Jump to ContentJump to Main Navigation
Show Summary Details
More options …

Bulletin of Geography. Physical Geography Series

The Journal of Nicolaus Copernicus University, Torun

2 Issues per year

Open Access
Online
ISSN
2300-8490
See all formats and pricing
More options …

Sediment origin and pedogenesis in the former mill pond basin of Turznice (north-central Poland) based on magnetic susceptibility measurements

Łukasz Mendyk
  • Corresponding author
  • Department of Soil Science and Landscape Management, Faculty of Earth Sciences, Nicolaus Copernicus University in Toruń, Poland
  • Email
  • Other articles by this author:
  • De Gruyter OnlineGoogle Scholar
/ Piotr Hulisz / Grzegorz Kusza / Marcin Świtoniak / Leszek Gersztyn / Barbara Kalisz
Published Online: 2016-12-22 | DOI: https://doi.org/10.1515/bgeo-2016-0015

Abstract

This paper aims to assess the usefulness of magnetic susceptibility measurements in pedological studies of mill pond sediments. The study area includes the former Turznice mill pond basin located in the south-eastern part of the Grudziądz Basin. Four soil profiles were selected within the transect located along the longitudinal axis of the basin. The following soil properties were determined in the collected samples: bulk density, particle size distribution, pH, content of carbonates, approximate content of organic matter (LOI), total organic carbon (TOC), total nitrogen (Nt), and the pseudo-total contents of metals (Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Ni, Cd). The obtained results were correlated with the specific (mass) magnetic susceptibility (χ). This study revealed that the variability of the soil cover in the basin was driven by different sedimentation conditions. The different composition of natural terrace deposits versus mill pond sediments has been well reflected in the magnetic properties. However, the possibility cannot be excluded that a pedogenic (gleyic) process is the key factor causing the vertical variability of magnetic properties in studied soils.

Keywords: mill pond sediments; magnetic susceptibility; Gleysols; heavy metals

References

  • AIDONA E., GRISON H., PETROVSKY E., KAZAKIS N., PAPADOPOULOU L., VOUDOURIS K., 2016, Magnetic characteristics and trace elements concentration in soils from Anthemountas River basin (North Greece): discrimination of different sources of magnetic enhancement. Environmental Earth Sciences, 75(20), 1375.Google Scholar

  • AYYAMPERUMAL T., JONATHAN M.P., SRINIVASALU S., ARMSTRONG-ALTRIN J.S., RAM-MOHAN V., 2006, Assessment of acid leachable trace metals in sediments cores from River Uppanar, Cuddalore, Southeast coast of India. Environmental Pollution, 143: 34-45.Google Scholar

  • BARANOWSKI B., 1977, Polskie Młynarstwo. Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wrocław-Warszawa- Krakow-Gdańsk.Google Scholar

  • BRÜMMER G., HERMS U., 1983, Influence of soil reaction and organic matter on the solubility of heavy metals in soils. [in:] Ulrich B. (ed.), Effects of accumulation of air pollutants in forest ecosystems, Pankrath J.D. Reidel Publishing Company, Dordrecht: 233-243.Google Scholar

  • BRYKAŁA D., 2005, Rekonstrukcja retencji zbiornikowej zlewni Skrwy Lewej w ciągu ostatnich 200 lat. Przegląd Geograficzny, 77(1): 69-89.Google Scholar

  • CHILDS C.W., 1992, Ferrihydrite: A review of structure, properties and occurrence in relation to soils. Zeitschrift fur Pflanzenernahrung und Bodenkunde, 155: 441-448. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/jpln.19921550515CrossrefGoogle Scholar

  • DĄBKOWSKA-NASKRĘT B., 2013, Wiek i właściwości gleb wykształconych z osadow stawu młyńskiego w dolinie Jarosławianki (Rownina Sławieńska). [in:] Jonczak J., Florek W. (eds.), Środowisko glebotworcze i gleby dolin rzecznych, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań-Słupsk: 33-40.Google Scholar

