O presente trabalho avaliou a variabilidade espacial e temporal de ácidos húmicos (HA) e proteínas (PROT), em uma grande lagoa rasa subtropical. Para tanto, foi usado Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência por Exclusão de Tamanho (HPLC-SEC). Foram incluídas como variáveis explanatórias, carbono orgânico dissolvido (COD), nitrogênio total (NT), nitrogênio total dissolvido (NTD), cor, pH e temperatura. A área de estudo foi a Lagoa Mangueira, uma grande lagoa rasa oligo-mesotrófica inserida ao Sistema Hidrológico do Taim – SHT. As amostras foram coletadas em quatro campanhas, durante o ano de 2010, em dezenove pontos diferentes, compreendendo as zonas litorâneas e pelágica, localizadas no sul, centro e norte da lagoa. Resultados indicaram que a Lagoa Mangueira apresenta heterogeneidade temporal interanual em relação a estas variáveis, ao mesmo tempo que possui um perfil longitudinal homogêneo, não evidenciando um arranjo espacial definido. / The present work evaluated spatial and temporal variability of humic acids (HA) and proteins (PROT) in a large subtropical shallow lake. For this purpose, High Performance Liquid Chromatograph by Size Exclusion (HPLC-SEC) was used. Dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), total dissolved nitrogen (TDN), color, pH and temperature were included as explanatory variables. The study area was Mangueira lake, a large shallow oligo-mesotrophic lake located into the Taim Hydrological System. The samples were collected in four samplings during the year 2010 at nineteen different points, including the littoral and pelagic zones, located in the south, center and north of the lake. Results showed that the Mangueira lake presents interannual temporal heterogeneity in relation to these variables, at the same time that it has a homogeneous longitudinal profile, not evidencing a defined spatial arrangement.

Matéria orgânica natural (MON) é uma complexa matriz de compostos orgânicos originados de fontes naturais que estão presentes nas bacias hidrográficas e dentro dos corpos hídricos. MON é comprovado precursor de subprodutos da desinfecção (SPD), além de afetar processos de tratamento de água tais como coagulação, desinfecção, oxidação, adsorção em carvão ativado e filtração em membranas. Por estas razões, a redução da MON no tratamento de água para consumo humano é importante. Muitos métodos têm sido utilizados para caracterizar e quantificar a MON. Entre os métodos usados se encontram a adsorção em resinas e parâmetros de massa. Carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), absorção à luz ultravioleta (UV254) e absorbância específica de luz ultravioleta (AEUV) são usualmente utilizados como parâmetros de massa. O fracionamento rápido é uma técnica que usa diferentes resinas para separar frações da MON. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar a matéria orgânica dissolvida usando o método do fracionamento rápido e os parâmetros COD, UV254 e AEUV em processos de tratamento de água para consumo humano. Também foram analisados turbidez, cor, pH e alcalinidade. Foram avaliados os efeitos dos processos de coagulação, sedimentação, filtração em filtro de areia e adsorção em carvão ativado granular (CAG) nas frações que formam a MON. As amostras de água foram coletadas em estação de tratamento de água da cidade de Porto Alegre, RS. Os valores de turbidez, cor, pH, alcalinidade, UV254 e COD reduziram-se ao longo dos processos de tratamento, enquanto que a AEUV aumentou na sequência dos processos. Os valores de absorção de UV254 decresceram à medida que as amostras passavam através das distintas resinas do fracionamento rápido (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). Estas frações tiveram reduções importantes em todas as amostras. Os AMH decresceram de 2,29 mg/L COD na água bruta para 0,25 mg/L COD no efluente da coluna de carvão ativado, enquanto que os ALH reduziram de 1,29 mg/L na água bruta para 0,22 mg/L no efluente do filtro de CAG. As concentrações observadas de matérias hidrofílicas carregadas (MHC) (ex., proteínas) e hidrofílicas neutras (MHN) (ex., carboidratos) foram próximas a zero em todas as amostras. Foi possível