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.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-07-09T20:54:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Alves da Silva.pdf: 1532360 bytes, checksum: 56b8ddef8309e6b8743f554a9a9a8bfe (MD5) Ficha catolográfica.pdf: 1842 bytes, checksum: 1185edabd1a724c8f829353123ef170f (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T12:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Alves da Silva.pdf: 1532360 bytes, checksum: 56b8ddef8309e6b8743f554a9a9a8bfe (MD5) Ficha catolográfica.pdf: 1842 bytes, checksum: 1185edabd1a724c8f829353123ef170f (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T12:55:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Alves da Silva.pdf: 1532360 bytes, checksum: 56b8ddef8309e6b8743f554a9a9a8bfe (MD5) Ficha catolográfica.pdf: 1842 bytes, checksum: 1185edabd1a724c8f829353123ef170f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-10T12:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Alves da Silva.pdf: 1532360 bytes, checksum: 56b8ddef8309e6b8743f554a9a9a8bfe (MD5) Ficha catolográfica.pdf: 1842 bytes, checksum: 1185edabd1a724c8f829353123ef170f (MD5) Previous issue date: 2015-04-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, Negro River’s samples of aquatic humic substances collected in March, June, September and December of 2012, were characterized. The characterization of chemical components has been made through elementary analysis techniques, C13 and 1H NMR, FT-IR, UV-VIS and GFAAS. Studies of availability of metals Cu, Fe, Al and Zn of the different samples using the competion technique AHS-M/EDTA and metal exchange studies originally complexed by Cu2+, both using tangential ultrafiltration system, were performed. The seasonal period under study has presented drought periods and full of the river more accented than the average of 10 years prior. The AHS structural analysis by the different methods do not suggest a significant structural variation throughout the study period. Significant variation in the metals availability and exchange by Cu2+ was also not noted. The results obtained were different from the AHS literature, which indicate there is a difference in the structure at different periods. / Neste trabalho, foram caracterizadas amostras de substâncias húmicas aquáticas (SHA) do rio Negro coletadas nos meses de março, junho, setembro e dezembro de 2012. As caracterizações dos seus componentes químicos foram feitas utilizando das técnicas de Analise Elementar, RMN de C13 e 1H, FT-IR, UV-VIS e GFAAS Foram realizados estudos de disponibilidade dos metais Cu, Fe, Al e Zn das diferentes amostras, utilizando a técnica de competição SHA-M/EDTA e estudos de troca de metais originalmente complexados por íons de Cu2+, ambos utilizando o sistema de ultrafiltração tangencial. O período sazonal em estudo teve estações de cheia e seca mais acentuados que a média dos dez anos anteriores. As análises estruturais das SHA, nos diferentes métodos, não sugerem uma variação estrutural significativa em todo o período estudado. Também não foram observadas variações significativas na disponibilidade e troca de metais por íons de cobre. Os resultados obtidos foram diferentes da literatura das SHA, que apontam haver diferença na sua estrutura em períodos diferentes.

Compreender os ciclos de nutrientes e a dinâmica da matéria orgânica no ecossistema da Amazônia é essencial para o domínio do manejo eficiente da floresta e do solo. O desaparecimento de florestas tropicais, acompanhada de acelerados processos de perda de solo e de matéria orgânica, pelo desmatamento, queimadas e avanço da fronteira agrícola despertam preocupações. As características das substâncias húmicas remetem aos processos de gênese da matéria orgânica, à capacidade de sustentabilidade para os usos múltiplos em cultivos e aparece como indicador da qualidade do solo. O objetivo deste trabalho foi relacionar as características das substâncias húmicas do solo com o seqüestro de carbono em sítios de floresta em clímax, em área moderadamente e intensamente antropizada, ambientes de influência da Rodovia BR-163 - Cuiabá-Santarém, região que experimenta um incremento das ações antrópicas em função do anúncio da pavimentação desta rodovia. Foram determinadas as características das substâncias húmicas pelas técnicas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, espectroscopia de fluorescência de luz no UV/Visível, espectroscopia de absorção de luz no UV/Visível, espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) e espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica nuclear (EPR). Os resultados de infravermelho das substâncias húmicas