Para estudar a remoção de substâncias húmicas da água, foi utilizada uma instalação piloto de pré-oxidação e dupla filtração com filtro ascendente de areia grossa (FAAG) e filtro rápido descendente (FRD). Ozônio, peróxido de hidrogênio, peroxônio, tricloro-s-triazina-triona, dióxido de cloro, permanganato de potássio e hipoclorito de sódio foram utilizados como pré-oxidantes. A água de estudo era proveniente do Ribeirão do Feijão (São Carlos - SP) com adição de extrato de substâncias húmicas até cor verdadeira de 90 a 110 uH. O trabalho experimental foi realizado em quatro etapas: i) extração de substâncias húmicas; ii) ensaios em reatores estáticos; iii) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem pré-oxidação com taxas de filtração no FAAG entre 120 e 240 m3/m2d e no FRD entre 160 e 280 m3/m2d e; iv) ensaios na instalação piloto em escoamento contínuo sem e com pré-oxidação com taxas de filtração de 180 m3/m2 d no FAAG e 280 m3/m2d no FRD. Houve eficiência de remoção de substâncias húmicas nos ensaios sem pré-oxidação e com variação de taxas de filtração, eventualmente, observou-se residual de alumínio maior que 0,2 mg/L no efluente do FRD. Nos ensaios com pré-oxidação obteve-se redução de 50% na dosagem de coagulante, resultando em menores concentrações de alumínio residual nos filtros, e redução de 43 a 63% na perda de carga final do FAAG, comparando-se com o ensaio sem pré-oxidação. As amostras pré-oxidadas com ozônio apresentaram maiores concentrações de ácidos haloacéticos. No efluente do FRD, observou-se aumento das concentrações de trialometanos com o aumento do pH. Nos ensaios com dióxido de cloro e permanganato de potássio observaram-se menores concentrações de subprodutos. / A pilot plant of preoxidation and double filtration with coarse sand upflow filter (CSUF) and downflow filter (DF) was used with the purpose of removing humic substances of the water. Ozone, hydrogen peroxide, peroxone, chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate were used as preoxidants. The water of study was originating from Ribeirão Feijão (São Carlos - SP) with addition of extract of humic substances until true color from 90 to 110 uH. The experimental work was accomplished in four stages: i) extraction of humic substances; ii) tests in static reactors; iii) runs in the pilot plant in continuous flow without preoxidation with filtration rates in the upflow filter between 120 and 240 m3/m2d and in the downflow filter between 160 and 280 m3/m2d and; iv) runs in the pilot plant in continuous flow with and without preoxidation with filtration rates of 180 m3/m2d in the upflow filter and 280 m3/m2d in the downflow filter. There was efficiency of removal of humic substances in the runs without preoxidation with variation of filtration rates, but the effluent of the downflow filter presented aluminum residual larger than 0,2 mg/L. In the runs with preoxidation a reduction in the coagulant dosage of 50% was observed and consequently smaller concentration of aluminum residual in the effluent of the downflow filter, and reduction of 43 to 63% in the final load loss in the upflow filter, compared with the run without preoxidation. The preoxidaded water with ozone was verified higher concentration of haloacetic acids. In the effluent of the downflow filter was observed increase of trihalomethane concentrations with the increase of the pH. In the runs with chlorine dioxide and potassium permanganate were observed lower concentrations of byproducts.

A presença de substâncias húmicas em águas destinadas ao abastecimento tem ocasionado diversos problemas, entre eles a formação de subprodutos halogenados, principalmente quando se emprega a pré-oxidação com cloro. Com o reagente de Fenton não há a possibilidade de formação desses indesejáveis compostos halogenados, pois o forte poder oxidativo do reagente de Fenton é devido ao radical hidroxila (OH). Aliado a isto, com o mesmo produto químico se pode ter a pré-oxidação e coagulação de compostos orgânicos, pois o reagente de Fenton consiste na aplicação de íons de Fe+2 e peróxido de hidrogênio em meio ácido, sendo o Fe+2 oxidado a Fe+3. Como esses íons formam espécies hidrolisadas que atuam como coagulantes, o reagente de Fenton pode ter a dupla função de oxidação e coagulação nos processos de tratamento. Por isso, neste trabalho foi proposta uma metodologia para emprego do reagente de Fenton como agente coagulante no tratamento de águas contendo cor elevada causada pela introdução de substâncias húmicas extraídas de turfa. Além disto, foi estudado o efeito da massa molecular das substâncias húmicas na eficiência da coagulação, floculação e flotação de águas; para isto foram preparadas 4 águas distintas apresentado a mesma cor verdadeira, mas com substâncias húmicas de diferentes massas moleculares, obtidas por fracionamento por ultrafiltração. Por meio da otimização da dosagem de coagulante e respectivo pH de coagulação e posterior construção dos diagramas de coagulação para cada água de estudo, verificou-se que a água preparada com as substâncias húmicas de menor massa molecular apresentou maior grau de dificuldade para tratamento, requerendo dosagens de coagulante (reagente de Fenton) bem mais elevadas em relação às águas preparadas com substâncias húmicas de maior massa molecular. Adicionalmente, foram realizados ensaios de filtração em areia após a flotação, procurando-se simular tratamento em