal een glimmend uiterlijk. Volgens Peeters et al. (2010) schuilt het gevaar van deze

metalen in het feit dat ze bioaccumuleren. De concentratie aan metalen in het organismen

neemt geleidelijk aan toe ten opzichte van de concentratie in het milieu. Zelfs bij een

continue blootstelling bij lagere concentraties in de lucht, drinkwater of voeding. Dit geldt

vooral voor zware metalen zoals kwik, lood en cadmium. Hiervan wordt aangenomen dat ze

geen nuttige functie vervullen in een organisme.

In de volgende paragrafen wordt besproken waar metalen zoals vandaan komen en wat de

bronnen van metalen zijn bij het spoorwegverkeer. Daarna werden er vorige onderzoeken

besproken in de paragraaf ‘spoorverkeer’. Het vrijkomen van deze metalen veroorzaakt een

accumulatie in de bodem waarbij het ene metaal zich anders gedraagt in de bodem dan het

andere metaal. Deze metaalaccumulatie in de bodem heeft als gevolg een

metaalaccumulatie in de voedselketen. Metalen accumuleren in planten of

landbouwgewassen die geconsumeerd worden door de mens. Waardoor deze metalen

kunnen accumuleren in de mens en een negatieve impact op de gezondheid veroorzaken.

2.1 Bronnen van metalenOnder menselijk invloed wordt de natuurlijke geo- en biochemische cyclus van metalen

gewijzigd (Peeters et al., 2010). Volgens het onderzoek van Peeters et al. (2010) kan via

atmosferische dispersie leiden tot een verhoogde blootstelling aan metalen. De meeste

metalen komen natuurlijk voor in de aardkorst: ze kunnen opwaaien in de atmosfeer, komen

vrij bij vulkaanuitbarstingen of eroderen en komen terecht in rivieren en oceanen. De

antropogene verstoring van deze cyclus ontstaat door het mobiliseren van zware metalen via

ontginningen in mijnen. Tijdens het productieproces, tijdens het gebruik en bij verwijdering

van afvalproducten komen zware metalen vrij in het milieu. Bij het productieproces zijn de

belangrijkste bronnen de emissies van de mijnbouwactiviteiten, ongewilde lozingen van

metaalverwerkende industrieën zoals smelterijen en de verbranding van fossiele


brandstoffen. Belangrijke bronnen van zware metalen tijdens het gebruik van producten zijn

afkomstig van meststoffen en het eroderen van materialen. De voornaamste emissiebron bij

de verwijdering van afvalproducten zijn de verbranding van afval of na de storting ervan,

waardoor er zware metalen terechtkomen in het milieu.

Andere mogelijke bronnen van metalen zijn verf, benzine (anti-klopmiddel) industrie, verkeer,

stof, gecontamineerd water en metaal in de bodem. Ook langsheen spoorwegen zijn

verhoogde metaalconcentraties in planten en bodems gevonden (Longueville, 2015). Deze

metalen zijn afkomstig van uitlaatgassen, wielen, wielassen, remmen, olie, bovenleidingen

en sporen (Bukowiecki et al., 2007). De atmosferische verspreiding van metalen afkomstig

van spoorverkeer tot enkele kilometers ver is afhankelijk van de lokale omstandigheden

zoals heling, windrichting en -snelheid, bebouwing en vegetatie (Longueville, 2015; Richard

& Alexander, 1998). De helling, bebouwing en vegetatie fungeren als een fysische barrière

(Richard & Alexander, 1998). Wanneer de treinsporen enkele meters lager liggen dan de

omgeving word er een deel van deeltjes tegen gehouden. Het onderzoek van Saumel et al.

(2012) in het centrum van Berlijn toonde aan dat een fysieke barrière tussen een moestuin

en een weg de hoeveelheid metalen sterk verminderde in de biomassa van gewassen. Dit

wil zeggen dat vegetatie of heuvels naast spoorwegen de verontreiniging van metalen naar

de omgeving toe kan verminderen.

2.2 SpoorverkeerHet Belgische spoorwegnet bestaat uit 3 595 kilometer spoorlijnen. België is daarmee één

van de dichtst bespoorde landen ter wereld (Infrabel, 2016b). Een groot deel van deze

spoorlijnen doorkruisen landbouwgebieden. Verschillende studies hebben reeds aangetoond

dat er metalen aanwezig zijn in planten en (landbouw)bodems nabij spoorwegen. Deze

metalen zijn afkomstig van wielen, wielassen, remmen, olie, de bovenleidingen, sporen en in

uitlaatgassen door de verbranding van fossiele brandstoffen door dieseltreinen (Bukowiecki

et al., 2007). De metalen die vrijkomen door het spoorverkeer zijn Cr, Mn, Fe, Pb, Cd, Cu, Ni,

Hg, Zn en V (Bukowiecki et al., 2007; Burkhardt, Rossi, & Boller, 2008; Wierzbicka et al.,

2015). In het onderzoek van Burkhardt et al. (2008) werd er 7200 km aan spoorwegen van

Swiss Federal Railway netwerk onderzocht op verontreinigde stoffen. Dit was goed voor

2270 ton per jaar aan metalen, 1357 ton per jaar aan koolwaterstoffen en 3,9 ton per jaar

aan herbiciden. Ijzer is afkomstig van de remmen, de rails en wielen, koper van de

bovenleiding en de rails, zink van gegalvaniseerde onderdelen, mangaan van de remmen,

de rails en wielen, chroom van de rails, nikkel van de remmen en cadmium komt van

gegalvaniseerde binders en remmen (Burkhardt et al., 2008).


In de studie van Lorenzo, Kaegi, Gehrig, and Grobéty (2006) werden vijf elementen

gekarakteriseerd afkomstig van treinsporen. Dit zijn Fe, Si, Ca, Al en zwavel. De

ijzerpartikels zijn afkomstig van de slijtage van de sporen, de wielen en de remmen van de

trein. De aluminiumpartikels zijn afkomstig van het grindbed onder de sporen. De zwavel is

afkomstig van de uitlaatgassen maar is in verwaarloosbare concentraties aanwezig. De

silicium was afkomstig van zand naast het gravelbed. De ijzerpartikels met 67% waren de

grootste bron voor PM10 gevolgd door de aluminiumpartikels met 23% en calciumpartikels

met 10%. Ook in de studie van Gehrig et al. (2007) werd ijzer het meest gevonden in de

bodem op 10m van de spoorweg. Naast ijzer werden er ook emissies van Cu, Mn en Cr

gevonden maar ten opzichte van ijzer was dit in zeer lage hoeveelheden.

Op hellingen naast spoorwegen werden verhoogde concentraties aan Cd en Pb gevonden.

De concentraties verhoogde naarmate het gebruik van die spoorweg (Chen et al., 2013).

In het onderzoek van Ma, Chu, Li, and Song (2009) werden de hoogste concentraties van

Pb, Zn en Cd gevonden in de bodem aan de rand van het spoor en daalde naarmate de

afstand van het spoor toeneemt. Een verklaring hiervoor ligt bij de grootte van de

gegenereerde partikels. Grotere partikels slaan sneller neer en worden daardoor dichter bij

de spoorweg afgezet. Hier kan het onderzoeksterrein ingedeeld worden in 4

verontreinigingszones. De eerste zone is de zwaar verontreinigde zone (0-10m), de tweede

zone is matig verontreinigde zone (10-50m), de derde zone is de licht verontreinigde zone

(50-100m) en de vierde zone is de waarschuwingszone (100-500m). De depositie van

metalen van treinverkeer zou vooral plaatsvinden op 0-10 meter vanaf de spoorweg (Ma et

al., 2009).

Toch is de fractie aan verontreinigde stoffen van treinverkeer een stuk lager dan deze van

gemotoriseerd verkeer (Burkhardt et al., 2008).

2.3 Metaalaccumulatie in de bodem en plantenPlanten accumuleren zware metalen via drie pathways: 1) via opname uit de bodem, 2)

atmosferische depositie, 3) via opname van irrigatiewater (Pandey & Pandey, 2009; Singh,

Agrawal, & Madhoolika, 2005).

Volgens Cornelis, Touchant, Van Holderbeke, and Gommers (2014) gebeurt de opname van

zware metalen via de bodem in de vorm van opgeloste ionen. De pH van de bodem

beïnvloedt de oplosbaarheid en mobiliteit van metalen. Een verhoging van de pH leidt tot een

verminderde oplosbaarheid en biobeschikbaarheid van de elementen en anionen zoals

cadmium (Cd), zink (Zn), lood (Pb), koper (Cu) en nikkel (Ni). De elementen en kationen

arseen (As), chroom (Cr), en molybdeen (Mo) hebben een verhoogde oplosbaarheid en

biobeschikbaarheid bij een hogere pH.


Een verminderde opname van zware metalen door planten vanuit de bodem kan veroorzaakt

worden door een verhoogd gehalte aan organische stof wat een sterke

kationenuitwisselingscapaciteit van de bodem veroorzaakt (Cornelis et al., 2014). In

verschillende onderzoeken wordt aangetoond dat een hoger gehalte aan organische stof

leidt tot een verminderde opname van Pb, Cu, Zn en Cd door planten (Castaldi, Santona, &

Melis, 2005; Walker, Clemente, Roig, & Bernal, 2003). Er is een significant lineaire correlatie

tussen de hoeveelheid As in de bodem en de hoeveelheid As dat accumuleert in planten

(Ramirez-Andreotta, Brusseau, Artiola, & Maier, 2013). De opname van zware metalen door

planten en de tolerantie t.o.v. zware metalen verschilt tussen planten, tussen gewassoorten,

tussen de variëteiten van gewassoorten en tussen cultivars (Alexander, Alloway, & Dourado,

2006; Pandey & Pandey, 2009).

Fijn stof is één van de belangrijkste bronnen van metaalvervuiling in de atmosfeer (Peeters

et al., 2010). Fijn stof is een mengsel van vaste stofdeeltjes waarvan samenstellingen zeer

sterk kan verschillen. Fijn stof wordt ingedeeld naargelang hun grootte: PM10: deeltjes met

een aerodynamische diameter kleiner dan 10 µm, PM2,5: deeltjes kleiner dan 2,5 µm,

PM0,1: deeltjes kleiner dan 0,1µm. Uit onderzoek van Harrison and Chirgawi (1989) blijkt dat

atmosferische depositie van fijn stof ervoor zorgt dat er metalen terecht komen op en in de

bodem. De metalen die hierdoor op de bodem terecht komen, kunnen direct worden

opgenomen door de plant of indirect via de bodem door wortelabsorptie (Harrison &

Chirgawi, 1989).

Volgens het onderzoek van Pandey and Pandey (2009) hebben zware metalen op lange

termijn een negatieve invloed op de bodemvruchtbaarheid. Atmosferische depositie levert de

belangrijkste bijdrage aan het voorkomen van zware metalen in eetbare plantendelen zoals

fruit en bladeren. Het eten van groenten en fruit kan bijgevolg de menselijke en dierlijke

inname van zware metalen verhogen en een gevaar vormen voor de consument. Dit heeft

grote gevolgen voor het telen van gewassen. Verder speelt irrigatiewater bij accumulatie van

zware metalen een rol. Het gebruik van afvalwater voor irrigatie wordt in andere landen

steeds meer gebruik (A. Singh, Sharma, Agrawal, & Marshall, 2010). Afvalwater kan metalen

bevatten die vervolgens accumuleren in gewassen (Gupta, Khan, & Santra, 2008).

Het gehalte aan zware metalen in de studie van Pandey and Pandey (2009) bleek het

grootst bij bladgroenten zoals sla en het minste bij wortelgroenten zoals wortel.

Vruchtgroenten zoals tomaten bevinden zich hier tussen.

2.4 Impact van metalen op gezondheidVolgens het milieurapport Peeters et al. (2010) komen zware metalen van nature voor in het

milieu in verschillende vormen zoals ionen of gebonden, opgelost in water of als mineraal in


gesteenten en bodems. De toxiciteit van metalen hangt af van hun dosis en concentratie.

Sommige van deze metalen zijn in lage concentraties essentieel voor het menselijk lichaam.

Andere van deze metalen zoals Hg, Pb en Cd hebben de neiging om te bioaccumuleren en

hebben geen nuttige toepassing in organismen. Mensen geraken blootgesteld aan zware

metalen via milieu, via voeding, via inname van medicatie of via een accidentele weg. Via

biomonitoring of bioeffect monitoring wordt de blootstelling in organismen gemeten.

