Ορατή και υπέρυθρη απομακρυσμένη απεικόνιση των επικίνδυνων αποβλήτων. Ανασκόπηση
Από RemoteSensing Wiki
Ορατή και υπέρυθρη απομακρυσμένη απεικόνιση των επικίνδυνων αποβλήτων: Ανασκόπηση
Visible and Infrared Remote Imaging of Hazardous Waste: A Review Terrence Slonecker, Gary B. Fisher, Danielle P. Aiello and Barry Haack Received: 21 September 2010; in revised form: 2 November 2010 / Accepted: 2 November 2010 / Published: 5 November 2010
Διαθέσιμο στο: www.mdpi.com/journal/remotesensing
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ένα από τα κρίσιμα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι η έκθεση σε επικίνδυνα απόβλητα από γεωργικές, βιομηχανικές, στρατιωτικές και εξορυκτικές δραστηριότητες, διότι συχνά περιέχουνβαρέα μέταλλα, υδρογονάνθρακες και άλλες οργανικές χημικές ουσίες. Η τηλεπισκόπηση και η αεροφωτογράφηση είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την ανίχνευση και την αποκατάσταση των επικίνδυνων αποβλήτων. Τα εναέρια φωτογραφικά αρχείακαι συστήματα δορυφόρωνχρησιμοποιούνται με επιτυχία στη φασματική και στη μορφολογική ανάλυση των επικίνδυνων αποβλήτων. Για την έρευνα χρησιμοποιήθηκαν η ηλιακή αντανάκλαση ή και τα θερμικά υπέρυθρα τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Στην παρούσα άσκηση γίνεται μια αναφορά στις μεθόδους τηλεπισκόπησης και της τηλεανίχνευσης για τον εντοπισμό και την αποκατάσταση επικίνδυνων αποβλήτων.
ΕΠΙΚΥΝΔΙΝΟΤΗΤΑ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ
Η έκθεση σε επικίνδυνα απόβλητα πρέπει να αντιμετωπιστεί λόγω της απελευθέρωσης ουσιών στον αέρα, τη γη και το νερό που είναι επιβλαβής για την ποιότητα του περιβάλλοντος αλλά και της ανθρώπινης υγείας. Ο εντοπισμός και η αποκατάσταση των επικίνδυνων αποβλήτων είναι δύσκολος λόγω αδυναμίας παρακολούθησης και ανάλυσης που είναι χρονοβόρες και δαπανηρές, όπως για παράδειγμα η λειτουργία εργαστηρίου χημικών αναλύσεων. Επομένως είναι επιτακτική η χρήση των πιο αποτελεσματικών μεθόδων τηλεπισκόπησης η οποία θα μπορούσε να μειώσει αυτό το κόστος.Μια τεχνολογία που παρέχει μια απομακρυσμένη και οικονομικά προσιτή εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μεθόδους δειγματοληψίας είναι η τηλεπισκόπηση. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εξετάσει τη δυνατότητα να παρέχονται όλες οι απαραίτητες πληροφορίες για τη διαδικασία αποκατάστασης των επικίνδυνων αποβλήτων μέσω της τηλεπισκόπησης.
ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ
Οι ουσίες οι οποίες είναι εύφλεκτες και σε θέση να διαβρώσουν χάλυβα ή να προκαλέσουν βλάβη σε οργανισμούς, λόγω των ακραίων όξινων ή βασικών ιδιοτήτων τους, οι ουσίες οι οποίες είναι σε θέση να εκραγούν ή να παράγουν τοξικά αέρια όπως το κυάνιο ή σουλφίδιο, ή ουσίες που είναι δηλητηριώδεις για τους ανθρώπους και άλλους οργανισμούς θεωρούνται επικίνδυνα απόβλητα. Ακόμα πιο επικίνδυνα θεωρούνται τα απόβλητα τα οποία είναι παραπροϊόν βιομηχανικής ή εμπορικής παραγωγής, ενώ σημαντικά επίπεδα επικίνδυνων ουσιών έχουν και όσα σχετίζονται με τα γεωργικά χημικά όπως τα φυτοφάρμακα. Επικίνδυνα θεωρούνται και τα οικιακά απόβλητα τα οποία περιέχουν ουσίες όπως χλωρίνη, βενζίνη, μπαταρίες και διαλύτες. Επικίνδυνα απόβληταεπίσης είναι τα βαρέα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος και ο υδράργυρος, τα οποία πλέον συναντώνται σε πολύ υψηλότερες από τις κανονικές συγκεντρώσεις λόγω ανθρωπογενών διεργασιών.
ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ
Ένα από τα βασικά βήματα του εντοπισμού και χαρακτηρισμού των επικίνδυνων αποβλήτων είναι ο επιτόπου χαρακτηρισμός, ο καθορισμός του βαθμού των χωρικών, οι συγκεντρώσεις των στοιχείων και η κατάσταση της μόλυνσης. Ο επιτόπου χαρακτηρισμός απαιτεί εκτεταμένη δειγματοληψία στο πεδίο και εργαστηριακής ανάλυσης. Μια τεχνολογία που επιλύει το οικονομικό και χρονικό πρόβλημα της διαδικασίας αυτής είναι η τηλεπισκόπηση η οποία παρέχει κρίσιμεςπληροφορίες για τη διαδικασία του εντοπισμού, του χαρακτηρισμού και την αποκατάσταση των προβλημάτων από τα επικίνδυνα απόβλητα.
ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΙΚΟΝΑΣ
Αφορά την οπτική ερμηνεία των μορφολογικών χαρακτηριστικών, της αποθήκευσης, διάθεσης, των μεταφορών και των επιπτώσεων στο φυσικό περιβάλλον. Οι αεροφωτογραφίες αναλύουν την παρουσία των επικίνδυνων αποβλήτων, τους χώρους διάθεσης απορριμμάτων και υγειονομικής ταφής. Δίνουν χωρικές αναλύσεις και τη δυνατότητα να παρακολουθείται ένα φαινόμενο στην πάροδο του χρόνου, πολύ σημαντική για την αξιολόγησητων περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Είναι μια απλή διαδικασία ή εύκολα κατανοητή με το ανθρώπινο μάτι. Ο διαχωρισμός των χωρικών δεδομένων γίνεται μέσω χρωμάτων.
ΠΟΛΥΦΑΣΜΑΤΙΚΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ
Τα πλεονεκτήματα αυτών των συστημάτων είναι η στατιστική επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων. Χρησιμοποιούνται δεδομένα από πολυφασματικά συστήματα απεικόνισης, όπως η Landsat MultiSpectral Scanner (MSS) και ThematicMapper (ΤΜ). Οι CIR αεροφωτογραφήσεις, SPOT και Landsat TM εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν συλλογικά για την παρακολούθηση βλάστησης και την αποκατάσταση σε μια τοποθεσία όπως και την παρακολούθηση της μετανάστευσης των υπόγειων υδάτων. Αρκετοί ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει επιτυχώς πολυφασματικές εικόνων για την αναζήτηση και τον εντοπισμό της παράνομης ή ανεξέλεγκτης απόθεσης επικίνδυνων αποβλήτων.
ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ
Φασματοσκοπία είναι η επιστήμη της μέτρησης της αλληλεπίδρασης της ενέργειας με την ύλη. Όσον αφορά το περιβάλλον και τα επικίνδυνα απόβλητα προσδιορίζει με επιτυχία βαρέα μέταλλα και εφαρμόζει τεχνικές που αφορούν τη μεταλλευτική έρευνα και την περιβαλλοντική μόλυνση. Σύγχρονα μέσα φασματοσκοπίαςέχουν καταφέρει να διαχωρίσουν το φως σε επιμέρους νανόμετρα της ενέργειας ανάκλασης τα οποίααντιδρούν με διαφορετικό τρόπο σε μια επιφάνεια που οδηγεί σε διαφορετικά δεδομένα.
ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ
Η φασματική ανακλαστικότητα της βλάστησης και άλλων συνθηκών τοπίου έχει εξελιχθεί κατά την τελευταία δεκαετία λόγω της ανάπτυξης μιας νέας κατηγορίας τεχνολογίας απεικόνισης που ονομάζεται υπερφασματικής τηλεπισκόπησης (HRS), επίσης γνωστή ως φασματοσκοπία απεικόνισης. Τα εναέρια φασματόμετρα απεικόνισης συλλαμβάνουν μια εικόνα δύο διαστάσεων με ένα φάσμα για κάθε pixel στην εικόνα. Ο HRS συλλέγει εικόνες σε πολύ στενό εύρος ζώνης πέρα από το ηλιακή αντανάκλαση μέρους του ΕΝΣ. Το αποτέλεσμα είναι ένα ψηφιακό αρχείο με εκατομμύρια pixels τα οποία μπορούν να αναλυθούν με τις ίδιες μεθόδους όπως τα εργαστηριακά φάσματα και μπορεί να προσδιορίσει συγκεκριμένες ενώσεις, υλικά και τις συνθήκες που βασίζονται στην αλληλεπίδραση των φωτονίων με τη μοριακή σύνθεση και / ή δομή του υλικού-στόχου.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Η παρούσα εργασία έδειξε, ότι υπάρχουν πολλές επιτυχείς εφαρμογές της τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των επικίνδυνων αποβλήτων στο χώρο και στο χρόνο. Οι εφαρμογές αυτές είναι η αεροφωτογράφηση, η φασματοσκοπία, η φασματική ανάλυση των επικίνδυνων αποβλήτων με τη χρήση πολυφασματικών αισθητήρων και η χρήση των δεδομένων του HRS.