ciclo completo, tendo sido constatado que com o reagente de Fenton empregado como agente coagulante, a água filtrada atendeu ao padrão de potabilidade vigente no Brasil em relação aos parâmetros medidos (cor aparente < ou = 3 uH, turbidez < 0,5 uT e ferro total residual < 0,005 mg/L). Os valores de absorvância e carbono orgânico total da água filtrada também foram muito pequenos, indicando que a formação dos subprodutos da desinfecção com cloro seriam insignificantes. / Humic substances\' presence in water destined for supply has brought many problems, such as halogenated byproducts formation, mainly when chlorine is used as preoxidant. With Fenton\'s reagent there is no formation possibility of these undesirable halogenated compounds, since the strong oxidative power of Fenton\'s reagent is due to hydroxyl radical (OH). In addition, with the same chemical product, it is possible to have the preoxidation and coagulation of organic compounds, because Fenton\'s reagent consists of Fe+2 ions and hydrogen peroxide application under acid conditions, with Fe+2 oxidized to Fe+3. Since these ions form hydrolyzed species that act as coagulants, Fenton\'s reagent can have the double function of oxidation and coagulation on treatment processes. Because of this, the current work proposed a methodology to use Fenton\'s reagent as coagulant agent in the treatment of waters having high true color caused by the introduction of humic substances extracted by peat. Besides this, humic substances molecular weight effect on coagulation, flocculation and flotation of waters was studied; for this, 4 distinct waters having the same true color were prepared, but with different humic substances molecular weights, obtained by ultrafiltration fractioning. Through optimization of coagulant dosage and respective coagulation pH and posterior construction of coagulation diagrams for each studied water, it was verified that the water prepared withthe smallest molecular weight humic substances was more difficult to treat, requiring higher coagulant (Fenton\'s reagent) dosages compared with the waters prepared with larger molecular weight humic substances. Furthermore, experiments of filtration after flotation were carried out, trying to simulate a complete cycle treatment, which verified that with Fenton\'s reagent, employed as coagulant agent, the filtered water reached the brazilian potable standards concerning the measured parameters (apparent color < ou = 3 HU, turbidity < 0.5 TU and residual total iron < 0.005 mg/L). The absorbance and total organic carbon values of filtered water were also very low, indicating that the disinfection byproducts formation with chlorine would be insignificant.

Neste trabalho estudou-se a influência das substâncias húmicas (SH) extraídas de turfa, com diferentes massas molares, utilizadas para a preparação de águas com cor de 100 uH ± 5 uH, nos ensaios de coagulação, floculação e sedimentação no tratamento de água. Foram realizadas caracterizações das SH por meio das técnicas de ultrafiltração (UF), análise elementar (AE), ultravioleta/visível (UV/Vis), infravermelho (IF), ressonância magnética nuclear de C13 (RMN de C13), ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Essas caracterizações demonstraram que as frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa), obtidas por UF, apresentaram uma maior concentração de grupos contendo oxigênio, enquanto que a fração de maior massa molar (>100 kDa) e a contendo todas as massas molares juntas (filtrada apenas em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) apresentaram maior concentração de grupamentos aromáticos. Verificou-se também que nas frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa) a porcentagem de ácidos fúlvicos é maior do que a de ácidos húmicos. Nas frações de maior massa molar (> 100kDa e filtrada em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) ocorreu o contrário. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação realizados com águas preparadas com as diferentes frações de diferentes massas molares, mostraram que quanto maior a massa molar, maior é a facilidade de coagulação, floculação e sedimentação, o que proporciona maior eficiência na remoção da cor aparente. Os diagramas de coagulação obtidos para o coagulante sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 . 14,3 H2O) mostraram que independente da massa molar, a região de pH ótimo de coagulação esteve entre 6 e 7, sendo que a remoção da cor aparente foi crescente com a diminuição da velocidade de sedimentação (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Com a diminuição da massa molar houve um aumento na dosagem de Al2(SO4)3 . 14,3 H2O necessária para se obter curvas de remoção da cor aparente iguais às obtidas com a água preparada com a fração de maior massa molar (> 100 kDa). Os ensaios de coagulação, floculação, sedimentação e filtração demonstraram boa reprodutibilidade em relação aos resultados de remoção de cor aparente obtidos para a confecção dos diagramas de coagulação. Após a filtração foi verificado que os valores da cor aparente não foram detectados pela técnica de medição da cor utilizada, para todas as águas de estudo, com exceção da água preparada com a fração de menor massa molar (<30 kDa). Conclui-se que, quanto menor a massa molar, maior a porcentagem de ácidos fúlvicos presentes e maior a concentração de grupamentos com oxigênio ligado. Assim, será necessária uma maior dosagem de coagulante Al2(SO4)3 . 