Assessment of hazardous mine waste transport in west central Sinai, using remote sensing and GIS approaches: a case study of Um Bogma area, Egypt

Um Bogma area is the most famous mineralized locality in Sinai, Egypt. It is characterized by the presence of manganese, iron, and copper deposits. Apart from the mill tailings and spoil heaps, the results indicated the decrease of soil contamination downstream. As a result of random manganese mining activity in Um Bogma area, many hazardous elements such as iron, copper, manganese, lead, and zinc as well as many others associating heavy metals such as arsenic, selenium, and sulfur are dispersed in the environment. This study assesses and monitors the environmental impacts of such mining activities in the west central Sinai, using multitemporal spectral remote-sensing sensors (MSS 1972, TM 1986, and ETM+7 2000). The results have shown the very high potential of temporal imagery in mining-related contamination either directly through mineral and rock mapping of the mining waste and residues and related contaminated areas.Abstractتعتبر منطقة أم بجمة من أشهر مناطق التعدين بوسط غرب سيناء، مصر، حيث تتميز بوجود رواسب خامات المنجنيز، والحديد، والنحاس. ونتيجة وجود أكوام المخلفات التعدينية الناتجة عن النشاط التعدينى، فقد أشارت النتائج الدراسة إلى وجود تلوث بالتربة؛ نتيجة النشاط التعدينى العشوائى لخام المنجنيز بالإضافة إلى جود العديد من العناصر الخطرة بيئياً مثل الحديد، والنحاس، والمنجنيز،والرصاص، والزنك، وأيضا مصاحبتها للعديد من العناصر الثقيلة المشتتة بيئياً مثل الزرنيخ، والسلينيوم، والكبريت. هدفت الدراسة إلى عمل تقييم ورصد للتأثيرات البيئية الناتجة عن النشاط التعدينى بمنطقة غرب وسط سيناء، وذلك عن طريق معالجة وتحسين المجسات الطيفية للأستشعار عن بعد من خلال استخدام المرئيات الفضائية ذات الفترات الزمنية المتعاقبة كالمرئيات الفضائية للقمر الصناعى الأمريكى لاندسات، مثل مرئية الماسح المتعدد الأطياف سنة 1972، والمرئيات الفضائية المحسنة المسجلة لاندسات عامى 1986 و2000. وتوصلت الدراسة إلى أهمية استخدام المرئيات الفضائية المتعاقبة زمنياً فى رصد وتقييم ومتابعة التلوث البيئى، والذى له علاقة مباشرة بالنشاط التعدينى والتكوينات الصخورية بمنطقة الدراسة، وتم ذلك من خلال استنباط ورسم خرائط النفايات والمخلفات المعدنية وما يتصل بها من المناطق الملوثة.

[1]  G. Jordan,et al.  Integrated Modelling of ACID Mine Drainage Impact on a Wetland Stream using Landscape Geochemistry, GIS Technology and Statistical Methods , 2002 .

[2]  Kenneth Gregory,et al.  River channel changes , 1977 .

[3]  R. Borger,et al.  Mobility of heavy metals in polluted soils near zinc smelters , 1983 .

[4]  E. López-Pamo,et al.  The extent of the Aznalcóllar pyritic sludge spill and its effects on soils. , 1999, The Science of the total environment.

[5]  F. Sabins.  Remote Sensing: Principles and Interpretation , 1987 .

[6]  Richard B. McCammon,et al.  Deposit and Geoenvironmental Models for Resource Exploitation and Environmental Security , 2002 .

[7]  Yashwant B. Katpatal,et al.  Spatial distribution of metals in ground/surface waters in the Chandrapur district (Central India) and their plausible sources , 2009 .

[8]  T. M. Lillesand,et al.  Remote sensing and image interpretation. Second edition , 1987 .

[9]  J. Ball.  The Geography and Geology of West‐Central Sinai , 1918 .

[10]  T. M. Lillesand,et al.  Remote Sensing and Image Interpretation , 1980 .

[11]  A. Bradshaw,et al.  The containment of toxic wastes: II. Metal movement in leachate and drainage at Parc lead-zinc mine, North Wales. , 1995, Environmental pollution.

[12]  Robert E. Dickinson,et al.  Land processes in climate models , 1995 .

[13]  P. Chavez.  Image-Based Atmospheric Corrections - Revisited and Improved , 1996 .

[14]  N. Gray.  A substrate classification index for the visual assessment of the impact of acid mine drainage in lotic systems , 1996 .

[15]  David R. Green,et al.  Geo-environmental hazards assessment of the north western Gulf of Suez, Egypt , 2011 .

[16]  Wim Salomons,et al.  Environmental impact of metals derived from mining activities: Processes, predictions, prevention , 1995 .

[17]  John R. Jensen.  Introductory Digital Image Processing , 2004 .

[18]  K. Dewidar,et al.  Detection of land use/land cover changes for the northern part of the Nile delta (Burullus region), Egypt , 2004 .

[19]  Edwin T. Engman,et al.  Status of remote sensing algorithms for estimation of land surface state parameters , 1995 .

[20]  C. P. V. Wilson,et al.  Groundwater Hydrology (2nd edn) by D. K. Todd. Wiley, New York, 1980. 552 pp. Price: £11·00 (Paperback); £27·35 (Hardback). ISBN 0 471 08641 X , 2007 .

[21]  H. W..  The Topography and Geology of the Peninsula of Sinai (Western Portion) , 1908, Nature.

[22]  Christopher Legg.  Remote sensing and geographic information systems : geological mapping, mineral exploration and mining , 1994 .

[23]  M. Rosi,et al.  Explanatory notes to the geological map , 1987 .

[24]  S. K. Majumdar,et al.  Pennsylvania coal : resources, technology, and utilization , 1983 .