Vrije elektronen kunnen gebruikt worden om een binding te vormen met een metaalion.

Koper en zink zijn een bijvoorbeeld van nuttige elementen. Andere lichte metalen zoals

aluminium kunnen bij verhoogde concentratie een antagonistische werking hebben op

andere nuttige metalen. Zware metalen bestaan uit grotere atomen en vormen hierdoor

stabielere complexen met sulfidryl liganden. Waardoor proteïnen (enzymen) hun werking

verliezen. Een acute metaalvergiftiging leidt tot breuken in celmembranen. Bepaalde metalen

reageren dan weer specifiek met andere celmoleculen. Het lichaam beschikt over

mechanismen om zware metalen om te zetten in mindere schadelijkere vormen.

Metallothioneïnes zijn eiwitten die kunnen binden met metalen. Deze komen voor in de lever,

nieren, het spijsverteringsstelsel en de pancreas. Ze hebben een essentiële rol in de afbraak

van zink en koper.

In onderstaande tabel bevinden zich enkele metalen en hun bijhorende schadelijke effecten

op het lichaam.Tabel 1: Zware metalen met symbool en korte omschrijving van schadelijke effecten (bron: (Peeters et al., 2010))Element Symbool Omschrijving van mogelijke schadelijke effectenArseen As Long- en huidtumoren bij chronische vergiftiging; dikwijls

fataal bij acute innameCadmium Cd Acute longaantasting bij inademing, schade aan nieren en

skelet, fataal bij chronische ingestie, verminderde fertiliteitChroom Cr Kankerverwekkend bij inademing van Cr-VIKoper Cu Acute long-leverschade bij inademingKwik Hg Aantasting longen en zenuwstelsel bij inademing van

elementair kwik, schade aan nieren en hersenen bij ingestie van vooral organische kwikverbindingen

Lood Pb Schade aan maag en ingewanden, bloedarmoede, aantasting zenuwstelsel, groei- en leerstoornissen, verminderde fertiliteit

Nikkel Ni Allergie en irritaties bij huidcontact, kanker bij ingestie, astma bij inademing van carbonyl-nikkel

Platina Pt Irritatie van de huid, contact-dermatitis bij chronische blootstelling, irritatie van de ademhaling bij inademing van stof

Zink Zn Koorts bij acute inademing van metaaldamp


3 Interdisciplinair kaderIn dit hoofdstuk wordt gekeken wat de interdisciplinaire benadering is van het

spoorwegverkeer naar de omgeving toe. Het spoorwegverkeer wordt via verschillende

disciplines benaderd. Zo wordt er een beeld gecreëerd van de voor- en nadelen van het

spoorwegverkeer.

3.1 EconomieDe spoorwegorganisatie bestaat uit drie aparte bedrijven, namelijk NMBS, Infrabal en HR

rail. In tabel 15 staan enkele cijfers van de NMBS-groep. De NMBS-groep is goed voor

36.000 banen (HR-Rail, 2016). In 2012 waren er meer dan 229 miljoen reizigers en 750.000

reizigers per dag (HR-Rail, 2016). Tabel 2: Enkele cijfers over het spoor en spoorwegverkeer van de NMBS-groep(bron: (HR-Rail, 2016))NMBS-groep:

Meer dan 36.000 werknemers

Ruim 1.500 aanwervingen per jaar

750.000 reizigers per dag

Meer dan 229 miljoen reizigers in 2012

3.800 treinen per dag

Spoornet van 3.595 km

Het hoge aantal banen bij de NMBS en het aantal reizigers dat er per dag gebruik maken

van treinen, hierbij zijn de banen die gecreëerd worden door Infrabel en HR-Rail er nog niet

bij gerekend. Ook het transport van goederen mag niet vergeten worden. Door de

exponentiële groei van de wereldbevolking zijn er nu meer dan zeven miljard mensen op de

wereld. Elk van deze mensen zal na enige tijd een job nodig hebben. Hieraan kan je zien dat

het spoorwegennetwerk een belangrijke rol speelt voor de economie in de vorm van het

creëren van jobs en het verplaatsen van mensen naar hun job.

3.2 SociaalHet gebruik maken van treinen als transport is voor vele een noodzaak geworden. Door een

toename van het mobiliteitsprobleem rond Antwerpen en Brussel. Nemen steeds meer

mensen de trein naar het werk of naar hun vakantiebestemming. In het algemeen maken de

mensen steeds meer gebruik van het openbaar vervoer doordat de NMBS meer inzet op

stiptheid. Wat voor iemand die naar zijn werk reist met de trein, een zeer belangrijk punt is.

Door het gebruik van het openbaar vervoer valt er ook stress weg die bij het gebruik van de

openbare weg wordt gecreëerd. De trein blijft immers ook een goedkoper alternatief

vervoersmiddel. Dit geeft een extra motivatie om steeds meer te kiezen voor vervoer met de


trein. Verder wordt het sociale aspect verder aangesproken doordat je op een volle trein

plaats moet nemen naast een onbekend persoon. En doordat je je niet moet concentreren op

het besturen van een mobiel voertuig. Creëer je tijd om jezelf te verdiepen in andere

aspecten van het leven of culturen.

3.3 WetenschappelijkZoals je kunt zien in de literatuurstudie is het spoorwegverkeer en de spoorweg een bron van

metalen. Het idee achter dit onderzoek is de luchtverontreiniging afkomstig van spoorwegen

te meten. Dit hebben we gedaan door de bodemverontreiniging te meten. Depositie van

metalen op de bodem en planten veroorzaakt een verhoogde concentratie aan metalen.

Spoorwegen lopen meestal door het platteland. Hierdoor liggen naast spoorwegen ook veel

akkers waar landbouwgewassen op geteeld worden. Door een verhoogde concentratie aan

metalen in de bodem kunnen deze metalen opgenomen worden door het gewas. Wanneer

als volgt deze landbouwgewassen worden geteeld en geconsumeerd kan men de vraag

stellen of het wel gewenst is om gewassen te telen naast een spoorweg. Zoals in het

onderzoek van Alexander et al. (2006) werden er in verschillende gewassen verhoogde

metaalconcentraties van Zn, Cu, Cd en Pb gevonden en hangt de opname van zware

metalen af van de planten, gewassoorten en variaties tussen gewassoorten.

4 Materiaal & methoden

4.1 OnderzoekslocatiesDe magnetische metingen werden op drie verschillende locaties in Vlaanderen bekomen, nl.

in Achterlee, Essen en Lier. Via de adressen in tabel 3 zijn alle locaties bereikbaar. Ook kan

je in tabel 3 de oriëntatie van de spoorlijn en de frequentie van het treinverkeer per week op

de spoorlijn vinden (Infrabel, 2016a). De frequentie van het treinverkeer is berekend op het

aantal treinen per week tijdens het uitvoeren van de metingen.

Op elke locatie werden zes parallelle transecten uitgezet, loodrecht op de spoorlijn. Hiervan

liepen drie transecten aan de éne kant van het spoor en drie aan de andere kant. De

oriëntatie van de transecten is weergegeven in tabel 3. De transecten zijn gelegen in open,

vlakke gebieden op graslanden. Op de locatie in Achterlee en in Essen waren de graslanden

waarop transect 5 gelegen is enkele dagen eerder bemest voordat er bodemstalen werden

genomen voor de bepaling van de SIRM. De coördinaten van de locaties en transecten

werden opgezocht via Google Maps. Ter plaatse werden meetpunten uitgezet op een

afstand van 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 en 200 m van het spoor. Vervolgens werden de

coördinaten opgemeten van elk meetpunt langsheen elk transect op elke locatie. We lieten

de GPS een gemiddelde nemen van minimum 30 metingen en dat gemiddelde werd

opgelagen in de GPS.


Tabel 3: Omschrijving van de onderzoekslocaties: adres en frequentie van treinverkeer (bron:...)Locatie Oriëntatie

spoorweg

Transect Oriëntatie

transecten

Adres Frequentie

treinverkeer

(treinen per

week)

Achterlee Noordoost-

Zuidwest

Transect 1-3 Noordwest Rooblokken

2460 Kasterlee

198

Transect 4-6 Zuidoost Rooblokken

2460 Kasterlee

198

Essen Noord-Zuid Transect 1-3 Oost Bontstraat 7-13

2910 Essen

893

Transect 4-6 West Turfvaartlaan 68

2920 Kalmthout

893

Lier Noordwest-

Zuidoost

Transect 1-3 Zuidwest Mastenweg 38

2530 Boechout

1479

Transect 4-6 Noordoost Smederijstraat

18

2530 Boechout

1479

4.1.1 AchterleeDe transecten van de locatie Achterlee bevinden zich in de streek van de Kempen. De

transecten 1, 2 en 3 zijn gelegen op de bodemtypes Sep3, v-Sfpm en V en liggen ten

noordwesten van het spoor. De transecten 4, 5 en 6 zijn gelegen op de bodemtypes Sec3z,

Sep3, Sfp3 en liggen ten zuidoosten van het spoor.

De meetpunten tonen de afstand tot de spoorlijn. De spoorweg lag op deze locatie ongeveer

0.5 – 1,5 meter hoger dan de omringende landbouwgronden waarop de meetpunten zich

bevinden.

In figuur 1 zijn de meetpunten van de transecten 1-3 in Achterlee te zien (achtergrondkaart:

Google maps).


Figuur 1: Achterlee: transecten 1-3

In figuur 2 zijn de meetpunten van de transecten 4-6 in Achterlee te zien (achtergrondkaart:

Google maps).

Figuur 2: Achterlee: transecten 4-6

4.1.2 LierDe transecten van de locatie Lier bevinden zich in de Zandstreek. De transecten 1, 2 en 3

zijn gelegen op de lemige bodemtypes ‘w-Lba’ en ‘w-Lca’ en liggen ten zuidwesten van het

spoor.De transecten 4, 5 en 6 zijn gelegen op bodemtype ‘Lda’. Deze transecten liggen ten

noordoosten van het spoor.

De meetpunten tonen de afstand tot de spoorlijn. De spoorweg lag op deze locatie ter hoogte

van de transecten 1-3 ongeveer 1-2 meter lager dan de omringende landbouwgronden. Ter

hoogte van de transecten 4-6 lag de spoorweg ongeveer 1,5 - 2 meter hoger dan de


omringende landbouwgronden waarop de meetpunten zijn gelegen. In Lier werd er op 2

meter vanaf de spoorweg geen metingen met de MS2-D gedaan en werden er geen

bodemstalen genomen omwille van de veiligheid.

In figuur 3 zijn de meetpunten van de transecten 1-3 in Lier te zien.

Figuur 3: Lier: transecten 1-3

In figuur 4 zijn de meetpunten van de transecten 4-6 in Lier te zien.

Figuur 4: Lier: transecten 4-6

4.1.3 EssenDe transecten van de locatie Essen bevinden zich in de Zandstreek. De transecten 1, 2 en 3

zijn gelegen op de zandige bodemtypes Zdg en Zeg en liggen ten oosten van het spoor. De


transecten 4, 5, 6 zijn gelegen op de bodemtypes w-Zeg en l-Zepb(z). Deze transecten

liggen ten westen van het spoor.

De meetpunten tonen de afstand tot de spoorlijn. De spoorweg lag op deze locatie ter hoogte

van de transecten 1-3 ongeveer 1 - 2 meter hoger dan de omringende landbouwgronden.

Ter hoogte van de transecten 4-6 lag de spoorweg ongeveer 0,5 - 1 meter lager dan de

omringende landbouwgronden waarop de verschillende meetpunten zijn gelegen.

In figuur 5 zijn de meetpunten van de transecten 1-3 in Essen te zien.

Figuur 5: Essen: transecten 1-3

In figuur 6 zijn de meetpunten van de transecten 4-6 in Essen te zien.

Figuur 6: Essen: transecten 4-6


4.2 MS2 Susceptibiliteit meter met D sensorIn een tweede fase van het onderzoek werden de susceptibiliteitsmetingen uitgevoerd met

de MS2-D sensor. Er werden op alle drie de locaties metingen uitgevoerd op alle

meetpunten van alle zes de transecten. Bij alle metingen was het apparaat ingesteld op SI-

eenheden. De magnetische susceptibiliteit is een dimensieloze maat en heeft daardoor geen

eenheid. Op elk meetpunt werden er vier metingen genoteerd. Twee metingen werden

uitgevoerd met gevoeligheid x1,0 en twee metingen werden uitgevoerd met gevoeligheid

x0,1. Voordat een meting werd genoteerd werd er drie keer gemeten om de thermisch

geïnduceerde drift te compenseren.

