Made available in DSpace on 2016-04-26T19:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - Ademir Fontana.pdf: 2160169 bytes, checksum: fd6ae828d8a9c078041d2b180e5bd9b9 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The importance of soil organic matter in pedology and especially soil classification studies can be substantiated by the use of attributes such as organic carbon content, degree of organic matter decomposition from the fibers content. Recent studies in Brazil with humic substances report establishment of standards that could be used to differentiate soil horizons (diagnostic attributes), soil horizon classification and the relationship with properties that connote soil fertility. This study had as objectives: to characterize humic substances and humic acids of different diagnostic soil horizons of Brazilian soils; b) to propose the utilization of attributes related to humic substances in the characterization of the lower hierarchical levels (family and series) of the Brazilian System of Soil Classification (SiBCS). The soil material utilized material from 169 diagnostic horizons or epipedons, identified as: 13 O histic, 30 H histic, 42 A mollic, 39 A umbric, and 45 B spodic horizons. In these horizons there were evaluated the chemical properties: TOC, pH, H+, SB (sum of bases), CEC and V% (base saturation); physical properties: sand, silt and clay contents; quantitative fractionating of humic substances: fulvic acid fraction (C-FAF), humic acid fraction (C-HAF) and humin (C-HUM), C-HAF/C-FAF, C-AE/C-HUM, and C-AE/COT ratio (C-AE = C-FAF + C-HAF), and the %FAF, %HAF, %HUM and %AE. In the purified humic acid (HA) spectroscopic analyses were performed on visible and infrared regions, elemental composition and termogravimetric analyses; in addition to that the alkaline extract (AE) was analyzed by spectroscopy on visible region. The quantitative fractionating of humic substances showed differential distribution between the types of diagnostic soils horizons, highlighting the O and H histic horizons, where the predominance of humin showed average around 53% and 39%, respectively, and followed by humic acids. Also, for the H histic horizon there were high values of the C-HAF/C-FAF ratio (average of 5.6). On the mollic epipedon it was observed predominance of humin with average around 71%, and low values of C-AE/C-HUM ratio (average of 0.2), and on the umbric epipedon humin predominance averaging 47%, followed by humic acids. On the spodic horizon there was predominance of fulvic and humic acids with average around 30% and 44%, respectively. On this horizon, the values of the C-HAF/C-FAF ratio were high, with average around 9.9 (most of them higher than 1.0), and the C-AE/C-HUM ratio averaged 16.5 (majority higher than 2.0). The evaluation of variables related to visible and infrared spectroscopic, elemental composition and termogravimetric of HA, and visible region for AE, showed similar characteristics and absence of a pattern independent ly of soils genesis. According to the distribution of humic substances the following differential characteristics were proposed to the SiBCS: Stable Organic Matter (surface mineral horizons) C-AE/C-HUM = 0.5, Iluvial Organic Matter (subsurface mineral horizons) - C-AE/C-HUM = 2.0, and Leaching Potential (system or soil) - C-HAF/C-FAF and C-AE/C-HUM = 1.0. Also, the establishment of classes according to humic substances was efficient to identify distinct groups based on their chemical properties. This result validates the proposal of using these variables to classify these horizons on the family and series levels, and contribute to structure the SiBCS in the lower hierarchical levels (5th and 6th). / A import?ncia da mat?ria org?nica do solo nos estudos de pedologia e em especial na classifica??o de solos pode ser constatada pela utiliza??o de atributos como os teores de carbono org?nico e grau de decomposi??o da mat?ria org?nica a partir do teor de fibras. Alguns trabalhos desenvolvidos recentemente no Brasil com subst?ncias h?micas em solos buscaram estabelecer padr?es que poderiam ser utilizados na separa??o de horizontes (atributo diagn?stico), classifica??o dos horizontes ou mesmo rela??es com propriedades ed?ficas que conotam fertilidade dos solos. Este trabalho teve como objetivos: caracterizar diferentes horizontes diagn?sticos de solos por meio das subst?ncias h?micas e dos ?cidos h?micos; e propor o uso de atributos relacionados ?s subst?ncias h?micas na categoriza??o dos n?veis hier?rquicos inferiores (fam?lia e s?rie) do SiBCS. Foram utilizados materiais de solo de 169 horizontes diagn?sticos, sendo: 13 O h?stico, 30 H h?stico, 42 chernoz?mico, 39 A h?mico, 45 B esp?dico. Foram avaliadas as propriedades qu?micas: COT, pH, SB, H+, Al3+, CTC e V%; propriedades f?sicas: areia, silte e argila; fracionamento quantitativo das subst?ncias h?micas: fra??o ?cidos f?lvicos (C-FAF), fra??o ?cidos h?micos (C-FAH) e fra??o humina (C-HUM), rela??es C-FAH/C-FAF, C-EA/C-HUM e C-EA/COT (C-EA = C-FAF + C-FAH) e a %FAF, %FAH, %HUM, % EA. Em ?cidos h?micos (AH) purificados foram realizadas an?lises espectrosc?picas na regi?o do vis?vel e infravermelho, composi??o elementar e termogravim?trica; al?m de, no extrato alcalino (EA) an?lise espectrosc?pica na regi?o do vis?vel. O fracionamento quantitativo das subst?ncias h?micas apresentou distribui??es diferenciadas entre os tipos de horizontes diagn?sticos de solos, destacando-se no O h?stico e H h?stico o predom?nio da humina com m?dia de 53% e 39%, respectivamente, seguido dos ?cidos h?micos e ainda para o ?ltimo, altos valores da rela??o C-FAH/C-FAF (m?dia de 5,6). No A chernoz?mico observou-se o predom?nio absoluto da humina com m?dia de 71% e baixos valores da rela??o C-EA/C-HUM (m?dia de 0,2) enquanto no A h?mico houve predom?nio da humina (m?dia de 47%), seguida dos ?cidos h?micos. No B esp?dico o predom?nio dos ?cidos f?lvicos e h?micos com m?dia de 30% e 44%, respectivamente, e altos valores da rela??o C-FAH/C-FAF com m?dia de 9,9 (maioria superiores 1,0) e C-EA/C-HUM com m?dia de 16,5 (maioria superiores 2,0). Pela avalia??o das vari?veis relacionadas ? espectroscopia do vis?vel e infravermelho, composi??o elementar e termogravimetria dos AH, e na regi?o do vis?vel para o EA, observou-se caracter?sticas semelhantes e aus?ncia de padr?o diferencial independente da g?nese dos solos. Com base na distribui??o das subst?ncias h?micas foram feitas as seguintes propostas de caracter?sticas diferenciais no SiBCS: Mat?ria Org?nica Est?vel (horizontes minerais superficiais) - C-EA/C-HUM = 0,5, Mat?ria Org?nica Iluvial (horizontes minerais subsuperficiais) - C-EA/C-HUM = 2,0 e, Potencial de Lixivia??o (sistema ou solo) - C-FAH/C-FAF e C-EA/C-HUM = 1,0. O estabelecimento de classes com os valores das subst?ncias h?micas tamb?m foi eficiente para individualizar grupos pela compara??o das propriedades qu?micas, o que valida a proposta de utiliza??o dessas vari?veis para a classifica??o desses horizontes nos n?veis de fam?lia ou s?rie e podem contribuir para a estrutura??o do SiBCS nos n?veis hier?rquicos inferiores (5? e 6?).

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.

Estações de tratamento de água que tratam águas com cor elevada, causada pela presença de substâncias húmicas, e baixa turbidez têm apresentado problemas operacionais, principalmente na coagulação. As substâncias húmicas aquáticas (SHA) apresentam moléculas de massa molecular variada, grande parte entre 500 Da e 10 kDa. Por esse motivo, as condições de coagulação (tipo e dosagem de coagulante e pH de coagulação) podem ser totalmente distintas no tratamento de águas com a mesma coloração, devido à presença de SHA com propriedades estruturais diferentes, conforme já observado em pesquisas recentes. Neste contexto, o presente trabalho estudou a influência do tamanho molecular aparente das SHA na coagulação por hidroxicloreto de alumínio e fez a comparação dos custos entre este coagulante e dois estudados anteriormente - sulfato de alumínio e cloreto férrico - para mesma eficiência de remoção de cor. Para isso, realizaram-se ensaios de coagulação seguida de filtração em jarteste com quatro águas de estudo preparadas com frações de diferentes tamanhos moleculares aparentes de