do solo do sítio de floresta em clímax, indicam alta complexidade no arranjo conformacional, denotando-se a presença de elevada humificação do material orgânico, o que é corroborado pelos resultados de fluorescência, onde as características das substâncias húmicas deste ambiente apresentaram maior policondensação e grau de humificação. Utilizando-se a espectroscopia de absorção de luz no UV/Visível, constatou-se que a razão E4/E6 é de 2,27 para solo do ambiente de floresta em clímax. Esse é o menor valor das três frações, o que demonstra que as substâncias húmicas deste sítio estão em estágio elevado de policondensação e apresentam maior quantidade de estruturas aromáticas. Os resultados de RMN indicam que a maior percentagem de carbono aromático está exatamente nas substâncias húmicas do solo do sítio de floresta em clímax. Os resultados de EPR demonstram também que as substâncias húmicas dos solos dos sítios em clímax apresentam maiores números de radicais livres do tipo semiquinona (7,52) dos três ambientes estudados. As substâncias húmicas provenientes dos solos dos sítios com intensa atividade antrópica indicam a presença de menor grau de humificação, pelo número de radicais livres do tipo semiquinona (4,68), menor valor dos três ambientes estudados. Desta forma, as características das substâncias húmicas do solo de ambientes em clímax, pela elevada aromaticidade, policondensação e grau de humificação, proporcionam aumento da biodiversidade, incremento da produtividade, melhoria da estrutura deste solo, contribuindo junto à formação de fração húmica não lábil, bem como maior estabilidade dos complexos organominerais, condições favoráveis para o seqüestro de carbono e mitigação do aumento do efeito estufa. / Understanding the cycles of nutrients and organic matter dynamics in Amazons ecosystem is essential for the domain of efficient management of the forest and soil. The disappearance of tropical forests, accompanied by processes of accelerated loss of soil and organic matter, for the deforestation, forest fires and advancement of agricultural frontier arouse concerns. The characteristics of humic substances refer processes of genesis organic matter, capacity of sustainability for multiple uses in cultures appears as indicator the quality of the organic matter. The objective of this work was to relate the characteristics of humics substances in the soil, with the carbon sequestration in sites of forest in climax, in moderately and intensely area in humans use, environments in Influence of highway BR-163 - Cuiaba-Santarem, a region experiencing an increase in action of the human being according to the announcement of paving the road. There were certain characteristics of humic substances by the Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, elemental analysis, ultraviolet-visible fluorescence spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and electronic paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The results of infrared of humic substances in soil site of a climax forest, show high complexity in conformal arrangement, showing up the presence of high humification of organic material, which is corroborated by the results of fluorescence, where the characteristics of humic substances this environment polycondensation and had greater degree of humification. Using ultraviolet-visible absorption spectroscopy, it was found that the reason E4/E6 is 2.27 for the environment of forest in climax. This is the lowest of the three fractions, which shows that the humic substances from this site are in high stage of polycondensation and the greatest amount of aromatic structures. The results of NMR indicate that the highest percentage of carbon aromatic is exactly humic substances in soil from site of forest in climax. The results of EPR also demonstrate that the soil humic substances in climax\'s sites show the highest numbers of free radicals semiquinonas type (7.52) in the three kinds of environments studied. The humic substances from the soil of sites with intense human activity indicate the lesser presence of degree humification, for the number of free radicals semiquinona\'s type (4.68), lower value of the three environments studied. Thus, the characteristics of humic substances in soil from environments in the climax for the high aromaticity, polycondensation and degree of humification, provide an increase of biodiversity, increasing productivity, improving the structure of the soil, contributing next to the formation of humic fraction not labile, greater stability of organic minerals complexes, favourable conditions for carbon sequestration and mitigation of increased greenhouse effect.

