Desentrañar la materia orgánica disuelta en el drenaje de la mina de carbón china: composiciones, fuentes e...

Área de la Ciencia:

• Química del medio ambiente Química del medio ambiente
• La geoquímica orgánica es la geoquímica orgánica.
• La hidrogeología es la hidrogeología.

Sus antecedentes:

• La materia orgánica disuelta (DOM) en el drenaje de la mina de carbón (CMD) es un factor clave en los riesgos ambientales planteados por los elementos potencialmente tóxicos (PTEs).
• Comprender la composición del DOM y su interacción con las PTE es crucial para gestionar los impactos ambientales en las regiones carboníferas.

Objetivo del estudio:

• Para clasificar CMD hidrogeoquímicamente y analizar la composición de DOM utilizando multi-espectroscopia.
• Investigar la relación entre las características de DOM, el enriquecimiento de PTE y los factores ambientales.
• Para aclarar los conocimientos a nivel molecular sobre la transformación DOM y la reactividad en CMD.

Principales métodos:

• Clasificación hidrogeoquímica de 37 muestras de CMD.
• Análisis multiespectroscópico del DOM.
• Análisis de redundancia (RDA) para identificar los impulsores de la variación espectral DOM.
• Modelado XGBoost-SHAP para predecir la reactividad molecular.

Principales resultados:

• Las muestras de CMD se clasificaron en tres tipos, con la Categoría II que muestra un enriquecimiento severo de PTE (por ejemplo, Fe, Tl).
• El DOM era principalmente derivado de la lignina, con variaciones en componentes derivados de microbios, aromaticidad y peso molecular en todas las categorías.
• El bario (Ba) fue identificado como un factor importante de la variación espectral DOM.
• Las vías de transformación DOM derivadas del carbón incluían descarboxilación y adición de oxígeno, influenciadas por estados reducidos.
• El estado nominal de oxidación del carbono y la relación O/C fueron predictores clave de la reactividad molecular.

Conclusiones:

• La composición de DOM en CMD está significativamente controlada por factores hidrogeoquímicos y ambientales, lo que indica fuentes autóctonas y una débil humificación.
• El carbón es una fuente importante de DOM en CMD, con lignina y compuestos CHO dominantes.
• La comprensión a nivel molecular de la reactividad DOM es esencial para una gestión ambiental efectiva en las áreas de minería de carbón.