Los SIG en la contaminación ambiental

Los SIG en la contaminación ambiental son el uso de software SIG para mapear los contaminantes en el suelo y el agua utilizando las herramientas de interpolación espacial de los SIG. [1] [2] [3] La interpolación espacial permite un enfoque más eficiente para la remediación y el monitoreo de los contaminantes del suelo y el agua. La contaminación del suelo y el agua por metales y otros contaminantes se ha convertido en un problema ambiental importante después de la industrialización en muchas partes del mundo. [4] Como resultado, las agencias ambientales están a cargo de la remediación, el monitoreo y la mitigación de los sitios de contaminación del suelo . Los SIG se utilizan para monitorear los sitios en busca de contaminantes metálicos en el suelo y, con base en el análisis SIG, se identifican los sitios de mayor riesgo en los que se lleva a cabo la mayor parte de la remediación y el monitoreo.

Los SIG en la contaminación del suelo

La contaminación del suelo por elementos pesados ​​se puede encontrar en los entornos urbanos, lo que se puede atribuir al transporte y las industrias junto con los niveles de fondo (elementos pesados ​​​​que lixivian minerales debido a la meteorización). Además, algunas de las áreas más contaminadas del suelo están alrededor de las minas, como las de Eslovenia , Bosnia y Herzegovina y en Estados Unidos (Sulphur Bank Superfund Site, en California). [4] [5] [3] En un área de estudio, se utiliza SIG para el análisis de la relación espacial de los contaminantes dentro del suelo.

Contaminación del suelo en Eslovenia

En Idrija , Eslovenia, donde opera la segunda mina de mercurio (Hg) más grande del mundo, se produce una cantidad significativa de emisiones de Hg a la atmósfera por un proceso superficial de adsorción de Hg desde y hacia las superficies de las partículas del suelo, lo que da como resultado una difusión de Hg a través de los poros del suelo. [3] Para calcular el flujo de emisión de Hg, se desarrolló un modelo de emisión de Hg:

lnF Hg = E a /(R*T s )+n*ln[Hg] s +m+0,003*R z Ecuación 1

donde F Hg es el flujo de emisión de Hg, E a es la energía de activación , R es la constante del gas, T s es la temperatura del suelo, n y m son constantes, [Hg] s es la concentración de Hg y 0,003* R z representa la radiación solar, ya que la radiación solar tiene el efecto sobre la temperatura, por lo tanto, la radiación solar tiene el efecto sobre el flujo de emisión de Hg. [3] Una vez que se recopilaron los datos de concentración de Hg, se preparó un modelo esquemático para la entrada SIG, que consistió en un modelo de elevación digital (DEM), un mapa de uso de la tierra por satélite y datos EARS. [3] [6] [7] [2] Utilizando el método de distancia inversa ponderada (IDW) de las herramientas geoestadísticas en ArcGIS 9.3, se produjo un modelo ráster de la concentración de Hg para el área de Idrija. [3] [2] [8] [7]

Puntuación del índice de resumen DRASTIC modelada mediante SIG

Bajo ciertos parámetros hidrológicos, algunos acuíferos son más propensos a la contaminación que otros . Los parámetros que se toman en consideración al calcular la vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación son: profundidad al agua (factor d), recarga neta (factor r), medio del acuífero (factor a), medio del suelo (factor s), topografía (factor t), impacto de la zona vadosa (factor i), y la conductividad hidráulica (factor c), que juntos explican DRASTIC. [9] [10] Además, hay un factor de ponderación asociado con cada uno de los parámetros que puede variar de uno a cinco. Además, cuanto más bajos sean los números para el índice DRASTIC después de la evaluación del acuífero, menor será el riesgo de contaminación del acuífero en esa área. [9] Estos siete parámetros derivan la puntuación del índice resumido DRASTIC, que determina cuáles son más propensos a la contaminación que otros. La importancia de la puntuación del índice resumido DRASTIC es que muestra las áreas que son más propensas; Como resultado, las autoridades estatales o locales, según la escala, implementarán las medidas necesarias para prevenir o mitigar la contaminación del suministro de agua. Utilizando SIG, se desarrolló un mapa para los siete condados (Hillsborough, Polk, Manatee, Hardee, Sarasota, DeSoto y Charlotte) en Florida, que muestra la puntuación del índice de resumen DRASTIC para el sistema acuífero de Florida, el sistema acuífero superficial y el acuífero Other Rocks. El mapa desarrollado es una combinación de múltiples capas que se apilan una sobre otra como se muestra en la Figura 1 .

  • Figura 1: Este es el índice resumido de DRASTIC para el oeste de Florida. En azul se muestra la zona menos vulnerable del acuífero. En rojo, la de mayor vulnerabilidad.
    Figura 1: Este es el índice resumido de DRASTIC para el oeste de Florida. En azul se muestra la zona menos vulnerable del acuífero. En rojo, la de mayor vulnerabilidad.

Referencias

  1. ^ Demers, MN (2003). Fundamentos de los sistemas de información geográfica. John Wiley & Sons, Inc.
  2. ^ abc Longley, PA, Goodchild, MF, Maguire, DJ y Rhind, DW (2005). Sistemas de información geográfica y ciencia . John Wiley & Sons Ltd.
  3. ^ abcdef Kocman, D., y Horvat, M. (2011). Emisión de mercurio de fuentes no puntuales de la región de la mina de Hg de Idrija: modelo de emisión de mercurio SIG. Journal of Environmental Management , 1–9.
  4. ^ ab Jasminka, A., & Robert, S. (2011). Distribución de elementos químicos en una antigua zona metalúrgica, Zenica. Geoderma, 71–85.
  5. ^ Nacht, DM, & al., e. (2004). Emisiones atmosféricas de mercurio y especiación en el sitio Superfund de la mina de mercurio Sulphur Bank, en el norte de California. Environmental Science Technology, 1977–1983.
  6. ^ Lillesand, TM, Kiefer, RW y Chipman, JW (2008). Teledetección e interpretación de imágenes. John Wiley & Sons, Inc.
  7. ^ ab Demers, MN (2003). Fundamentos de los sistemas de información geográfica . John Wiley & Sons, Inc.
  8. ^ Gorr, WL y Jurland, KS (2008). Tutorial SIG. Tierras rojas: ESRI.
  9. ^ ab Bukowski, P., Bromek, T., y Augustyniak, I. (2006). Uso del sistema DRASTIC para evaluar la vulnerabilidad de las aguas subterráneas a la contaminación en áreas minadas de la cuenca de carbón de la Alta Silesia. Mine Water and the Environment , 15–22.
  10. ^ Cobertura drástica del sistema acuífero intermedio. (1 de noviembre de 2002). Recuperado el 17 de abril de 2011 de Florida Geographic Data Library: http://www.fgdl.org/metadataexplorer/explorer.jsp
  • http://www.usgs.gov/
  • http://www.fgdl.org/
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