A presença de substâncias húmicas na água de abastecimento tem recebido a atenção de diversos pesquisadores nas últimas décadas, pois pode gerar subprodutos ao ser exposta a agentes oxidantes e desinfetantes. A filtração em múltiplas etapas (FiME) se apresenta como uma alternativa para realizar o tratamento de água de comunidades de pequeno porte, entretanto, a eficiência quanto à remoção de cor verdadeira associada ao carbono orgânico dissolvido ou às substâncias húmicas, tem sido questionada ou relatada como baixa. A filtração lenta com pré-ozonização vem sendo utilizada, pois o ozônio atua nas moléculas da matéria orgânica, aumentando sua biodegradabilidade e seus subprodutos desaparecem logo após a aplicação. A aplicação conjunta do ozônio e peróxido de hidrogênio, tem o objetivo de produzir espécies com radicais livres, de vida curta, que sejam altamente reativos e possam oxidar a maior parte das substâncias presentes na água natural. A presente pesquisa avaliou a remoção de substâncias húmicas na filtração lenta, utilizando para essa avaliação parâmetros indiretos como cor verdadeira, absorvância 254 nm e carbono orgânico dissolvido. Foram realizados cinco ensaios utilizando quatro filtros lentos, sendo dois com camada de carvão ativado granular (CAG), em que foram ensaiadas várias alternativas de pré-oxidação com ozônio e peróxido de hidrogênio. Obteve-se, como principal conclusão, que os filtros lentos com CAG, precedidos de oxidação com ozônio e depois peróxido de hidrogênio, em dosagens adequadas, apresentaram remoção média de cor verdadeira de 64% da cor inicial. Concluiu-se, também, que o peróxido de hidrogênio afeta o desenvolvimento da camada biológica, interferindo no desenvolvimento da perda de carga, na remoção de turbidez e na remoção de substâncias húmicas. / The presence of humic substances in the water of supply has been received attention of several researchers in the last decades, because it can generate by-products when being exposed to oxidants and disinfectant. The multistage filtration (FiME) is an alternative considered to achieve water treatment for small size rural communities, however, the efficiency with relationship to the removal of true color associated to the dissolved organic carbon or to the humic substances, it has been questioned or reported as low. The slow filtration with pre-ozonation is being used, since the ozone acted in the molecules of the organic matter of high molecular weight, increasing its biodegradability and by-products disappear soon after the application. The combined application of the ozone and hydrogen peroxide have the objective of producing species with free radicals, of short-lived, that are highly reagents and can oxidize most of the present substances in the natural water. The present research it evaluated the removal of humic substances in the slow sand filtration, using for that evaluation indirect parameters as true color, absorbance 254 nm and dissolved organic carbon. Five experiments were realized using four slow filters, being two with layer of activated carbon to granulate (CAG), in that several pre-oxidation alternatives were rehearsed with ozone and peróxido of hydrogen. It was obtained, as main conclusion that the slow filters with CAG preceded ofoxidation with ozone and hydrogen peroxide, in appropriate dosagens, presented medium removal of true color of 64% of the initial color. It was also concludes that the hydrogen peroxide interferes the development of the biological layer, interfering in the development of the loss of head, in the turbidity removal and in the removal of humic substances.

A definição mais amplamente aceita estabelece que compostagem é a decomposição controlada, exotérmica e bioxidativa de materiais de origem orgânica por microorganismos autóctones, num ambiente úmido, aquecido e aeróbio, com produção de dióxido de carbono, água, minerais e uma matéria orgânica estabilizada, definida como composto. Em função do potencial inerente aos compostos orgânicos tem-se observado sua crescente utilização na agricultura, tomando lugar dos fertilizantes minerais. Devido à disponibilidade e baixo custo na região de São Carlos-SP, os compostos a serem utilizados foram provenientes de resíduos de poda de árvores, bagaço de laranja, torta de filtro e esterco bovino. A humanidade produz uma grande quantidade de tipos de resíduos, os quais podem ser utilizados como matéria-prima no processo de compostagem. A poda de árvores é um resíduo facilmente encontrado tanto na zona rural como nas cidades, sendo geralmente descartada. Nas cidades este descarte pode se tornar um problema, na medida em que aumenta o volume de lixo produzido, sobrecarregando os depósitos ou aterros sanitários. O bagaço de laranja é o principal subproduto da indústria de processamento de citrus, correspondendo a cerca de 45% da massa total da fruta e pode se tornar um grande problema para indústria, pois se deteriora muito rápido durante a estocagem. A torta de filtro é um resíduo proveniente da indústria sucroalcooleira e é obtido do processo de clarificação do caldo de cana. O esterco bovino é um resíduo amplamente usado in natura como adubo orgânico, porém, o processo de compostagem torna-o mais estável e otimiza suas propriedades fertilizantes. De maneira geral, a influência dos compostos orgânicos na produção vegetal e na fertilidade do solo requer mais estudos devido à complexidade dos agroecossistemas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência de diferentes compostos orgânicos nas doses selecionadas, na produção da planta medicinal Ocimum selloi Benth em um solo tropical arenoso (Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, coletado na Fazenda Canchin, na região de São Carlos-SP), em comparação com fertilizante mineral. Para observar os efeitos da adubação orgânica ou mineral foram analisados os ácidos húmicos extraídos