  • DEARING J., DANN R., HAY K., LEES J., LOVELAND P., MAHER B., O’GRADY K., 1996, Frequency-dependent susceptibility measurements of environmental materials. Geophysical Journal International, 124: 228-240. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb06366.xCrossrefGoogle Scholar

  • DEMBIŃSKA M., 1973, Przetworstwo zbożowe w Polsce Średniowiecznej (X-XIV wiek). PAN, IHKM, Wyd. PAN, Wrocław-Warszawa-Krakow-Gdańsk.Google Scholar

  • GIEDROJĆ B., KASZUBKIEWICZ J., BOGDA A., 1992, Określenie właściwości fizycznych i chemicznych gleby dna stawowego w rożnych kategoriach stawow. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu, Melioracja XL, 211: 117-132.Google Scholar

  • HULISZ P., PLUTA I., POKOJSKA U., 2007, Wpływ antropopresji na skład chemiczny gleb w otoczeniu zbiorowiska wod kopalnianych “Bojszowy”. Zeszyty Problemowe Postępow Nauk Rolniczych, 520(1): 65-73.Google Scholar

  • HUPP C.R., NOE G.B., SCHENK E.R., BENTHEM A.J., 2013, Recent and historic sediment dynamics along Difficult Run, a suburban Virginia Piedmont stream. Geomorphology 180-181: 156-169. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.10.007CrossrefGoogle Scholar

  • IUSS Working Group WRB, 2015, World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015, International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, World Soil Resources Reports 106. FAO, Rome.Google Scholar

  • JAHN R., BLUME H.P., ASIO V.B., SPAARGAREN O., SCHAD P., 2006, Guidelines for Soil Description. FAO, Rome.Google Scholar

  • JONCZAK J., FLOREK W., 2013, Wiek i właściwości gleb wykształconych z osadow stawu młyńskiego w dolinie Jarosławianki (Rownina Sławieńska). [in:] Jonczak J., Florek W. (eds.), Środowisko glebotworcze i gleby dolin rzecznych, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań-Słupsk: 33-40.Google Scholar

  • KABATA-PENDIAS A., 2011, Trace Elements in Soils and Plants. Fourth Edition. CRC Press, Boca Raton-London- New York.Google Scholar

  • KITTEL P., MUZOLF B., PŁOCIENNIK M., ELIAS S., BROOKS S.J., LUTYŃSKA M., PAWŁOWSKI D., STACHOWICZ-RYBKA R., WACNIK A., OKUPNY D., GŁĄB Z., MUELLER-BIENIEK A., 2014, A multi- proxy reconstruction from Lutomiersk-Koziowki, Central Poland, in the context of early modern hemp and flax processing. Journal of Archaeological Science, 50 (2014): 318-337. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jas.2014.07.008CrossrefGoogle Scholar

  • KLIMEK K., KOCEL K., ŁOKAS E., WACHNIEW W., 2003, Osady denne stawu w dolinie Rudy. Dorzecze gornej Odry. Zastosowanie metod kartograficznych i radioizotopowych w określaniu tempa sedymentacji. [in:] Waga J.M., Kocel K. (eds.), Człowiek w środowisku przyrodniczym - zapis działalności, PTG Oddział Katowicki, Sosnowiec: 74-78.Google Scholar

  • KOCEL K., 1995, Stawy w dolinie Rudy (Gorny Śląsk) jako wskaźnik antropogenicznych zmian krajobrazu. [in:] Przeobrażenia środowiska geograficznego w przygranicznej strefie gornośląsko-ostrawskiego regionu przemysłowego, Materiały Sympozjum Polsko- Czeskiego, WNoZ UŚ, PK CKKRW, Sosnowiec, 57-62.Google Scholar