SHA, com cor verdadeira de 100 uH e turbidez de 5,0 uT. A partir dos resultados encontrados, pode-se afirmar que há influência do tamanho molecular aparente de diferentes frações de substâncias húmicas aquáticas na coagulação por hidroxicloreto de alumínio. Observou-se a tendência de maior consumo de coagulante para a coagulação de frações de SHA de menores tamanhos moleculares aparentes, em uma faixa determinada de pH. Em relação aos custos, o cloreto férrico foi o coagulante que apresentou menor valor para tratamento (por filtração direta) de águas com elevada cor aparente devida a presença de SHA. / The water treatment plants that treat waters with high brown color caused by the presence of humic substances, and low turbidity have been presenting operational problems, mostly in the coagulation. The aquatic humic substances (AHS) present molecules of different molecular mass, most part between 500 Da and 10 kDa. Therefore, the coagulation terms (coagulant type and dosage and coagulation pH) can be totally distinct in waters treatment with the same coloration, due to the presence of AHS with different structural properties, as already observed in recent researches. In this context, the present work presented the influence of AHS\'s apparent molecular size in the coagulation for aluminum hydroxychloride and did the costs comparison between this coagulant and two studied previously - aluminum sulfate and ferric chloride - for same efficiency of the color removal. For that, it accomplished coagulation rehearsals followed by filtration in jar-test with four waters of study prepared with fractions of different AHS\'s apparent molecular sizes, with true color of 100 uH and turbidity of 5.0 uT. From the found results, it can affirm that there is influence of the apparent molecular size of different fractions from aquatic humic substances in the coagulation for aluminum hydroxychloride. The larger coagulant consumption tendency was observed for the AHS\'s fractions coagulation of smaller apparent molecular sizes, in a range determined by pH. Regarding the costs, the ferric chloride was the coagulant that presented smaller value for treatment (for direct filtration) of waters with high brown apparent color due the presence of AHS.

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.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Otavio_Anjo_ Leal.pdf: 3015490 bytes, checksum: 9aa49f1036fbaf2ea9a7b000aba3d983 (MD5) Previous issue date: 2011-03-10 / After the coal mining is necessary the topographic reconstruction of the area, origining constructed soils, which typically has low soil organic matter stocks (SOM). The cover crops can help to restore these stocks, improving constructed soil conditions. The aim of this study was to evaluate the effect of cover crops on the total organic carbon stocks (TOC), carbon in organic matter fractions and the organic matter quality of a soil constructed after the coal mining. Two experiments were evaluated in a constructed soil in Candiota/RS, one with six years (E6), and another with two years (E2). The treatments were cover crops: Limpograss (T1), Pensacola (T2), Tifton Grass (T3) and Brachiaria Brizantha (T4), in E6 and T1 - Vaqueiro, T2 - Brachiaria Brizantha, T3 - Tanzania, T4 - Brachiaria Humidicola T5 - Limpograss, T6 Tifton Grass, in E2. In these treatments, were collected samples in the layer from 0.00 to 0.03 m of soil. For comparison, were collected in adjacent areas, samples from a constructed soil without vegetation (T8) and samples from a natural soil (Ultisol) with native vegetation (T9). In E6 were made the chemical and physical (grain size and densimetric) fractionations of SOM, determining the total nitrogen stocks (TN), TOC and carbon fractions, analysis of Fourier transform infrared (FTIR) of humic acid (HA) and laser induced fluorescence (LIF) of whole soil. It were calculated HA percentage (HI), ratio AH/fulvic acid (HR), the carbon management index (CMI) and the humification degree of SOM (HLIF). In E2, were made the same analysis, except for chemical fractionation. In E6 the higher HA stock was observed in T4, which did