Investigou-se a influência de íons metálicos Al(III), Ca(II), Fe(III), Pb(II), Cu(II) e Cr(III) (10-6 a 10 -3 mol L-1 na intensidade relativa de fluorescência (IRF) do ácido húmico (AH, 10 mg L-1). os íons Cu(ii), Pb(II) e Cr (III) produziram um efeito de supressão, enquanto os íons Fe(III), Al(III) e Ca(II) não influenciaram significativamente nos valores de IRF. A partir dos valores de IRF foram calculadas a constante de estabilidade (K) dos complexos e a capacidade complexante do AH com Cu(II), Pb(II) e Cr(III). Os valores de K seguiram a ordem: Cr(III)> Pb(II) > Cu(II) e a capacidade complexante: Cr(III) ~ Pb(II)> Cu(II). Desenvolveu-se um novo método analítico baseado na reação quimiluminescente da oxidação do AH com peroxomonosulfato de potássio (PMS; 0,6 mol L-1</SUP) ) em meio básico (NaOH 1,0 mol L-1 ). A intensidade máxima de radiação emitida (Imáx ) e a área em função do tempo foram lineares com a quantidade de AH em solução na faixa de 0,5 a 20 mg L-1, com o limite de detecção de 0,24 mg L-1 , com limite de detecção de 0,24 mg L-1 . Um estudo comparativo foi realizado utilizando-se H2O2 (0,58 mol L-1 na presença de CH2O (0,44 mol L-1) em meio básico (NaOH 0,16 mol L-1) com limite de detecção de 0,4 mg L-1. As adições dos íons Cl-, NO3- , PO43- , CO32- , Fe(III), Cu(II), Cr(III) e Ca(II) na reação quimiluminescente de AH com PMS, não interferiram significativamente no sinal. Adições de 50 mg L-1 de Co(II) ou Mn(II) à solução de AH Aldrich, na forma de complexos de EDTA ou cloretos, aumentaram o valor Imáx devido à formação de espécies fortemente oxidantes como SO5°-, SO4°- HO° durante a reação de decomposição do PMS. O método foi aplicado para determinar a concentração de AH em amostra de água do Rio Miranda - MS, obtendo-se valores entre 2,9 a 12,3 mg L-1 . As reações de oxidação, com emissão de radiação, de alguns compostos orgânicos com PMS em meio básico foram estudadas. Com os polifenóis obtiveram- se intensidades de radiação mais significativas e os valores de área seguiram a seguinte ordem: floroglucinol >> ácido fúlvico > ácido húmico > resorcinol > ácido pirogálico > catecol > hidroquinona. Desta forma, como polifenóis existem na estrutura de substâncias húmicas, acredita-se que essas porções da molécula devem ser as responsáveis pela produção de quimiluminescência. / The influence of Al(III), Ca(II), Fe(III), Pb(II), Cu(II), and Cr(III) metal ions (10-6 to 10-3 mol L-1) on the relative fluorescence intensity (RFI) of humic acid (HA, 10 mg L-1) was investigated. Cu(II), Pb(II), and Cr(III) ions produced a quenching effect, while Fe(III), Al(III), and Ca(II) ions did not significantly interfere with RFI values. Stability constants (K) and complexing capacities of HA with Cu(II), Pb(II), and Cr(III) were obtained using RFI values. Stability values of complexes followed the order: Cr(III)> Pb(II) > Cu(II) and the complexing capacity values: Cr(III) ~ Pb(II) > Cu(II). A new analytical method was developed based on the chemiluminescent oxidation of HA by peroxymonosulfate (PMS; 0.6 mol L-1) in basic medium (NaOH 1.0 mol L-1). The intensity of radiation emission (Imax) and area vs. time were linear functions of HA concentration range of 0.5-20 mg L-1. The detection limit was 0.24 mg L-1. A comparative study was conducted using H2O2 (0.58 mol L-1) in the presence of CH2O (0.44 mol L-1) in basic medium (NaOH 0.16 mol L-1). The detection limit was 0.4 mg L-1 of HA. The addition of Cl-, NO3-, PO43-, CO32-, Fe(III), Cu(II), Cr(III), and Ca(II) to the chemiluminescent reaction of HA with PMS did not interfere with the signal. The addition of 50 mg L-1 Co(II) or Mn(II) (as EDTA complexes or chloride salts) to the HA sample enhanced radiation emission, due to the formation of strong oxidant species such as SO5o-, SO4o-, and HOo during PMS decomposition reaction. This method was applied to determine HA concentration in a sample of river water (Miranda River - MS), obtaining values between 2.9 and 12.3 mg L-1. Oxidation reactions of some organic compounds by PMS in basic medium were studied, which produced radiation emission. Polyphenols produced the highest emissions and the area values followed the order: phloroglucinol> fulvic acid> humic acid> resorcinol> pyrogalic acid> cathecol> hydroquinone. Since polyphenolic groups are supposed to exist within humic acid structure, those portions of the molecule are most likely to be responsible for that chemiluminescence.