dos solos utilizando espectroscopia na região do infravermelho próximo com transformada de Fourier, fluorescência e análise elementar. Para a análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser e espectrsocopia na região do infravermelho médio. Também foram realizadas análises de fertilidade do solo e do tecido vegetal, bem como analíses para avaliação do desenvolvimento vegetal. A análise estatística dos dados (Análise de Componetes Principais) de fertilidade do tecido vegetal e do solo, e dos dados de NIRS, mostraram uma separação dos tratamentos em dois grupos. Foi possível verificar que o tratamento L2 foi o mais próximo do tratamento com adubação mineral, enquanto que os tratamentos L1, L3 e L4 ficaram mais próximos ao tratamento referência (sem adubação). Esses resultados são condizentes com o diagnóstico nutricional das plantas pelo método visual, além de serem similares com as análises químicas e espectroscópicas feitas por Fialho et al. (2010). Experimentos de infravermelho com transformada de Fourier forneceram espectros com bandas características de grupos alifáticos para o ácido húmico extraído do lodo, comprovando seu alto grau de alifaticidade. Dados de fluorescência utilizando diferentes metodologias e fluorescência induzida por laser, de amostras de solo intacto, apresentaram comportamento similar. É importante salientar, que de maneira geral, o tratamento L2 (adubação com composto que possue como material de partida esterco bovino e poda de árvores) é o mais similar ao fertilizante mineral, podendo trazer maiores benefícios quando aplicados ao solo em questão. De modo geral constata-se a viabilidade do uso de compostos orgânicos como alternativa ao uso de fertilizantes minerais, contudo o manejo e as implicações na nutrição de plantas e a plena produtividade das culturas ainda representa desafio importante para as pesquisas. / The most widely accepted definition about composting is that it is a controlled exothermic and bioxidative decomposition of organic materials by autochthonous microorganisms, resulting in a wet, warm and aerobic environment, with production of carbon dioxide, water, minerals and, a stabilized organic matter, defined as compost. Due to the availability and low cost in the region of São Carlos-SP, the organic composts used came from waste of tree pruning, orange bagasse, filter cake and manure. The humanity produces a lot of kinds of residues which can be use as raw material in composting production. Pruning trees is a waste easily found in both rural and urban areas, and they are generally discarded. In the cities, this disposal may become a problem, because it increases the volume of produced waste, overloading quickly deposits or landfills. The orange peel is the main by-product of citrus industry, representing about 45% of the total weight of the fruit and it can becomes a major problem for industry, because it deteriorates very rapidly during storage. The filter cake is a residue from the ethanol industry and is obtained from the solid precipitate from the sugarcane juice clarification (to produce sugar or ethanol) and, the boiler ash. The bovine manure is a waste widely used in natura as organic fertilizer however; the composting process makes it more stable and enhances its fertilizing properties. In general, the influence of organic composts in plant production and soil fertility requires more studies due to the complexity of agroecosystems. The objective of this work was to evaluate the influence of different composts and selected doses, on the production of the medicine plant Ocimum selloi Benth in a tropical sandy soil (colleted at Canchin Farm in the region of the city of São Carlos, São Paulo state), in comparison to mineral fertilizer. The studies showed differences between composts applied in the soil. Non-additional application of mineral fertilizers was done. The results were compared with the former ones observed by Fialho et al. (2010), using chemical and spectroscopic methods to evaluate the compost humification. Analysis of fertility of the soils under organic composts application or not, analysis of fertility of plant tissues (leaves) and analysis for evaluation of plant development were done to evaluate the performance of the tested treatments (L1, L2, L3 and L4). In order to observe the effects of the composts addition, the humic acids extracted from soils were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), fluorescence spectroscopy and elementar analysis. To analyse the intact soil laser induced fluorescence (LIF) and near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was used. The results obtained with Principal Component Analysis (PCA) of fertility analysis of plant tissues and soils and NIRS, showed the treatments were separated into two main clusters. It was possible to verify the treatment called L2 and were nearest to commercial treatment (mineral fertilizer) and in the L1, L3 and L4 were nearest to the reference samples. These results are consistent with the nutritional diagnosis of plants by the visual method, and are similar to the chemical and spectroscopic analysis made by Fialho et al. (2010).The results obtained by Fourier transformed infrared showed spectra with characteristic bands from aliphaticity groups for humic acid from organic composts, confirming their high aliphacitity degree. Data from fluorescence utilizing different methodologies and laser induced fluorescence, from intact soil, showed similar results. Importantly, that in general, treatment L2 is most similar to mineral fertilizer, and can bring greater benefits when applied to the soil in question. Overall it appears the feasibility of using organic composts as an alternative to the use of mineral fertilizers, but management and the implications for plant nutrition and optimum crop yield still represents an important challenge for research.

