Orientador: Julio César Rocha / Resumo: Substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram obtidas por processo de adsorção em resinas macroporosas não-iônicas, XAD 7 e XAD 2, dispostas em série. Após eluição com solução de NaOH, o extrato alcalino de SHA foi acidificado a pH 1,0 para separação em ácidos húmico (AH) que precipita, e ácido fúlvico (AF) o qual permanece em solução. Para caracterização físicoquímica do material húmico (AH e AF), foram feitas análise elementar, determinação do teor de substâncias húmicas e acidez total. Os resultados obtidos por UV-VIS e FTIR indicaram que AH apresenta maior número de grupos aromáticos em relação a AF, que em geral possui mais cadeias alifáticas. A aplicação da técnica imunoquímica, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), para a determinação do herbicida atrazina em águas foi avaliada em amostra de água contendo alto teor de matéria orgânica (~35 mg L-1) e baixo valor de pH (3,8). O efeito matriz devido a presença de SHA pode ser notado pela perda de sensibilidade da técnica, ou seja, os valores de IC50 variaram de 60 ng L-1, na ausência de SHA, para 112 ng L-1 em concentrações acima de 10,0 mg L-1 de material húmico e para 137 ng L-1 em pH < 5,0. Além disto, pode-se inferir que a luz solar aumentou a velocidade de degradação da atrazina na presença de SHA formando produtos, com partes de suas estruturas, semelhantes ao produto original levando a resultados falso-positivos. A quantidade de material húmico presente na amostra de água foi a principal fonte de erro na análise de atrazina, levando à interações não-específicas entre as SHA e os reagentes enzimáticos. O procedimento ELISA, aplicado neste estudo, pode ser utilizado para determinação de atrazina desde que se faça diluição da amostra até cerca de 2,5 mg L-1 de húmicos e em pH alcalino (7,0 - 9,0). / Abstract: Aquatic humic substances (AHS) were isolated from water samples using Amberlite XAD 7 and XAD 2. After elution with NaOH solution, the XAD concentrated AHS was fractioned at pH 1.0 resulting in fulvic acid (FA - supernatant) and humic acid (HA - slurry). All humic materials were characterized with respect to elemental analysis, amount of AHS and total acidity. UV and FTIR spectra showed HA aromatic character greater than FA. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was evaluated by analyzing atrazine in rich-humic matter water sample (~35 mg L-1) and acid water (pH 3.8). From all the conditions studied the low pH (pH < 5.0) and high humic substances concentrations (>10 mg L-1) showed the greatest influence. The IC50 values to control sample (no humic) decreased from 60 ng L-1 to 112 ng L-1 to humic solution at >10 mg L-1 and to 137 ng L-1 at pH < 5.0. The presence of AHS alters the photochemical behaviour of atrazine by accelerating its degradation forming metabolites which can be recognized by the antibodies. The assay performance showed a strong dependence on the pH values and amount of humic matter. However, analysis could be carried out directly in samples containing HA or FA that had been adjusted the pH in the range between 7.0 and 9.0, and humic concentration at 2.5 mg L-1. / Doutor

Orientador: Altair Benedito Moreira / Coorientador: Ademir dos Santos / Banca: César Ricardo Teixeira Tarley / Banca: Eduardo Alves de Almeida / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar a interações das Substâncias Húmicas (SH) com os metais cobre(II), cromo(III) e cromo(VI) por meio de dois métodos, o da supressão da fluorescência molecular e o sistema de ultrafiltração com fluxo tangencial (SUFT). As SH foram caracterizadas por técnicas espectroscópicas na região do infravermelho e do ultravioleta-visível e por fluorescência molecular. Foram realizadas duas coletas de sedimentos, uma no período de chuva e outra no de seca, sendo coletados em três rios da Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande, Rio Preto, Rio Turvo e Rio Grande. O sedimento foi coletado com o auxilio de uma draga manual do tipo Van Veen. As SH foram extraídas de acordo com metodologia oficial sugerida pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (SISH). A constante de estabilidade condicional (Kc) foi determinada por meio da supressão da fluorescência e variou de 5,6x10-3 - 1,23 em período chuvoso para o íons cobre, e de 5,5x10-3 - 8,7x10-2 para o período de seca. Quando a Kc foi determinada para o complexo SH-Cr(III) valores de 1,9x10-1-5,2x10-1 e 2,1x10-1-3,5x10-1, foram determinados para o período de chuva e de seca, respectivamente. Por fim a Kc foi determinada para a interação das SH com Cr(VI), de forma geral os valores de Kc foram maiores para o período de chuva. A capacidade complexante (CC) determinada por meio do SUFT para a interação das SH com cobre(II) teve valores que variaram de 4,0x10-1 - 6,3x10-1 mmol Cu g-1 SH e de 1,4x10-1 - 5,3x10-1 mmol Cu g-1 SH para período de chuva e seca, respectivamente. Para o Cr(III) a CC variou de 2,1x10-1 - 9,7x10-1 e de 2,6x10-1 - 8,4x10-1 mmol Cr g-1 SH para o período de chuva e seca, respectivamente. Quando a interação das SH com o Cr(VI) foi estudada por