Existem muitos mananciais usados como fonte de abastecimento de água que apresentam cor verdadeira relativamente alta, devido à presença de substâncias húmicas (SH). Muitas estações de tratamento de água (ETA) apresentam problemas no processo de coagulação decorrentes da presença das SH. Com isso é necessário o uso de pré-oxidantes para reduzir a cor verdadeira da água. Quando emprega-se o cloro como oxidante ocorre a formação de subprodutos halogenados, que são prejudiciais a saúde humana. Para este estudo coletou-se água no Rio Itapanhaú - Bertioga/SP, a qual apresentou cor verdadeira na ordem de 400 uH. Para a extração das SHA empregou-se a resina XAD 8. Os extratos de SHA foram filtrados em membrana com poros de 0,45 µm e após utilizou-se a técnica de ultrafiltração (UF) para o fracionamento do material húmico em diferentes tamanhos moleculares aparente. As frações empregadas na caracterização foram: F1: menor que 0,45 µm, F2: entre 100 kDa e 0,45 µm, F3: entre 30 e 100 kDa, F4: entre 10 e 30 kDa, F5: entre 5 e 10 kDa. As frações foram caracterizadas por meio das técnicas de análise elementar, espectroscopia de ultravioleta/visível, infravermelho e ressonância magnética nuclear de 13C (RMN de 13C). Os resultados mostraram que as frações de menor tamanho molecular aparente (F3, F4 e F5) possuem maior conteúdo de carbonos alifáticos do que carbonos aromáticos e uma porcentagem relativamente alta de oxigênios ligados a grupamentos alquílicos e a ácidos carboxílicos. As frações de maior tamanho molecular aparente (F1 e F2) apresentaram maior grau de condensação de grupamentos aromáticos. No caso dos espectros de RMN de 13C, não foi possível verificar diferenças significativas nas diferentes frações de SHA. Verificou-se picos mais intensos na região de grupos carboxil e alifáticos e menos intenso na região dos aromáticos. Isso indica que nas SHA há maior conteúdo de grupamentos oxigenados e carbonos alifáticos. As amostras de água de estudo foram preparadas com água de poço artesiano e com as frações de diferentes tamanhos moleculares aparentes das SHA (F1: menor que 0,45 µm, F2: entre 100 kDa e 0,45 µm e F3: entre 30 e 100 kDa e F4\': menor que 30 kDa) com cor verdadeira aproximadamente de 100 uH e turbidez em torno de 0,5 uT. Para avaliar a influência dos diferentes tamanhos moleculares aparentes das SHA na eficiência da coagulação foram feitos ensaios em jartest empregando filtração direta descendente. Os coagulantes empregados neste estudo foram, o sulfato de alumínio e cloreto férrico, ambos como produto comercial líquido. Os diagramas de coagulação evidenciaram a influência do tamanho molecular aparente das SHA no processo de coagulação, quando empregou-se os coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico. Para as águas de estudo preparadas com as frações de menor tamanho molecular aparente, foi necessário maior dosagem de coagulante para se obter remoção da cor aparente da água e mesmo assim, a remoção foi menor. A fração de menor tamanho molecular aparente (F4\') apresenta maior porcentagem de ácidos fúlvicos, e estes apresentam maior quantidade de grupos com carga negativa. Por isso, há necessidade de maior dosagem de coagulante para que ocorra uma eficiente remoção de cor aparente. / Water sources used to supply the public water system frequently have a relatively high true color intensity due to dissolved aquatic humic substances (AHS). In this study, water samples were collected from the Itapanhaú River (Bertioga, SP, Brazil), which exhibited a true color intensity in the order of 300 Hanzen units. XAD-8 resin was used to extract AHS. The AHS extract was filtered through a membrane with 0.45 µm pores, giving fraction F1, and this was separated by ultrafiltration into 4 apparent molecular size fractions of humic material: F2 from 100 kDa to 0.45 µm, F3 from 30 to 100 kDa, F4 from 10 to 30 kDa and F5 from 5 to 10 kDa. The fractions were characterized by elemental analysis and UV/Vis, infra-red (IR) and carbon 13 nuclear magnetic resonance (13C-NMR) spectroscopy. In general, the results showed that the smaller molecular size fractions (F3, F4 and F5) had a higher proportion of aliphatic than aromatic carbon atoms and a relatively high percentage of oxygen atoms bonded to alkyl groups and in carboxylic acids. Conversely, the apparently larger molecules (fractions F1 and F2) showed a higher content of aromatic groups. In the case of the 13C-NMR spectra, no significant differences could be detected among the fractions. There were stronger peaks in the carboxyl group and aliphatic carbon region and weaker peaks in the aromatic region, indicating that in the AHS as a whole, there is a greater content of oxygenated groups and aliphatic carbon atoms. Water from an artesian well was used to prepare experimental samples of the following molecular size fractions of AHS: F1 < 0.45µm, F2 from 100 kDa to 0.45 µm and F3: from 30 kDa to 100 kDa and F4\': < 30 kDa, with true color intensity around 100 Hazen units and turbidity around 5.0 NTU. To assess the influence of the apparent molecular size on the efficiency of coagulation, jar test were carried out, using direct filtration. The coagulants employed were aluminum sulfate and ferric chloride. The coagulation diagrams obtained with these products revealed the effects of the molecular size of the AHS on the coagulation process. For the experimental samples, fractions F3 e F4 \', a greater dose of coagulant was needed to remove the apparent water color around 5.0 Hanzen units and, even then, the amount removed was smaller. F4\' also had a higher proportion of fulvic acids, which exhibited a larger number of negatively-charged groups. For these reasons, a high dose of coagulant is necessary to achieve an efficient removal of apparent color.

