ГИС в загрязнении окружающей среды - GIS in environmental contamination

ГИС в загрязнении окружающей среды использование ГИС программное обеспечение для картирования загрязняющих веществ в почве и воде с использованием пространственная интерполяция инструменты из ГИС.[1][2][3] Пространственная интерполяция позволяет использовать более эффективный подход к восстановлению и мониторингу загрязнителей почвы и воды. Загрязнение почвы и воды металлами и другими загрязняющими веществами стало серьезной экологической проблемой после индустриализации во многих частях мира.[4] В результате на природоохранные агентства возлагается ответственность за восстановление, мониторинг и смягчение последствий Загрязнение почвы места. ГИС используется для мониторинга участков на предмет металлических загрязнителей в почве, и на основе анализа ГИС определяются участки с наибольшим риском, на которых проводится большая часть реабилитации и мониторинга.

ГИС в загрязнении почвы

Загрязнение почвы из тяжелых элементов можно найти в городской среде, что можно отнести к транспорту и промышленности наряду с фоновыми уровнями (выщелачивание минералов тяжелых элементов в результате выветривания). Кроме того, некоторые из наиболее загрязненных территорий находятся вокруг шахт, например, в Словения, Босния и Герцеговина и в США (сайт Sulphur Bank Superfund в Калифорнии).[5][6][7] На изучаемой территории ГИС используется для анализа пространственного отношения загрязняющих веществ в почве.

Загрязнение почвы в Словении

В Идрия, Словения, где второй по величине в мире Меркурий (Hg) шахта имеет значительное количество выбросов Hg в атмосферу в результате поверхностного процесса адсорбции Hg с поверхности и на поверхности частиц почвы, что приводит к диффузии Hg через поры почвы.[8] Для расчета потока выбросов Hg была разработана модель выбросов Hg:

lnFHg= Eа/ (R * Ts ) + n * ln [Hg]s+ м + 0,003 * RzУравнение 1

в котором FHg - поток эмиссии Hg, Eа - энергия активации, R - газовая постоянная, Ts - температура почвы, n и m - константы, [Hg]s - концентрация Hg, а 0,003 * Rz учитывает солнечную радиацию, поскольку солнечная радиация влияет на температуру, следовательно, солнечная радиация влияет на поток эмиссии Hg.[9]После сбора данных о концентрации Hg была подготовлена ​​схематическая модель для ввода в ГИС, которая состояла из цифровой модели рельефа (DEM), спутниковой карты землепользования и данных EARS.[10][11][12][13] С использованием обратное взвешенное расстояние (IDW) с помощью геостатистических инструментов ArcGIS 9.3, для района Идрия была создана растровая модель концентрации Hg.[14][15][16][17]

DRASTIC Summary Index Score, смоделированный с использованием ГИС

При определенных гидрологических параметрах одни водоносные горизонты более подвержены загрязнению, чем другие. водоносные горизонты. При расчете уязвимости водоносных горизонтов к загрязнению принимаются во внимание следующие параметры: глубина до воды (фактор d), чистая подпитка (фактор r), среда водоносного горизонта (фактор a), почвенная среда (фактор s), топография (фактор t), влияние вадозная зона (фактор i), а гидравлическая проводимость (фактор c), которые вместе означают ДРАСТИЧНОСТЬ.[18][19] Кроме того, с каждым из параметров связан весовой коэффициент, который может находиться в диапазоне от одного до пяти. Кроме того, чем ниже значения индекса DRASTIC после оценки водоносного горизонта, тем ниже риск загрязнения водоносного горизонта в этой области.[20] Эти семь параметров определяют суммарный индекс DRASTIC, который определяет, какие из них более подвержены загрязнению, чем другие. Значение сводного индекса DRASTIC состоит в том, что он показывает области, которые более уязвимы; в результате государственные или местные власти, в зависимости от масштаба, примут необходимые меры, которые предотвратят или уменьшат загрязнение водоснабжения. С помощью ГИС была разработана карта для семи округов (Хиллсборо, Полк, Ламанти, Харди, Сарасота, ДеСото и Шарлотта) во Флориде, на которой показан суммарный индекс DRASTIC для системы водоносных горизонтов Флориды, системы поверхностных водоносных горизонтов и других горных пород. водоносный горизонт. Разработанная карта представляет собой комбинацию нескольких слоев, которые накладываются друг на друга, как показано на Рисунок 1.

  • Рисунок 1: Это ДРАСТИЧЕСКИЙ сводный индекс для Западной Флориды, где синий - наименее уязвимая область водоносного горизонта, а красный - самая высокая уязвимость.

Рекомендации

  1. ^ Демерс, М. Н. (2003). Основы географических информационных систем. John Wiley & Sons, Inc.
  2. ^ Лонгли, П. А., Гудчайлд, М. Ф., Магуайр, Д. Дж., И Райнд, Д. В. (2005). Географические информационные системы и наука. John Willey & Sons Ltd.
  3. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  4. ^ Ясминка, А., и Роберт, С. (2011). Распределение химических элементов в старом металлургическом районе Зеницы. Геодермия, 71–85.
  5. ^ Ясминка, А., и Роберт, С. (2011). Распределение химических элементов в старом металлургическом районе Зеницы. Геодермия, 71–85.
  6. ^ Nacht, D. M., & al., E. (2004). Атмосферные выбросы и составы ртути на участке суперфонда ртутной шахты Sulphur Bank, Северная Калифорния. Технологии наук об окружающей среде, 1977–1983 гг.
  7. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  8. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  9. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  10. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  11. ^ Лиллесанд, Т. М., Кифер, Р. В., и Чипман, Дж. У. (2008). Дистанционное зондирование и интерпретация изображений. John Wiley & Sons, Inc.
  12. ^ Демерс, М. Н. (2003). Основы географических информационных систем. John Wiley & Sons, Inc.
  13. ^ Лонгли, П. А., Гудчайлд, М. Ф., Магуайр, Д. Дж., И Райнд, Д. В. (2005). Географические информационные системы и наука. John Willey & Sons Ltd.
  14. ^ Кочман, Д., и Хорват, М. (2011). Выбросы ртути из неточечных источников в районе ртутного рудника Идрия: модель выбросов ртути ГИС. Журнал экологического менеджмента, 1–9.
  15. ^ Лонгли, П. А., Гудчайлд, М. Ф., Магуайр, Д. Дж., И Райнд, Д. В. (2005). Географические информационные системы и наука. John Willey & Sons Ltd.
  16. ^ Горр, В. Л., и Юрланд, К. С. (2008). Учебник по ГИС. Редлендс: ESRI.
  17. ^ Демерс, М. Н. (2003). Основы географических информационных систем. John Wiley & Sons, Inc.
  18. ^ Буковски П., Бромек Т. и Августиняк И. (2006). Использование системы DRASTIC для оценки уязвимости грунтовых вод к загрязнению в горнодобывающих районах Верхнесилезского угольного бассейна. Шахтные воды и окружающая среда, 15–22.
  19. ^ Резкое перекрытие системы промежуточных водоносных горизонтов. (2002, 1 ноября). Получено 17 апреля 2011 г. из Библиотеки географических данных Флориды: http://www.fgdl.org/metadataexplorer/explorer.jsp
  20. ^ Буковски П., Бромек Т. и Августиняк И. (2006). Использование системы DRASTIC для оценки уязвимости подземных вод к загрязнению в горнодобывающих районах Верхнесилезского угольного бассейна. Шахтные воды и окружающая среда, 15–22.

внешняя ссылка