meio do SUFT só foi possível calcular a CC para os pontos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed to study the interactions of humic substances (HS) with copper(II), chromium(III) and chromium(VI), using by two methods, the suppression of the molecular fluorescence and tangential flow ultrafiltration sytem (TFUS). The HS were characterized by spectroscopic thecniques in the infrared and ultraviolet/visible region and molecular fluorescence. There were two sediment samples, one during the wet season and another the dry, being these sediments collected from the three Rivers of the Turvo/Grande drainage basin, Preto river, Turvo river and Grande river. The collection of sediment was carried out with the aid of a manual Van Veen type dredge. The HS were extracted according to the official methodology suggested by the International Humic Substances Society (IHSS). The conditional stability constant (Kc) was determined by suppressing fluorescence and ranged from 5,6x10-3 - 1,23 in the wet season for the copper ions, and of the 5,5x10-3 - 8,7x10-2 to the dry season. When Kc was determined for the complex HS-Cr(III) values of 1,9x10-1-5,2x10-1 e 2,1x10-1-3,5x10-1, were determined for the wet and dry seasons, respectively. Finally, the Kc was determined for the interactions oh HS with the Cr(VI) in geral the Kc values were higher for the wet season. Complexant capacity (CC) was determined by means of TFUS for the interactions of the HS with Copper(II) the values ranged from 4,0x10-1 - 6,3x10-1 mmol Cu g-1 HS and of 1,4x10-1 - 5,3x10-1 mmol Cu g-1 HS for a wet and dry season, respectively. For the Cr(III) CC ranged from 2,1x10-1 - 9,7x10-1 and from 2,6x10-1 - 8,4x10-1 mmol Cr g-1 HS for the wet and dry period, respectively. When the interactions oh HS with Cr(VI) was studied by means of TFUS was only possible to calculate the CC for the points NRP and CAPRP, as for others... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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

Resumo: Este trabalho teve como objetivo caracterizar diferentes solos da Bacia do Rio Negro-AM e mais especificamente a região do Rio Aracá-AM e estimar a contribuição deste para o ciclo biogeoquimico do Hg na referida região. Caracterizaram-se amostras de solo e de substâncias húmicas. Nos solos foram avaliados os seguintes parâmetros: teor de matéria orgânica, granulometria, teor de mercúrio, alumínio e ferro. As substâncias húmicas extraídas de solo da região do Rio Aracá-AM são relevantes por contribuírem no processo de complexação com íons metálicos, influindo na mobilização e biodisponibilidade de metais no compartimento solo. Utilizando-se um sistema de fracionamento em função do tamanho molecular obtiveram-se seis frações (F1>100; F2:100-50; F3:50-30; F4:30-10; F5:10-5 e F6<5 kDa). Para melhor compreensão da capacidade de complexação (CC) das substâncias húmicas de solo por íons cobre foram feitos experimentos de ultrafiltração nas frações. No capítulo 1 Para tratar os dados de solos da região do Rio Aracá-AM utilizou-se a técnica exploratória multivariada de análise hierárquica de agrupamento. Os dendogramas obtidos mostraram que os solos dessa região apresentam comportamentos similares. No capítulo 2 dentre as capacidades de complexação determinadas a região do Rio Aracá apresenta menor CC (0,21) quando comparadas a diferentes solos da Bacia do Rio Negro-AM. / Abstract: This work was intended to characterized different soils from Basin of Rio Negro-AM and specifically the region of Rio Aracá-AM and estimates its contribution to biogeochemical cycle of Hg in that region. Soil samples and humic substances extracted from them were characterized. Were determined on soils: organic matter, granulometry, quantity of mercury, aluminium and iron. The extracted humic substances of soil from region of Rio Aracá-AM have an important function due to their performance on complexing and releasing metallic ions. Six fractions were obtained using a fractionation system (F1>100; F2:100-50; F3:50-30; F4:30-10; F5:10-5 and F6<5kDa) in function of molecular size. To better comprehension of complexation capacity of humic substances by ions copper, were made experiments of ultrafiltraction on the fractions. In chapter 1 to treat characterization data was used the multivariate exploratory technique of analyze hierarchic of cluster. The results shows that soils from Rio Aracá - AM presents similar behavious. In chapter 2 between the complexation capacities determined from Rio Aracá presents the smaller values (0,21) than others on the Rio Negro Basin. / Orientador: Julio Cesar Rocha / Coorientador: André Henrique Rosa / Banca: José Pedro Serra Valente / Banca: José Carlos Marconato / Banca: Wilson Tadeu Lopes da Silva / Banca: Gilmar Silverio da Silva / Doutor

Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: André Henrique Rosa / Banca: Edenir Rodrigues Pereira Filho / Resumo: Neste trabalho foi determinado o estoque de metais e avaliada a dinâmica destes em águas superficiais dos rios Preto, Turvo e Grande e seus afluentes (corpos aquáticos pertencentes à Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande). Numa primeira etapa, os elementos alumínio, antimônio, arsênio, bário, cádmio, chumbo, cobre, cromo, níquel e zinco foram quantificados mensalmente em 13 locais de amostragens empregando Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização por Forno de Grafite. Nessas mesmas amostras foram monitorados em campo, com o auxílio de equipamentos multiparâmetros, os parâmetros temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade, pH e sólidos totais dissolvidos, bem como no laboratório o carbono orgânico total (COT) empregando um Analisador de Carbono Orgânico Total. Os resultados foram interpretados com o auxílio de Análise de Componentes Principais (PCA). Numa segunda etapa, substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram extraídas das águas do rio Preto empregando método recomendado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. Em seguida, estudos da capacidade de complexação das SHA do Rio Preto com os metais alumínio, cromo (III), cromo (VI) e níquel foram realizados no laboratório e em campo empregando Espectrofluorimetria Molecular. A partir dos resultados obtidos pode se verificar que os corpos aquáticos Córrego Piedade e rio Preto próximo a ETE (COT variando de 2,9-225,8 mg L-1) encontraram-se impactados principalmente, devido ao lançamento de efluentes domésticos. Os dados de PCA discriminaram 4 grupos permitindo avaliar a influência da sazonalidade no aporte dos contaminantes monitorados. As constantes de estabilidade condicional dos complexos SHA-Cromo (VI), SHA-Cromo (III) e SHANíquel foram de 2,6 10-2, 2,0 10-2 e 1,1 10-5, respectivamente. Estes resultados, associados à caracterização das SHA permite concluir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Quantify and metals environmental dynamics in waters from Preto, Turvo and Grande rivers and its main tributaries (water bodies belonging at Turvo/Grande Watershed) were evaluated in this work. As a first step, freshwater were sampling monthly at 13 sampling places during 12 months and the elements aluminum, antimony, arsenic, barium, cadmium, lead, copper, chromium, nickel and zinc were quantified using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. In field, the characterization of these water samples were carried through measures of temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH and total dissolved solids. Total organic carbon (TOC) was quantified using a Total Organic Carbon Analyzer. Principal Component Analysis (PCA) was employed to data treatment. In a second step, aquatic humic substances (AHS) were extracted from Preto River according International Humic Substances Society method. Complexation capacity studies of AHS with aluminum, chromium (III), chromium (VI) and nickel were performed in the laboratory and field using Fluorescence Molecular Spectroscopy. Results showed that Piedade and Preto rivers near ETE are the aquatic bodies more affected by domestic discharges presenting TOC ranged from 2.9 to 225.8 mg L-1. PCA discriminated four groups to evaluate seasonality influence on discriminated diffuse and point sources of monitored contaminants. Conditional stability constants of metal complexes with AHS were 2.6 10-2, 2.0 10-2 and 1.1 10-5 for chromium (VI), chromium (III) and nickel, respectively. Our results indicated that SHA-metal interactions are weak compared to other studies reported in the literature, whose may be associated to humification degree low. Atypical behavior was observed to complexation capacity study of the AHS-Aluminum. An increase of the fluorescence signal was noted with metal addition. Finally, solar radiation decrease the complexation... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Neste trabalho, membranas poliméricas de acetato de celulose foram preparadas pelo procedimento de inversão de fase e juntamente com filtros de papel JP41 (Jprolab- Procedência Alemã), foram organomodificados com tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-aminopropiltrietoxisilano (3-APTS), visando o desenvolvimento de um novo procedimento analítico para especiação "in-situ" de metais lábeis e inertes em sistemas aquáticos. Parâmetros que exercem influência na labilidade do íon metálico, como pH, tempo de complexação, concentração e características de matéria orgânica foram estudadas em laboratório usando testes de remoção de metais. Os tempos de equilíbrio de complexação na membrana polimérica indicaram uma cinética lenta para os íons metálicos Mn(II) e Ni(II), mais rápidas para Cu(II) e Cd(II) com uma baixa recuperação de cátions metálicos. Os resultados com os testes utilizando filtros de papel organomodificados apresentaram uma cinética mais baixa para íons Cu(II) em comparação com Ni(II), Mn(II) e Cd(II). A labilidade relativa observada para cátions metálicos complexados em substâncias húmicas aquáticas (SHA) usando filtros de papel organomodificados foi Cu>>Cd>Ni>Mn. Os valores de pH, características estruturais e concentração de SHA influenciam fortemente na labilidade dos metais estudados. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de filtros de papel organomodificados pode ser uma alternativa interessante e promissora pra a caracterização "in-situ" de metais lábeis/inertes em sistemas aquáticos. / Abstract: In this work, cellulose acetate polymeric membranes have been prepared by the procedure of phase inversion and together with paper filters JP41 (Jprolab- German origin), have been organomodified with tetraethylortosilicate (TEOS) and aminopropyltriethoxysilane (3-APTS), aiming the development of a new analytical procedure for "in-situ" especiation of labile and inert metallic species in aquatic systems. Parameters that exert influence on the metal lability, as pH, complexation time, concentration and characteristics of organic matter were studied in laboratory using tests of metal recovery. The equilibrium times of complexation in the polymeric membrane indicated slow kinetic for metallic ions Mn(II) and Ni(II), faster for Cu(II) and Cd(II) and a low metal removal. The results with the tests using organomodified paper filters showed lowest kinetic for ions Cu(II) in comparison with Ni(II), Mn(II) and Cd(II). The relative lability observed for metallic cations complexed in aquatic humic substances (HAS) using the paper filters was Cu>>Cd>Ni>Mn. The pH values, structural characteristics and concentration of AHS exert strong influence on the lability of studied metals. The results obtained showed that the utilization of organomodified filter papers can be an interesting and promising alternative for "insitu" characterization of metal lability/inertness in aquatic systems. / Orientador: André Henrique Rosa / Coorientador: Ademir dos Santos / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Jorge César Masini / Mestre

Resumo: Neste trabalho caracterizaram-se amostras de solo e substâncias húmicas (SH) extraídas de diferentes solos da Bacia do Médio Rio Negro e também determinaram-se a capacidade de complexação de íons Hg(II) por SH e constantes de troca entre espécies metálicas originalmente complexadas às SH por íons Hg(II). As amostras de solos foram caracterizadas através do teor de matéria orgânica, análises elementar e granulométrica. Os resultados mostraram que os teores de matéria orgânica para as amostras de solo diminuíram com a profundidade. Com base nos resultados de análise granulométrica feita nas amostras de solos, caracterizou-se o aumento dos teores de argila em função da profundidade com a conseqüente diminuição dos teores de areia e silte. As substâncias húmicas extraídas de amostras de solos coletados na Bacia do Médio Rio Negro-AM foram caracterizados por análise elementar, ressonância paramagnética eletrônica e ressonância magnética nuclear. Os resultados mostraram que, em função da profundidade, os valores das razões atômicas C/N foram praticamente constantes ao contrário das razões C/O e C/H, as quais diminuíram. As concentrações de radicais livres do tipo semi-quinona das substâncias húmicas variaram de 0,08 a 5,38 x 1018 spins g-1 de carbono, indicando diferença entre os níveis de humificação das SH extraídas de solos amazônicos. As SH extraídas de solos de regiões alagáveis apresentaram maiores concentrações de spins em relação às SH extraídas de regiões não alagáveis, indicando influência da umidade no processo de humificação. / Abstract: In this research were characterized humic substances (HS) and soil samples extracted from Rio Negro-AM Medium Basin and capacity of complexation (CC) of Hg(II) by HS and constants of exchange between metallic species originally complexed in the HS by Hg(II) had also been determined. The soil samples were characterized through organic material composition, elemental and granulometry analysis. The results showed decreasing of the organic material composition with the depth. According to the results taken, was characterized an increasing in the composition of clay with the depth, but in the other hand, a reduction in silt and sand composition. The humic substances extracted of soil samples from Rio Negro-AM Medium Basin were characterized by elemental analysis, electronic paramagnetic resonance and nuclear magnetic resonance. The results had shown that, in function of the depth, the atomic ratio values C/N were constants, while the atomic ratio C/O and C/H decresed. The concentrations of free radicals of the humic substances were 0.08 to 5.38 x 1018 spins g-1 of carbon, indicating difference in the humification levels of HS extracted from Amazonian soils. The HS extracted in flooded regions showed bigger spins concentrations comparing to ones extracted in unflooded regions, showing that the humidity influences in the process of humification. The NMR of 13C dates showed the sequence of percentage of kind of carbon: aliphatic > ethers/hydroxyls > carboxyls/esthers/amides > aromatics > phenols @ carbonyls of aldehydes and ketones for HS samples extracted of the differences profiles of the Amazonian soils studied. / Orientador: André Henrique Rosa / Coorientador: Julio Cesar Rocha / Banca: Wilson Tadeu Lopes da Silva / Banca: Marisa Veiga Capela / Banca: Isabele Rodrigues Nascimento / Banca: Ézio Sargentini Junior / Doutor