Um dos maiores interesses atuais no âmbito mundial, está focalizado no aumento da radiação ultravioleta (UV) e sua influência no equilíbrio dos sistemas aquáticos. O Rio Negro-AM, um dos principais afluentes da Bacia Amazônica, constitui-se em um lugar ideal para o estudo do impacto da radiação UV na biogeoquímica da matéria orgânica dissolvida (MOD), pelas elevadas concentrações de carbono orgânico (CO), altas taxas de radiação solar registradas e variabilidade sazonal do sistema. O presente trabalho teve por finalidade avaliar a dinâmica e funcionalidade das substâncias húmicas aquáticas (SHA) do Rio Negro frente a fatores ambientais como índices fluvio e pluviométricos e a radiação UV-visível. Com este objetivo as SHA foram classificadas em relação às estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e caracterizadas, através da composição elementar, capacidade complexante (CC) com Cu+2 e das espectroscopias de ressonância paramagnética eletrônica (RPE), ressonância magnética nuclear de carbono 13 (RMN 13C), infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), absorbância e fluorescência de luz UV-visível. O resultado revelou o efeito das mudanças sazonais do rio na estrutura da MOD, sendo que as SHA do inverno (época de cheia) evidenciaram o maior carácter alifático por RMN 13C, diretamente relacionado com altos níveis fluviométricos que favoreceriam o ingresso da MOD fresca de origem terrestre, hidrofílica e em vias de estabilização. Por outro lado, as SHA de verão e outono (época de seca), mostraram o maior carácter aromático com altos teores de radicais livres do tipo semiquinona, os maiores índices de humificação por fluorescência e as maiores absorbâncias a comprimentos de onda mais longos. Em uma segunda parte, avaliaram-se os efeitos da radiação UV-visível nas propriedades ópticas e estruturais das SHA de verão e inverno, para isso empregou-se uma lâmpada de Hg-Xe (290 - 475 nm). Em geral observou-se uma diminuição progressiva da absorbância e da cor, uma mineralização com redução aproximada de 75% de CO e a formação de estruturas de menor complexidade, evidenciada através do deslocamento para menores comprimentos de onda dos máximos de fluorescência; uma acidificação do meio (6 - 4,5) e uma perda total da CC de Cu+2, nos primeiros 300 minutos da irradiação. Desse modo, a variabilidade estrutural sazonal também foi observada no comportamento na fotodegradação das SHA de verão e inverno. Assim, as de verão (com maior aromaticidade) apresentaram uma cinética lenta (k=10,33 x 10-4), embora mais efetiva com a perda total de absorbância do 87%, atribuída a uma maior ressonância dos grupos cromóforos presentes em maior quantidade. Em contrapartida, as SHA de inverno (com a maior alifaticidade) degradaram se mais rapidamente (k=12,33 x 10-4) atingindo um estado limite estacionário, até uma perda de absorbância de 79%, devida à acelerada decomposição dos grupos alifáticos e/ou a produção de estruturas absorventes que são recalcitrantes e inertes aos comprimentos de onda da lâmpada. Contudo, estes resultados contribuem para um melhor entendimento das tendências dos fluxos de CO nos rios e a subseqüente quantificação de C das fontes terrestres e aquáticas e sua dependência com diversos fatores ambientais. / Nowadays, one of the major world concerning is focused in the increasing of the damaging ultraviolet (UV) radiation and its impact on the aquatic ecosystems. In addition, the Rio Negro, one of the principal tributaries of the Amazon Basin, is an appropriate site for studying the influence of the UV radiation in the dissolved organic matter (DOM) biogeochemistry, since its high level of organic carbon (OC) production, the high rates of solar exposition and the seasonal variation of the system. The present research had the intent to evaluate the dynamics and functionality of the Rio Negro aquatic humic substances (AHS) influenced by environmental factors such as pluviometric and fluviometric levels and the UV-vis irradiation. In order to reach these objective, the AHS from one year were classified in seasonal groups (summer, autumn, winter and spring) and characterized through the elemental analysis, copper (Cu+2) complexation capacity (CC) and through the spectroscopic techniques as electronic paramagnetic resonance (EPR), nuclear magnetic resonance of 13C (NMR 