De metingen werden uitgevoerd tijdens droge omstandigheden in frebruari en maart 2016.

De gemiddelde temperatuur in de maand februari (2016) was 4,5°C, de totale neerslag deze

maand was 112,7 mm, de gemiddelde windsnelheid was 4,4 m/s en de overheersende

windrichting was ZW (Koninklijk Meteorologisch Instituut van België, 2016). De gemiddelde

temperatuur in de maand maart (2016) was 5,3 °C, de totale neerslag deze maand was 82,4

mm, de gemiddelde windsnelheid was 4 m/s en de overheersende windrichting was NO

(Koninklijk Meteorologisch Instituut van België, 2016).

4.2.1 Algemene beschrijving MS2-DIn de handleiding van Bartington Instruments Limited (2015) staat een omschrijving van de

MS2-D meter en sensor. Het MS2 Magnetische-susceptibiliteitsysteem omvat een draagbaar

meetinstrument, de MS2-meter en verschillende sensoren. Elke sensor is ontworpen voor

een specifieke applicatie en staaltype en is verbonden met de MS2 meter via een coaxkabel.

De meter toont de magnetische susceptibiliteit waarden van materialen wanneer deze in de

buurt van de sensor worden geplaatst. Een RS232 seriële interface zorgt ervoor dat het

instrument werkt met een aangepaste software op een draagbare datalogger of een PC. De

MS2-meter krijgt energie van interne oplaadbare NiMH-batterijen waardoor het 8 uur

continue kan gebruikt worden zonder het op te laden. Het circuit binnen in de MS2 levert

energie aan de sensors en verwerkt de meetgegevens die door de sensors worden

gecreëerd.

Volgens de handleiding van Bartington Instruments Limited (2015) bevat het systeem een

handvat met geïntegreerde elektronica in een buis waaraan de MS2-D wordt vast gemaakt.

Tijdens de metingen wordt de MS2-D in contact gebracht met de oppervlakte die wordt

onderzocht. De kalibratie van de sensoren gaat er van uit dat de staalgrootte oneindig groot

is en hierdoor wordt de kalibratie best uitgedrukt in een volume-susceptibiliteiteenheid.

Herhaalbaarheid van de metingen hangt voor een deel af van de uniformiteit van het

oppervlak die onderzocht wordt. De MS2-D sensorcirkel is 185 mm in diameter. De MS2-D is


speciaal ontwikkeld om een bepaalde druk te ondergaan wanneer de sensor tegen het

oppervlak wordt gedrukt. Het is ontwikkeld om even goed te presteren op zowel land als 5

meter onder water. De sensor meet de concentratie aan ferrimagnetische en

ferromagnetische mineralen in de bovenste 60 mm van een oppervlakte, waardoor het

volume aan grond waarin gemeten wordt gelijk is aan 1,6128 x10-3 m³ Het is ontworpen om

op oppervlakken te meten met weinig of zonder vegetatie zoals stranden en hellingen met

weinig vegetatie. Organisch bladmateriaal limiteert de accuraatheid van de MS2-D sensor.Tabel 4: SI-eenheden van de MS2-D

Massa x Volume k

SI 10-8 (m³/kg) 10-5

De magnetische susceptibiliteit is de magnetisatie die veroorzaakt wordt in een object nadat

het is blootgesteld aan een magnetisch veld (Hunt, Jones, & Oldfield, 1984). Deze meting

van magentiseerbaarheid is evenredig met het volume/de massa van ferrimagnetische en

ferromagnetische oxiden in een grondstaal (Hunt et al., 1984). De magnetische

susceptibiliteit is dimensieloos en meet de magnetiseerbaarheid tijdens een bloostelling aan

een magnetisch veld.


4.2.2 OnderdelenHet MS2-D-toestel is opgebouwd uit volgende onderdelen (figuur 7):

1) De MS2 meeteenheid

2) De adapter

3) De D-sensor

4) De verlengbuis en elektronische eenheid

5) De TNC kabel om de MS2 meter te verbinden met de elektronische eenheid van de

verlengbuis

Figuur 7: MS2-D meter

4.2.3 De procedureVoor de eerste meting moet de gebruiker de meter eerst op het x1,0 bereik zetten om een

idee te krijgen van het resultaat (Bartington Instruments Limited, 2015). Daarna kan men

overgaan naar het gevoeligere x0,1 bereik. Als de waarde van een monster groter is dan

1000 dan zal het significant cijfer zich niet na de komma bevinden. De volgende procedure

moet gevolgd worden voor het gebruik van de MS2-D sensor (Bartington Instruments

Limited, 2015).

1) Zet de MS2 Meeteenheid aan door het selecteren van de SI of CGS eenheid.

2) Neem een ‘lucht’ meting door op de ‘zero’ – knop te drukken terwijl het monster zich

niet in de buurt van de sensor bevindt. Op het display staat enkel een dubbele punt

die aangeeft dat het instrument ‘bezig’ is. Wanneer de ‘lucht’ meting klaar, verdwijnt

de dubbele punt, hoor je een bliep en verschijnen er vier nullen.

3) Plaats de sensor in de buurt van het monster dat gemeten moet worden en druk op

de ‘measure’ – knop. De dubbele punt die aangeeft dat het toestel bezig is verschijnt

weer en het display toont de vorige meting totdat de nieuwe meting klaar is. Wanner


1

2

3

4

5

de meting klaar is hoor je weer een bliep en verschijnt het resultaat van de nieuwe

meting op het display.

4) Wanneer er nogmaals wordt gedrukt op de ‘measure’ – knop wordt er een nieuwe

meting gedaan.

5) Om zwak magnetisch materiaal te meten kan men het gevoeligere bereik x0.1

selecteren en om de thermisch geïnduceerde drift te compenseren wordt een serie

van drie metingen gemaakt. Het doel van een ‘lucht’ – meting voor en na het meten

van een monster is dat het afgetrokken wordt van de meting van het monster.

a. ‘lucht’ – meting (kaliberen)

b. Meting van het monster

c. ‘lucht’ – meting

Om correcte metingen te bekomen werd de tijd tussen de metingen zo constant mogelijk

gehouden. Tijdens een volgende meting stond de vorige meting nog op het display waardoor

de vorige metingen steeds manueel werd neergeschreven. Op deze manier werd er tijd

bespaard en heb je steeds een nauwkeurige meting.

4.3 Saturatie isotherme remanente magnetisatie (SIRM)

4.3.1 Algemene beschrijving SIRMSIRM staat voor ‘Saturated Isothermal Remanent Magnetization’. SIRM meet de

concentratie aan magnetische partikels in een staal. De procedure maakt gebruik van drie

onderdelen. De magnetiseerder, de magnetometer en de software. De Magnetizer wordt

gebruikt om de metalen in het grondstaal te magnetiseren. Dit gebeurt doordat de

magnetizer een magnetisch veld opwekt van 1 Tesla (T). Vervolgens wordt de graad van

magnetisatie gemeten door de magnetometer. De software wordt geïnstalleerd op een

externe computer waarop de resultaten van de meting worden getoond.

4.3.2 ProcedureVoor het meten van de SIRM werden er op elke locatie van één transect bodemstalen

genomen. Op elke locatie werden er van transect 5 bodemstalen genomen met een

gutsboor. De stalen werden tot een diepte van maximaal 10 cm genomen. Voordat het

bodemstaal werd overgebracht in de plastieken containers werd de organische laag

verwijderd. Het gekozen transect ligt steeds windafwaarts. Windafwaarts is gebasseerd op

de overheersende windrichting ZW. Van elk meetpunt op 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 en 200

meter werden 2 bodemstalen genomen. Vervolgens werden de bodemstalen gedroogd tot

een constant gewicht in een droogstoof op 60°C. Eenmaal gedroogd werden de

bodemstalen voorbereid om meetbare stalen van te maken. De bodemstalen werden fijn

gemalen met een stamper en vijzel. Van elke fijn gemalen bodemstaal werden twee


monsters genomen en opgerold in plastiek vershoudfolie. Daarna werd elk monster gewogen

en in een plastieken potje gestoken en is het klaar om gemeten te worden. Voordat elk staal

gemeten kan worden moet het eerst gemagnetiseerd worden door de Magnetizer (Molspin).

Vervolgens werd elk monster tweemaal gemeten met de Molspin Magnetometer en na een

maximum van twaalf metingen werd het toestel gekalibreerd en een blanco gemeten om zo

veel mogelijk fouten te elimineren (Hofman, Stokkaer, Snauwaert, & Samson, 2013). Van de

twee gemeten intensiteiten werd een gemiddelde genomen. Hierna werd het gemiddelde van

deze intensiteiten genomen totdat we een gemiddelde intensiteit per meetpunt bekomen.

Vervolgens werd de data genormaliseerd per gewichtseenheid door de gemiddelde

intensiteit per meetpunt per gram grond te berekenen. Vervolgens werd het gecorrigeerd met

de intensiteit van de blanco met plastiek vershoudfolie. Uiteindelijk bekomen we de

‘gemiddelde intensiteit per gram grond per meetpunt’.

Gemiddelde intensiteit per gram grond per meetpunt=(Gemiddelde ( Intensiteit−Intensiteit van blanco met folie ))x volume potje

gewicht monster =mA m−1 x 10cm ³

mg =10−3 A x10−5m ³

m x 10−3 g =10−5 A m ²

g

4.4 Statistische analyse

De magnetische susceptibiliteitswaarden en SIRM-waarden werden statistisch geanalyseerd

voor elke locatie (Achterlee, Lier en Essen) afzonderlijk. Eerst werden de data getest op hun

normaliteit door een histogram te maken van de MS-waarden en SIRM-waarden. Daarna

werden de magnetische susceptibiliteitswaarden en SIRM-waarden logaritmisch

getransformeerd opdat de data normaliteit zouden benaderen.

Vervolgens werd er op de gemiddelde magnetische susceptibiliteitswaarden (x0,1) een

lineair model getest met als verklarende variabelen afstand (continue variabele), windrichting

(categorische variabele, twee niveaus) en de interactie tussen de afstand en windrichting.

Verder werden de SIRM-waarden ook statistisch geanalyseerd met een lineair model,

gebruik makende van de gemiddelde SIRM-waarden per meetpunt, met als verklarende

variabele de afstand (continue variabele) omdat op elke locatie enkel van transect 5 SIRM-

data beschikbaar zijn. De significanties van de effecten werden getest met ANOVA.

Om het lineaire verband tussen de magnetische susceptibiliteit en SIRM statistisch te

bepalen, werd gebruik gemaakt van een Pearson’s correlatietest, met als resultaat een

correlatiecoëfficiënt en de p-waarde van het resultaat.

Alle statistische tests werden uitgevoerd met het softwarepakket R.


5 Resultaten

5.1 Magnetische susceptibiliteit (MS)

5.1.1 AchterleeDe gemiddelde magnetische susceptibiliteit (gevoeligheid x0,1; MS) van de bodems

opgemeten in Achterlee bedroeg 80 ± 107 x10-5 (standaarddeviatie). De minimum gemeten

MS bedroeg 2,0 x10-5. De maximum gemeten MS bedroeg 593,8 x10-5. Er werden per

meetpunt vier metingen uitgevoerd. Twee metingen op gevoeligheid x1,0 waarbij het

significant getal voor de komma ligt en twee metingen op gevoeligheid x0,1, waarbij het

significant getal na de komma ligt.