concluir que os processos de tratamento afetam a distribuição de frações da MON presente na água. / Natural organic matter (NOM) is a complex matrix of organic compounds originated from natural sources that are present in the watershed and in within water bodies. NOM is a known precursor of disinfection byproducts (DBP) and affects drinking water treatment processes such as coagulation, disinfection, oxidation, carbon adsorption and membrane filtration. For these reasons, the reduction of NOM in water treatment is important. Many methods have been used to characterize and quantify NOM, among them, the resin adsorption and the mass parameters methods. The latter include total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorption at 254 nm (UV254), and specific UV absorption (SUVA). Rapid fractionation is one of the resin adsorption methods. This study has as objective the characterization of dissolved organic matter using rapid fractionation and the parameters DOC, UV254 and SUVA in drinking water treatment processes. Turbidity, color, pH and alkalinity were also analyzed. It was evaluated the effect of coagulation, sedimentation, filtration in sand filter and granular activated carbon (GAC) adsorption in the fractions that form NOM. Samples were collected in a drinking water treatment plant in the city of Porto Alegre, RS. Values of turbidity, color, pH, alkalinity, UV254 and DOC decreased along treatment, while values of SUVA increased. UV254 reduced as the samples passed through the distinct resins used for rapid fractionation (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). The main fraction of DOC in samples was very hydrophobic acids (VHA) (as humic acids) followed by slightly hydrophobic acids (SHA) (as fulvic acids). These fractions had major reductions as the samples run through the resins. VHA decreased from 2,29 mg/L COD in raw water to 0,25 mg/L COD in activated carbon column effluent, while SHA decreased from 1,29 mg/L in raw water to 0,22 mg/L in GAC filter effluent. Charged hydrophilic matters (CHA) (as proteins) and hydrophilic neutral (NEU) (as carbohydrates) were observed at concentrations next to zero in most samples. It was possible to conclude that drinking water treatment processes affect the fraction distribution of NOM in water.

O presente trabalho avaliou a variabilidade espacial e temporal de ácidos húmicos (HA) e proteínas (PROT), em uma grande lagoa rasa subtropical. Para tanto, foi usado Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência por Exclusão de Tamanho (HPLC-SEC). Foram incluídas como variáveis explanatórias, carbono orgânico dissolvido (COD), nitrogênio total (NT), nitrogênio total dissolvido (NTD), cor, pH e temperatura. A área de estudo foi a Lagoa Mangueira, uma grande lagoa rasa oligo-mesotrófica inserida ao Sistema Hidrológico do Taim – SHT. As amostras foram coletadas em quatro campanhas, durante o ano de 2010, em dezenove pontos diferentes, compreendendo as zonas litorâneas e pelágica, localizadas no sul, centro e norte da lagoa. Resultados indicaram que a Lagoa Mangueira apresenta heterogeneidade temporal interanual em relação a estas variáveis, ao mesmo tempo que possui um perfil longitudinal homogêneo, não evidenciando um arranjo espacial definido. / The present work evaluated spatial and temporal variability of humic acids (HA) and proteins (PROT) in a large subtropical shallow lake. For this purpose, High Performance Liquid Chromatograph by Size Exclusion (HPLC-SEC) was used. Dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), total dissolved nitrogen (TDN), color, pH and temperature were included as explanatory variables. The study area was Mangueira lake, a large shallow oligo-mesotrophic lake located into the Taim Hydrological System. The samples were collected in four samplings during the year 2010 at nineteen different points, including the littoral and pelagic zones, located in the south, center and north of the lake. Results showed that the Mangueira lake presents interannual temporal heterogeneity in relation to these variables, at the same time that it has a homogeneous longitudinal profile, not evidencing a defined spatial arrangement.

