Χαρτογράφηση μεταλλευτικών απορριμμάτων και ανάλυση των περιοχών που επλήγησαν από απορροή νερού πλούσιου σε σελήνιο
Από RemoteSensing Wiki
John C. Mars, James K. Crowley
Περίληψη
Υπερφασματικά δεδομένα τηλεανίχνευσης και ψηφιακά για νοτιοανατολικά της Idaho συνδυάζονται σε μια νέα μέθοδο για την αξιολόγηση των μεταλλευτικών απορριμμάτων και την επέκταση της ρύπανσης. Μεταλλευτικά απορρίμματα από εξόρυξη φωσφορικών πετρωμάτων περιέχουν σελήνιο, κάδμιο, βανάδιο και άλλα μέταλλα τοξικά. Συγκεντρώσεις του σεληνίου που βρέθηκαν στα φυτά και στο έδαφος σε σωρούς κοντά στο μεταλλείο.
Δεκαοκτώ μεταλλευτικοί σωροί και πέντε είδη βλάστησης νοτιοανατολικά του Idaho χαρτογραφήθηκαν με τη χρήση Airborne Visible-Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) εικόνων και δεδομένων.Η αλληλεπίδραση της απορροής των επιφανειακών υδάτων με τους σωρούς στείρων αξιολογήθηκε από την καταχώρηση των αποτελεσμάτων AVIRIS στα ψηφιακά δεδομένα, επιτρέποντας τον προσδιορισμό (1) της μορφολογίας των μεταλλευτικών σωρών (2) λεκάνη απορροής , (3)την κατεύθυνση της ροής , (4) τις κλίσεις, και (5) την έκταση των υγροτόπων που επιτρέπουν την απορρόφηση σεληνίου. Οι λεκάνες απορροής με την πιο σοβαρή ρύπανση από σελήνιο, όπως η Νότια Canyon, έχουν με μεταλλευτικούς σωρούς, απότομη κλίση και οι σωροί τείνουν να παρεμποδίζουν τη ροή ρεύματος. Λεκάνες απορροής που συνδέονται με χαμηλές συγκεντρώσεις του διαλυμένου σελήνιο, όπως Angus Creek, είναι περιοχές με χαμηλή κλίση, άφθονη βλάστηση των υγροτόπων, και υπάρχει μικρότερη παρεμπόδιση από τους σωρούς.
Τα τελευταία 10 χρόνια, οι χημικές μελέτες των μεταλλευτικών απορριμμάτων, των εδαφών, πετρωμάτων, επιφανειακών υδάτων και των φυτών έχουν επικεντρωθεί κυρίως σε δύο τοποθεσίες, στη South Maybe Canyon και στη Wooley Valley Unit 4, όπου υπάρχουν τέσσερεις σωροί. (Σχήμα 1)
Η βλάστηση είναι αυξημένη και στις δύο τοποθεσίες εμφανίζονται αυξημένα επίπεδα σεληνίου με συγκεντρώσεις των 100-500 ppm. Έχει αναφερθεί και δηλητηρίαση σε ζώα από κτηνοτρόφους. Διάφορες μελέτες των δειγμάτων νερού έδειξαν οι συγκεντρώσεις σεληνίου να κυμαίνονται από 751,0 με 955,0 μg/l στην πρώτη θέση ενώ από 2,0 ως 4,0 μg/l για τα δείγματα νερού στη δεύτερη. Αλλά η βλάστηση είναι μόνο μία από τους πολλούς πιθανούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διασπορά του σεληνίου. Για καλύτερη κατανόηση του προβλήματος του σεληνίου, χρησιμοποιήσαμε εναέριες εικόνες της NASA Visible-Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) για χαρτογράφηση των σωρών στείρων και της βλάστησης .Η πληροφορία αυτή αναλύεται σε συνδυασμό με ψηφιακά (DEM) δεδομένα για τον προσδιορισμό της απορροής καθώς και για την εκτίμηση του δυναμικού της απορροής του νερού στους σωρούς. Αποτελέσματα υπερφασματικών δεδομένων και ψηφιακών δείχνουν τη ρύπανση από σελήνιο κοντά κάθε ορυχείο.
Πίνακας 1: Λίστα από όλους τους μεταλλευτικούς σωρούς που έχουν χαρτογραφηθεί από τις εικόνες AVIRIS και τα φυσικά χαρακτηριστικά τους.
Τέσσερα διαφορετικά πετρώματα φαίνονται στα μεταλλεία φωσφόρου, τα ανθρακικά πετρώματα, αργιλώδη ανθρακικά πετρώματα, μαρμαρυγιακά ασβεστολιθικά, και φωσφορικά (Σχήμα 2). Τα ανθρακικά αποτελούνται από ασβεστόλιθο καιδολομίτη και έχει ένα ισχυρό χαρακτηριστικό απορρόφησης κοντά στο κέντρο 2 .33 μm (Σχήμα 2). Τα αργιλώδη ανθρακικά και μαρμαρυγιακά - ασβεστολιθικά από μοσχοβίτη (2,20 και 2,35 μm χαρακτηριστικά απορρόφησης ), σμεκτίτη (2,20 μm), δολομίτη (2,31), και ασβεστίτη (2,33) (Σχήμα 2).
Εικόνα 2: Φασματική μονάδες λιθολογίας, μεταλλευτικών απορριμμάτων βλάστησης. Λόγω θορύβου στην ατμόσφαιρα , είχαν παραλειφθεί τμήματα του κάθε φάσματος και αντικαταστάθηκαν με μια διακεκομμένη γραμμή για λόγους σαφήνειας.
Εικόνα 3:AVIRIS εικόνα του μεταλλείου Wooley Valley Unit 4 με φάσματα λιθολογίας, μεταλλευτικών απορριμμάτων και εύρεση σωρών που απεικονίζονται νε μαύρες γραμμές
Εικόνα 4:AVIRIS εικόνα του μεταλλείου South Maybe Canyon με φάσματα λιθολογίας, μεταλλευτικών απορριμμάτων και εύρεση σωρών που απεικονίζονται με μαύρες γραμμές
Εικόνα 5. Ένας χάρτης από USGS 30-μ- ψηφιακό μοντέλο, USGS γραφήματα ψηφιακών γραμμών και AVIRIS δεδομένων.
Εικόνα 6: DEM της Wooley Valley όπου απεικονίζονται οι λεκάνες απορροής, οι σωροί, οι γραμμές ροής, η κατεύθυνση της ροής των επιφανειακών υδάτων και η παρόχθια βλάστηση.
Εικόνα 7: DEM από το άνω μέρος της Maybe Canyon και Valley και αποτυπώνουν λεκάνες απορροής, οι σωροί, οι γραμμές ροής, η κατεύθυνση της ροής των επιφανειακών υδάτων και η παρόχθια βλάστηση.
