Geoscience Canada Volume 28 Number2
Summaries / Résumés
Metals in
the Environment:
Philosophy and Action by the Metals Industry
Bruce R. Conard
Inco Limited
145 King Street West
Toronto, Ontario M5H 4B7
bconard@inco.com
SUMMARY
A critical issue facing our industrial society is to determine how
to continue the beneficial use of metals while minimizing adverse effects
metal releases may have on people or the environment. The best way to examine
potential adverse effects is to carry out risk assessments. The metals
resource industry and certain federal government departments have taken
a proactive approach to gaining needed information for risk assessments
on metals by forming the Metals in the Environment (MITE) Research Network.
This Network, receiving significant funding from NSERC for university research
across Canada, is administering a 5-year integrated program defined by
government and industry in a truly co-operative and integrated fashion.
The program is focussing on: sources of metals, both industrial and natural;
processes that move and control metal species; and impacts of metals on
flora and fauna.
RÉSUMÉ
Continuer à utiliser les métaux tout en minimisant
les effets néfastes d’effluents de métaux pour les humains
et l’environnement constitue l’un des principaux défis
de notre société industrialisée. La meilleure approche
permettant d’étudier les effets néfastes potentiels consiste
à mener des études d’évaluation des risques.
L’industrie des ressources métalliques avec certains ministères
du gouvernement fédéral ont adopté une approche proactive
dans le but d’amasser les données nécessaires aux évaluations
des risques des effluents de métaux et ils ont créé
le Réseau de recherche des métaux dans l’environnement
(RRME). Doté d’un financement substantiel par le CRSNG, le RRME
administrera un programme quinquennal pan-canadien de recherches universitaires
de manière véritablement intégrée et coopérative.
Ce programme porte en particulier sur les sources des métaux, naturelles
ou industrielles, les processus de transport et de sélection des
espèces de métaux, ainsi que l’impact des métaux sur
la flore et la faune.
Hexactinellid Sponge Reefs on the Canadian
Continental Shelf:
A Unique "Living Fossil"
Kim W. Conway1, Manfred Krautter2,
J. Vaughn Barrie1 and Matthias Neuweiler2
1 Geological Survey of Canada - Pacific
PO Box 6000
Sidney, British Columbia V8L 4B2
2 Institute of Geology and Paleontology
University of Stuttgart
Stuttgart, Germany
SUMMARY
Globally unique hexactinellid (siliceous) sponge reefs, found in deep
(200 m), glacially scoured troughs of the western Canadian continental
shelf, have been explored by a manned submersible. Submersible
observations and geophysical data allow examination of the physical and
biological processes that have shaped the sponge reefs, which began to
form about 9 thousand years (k.y.) ago. The mounds (bioherms) and sheet-like
accumulations (biostromes) cover a low-angle, non-depositional, iceberg-scoured
seafloor, relict since the deglaciation of the region. Biohermal
structures are up to 19 m in height, and are covered with hexactinosan
sponges up to 1.5 m tall, creating a benthic habitat that discontinously
covers roughly 700 km2. Similar to extinct siliceous sponge reefs, mud
mounds, and reef mounds that were widespread during the Mesozoic, the modern
reefs are like a "living fossil" and provide a unique modern analogue.
Fishing activities, especially trawling or bottom dragging, have damaged
the slow-growing reefs in some areas.
RÉSUMÉ
Uniques au monde, les récifs d’éponges d’hexactinellides
(siliceux) qui se trouvent à 200 m de profondeur dans des fosses
d’abrasion glaciaires du plateau continental de l’Ouest du Canada, ont
été explorés à partir de sous-marins habités.
Les observations sous-marines et les données de géophysique
permettent d’étudier les mécanismes physiques et biologiques
qui ont présidé à l’édification des récifs
d’éponges qui ont commencé à se former aux environs
de 9 ka BP. Ces édifices récifaux en amas (biohermes), et
en couches (biostromes) recouvrent un fond marin légèrement
incliné par l’abrasion d’icebergs post-glaciaires. Ces biohermes
ont jusqu’à 19 m de hauteur et sont recouverts d’une couche
de 1,5 m de hauteur d’éponges hexactinellidiennes, forment un habitat
couvrant de manière discontinue une surface de 700 km2. Semblables
à ces récifs d’éponges très répandus
au Mésozoïques, amas boueux et amas récifaux, les récifs
modernes sont de véritables fossiles vivants, et sont à ce
titre forts utiles pour la compréhension de leurs contreparties
fossiles. Par endroits, les activités de pêche industrielle,
particulièrement le chalutage ou le dragage de fond ont endommagé
ces édifices récifales à croissantes lentes.