13C), Fourier transformed infrared spectroscopy and UV-visible absorbance and fluorescence. The results revealed the river seasonal changes effects on the DOM structure, being that, the winter AHS (flooding season), evidenced the highest aliphatic character from the NMR 13C analysis, that can be related with the high fluviometric levels that would increasing the presence of fresh hydrophilic and not totally stabilized (MOD) from terrestrial sources. In contrast, the summer and autumn AHS (dry season) showed the greatest aromatic presence, high concentration of semiquinone free radicals, the greatest humification degrees from the fluorescence and the elevated long wavelength absorbance. Complementarily, the AHS optical and structural properties were assessed as a function of its exposure to UV-visible irradiation using an Hg-Xe lamp (290-475 nm). In general there were observed a progressive decreasing of absorbance and color, a mineralization with a 75% carbon loss and the formation of the less complex structures inferred from the change of the maximum fluorescence to shorter wavelengths. In addition there were registered the system acidification (6- 4,5) and a total loss of the Cu+2 CC during the first 300 minutes of the radiation exposure. As expected, the structure seasonal dependence influenced in the photodegradation behavior of the winter and summer AHS. The summer AHS sample (with the highest aromaticity) showed slower kinetics (k=10,33 x 10-4), but higher susceptibility to the UV irradiation with a 87% loss of absorbance, explained by the highest concentration of aromatic structures more resonant with the irradiation applied. On the counterpart, the winter AHS (with the highest aliphaticity) presented faster kinetics (k=12,33 x 10-4), reaching rapidly a stationary state with a total absorbance loss of 79%, as a result of an accelerated decomposition of its aliphatic fractions and/or the production of absorbing light recalcitrant compounds, unreactive to the wavelengths applied in this study. Finally, these results contribute for a better understanding of the OC river fluxes and the subsequent quantification of the terrestrial and aquatic C sources and its dependence with diverse environmental factors.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-25T17:57:36Z No. of bitstreams: 1 2016 - Luiz Gilberto Ambr?sio de Souza.pdf: 3023562 bytes, checksum: b3607c9323156b54bb63bceacd5de74e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T17:57:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Luiz Gilberto Ambr?sio de Souza.pdf: 3023562 bytes, checksum: b3607c9323156b54bb63bceacd5de74e (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CNPq / Glomalin is regarded as a hydrophobic, heat-stable and recalcitrant glycoprotein produced by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Such characteristics possibly result in high amounts of this protein in the soils, as well as a reduced rate of decomposition, and it is considered an important fraction of soil organic matter. Humic Substances (HS) have been recognized for a long time as the organic component most widely distributed on the planet, present both in terrestrial and aquatic environments. They are formed from chemical and biological degradation of residues from plants, animal and microbial activity. Although with some progress on structural aspects of glomalin and humic substances, there are few studies that describe their structural differences using a spectroscopic and chemometric approach. To search for answers for these questions, having as a reference the existing environmental and ecological relationships, this study aimed to confirm the structural relationship (differences and similarities) between the glomalin and humic substances obtained from different sources, through the isolation and purification of soil protein fractions related to glomalin (Glo), and the humic substances (HSs) fractions from different environments and composted materials; characterizing glomalin and humic substances obtained by chemical, physical and spectroscopic techniques (elemental composition, UV-vis, FTIR, 13 C CP-MAS RMN, EMS), and by using chemometric techniques (Unscrambler? X 10.3). / A glomalina ? considerada como uma glicoprote?na hidrof?bica, termoest?vel e recalcitrante produzida pelos Fungos Micorr?zicos Arbusculares (FMA). Tais caracter?sticas possivelmente implicam em altas quantidades desta prote?na nos solos bem como uma reduzida taxa de decomposi??o, sendo considerada como uma importante fra??o da mat?ria org?nica do solo. As Subst?ncias H?micas (SH) t?m sido reconhecidas durante muito tempo como o componente org?nico mais amplamente distribu?do no planeta, presentes tanto em ambientes terrestres quanto aqu?ticos. Elas s?o formadas a partir da degrada??o qu?mica e biol?gica de res?duos de plantas, animais e da atividade microbiana. Embora existam alguns avan?os sobre aspectos estruturais da glomalina e as subst?ncias h?micas, ainda s?o escassos os estudos que descrevem as suas diferen?as estruturais utilizando uma abordagem espectrosc?pica e quimiom?trica. Buscando encontrar respostas a estes questionamentos, assumindo como base de estudo a rela??o ambiental e ecol?gica existente, este estudo tem como objetivo confirmar a rela??o estrutural (diferen?as e semelhan?as) existente entre a glomalina e as substancias h?micas de diferentes origens, atrav?s do isolamento e purifica??o das fra??es da prote?na do solo relacionada ? glomalina (Glo) e as fra??es de subst?ncias h?micas (SHs) de diferentes ambientes e materiais compostados; caracterizando a glomalina e as subst?ncias h?micas obtidas atrav?s de t?cnicas qu?micas, f?sicas e espectrosc?picas (composi??o elementar, UV-vis, FTIR, CP-MAS 13C RMN, MEV) e atrav?s da utiliza??o de t?cnicas quimiom?tricas (Unscrambler? X 10.3).

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.

A presença de substâncias húmicas em águas destinadas ao abastecimento tem ocasionado diversos problemas, decorrentes da formação de subprodutos orgânicos halogenados, principalmente quando se emprega a pré-oxidação com cloro. Os compostos orgânicos halogenados, reconhecidamente carcinogênicos e que podem ser encontrados nas águas tratadas e distribuída à população, são: trialometanos, ácidos haloacéticos, haloaldeidos, halocetonas, halofenóis e halopicrinas. Nas estações de tratamento de água para abastecimento (ETAs), a utilização da etapa de pré-oxidação da água bruta com cloro contribui para a formação desses subprodutos. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial de formação de vinte e dois subprodutos com a utilização dos seguintes pré-oxidantes: cloro, dióxido de cloro, permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio, ozônio e peroxônio. O potencial de formação de subprodutos foi simulado em uma água preparada com adição de substâncias húmicas extraídas de solo turfoso, por meio do uso da pré-oxidação, coagulação, filtração e pós-cloração. Os subprodutos foram quantificados por cromatografia gasosa com detetor de captura de elétrons. Os resultados obtidos mostraram que o uso de pré-oxidantes alternativos, tais como: permanganato de potássio; dióxido de cloro; peróxido de hidrogênio; ozônio e peroxônio, associados à coagulação, filtração e pós-cloração formam quantidades mínimas de subprodutos. / The presence of humic substances in water destined for supply has brought many problems, resulting from the formation of halogenated organic byproducts, especially when preoxidation with chlorine is used. Halogenated organic compounds, which are admittedly carcinogenic and can be found in water treated and distributed for the population, are: trihalometano, haloacetic acid, haloaldehyde, haloacetone, halophenol, and halopicrin. In water treatment plants (WTPs), the use of preoxidation with chlorine of the raw water contributes for forming such byproducts. This research aims at evaluating the potential for the formation of twenty two byproducts using the following preoxidants: chlorine, chlorine dioxide, potassium permanganate, hydrogen peroxide, ozone, and peroxone. The potential of byproducts formation was simulated in water prepared with addition of humic substances extracted from peat soil by preoxidation, coagulation, filtration and post-chlorination. Byproducts were quantified by gas chromatography with electron capture detector. The results obtained showed that the use of alternative preoxidants such as: chlorine, chlorine dioxide, potassium permanganate, hydrogen peroxide, ozone, and peroxone, associated with coagulation, filtration, and post-chlorination form a minimum of byproducts.

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.