not differ from T1. The same occurred in the free light fraction (FLF) and in the occluded light fraction (OLF). The HR ranged from 0.27 to 1.0 and treatments with higher HI were T1 and T4, indicating a more humified SOM. According to FTIR analysis, the HA of T1, T2 and T4 resembled the T9, while the T3 resembled the T8. The constructed soil quality was improved mainly by T1 and T4, which had the highest CMIs. Compared to T8, the plants increased the TOC, TN, carbon in organic matter fractions and CMI, however, these values were lower than those at T9. In E2, the TOC stocks did not differ between treatments, and the higher NT stock was observed in T3, not differing from T2. The T2 and T3 presented the highest carbon stocks in the free light and coarse fractions and the highest CMIs. The plants increased the TOC, NT, carbon in organic matter fractions and the CMI in comparison to T8. In both experiments, the HLIF from the treatments was highest than the T9 and smallest than T8 and independent of plant specie there was partial restore of soil quality. The species most recommended to restore the degraded areas were Limpograss and Brachiaria Brizantha in E6 and Tanzania and Brachiaria Brizantha in E2. / Após a mineração do carvão é necessária a recomposição topográfica da área, originando solos construídos, os quais normalmente apresentam baixos estoques de matéria orgânica do solo (MOS). As coberturas vegetais podem recuperar estes estoques, melhorando as condições do solo construído. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de plantas de cobertura, sobre o estoque de carbono orgânico total (COT), carbono nas frações da MOS e sobre a qualidade da matéria orgânica de um solo construído após a mineração de carvão. Avaliou-se dois experimentos em um solo construído, em Candiota/RS, um com seis anos (E6), e outro com dois anos (E2). Os tratamentos constituíram-se de coberturas vegetais: Hemártria (T1), Pensacola (T2), Grama Tífton (T3) e Braquiária Brizantha (T4), no E6 e T1 Vaqueiro, T2 Braquiária Brizantha, T3 Tanzânia, T4 Braquiária Humidícola, T5 Hemártria e T6 Tifton, no E2. Amostrou-se o solo na camada de 0,00 a 0,03m nas áreas experimentais e em área adjacente, o solo construído descoberto (T8) e um solo natural (Argissolo Vermelho) com vegetação nativa (T9), para comparação. No E6 realizaram-se os fracionamentos químico e físico (granulométrico e densimétrico) da MOS, determinando-se os estoques de nitrogênio total (NT), de COT e carbono nas frações, análise de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) do ácido húmico (AH) e fluorescência induzida a laser (FIL) do solo inteiro. Calculou-se o percentual de AHs (HI), razão AH/ácido fúlvico (HR), o índice de manejo de carbono (IMC) e o grau de humificação da MOS (HFIL). No E2, realizaram-se as mesmas determinações, com exceção do fracionamento químico. No E6 o maior estoque de AH foi observado no T4, que não diferiu do T1. O mesmo ocorreu para as frações leve livre (FLL) e leve oclusa (FLO). O HR variou de 0,27 a 1,0 e os tratamentos com maior HI foram o T1 e o T4, indicando uma MOS mais humificada. Os espectros de FTIR dos AHs de T1, T2 e T4 assemelharam-se ao do T9, enquanto que, o do T3 assemelhou-se ao do T8. A qualidade do solo construído foi melhorada principalmente por T1 e T4 (maiores IMCs). As plantas elevaram os estoques de COT, NT, de carbono nas frações da MOS e o IMC em comparação ao T8, entretanto, estes valores foram inferiores aos do T9. No E2, os estoques de COT não diferiram entre os tratamentos e o maior estoque de NT foi observado no T3, que não diferiu de T2. Os maiores estoques de carbono na fração grosseira (CFG), na FLL e IMCs foram observados em T2 e T3. As plantas elevaram os estoques de COT, NT, carbono nas frações da MOS e o IMC em relação ao T8. Em ambos os experimentos, o HFIL dos tratamentos foi maior que o do T9 e menor do que o T8 e independente da espécie vegetal houve recuperação parcial da qualidade do solo, sendo as espécies mais recomendadas para recuperação do solo construído a Hemártria e a Braquiária Brizantha no E6 e a Tanzânia e a Braquiária Brizantha no E2.