14,3 H2O para que ocorra uma remoção eficiente da cor. / The present thesis deals with the influence of humic substances (HS) on coagulation, flocculation and sedimentation tests for water treatment. These substances were extracted from peat, had different molecular weight and were used for the preparation of water with 100 ± 5 uH color. Characterizations of HS were performed by the following techniques ultra filtration (UF), elemental analysis (EA), ultraviolet/ visible (UV/Vis), infrared (IF), C13 nuclear magnetic resonance (NMR of C13) and electron paramagnetic resonance (EPR). Such characterizations showed that fractions of smaller molecular weight (30 - 100 kDa and < 30 kDa) obtained by UF presented a higher concentration of groups containing oxygen, while the fraction with the largest molecular weight (>100 kDa) and the one containing all the molecular weight together (filtered only in membrane with pore size of 0,45 &#956m) presented a higher concentration of aromatic groupings. It was also possible to verify that in the fractions with smaller molecular weight (30 - 100 kDa e <30 kDa) the percentage of fulvic acids was higher than the one of humic acids . However the opposite occurred of larger molecular weight (>100 kDa and filtered in membrane with pore size of 0,45 &#956m). The tests of coagulation, flocculation and sedimentation conducted with waters prepared with different fractions of different molecular weight showed that the larger the molecular weight, the easier the coagulation, flocculation and sedimentation, resulting in higher efficiency in the removal of the apparent color. The coagulation diagrams obtained for aluminum sulphate (Al2(SO4)3 .14,3 H2O) showed that independently of the molecular weight, the region with optimum pH for coagulation was between 6 and 7 and the removal of the apparent color increased with the decrease in the sedimentation velocity (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Due to the decrease in the molecular weight there was as increase in the dosage of Al2(SO4)3 .14,3 H2O necessary to obtain curves of the removal of the apparent color similar to the ones obtained with the water prepared with the fraction of the largest molecular weight (> 100 kDa). Tests of coagulation, flocculation, sedimentation and filtration showed good reproducibility in relation to the results of removal of apparent color, obtained for the construction of coagulation diagrams. After filtration it was possible to verify that the values of apparent color were not detected by the technique of color measurement utilized for all the waters studied, except for the water prepared with the fraction of the smallest molecular weight (< 30 kDa). It was possible concluded that the smaller the molecular weight, the higher the percentage of present fulvic acids and the higher the concentration of groupings with bond oxygen. Thus a higher dosage of coagulant Al2(SO4)3 .14,3 H2O will be necessary for an efficient removal of color.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiano Meira Luz.pdf: 2485302 bytes, checksum: 8a6331dbf4508b235557d3d643c996a7 (MD5) Previous issue date: 2013-04-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The process of drainage of organic soils can significantly alter the dynamics of soil organic matter (SOM), as it promotes the oxygenation of the medium and accelerates microbial activity. The spectroscopic techniques of electron paramagnetic resonance (EPR), laser induced fluorescence (LIF) and absorption in the UV-Visible were used in the study of humification of soil organic matter (SOM) not physically or chemically fractionated.. Soil samples were collected in a low land area in the city of Ponta Grossa - PR submitted to three different historical uses. They are R: reforestation DCF: drainage, cultivation and fallow; DF: Drain and fallow. The results indicate differences in the degree of humification of samples from drained and non-drained areas. The data suggest that the non-drained soil of the area R has a lower decomposition rate in the deeper profiles where the availability of O2 is lower. In the drained areas, DF and DCF, the degree of humification of SOM profile at 0.0 - 0.1 m is always less humified, as verified by all the techniques. / O processo de drenagem dos solos orgânicos pode alterar significativamente a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS), pois promove a oxigenação do meio e acelera a atividade microbiana. As técnicas espectroscópicas ressonância paramagnética eletrônica (RPE), fluorescência induzida a laser (FIL) e absorção no UV-visível foram utilizadas no estudo da humificação da matéria orgânica do solo (MOS), não fracionadas física ou quimicamente. As amostras de solo foram coletadas em área de várzea localizada na cidade Ponta Grossa – PR e submetidas a três diferentes históricos de uso. A saber, reflorestamento – R, drenagem-cultivo e pousio – DCP; drenagem e pousio – DP. Os resultados obtidos apontam diferenças entre o grau de humificação das amostras das áreas drenadas e não drenadas. Os dados indicam que o solo não drenado da área R, tem menor taxa de decomposição nos perfis mais profundos, onde a disponibilidade de O2 é menor. Nas áreas drenadas, DP e DCP, o grau de humificação da MOS no perfil 0,0 - 0,1 m apresenta-se menos humificado, resultado encontrado por todas as técnicas.