Uma das alternativas encontradas para a reutilização de efluentes de esgotos tratados é o emprego deste material na agricultura como adubo orgânico, podendo substituir total ou parcialmente a adubação mineral. Essa prática, que se constitui de benefícios no que tange à reciclagem de nutrientes, representa uma economia de água no setor agrícola, estimada em cerca de 70% do consumo total no Brasil. Neste trabalho, pretendeu-se investigar o impacto na matéria orgânica do solo, submetido à irrigação com efluente proveniente de um biodigestor anaeróbio. <br />Através da realização de um experimento de campo, sob o cultivo de sorgo, realizou-se a comparação, em relação à matéria orgânica, de amostras de solo que receberam irrigação em dosagens diferenciadas do efluente tratado àquela de um solo \"testemunha\" (branco), o qual recebeu apenas irrigação com água ao longo do experimento e de um solo que recebeu anteriormente adubação convencional, segundo as recomendações do Instituto Agronômico de Campinas (IAC). Estabeleceu-se, ainda, comparações com amostras de solo coletadas na mesma propriedade. Avaliou-se a estabilidade (humificação) da matéria orgânica, como indicadora da capacidade fertilizante do efluente, quando incorporado ao solo. A qualidade do efluente do biodigestor foi acompanhada antes do início do experimento, de modo a verificar suas características principais e particularidades. <br />A utilização de ferramentas como a PCA e planejamento fatorial foi de grande relevância para a análise dos resultados e condução dos experimentos. <br />As técnicas químicas e espectroscópicas mostraram que o benefício proporcionado pela adição de efluente ao solo, mesmo em um experimento de curta duração, pode apresentar alterações, mesmo que não sejam tão pronunciadas. <br />Os resultados obtidos para amostras de ácidos húmicos em relação ao tamanho de partículas evidenciaram um comportamento notado em estudos bastante recentes, em relação à estrutura das substâncias húmicas. / An alternative found for treated sewage effluents reuse is to apply this material in agriculture as a fertilizer, in order to replace totally or partially the mineral fertilizers. This practice, beyond inherent benefits due to nutrients recycling promotes agricultural water reuse, which is responsible of around 70% of the total water consumption in Brazil. In this work, it was intended to investigate the soil organic matter impact, under irrigation using effluent from an anaerobic biodigester. Through a field experiment under \"sorgo\" culture, a comparison was established, related to the soil organic matter, of soil samples that had been applied different treated effluent concentrations to soil samples that received only water (\"testemunha\"- blank) or water and mineral fertilizer according to the Campinas Agronomic Institute recommendations. Other comparisons, among soil samples under citrus culture were also established. The soil organic matter humification was evaluated, as an indication of the effluent fertilizing ability when applied in soil. The biodigester effluent features were checked before the experiment beginning, in order to verify its mais features and particularities. <br />Tools as Principal component Analysis and factorial design were of such relevance for the results analysis and experiments execution. <br />The spectroscopic and chemical techniques showed that the benefits from the effluent addition in soil, even in a short-term experiment, can present changes. <br />The results for the humic acids samples concerning the particles size evidenced the behavior presented in recent studies, related to humic substances structures.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica e reatividade da matéria orgânica do solo (MOS) e substâncias húmicas (SH) em duas situações distintas, no que concerne ao manejo de solo, práticas agroflorestais e condições climáticas, avaliando o potencial de sequestro de C e mitigação de efeitos do aumento do efeito estufa. O estudo foi conduzido em dois campos experimentais, sendo o primeiro, instalado em Beltsville - Maryland, Estados Unidos, sob coordenação do Departamento de Agricultura norte-americano (USDA/ARS), composto por sistemas agrícolas convencionais com manejo mínimo (PC), plantio direto sem manejo (PD) e orgânicos com plantio direto (2, 3 e 6 anos, com adição de esterco aviário). O segundo campo experimental, instalado em Itatinga - São Paulo, Brasil, compreende área de reflorestamento de floresta de eucalipto, em duas fazendas (Entre Rios - ER - e Areona - AN) com perfis de solo diferentes (Latossolo e Neossolo quartzarênico, respectivamente) com e sem adição de biossólido. Para o primeiro campo foram coletadas amostras de solo até 30 cm em 5 incrementos, sendo realizado, em seguida, o fracionamento físico da MOS, em matéria orgânica particulada livre (MOPl) e oclusa (MOPo) para análises de espectroscopia na região do infravermelho (MIR) e pirólise acoplada a GC/MS (PY-GC/MS). Para o segundo campo experimental foram coletadas amostras de solo até 20 cm, seguindo de extração de SH para análises espectroscópicas. No campo experimental americano, observou-se maior teor de C nos sistemas de plantio direto, sobretudo nos sistemas orgânicos, em comparação ao sistema convencional (cerca de 24% de aumento). Os dados obtidos através da espectroscopia de MIR mostraram maiores graus de condensação e hidrofobicidade, influindo em maior humificação e resistência à atividade microbiana para as amostras nos sistemas orgânicos. Os resultados de PY-GC/MS foram analisados por testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney, sendo observada a maior incidência de estruturas moleculares de caráter fenólico aromático em amostras de MOPo para os sistemas orgânicos considerados, e a maior ocorrência de núcleos condensados, oriundos de lignina e outras fontes, ligados a cadeias alifáticas em amostras de MOPl para os mesmos sistemas, em relação aos demais analisados em estudo. Os resultados obtidos para o campo experimental americano ilustrou maior impacto do manejo orgânico do solo, frente aos demais considerados, no que concerne ao potencial acumulo de carbono e incidência de estruturas mais condensadas e de maior