Este estudo teve como objetivo avaliar a interação entre substâncias húmicas e xenobióticos através de estudos ecotoxicológicos. O principal foco foi avaliar a resposta entre diferentes níveis tróficos em organismos aquáticos (fitoplanctônicos, zooplanctônicos, peixes e macroinvertebrados bentônicos) e terrestres (vegetais superiores, insetos e anelídeos) avaliando os efeitos diretos e indiretos das SH e de sua mistura com xenobióticos sobre os organismos. O reconhecido efeito das SH aumentarem ou reduzirem o efeito tóxico de algumas substâncias foi estudado. Os principais pontos para discussão são: a) SH podem reduzir ou estimular o crescimento algal (P. subcapitata); b) A presença de SH podem proteger os organismos contra efeitos tóxicos de metais, no entanto, a presença de Cd/Cu afeta negativamente o crescimento de C. xanthus. d) Em uma análise integrada de processos de remediação solo/água, a presença de SH afetou negativamente ou positivamente os efeitos tóxicos da atrazina em alguns organismos. A significância das SH como tecnologia é discutida. / This study focuses the interaction of humic substances and xenonbiotics, throw ecotixicological studies. The main point was quantify and qualify the ecotoxicological responses of several throphic levels of freshwater (algae, zooplankton, fishes and benthic organisms) and soil organisms (higth plants, insects and annelids) analyzing the direct and indirect effects of humic substances (HS) and their mixture on organisms. The recognized ability of HS on improve or reduce the toxic effect of same substances has been studied. The main points of discussion are: a) humic can be both reduce or stimulate the algal growth (P. subcapitata); b) The presence of HS can be protect aquatic organisms to negative effects of metals. However, the presence of mixture of Cd/Cu affect negatively the growth of C. xanthus; d) In a integrated analysis of remediation process in soil/water microcosm, the presence of HS displayed negative or positive effects on atrazine toxicity for some organisms. The value of humic technology was discussed.

A avaliação da ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas toma-se importante pois este tipo de interação pode afetar a dinâmica e a reatividade de contaminantes apoIares no ambiente e influenciar no controle biogeoquímico do carbono no solo, podendo contribuir para a mitigação do efeito estufa. Entretanto, devido à heterogeneidade química das substâncias húmicas associada à baixa energia envolvida neste tipo de interação, evidências ou detecções experimentais são difíceis. Neste trabalho avaliou-se a ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas e também em alguns componentes do solo utilizando a metodologia de marcador de spin, detectável por ressonância paramagnética eletrônica, e a supressão de fluorescência. A utilização de diferentes marcadores de spin (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL e 5-MSSL) possibilitou avaliar que a interação estabelecida com o ácido húmico é predominantemente hidrofóbica. A forte imobilização do marcado r 5SASL no ácido húmico foi confirmada pela diminuição dos valores da taxa de difusão rotacional obtida por simulação espectral (109 s-1 em água e 106 s-1 em presença do ácido húmico). Da análise do comportamento espectral do marcador de spin, observou-se que a conformação estrutural do ácido húmico depende, além do pH, da concentração iônica. Em pH 7,5, foi observado que a utilização de concentrações iônicas acima de 0,1 moI L-1 de c1oreto de sódio favoreceu a formação de sítios hidrofóbicos menos expostos ao meio aquoso (internos). O tempo de hidratação e a concentração de ácido húmico também influenciaram na formação destes sítios. Os experimentos com variação de concentração de ácido húmico e de marcador de spin sugeriram que a estruturação de sítios hidrofóbicos internos, observados principalmente abaixo de pH 5, seja devida à agregação de várias estruturas húmicas menores. Embora tenha sido observada a existência de sítios hidrofóbicos no ácido fúlvico, este apresentou maior dificuldade de agregação em comparação ao ácido húmico, o que foi atribuído ao seu caráter mais hidrofílico. Dos experimentos de supressão de fluorescência, observou-se