[pt] Água de produção consiste de uma das principais preocupações ambientais relacionadas à produção de petróleo. Substâncias húmicas (SH) são naturalmente formadas durante a humificação de matéria orgânica por microorganismos, apresentando uma série de propriedades, dentre essas, a de captura de grande parte dos íons metálicos. O presente trabalho teve com o objetivo principal avaliar a viabilidade da utilização de SH no tratamento da água de produção, considerando a utilização de três diferentes compostos húmicos (HMC). Em relação ao tempo para a completa coagulação/floculação, observou-se uma variação em função da concentração utilizada, para todos os três casos de HMC. HMC-3 apresentou os menores intervalos de tempo, além de interface bem definida e sobrenadante final de aspecto límpido. Os resultados do teor de bário, após adição das HMC, mostram a redução do valor inicial em todos os casos, sendo que a maior redução para 4mL do HMC- 1. Ensaios realizados com as algas detectaram tanto um aumento da clorofila quanto das áreas médias das algas na presença de água de produção, sendo este mais acentuado quando também da presença de HMC-3. Os resultados mostraram ser factível o uso de substâncias húmicas em tratamentos que envolvam uma etapa de cogulação/floculação e confirmam a capacidade das SH de reter espécies metálicas como o bário. Nos ensaios com algas, teve-se forte indicativo da contribuição positiva da presença da água de produção para seu crescimento, especialmente da água de produção com SH. Estes resultados reafirmam o grande potencial do uso das SH em tratamentos ambientais. / [en] Produced water consists in one of the biggest environmental concerns related to oil production activities. Humic Substances (HS) are naturally formed during the humification organic residues by microorganisms and present several properties, amongst them, the ability to bind great part of the metal ions. The present work objectifies the avaluation the viability of the use of HS in the treatment of produced water, consideraing three different humic compounds (HMC-1, 2 e 3). In relation to the time for complete coagulation/floculation, a variation of the times as a function of the concentration of HS was observed, in all three cases. HMC-3 presented the shortest times, well defined interface and supernatant of clear aspect. The results of barium content, after HMC addition, clearly present the reduction of the initial values. The biggest reduction being obtained by 4 mL HMC-1. Tests algae detected an increase in the chlorophyll, as well as in the algae average areas, being this effect was even more accentuated in the presence of HMC-3. The results of the test show the possibility of HS use in treatments which involve a coagulation/floculation step nad confirm the HS capacity to bind metal species such as barium. The tests with algae strongly indicates the positive contribution of the presence of produced water to its growth, especially in the case of the produced water with HS. These results reaffirm the great potential of the use of HS in environmental treatments.

This study aimed to understand the interactions between humic substances extracted from peat and metallic species, of the National Park of Itabaiana - SE, seeking a further application in the remediation of soil, surface water contaminated by agricultural activities. We collected samples of soil, fertilizer and peat and characterized by the organic matter content, elemental analysis, pH and concentrations of metals, and for peat analysis was performed in the infrared spectroscopic and complexation capacity of humic substances peat with potentially toxic metals (Ni, Pb, Cu and Mn). In surface water samples were analyzed for major physico-chemical parameters and metal concentrations. Soil samples (2.62%) and poultry manure (13.77%) analyzed showed low levels of organic matter, the goat manure (72.72%) and the mixture of castor bean and goat manure (75.56%) showed high levels of organic matter. The concentrations of the metals Ni, Cr and Cd in samples of soil, fertilizers, except for the castor-oil sample, surface water Pb, Ni, Cd, Al, Cu and Mn exceeded the limits provided by law. The peat samples collected at depth higher (40 to 60 cm) had organic matter content and C / N ratio higher indicating that the organic matter is more decomposed and humified. The infrared spectra in the region of humic substances showed absorption bands more intense than those of peat. The metals Fe, K and Na showed higher concentrations at depth 0-20 cm, while others (Cd, Pb and Mo) were below the limit of quantification, the Ni remained constant at all depths (0-20, 20-40 , 40 - 60 cm). The values of complexing capacity of humic substances of peat for metal species in this study was 1.06, 1.53, 1.84, 2.06 mmol g-1 SH; for Pb, Cu, Ni and Mn respectively indicating a optimal interaction of humic substances extracted from peat of the National Park of Itabaiana-SE. / Este trabalho teve como objetivo compreender as interações entre substâncias húmicas extraídas de turfas e espécies metálicas, do Parque Nacional Serra de Itabaiana SE, visando uma posterior aplicação na remediação de solos, águas superficiais contaminadas com metais potencialmente tóxicos pelas atividades agrícolas na região do açude Macela, Itabaiana - SE. Foram coletadas amostras de solo, fertilizantes e turfa e caracterizadas por meio do teor de matéria orgânica, análise elementar, pH e concentrações de metais, sendo que, para a turfa foi feita análise espectroscópica na região do infravermelho e a capacidade de complexação das substâncias húmicas de turfa com metais potencialmente tóxicos (Ni, Pb, Cu e Mn). Foram coletadas amostras de águas superficiais e analisados os principais parâmetros físico-químicos e as concentrações de metais. As amostras de solo (2,62 %) e esterco de aves (13,77 %), analisadas apresentaram baixos teores de matéria orgânica, as de esterco caprino (72,72 %) e as da mistura torta de mamona e esterco caprino (75,56 %) apresentaram altos teores de matéria orgânica. As concentrações dos metais Ni, Cr e Cd nas amostras de solo, fertilizantes, exceto na amostra torta de mamona, nas amostras de águas superficiais Pb, Ni, Cd, Al, Cu e Mn excederam os limites apresentados pelas legislações. As amostras de turfa coletadas em profundidade mais elevada (40 - 60 cm) apresentaram teor de matéria orgânica e a razão C/N mais elevada indicando que a matéria orgânica está mais decomposta e humificada. Os espectros na região do infravermelho das substâncias húmicas apresentaram bandas de absorção mais intensas do que as de turfa. Os metais Fe, K e Na apresentaram concentrações superiores na profundidade 0 - 20 cm, enquanto outros (Cd, Mo e Pb) ficaram abaixo do limite de quantificação, o Ni manteve-se constante em todas as profundidades (0 20; 20 40; 40 - 60 cm). Os valores da capacidade de complexação das substâncias húmicas de turfa por espécies metálicas neste trabalho foi 1,06; 1,53; 1,84; 2,06 mmol g-1 SH; para o Pb, Cu, Ni e Mn respectivamente indicando uma ótima interação das substâncias húmicas extraídas de turfa do Parque Nacional Serra de Itabaiana-SE.