The Role of Gamma-ray Spectrometry in
Radon Risk Evaluation:
A Case History from Oka, Quebec
Ken L. Ford
Geological Survey of Canada
601 Booth Street
Ottawa, Ontario K1A 0E8 kford@nrcan.gc.ca
Dr. Michel Savard,
Dr. Jean-Claude Dessau and Eric Pellerin
RRSSS-Laurentides
Direction de la santé publique
Equipe de santé environnementale
1000, rue Labelle, bureau 210
St-Jérôme, Québec J7Z 5N6
Brian W. Charbonneau and
Robert B.K. Shives
Geological Survey of Canada
601 Booth Street
Ottawa, Ontario K1A 0E8
SUMMARY
Increasing eU concentrations, as measured by an airborne gamma-ray
spectrometry survey, show a progressive and clear association with increasing
indoor radon concentrations for an area near Oka, Quebec. The lowest
average indoor radon concentrations (106 Bq/m3) are associated with the
lowest average eU concentrations (1 ppm), and the highest average indoor
radon concentrations (1075 Bq/m3) are associated with the highest eU concentrations
(6 ppm). The results of the airborne gamma-ray spectrometry survey were
used by public health officials to identify specific areas within and near
a carbonatite intrusion where there is a risk of overexposure to indoor
radon. The clear association between high eU concentrations and high radon
in homes provided invaluable information for a number of land use and public
health initiatives. The irrefutable association between high eU concentrations
measured by airborne gamma-ray spectrometry and high radon concentrations
makes airborne gamma-ray spectrometry a very effective predictive
tool for the identification of areas with potential risk of overexposure
to indoor radon, including areas without residential development.
RÉSUMÉ
Une augmentation des concentrations éU, mesurées lors
d’un levé de spectrométrie gamma aéroporté,
montre qu’il existe un lien clair et progressif avec l’augmentation des
concentrations intérieures de radon, dans une région à
proximité de la localité de Oka au Québec. Les plus
faibles concentrations moyennes intérieures en radon (106
Bq/m3) sont associées aux concentrations éU (1 ppm) les plus
faibles et, les plus fortes concentrations intérieures
en radon (1 075 Bq/m3) sont associées aux plus fortes
concentrations éU (6 ppm). Les résultats du levé de
spectrométrie gamma aéroporté ont été
utilisés par les autorités en santé publique pour
repérer les endroits pouvant présenter des risques de surexposition
au radon à l’intérieur d’aires habitées
situées au droit et à proximité d’une intrusion de
carbonatite. Ce lien clairement établi entre les concentrations
éU et les concentrations intérieures élevées
en radon dans les habitations a constitué une information
de première importance dans bon nombre de projets d’affectation
des terres ou ayant une composante en santé publique. Ce lien indéniable
entre les fortes concentrations éU mesurées par levé
de spectrométrie gamma aéroporté et les
fortes concentrations en radon montre que le levé de spectrométrie
gamma aéroporté constitue un outils de repérage très
efficace des zones présentant des risques de surexposition
aux concentrations intérieures en radon, incluant les endroits sans
projets de développement domiciliaire.
Plants as Modifiers of Cadmium Bioavailability
B. Hale1, E. Berkelaar2, D. Chan1,
W. Black3 and D. Johnson1
1Department of Land Resource Science, and 3Department of Biomedical
Science
University of Guelph
Guelph, Ontario N1G 2W1
corresponding author: bhale@lrs.uoguelph.ca
2ECHO Inc.