que a interação do pireno foi influenciada pelas características químicas dos ácidos húmicos extraídos de diferentes solos e sistemas de manejo. Os dados mostraram que quanto maior a aromaticidade do ácido húmico maior foi a interação, sugerindo que as interações estabelecidas ocorrem predominantemente por meio de forças de van der Waals. Não se obteve correlações significativas entre a porcentagem estimada de moléculas de marcadores de spin imobilizadas nos sítios hidrofóbicos internos com as características químicas dos ácidos húmicos. Este comportamento sugeriu que estes sítios podem estar mais associados à conformação estrutural do que à composição química dos ácidos húmicos. Também foi analisado o comportamento espectral do marcador de spin na presença de alguns componentes do solo (fração argila, solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico). Pelos resultados não se observou imobilização do marcador de spin na fração argila (caulinita), diferentemente do que foi observado para o solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico. As diferenças na imobilização dos marcadores de spin foram atribuídas aos diferentes teores de carbono de cada amostra. / Hydrophobic interactions can play an important role on the dynamics and reactivity of the apoIar organic compounds in the environrnent as well as the organic carbon dynamic in the global system, and eventually contribute to mitigation of greenhouse effect. However, due to the chemical heterogeneity of humic substances and the low energy involved in the hydrophobic interactions experimental evidences are very difficult to be obtained. ln this work, hydrophobic interactions in the humic substances and some soil components were evaluated through spin labeling, detected by electronic paramagnetic resonance, and fluorescence quenching. Using different spin labels (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL and 5-MSSL), it was possible to observe that the interactions established with humic acids are mainly hydrophobic. The decrease of the values of the rotational diffusion rates, obtained from spectral simulation, from 109 s-1 Iin water to 106 s-1 in the presence of humic acid indicated that the spin label was strongly immobilized in the humic acid. The results from the analysis of spectral anisotropy of the spin label showed that conformational aspects of the humic acid are dependent on pH value and ionic strength. For pH around 7.5 and using ionic strength above 0.1 moI L-1 of sodium chloride was noticed an increase in the formation of inner hydrophobic sites. It was noticed that the formation of inner hydrophobic sites also was influenced by hydration time and humic acid concentration. Data obtained using different humic acids and spin label concentration suggested that the inner hydrophobic sites formation (mainly at pH below 5) is due to the aggregation of small humic structures. The existence of inner hydrophobic sites was noticed in the fulvic acid. However, the fulvic acid presented more difficulty to form aggregates, in comparison with humic acid, due to its major hydrophilic characteristic. From data obtained by fluorescence quenching it was observed that the interaction of pyrene was influenced by chemical composition of humic acid samples extracted from different soils and tillage systems. An increase of interactionin samples with higher aromaticity degree was shown, which indicates that the van der Waals forces are prevailing. No correlation between the estimated percentages of spin label molecules immobilized in the inner hydrophobic sites and the chemical characteristics of humic acid samples was obtained. This behavior suggested that the hydrophobic sites in the humic acid are mainly related to structural conformation instead of chemical composition. The mobility trend of spin label in the presence of soil components (clay fraction, fluoridric acid treated soil and humic acid) was also analyzed. No spin label immobilization was noticed in the clay fraction (kaolinite). On the other hand strongly immobilized spin label in the fluoridric acid treated soil and humic acid were observed. The differences in the immobilization were attributed to the carbon content.