No Brasil, a desinfecção e oxidação da água, para o consumo humano, são usualmente realizadas com a adição de cloro nas formas de gás cloro e hipoclorito de sódio. Estudos recentes tem demonstrado que a oxidação e desinfecção da água com o cloro podem ocasionar a formação de trialometanos e outros subprodutos clorados. Alguns destes subprodutos são substâncias carcinogênicas. Neste trabalho estudou-se a influência das substâncias húmicas (SH) extraídas da turfa, com diferentes massas moleculares, na formação de trialometanos e outros subprodutos clorados em decorrência do uso do cloro e dióxido de cloro na etapa de oxidação da água. As frações das SH utilizadas neste trabalho foram caracterizadas por análise elementar, ultravioleta visível, ressonância magnética nuclear de C13 (RMN de C13), ressonância paramagnética nuclear eletrônica (EPR) e infravermelho. Estas caracterizações demonstraram que a fração de menor massa molecular (30-100 KDa), obtidas por ultrafiltração (UF), apresentou um menor grau de condensação de grupamentos aromáticos em relação as frações de SH de massa molecular menor que 0,45 &#956m e maior do que 100 KDa. Nas análises realizadas por RMN de C13 e análise elementar, constatou-se que a fração de SH de massa molecular entre 30-100 KDa, apresentou uma maior porcentagem de grupos contendo oxigênio. Após as caracterizações das SH, preparou-se três tipos de água, com cor 100 +/ - 5 uH, adicionando-se as diferentes frações de SH na água separadamente. A seguir foram realizados ensaios no equipamento jarteste, para a determinação das dosagens dos oxidantes cloro e dióxido de cloro os quais foram utilizadas nos ensaios de formação dos subprodutos clorados. Estes ensaios foram realizados variando-se as dosagens do oxidante em função do tempo de reação. As concentrações dos oxidantes determinadas foram de 7,0 mg/L para o cloro e de 1,0 mg/L para o dióxido de cloro. Na realização dos ensaios de formação dos subprodutos clorados, considerou-se o tempo de reação em função da dosagem dos oxidantes cloro e dióxido de cloro que foram determinadas anteriormente nos ensaios de demanda. Os subprodutos clorados, formados, foram quantificados utilizando-se a técnica de cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. O método utilizado foi o do padrão interno. O clorofórmio foi o subproduto majoritário, nos ensaios realizados com todas as frações. Na oxidação da água com o cloro, ocorreu a formação de um maior número de subprodutos clorados em relação aos ensaios realizados com oxidante dióxido de cloro. Nos ensaios realizados com a água preparada com SH de menor tamanho molecular ocorreu uma maior concentração dos subprodutos clorados formados, especialmente para o clorofórmio. / In Brazil, the disinfection and oxidation of drinking water is usually done by the addition of chlorine gas and sodium hypochloride forms. Recent studies have demonstrated that disinfection and oxidation of water using chlorine can cause the formation of trihalomethane and others chlorine by-products, which are carcinogenic substances. In this present work, it has been studied the influence of the humic substance (SH) extracted from peat soil, with different molecular size, in the formation of trihalomethane and others chlorine by-products as results of the use of chlorine and chlorine dioxide in the water oxidation step. The SH fractions used in this were characterized by elemental analysis, visible ultraviolet, C13 nuclear magnetic resonance (C13 NMR), electron paramagnetic resonance (EPR) and infrared spectroscopy. Such characterization showed that the fractions with smaller molecular size (30-100 KDa), obtained by ultrafiltration (UF), presented a smaller degree of aromatic groups condensation with respect to fractions of SH molecular size smaller than 0,45 &#956m and higher than 100 KDa. C13 NMR and elemental analysis were also used. SH fraction of molecular size between 30-100 KDa presented higher percentage of groups containing oxygen. After characterizations of SH, water was prepared with 100 +/- 5 uH color, with separated addition of different fractions of SH in the water. Tests in the jartest equipment were realized for the determination of dosages of chlorine and chlorine dioxide oxidants, which were utilized in the test of formation of chlorine by-products. These tests were performed studying the oxidation dosage in function of the reaction time. The oxidant concentrations were 7.0 mg/L for the chlorine and 1.0 mg/L for chlorine dioxide. Formation of chlorine by-products was tested considering the reaction of time with respect to the oxidants dosage of chlorine and oxidant chlorine, previously determined. The chlorine by-products resultant were quantified using the gas chromatography with detector of electron capture technique GC-ECD. The method utilized was the addition of internal standard. In the water oxidation by chlorine an higher number of chlorine by-products occurred in comparison of the test performed with chlorine dioxide. In the test performed with the water prepared with SH of smallest molecular size a highest concentration of resultant by-products occurred, specially by chloroform.