17391 Durrance Road
North Fort Myers, Florida USA 33917
SUMMARY
Estimating maximum metal concentrations for soils that protect both
plant and human health is difficult, because plants can influence the amount
of metal that is absorbed from soils or foods. Plant root accumulation
of Cd, as well as translocation to shoots, is determined by internal physiological
processes, and is not dependent on the free ion concentration of Cd in
the growing medium. Absorption of Cd from edible plants by the kidney or
liver is proportional to the dose, and is only slightly dependent on the
form of Cd in the diet. Plants dominate the biomass (and thus the diets)
in many ecosystems; their physiological processes must be considered in
efforts to understand the transfer of metals among compartments of the
environment.
RÉSUMÉ
L’estimation des concentrations maximums des métaux dans
les sols qui assurent et la santé des plantes et celle des humains
est une entreprise difficile, parce que les plantes peuvent influer sur
la concentration des métaux absorbés à partir
des sols ou des aliments. La concentration de Cd à partir des racines
des plantes, de même que leur translocation dans les pousses est
fonction de mécanismes physiologiques internes, mécanismes
qui ne dépendent pas de la concentration en ions libres dans le
médium de culture. L’absorption du Cd par les reins ou le foie est
proportionnel à la dose, et ne dépend que légèrement
de la forme du Cd présent dans la diète. Dans beaucoup d’écosystèmes,
les plantes constituent la portion principale de la biomasse (et donc de
la diète); leurs processus physiologiques doivent être pris
en compte dans tout projet visant à comprendre les transferts de
métaux d’une portion à l’autre de l’environnement.
Earth Science and the Law of the Sea
Keys to Canada’s Offshore Energy and Mineral Resources beyond 200
Nautical Miles
Ron Macnab
Geological Survey of Canada
PO Box 1006
Dartmouth, Nova Scotia B2Y 4A2
macnab@agc.bio.ns.ca
Richard Haworth
Minerals and Metals Sector
Natural Resources Canada
580 Booth Street
Ottawa, Ontario K1A 0E4
SUMMARY
Article 76 of the United Nations Convention on the Law of the Sea allows
Canada to establish sovereignty over resources of the seabed beyond the
customary 200 nautical mile limit, when certain bathymetric and geological
criteria are satisfied. This paper outlines the procedures for meeting
those criteria, and describes the mutual benefits that can accrue to the
earth sciences and the Law of the Sea through programs for collecting and
analyzing the necessary data. In the Atlantic and Arctic oceans, this work
could allow Canada to extend energy and mineral jurisdiction into seabed
areas that approach the size of the three Prairie Provinces combined.
RÉSUMÉ
L’article 76 de la Convention des Nations Unies sur le droit de
la mer permet au Canada d’établir sa souveraineté sur les
ressources des fonds marins au-delà de la limite bien connue des
200 miles nautiques, sous réserve de certains critères
bathymétriques et géologiques. Le présent article
décrit les procédures auxquelles il faut se plier, de même
que les retombées positives qui découlent de la cueillette
et l’analyse des données nécessaires, autant pour les
sciences de la Terre que pour le droit de la mer. En ce qui a trait aux
océans Atlantique et Arctique, le Canada pourrait voir sa juridiction
s’appliquer à un territoire dont la dimension correspondrait
à peu près à l’étendue des trois provinces
des Prairies ensembles.
The Earth and its People: Repairing
Broken Connections
Godfrey S. Nowlan
Geological Survey of Canada
3303 - 33 Street N.W.
Calgary, Alberta T2L 2A7
gnowlan@nrcan.gc.ca
SUMMARY
Humans are losing touch with the Earth. They tend to ignore the strong
linkages between earth resources and the level of civilization they enjoy.
They also tend to ignore the forces of earth processes, rendering themselves
insensitive to natural processes and hazards. The disconnection is strongest
in the developed, first world of which Canada is a part. Earth scientists
hold the key knowledge to repair this disconnection between the Earth and
its people. It is critical that we place more of a social context on earth
science, especially as it is communicated to the public. We need to re-establish
the connections between our well-being and the earth resources that make
it possible. We also need to educate society about how Earth processes
affect our everyday life. By the same token, we also need to elaborate
more of the social context of earth sciences to students of earth sciences.