This thesis deals with bond strength of metal ions in humic gels. Several samples of humic acids were studied to consider influence of samples isolation process and their consequent characteristics on bond strength of metal ions in their complexes. Some functional groups was blocked by methylation at some samples. Amount of active functional groups in individual samples was determined by standard titration methods. Metal ions bound in humic complexes were divided into several fractions by extraction with different reagents (distilled water, 1M MgCl2, 1M HCl and 0,025M NH4EDTA). Two extraction methods were used: sequential and fractional. During the fractional extraction leaching of metal ions always proceeds in single agents from original komplex, whereas during the sequential extraction leaching proceeds gradually in all extraction agents in order according to rising afinity of agents, i.e. bond strength of metal ions in samples. Amount of metal ions in leaches after extractions was analysed by UV-VIS spektrometry.

The main theme of this thesis is the usage of the test investigating the formation potential of trihalogenmethanes (THM FP) and its comparison with conventional indicators of water quality (CODMn, A254 and colours). As for the experimental part of the thesis, rating of the effectiveness of selected technological procedures has been applied (e.g.: coagulation, adsorption and ozonation in the act of treatment of artificially prepared water model with a higher content of humic substances in laboratory conditions). Based on the obtained results, it was found that the common indicators of water quality have very similar attributes and also complete each other. On the contrary, those attributes of indicators may not be sufficient in case of the evaluation of water quality with high content of humic substances. The findings made illustrate that the THM FP test enables the accurate evaluation of water quality, especially in connection with the content of an organic material susceptible to chemical changes. THM formation potential has proved its high value and also has confirmed that it can appropriately complete the other standarts that are being used for assessing the quality of treated water up to nowadays.

Tato dizertační práce je napsána jako termoanalytická studie humifikovaných substrátů, tj. huminových látek a půdních vzorků, získaných z několika různých zdrojů tak, aby byl pokryt co nejširší rozsah primárních charakteristik. Práce hledá lineární korelace (s využitím Pearsonova korelačního koeficientu) mezi kinetikou termo-oxidační degradace (sledovanou pomocí termogravimetrie (TGA) a vyjádřenou konverzním časem stanoveným neizotermickou izokonverzní metodou) a standardními charakteristikami, jako je množství aromatického a karboxylového uhlíku přítomného v huminových látkách stanoveného spektroskopií nukleární magnetické rezonance (NMR). Hlavním cílem této práce je objasnit proces termo-oxidační degradace humifikované části přírodní organické hmoty a hledat závislosti mezi primární a sekundární strukturou huminových látek. Dalším úkolem je nalezení korelace mezi termogravimetrickým úbytkem hmotnosti půdních vzorků a jejich mikrobiální stabilitou měřenou v laboratorních experimentech jakožto půdní respirace (tedy uvolňování oxidu uhličitého). Účelem je zjistit, zdali vzájemné propojení vůbec existuje, a objasnit jaké druhy procesů, které provázejí půdní respiraci, je možné jednoduše odhalit pomocí TGA. Výsledky práce skýtají detailnější pohled na termickou analýzu půdních vzorků a jiných humifikovaných materiálů. Hlavním přínosem této práce je prezentace vyskytujících se aplikací termické analýzy pro charakterizaci půdní organické hmoty a dále také příspěvek k rozvoji aplikací technik termické analýzy v půdní vědě.