Este trabalho teve por finalidade, em um primeiro estágio, avaliar as características e propriedades estruturais das substâncias húmicas aquáticas, extraídas de um manancial de área tropical, incluindo avaliações e comparações de suas frações húmica e fúlvica, com a utilização de técnicas espectroscópicas como RPE, RMN, IV, Fluorescência e absorbância de luz UV-Visível, além da aplicação de técnicas cromatográficas. A base para o entendimento sobre essas matrizes foi possível, obtendo informações quanto ao grau de humificação e condensação, composição elementar e estrutural. Os resultados obtidos, reforçam a importância, de utilizar-se diversas técnicas independentes, para o estudo de materiais tão complexos e heterogêneos como as substâncias húmicas e demonstram as potencialidades destas (técnicas) no estudo da estrutura e reatividade dessas substâncias e suas interações. Na etapa seguinte, avaliou-se a influência de oxidantes de água, como o cloro e o dióxido de cloro, na formação de subprodutos com potencial carcinogênico, como os trihalometanos (no caso o clorofórmio), os quais são gerados após a oxidação da matéria orgânica aquática, por oxidantes de água, visando o monitoramento da formação desse subproduto sob condições brasileiras. Observou-se um pico de máxima formação, para este trihalometano, após um período de 24 horas de reação, para ambos oxidantes. Este resultado sugere cuidados operacionais em sistemas de abastecimento de água, quando esta for distribuída a população. Após 24 horas de reação a formação do clorofórmio, em amostras com dióxido de cloro, foi em torno de 60 vezes menor, quando comparado às amostras com cloro, para uma concentração dos oxidantes de 20 μg L-1. Mostrou-se que o aumento da formação do clorofórmio, também ocorre para amostras a maiores valores de pH e concentração de matéria orgânica. Quando se variou a concentração dos ácidos fúlvicos nas amostras, a formação do clorofórmio foi de aproximadamente 9 μg L-1, para a amostra com maior concentração da matéria orgânica e na presença de cloro. Para a amostra com dióxido de cloro, essa formação foi de 0,20 μg L-1. Os resultados obtidos nesta fase mostraram que o dióxido de cloro é mais eficiente quando comparado ao cloro, quanto ao poder de oxidação da matéria orgânica e principalmente na redução da formação do clorofórmio (uma redução de mais de 98%) após reação com a fração fúlvica. Os experimentos, contribuíram para um melhor entendimento sobre as características das substâncias húmicas aquáticas na presença e ausência de alternativas oxidantes, e as informações obtidas, fornecem algumas opções operacionais que poderão contribuir, para o desenvolvimento de novos processos ou ajustes nos procedimentos do tratamento da água para consumo humano. Após esta etapa do trabalho foram utilizadas as técnicas espectroscópicas mencionadas acima, para avaliar as propriedades e características estruturais da fração fúlvica extraída de um manancial de área tropical, na presença dos oxidantes. Os resultados geraram dados inéditos e coerentes entre si, sobre alterações estruturais nos ácidos fúlvicos aquáticos, na presença desses oxidantes, mostrando de forma inequívoca o envolvimento de grupos aromáticos condensados nas reações com os dois oxidantes / The aim of this work, at a first stage, was to evaluate the characteristics and structural properties of aquatic humic substances extracted of an aquatic environrnent of a tropical area. Also, the evaluation and comparison of humic and fulvic fractions were performed throughout spectroscopic techniques as EPR, NMR, FTIR, fluorescence and absorbance with UV-Visible light and using chromatographic techniques. The base for the understanding of these matrixes was possible through informations such as humification and condensation degree as well as elemental and structural composition. The results, obtained in this work, reinforce the importance to use several independent techniques to study complex and heterogeneous materials as humic substances and the potentiality of these techniques to generate data about the structure, reactivity and interactions of these substances. After this stage of the work, it was evaluated the influence of water oxidants (chlorine and chlorine dioxide) in the formation of subproducts with carcinogenic potential as the trihalomethanes (in this case the chloroform), which are generated after the oxidation of aquatic organic material by water oxidants. The formation of these subproducts was minimized under our tropical climatic conditions, and it was observed a peak of maximal formation after 24 hours of reaction, for both oxidants. This result indicates that operational cares should be taken, in water supply systems, when the water is distributed for the population. After 24 hours of reaction, the chloroform formation, in samples with chlorine dioxide was around 60 times smaller than in the samples containing chlorine, for a oxidants concentration of 20 μg L-1. Also, it was observed an increase of the chloroform formation for samples with the highest values of pH and organic matter concentration. When the fulvic acid concentration was changed, the chloroform formation was approximately 9 μg L-1 for the sample with the highest organic matter concentration and containing chlorine. In the case of the sample with chlorine dioxide, this formation was 0,20 μg L-1. The results obtained in the final fase, showed that the chlorine dioxide is more efficient to oxidize the organic matter than the chlorine and mainly in the reduction of chloroform formation (a reduction higher than 98%) after the reaction with the fulvic fraction. These experiments contributed for a better understanding about aquatic humic substances characteristics in the presence and absence of alternatives oxidants. The informations obtained in this work provide operational options, which will contribute for the development of new process or to adjust the water treatment proceduces for human consumption. Also, the previously mentioned spectroscopic techniques were used to evaluate the properties and structural characteristics of the fulvic fraction extracted of a tropical area source. Results generated news and coherent data about structural alterations in fulvic acid samples containing oxidants, showing clearly the influence of the condensed aromatic moieties in reactions with both oxidants.