recalcitrância. Os dados do segundo campo experimental, em áreas de reflorestamento de eucalipto no estado de São Paulo, demonstraram comportamentos distintos com maior teor de C e menor grau de humificação (cerca de 25 e 30%, respectivamente) para áreas submetidas à adição de biossólido para a fazenda Areona (AN), sendo observado perfil inverso para a fazenda Entre Rios (ER) (decréscimo de cerca de 20% para C e aumento de, aproximadamente, 100% no grau de humificação). Através dos dados obtidos através de espectroscopia de infravermelho, pôde-se observar maiores índices de condensação (grau de humificação), em ambas as fazendas, nas áreas sob adição de biossólido, ao passo que somente na fazenda ER foram observados maiores índices de hidrofobicidade (resistência à degradação microbiana) nestas mesmas áreas. Assim como nos resultados obtidos as amostras de solo intacto, foi observado maior grau de humificação para amostras de AH na fazenda ER, em áreas condicionadas com biossólido, ao passo que menor grau de humificação para as mesmas áreas na fazenda AN. Assim sendo, conforme mencionado, uma das áreas de reflorestamento tratada com biossólido mostrou aumento no teor de carbono no solo (em solo arenoso) e a outra mostrou decréscimo (solo com teor mediano de argila). As análises qualitativas, como determinação do grau de humificação da matéria orgânica em amostras de solos e substâncias húmicas, foram coerentes com o aumento ou decréscimo dos teores de carbono nos dois solos, dando consistência as observações das duas situações de campo analisadas. Dessa maneira, verificou-se o maior impacto da adição da aplicação de biossólido em Latossolos em relação à área de Neossolo quartzarênico. O entendimento e avaliação da resposta da matéria orgânica e seus constituintes húmicos frente a diferentes situações é de extrema importância para obtenção de sustentabilidade ambiental, no que concerne à mitigação de efeitos inerentes às mudanças climáticas globais. / The aim of the following study was to evaluate the dynamics and reactivity of soil organic matter (SOM) and humic substances (HS) in two different situations, regarding soil tillage, forestry practices and climate conditions, considering C sequestration potential and greenhouse effects mitigation. The study was conducted in two different field experiments, being the first one a long-term field trial project installed in Beltsville, Maryland - United States, coordinated by the United States Department of Agriculture (USDA), comprising different soil tillage systems as it follows: chiesel till (CT), no till (NT) and 2, 3 and 6-year organic agriculture (with poultry manure addition). The second experimental field was installed in Itatinga, São Paulo - Brazil, comprising an eucalyptus forestry system being two farms (Entre Rios - ER, and Areona - AN), presenting different soil prolife (Oxisol and Quartzarenic Neosoil) and sewage sludge (SS) amended areas. For the first experimental field soil samples were collected to 30 cm depth in 5 increments, followed by SOM physical fractionation in occluded and free particulate organic matter (oPOM and fPOM, respectively) for mid infrared (MIR) spectroscopy and pyrolysis coupled with gas chromatography/mass spectrometry (PY-GC/MS) analysis. For the second experimental field, soil samples were collected to 20 cm depth, followed by HS extraction and spectroscopic analysis. The results for the first experimental field showed a C content increase (about 24%) for the organic systems, comparing to the others considered. Data obtained by MIR spectroscopy showed higher condensation and hydrophobicity degrees, resulting in higher humification and microbial decomposition resistance, for the organic systems samples. The results obtained by PY-GC/MS were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney non parametric tests and it was observed a higher incidence of phenolic and aromatic molecular structures in oPOM samples, and a higher occurrence of condensed structures, derived from lignin and other sources, bonded to aliphatic chains, in fPOM samples for the organic systems analyzed, comparing to the others systems considered. This way, the results obtained for the American experimental field showed a higher impact of organic tillage systems, regarding the soil carbon accumulation potential and the incidence of more condensed and recalcitrant structures. The results regarding the second experimental field showed an interesting behavior with C content increase and humification degree decrease in the SS amended areas (about 25 and 30%, respectively) for the Areona (AN) farm, nevertheless, being observed an inverse behavior for the Entre Rios (ER) farm samples (about 20% C content decrease and nearly 100% humification degree increase). From the infrared spectroscopy data it could be observed higher condensation degree (inferring higher humification degree) in the SS amended areas for both farms considered, however only for the ER samples it was noted a higher hydrophobicity degree (higher microbial decomposition resistance). The same way noted for the soil samples, it was observed higher humification degree for humic acids samples in the SS amended areas for the ER farm, while for the AN samples it was noted smaller humification degree for its respective SS amended area. This way, as mentioned before, one of the SS amended forestry areas showed an increase in the soil C content (in the quartzarenic neosoil) while the other one presented soil C content decrease (oxisoil, with about 20% clay content). The qualitative analysis, such as organic matter humification degree determination for soil and HS samples were coherent to the C content increase or decrease observed for both soil profiles, being consistent to the results obtained on the field experiment scenario. This way, the results for the Brazilian experimental field showed a higher impact of the sewage sludge application in the Oxisol area, comparing to the Quartzarenic Neosoil one. The understanding and evaluation about organic matter and humic constituents response regarding different field situations is extremely important to achieve environmental sustainability and climate change effects mitigation.