Résumé
Les humains perdent de plus en plus contact avec la Terre. Ils ont
tendance à oublier les liens importants qui existent entre les ressources
de la Terre et le niveau de vie dont ils jouissent. Ils ont aussi tendance
à ignorer les grandes forces des mécanismes terrestres en
jeu, ce qui les rend inconscients des processus et des dangers ambiants.
Cette inconscience est d’autant plus prononcée que le pays est développé
et, le Canada est l’un des premiers pays de la liste. Les géoscientifiques
détiennent le savoir clé permettant de rétablir la
conscience des liens existant entre la Terre et ses habitants. Il est crucial
que nous fassions l’effort de mieux situer les sciences de la Terre dans
leur contexte social, particulièrement à l’occasion de communications
à l’intention du grand public. Il est impérieux que nous
réussissions à re-démontrer l’existence des liens
entre notre bien-être, et les ressources terrestres dont il est issu.
Il est également nécessaire que nous instruisions la société
sur le mode de fonctionnement des processus terrestres qui affectent
quotidiennement nos vies. Par la même occasion, nous devons
insister davantage auprès des étudiants sur les applications
sociales des connaissances géoscientifiques.
Deep Ocean Mining
S.D. Scott
Scotiabank Marine Geology Research Laboratory
Department of Geology
University of Toronto
Toronto, Ontario M5S 3B1
scottsd@geology.utoronto.ca
… in the ocean depths, there exist mines of zinc, iron, silver and gold
which would be quite easy to exploit
Jules Verne, 1870
Twenty Thousand Leagues Under the Sea
SUMMARY
Earth’s deep ocean beyond the continental rises at depths greater than
approximately 1000 m constitutes about half of the surface area of the
planet and hosts several mineral resources that have been or are soon to
be investigated for commercial recovery. These include manganese nodules
(copper, nickel, cobalt), manganese crusts (cobalt, platinum group elements),
and polymetallic sulphides (copper, zinc, lead, silver, gold, barium).
Polymetallic sulphides, formed by hydrothermal venting on the sea floor,
are widespread in a variety of geological settings, including off Canada’s
west coast. Some deposits, such as the Atlantis II Deep in the Red Sea
that contains 94 million metric tons, rival the size of analogous "giant"
ore bodies on land although most marine deposits are very much smaller.
Two entrepreneurial companies have taken aim at recovering these deposits
and one, Nautilus Minerals, holds an exploration licence over large areas
offshore of Papua New Guinea. The environmental consequences of mining
the polymetallic sulphides are not well known but there is evidence that
ocean mining may actually be less deleterious to the planet than land mining.
Canadians are in a good position to play a major role in this new industry.
RÉSUMÉ
Les profondeurs marines qui s’étendent au delà des
talus continentaux et qui forment plus de la moitié de la surface
de la planète, renferment nombres de ressources minérales
qui ont déjà été explorées ou le seront
prochainement dans une optique d’exploitation commerciale. Ces ressources
minérales comprennent des nodules de manganèse (cuivre, nickel,
cobalt), des croûtes de manganèse (cobalt, éléments
du groupe du platine), ainsi que des concentrations de sulfures polymétalliques
(cuivre, zinc plomb, argent, or, baryum). Les sulfures polymétalliques
formés par des exhalations hydrothermales sur fond marin sont communs
et présents dans une variété de contextes géologiques
différents, dont la bordure marine de la côte ouest canadienne.
Bien que certains gîtes, tel le gîte Atlantis II Deep de la
mer Rouge qui renferme 94 millions de tonnes métriques de minerai
se compare aux gîtes continentaux géants, la plupart
sont beaucoup plus petits. Deux sociétés entreprenantes entendent
exploiter ces gisements, et l’une d’elles, Nautilus Minerals détient
un permis d’exploration couvrant de grandes portions de l’offshore
de la Nouvelle-Guinée. Les effets environnementaux de l’exploitation
minière de gîtes de sulfures polymétalliques
ne sont pas bien connus, mais il y a raison de croire que l’exploitation
minière en milieu marin serait moins néfaste que sa contrepartie
sur terre. Les Canadiens sont bien placés pour jouer un rôle
majeur dans cette nouvelle industrie.
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