Orientador: Mara Cristina Pessoa da Cruz / Coorientador: Manoel Evaristo Ferreira / Banca: Wanderley José de Melo / Banca: José Carlos Barbosa / Banca: José Ricardo Mantovani / Banca: Renato Yagi / Resumo: A matéria orgânica do solo é fonte primária de nutrientes às plantas e é considerada um dos principais indicadores de sustentabilidade e qualidade do solo, de modo que é importante o conhecimento do teor de C orgânico total, das suas frações e das alterações que ocorrem quando há mudança no manejo. Com base nisso, foi objetivo do presente trabalho avaliar os efeitos da adubação com esterco bovino nos teores de carbono orgânico total, nitrogênio total e capacidade de troca de cátions do solo, bem como as transformações de curto prazo das substâncias húmicas. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho tratadas com seis doses de esterco bovino (0, 5, 10, 20, 40 e 80 t ha-1), as quais foram umedecidas a 60% da capacidade de retenção de água, embaladas em sacos de polietileno, seladas, enterradas no campo a 10 cm de profundidade. Nos tempos 30, 60, 90, 120, 150 e 180 das os sacos foram desenterrados ao acaso e levados para o laboratório. Nas amostras foram determinados o nitrogênio total do solo (Nt), a capacidade de troca de cátions (CTC), o carbono orgânico (CO) total e as frações. No fracionamento foi determinado o teor de carbono nas frações: solúvel em água (C-SA), substâncias húmicas (C-SH), ácidos húmicos (C-AH), ácidos fúlvicos (C-AF) e humina (C-H), pelo método clássico de fracionamento químico. O esterco bovino proporcionou maiores teores de CO total já nas amostras coletadas aos 30 dias a maior parte do C-SH estava presente na forma de humina, seguida por C-AH, e C­AF. Os menores teores de CO ocorreram na fração C-SA. O Nt avaliado aos 180 dias aumentou 0,35 g kg-1 com aplicação de 80 t ha-1 de esterco e a taxa de aumento foi de 0,0043 g kg-1 de N para cada tonelada de esterco aplicada. A CTC aumentou aproximadamente 8 mmolc dm-3 com aplicação de 40 t ha-1 aos 180 dias de incubação / Abstract: Soil organic matter is a primary source of plant nutrients and is considered one of the main indicators of soil sustainability and quality, therefore it is important to know the total organic C (TOC) content, its fractions and the transformations that take place when there is change in soil management. Based on that, this study aimed assessing the effects of fertilization with cattle manure on the contents of total organic carbon, total nitrogen and the cation-exchange capacity of the soil, as well as the short-term transformations of humic substances. Samples of an Haplidox were treated with six doses of cattle manure (O, 5, 10, 20, 40 and 80 t ha-1 dry basis), wetted moisture to 60% of water holding capacity, packaged in polyethylene bags, sealed, buried in the field at 10 cm depth. At 0, 30, 60, 90, 120, 150 and 180 days the bags were randomly unearthed and taken to the laboratory. The samples were analyzed for total soil nitrogen (TSN), cation-exchange capacity (CEC), total organic carbon (TOO ) and their fractions. Upon fractioning, the carbon content in the fractions were determined: water-soluble (WS-C), humic substances (HS-C), humic acids (HA-C), fulvic acids (FA-O) and humin (H-C), through the classical chemical fractioning method. The cattle manure provided higher TOC contents already in the samples collected after 30 days the C-HS was present in the humin, followed by C-HA, and C-FA. The lowest content of C was found in the C-WS fraction. The Nt was assessed at 180 days the increase observed was 0,35 g kg-1 compared to control. The CEC increased approximately 8 mmolc dm-3 with the application of 40 t ha-1 after 180 days / Doutor

Resumo: Substâncias Húmicas (SH), extraídas de turfa sob diferentes condições foram caracterizadas com o objetivo de se desenvolver nova metodologia de extração com elevado rendimento, baixo teor de cinzas e sem grandes alterações estruturais. Parâmetros como: tempo, temperatura, atmosfera de extração, razão solo/extrator, granulometria do solo, extrator e sua concentração foram avaliados e mostraram ter grande influência no processo. Pelos estudos feitos e resultados obtidos pode-se concluir para a amostra estudada que: 1 - a extração alcalina das substâncias húmicas utilizando-se hidróxido de potássio aumenta o rendimento e diminui o teor de contaminantes inorgânicos co-extraídos em relação ao procedimento utilizando hidróxido de sódio; 2 - a concentração do extrator influencia muito no rendimento, teor de cinzas, razão E4/E6, razão AH/AF e composição elementar das substâncias húmicas extraídas; 3 - 4 horas de extração são suficientes para extrair praticamente toda matéria orgânica presente na amostra; 4 - a razão solo/extrator não exerce influência no teor de matéria orgânica extraída, entretanto, a diminuição dessa razão eleva o teor de contaminantes inorgânicos no extrato húmico; 5 - espectros na região do infravermelho e visível mostraram que o aumento da temperatura de extração causa mudanças estruturais nos ácidos húmico e fúlvico...