A crescente demanda de água nas cidades tem feito o homem buscar diferentes fontes de irrigação de culturas na agricultura, em se tratando de uma atividade que requer um grande montante de água. Neste contexto, o uso de efluente de esgoto tratado (EET), industrial ou doméstico, substituindo a água utilizada na irrigação de várias culturas, tem se mostrado ser uma medida promissora para preservá-la para o consumo humano.O propósito deste trabalho foi avaliar através de técnicas espectroscópicas (Infravermelho com Transformada de Fourier - FTIR, Espectroscopia de Fluorescência, Espectroscopia de Absorção de UV-Visível, Ressonância Paramagnética Eletrônica - RPE), as mudanças na matéria orgânica do solo (MOS) e ácidos húmicos (AH) extraídos de solo irrigado ou não com efluente de esgoto tratado, nas seguintes condições de irrigação: SI (sem irrigação com EET), 100 (irrigação com EET e umidade de solo na capacidade de campo) e 200 (irrigação com EET e umidade de solo 100% acima da capacidade de solo). Além dessas técnicas foi determinada a porcentagem de carbono e utilizada a espectroscopia de Fluorescência Induzida por Laser (FIL) para medir o grau de humificação de amostras de solo intacto, irrigados ou não com EET. As amostras de solo, sob cultura de cana-de-açúcar, foram coletadas em campo experimental situado em Lins-SP, em diferentes profundidades até 100 cm. As análises das amostras de solo demonstraram um decréscimo de porcentagem de carbono na faixa de 2 a 15% para as condições de irrigação com EET. O resultado é preocupante considerando tratar-se de solos com menos de 1% de conteúdo de carbono, e que tem com a aplicação do EET uma diminuição adicional na MOS, o que pode ser altamente limitante para a fertilidade e estrutura do solo. Os resultados obtidos por FIL para as mesmas amostras mostraram um aumento no grau de humificação variando de 9 a 30% nas áreas irrigadas com EET em relação às áreas não irrigadas com EET. Esse aumento do grau de humificação MOS é consistente com a diminuição de carbono do solo que mais provavelmente perde frações mais lábeis, permanecendo as mais recalcitrantes. Os espectros obtidos pela espectroscopia de FTIR para os AH analisados foram típicos, não mostrando diferença significativa, considerando as diferentes camadas de profundidade e irrigação ou não com EET. Os resultados obtidos por espectroscopia de fluorescência, usando três diferentes metodologias, de AH em solução mostraram, assim como a espectroscopia de FIL para amostras de solo, aumento no grau de humificação conforme aplicação de EET Assim como no caso da MOS, tal aumento no grau de humificação pode ser atribuído à degradação de frações de carbono mais lábeis e permanência das mais recalcitrantes dos ácidos húmicos analisados. Os resultados de razão E4/E6 (razão entre as intensidades de absorbância em 465 e 665 nm) para os AH analisados obtidos através da espectroscopia de absorção de UV-Visível denotaram decréscimo em seus valores nas camadas superficiais, comparando-se as três condições analisadas. Os resultados obtidos pela espectroscopia de RPE mostraram um aumento na concentração de RLS (radicais livres semiquinona) nos AH nas duas condições de irrigação, 100 e 200, sendo mais pronunciado na segunda. Corroborando com os resultados obtidos através das demais espectroscopias utilizadas, tal aumento da concentração de RLS provavelmente é oriundo de aumento de grau de humificação. Dessa forma, de acordo com os dados obtidos, o emprego de ET como fonte de irrigação em substituição à água, nas condições de solo analisadas são preocupantes, pois pode trazer limitações para a fertilidade e estrutura do solo, conforme evidenciado pelo decréscimo no conteúdo de MOS.Contudo, os experimentos devem ser continuados para confirmar e validar as tendências iniciais detectadas, bem como para buscar as alternativas de manejo dos solos e culturas para viabilizar a aplicação do EET em condições que sejam sustentáveis. / The increasing demand of water sources in the cities has done the man search for other different sources for irrigation of cultures in agricultural fields, hence it\'s an activity that demands a large amount of water. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE), industrial or domestic, instead of water for irrigation of several cultures, has been shown to be a very promising way to save water for human consume.The purpose of this study is to evaluate by spectroscopic techniques (Fourier Transformed Infra-Red - FTIR, Fluorescence Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy and Electron Paramagnetic Resonance - EPR) the changes in the soil organic matter (SOM) and humic acids (HA) extracted from soils irrigated or not with treated sewage effluent, in the following concentrations of irrigation: SI (soil non-irrigated with TSE), 100 (soil irrigated with TSE and soil humidity in the same level of field capacity) and 200 (soil irrigated with TSE and soil humidity 100 % above field capacity). Besides these techniques, it was also determined the carbon percentage and used the Laser-Induced Fluorescence (LIF) spectroscopy to measure the degree of humification in samples of whole soil, irrigated or not with TSE. The soil samples analyzed in this study were collected from an experimental field in the city of Lins - SP, from a sugarcane culture soil, in the depth till 100 cm. The analysis of samples of whole soil showed a decrease in the carbon percentage in the range of 2 to 15% in the irrigation conditions comparing with the non - irrigated area. These results are preoccupying considering that it\'s a soil with less of 1% of carbon content, and has an additional decrease in the SOM when irrigated with TSE, what may cause limiting in the soil fertility and structure. The results obtained by LIF for the same samples, showed an increase in the humification degree varying from 9 to 30% in the irrigated area. This increase in the humification degree of soil organic matter (SOM) is consistent with carbon percentage decreasing in soil, which probably loses more labile fractions, remaining the most recalcitrant ones. The spectra obtained by the FTIR spectroscopy for HA analyzed were typical, not showing a significative difference, considering different layers of depth and treatment or not with TSE. The data obtained by fluorescence spectroscopy, using three different methodologies, of HA in solution showed, as well as the LIF spectroscopy for whole soils, an increment in the humification degree according to application of TSE. At the same way that happens with SOM, this increase in the humification degree may be attributed to degradation of carbon more labile fractions and remaining of the most recalcitrant ones in the humic acids. The results of E4/E6 ratio (ratio between the absorbance intensities at 465 and 665 nm) obtained by UV-Visible spectroscopy showed a decrease in the superficial layers, comparing the three conditions analyzed. The results obtained by the EPR spectroscopy showed an increase in the concentration of SFR (semiquinone free-radicals) in the HA with the increase of depth in the two conditions of irrigation, 100 and 200, being more pronunciated in the second treatment. Corroborating with the results obtained by the others spectroscopies, this increase in the SFR concentration probably may be attributed to the increase in the humification degree. In this manner, according with the obtained data, the use of TSE as source of irrigation replacing the water in the soil condition analyzed are preoccupying, hence it may cause limitations in soil fertility and structure, as evidenced by the decrease of the SOM content. However, the experiments must continue to confirm and validate the initials tendencies detected, and to search new alternatives for soil and culture tillage to make possible the TSE application in sustainable conditions.