  • KOTTEK M., GRIESER J., BECK C., RUDOLF B., RUBEL F., 2006, World Map of the Koppen-Geiger climate classification updated. Meteorologische Zeitschrift, 15(3): 259-263. DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0130CrossrefGoogle Scholar

  • KREFT A., 1999, Mała retencja - problemy i możliwości. [in:] Kostrzewski A. (ed.), Funkcjonowanie geosystemow zlewni rzecznych, Cz. 2, UAM, Zakład Geoekologii i Monitoringu Środowiska Przyrodniczego, Stacja Geoekologiczna w Storkowie, Poznań: 41-48.Google Scholar

  • KUMARAVEL V., SANGODE S.J., SIVA SIDDAIAH N., KUMAR R., 2010, Interrelation of magnetic susceptibility, soil color and elemental mobility in the Pliocene- Pleistocene Siwalik paleosol sequences of the NW Himalaya, India. Geoderma, 154: 267-280. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.10.013CrossrefGoogle Scholar

  • ŁABAZ B., BOGACZ A., 2011, Zawartość wybranych metali ciężkich oraz zasobność gleb podstawowych występujących na terenie obniżenia milicko-głogowskiego. Ochrona Środowiska i Zasobow Naturalnych, 49: 256-267.Google Scholar

  • ŁOŚ M.J., 1978, Likwidacja młynow wodnych i jej skutki. Gospodarka wodna, 38(12), PWN, Warszawa, 99-108.Google Scholar

  • ŁUKASIK A., MAGIERA T., LASOTA J., BŁOŃSKA E., 2016, Background value of magnetic susceptibility in forest topsoil: Assessment on the basis of studies conducted in forest preserves of Poland. Geoderma, 264: 140-149. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.10.009CrossrefGoogle Scholar

  • MADEYSKI M., TARNAWSKI M., 2006, Ocena stanu ekologicznego osadow dennych wybranych małych zbiornikow wodnych. Infrastruktura i ekologia terenow wiejskich. PAN, Oddział w Krakowie, Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi, 4/3: 107-116.Google Scholar

  • MAGIERA T., JANKOWSKI M., ŚWITONIAK M., RACHWAŁ M., 2011, Study of forest soils on an area of magnetic and geochemical anomaly in north-eastern Poland. Geoderma, 160: 559-568. DOI: http://dx-.doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.11.004CrossrefGoogle Scholar

  • MAGIERA T., GOŁUCHOWSKA B., JABŁOŃSKA M., 2013, Technogenic magnetic particles in alkaline dusts from power and cement plants. Water, Air & Soil Pollution, 224(1389): 1-17. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11270-012-1389-9CrossrefGoogle Scholar

  • MAHER B.A., 1998, Magnetic properties of modern soils and Quaternary loessic paleosols: paleoclimatic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 137(1): 25-54. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0031-0182(97)00103-XCrossrefGoogle Scholar

  • MATUSZKIEWICZ J.M., 2008, Potential natural vegetation of Poland. IGiPZ PAN, WarszawaGoogle Scholar

  • MATYSEK D., RACLAVSKA H., RACLAVSKY K., 2008, Correlation between magnetic susceptibility and heavy metal concentrations in forest soils of the eastern Czech Republic. Journal of Environmental & Engineering Geophysics, 13(1): 13-26.CrossrefGoogle Scholar

  • MENDYK Ł., MARKIEWICZ M., 2015, Organic matter of soils derived from Oleszek millpond sediments. [in:] Markiewicz M., Mendyk Ł. (eds.), Meeting of the Polish Humic Substances Society, Chapter of IHSS, Toruń, 17-20 June 2015, Program - Abstracts, Toruń, 5.Google Scholar

  • MENDYK Ł., ŚWITONIAK M., BEDNAREK R., FALKOWSKI A., 2015, Genesis and classification of the soils developed from the sediments of the former Oleszek mill pond basin (the Chełmińskie Lakeland, N Poland). Soil Science Annual, 60(1): 29-35. DOI: http://dx.doi.org/10.1515/ssa-2015-0016CrossrefGoogle Scholar