Van meting 1 en meting 2 van x0,1 in bijlage 10.2 werden de gemiddelden berekend (tabel

5). Tabel 5: Gemiddelde magnetische susceptibiliteit gemeten met MS2-D in Achterlee

Locatie A (Achterlee) Gemiddelde meting 1&2 (x1,0) (x10-5)

Gemiddelde meting 1&2 (x0,1) (x10-5)

Transect 1 Afstand vanaf spoorlijn (m)

2 51 89,94 74 71,68 48 50,8

16 42 43,632 69 63,664 85 93,8

128 9 9,2200 38 52,1


2 22 21,34 45 45,18 38 37,9

16 44 45,032 96 91,164 88 103,1

128 26 24,7200 11 117,8


2 22 32,64 19 17,48 21 2,0


16 41 40,232 62 52,864 72 76,7

128 266 266,4200 76 84,3


2 65 62,64 32 35,88 43 43,6

16 19 17,232 16 22,664 66 593,8

128 163 169,1200 192 244,5


2 21 22,84 14 16,48 45 56,2

16 2 2,532 9 9,064 71 75,5

128 55 46,9200 440 385,3


2 35 47,24 15 17,58 47 44,5

16 3 3,432 12 12,164 48 49,6

128 59 64,6200 239 242,3

Gemiddelde 64 79,5Mediaan 44 47,1Standaarddeviatie 78,19 106,99Minimum 2 2,0Maximum 440 593,8


De gemiddelde metingen in tabel 5 werden weergegeven in functie van de afstand tot de

spoorlijn in figuur 8 voor de transecten 1, 2 en 3 ten NW van de spoorlijn en figuur 9 voor de

transecten 4, 5 en 6 ten ZO van de spoorlijn.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200.0

20.040.060.080.0

100.0120.0140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0

Achterlee

Transect 1Transect 2Transect 3

Afstand (m)

Gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1 (1

0-5)

Figuur 8: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (NW van de spoorweg) in Achterlee

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Achterlee


Afstand (m)

Gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1 (1

0-5)

Figuur 9: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (ZO van de spoorweg) in Achterlee


In figuur 8 en figuur 9 was het afstandseffect op de magnetische susceptibiliteit in Achterlee

al visueel waar te nemen. In hoofdstuk 5.2 werd dit statische geanalyseerd.

5.1.2 LierDe gemiddelde magnetische susceptibiliteit (x0,1) van de bodems opgemeten in Lier

bedroeg 21 ± 86 x10-5 (standaarddeviatie). De minimum gemeten waarden van x0,1 bedroeg

1,8 x10-5. De maximum gemeten waarden van x0,1 bedroeg 564,0 x10-5. Er werden per

meetpunt vier metingen uitgevoerd. Twee metingen op “x1,0” waarbij het significant getal

voor de komma ligt en twee metingen op “x0,1” waarbij het significant getal na de komma

ligt.


6). Tabel 6: Gemiddelde metingen MS2-D van Lier

Locatie L (Lier) Gemiddelde meting 1&2 (x1,0) (x10-5)


Transect 1Afstand vanaf spoorlijn (m)

2 / /4 2 564,08 14 15,1

16 9 10,032 6 8,164 9 8,6

128 15 17,2200 10 11,1


2 / /4 -1 2,68 5 8,1

16 7 8,532 8 8,764 9 9,4

128 17 17,3200 11 12,4


2 / /4 2 1,88 7 7,5

16 9 11,532 7 6,0


64 5 6,8128 19 18,3200 13 12,5


2 / /4 28 21,68 9 8,1

16 3 5,032 4 3,464 3 2,7

128 3 2,7200 2 1,9


2 / /4 21 21,88 7 8,7

16 5 3,732 3 3,164 2 3,0

128 3 2,7200 5 4,7


2 / /4 10 11,08 8 6,1

16 5 5,832 2 2,764 4 2,1

128 4 4,7200 3 3,0

Gemiddelde 7 21,2Mediaan 6 7,8Standaarddeviatie 5,9 86Minimum -1 1,8Maximum 28 564,0

De gemiddelde metingen in tabel 5 worden weergegeven in functie van de afstand tot de

spoorlijn in figuur 10 voor de transecten 1, 2 en 3 ten ZW van de spoorlijn en figuur 11 voor

de transecten 4, 5 en 6 ten NO van de spoorlijn.


0 50 100 150 200 2501.0

50.0

2500.0

Lier


Afstand (m)

Log

gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1

(10-

5)

Figuur 10: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (ZW van de spoorweg) in Lier

0 50 100 150 200 2500.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

Lier


Afstand (m)

Gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1 (1

0-5)

Figuur 11: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (NO van de spoorweg) in LierIn figuur 10 en figuur 11 was het windrichtingseffect op de magnetische susceptibiliteit in Lier

al visueel waar te nemen. In hoofdstuk 5.2 werd dit statische geanalyseerd.


5.1.3 EssenDe gemiddelde magnetische susceptibiliteit (x0.1) van de bodems opgemeten in Lier

bedroeg 13 ± 21 x10-5 (standaarddeviatie). De minimum gemeten waarden van x0,1 bedroeg

-0,3 x10-5. De maximum gemeten waarden van x0,1 bedroeg 80,4 x10-5. Er werden per

meetpunt vier metingen uitgevoerd. Twee metingen op “x1,0” waarbij het significant getal

voor de komma ligt en twee metingen op “x0,1” waarbij het significant getal na de komma

ligt.


7). Tabel 7: Gemiddelde metingen MS2-D van Essen

Locatie E (Essen) Gemiddelde meting 1&2 (x1,0) (x10-5)



2 37 44,54 64 62,28 1 1,9

16 -1 1,332 1 1,164 3 3,2

128 3 3,9200 2 2,2


2 34 37,24 62 67,08 0 0,9

16 1 1,232 -1 1,164 1 1,9

128 1 2,5200 6 4,5


2 27 29,54 63 80,48 1 1,1

16 1 1,132 0 -0,364 0 1,0

128 4 4,4200 3 3,0



2 9 13,84 56 39,38 12 14,1

16 4 5,732 1 1,164 1 1,4

128 1 2,3200 1 1,6


2 18 17,94 23 20,48 13 12,1

16 1 1,932 0 0,764 1 1,2

128 1 1,7200 0 1,2


2 10 10,04 63 78,38 11 14,4

16 4 4,332 -1 0,664 1 1,1

128 1 1,8200 1 0,9

Gemiddelde 11 12,6Mediaan 1 2,2Standaaarddeviatie 19 21,1Minimum -1 -0,3Maximum 64 80,4

De gemiddelde metingen in tabel 6 worden weergegeven in functie van de afstand tot de

spoorlijn in figuur 12 voor de transecten 1, 2 en 3 ten W van de spoorlijn en figuur 13 voor de

transecten 4, 5 en 6 ten O van de spoorlijn.


0 50 100 150 200 250-10.0

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

Essen


Afstand (m)

Gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1 (1

0-5)

Figuur 12: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 1, 2 en 3 (W van de spoorweg) in Essen

0 50 100 150 200 2500.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

Essen


Afstand (m)

Gem

idde

lde

mag

netis

che

susc

eptib

ilite

it x0

,1 (1

0-5)

Figuur 13: Magnetische susceptibiliteit van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transecten 4, 5 en 6 (O van de spoorweg) in EssenIn figuur 12 en figuur 13 was het afstandseffect op de magnetische susceptibiliteit in Essen al

visueel waar te nemen. In hoofdstuk 5.2 werd dit verder statische geanalyseerd.


5.2 Statistische analyse van afstandseffect en windrichtingseffect op MS

5.2.1 AchterleeOm de significantie van het afstandseffect en windrichtingseffect en hun interactie op de

waarden van de MS2-D te bepalen werd een ANOVA-test uitgevoerd. Wanneer de p-waarde

kleiner is dan 0.05 is er een significant effect. In Achterlee veroorzaakte de afstand vanaf de

spoorlijn een positief significant effect op de MS-waarden (Tabel 8). De MS neemt toe met

toenemende afstand van de spoorlijn (effectgrootte NW = 0,004; effectgrootte ZO = 0,0013).

De windrichting in het algemeen heeft geen significant effect gehad op de resultaten van de

MS2-D (p-waarde = 0,612). De interactie tussen de afstand vanaf de spoorlijn met de

windrichting gaf een positief significant effect weer.Tabel 8: ANOVA-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Achterlee

F-waarde p-waarde

Afstand vanaf spoorlijn (m) 31.8 <0.001

Windrichting 0.259 0.612

Afstand vanaf spoorlijn (m) x

windrichting

9.69 0.002

Uit een samenvatting van het lineair model (tabel 9) zien we dat in de windrichting NW de

afstand een positief significant effect heeft op de magnetische susceptibiliteit (effectgrootte =

0,004): de MS neemt toe met toenemende afstand van het spoor. We zien bovendien dat in

de windrichting ZO een nog groter positief significant effect optreedt van de afstand op de

magnetische susceptibiliteit. Het positieve afstandseffect is significant groter in de ZO-

richting dan in de NW-richting.Tabel 9: Samenvatting lineair model van Achterlee

Schatting van de effectgrootte

(Intercept) 3.606

Afstand vanaf spoorlijn (m) 0.004

WindrichtingZO -0.632


WindrichtingZO

0.009

In grafiek 14 wordt het windrichtingseffect en afstandseffect visueel weergegeven.


Figuur 14: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Achterlee

5.2.2 LierOp basis van de ANOVA blijkt dat de afstand vanaf de spoorlijn geen algemeen significant

effect op de MS-waarden heeft. De windrichting in het algemeen heeft wel een positief

significant effect op de resultaten van de MS2-D (tabel 10). Met hogere waarden aan de ZW

kant dan aan de NO kant. In de windrichting NO veroorzaakte de afstand vanaf de spoorlijn

een negatief significant effect op de MS-waarden (effectgrootte = -0,005) en in de

windrichting ZW was er een positief significant effect op de MS- waarden (effectgrootte =

0,002). De interactie tussen de afstand vanaf de spoorlijn met de windrichting geeft een

significant effect weer. Tabel 10: Anova-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Lier

F-waarde p-waarde

Afstand vanaf spoorlijn 1.59 0.211

Windrichting 18.9 <0.001


windrichting

6.16 0.015

Uit een samenvatting van het lineair model (tabel 11) zien we dat het effect van de afstand

op de MS in de windrichting ZW een positief significant effect heeft (p-waarde = 0,002).

Terwijl het effect van de afstand in de windrichting NO een negatief significant effect heeft (p-

waarde = -0,005).


MS-metingen in functie van de afstand vanaf de spoorlijn

Afstand vanaf de spoorlijn (m)

Legende

Log

MS

(10-5

)

Tabel 11: Samenvatting lineair model van LierSchatting van de effectgrootte

(Intercept) 1.856

Afstand vanaf spoorlijn (m) -0.005

WindrichtingZW 0.389


WindrichtingZW

0.007


Figuur 15: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Lier

5.2.3 EssenOp basis van alle transecten veroorzaakt de afstand vanaf de spoorlijn een positief

significant effect op de MS-waarden. De windrichting in het algemeen heeft in dit geval geen

significant effect op de resultaten van de MS2-D (tabel 12). De afstand vanaf de spoorlijn in

de windrichting O veroorzaakte een negatief significant effect (effectgrootte = -0,012) en de

afstande vanaf de spoorlijn in de windrichting W veroorzaakte een negatief significant effect

(effectgrootte = - 0,005). De interactie tussen de afstand vanaf de spoorlijn met de

windrichting geeft geen significant effect weer (p-waarde = 0,099).Tabel 12: Anova-test met MS-waarden van de MS2-D metingen van Essen

F-waarde p-waarde

Afstand vanaf spoorlijn 13.900 <0.001


Legende

Afstand vanaf spoorlijn (m)

Log

MS

(10-5

)


Windrichting 0.021 0.886

Afstand vanaf

spoorlijn(m)/windrichting

2.780 0.099

Uit een samenvatting van het lineair model (tabel 13) zien we dat de afstand tot de spoorlijn

in beide windrichtingen O en W een negatief significant effect heeft op de magnetische

susceptibiliteit (estimate = - 0,012 voor O; - 0,005 voor W).Tabel 13: Samenvatting lineair model van Essen

Schatting van de effectgrootte

(Intercept) 2.010

Afstand vanaf spoorlijn (m) -0.012

WindrichtingW -0.461

Afstand vanaf spoorlijn (m) x WindrichtingW 0.007


Figuur 16: De interactie tussen Afstand vanaf de spoorlijn en de Windrichting van Essen

5.3 Saturatie isotherme remanente magnetisatie (SIRM)

5.3.1 AchterleeIn tabel 14 zijn de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in

Achterlee waar te nemen. De gemiddelde SIRM-waarde in Achterlee was 521 ± 495 x10-5 A


Legende


Log

MS

(10-

5)


m² kg-1 (standaarddeviatie). De minimale en maximale waarden waren 11 en 1099 x10-5 A m²

kg-1 en werden gemeten op respectievelijk 16 en 200 meter. Figuur 17 toont de SIRM-

waarden van de bodem in functie van de afstand tot het spoor. Hierop zien we eerst een

hogere waarde op 2 meter van het spoor gevolgt door een sterke daling. Waarna de SIRM

terug sterk toeneemt met een piek op 64 meter. Uiteindelijk kregen we een lichte daling naar

128 meter en terug een lichte stijging naar de 200 meter.