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-10-05T17:00:06Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-RICARDOSOARES2007.pdf: 894553 bytes, checksum: 7aed12a6e12903185b48ce61f91107a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-05T17:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO-RICARDOSOARES2007.pdf: 894553 bytes, checksum: 7aed12a6e12903185b48ce61f91107a2 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Existe o consenso de que as Terras Pretas de Índio (TPI) Amazônicas são extremamente eficientes em reter grandes quantidades de Matéria Orgânica do Solo (MOS), e por longo tempo. Porém, os efeitos sobre as Substâncias Húmicas e as Frações Físicas do Solo nestes ambientes tropicais, assim como o estado de agregação influenciado pela MOS de origem pirogênica são pouco conhecidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações na agregação de solos antropogênicos e na distribuição das frações orgânicas do solo de origem Antropogênica e não Antropogênica, do Estado do Amazonas, Brasil. Este estudo foi realizado em cinco argissolos sob florestas secundárias de diferentes idades, sendo dois solos caracterizados como TPI, e os restantes argissolos convencionais. Os resultados mostraram que o solo de uma das áreas de TPI (P02) apresentou os maiores valores de agregados estáveis em água, pouco diferindo estatisticamente da outra área amostrada de TPI (P01). O solo da área P02 foi o que apresentou os maiores: Diâmetro Médio Ponderado (DMP), Diâmetro Médio Geométrico (DMG), Índice de Estabilidade de Agregados (%IEA) e a porcentagem de agregados maior que 2.00 mm, indicando que o maior tempo de pousio, proporcionou um incremento no tamanho dos agregados e na qualidade estrutural do solo. Quanto ao Carbono Orgânico Total (COT), ao se comparar as cinco áreas (P01, P02, P03, P04 e P05), constatou-se a hegemonia das TPI’s em reter mais MOS, do que em solos não antropogênicos, o que é corroborado pelos estoques de carbono. O Fracionamento Químico da MOS mostrou-se eficaz na diferenciação do tipo de solo, verificando-se um maior teor do carbono da fração Humina no solo de TPI da área P02, pouco diferindo estatisticamente da área P01. As distribuições do peso das Frações Leves também diferiram significativamente entre os tipos de origem do solo. As áreas de TPI apresentaram os maiores valores da Fração Leve Livre e Intra-Agregado quando comparadas com as áreas não antropogênicas, demonstrando haver uma maior proteção física das Frações Leves neste sistema. O conteúdo de carbono e nitrogênio Total das frações leves foram maiores nas áreas de TPI, do que nas áreas não antropogênicas. A área P02 foi a que apresentou a melhor qualidade ambiental e menor estado de degradação, devido à qualidade e quantidade da MOS nela contida. / There is consensus that the black soils of Amazonian known as Terras Pretas de Índio (TPI) are extremely efficient in retaining great quantities of soil organic material (SOM), for long periods of time. However, various important characteristics of TPIs are little known: the distribution of organic matter between humic fractions, and between physical fractions, as well as any change in state of soil aggregation due to SOM of pyrogenic origin. The object of this work is to evaluate and compare the states of aggregation and the distributions of organic fractions in soils of anthropogenic (TPI) and non anthropogenic origin from the State of Amazonas, Brazil. This study was made using soil samples from five areas of the soil type classified as "argissolo" under Brazilian soil classification, two of them TPIs and three which exhibited no evidence of anthropogenic alteration. One of the TPIs (P02) had greater proportions of aggregates stable in water and the other TPI (P01) was little different, statistically, from this. The P02 soil aggregates had the greatest pondered mean diameter (PMD), geometric mean diameter (GMD), fraction with diameter > 2mm, and aggregate stability index (%ASI), indicating that a greater undisturbed time had led to this greater structuring. The TPIs had much higher total organic carbon contents (TOCs) than the other soils, a result which was corroborated by their determined carbon stocks. Chemical fractionation of organic matter also distinguished the TPIs from the other soils, the humin fraction being higher in the TPIs, especially P02. Physical fractionation also showed differences in the distribution of organic matter. The TPI soils had higher fractions of free light material and intra-aggregate light material, compared with the non anthopogenic soils, demonstrating that protection of organic matter was greater in the TPI soils. The carbon and nitrogen contents of the light fractions from the TPIs were greater than those of the comparison soils. The P02 soil exhibited the best environmental quality, principally because of its high SOM content.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tatiane_texto.pdf: 2558616 bytes, checksum: c23ff4ce31df2fb07ce669109433709c (MD5) Previous issue date: 2011-08-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Swine wastewater application into soil to reuse water on cropping provides the addition of total and dissolved organic matter to soil, which interferes in the dynamics of pesticides in soil. This study aims at evaluating the effects of total and dissolved organic matter application from two systems of swine wastewater, biodigestor and lagoon treatments, in alachlor sorption, desorption, leaching and formation of bound residues into soil. The batch method was used to test sorption and desorption and the results were presented in Freundlich isotherms. The evaluation of miscible displacement of alachlor, in soil treated with total and dissolved organic matter, was performed by disturbed soil columns, by monitoring the concentration of alachlor in leachate, total organic carbon and pH. Extraction and quantification of desorption, extractable and bound residues were carried out. After that, it was registered the chemical fractionation of humic substances in extracts containing organic matter of low molecular weight, humic acids and fulvic acids, which were characterized by infrared spectroscopy and total organic carbon concentration. The swine wastewater addition promoted greater sorption and desorption of alachlor compared to Control. The dissolved organic matter promoted less sorption of alachlor in soil when compared to total organic matter, resulting in an increased leaching of alachlor. The dissolved organic matter did not show desorption residues, only extractable ones. The highest amount of total organic carbon was in organic matter of low molecular weight, spectroscope characterized, by the presence of carboxylate anions, which are important in sorption process. The total organic matter has contributed to the emergence of new sorption sites in soil column and the solids present in its composition blocked the movement of pesticide, resulting in lower leaching of alachlor. The dissolved organic matter interacted with alachlor and / or competed with the sorption sites of soil, promoting greater losses by leaching of this herbicide. / A aplicação de água residuária de suinocultura ao solo como reúso de água na agricultura resulta na adição de matéria orgânica total e dissolvida, que interferem na dinâmica dos pesticidas no solo. Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de matéria orgânica total e dissolvida proveniente de dois sistemas de tratamento de água residuária de suinocultura, biodigestor e esterqueira, na adsorção, dessorção, lixiviação e formação de resíduos ligados de alaclor no solo. O método do equilíbrio foi utilizado para o teste de adsorção e dessorção e os resultados foram apresentados em isotermas de Freundlich. A avaliação do deslocamento miscível do alaclor no solo tratado com matéria orgânica total e dissolvida foi realizada por ensaios em colunas de solo deformado, monitorando-se a concentração de alaclor no lixiviado, teor de carbono orgânico total e pH. Realizou-se a extração e quantificação dos resíduos dessorvíveis, extraíves e ligados do solo. Na sequência, fez-se o fracionamento químico das substâncias húmicas em extratos contendo matéria orgânica de baixo peso molecular, ácidos húmicos e ácidos fúlvicos, que foram caracterizados por espectroscopia infravermelha e pela concentração de carbono orgânico total. A adição de água residuária de suinocultura promoveu maior adsorção e dessorção do alaclor comparado ao Controle. A matéria orgânica dissolvida promoveu menor adsorção de alaclor ao solo comparada à total, resultando em maior lixiviação. A matéria orgânica dissolvida não apresentou resíduos dessorvíveis, apenas extraíveis. A maior quantidade de carbono orgânico total esteve presente na matéria orgânica de baixo peso molecular, caracterizada espectroscopicamente, pela presença de ânions carboxilatos, importantes no processo de adsorção. A matéria orgânica total contribuiu com o surgimento de novos sítios de sorção na coluna de solo e os sólidos presentes em sua composição bloquearam a passagem do pesticida, resultando em menores perdas de alaclor por lixiviação. A matéria orgânica dissolvida interagiu com o alaclor e/ou competiu com os sítios sortivos do solo, promovendo maiores perdas deste herbicida por lixiviação.

Neste trabalho estudou-se a influência das substâncias húmicas (SH) extraídas de turfa, com diferentes massas molares, utilizadas para a preparação de águas com cor de 100 uH ± 5 uH, nos ensaios de coagulação, floculação e sedimentação no tratamento de água. Foram realizadas caracterizações das SH por meio das técnicas de ultrafiltração (UF), análise elementar (AE), ultravioleta/visível (UV/Vis), infravermelho (IF), ressonância magnética nuclear de C13 (RMN de C13), ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Essas caracterizações demonstraram que as frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa), obtidas por UF, apresentaram uma maior concentração de grupos contendo oxigênio, enquanto que a fração de maior massa molar (>100 kDa) e a contendo todas as massas molares juntas (filtrada apenas em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) apresentaram maior concentração de grupamentos aromáticos. Verificou-se também que nas frações de menor massa molar (30 - 100 kDa e <30 kDa) a porcentagem de ácidos fúlvicos é maior do que a de ácidos húmicos. Nas frações de maior massa molar (> 100kDa e filtrada em membrana com tamanho de poro de 0,45 &#956m) ocorreu o contrário. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação realizados com águas preparadas com as diferentes frações de diferentes massas molares, mostraram que quanto maior a massa molar, maior é a facilidade de coagulação, floculação e sedimentação, o que proporciona maior eficiência na remoção da cor aparente. Os diagramas de coagulação obtidos para o coagulante sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 . 14,3 H2O) mostraram que independente da massa molar, a região de pH ótimo de coagulação esteve entre 6 e 7, sendo que a remoção da cor aparente foi crescente com a diminuição da velocidade de sedimentação (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Com a diminuição da massa molar houve um aumento na dosagem de Al2(SO4)3 . 14,3 H2O necessária para se obter curvas de remoção da cor aparente iguais às obtidas com a água preparada com a fração de maior massa molar (> 100 kDa). Os ensaios de coagulação, floculação, sedimentação e filtração demonstraram boa reprodutibilidade em relação aos resultados de remoção de cor aparente obtidos para a confecção dos diagramas de coagulação. Após a filtração foi verificado que os valores da cor aparente não foram detectados pela técnica de medição da cor utilizada, para todas as águas de estudo, com exceção da água preparada com a fração de menor massa molar (<30 kDa). Conclui-se que, quanto menor a massa molar, maior a porcentagem de ácidos fúlvicos presentes e maior a concentração de grupamentos com oxigênio ligado. Assim, será necessária uma maior dosagem de coagulante Al2(SO4)3 . 