Matéria orgânica natural (MON) é uma complexa matriz de compostos orgânicos originados de fontes naturais que estão presentes nas bacias hidrográficas e dentro dos corpos hídricos. MON é comprovado precursor de subprodutos da desinfecção (SPD), além de afetar processos de tratamento de água tais como coagulação, desinfecção, oxidação, adsorção em carvão ativado e filtração em membranas. Por estas razões, a redução da MON no tratamento de água para consumo humano é importante. Muitos métodos têm sido utilizados para caracterizar e quantificar a MON. Entre os métodos usados se encontram a adsorção em resinas e parâmetros de massa. Carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), absorção à luz ultravioleta (UV254) e absorbância específica de luz ultravioleta (AEUV) são usualmente utilizados como parâmetros de massa. O fracionamento rápido é uma técnica que usa diferentes resinas para separar frações da MON. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo geral caracterizar a matéria orgânica dissolvida usando o método do fracionamento rápido e os parâmetros COD, UV254 e AEUV em processos de tratamento de água para consumo humano. Também foram analisados turbidez, cor, pH e alcalinidade. Foram avaliados os efeitos dos processos de coagulação, sedimentação, filtração em filtro de areia e adsorção em carvão ativado granular (CAG) nas frações que formam a MON. As amostras de água foram coletadas em estação de tratamento de água da cidade de Porto Alegre, RS. Os valores de turbidez, cor, pH, alcalinidade, UV254 e COD reduziram-se ao longo dos processos de tratamento, enquanto que a AEUV aumentou na sequência dos processos. Os valores de absorção de UV254 decresceram à medida que as amostras passavam através das distintas resinas do fracionamento rápido (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). Estas frações tiveram reduções importantes em todas as amostras. Os AMH decresceram de 2,29 mg/L COD na água bruta para 0,25 mg/L COD no efluente da coluna de carvão ativado, enquanto que os ALH reduziram de 1,29 mg/L na água bruta para 0,22 mg/L no efluente do filtro de CAG. As concentrações observadas de matérias hidrofílicas carregadas (MHC) (ex., proteínas) e hidrofílicas neutras (MHN) (ex., carboidratos) foram próximas a zero em todas as amostras. Foi possível concluir que os processos de tratamento afetam a distribuição de frações da MON presente na água. / Natural organic matter (NOM) is a complex matrix of organic compounds originated from natural sources that are present in the watershed and in within water bodies. NOM is a known precursor of disinfection byproducts (DBP) and affects drinking water treatment processes such as coagulation, disinfection, oxidation, carbon adsorption and membrane filtration. For these reasons, the reduction of NOM in water treatment is important. Many methods have been used to characterize and quantify NOM, among them, the resin adsorption and the mass parameters methods. The latter include total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorption at 254 nm (UV254), and specific UV absorption (SUVA). Rapid fractionation is one of the resin adsorption methods. This study has as objective the characterization of dissolved organic matter using rapid fractionation and the parameters DOC, UV254 and SUVA in drinking water treatment processes. Turbidity, color, pH and alkalinity were also analyzed. It was evaluated the effect of coagulation, sedimentation, filtration in sand filter and granular activated carbon (GAC) adsorption in the fractions that form NOM. Samples were collected in a drinking water treatment plant in the city of Porto Alegre, RS. Values of turbidity, color, pH, alkalinity, UV254 and DOC decreased along treatment, while values of SUVA increased. UV254 reduced as the samples passed through the distinct resins used for rapid fractionation (DAX-8, XAD-4 e IRA-958). The main fraction of DOC in samples was very hydrophobic acids (VHA) (as humic acids) followed by slightly hydrophobic acids (SHA) (as fulvic acids). These fractions had major reductions as the samples run through the resins. VHA decreased from 2,29 mg/L COD in raw water to 0,25 mg/L COD in activated carbon column effluent, while SHA decreased from 1,29 mg/L in raw water to 0,22 mg/L in GAC filter effluent. Charged hydrophilic matters (CHA) (as proteins) and hydrophilic neutral (NEU) (as carbohydrates) were observed at concentrations next to zero in most samples. It was possible to conclude that drinking water treatment processes affect the fraction distribution of NOM in water.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-06-07T18:11:24Z No. of bitstreams: 1 Tese Rut Díaz.pdf: 2159528 bytes, checksum: 159d73b33fae80ff4ee36bea4366ea74 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T18:11:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Rut Díaz.pdf: 2159528 bytes, checksum: 159d73b33fae80ff4ee36bea4366ea74 (MD5) / Fundação de Amparo a Pesquisa do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Petrobras/CENPES / Agência Nacional do Petróleo / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do enxofre, operacionalmente definidas como acid - volatile sulfufide (AVS) e chromium -reducible sulfur (CRS),a composição isotópica ( δ 34 S) do sulfat o da água intersticial, do CRS, e das frações orgânicas (ácidos húmicos, ácid os fúlvicos e resíduo orgânico) para avaliar a diagênese do enxofre ao longo do Holoceno (últimos 12.000 anos cal AP) no Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) . Também foi usada a morfologia da pirita, considerando a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com o objetivo de inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro perfis sedimentares cur tos (b ox - cores ) e três longos ( kullembers ) em um gradiente “cross - shelf” na plataforma continental de Cabo Frio. A razão C/N e o a composição isotópica ( δ 13 C) da matéria orgânica reflete uma fonte marinha durante a diagênese recente. As diferentes caracter ísticas morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambói des evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre , devido as condições de deposição do ambiente as quais favorecem a re - oxidação do sulfeto de hidrogênio. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis apresenta um valor médio de +23‰, e não foi observado um fracionamento isotópico com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando a diagênese do sulfato em um sistema aberto e baixas taxas de sulfato redução. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34 S ( - 45‰ até - 25 ‰), indicando reações de re - oxidação no ciclo do enxofre. A composição isotópica das espécies orgânicas do enxofre apresenta um enrique cimento em 32 S quando comprados com o sulfato da água intersticial , e isotopicamente pesadas comparadas com a pirita. O incremento na razão S/C dos ácidos húmicos e o empobrecimento do sinal isotópico em 34 S com o avanço da profundidade indicam a captura d o enxofre de origem diagenético pela matéria orgânica. Um balanço de massa isotópico indica a predominância de uma fonte biossintética nos ácidos húmicos e diagenética nos ácidos fúlvicos, estes resultados guardam relação com a reatividade da matéria orgân ica em cada fração. No gradiente “cross - shelf” as frações orgânicas da plataforma média apresentam os menores conteúdo de enxofre biossíntetico, indicando a presença de matéria orgânica mais reativa. Estes resultados indicam que a sulfurização da matéria o rgânica e a cumulação de pirita em Cabo Frio foi favorecida pelo ciclo re - oxidativo do enxofre devido a intensas condições óxicas na coluna de água. O processo de diagênese do enxofre ao longo do Holoceno não guarda relação aparente com as mudanças oceanog ráficas registrada na área de estudo, assim sendo, adinâmica do enxofre esteve relacionada com a intensidade dos processos de diagênese / Four box-corer and tree kullemberg were collected in a cross - shelf gradient in the continental shelf of Cabo Frio. The box-corer were used to evaluated the sulfurization of the organic matter during the early diagenesis and also, study the pyrite morphology and size distribution of framboids by scanning electron microscopy (SEM) to infer the oxidation state of the environment during the early diagenesis. This study uses the inorganic geochemistry of reduced sulfur species operationally defined as acid-volatile sulfufide (AVS) and chromium - reducible sulfur (CRS), the isotopic composition ( δ 34 S) of pore water sulfate, CRS, and the isotopic composition of difference organic fraction (humic acids, fulvic acids and organic residue to evaluated the sulfur diagenesis during the Holocene (last 12000 years cal AP) in the upwelling system of Cabo Frio. Carbon stable isotopes signatures and C/N ratios of total organic matter evidence a marine source during the early diagenesis. The observed increase in the atomic S/C ratios and t he 34 S depletion in humic acids with increasing depth evidence the diagenetic uptake of reduced sulfur species by organic matter during the early diagenesis. The different morphological characteristics observed, such as surface oxidation in the microcrysta ls, the processes of secondary growth and poliframboides found, as well as the variability in the framboids diameters distribution, show the formation under highly dyna mic redox condition. In the sedi m e nts from the Holocene the COT/CRS ratio indicates that the limiting factor for the pyrite formation is the sulfur. The isotopic composition of sulfate is around +23 ‰ , and without fractionation of sulfate with respect to sea water (21 + ‰) indicating a sulfur diagenesis in a open system and a low net sulfate r eductions. The isotopic composition of the CRS is highly depleted ( - 45 ‰ to - 35‰), indicating oxida tion reactions in the cycle of sulfur . The stable sulfur isotope composition of the organic fractions ( humic acids, fulvics acids and organic res idue ) was sub stantially enriched in 32 S when compared to bottom and pore water sulfate (δ 34 S SO4 2 - ~ +23‰), but isotopically heavier than the co - existing pyrite ( δ 34 S CRS = - 45‰ to - 35‰). The 34 S depletion in humic acids, fulvis acids and in the organic residue with increasing depth evidence the diagenetic uptake of reduced sulfur species by organic matter. A sulfur isotope mass balance indicated a predominance of biogenic sulfur in humic acids and in the organic residue, while the fulvic acids has a predominance of d iagenetic sulfur. In cross - shelf gradient, the organic fractions from the middle shlelf have the lower proportion on biosynthetic sulfur, indicating the presence of more reactive matter. The results evidenced that the sulfurization of organic matter and th e p yrite accumulation in the Cabo F rio sediments was favored by the sulfur re - oxidative cycling due to the intense oxic water conditions . The diageneses process in the sulfur cycle during the Holocene in sediments from the continental shelf don’t have rela tion with the changes in the oceanography conditions. The process of diagenesis of sulfur seem to be a continuous process