Quantification of coal in the colombian caribbean beaches (department of magdalena)

Abstract

ABSTRACT To quantify the percentage of unburnt coal in beach sediments from the department of Magdalena,(Colombia) a simple procedure was devised to separate the sediment mineral phases according to their density. Sediments were collected from six beaches, at two tidal heights, in November 2012 and February 2013, before and after a spill from a coal barge that occurred on 12 January 2013. Sediments were dried, suspended in an aqueous solution of sodium polytungstate (density: 2.0 g•cm-3) and centrifuged. Because coal has a lower density (1.2-1.9 g•cm-3) than other inorganic minerals and rocks, any coal particle present in a sample concentrated in the suspended fraction, whereas more dense particles settled. To remove organic matter not corresponding to coal, the light fraction was subsequently subjected to a weak oxidation with hydrogen peroxide. To estimate an upper limit for any coal present, weight loss on ignition at 550 °C was determined for whole sediments. For the six beaches examined, the maximum weight loss on ignition was 2.4 % and the weight percentage of the light fraction (with a density 3 g•cm-3, which comprise between 10-70 % of the total sediment dry weight. RESUMEN Con el fin de cuantificar el porcentaje de carbón mineral en playas del departamento del Magdalena, (Colombia) se llevó a cabo un procedimiento sencillo para separar el sedimento en fracciones sedimentológicas de acuerdo a su densidad. Se utilizaron sedimentos provenientes de seis playas del departamento colectadas de dos niveles mareales en noviembre de 2012 y febrero de 2013, antes y después de un derrame de una barcaza de carbón, que ocurrió el 12 de enero de 2013. Los sedimentos fueron secados, suspendidos en una solución de sodio politungstato (densidad: 2,0 g·cm-3) y centrifugados. Ya que el carbón tiene una densidad menor (1,2-1,9 g·cm-3) que otros minerales inorgánicos, cualquier partícula de carbón presente en una muestra se concentró en la fracción ligera, mientras que las partículas más densas se sedimentaron. Para eliminar materia orgánica no correspondiente a carbón mineral, se sometió la fracción ligera después a una oxidación leve con peróxido de hidrógeno. Adicionalmente, para estimar un límite máximo del contenido de carbón mineral, se determinó la pérdida de peso de sedimentos enteros a partir de combustión a 550 °C. En las seis playas evaluadas, la pérdida máxima de peso por combustión fue de 2,4 % y el porcentaje máximo de la fracción ligera (densidad and lt; 2 g·cm-3) y resistente a oxidación por H2O2 fue de 0,07 % para noviembre 2012 y el 0.02 % para febrero 2013. No se observaron diferencias significativas en el porcentaje de carbón mineral entre los dos muestreos, sugiriendo que el derrame de carbón que ocurrió en el área en enero 2013 no resultó en un aumento del carbón en las playas, muy probablemente debido a la baja densidad que caracteriza al carbón. Se concluye que el porcentaje de carbón en todas las playas examinadas es menor al 0,1 % y que el aspecto negro en los sedimentos se debe a minerales inorgánicos, poco combustibles a 550 °C, con densidad and gt;3 g·cm-3 y que constituyen entre 10 y 70 % del peso seco total de las muestras.