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Humic Substances (HS), extracted from the peat under different conditions were characterised with the aim of developing a methodology of extraction with high yields, low contents of ashes and without big structural alterations. Parameters such as: time, temperature, extraction atmosphere, soil/extractor ratios, soil granulemetry, extractor and its concentration were evaluated and showed to have great influence on the process. By the studies done and results obtained we can conclude to the studied sample that: 1. the alkaline extraction from the humic substances using potassium hydroxide increase the yields and reduce the contents of inorganic contaminator co-extracted in relation to the procedure that uses sodium hydroxide; 2. the concentration of the extractor influences very much on the yields, contents of ashes, E4/E6 ratios, AH/AF ratios and elementary composition of the extracted humic substances; 3. four hours of extraction are enough to extract almost all the organic material present in the sample; 4. the soil/extractor ratios does not exert any influence on the contents of the extracted organic material, however, the decrease of this ratio increases the contents of inorganic contaminator in the humic extract; 5. spectres in the region of the infrared and visible showed that the increase of temperature of extraction provokes structural changes in the humic and fulvic acids. It was also verified that the reduction of the contents of humic acid and elevation of the fulvic acid extracted with the increase of temperature; 6. the nitrogen atmosphere minimises the oxidation of the humic and fulvic acids during the extraction. The increase in time of extraction of the humic substances in the absence of nitrogen favours the oxidative processes; ...(Complete abstract, click electronic access below) / Orientador: Julio Cesar Rocha / Coorientador: Maysa Furlan / Banca: Clóvis Augusto Ribeiro / Banca: Antonio Salvio Mangrich / Mestre

Corantes orgânicos são uma importante classe de poluentes ambientais, sendo que a natureza da interação de tais espécies com ácidos húmicos determina seu comportamento e destino ambiental. Este trabalho investiga abordagens diferentes para a síntese de nanopartículas de ouro-ácido húmico (NPs Au/AH), o desempenho destas partículas como sensores para a determinação de traço de corantes orgânicos e da natureza da sua interação química com ácidos húmicos por técnicas de espectroscopia Raman intensificada por superfície (surface-enhanced Raman scattering, SERS). As nanopartículas de ouro foram obtidas de forma direta em meio aquoso. A síntese foi realizada na presença de ácido húmico em vários valores de pH e na presença e na ausência de citrato de sódio. Nesta abordagem, o ácido húmico apresenta propósitos diferentes. Na síntese das nanopartículas, ele serve como agente redutor e para a estabilização da superfície, impedindo a coalescência das nanopartículas em meio aquoso. Considerando-se a utilização de nanopartículas como substratos SERS-ativos, o ácido húmico serve como uma fase de extração associada com a plataforma SERS, favorecendo a interação dos corantes orgânicos com as nanopartículas metálicas. Esta abordagem pode ser utilizada para aumentar a sensibilidade e seletividade da técnica SERS e evitar a interferência de outras espécies em solução. É também importante mencionar que o ácido húmico dá origem a um espectro Raman muito fraco e, portanto, não interfere de forma significativa na detecção espectroscópica das espécies de interesse. As NPs Au/AH obtidas foram caracterizadas por espectroscopia eletrônica, microscopia eletrônica de varredura e SERS, a fim de estabelecer uma correlação entre a sua morfologia, plasmon superficial, e seu uso potencial como substratos SERS. As NPs Au/AH foram utilizadas como substratos SERS no estudo de corantes têxteis aniônicos e catiônicos. Os espectros Raman, nestes casos, foram atribuídos ao complexo formado pelo ácido húmico e cada uma das espécies de interesse. Os resultados obtidos revelaram uma