  • MICHALSKA G., SZPIKOWSKI J., 1999, Akumulacja osadow w Stawie Młyńskim na Parsęcie (Storkowo, Gorna Parsęta). [in:] Kostrzewski A. (ed.), Funkcjonowanie geosystemow zlewni rzecznych. Cz. 2, UAM, Zakład Geoekologii i Monitoringu Środowiska Przyrodniczego, Stacja Geoekologiczna w Storkowie, Poznań: 131-136.Google Scholar

  • Munsell Revised Standard Soil Color Charts. 2002.Google Scholar

  • NIEMITZ J., HAYNES C., LASHER G., 2013, Legacy sediments and historic land use: Chemostratigraphic evidence for excess nutrient and heavy metal sources and remobilization. Geology, 41(1): 47-50. DOI: http://dx.doi.org/10.1130/G33547.1CrossrefGoogle Scholar

  • OKRUSZKO H., 1969, Powstawanie mułow i gleb mułowych. Roczniki Gleboznawcze - Soil Science Annual, 20(1): 25-49.Google Scholar

  • PETROVSKY E., ELLWOOD B.B., 1999, Magnetic monitoring of air-, land-, and water pollution. [in:] Maher B.A., Thompson R. (eds.), Quaternary climates, environments and magnetism, Cambridge University Press, Cambridge: 279-322.Google Scholar

  • PODGÓRSKI Z., 2004, Wpływ budowy i funkcjonowania młynow wodnych na rzeźbę terenu i wody powierzchniowe Pojezierza Chełmińskiego i przyległych części Dolin Wisły i Drwęcy. Wyd. UMK, Toruń.Google Scholar

  • PORSH K., DIPPON U., RIJAL M.L., APPEL E., KAPPLER A., 2010, In-Situ Magnetic Susceptibility Measurements As a Tool to Follow Geomicrobiological Transformation of Fe Minerals. Environmental Science & Technology, 44: 3846-3852. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/es903954uCrossrefGoogle Scholar

  • PORSH K., RIJAL M.L., BORCH T., TROYER L.D., BEHRENS S., WEHLAND F., APPEL E., KAPPLER A., 2014, Impact of organic carbon and iron bioavailability on the magnetic susceptibility of soils. Geochimica et Cosmochimica Acta, 128: 44-57. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2013.12.001CrossrefGoogle Scholar

  • SCHLICHTING E., BLUME H.P., STAHR K., 1986, Bodenkundliches Praktikum, 2 Auflage. Blackwell Wissenschafts Verlag, Berlin, Wien.Google Scholar

  • SCHWERTMANN U., 1988, Occurrence and formation of iron oxides in various pedoenvironments. [in:] Stucki, J. W., Goodman, B. A., & Schwertmann, U. (eds.), Iron in soils and clay minerals, Springer Netherlands: 267-308.Google Scholar

  • SOIL SURVEY STAFF, 1952, Soil Survey Manual. US Department of Agriculture. Hanbook No. 210. Washington.Google Scholar

  • SOKOŁOWSKA Z., ALEKSEEV A., SKIC K., BRZEZIŃSKA M., 2016, Impact of wastewater application on magnetic susceptibility in Terric Histosol soil. International Agrophysics, 30: 89-94. DOI: http://dx.doi.org/10.1515/intag-2015-0064CrossrefGoogle Scholar

  • STRZYSZCZ Z., MAGIERA T., HELLER F., 1996, The influence of industrial immissions on the magnetic susceptibility of soils in Upper Silesia. Studia Geophysica et Geodaetica, 40: 276-286. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/BF02300743CrossrefGoogle Scholar