14,3 H2O para que ocorra uma remoção eficiente da cor. / The present thesis deals with the influence of humic substances (HS) on coagulation, flocculation and sedimentation tests for water treatment. These substances were extracted from peat, had different molecular weight and were used for the preparation of water with 100 ± 5 uH color. Characterizations of HS were performed by the following techniques ultra filtration (UF), elemental analysis (EA), ultraviolet/ visible (UV/Vis), infrared (IF), C13 nuclear magnetic resonance (NMR of C13) and electron paramagnetic resonance (EPR). Such characterizations showed that fractions of smaller molecular weight (30 - 100 kDa and < 30 kDa) obtained by UF presented a higher concentration of groups containing oxygen, while the fraction with the largest molecular weight (>100 kDa) and the one containing all the molecular weight together (filtered only in membrane with pore size of 0,45 &#956m) presented a higher concentration of aromatic groupings. It was also possible to verify that in the fractions with smaller molecular weight (30 - 100 kDa e <30 kDa) the percentage of fulvic acids was higher than the one of humic acids . However the opposite occurred of larger molecular weight (>100 kDa and filtered in membrane with pore size of 0,45 &#956m). The tests of coagulation, flocculation and sedimentation conducted with waters prepared with different fractions of different molecular weight showed that the larger the molecular weight, the easier the coagulation, flocculation and sedimentation, resulting in higher efficiency in the removal of the apparent color. The coagulation diagrams obtained for aluminum sulphate (Al2(SO4)3 .14,3 H2O) showed that independently of the molecular weight, the region with optimum pH for coagulation was between 6 and 7 and the removal of the apparent color increased with the decrease in the sedimentation velocity (Vs= 3,0, 1,5 e 0,5 cm/min). Due to the decrease in the molecular weight there was as increase in the dosage of Al2(SO4)3 .14,3 H2O necessary to obtain curves of the removal of the apparent color similar to the ones obtained with the water prepared with the fraction of the largest molecular weight (> 100 kDa). Tests of coagulation, flocculation, sedimentation and filtration showed good reproducibility in relation to the results of removal of apparent color, obtained for the construction of coagulation diagrams. After filtration it was possible to verify that the values of apparent color were not detected by the technique of color measurement utilized for all the waters studied, except for the water prepared with the fraction of the smallest molecular weight (< 30 kDa). It was possible concluded that the smaller the molecular weight, the higher the percentage of present fulvic acids and the higher the concentration of groupings with bond oxygen. Thus a higher dosage of coagulant Al2(SO4)3 .14,3 H2O will be necessary for an efficient removal of color.

Os solos têm um importante papel na maioria das atividades que ocorrem no planeta, dentre as quais, destaca-se a sua participação nos principais ciclos biogeoquímicos. A matéria orgânica do solo (MOS) tem um papel primordial na sustentabilidade ambiental, pois está relacionada com a ciclagem de carbono e nutrientes, sendo assim uma figura chave tanto para estudos relacionados com mudanças climáticas globais, quanto para estudos agronômicos. Um dos principais fluoróforos da MOS são as substâncias húmicas (SH), as quais são fracionadas de acordo com a sua solubilidade em ácidos húmicos (AH), ácidos fúlvicos (FA) e humina (HU). O estudo das propriedades ópticas da matéria orgânica é uma importante ferramenta para a compreensão estrutural e molecular das frações húmicas. Frente ao exposto, esse trabalho teve com objetivo estudar a gêneses de Espodossolos Amazônicos através da avaliação das características estruturais da matéria orgânica e suas propriedades de complexação com metais empregando diversas técnicas espectroscópicas. Os resultados mostraram grandes acúmulos de carbono em profundidade e que a Matéria Orgânica nesses Espodossolos Amazônico é constituída de quatro grupos: - mais recalcitrante, humificada e antiga; - lábil e jovem; - recalcitrante, pouco humificada e antiga; - humificada e jovem. Claramente o trabalho mostrou que o processo de humificação não tem relação direta com a datação do material orgânico, e que fatores como textura, presença de água e microorganismos influenciaram nos processos de formação e humificação desse material orgânico. Por fim, a fração AF do solo parece ter uma contribuição oriunda de lençóis freáticos, sua estrutura química varia pouco no perfil e possui seletividade na interação com os metais presentes nesses solos. Basicamente, o AF tem alta afinidade de complexação com Al. A fração AH, entretanto, mostrou-se menos seletiva, associando-se com vários tipos de metais, como K, Fe, Mg, Zn e Al; e sua estrutura química varia bastante no perfil do solo. Em função da diversidade de metais associados ao AH, ele deve ser o principal responsável pela fertilidade do solo. Desta forma, os resultados mostraram que as três frações húmicas estão envolvidas no processo de podzolização do solo, e que o AF tem papel predominante no transporte de Al e o AH é o responsável no transporte do Fe. / Soils play an important role in most of the activities that occur on the planet. It participation in the main biogeochemical cycles can be highlighted. Soil organic matter (SOM) plays a key role in environmental sustainability, since it is related to carbon and nutrient cycling, being essential for studies related to global climate change and agronomy. One of the major SOM fluorophore is the humic substances (HS), which is fractionated according to their solubility in humic acids (HA), fulvic acids (FA) and humin (HU). The study of the optical properties of the organic matter is an important tool for structural and molecular understanding of humic fractions. Based on that, this work aimed the study of the Amazonian Spodosols genesis through the