As melhoras nas condições de disposição de resíduos sólidos em aterros sanitários teve, como conseqüência, a geração de um efluente com um grande potencial poluidor, o lixiviado de aterro sanitário, que anteriormente percolava pelo solo. Com o confinamento da massa de lixo e a impermeabilização do aterro, o lixiviado começou a ser coletado exigindo que o mesmo fosse tratado. A necessidade do tratamento deste efluente está relacionada com sua toxidade,pois contém altas concentrações de amônia, metais e alta carga orgânica que se originam da decomposição de compostos contidos no interior do aterro sanitário. Nesta pesquisa olixiviado é submetido a um pré-tratamento biológico com remoção de nitrogênio, no qual a maior parte da matéria orgânica, principalmente a facilmente biodegradável, é consumida,sobrando apenas compostos de cadeias longas de difícil biodegradabilidade e compostos inorgânicos, que são denominados compostos recalcitrantes, sendo em grande parte formados por substâncias húmicas. A intenção do trabalho foi maximizar a remoção destes compostos por meio de um tratamento físico-químico, realizado pelo processo de coagulação-floculação e é considerado uma forma complementar ao tratamento biológico. A pesquisa foi dividida em diversas etapas, em escala de bancada utilizando o jar teste, variando condições de pH de 2,0 a 5,0 e 10 a 12,0, com dosagens de coagulantes de 400mg Fe+³/l e polímeros aniônicos de alto peso molecular com dosagens de 0,5mg/l a 10,0 mg/l, a fim de encontrar a melhor condição de remoção dos compostos recalcitrantes, com o intuito de melhorar ao máximo as condições do efluente a fim de causar o menor impacto possível do mesmo ao ser lançado em cursos de água. De acordo com as variações na condição de tratamento do lixiviado, definiu-se que, com a diminuição do pH a 4,0 seguido de dosagens de 400mg Fe+³/l e ainda com a adição de 2,0 mg/l de polímero, foi possível atingir condições de remoção da ordem de 98% de cor e 80% de COT, indicando que a utilização de polímero é eficiente no processo de tratamento físico químico pelo processo de coagulação floculação de lixiviado de aterro sanitário / The improvements in the conditions of solid waste disposal in landfills has, as a consequence, the generation of an effluent polluted with great potential, landfill leachate, which previously percolated through the soil. With the containment of the waste stream and sealing of the landfill, the leachate began to be collected by requiring that it be treated. The need for treatment of wastewater is related to its toxicity, because it contains high concentrations of ammonia, metals and high organic load originating from the decomposition of compounds contained within the landfill. In this research the leachate is subjected to a pre- biological treatment with nitrogen removal, in which most of the organic matter, especially the readily biodegradable, is consumed, leaving only long-chain compounds difficult biodegradability and inorganic compounds, which are called recalcitrant compounds, being largely composed of humic substances. The intention of this study was to maximize the removal of these compounds by means of a physical-chemical treatment, performed by coagulation-flocculation process and is considered a complement to a biological treatment. The research was divided into several stages, using bench scale jar test conditions of pH ranging from 2.0 to 5.0 and 10 to 12.0, with dosages of coagulants Fe+³ 400 mg/l anionic polymers high molecular weight with dosages of 0.5 mg/l to 10.0 mg/l, in order to find the best condition for removal of recalcitrant compounds, with the most to improve the conditions of the effluent in order to cause minimum possible impact thereof to be released into waterways. According to the variations in the treatment condition of the leachate, it was decided that, with decreasing pH to 4.0 followed by doses of 400 mg Fe+³/l, even with the addition of 2.0 mg/l polymer conditions it was possible to achieve removal of about 98% color and 80% TOC, indicating that the use of polymer is effective in the physical-chemical treatment process by coagulation flocculation process for landfill leachate.

Orientador: Julio Cesar Rocha / Banca: Ladislau Martin-Neto / Banca: Nivaldo Baccan / Banca: Mário Miyazawa / Banca: Nilso Barelli / Resumo: Este trabalho aborda novos desenvolvimentos relacionados à pesquisa científica de substâncias húmicas (SH) extraídas de amostras de solos/turfas . Assim, na primeira etapa descreve-se o desenvolvimento de um procedimento em fluxo contínuo para extração de substâncias húmicas e fracionamento destas em ácidos húmicos e fúlvicos. O procedimento em fluxo proposto apresenta vantagens em relação ao procedimento tradicionalmente utilizado (batelada) devido ao aumento do rendimento e diminuição do tempo de extração. Além disso, facilita o trabalho dispendiosos no manuseio, transferência e ajuste de pH das frações. Numa segunda parte do trabalho, descreve-se a preparação de um novo suporte para imobilização da enzima invertase utilizando-se substâncias húmicas. O suporte preparado pela ativação da aminopropil sílica com SH (APTS-SiO2-HS) mostrou ser um método viável e interessante para a imobilização da invertase. Os resultados referentes a quantidade e atividade da invertase imobilizada no APTS-SiO2-HS foi comparado com um suporte tradicional (aminopropil sílica ativada com glutaraldeído, APTS-SiO2-GA). A quantidade de invertase imobilizada no APTS-SiO2-HS foi 15200 U g-1 enquanto que no APTS-SiO2-GA foi 13400 U g-1. As atividades enzimáticas experimentais foram 3700 e 3270 U g-1, para os sistemas APTS-SiO2-HS e APTS-SiO2-GA, respectivamente. A terceira etapa do trabalho trata da caracterização de espécies...