APPLICATION OF REMOTE SENSING IN AQUATIC ECOSYSTEMS

I utilized state the art remote sensing and GIS (Geographical Information System) techniques to study large scale biological, physical and ecological processes of coastal, nearshore, and offshore waters of Lake Michigan and Lake Superior. These processes ranged from chlorophyll a and primary production time series analysies in Lake Michigan to coastal stamp sand threats on Buffalo Reef in Lake Superior. I used SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) satellite imagery to trace various biological, chemical and optical water properties of Lake Michigan during the past decade and to investigate the collapse of early spring primary production. Using spatial analysis techniques, I was able to connect these changes to some important biological processes of the lake (quagga mussels filtration). In a separate study on Lake Superior, using LiDAR (Light Detection and Ranging) and aerial photos, we examined natural coastal erosion in Grand Traverse Bay, Michigan, and discussed a variety of geological features that influence general sediment accumulation patterns and interactions with migrating tailings from legacy mining. These sediments are moving southwesterly towards Buffalo Reef, creating a threat to the lake trout and lake whitefish breeding ground.

Caracterização biogeoquímica de minas abandonadas: os casos da mina de São Domingos e da mina da Mostardeira

O objectivo do presente trabalho foi avaliar os impactos ambientais de duas áreas mineiras abandonadas, a Mina de São Domingos e a Mina da Mostardeira. Procedeu-se a uma caracterização biogeoquímica detalhada das duas áreas mineiras e suas envolventes, a qual consistiu na análise de parâmetros físico-químicos e determinação das concentrações de metais nos aquíferos adjacentes; identificação da flora nativa; caracterização mineralógica dos resíduos mineiros, escórias, solos e sedimentos; e avaliação dos seus prováveis perigos ambientais através da determinação dos teores total, parcial e lixiviável de metais presentes. Os resultados permitiram aprofundar o conhecimento dos processos que ocorrem nestes sistemas e as plantas nativas que colonizam os solos metalíferos da mina de São Domingos foram estudadas não só para avaliar o seu potencial como hiperacumuladoras mas também para estudar em detalhe os mecanismos de tolerância e defesa apresentados pelas plantas desenvolvidas sob stress metálico e o trinómio solo-metal-planta. ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the environmental impacts of two old mining areas, the São Domingos Mine and the Mostardeira Mine. A detailed biogeochemical characterization of the two mining areas and their surroundings was performed including the analysis of physical and chemical parameters and the determination of metal concentrations in adjacent aquifers, identification of native flora, study of the mineralogy of the tailings, slags, soils and sediments, and assessment of their likely environmental hazards by determining the levels of total, partial and leachable metals present. The results led to a greater understanding of the geochemical processes occurring in these systems. Furthermore, the study of the native plants that colonize the metalliferous soils of São Domingos mine allowed a deeper insight on the mechanisms of tolerance and defense developed by plants under metallic stress and also to evaluate their hyper accumulator potential and therefore their potential use in phytoremediation strategies.

Estratégias de fitorremediação de duas minas abandonadas - Tinoca e Mostardeira

O presente trabalho teve como objectivo a implementação de estratégias de remediação de duas minas abandonadas na região do Alto Alentejo, a mina da Tinoca e a mina da Mostardeira. Neste trabalho foram realizados ensaios de fitoremediação com as espécies Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.)Coss. e Spergularia purpurea (Persoon)G. Don fil. As misturas utilizadas como suporte para desenvolvimento das plantas resultaram da mistura (1:1) de resíduos de escombreira e solo. Estas misturas foram realizadas para as duas minas independentemente. A estas misturas foram adicionados correctivos minerais e um correctivo orgânico. Dos estudos realizados observou-se que medidas de atenuação/diluição não se mostraram suficientemente eficazes para permitir uma estabilização da zona superficial em causa, pelas espécies de plantas estudadas. Por outro lado, a adição de um correctivo orgânico, juntamente com a subida do pH do solo, conduziu a um melhoramento das características físicas e químicas das misturas originais facilitando a sua revegetação. ABSTRACT: This study was designed to implement remediation strategies in two abandoned mines in the region of Alto Alentejo, the Tinoca mine and Mostradeira mine. Phytoremediation tests were carried out with the species Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.) Coss. and Spergularia purpurea (Persoon) G. Don fil. The mixtures used to support plant growth resulted from the admixture (1:1) of waste tailings and soil and were performed independently for the two mines. Soil mineral correctives and organic fertilizers were added to these mixtures. The study showed that mitigation/dilution measures were not sufficiently effective to allow the stabilization of the area with the plant species studied. However, the addition of an organic corrective, along with the rise of soil pH, led to an improvement in the physical and chemical properties of the original amendment soil mixtures, hence facilitating its phytorestoration.