evaluation of organic matter structural characteristics and its properties of metal complexation using different spectroscopic techniques. The main results of this research showed large carbon accumulations in depth. Furthermore, it was possible to infer how the Amazonian Spodosols organic matter is divided: - more recalcitrant, humified and old; - labile and young; - recalcitrant, little humified and old; - humified and young. The study demonstrated clearly that the humification process has no direct relationship with the organic material dating, and that factors such as texture, presence of water and microorganisms have influenced the formation and humification of that organic material. The FA fraction of the soil has a contribution from groundwater and its chemical structure varies little in depth. Additionally, FA showed selective interaction with soil metals. However, the HA fraction has been shown less selective, associate with various metal types, such as K, Fe, Mg, Zn and Al. Moreover, its chemical structure varies greatly in the soil depth. Due to the diversity of metals that the HA has affinity, it should be the main responsible of the soil fertility. After all, the results showed that all the three humic fractions are involved in the process of soil podzolization. Furthermore, the FA has a predominant role in Al transport as the HA is the responsable of Fe transport.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tatiane_texto.pdf: 2558616 bytes, checksum: c23ff4ce31df2fb07ce669109433709c (MD5) Previous issue date: 2011-08-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Swine wastewater application into soil to reuse water on cropping provides the addition of total and dissolved organic matter to soil, which interferes in the dynamics of pesticides in soil. This study aims at evaluating the effects of total and dissolved organic matter application from two systems of swine wastewater, biodigestor and lagoon treatments, in alachlor sorption, desorption, leaching and formation of bound residues into soil. The batch method was used to test sorption and desorption and the results were presented in Freundlich isotherms. The evaluation of miscible displacement of alachlor, in soil treated with total and dissolved organic matter, was performed by disturbed soil columns, by monitoring the concentration of alachlor in leachate, total organic carbon and pH. Extraction and quantification of desorption, extractable and bound residues were carried out. After that, it was registered the chemical fractionation of humic substances in extracts containing organic matter of low molecular weight, humic acids and fulvic acids, which were characterized by infrared spectroscopy and total organic carbon concentration. The swine wastewater addition promoted greater sorption and desorption of alachlor compared to Control. The dissolved organic matter promoted less sorption of alachlor in soil when compared to total organic matter, resulting in an increased leaching of alachlor. The dissolved organic matter did not show desorption residues, only extractable ones. The highest amount of total organic carbon was in organic matter of low molecular weight, spectroscope characterized, by the presence of carboxylate anions, which are important in sorption process. The total organic matter has contributed to the emergence of new sorption sites in soil column and the solids present in its composition blocked the movement of pesticide, resulting in lower leaching of alachlor. The dissolved organic matter interacted with alachlor and / or competed with the sorption sites of soil, promoting greater losses by leaching of this herbicide. / A aplicação de água residuária de suinocultura ao solo como reúso de água na agricultura resulta na adição de matéria orgânica total e dissolvida, que interferem na dinâmica dos pesticidas no solo. Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de matéria orgânica total e dissolvida proveniente de dois sistemas de tratamento de água residuária de suinocultura, biodigestor e esterqueira, na adsorção, dessorção, lixiviação e formação de resíduos ligados de alaclor no solo. O método do equilíbrio foi utilizado para o teste de adsorção e dessorção e os resultados foram apresentados em isotermas de Freundlich. A avaliação do deslocamento miscível do alaclor no solo tratado com matéria orgânica total e dissolvida foi realizada por ensaios em colunas de solo deformado, monitorando-se a concentração de alaclor no lixiviado, teor de carbono orgânico total e pH. Realizou-se a extração e quantificação dos resíduos dessorvíveis, extraíves e ligados do solo. Na sequência, fez-se o fracionamento químico das substâncias húmicas em extratos contendo matéria orgânica de baixo peso molecular, ácidos húmicos e ácidos fúlvicos, que foram caracterizados por espectroscopia infravermelha e pela concentração de carbono orgânico total. A adição de água residuária de suinocultura promoveu maior adsorção e dessorção do alaclor comparado ao Controle. A matéria orgânica dissolvida promoveu menor adsorção de alaclor ao solo comparada à total, resultando em maior lixiviação. A matéria orgânica dissolvida não apresentou resíduos dessorvíveis, apenas extraíveis. A maior quantidade de carbono orgânico total esteve presente na matéria orgânica de baixo peso molecular, caracterizada espectroscopicamente, pela presença de ânions carboxilatos, importantes no processo de adsorção. A matéria orgânica total contribuiu com o surgimento de novos sítios de sorção na coluna de solo e os sólidos presentes em sua composição bloquearam a passagem do pesticida, resultando em menores perdas de alaclor por lixiviação. A matéria orgânica dissolvida interagiu com o alaclor e/ou competiu com os sítios sortivos do solo, promovendo maiores perdas deste herbicida por lixiviação.