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents new developments about the scientific research of humic substances (HS) extracted from soils/peat samples. So, the first part describes the development of continuous flow procedure for extraction and fractionation of humic substances in humic and fulvic acids. The proposed flow procedure presents advantages in relation to the traditional used procedure (bath) due to the increasing of the yields and decrease of extraction time. Besides, discharge the research work in the handling and transference and pH adjust of the fractions. The second part, describes the preparation of a new support for immobilization of invertase enzyme using humic substances. The prepared support by aminopropil silica activation with HS (APTS-SiO2-HS) showed be a good method for invertase immobilization. The results about the quantity and activity of the invertase immobilized in the APTS-SiO2-HS it was compared with a traditional support (aminopropil silica activated with glutaraldeyde, APTS-SiO2-GA). The quantify of immobilized invertase in the APTS-SiO2-HS it was 15200 U g-1, while in the APTS-SiO2-GA it was 13400 U g-1. The experimental enzymatic activities were 3700 and 3270 U g-1, for the systems APTS-SiO2-HS and APTS-SiO2-GA, respectively...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Por meio de ensaios em reatores estáticos (em equipamento de jarteste) foram estudados os efeitos da ruptura e da refloculação na sedimentação dos flocos, para diferentes velocidades de sedimentação. A água de estudo foi preparada com substâncias húmicas aquáticas (SHA) extraídas de água coletada do rio Itapanhaú - Bertioga/SP, resultando cor verdadeira de 100 uH, e coagulada com sulfato de alumínio e cloreto férrico. Para os dois coagulantes, foram realizadas as etapas de coagulação, mistura rápida, floculação, ruptura (G=50, 100 e 150/s) e refloculação (G=10 e 20/s). Na sedimentação sem a ocorrência de ruptura o cloreto férrico teve um desempenho superior ao sulfato de alumínio, principalmente nas velocidades de sedimentação mais altas. Isso se deve ao fato da floculação da água coagulada com o cloreto férrico ter gerado flocos de tamanho muito superior aos flocos gerados com o sulfato de alumínio. A ruptura, em poucos segundos, prejudicou a remoção dos flocos por sedimentação. Quanto maior o gradiente de velocidade na ruptura, maiores foram os valores da cor aparente remanescente, mesmo após a refloculação. A refloculação, mesmo nos primeiros minutos, diminuiu a cor aparente remanescente se comparada a logo após a ruptura. O menor gradiente de velocidade durante a refloculação testado (10/s) apresentou menores valores da cor aparente remanescente. Tanto na água coagulada com o sulfato de alumínio quanto na coagulada com o cloreto férrico a refloculação se comportou de modo semelhante, havendo recuperação na eficiência de remoção de cor sem, porém, atingir os resultados obtidos antes da ruptura. / By using the jar test equipment, the effects of breakage and reflocullation on the efficiency of floc sedimentation were studied, using different settling velocities. Water of study was prepared with aquatic humic substances (AHS) extracted from the Itapanhaú river (Bertioga, SP, Brazil), resulting a true color of 100 uH. Coagulation was performed by using aluminum sulfate and ferric chloride. For both coagulants, coagulation, flocculation, breakage (G=50, 100 and 150/s) and reflocculation (G=10 and 20/s) tests were carried out. In the sedimentation without the floc breakage occurrence the ferric chloride had a superior performance to aluminum sulphate, mainly in higher settling velocities. This occurred because of flocculation of the ferric chloride coagulated water have generated higher size flocs than that generated with aluminum sulphate. The breakage of flocs, in few seconds, hindered the settling removal. The higher the average shear rate in the break-up, the higher result the residual turbidity even after the reflocculation. The reflocculation, even in the first minutes, decreased the apparent color if compared to the results just after the break-up and sedimentation. The lower average share rate used during the reflocculation (10/s) resulted lower values of the remaining apparent color. During the flocculation, the aluminum sulphate coagulated water as well as in the ferric chloride coagulated water held in similar way, recovering the efficiency of removal of color without, however, reach the results gotten before the breakage.

O fósforo (P) é um dos elementos requeridos pela planta para desempenhar as atividades fisiológicas, embora as características de intemperismo nos solos tropicais tornam este nutriente um dos mais limitantes às plantas, reduzindo a produção agrícola. Em consequência, há uma tendência de melhorar a disponibilidade do P aplicado mediante o uso de fertilizantes com complexação húmico - metal - fosfato, reduzindo a fixação do P no solo e aumentando sua disponibilidade para as plantas. Este trabalho teve como objetivo quantificar as frações inorgânicas e orgânicas de P avaliando sua labilidade e eficiência agronômica (EA) em função da aplicação de duas fontes de adubação fosfatada, comparando um fertilizante solúvel e um fertilizante complexado com substâncias húmicas. O experimento foi realizado na Fazenda Araguari, localizada na cidade de Tibagi-PR, em um Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 5, com quatro repetições, com duas fontes fosfatadas (superfosfato simples e superfosfato simples complexado) e cinco doses acumuladas (0, 110, 220, 330 e 440 kg ha-1 P2O5). As aplicações dos tratamentos foram feitas com base nos requerimentos de cada uma das culturas que fizeram parte da sucessão. A sequência de culturas usada foi milho (2010/2011), trigo (2011), soja (2011/2012), aveia branca (2012) e soja (2012/2013), avaliando a colheita de grãos em cada safra para a determinação do rendimento e a EA. O solo foi amostrado em três camadas: 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 m, após a colheita da soja da última safra (2012/2013). As amostras foram secas, moídas e peneiradas (2 mm) para assim obter TFSA, submetendo-as ao fracionamento de P pelo método de Hedley. As doses acumuladas de P2O5 aumentaram os teores de Pi da fração lábil e não lábil, principalmente na camada 0,00-0,05 m. Enquanto a fração moderadamente lábil foi afetada