dependência significativa entre as propriedades morfológicas e eletrônicas das NPs Au/AH com o procedimento de síntese, e também uma interação preferencial entre as nanopartículas e os corantes catiônicos. Conclui-se que as NPs Au/AH podem proporcionar uma abordagem útil para a caracterização espectroscópica de espécies relevantes para o ambiente e sua interação química com os ácidos húmicos, através do uso da espectroscopia Raman intensificada pela superfície / Organic dyes are an important class on environmental pollutants, and the nature of the interaction of such species with humic acid strongly determines their environmental behavior and fate. This work investigates different approaches for the synthesis of humic acid-gold nanoparticles (HA-AuNP), the performance of these particles as sensors for trace determination of organic dyes and the nature of their chemical interaction with humic acids by surface-enhanced Raman scattering (SERS). The Au nanoparticles were obtained by direct fabrication in aqueous media.The synthesis were carried out in the presence of humic acid at various pH values, and in the presence and absence of sodium citrate. In this approach, humic acid serves different purposes. In the synthesis of the nanoparticles, they serve as reducing agent and for surface stabilization, preventing coalescence of the nanoparticles in aqueous media. Considering the use of the nanoparticles as SERSactive substrates, the humic acid serves as an extraction phase associated with the SERS platform, favoring the interaction of the organic dyes with the metallic nanoparticles. This approach can be used to enhance the sensitivity and selectivity of SERS technique and avoid interference from other species in solution. It is also important to mention that the humic acid gives rise to a very weak Raman spectrum, and therefore does not interfere significantly in the spectroscopic detection of the species of interest. The obtained HA-AuNPs were characterized by electronic spectroscopy, scanning electron microscopy and SERS, in order to establish a correlation between their morphology, surface plasmon, and their potential use as SERS platforms. The HA-AuNPs have been applied as SERS substrates for anionic and cationic textile dyes. The recorded Raman spectra are, in these cases, assigned to the complex formed by the humic acid and each of the species of interest. The obtained results revealed a significant dependence on the morphological and electronic properties of the HA-AuNPs with the synthesis procedure, and also a strong interaction between the nanoparticles and cationic dies. We conclude that HA-AuNP may provide a valuable approach for the spectroscopic characterization of environmentally relevant species and their chemical interaction with humic acids, through the use of surface enhanced Raman spectroscopy

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sheisa Fin Dantas.pdf: 1167838 bytes, checksum: d0aeeb3c6d878db48c73e057a5839964 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Organic micropollutants are substances that present even in small concentrations, are capable of triggering effects on systems where it is introduced, highlighting, among them the so-called endocrine disruptors (EDs). The EDs are substances that can interfere with the functions of the endocrine system, causing adverse effects to an organism or its offspring. Natural and synthetic sexual hormones are potent and EDs have been detected in aquatic environments on all continents, mainly due to the absence or deficiency in wastewater treatment processes. Humic substances (HS) are the main compounds able to interact with organic micropollutants such as hormones, interfering in the processes of bioavailability for the environment. Studies using HS as a complexing hormones have been carried out using the quantification method as chromatography. However, there are few studies of alternative methods for the quantification of estrogen hormones. The objective of this study was to validate and adapt a methodology to study estrone (E1), 17-estradiol (E2) and 17-ethinylestradiol (EE2) and study their interactions with humic substances employing molecular absorption spectroscopy Ultraviolet-Visible to quantify these hormones. This method is based on the diazotization of sulfanilamide with sodium nitrite, followed by coupling reaction with the hormone. Be established analytical curve for concentrations in the range from 10.0 to 28.0 μg mL-1 which was linear, adequate accuracy and precision. Despite the spectroscopic method is not selective, it