Volgens het lineair model heeft afstand een positief significant effect op de SIRM-waarden

van de bodem aan de spoorwegen (p-waarde = 0,043).Tabel 14: Het gemiddelde per meetpunt van de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in Achterlee

Locatie/Meetpunt/Bodemstaal Monster

Gemiddelde intensiteit (x10-5 A m² kg-1)

Gemiddelde intensiteit (x10-5 A m² kg-1) per meetpunt

A5/2/1 1 858,6 6342 595,2

A5/2/2 1 565,42 518,4

A5/4/1 1 434,5 5002 806,7

A5/4/2 1 427,92 329,7

A5/8/1 1 244,8 1652 145,1

A5/8/2 1 140,42 129,3

A5/16/1 1 12,5 112 10,6

A5/16/2 1 9,62 10,2

A5/32/1 1 20,8 572 105,4

A5/32/2 1 60,72 39,7

A5/64/1 1 852,4 9502 563,5

A5/64/2 1 709,72 1676,1

A5/128/1 1 320,3 8432 448,3

A5/128/2 1 1380,92 1223,2

A5/200/1 1 1435,7 10992 1491,1

A5/200/2 1 1064,22 406,5


Gemiddelde 532,4 521Standaarddeviatie 492,5 495

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

Achterlee

Transect 5


Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r mee

tpun

t (x1

0-5

A m

² kg-

1)

Figuur 17: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (ZO van de spoorweg) in Achterlee

5.3.2 LierIn tabel 15 zijn de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in

Lier waar te nemen. De gemiddelde SIRM-waarde in Lier was 187 ± 207 x10-5 A m² kg-1

(standaarddeviatie). De minimale en maximale waarden waren 67 en 644 x10-5 A m² kg-1 en

werden gemeten op respectievelijk 128 en 4 meter. Figuur 18 toont de SIRM-waarden van

de bodem in functie van de afstand tot het spoor. Hierop zien we dat de hoogste waarde op

4 meter werd gemeten en de SIRM-waarden na dat punt sterk daalt en afvlakt met een lichte

stijging naar de 200 meter.


van de bodem aan de spoorwegen (p-waarde = 0,035).Tabel 15: De gemiddelde SIRM per meetpunt van de bodemstalen van transect 5 in Lier

Locatie/Meetpunt/BodemstaalMonster



L5/2/1 12

L5/2/2 12

L5/4/1 1 500,6 6442 516,4


L5/4/2 1 708,22 850,4

L5/8/1 1 200,8 1802 241,7

L5/8/2 1 188,12 270,4

L5/16/1 1 82,7 752 115,2

L5/16/2 1 91,22 83,7

L5/32/1 1 76,2 972 94,4

L5/32/2 1 69,92 146,5

L5/64/1 1 53,1 692 51,6

L5/64/2 1 91,72 78,1

L5/128/1 1 78,3 672 62,6

L5/128/2 1 62,62 62,9

L5/200/1 1 74,0 1742 89,4

L5/200/2 1 444,72 89,7

Gemiddelde 152,2 187Standaarddeviatie 203,4 207


0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

Lier

Transect 5


Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r mee

tpun

t (x1

0-5

A m

² kg

-1)

Figuur 18: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (NO van de spoorweg) in Lier

5.3.3 EssenIn tabel 16 zijn de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in

Essen waar te nemen. De gemiddelde SIRM-waarde in Essen was 55 ± 57 x10-5 A m² kg-1

(standaarddeviatie). De minimale en maximale waarden waren 10 en 180 x10-5 A m² kg-1 en

werden gemeten op respectievelijk 32 en 2 meter. Figuur 19 toont de SIRM-waarden van de

bodem in functie van de afstand tot het spoor. Hierop zien we dat de hoogste waarden op 2

meter werd gemeten en dat daarna de SIRM-waarden sterk dalen en afvlakken. Op 128

meter is er nog een kleine stijging.


van de bodem aan de spoorwegen (p-waarde = 0,040).Tabel 16: Het gemiddelde per meetpunt van de resultaten van de SIRM-metingen van de bodemstalen van transect 5 in Essen




E5/2/1 1 467,8 1802 98,9

E5/2/2 1 94,4 2 57,6E5/4/1 1 123,2 88 2 134,2E5/4/2 1 41,6 2 50,8E5/8/1 1 75,7 56


2 66,4E5/8/2 1 41,3 2 38,8E5/16/1 1 24,7 21 2 22,2E5/16/2 1 30,0 2 8,8E5/32/1 1 11,8 10 2 8,9E5/32/2 1 8,2 2 11,5E5/64/1 1 21,9 21 2 21,4E5/64/2 1 24,2 2 15,9E5/128/1 1 40,6 48 2 24,9E5/128/2 1 47,7 2 78,2E5/200/1 1 8,0 15 2 16,3E5/200/2 1 21,6 2 13,6Gemiddelde 54,7 55Standaarddeviatie 82,7 57

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

Essen

Transect 5


Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r mee

tpun

t (x1

0-5

A m

² kg

-1)

Figuur 19: De SIRM-waarden van de bodem in functie van de loodrechte afstand tot het spoor langsheen transect 5 (O van de spoorweg) in Essen


5.4 Verband magnetische susceptibiliteit en SIRMIn dit hoofdstuk wordt het verband onderzocht tussen de MS en de SIRM opgemeten op

bodems langsheen spoorwegen.

5.4.1 AchterleeIn figuur 20 zijn de MS2-D en SIRM resultaten van transect 5 te zien. Op deze locatie is te

zien dat er een algemeen positief verband is te zien tussen de MS en de SIRM. Volgens de

correlatieanalyse is het verband statistisch positief significant (p-waarde= 0,012). Er is een

sterke lineaire correlatie tussen de MS en de SIRM (correlatiecoëfficiënt = 0,826).

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0 450.00.0000

250.0000

500.0000

750.0000

1000.0000

1250.0000

1500.0000

1750.0000

2000.0000

2250.0000

2500.0000

2750.0000

Achterlee transect 5

Gemiddelde magnetische susceptibliteit x0,1 (10-5)

Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r gra

m g

rond

per

mee

tpun

t (x1

0-5

A m

² g-1

)

Figuur 20: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Achterlee


5.4.2 LierIn figuur 21 is dan weer wel een sterk lineair positief verband waar te nemen. Dit wil zeggen

dat wanneer er een stijging is in de metingen van de SIRM, de metingen van de MS2-D

evenredig mee stijgen. De correlatieanalyse toont dat het verband statistisch positief

significant is (p-waarde < 0,001) en dat er een zeer sterke lineaire correlatie is tussen MS en

SIRM (correlatiecoëfficiënt = 0,999).

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Lier transect 5


Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r ggr

am g

rond

per

m

eetp

unt (

x10-

5 A

m² g

-1)

Figuur 21: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Lier


5.4.3 EssenIn figuur 22 zien we een zwakker lineair verband. Bij de lagere MS2-D en SIRM-resultaten

zien we een positief verband maar bij de hogere waarden wordt dit verband zwakker. De

correlatieanalyse toont dat het verband statistisch positief significant is (p-waarde = 0,0247)

en er is een matige lineaire correlatie tussen MS en SIRM (correlatiecoëfficiënt = 0,772).

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.00

50100150200250300350400450500550600650

Essen transect 5


Gem

idde

lde

inte

nsite

it pe

r gra

m g

rond

per

mee

tpun

t (x

10-5

A m

² g-1

)

Figuur 22: Verband MS2-D en SIRM van transect 5 in Essen


6 Discussie

6.1 Magnetische susceptibiliteitIn de onderzoeken van Boyko, Scholger, and Stanjek (2004); Kapička, Petrovský, Ustjak,

and Macháčková (1999) wordt gesproken over een achtergrondwaarde van magnetische

susceptibiliteit van 20 x10-5. Gebieden die niet onderhevig zijn aan gemotoriseerd verkeer

hadden een achtergrondwaarde van magnetische susceptibiliteit van 20 – 30 x10-5

(Hoffmann et al., 1999). De achtergrondwaarde van de magnetische susceptibiliteit hangt af

van het bodemtype. In het onderzoek van Magiera, Strzyszcz, Kapicka, and Petrovsky

(2006) werden achtergrondwaarden van magnetische susceptibiliteit van 0 – 100 x10-5

bekomen op een diepte van 0 – 10 cm op verschillende bodemtypes. In zanderige bodems

op een diepte van 0 – 10 cm bedroeg de achtergrondwaarde van de magnetische

susceptibiliteit 5 – 20 x10-5 Een waarde van minder dan 20 x10-5 staat gelijk aan bijna geen of

geen verontreiniging aanwezig (Kapička et al., 1999). In Achterlee werden ten opzichte van

de andere onderzochte locaties redelijk hoge waarden bekomen. Hierbij lagen de hoogste

waarden steeds bij de 128 en 200 meter. De andere waarden lagen ook steeds boven de

achtergrondwaarde van 20 x10-5. We kunnen hierdoor stellen dat er een verhoogde

metaalconcentratie en mogelijke verontreiniging aanwezig is. In Lier werden er veel lagere

waarden gevonden dan in Achterlee. In Lier waren op transect 1, 4 en 5 op 2 meter een

waarde hoger dan 20 x10-5. Op transect 1 was deze waarde extreem hoog in vergelijking met

de andere transecten. In Essen op de transecten 1, 2 en 3 op 2 en 4 meter werd er steeds

een waarde bekomen boven 20 x10-5. Bij de transecten 4, 5 en 6 was dit enkel op 4 meter.

Op de transecten 1, 2 en 3 werd vanaf de 8 meter enkele resultaten bekomen van ongeveer

1 x10-5. Op de transecten 4, 5 en 6 gebeurde dit vanaf de 16 meter. De waarden ligger hier

ver onder de achtergrondwaarde 20 x10-5 waardoor we kunnen stellen dat er hier lage

concentraties aan metalen zijn.

6.1.1 Het afstandseffect en windrichtingseffectDe statische analyse van de magnetische susceptibiliteit in Achterlee toonde voor de afstand

vanaf de spoorweg aan beide kanten van de spoorweg een positief significant effect

waardoor de magnetische susceptibiliteit stijgt naarmate de afstand vanaf de spoorweg

toeneemt. Terwijl er werd verwacht dat de magnetische susceptibiliteit zou dalen naarmate

de afstand vanaf de spoorweg toeneemt. Bij de transect 3 op 128 meter werd een veel

hogere waarde vastgesteld ten opzichte van de transecten aan dezelfde kant van het spoor.

Bij de transecten 4, 5 en 6 werd er op 200 meter een veel hogere waarde vastgesteld ten

opzichte van de afstanden korter bij de spoorweg. Er is wel een stijgende trend van de

metingen naarmate de afstand vanaf spoorweg toeneemt. Redenen hiervoor kunnen zijn dat


hoe verder we van de spoorweg gaan bij de transecten 4, 5 en 6, hoe dichter we bij de

gewestweg ‘N134’ komen en hoe dichter we bij een boerderij-erf komen. Hoewel in Lier bij

de transecten 4, 5 en 6 naarmate de afstand vanaf de spoornlijn toeneemt, we dichter bij de

‘Antwerpsesteenweg (N10)’ komen maar de magnetische susceptibiliteitswaarden niet

toenemen.

In Lier is er in het algemeen geen afstands effect te zien maar de transecten aan de ZW-kant

van het spoor tonen een negatief significant effect. Terwijl er aan de NO-kant van het spoor

een de afstand een positief significant effect vertoonde. Hieraan zien we dat de windrichting

in dit geval wel degelijk een rol heeft gespeeld. Al hadden we hier aan de NO-kant een

negatief effect verwacht en aan de ZW kant een positief effect. Omdat de hoofdzakelijk

windrichting ZW is. Terwijl in Achterlee de windrichting ZO een groter positief significant

afstandseffect dan de windrichting NW. Dit is wat er verwacht werd omdat de hoofdzakelijke

windrichting ZW is en daardoor de metaaldeeltjes verder weg van het spoor zouden

neerslaan.