pela interação fonte e dose, onde o uso de fertilizante fosfatado aumenta o teor de P neste compartimento conforme a dose é aumentada. O P residual também foi afetado pela presença de substâncias húmicas na composição do SSPC, observando uma redução na participação do P residual no P total do solo com o aumento das doses aplicadas. O rendimento acumulado das cinco safras foi afetado pelo aumento de P aplicado ao solo com uma tendência quadrâtica, embora os maiores índices de eficiência agronômica foram com 220 kg ha-1 P2O5, destacando-se o SSPC como o fertilizante que teve os maiores aumentos por unidade de P aplicado ao solo. / Phosphorus (P) is one of the elements required by the plant to perform the physiological activities, although the characteristics of weathering in tropical soils lead as the most limiting nutrient in agricultural production. As a consequence, there is a tendency to improve the availability of P through the use of P-fertilizers complexed with humic - metal - phosphate, reducing P fixation in the soil and increasing its availability to plants. This study aimed to quantify the inorganic and organic phosphorus fractions evaluating its lability and agronomic efficiency (AE) due to the application of two P-sources, comparing a soluble fertilizer and a fertilizer complexed with humic substances. The experiment was conducted in Araguari Field, located in the city of Tibagi-PR, in an Oxisol. The design was a randomized block factorial 2 x 5 with four replications, with two P-sources, single superphosphate and single superphosphate complexed, and five cumulative doses (0, 110, 220, 330 and 440 kg ha-1 P2O5). The treatment applications were based on the crop requirements that were part of the succession. The sequence used was corn (2010/2011), wheat (2011), soybean (2011/2012), white oat (2012) and soybean (2012/2013), evaluating the grain harvest for yield determination and EA. The soil was sampled in three layers: 0.00- 0.05; 0.05-0.10; 0.10-0.20 m, after soybean harvest (2012/2013). The samples were dried, ground and sieved (2 mm) subjecting them to Hedley`s P-fractionation. Cumulative doses of P2O5 increased the Pi concentrations of non-labile and labile fractions, mainly in the 0.00-0.05 and 0.05-0.10 m layers. The moderately labile fraction was affected by the interaction between source and dose, where the use of phosphate fertilizer increases P content as the dose is accumulated. Residual P was also affected by the presence of humic substances in the composition of CSP, showing a reduction in the share of residual P in total soil P. The cumulative yield of the succession was affected by the increase of P applied to the soil, showing a quadratic tendency, although higher agronomic efficiency was greater under 220 kg ha-1 P2O5, showing CSP as the fertilizer with the greatest grain yield increases per unit of P applied to the soil.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Elvira Bonometo.pdf: 1928189 bytes, checksum: 6d3aff421841c38eb85f9fcb925b0243 (MD5) Previous issue date: 2010-06-22 / Stocks and stability of soil organic matter (SOM), even accounting approximately 5% of soil total, are indicators of quality and sustainability of the management system to which the soil is submitted, it has influence on nutrient availability for plants, assists in erosion retention, increases aggregates stability and assists in carbon sequestration. As labile SOM becomes stable through the humification process, affected by climate, soil type and management systems, the molecular structures gain complexity resulting in the formation of groups such as fluorescent aromatic rings and quinines, which can be evaluated by spectroscopy techniques. The purpose of this research was to use spectroscopic techniques to measure the humification of organic matter in a Cambisol, which comes from Irati – PR, submitted to two management systems: conventional tillage and no-tillage (six years and nine years). The forest was used as comparison. Analysis were performed using laser induced fluorescence (LIF) in whole soil (no chemical or physical treatment), and fractions obtained by physical fractionation by granulometry: (clay), (silt) e (fine sand) e (sand). The samples were also analyzed for fluorescence of humic acids, obtained by chemical fractionation of soil and absorption spectroscopy, UV-Visible ( ratio). The results of these tests show no difference in the degree of humification of SOM between management systems. / Os estoques e a estabilidade da matéria orgânica do solo (MOS), mesmo representando cerca de 5% do total do solo, são indicadores da qualidade e da sustentabilidade do sistema de manejo ao qual o solo está submetido, pois tem influência na disponibilidade de nutrientes para as plantas, auxilia na retenção de processos erosivos, aumenta a estabilidade de agregados e auxilia no sequestro de carbono. À medida que a MOS lábil torna-se estável por meio do processo de humificação, afetado pelo clima, tipo de solo e sistemas de manejo, as estruturas moleculares ganham complexidade, resultando na formação de grupos fluorescentes como anéis aromáticos e quinonas, que podem ser avaliados por técnicas espectroscópicas. O objetivo desta pesquisa foi utilizar técnicas espectroscópicas para medir a humificação da matéria orgânica de um Cambissolo Háplico, proveniente do município de Irati – PR, submetidos a dois sistemas de manejo: plantio convencional e plantio direto (de seis e de nove anos). Foi utilizada a mata para comparação. Foram realizadas análises de fluorescência induzida a laser (FIL) nas amostras de solo inteiro (sem nenhum tratamento físico ou químico) e das suas fracões obtidas através de fracionamento físico granulométrico: (argila), (silte) e (areia fina) e (areia grossa). Também foram realizadas análises de fluorescência dos ácidos húmicos, obtidos por meio de fracionamento químico do solo, e espectroscopia de absorção de UV-Visível (razão ). Os resultados desta análise mostram que não houve diferença no grau de humificação da MOS entre os sistemas de manejo.