  • SYPKA M., SZWARCZEWSKI P., CISZEWSKI D., ŁOKAS E., WACHNIEW P., 2007, Osady wypełniające dna niecek dawnych stawow młyńskich - wybrane cechy teksturalne oraz tempo sedymentacji określane rożnymi metodami (na przykładzie doliny rzeki Okrzeszy). [in:] Szwarczewski P., Smolska E. (eds.), Zapis działalności człowieka w środowisku przyrodniczym, Wydział Geografii i Studiow Regionalnych UW, Wydawnictwo Szkoły Wyższej Przymierza Rodzin, Warszawa, 3: 137-146.Google Scholar

  • SZUSZKIEWICZ M., ŁUKASIK A., MAGIERA, T., MENDAKIEWICZ M., 2016, Combination of geopedo- and technogenic magnetic and geochemical signals in soil profiles - Diversification and its interpretation: A new approach. Environmental Pollution, 214: 464-477. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2016.04.044CrossrefGoogle Scholar

  • SZWARCZEWSKI P., 2003, Zapis naturalnych i antropogenicznych zmian środowiska przyrodniczego w okolicach Żyrardowa na przykładzie osadow wypełniających nieckę stawu młyńskiego. [in:] Waga J.M., Kocel K. (eds.), Człowiek w środowisku przy rodniczym - zapis działalności, PTG Oddział Katowicki, Sosnowiec: 213-219.Google Scholar

  • TITE M.S., 1972, The influence of geology on the magnetic susceptibility of soils on archeological sites. Archeometry, 14(2): 229-236. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1475-4754.1972.tb00065.xCrossrefGoogle Scholar

  • THOMPSON R., OLDFIELD F., 1986, Environmental Magnetism. Allen and Unwin, London.Google Scholar

  • URE A., 1995, Methods for analysis of heavy metals in soils. [in:] Alloway B.J. (ed.), Heavy metals in soils, Blackie Academic and Professional, London: 58-102.Google Scholar

  • URE A. M., DAVIDSON C. M., 2002, Chemical speciation in soils and related materials by selective chemical extraction. [in:] Ure A. M., Davidson C. M., (eds.), Chemical Speciation in the Environment, Second Edition, Blackwell, London: 265-300.Google Scholar

  • VODYANITSKII Y.N., 1998, Solubility of iron oxides of forest soils in the Tamm reagent. Eurasian Soil Science - POCHVOVEDENIE, 31: 1083-1092.Google Scholar

  • VODYANITSKII Y.N., 2010, Iron hydroxides in soils: a review of publications. Eurasian Soil Science, 43(11): 1244-1254. DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1064229310110074CrossrefGoogle Scholar

  • VODYANITSKII Y.N., SHOBA S.A., 2016, Ferrihydrite in soils. Eurasian Soil Science, 49(7): 796-806. DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1064229316070127CrossrefGoogle Scholar

  • WÓJCIK G., MARCINIAK K., 1987a, Thermal conditions in central part of the North Poland in the years 1951-1970. AUNC Geografia, 20: 29-50.Google Scholar

  • WÓJCIK G., MARCINIAK K., 1987b, Precipitations in central part of the North Poland in the years 1951-1970. AUNC Geografia, 20: 51-69.Google Scholar

  • WÓJCIK G., MARCINIAK K., 1993, Precipitations in Lower Vistula Valley in the years 1951-1980. [in:] CHURSKI Z. (ed.), Environmental and Socio-economic Development of the Lower Vistula Valley, IG UMK, Toruń: 107-121.Google Scholar

About the article

Received: 2016-11-04

Accepted: 2016-11-30

Published Online: 2016-12-22

Published in Print: 2016-12-01


Citation Information: Bulletin of Geography. Physical Geography Series, ISSN (Online) 2300-8490, DOI: https://doi.org/10.1515/bgeo-2016-0015.

Export Citation

© by Łukasz Mendyk. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 License. BY-NC-ND 4.0

Comments (0)

Please log in or register to comment.
Log in