Aan de NO-kant in Lier is een klein piek waar te nemen bij de 128 meter. Op vier meter bij

transect 1 werd er een zeer hoge waarden gemeten ten opzichte van transecten 2 en 3. Een

reden voor deze piek kan zijn dat op deze plaats de spoorweg een aantal meter lager ligt.

Waardoor de helling als een fysische barrière voor metaaldeeltjes werkt. Hoewel er bij de

andere transecten geen piek te zien is. We zien ook een lichte stijging bij de transecten 1, 2

en 3 naarmate de afstand vanaf de spoorweg toeneemt. Bij de transecten 4, 5 en 6 is

duidelijk te zien dat de magnetische susceptibiliteit afneemt naarmate de afstand vanaf de

spoorlijn toeneemt. Er werd op de locatie in Lier hogere waarden verwacht dan op de andere

locaties omdat hier de treinfrequentie een stuk hoger ligt. Het is mogelijk dat we op 2 meter

van de spoorweg hogere waarden zouden bekomen zijn.

In Essen vertonen de transecten aan beide kanten van de spoorweg een negatief significant

effect. Bij de transect 1, 2 en 3 werd er op 2 meter een hoge magnetische susceptibiliteit

gemeten. Naar de vier meter toe stijgt de magnetische susceptibiliteit en daarna daalt deze

zeer sterk. Vanaf 32 meter vanaf de spoorweg stijgt de magnetische susceptibiliteit lichtjes.

Bij de transecten 4, 5 en 6 aan de oostkant is eenzelfde trend waar te nemen als bij de

transecten aan de W-kant van de spoorlijn. Omdat we in Essen vanaf een afstand van 16

meter een magnetische susceptibiliteit krijgen van rond de 1 x10-5 en voor de 16 meter een

magnetische susceptibiliteit meten van 9 – 80 x10-5 kunnen we stellen dat de spoorweg hier

heeft bijgedragen tot een verhoging van het magnetische signaal. In Essen vertoonde beide

windrichting een negatief significant afstandseffect. Dit kan liggen aan het feit dat aan de


andere kant van de spoorweg ter hoogte van de transecten 4, 5 en 6 gelegen in oostelijke

windrichting, er zich een bos bevindt dat effect heeft gehad op de wind.

6.2 Saturatie isotherme remanente magnetisatieIn Achterlee werden SIRM-waarden bekomen van 11 tot 1099 x10-5 A m² kg-1. In Lier lagen

deze waarden tussen 67 en 644 x10-5 m² kg-1. In Essen werden er SIRM-waarden bekomen

van 10 tot 180 x10-5 m² kg-1. In het onderzoek van Lu and Bai (2006) werden SIRM-waarden

bekomen van 9.744 tot 354.545 x10-6 m² kg-1 op industriegebied en er werden SIRM-

waarden van 7.214 tot 168,629 x10-6 m² kg-1 bekomen naast wegen. De waarden die in de

studie van Lu and Bai (2006) werden bekomen liggen een stuk hoger dan de SIRM-waarden

in deze studie. Wat te verwachten is omdat op deze gebieden meer antropogene activiteiten

afspelen dan op gebieden naast spoorwegen. We zien eenzelfde trend met SIRM-waarden

als met de MS-waarden. Een toename van de SIRM-waarden naarmate de afstand vanaf de

spoorlijn toeneemt. In Lier zien we dezelfde piek op 4 meter als bij de MS-waarden. Ook zien

we een lichte stijging naar de 200 meter die te verklaren valt doordat we dichter bij de

‘Antwerpsesteenweg (N10)’ komen. Ook in Essen is er een verband met de SIRM en de

magnetische susceptibiliteit. Op 128 meter is er een lichte stijging van de SIRM-waarden ook

te zien is bij de MS-waarden. Hier is niet direct een verklaring voor te vinden. We komen wel

dichter bij een landbouwweggetje maar dan zouden we op 200 meter hogere waarden

moeten meten dan bij de 128 meter.

6.3 Verband magnetische susceptibiliteit en SIRMEr werd op de drie locaties een correlatie gevonden tussen de magnetische susceptibiliteit

en de SIRM van de bodem. Op de drie locaties Achterlee, Lier en Essen, werd een correlatie

gevonden van respectievelijk 0,826; 0,999; 0,772. In Essen gaven de hogere waarden een

afwijking op het lineaire verband. Omdat de bodemstalen enkele weken later werden

genomen en de plaats waar het bodemstaal werd genomen niet perfect overeenkomt met de

plaats waardat de magnetische susceptibiliteit werd gemeten kan een verklaring zijn voor de

afwijkingen in het lineair verband. Lu and Bai (2006) concludeerde in hun onderzoek dat er

een sterke correlatie is tussen de magnetische susceptibiliteit en zware metalen en tussen

SIRM en zware metalen. In dit onderzoek werd er een sterke correlatie tussen de

magnetische susceptibiliteit en SIRM gevonden. Dit toont aan in deze studie dat SIRM-

metingen vervangen kunnen worden door de magnetische susceptibiliteit om verhoogde

metaalconcentraties op te sporen in de bodem. De voordelen van het gebruik van de MS2-D

sensor zijn dat deze tijd- en kostenbesparend is.


7 ConclusieMet de onderzoeksresultaten van deze masterthesis werd een magnetische karakterisering

bekomen van de bodems nabij spoorwegen. Hieruit kan er geconcludeerd worden dat er een

verhoogde magnetische susceptibiliteit en SIRM aanwezig is in de nabijheid van

spoorwegen. Uit de data van deze studie in combinatie met wat we weten uit de literatuur

zijn er aanwijzingen dat metaalcontaminatie kan optreden nabij actieve spoorlijnen. De

snellere en goedkopere methode met het MS2-D toestel vertoond dezelfde

magnetisatiepartronen als de meer tijdrovende SIRM-metingen. Verder kunnen we uit deze

resultaten concluderen dat het afstandseffect een significant effect heeft op de magnetische

susceptibiliteit en de SIRM. Verhoogde magnetische susceptibiliteit- en SIRM-waarden

werden gevonden op een afstand tussen 0 en 16 meter met uitzondering van Achterlee waar

dat de hoogste waarden werden bekomen op 128 en 200 meter. De windrichting had een

effect op de magnetische susceptibiliteit maar enkel in Lier. Enkel in Lier is een verschillend

afstandeffect waargenomen tussen de windrichting NO en ZW. Op de locaties Achterlee en

Essen is er een effect waar te nemen maar het afstandeffect is aan beide kanten van het

spoor hetzelfde.

Verder werden er matige tot zeer sterke verbanden gevonden tussen de magnetische

susceptibiliteit en de SIRM op de drie locaties Achterlee, Lier en Essen. Door het meten van

de magnetische susceptibiliteit in plaats van de SIRM zouden we veel tijd kunnen besparen.


8 Verder onderzoekEr is meer onderzoek nodig om na te gaan welke componenten in de bodem de hoge

magnetische susceptibiliteitswaarden verklaren die gevonden zijn dicht bij het spoor op de

drie locaties. Ook zou voor elk bodemtype de achtergrondwaarde van de magnetische

susceptibiliteit bepaald moeten worden zodat er een indicatie is voor wanneer er op een

bodem een verhoogde magnetisch susceptibiliteit aanwezig is. Verder zou door een

chemische analyse de hoge waarden op 128 en 200 meter afstand van het spoor in

Achterlee verklaard kunnen worden. Om na te gaan of het spoorverkeer hier aan de basis

ligt van de hoge magnetische susceptibiliteitswaarden. Hierbij kan ook nagegaan worden of

de maximaal toegelaten concentratie op één van deze locaties overschreden werd.

In dit onderzoek is er een afstandseffect aangetoond. In verder onderzoek zou nagegaan

kunnen worden welke factoren naast windrichting een invloed uitoefenen op de magnetische

susceptibiliteit in functie de afstand.


9 BibliografieAlexander, P. D., Alloway, B. J., & Dourado, A. M. (2006). Genotypic variations in the

accumulation of Cd, Cu, Pb and Zn exhibited by six commonly grown vegetables. Environmental Pollution, 144(3), 736-745. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2006.03.001

Bartington Instruments Limited. (2015). Operation manual for MS2 magnetic susceptibility system. Bartington Instruments, OM0408.

Boyko, T., Scholger, R., & Stanjek, H. (2004). Topsoil magnetic susceptibility mapping as a tool for pollution monitoring: repeatability of in situ measurements. Journal of Applied Geophysics, 55(3–4), 249-259. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.jappgeo.2004.01.002

Bukowiecki, N., Gehrig, R., Hill, M., Lienemann, P., Zwicky, C. N., Buchmann, B., . . . Baltensperger, U. (2007). Iron, manganese and copper emitted by cargo and passenger trains in Zürich (Switzerland): Size-segregated mass concentrations in ambient air. Atmospheric Environment, 41(4), 878-889. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.07.045

Burkhardt, M., Rossi, L., & Boller, M. (2008). Diffuse release of environmental hazards by railways. Desalination, 226(1–3), 106-113. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2007.02.102

Castaldi, P., Santona, L., & Melis, P. (2005). Heavy metal immobilization by chemical amendments in a polluted soil and influence on white lupin growth. Chemosphere, 60(3), 365-371. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.11.098

Chen, Z., Wang, K., Ai, Y. W., Li, W., Gao, H., & Fang, C. (2013). The effects of railway transportation on the enrichment of heavy metals in the artificial soil on railway cut slopes. Environmental Monitoring and Assessment, 186(2), 1039-1049. doi:10.1007/s10661-013-3437-3

Cornelis, C., Touchant, K., Van Holderbeke, M., & Gommers, G. (2014). Opmaak van een code van goede praktijk voor het zelf telen van voeding - deel literatuurstudie. Retrieved from VITO:

Gehrig, R., Hill, M., Lienemann, P., Zwicky, C. N., Bukowiecki, N., Weingartner, E., . . . Buchmann, B. (2007). Contribution of railway traffic to local PM10 concentrations in Switzerland. Atmospheric Environment, 41(5), 923-933. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.09.021

Gupta, N., Khan, D. K., & Santra, S. C. (2008). An Assessment of Heavy Metal Contamination in Vegetables Grown in Wastewater-Irrigated Areas of Titagarh, West Bengal, India. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 80(2), 115-118. doi:10.1007/s00128-007-9327-z

Harrison, R. M., & Chirgawi, M. B. (1989). The assessment of air and soil as contributors of some trace metals to vegetable plants I. Use of a filtered air growth cabinet. Science of The Total Environment, 83(1), 13-34. doi:http://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(89)90003-X

Hoffmann, V., Knab, M., & Appel, E. (1999). Magnetic susceptibility mapping of roadside pollution. Journal of Geochemical Exploration, 66(1–2), 313-326. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6742(99)00014-X

Hofman, J., Stokkaer, I., Snauwaert, L., & Samson, R. (2013). Spatial distribution assessment of particulate matter in an urban street canyon using biomagnetic leaf monitoring of tree crown deposited particles. Environmental Pollution, 183, 123-132. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2012.09.015


http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2012.09.015

http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6742(99)00014-X

http://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(89)90003-X

http://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(89)90003-X

http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.09.021

http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.11.098

http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2007.02.102


http://dx.doi.org/10.1016/j.jappgeo.2004.01.002


HR-Rail. (2016). Enkele cijfers. Retrieved from www.despoorwegenwervenaan.beHunt, A., Jones, J., & Oldfield, F. (1984). Highway Pollution Magnetic measurements and

heavy metals in atmospheric particulates of anthropogenic origin. Science of The Total Environment, 33(1), 129-139. doi:http://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(84)90387-5

Infrabel. (2016a). Frequentie treinverkeer. Retrieved from Brussel: Infrabel. (2016b). Ons spoornet. Retrieved from http://www.infrabel.be/Kapička, A., Petrovský, E., Ustjak, S., & Macháčková, K. (1999). Proxy mapping of fly-ash

pollution of soils around a coal-burning power plant: a case study in the Czech Republic. Journal of Geochemical Exploration, 66(1–2), 291-297. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6742(99)00008-4

Koninklijk Meteorologisch Instituut van België. (2016). Huidig klimaat België. Retrieved from http://www.meteo.be/

Longueville, S. (2015). Zware metalen en voedingsgewassen: impact van atmosferische depositie nabij spoorlijnen. (Master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Bos- en natuurbeheer), Universiteit Gent, Gent.

Lorenzo, R., Kaegi, R., Gehrig, R., & Grobéty, B. (2006). Particle emissions of a railway line determined by detailed single particle analysis. Atmospheric Environment, 40(40), 7831-7841. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.07.026

Lu, S. G., & Bai, S. Q. (2006). Study on the correlation of magnetic properties and heavy metals content in urban soils of Hangzhou City, China. Journal of Applied Geophysics, 60(1), 1-12. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.jappgeo.2005.11.002

Ma, J.-H., Chu, C.-J., Li, J., & Song, B. (2009). Heavy Metal Pollution in Soils on Railroad Side of Zhengzhou-Putian Section of Longxi-Haizhou Railroad, China. Pedosphere, 19(1), 121-128. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S1002-0160(08)60091-0

Magiera, T., Strzyszcz, Z., Kapicka, A., & Petrovsky, E. (2006). Discrimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsoil magnetic susceptibility in Central Europe. Geoderma, 130(3–4), 299-311. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2005.02.002

Pandey, J., & Pandey, U. (2009). Accumulation of heavy metals in dietary vegetables and cultivated soil horizon in organic farming system in relation to atmospheric deposition in a seasonally dry tropical region of India. Environmental Monitoring and Assessment, 148(1), 61-74. doi:10.1007/s10661-007-0139-8

Peeters, B., Bierkens, J., Provoost, J., Den Hond, E., Van Volsem, S., Adriaenssens, E., . . . Van Dyck, E. (2010). Milieurapport Vlaanderen (MIRA), Achtergronddocument 2010, Verspreiding van zware metalen. Retrieved from www.milieurapport.be

Ramirez-Andreotta, M. D., Brusseau, M. L., Artiola, J. F., & Maier, R. M. (2013). A greenhouse and field-based study to determine the accumulation of arsenic in common homegrown vegetables grown in mining-affected soils. Sci Total Environ, 443, 299-306. doi:10.1016/j.scitotenv.2012.10.095

Richard, T. T. F., & Alexander, L. E. (1998). Roads and Their Major Ecological Effects. Annual Review of Ecology and Systematics, 29, 207-C202.

Saumel, I., Kotsyuk, I., Holscher, M., Lenkereit, C., Weber, F., & Kowarik, I. (2012). How healthy is urban horticulture in high traffic areas? Trace metal concentrations in vegetable crops from plantings within inner city neighbourhoods in Berlin, Germany. Environmental Pollution, 165, 124-132.

Singh, Agrawal, & Madhoolika. (2005). Atmospheric depositions around a heavily industrialized area in a seasonally dry tropical environment of India. Environmental Pollution, 138(1), 142-152. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2005.02.009

Singh, A., Sharma, R. K., Agrawal, M., & Marshall, F. M. (2010). Health risk assessment of heavy metals via dietary intake of foodstuffs from the wastewater irrigated site of a



http://www.milieurapport.be/

http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2005.02.002

http://dx.doi.org/10.1016/S1002-0160(08)60091-0

http://dx.doi.org/10.1016/j.jappgeo.2005.11.002


http://www.meteo.be/

http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6742(99)00008-4

http://www.infrabel.be/

http://dx.doi.org/10.1016/0048-9697(84)90387-5

http://www.despoorwegenwervenaan.be/

dry tropical area of India. Food and Chemical Toxicology, 48(2), 611-619. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.fct.2009.11.041

Walker, D. J., Clemente, R., Roig, A., & Bernal, M. P. (2003). The effects of soil amendments on heavy metal bioavailability in two contaminated Mediterranean soils. Environmental Pollution, 122(2), 303-312. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0269-7491(02)00287-7

Wierzbicka, M., Bemowska-Kałabun, O., & Gworek, B. (2015). Multidimensional evaluation of soil pollution from railway tracks. Ecotoxicology, 24(4), 805-822. doi:10.1007/s10646-015-1426-8


http://dx.doi.org/10.1016/S0269-7491(02)00287-7

http://dx.doi.org/10.1016/S0269-7491(02)00287-7

http://dx.doi.org/10.1016/j.fct.2009.11.041

10 Bijlagen

10.1 Frequentie treinverkeerIn tabel 17 is de frequentie van het treinverkeer te vinden tijdens de uitvoering van de

metingen.Tabel 17: Frequentie treinverkeer

Verbinding

Essen - Wildert Wildert-Kalmthout Boechout - Lier Vertakking Kruisbergen - Tielen

N N N NDatum

134 134 234 3315 februari 201616 februari 2016 142 142 223 3317 februari 2016 147 147 231 3418 februari 2016 147 147 234 3419 februari 2016 157 157 237 3320 februari 2016 89 89 108 1721 februari 2016 79 79 113 1722 februari 2016 144 144 226 3323 februari 2016 148 148 230 3324 februari 2016 155 155 238 3325 februari 2016 143 143 233 3326 februari 2016 156 156 240 3327 februari 2016 92 92 169 1728 februari 2016 80 80 151 1729 februari 2016 135 135 235 331 maart 2016 141 141 240 312 maart 2016 150 150 247 333 maart 2016 142 142 232 324 maart 2016 154 154 247 335 maart 2016 85 85 170 186 maart 2016 81 81 159 177 maart 2016 137 137 237 338 maart 2016 140 140 233 339 maart 2016 152 152 235 3310 maart 2016 129 129 246 3011 maart 2016 154 154 234 33


12 maart 2016 86 86 171 1713 maart 2016 71 71 163 17Totaal 3570 3570 5916 793Treinen per week 893 893 1479 198

10.2 Bijlage 1: GPS-coördinaten van de transecten van de verschillende locaties: Achterlee, Lier en Essen

In tabel 2 staan de meetpunten van de locatie in Achterlee met bijhorende coördinaten in latitude (N) en longitude (E).Tabel 18: Locatie Achterlee en bijhorende coördinaten

Locatie A (Achterlee) GPS - coördinaten Latitude (N) Longitude (E)

Transect 1: Afstand tot spoorlijn (m)

2 N51° 13,728' E004° 52,826'4 N51° 13,729' E004° 52,826'8 N51° 13,731' E004° 52,823'

16 N51° 13,733' E004° 52,818'32 N51° 13,737' E004° 52,806'64 N51° 13,747' E004° 52,782'

128 N51° 13,769' E004° 52,742'200 N51° 13,791' E004° 52,692'


2 N51° 13,721' E004° 52,817'4 N51° 13,721' E004° 52,818'8 N51° 13,722' E004° 52,816'

16 N51° 13,724' E004° 52,808'32 N51° 13,729' E004° 52,796'64 N51° 13,737' E004° 52,774'

128 N51° 13,760' E004° 52,735'200 N51° 13,782' E004° 52,683'


2 N51° 13,713' E004° 52,810'4 N51° 13,713' E004° 52,808'8 N51° 13,713' E004° 52,801'

16 N51° 13,716' E004° 52,800'32 N51° 13,722' E004° 52,788'64 N51° 13,732' E004° 52,767'

128 N51° 13,750' E004° 52,726'200 N51° 13,773' E004° 52,674'


2 N51° 13,637' E004° 52,742'4 N51° 13,638' E004° 52,741'8 N51° 13,638' E004° 52,744'


16 N51° 13,633' E004° 52,751'32 N51° 13,630' E004° 52,761'64 N51° 13,618' E004° 52,789'

128 N51° 13,603' E004° 52,843'200 N51° 13,585' E004° 52,901'


2 N51° 13,645' E004° 52,746'4 N51° 13,645' E004° 52,749'8 N51° 13,644' E004° 52,753'

16 N51° 13,642' E004° 52,761'32 N51° 13,638' E004° 52,770'64 N51° 13,630' E004° 52,794'

128 N51° 13,615' E004° 52,847'200 N51° 13,596' E004° 52,900'


2 N51° 13,656' E004° 52,758'4 N51° 13,656' E004° 52,760'8 N51° 13,654' E004° 52,762'

16 N51° 13,651' E004° 52,769'32 N51° 13,647' E004° 52,781'64 N51° 13,639' E004° 52,803'

128 N51° 13,624' E004° 52,854'200 N51° 13,605' E004° 52,905'

In tabel 19 staan de meetpunten van de locatie in Lier met bijhorende coördinaten in latitude (N) en longitude (E).Tabel 19: Locatie Lier en bijhorende coördinaten

Locatie L (Lier) GPS - coördinaten Latitude (N) Longitude (E)


2 / /4 N51° 09,333' E004° 30,583'8 N51° 09,333' E004° 30,581'

16 N51° 09,331' E004° 30,577'32 N51° 09,324' E004° 30,571'64 N51° 09,308' E004° 30,549'

128 N51° 09,282' E004° 30,514'200 N51° 09,254' E004° 30,474'


2 / /4 N51° 09,339' E004° 30,569'8 N51° 09,338' E004° 30,568'

16 N51° 09,335' E004° 30,565'32 N51° 09,330' E004° 30,556'64 N51° 09,316' E004° 30,537'

128 N51° 09,289' E004° 30,501'


200 N51° 09,268' E004° 30,454'Transect 3: Afstand tot spoorlijn (m)

2 / /4 N51° 09,347' E004° 30,556'8 N51° 09,346' E004° 30,554'

16 N51° 09,342' E004° 30,551'32 N51° 09,336' E004° 30,542'64 N51° 09,324' E004° 30,526'

128 N51° 09,296' E004° 30,493'200 N51° 09,273' E004° 30,446'


2 / /4 N51° 08,944' E004° 31,358'8 N51° 08,946' E004° 31,358'

16 N51° 08,952' E004° 31,368'32 N51° 08,958' E004° 31,377'64 N51° 08,970' E004° 31,394'

128 N51° 08,997' E004° 31,422'200 N51° 09,029' E004° 31,472'

Transect 5: Afstand vanaf spoorlijn (m)

2 / /4 N51° 08,940' E004° 31,371'8 N51° 08,942' E004° 31,374'

16 N51° 08,944' E004° 31,379'32 N51° 08,953' E004° 31,390'64 N51° 08,964' E004° 31,405'

128 N51° 08,990' E004° 31,440'200 N51° 09,020' E004° 31,482'


2 / /4 N51° 08,935' E004° 31,385'8 N51° 08,936' E004° 31,386'

16 N51° 08,939' E004° 31,391'32 N51° 08,944' E004° 31,406'64 N51° 08,958' E004° 31,421'

128 N51° 08,985' E004° 31,451'200 N51° 09,014' E004° 31,494'


In tabel 20 staan de meetpunten van de locatie in Essen met bijhorende coördinaten in latitude (N) en longitude (E).Tabel 20: Locatie Essen en bijhorende coördinaten

Locatie E (Essen) GPS - coördinaten Latitude (N) Longitude (E)


2 N51° 26,757' E004° 27,417'4 N51° 26,755' E004° 27,415'8 N51° 26,754' E004° 27,411'

16 N51° 26,756' E004° 27,409'32 N51° 26,749' E004° 27,391'64 N51° 26,746' E004° 27,368'

128 N51° 26,741' E004° 27,312'200 N51° 26,733' E004° 27,254'


2 N51° 26,746' E004° 27,420'4 N51° 26,745' E004° 27,419'8 N51° 26,744' E004° 27,415'

16 N51° 26,747' E004° 27,410'32 N51° 26,741' E004° 27,396'64 N51° 26,737' E004° 27,370'

128 N51° 26,730' E004° 27,316'200 N51° 26,723' E004° 27,258'


2 N51° 26,735' E004° 27,424'4 N51° 26,734' E004° 27,423'8 N51° 26,735' E004° 27,421'

16 N51° 26,735' E004° 27,411'32 N51° 26,733' E004° 27,401'64 N51° 26,727' E004° 27,373'

128 N51° 26,719' E004° 27,319'200 N51° 26,712' E004° 27,260'


2 N51° 24,555' E004° 27,935'4 N51° 24,555' E004° 27,937'8 N51° 24,554' E004° 27,942'

16 N51° 24,555' E004° 27,949'32 N51° 24,550' E004° 27,965'64 N51° 24,555' E004° 27,991'

128 N51° 24,561' E004° 28,040'200 N51° 24,564' E004° 28,100'


2 N51° 24,545' E004° 27,941'


4 N51° 24,545' E004° 27,942'8 N51° 24,544' E004° 27,944'

16 N51° 24,546' E004° 27,950'32 N51° 24,539' E004° 27,963'64 N51° 24,546' E004° 27,991'

128 N51° 24,551' E004° 28,042'200 N51° 24,553' E004° 28,101'


2 N51° 24,534' E004° 27,939'4 N51° 24,534' E004° 27,942'8 N51° 24,534' E004° 27,944'

16 N51° 24,535' E004° 27,952'32 N51° 24,533' E004° 27,965'64 N51° 24,537' E004° 27,995'

128 N51° 24,540' E004° 28,044'200 N51° 24,543' E004° 28,100'

10.3 Resultaten van de MS2-D metingen van de transecten van de verschillende locaties

Tabel 21 bevat de ruwe data van de magnetische susceptibiliteitsmetingen van de locatie

Achterlee.Tabel 21: Metingen MS2-D van Achterlee

Locatie A (Achterlee)

Meting 1 (x1,0) (x10-5)

Meting 2 (x1,0) (x10-5)

Meting 1 (x0,1) (x10-5)

Meting 2 (x0,1) (x10-5)


2 60 41 95,3 84,44 81 67 74,0 69,28 47 48 50,5 51,1

16 44 40 43,3 43,932 68 69 69,1 58,164 81 89 87,0 100,5

128 7 11 8,6 9,7200 43 32 54,1 50,1


2 23 20 24,7 17,94 46 44 39,2 50,98 43 33 39,7 36,1

16 40 47 46,4 43,532 102 90 97,3 84,964 96 80 103,0 103,2

128 26 25 18,3 31,1


200 11 10 115,8 119,7Transect 3 Afstand vanaf spoorlijn (m)

2 25 18 28,0 37,14 18 20 16,2 18,58 19 23 2,2 1,8

16 48 33 44,2 36,232 60 63 49,6 56,064 70 73 74,3 79,0

128 265 267 274,7 258,1200 70 81 71,1 97,4


2 60 69 65,2 59,94 35 28 46,9 24,78 41 44 41,9 45,3

16 20 17 20,8 13,532 17 14 22,1 23,064 64 68 590,0 597,5

128 176 149 180,2 158,0200 199 185 228,7 260,2


2 21 20 23,6 22,04 18 10 20,3 12,58 41 49 66,9 45,5

16 2 1 2,9 2,032 7 10 7,3 10,764 64 77 73,0 77,9

128 49 60 49,6 44,2200 465 414 403,9 366,7


2 38 32 45,9 48,54 16 13 18,7 16,38 44 50 41,6 47,4

16 2 4 3,2 3,632 14 10 12,8 11,364 46 50 49,9 49,3

128 53 64 64,9 64,2200 248 229 266,3 218,2

Mediaan 44 44 48,25 47,95Standaarddeviatie 81,73640549 74,89884135 108,510509 105,8670403


Minimum 2 1 2,2 1,8Maximum 465 414 590,0 597,5


Lier.Tabel 22: Metingen MS2-D van Lier

Locatie L (Lier) Meting 1 (x1,0) (x10-5)

Meting 2 (x1,0) (x10-5)

Meting 1 (x0,1) (x10-5)

Meting 2 (x0,1) (x10-5)


2 4 2 1 564,2 563,78 13 14 15,2 14,9

16 10 8 11,1 8,932 4 8 5,1 11,164 8 10 7,1 10,1

128 18 12 17,9 16,4200 11 8 9,9 12,2


2 4 1 -2 2,9 2,28 6 3 9,1 7,0

16 5 8 7,7 9,232 10 6 10,3 7,064 9 9 10,0 8,7

128 19 14 18,2 16,3200 8 14 9,5 15,2


2 4 0 3 0,8 2,78 8 6 8,8 6,2

16 10 8 10,7 12,332 6 7 4,9 7,164 5 4 7,5 6,0

128 18 19 16,9 19,7200 13 13 12,0 12,9


2 4 31 24 22,0 21,18 9 9 7,1 9,0


16 2 3 5,2 4,732 4 3 3,1 3,664 3 2 2,7 2,6

128 3 3 3,1 2,3200 1 2 1,5 2,3


2 4 17 25 15,0 28,58 7 6 10,9 6,4

16 5 4 4,2 3,132 2 3 2,8 3,364 1 3 3,2 2,7

128 4 2 3,1 2,2200 4 5 4,4 4,9


2 4 10 9 12,6 9,48 11 4 6,8 5,3

16 4 5 3,1 8,432 2 2 2,3 3,064 4 3 2,2 1,9

128 3 4 4,2 5,1200 3 2 3,5 2,5

Mediaan 5,5 5,5 7,1 7Standaarddeviatie 6,232245397 5,859960796 86,01602017 85,9160496Minimum 0 -2 0,8 1,9Maximum 31 25 564,2 563,7



Essen.Tabel 23: Metingen MS2-D van Essen

Locatie E (Essen) Meting 1 (x1,0) (x10-5)

Meting 2 (x1,0) (x10-5)

Meting 1 (x0,1) (x10-5)

Meting 2 (x0,1) (x10-5)


2 38 36 41,5 47,44 63 64 65,7 58,78 1 1 1,9 1,8

16 0 -1 1,7 0,932 1 0 1,0 1,164 4 2 3,6 2,7

128 3 2 5,3 2,5200 2 2 2,1 2,2


2 27 41 28,1 46,34 57 67 63,8 70,18 1 -1 0,9 0,8

16 1 1 1,1 1,332 -1 0 1,4 0,864 1 1 1,4 2,3

128 2 0 2,7 2,3200 5 6 4,3 4,6


2 24 29 28,6 30,44 61 64 102,8 57,98 1 1 1,2 0,9

16 1 1 1,2 0,932 0 0 -0,2 -0,464 0 0 1,0 0,9

128 3 5 3,9 4,9200 3 3 2,4 3,5


2 4 14 10,5 17,14 36 76 28,8 49,78 12 12 14,1 14,0

16 3 5 5,6 5,832 1 1 1,2 1,064 1 1 1,4 1,3


128 1 1 2,6 1,9200 1 1 1,6 1,5


2 19 17 20,3 15,44 25 21 23,1 17,78 15 11 12,3 11,9

16 0 1 2,0 1,832 0 0 0,6 0,864 1 1 1,5 0,9

128 0 1 1,9 1,5200 0 0 1,1 1,2


2 12 7 11,0 9,04 93 33 136,4 20,18 8 14 14,7 14,0

16 4 3 4,0 4,632 -1 -1 0,3 0,864 1 1 1,0 1,1

128 1 1 1,9 1,6200 1 1 0,8 1,0

Mediaan 1,5 1 2,25 2,25Standaaarddeviatie 20,28764778 19,95913378 27,05590146 18,1286037Minimum -1 -1 -0,2 -0,4Maximum 93 76 136,4 70,1

10.4 Resultaten van de SIRM van transect 5 van de verschillende locatiesTabel 24 bevat de ruwe data van de SIRM metingen van de locatie Achterlee.Tabel 24: Metingen SIRM van Achterlee


Gewicht grond (mg)

Intensiteit 1 (x10-5 A m² kg-1)

Intensiteit 2 (x10-5 A m² kg-1)

Gemiddelde intensiteit (x10-5 A m² g-1) per meetpunt

A5/2/1 1 662,6 859,939 857,244 9842 631,0 597,197 593,160

A5/2/2 1 564,8 567,370 563,377 2 740,5 520,312 516,429A5/4/1 1 616,3 435,729 433,277 791 2 634,4 809,917 803,501A5/4/2 1 721,5 428,791 426,954 2 550,9 331,195 328,215A5/8/1 1 718,0 245,188 244,355 260 2 578,7 145,836 144,316


A5/8/2 1 632,4 140,800 139,937 2 561,8 129,676 128,995Blanco 1 met folie 1 0,0 1,217 1,237

A5/16/1 1 563,4 12,573 12,515 20 2 524,5 10,631 10,636A5/16/2 1 527,9 9,613 9,583 2 515,3 10,213 10,190A5/32/1 1 518,3 20,886 20,799 96 2 564,9 105,603 105,142A5/32/2 1 679,6 60,972 60,507 2 564,8 39,924 39,509A5/64/1 1 510,9 857,156 847,670 1612 2 462,0 566,882 560,096A5/64/2 1 678,5 712,581 706,903 2 666,3 1683,134 1669,039Blanco 1 met folie 1 0,0 0,729 0,777

A5/128/1 1 536,7 321,713 318,933 1292 2 712,4 449,956 446,623A5/128/2 1 666,3 1386,904 1374,912 2 654,4 1229,707 1216,617A5/200/1 1 565,2 1443,195 1428,116 2577 2 621,5 1497,504 1484,733A5/200/2 1 328,3 1067,819 1060,656 2 191,0 408,064 404,941Blanco 1 met folie 1 0,0 0,350 0,372

Tabel 25 bevat de ruwe data van de SIRM metingen van de locatie Lier.Tabel 25: Metingen SIRM van Lier

Locatie/Meetpunt/Bodemstaal

Monster

Gewicht grond (mg)

Intensiteit 1(x10-5 A m² kg-1)

Intensiteit 2(x10-5 A m² kg-1)

Gemiddelde intensiteit (x10-5 A m² g-1) per meetpunt

L5/2/1 1 / / / /2 / / / /

L5/2/2 1 / / / / 2 / / / /L5/4/1 1 496,9 501,364 499,747 1044 2 589,0 518,329 514,442L5/4/2 1 712,3 710,617 705,692 2 653,2 851,51 849,271L5/8/1 1 645,0 201,146 200,390 345 2 676,7 241,882 241,461L5/8/2 1 611,2 188,437 187,788


2 664,4 271,973 268,876Blanco 1 met folie 1 0,0 1,064 1,036

L5/16/1 1 657,6 82,785 82,588 132 2 703,3 115,017 115,424L5/16/2 1 786,1 91,266 91,04 2 667,7 83,824 83,48L5/32/1 1 595,2 76,269 76,207 120 2 697,6 94,472 94,234L5/32/2 1 526,5 69,969 69,755 2 1060,9 146,715 146,23Blanco 1 met folie 1 0,0 0,765 0,800

L5/64/1 1 692,9 53,262 53,014 90 2 666,5 51,610 51,517L5/64/2 1 906,1 91,824 91,538 2 723,8 78,27 77,995L5/128/1 1 897,6 78,366 78,165 92 2 640,2 62,658 62,535L5/128/2 1 622,3 62,686 62,524 2 731,5 62,941 62,803Blanco 1 met folie 1 0,0 0,790 0,834

L5/200/1 1 789,5 74,000 73,903 175 2 959,0 89,507 89,385L5/200/2 1 1074,1 444,964 444,461 2 886,9 89,745 89,575Blanco 1 met folie 1 0,0 0,743 0,779


Tabel 26 bevat de ruwe data van de SIRM metingen van de locatie Essen.Tabel 26: Metingen SIRM van Essen

Locatie/Meetpunt/Bodemstaal MonsterGewicht

grond (mg)

Intensiteit 1 (x10-5 A

m² kg-1)

Intensiteit 2 (x10-5 A

m² kg-1)

Gemiddelde intensiteit

(x10-5 A m² g-1) per

meetpuntE5/2/1 1 267,2 469,577 466,082 608

2 335,8 99,195 98,704E5/2/2 1 372,4 94,654 94,149 2 280,7 57,769 57,403E5/4/1 1 389,5 123,83 122,627 220 2 333,7 134,723 133,578E5/4/2 1 350,9 41,876 41,385 2 484,0 50,985 50,615Blanco 1 met folie 1 0,0 0,728 0,669

E5/8/1 1 443,2 75,754 75,612 152 2 319,7 66,479 66,374E5/8/2 1 344,5 41,369 41,226 2 351,1 38,896 38,717E5/16/1 1 412,1 24,736 24,584 56 2 354,7 22,314 22,206E5/16/2 1 433,1 30,064 29,954 2 264,8 8,770 8,741Blanco 1 met folie 1 0,0 0,689 0,642




Magnetische karakterisering van bodems nabij spoorwegen

Environment

Transcript of Magnetische karakterisering van bodems nabij spoorwegen