presented results compatible with chromatography, which proves their suitability for the bench studies in this work. To perform a comparison between the methods employed to high performance liquid chromatography, using methanol and water as mobile phase and C-18 cartridge as stationary phase. For the study of interaction we used samples patterns of hormones in study and humic acid solution under constant agitation and samples taken within a maximum period of 48 hours. The reduction in the concentration of estrogen in the middle of the study, when in the presence of SH was detected since the beginning of the process. In all cases, we observed an increase in the removal of the hormone with increasing contact time. The reduction in the concentration of estrogen in the middle of the study, when in the presence of HSwas detected since the beginning of the process. In all cases, we observed an increase in the removal of the hormone with increasing contact time. By increasing the concentration of HS, there was an increase in the complexation of estrogens E2, and EE2 being that the hormone was EE2 that showed the best results of complexation with HS in the studied conditions. In aliquot removed from the system after 48 hours of stirring, was removed 51.1% (10.22 μg mL-1) in the presence of 10.0 μg mL-1 of the HS and 75.8% (15 16 μg mL-1) at 20 μg mL-1. The simulations can predict the behavior of E2 and EE2 hormones in natural aquatic environments rich in HS, where this interaction can reduce the availability to the biota and thus the absorption and physiological effects. / Os micropoluentes orgânicos são substâncias que mesmo presentes em pequenas concentrações, são capazes de desencadear efeitos sobre os sistemas em que são introduzidos, destacando-se, dentre eles, os chamados interferentes endócrinos (IEs). Os IEs são substâncias capazes de interferir nas funções do sistema endócrino, causando efeitos adversos a um organismo ou a sua prole. Hormônios sexuais naturais e sintéticos são potentes IEs e têm sido detectados em ambientes aquáticos em todos os continentes, principalmente em função da inexistência ou deficiência nos processos de tratamento de esgotos. Substâncias húmicas (SH) são os principais compostos capazes de interagir com micropoluentes orgânicos como os hormônios, interferindo nos processos de biodisponibilidade para o ambiente. Estudos usando SH como complexante de hormônios têm sido realizados utilizando-se a cromatografia como método de quantificação. Porém, existem poucos estudos de métodos alternativos para a quantificação de hormônios estrógenos. O objetivo deste trabalho foi validar e adaptar uma metodologia para estudar estrona (E1), 17-estradiol (E2) e 17α-etinilestradiol (EE2) e estudar suas interações com substâncias húmicas empregando-se espectroscopia de absorção molecular Ultravioleta-Visível para quantificação desses hormônios. Este método é baseado na diazotação da sulfanilamida com nitrito de sódio, seguida da reação de acoplamento com o hormônio. Foi possível estabelecer curva analítica para concentrações na faixa de 10,0 a 28,0 g mL-1 que apresentou linearidade, exatidão e precisão adequadas. Apesar do método espectroscópico não ser seletivo, o mesmo apresentou resultados compatíveis com a cromatografia, o que comprova sua adequação para os estudos de bancada realizados nesse trabalho. Para realizar um comparativo entre os métodos, empregou-se a cromatografia líquida de alta eficiência, utilizando-se metanol e água como fase móvel e cartucho C-18 como fase estácionária. Para o estudo de interação utilizou-se as amostras padrões dos hormônios em estudo e solução de ácido húmico, sob agitação constante e coletas realizadas no período máximo de 48 horas. A redução na concentração dos estrogênios no meio de estudo, quando em presença de SH foi detectada desde o início do processo. Para todos os casos, observou-se um aumento na remoção do hormônio com o aumento do tempo de contato. Ao aumentar-se a concentração de SH, observou-se um aumento na complexação dos estrogênios E2, e EE2 sendo que o hormônio EE2 foi o que apresentou os melhores resultados de complexação com a SH nas condições estudadas. Na alíquota retirada do sistema, após 48 horas de agitação, removeu-se 51,1% (10,22 μg mL-1) em presença de 10,0 μg mL-1 de SH e 75,8% (15,16 μg mL-1) em 20 μg mL-1. As simulações permitem prever o comportamento dos hormônios em ambientes aquáticos naturais ricos em SH, nos quais essa interação pode reduzir a disponibilidade para a biota e assim, a absorção e os efeitos orgânicos.

A destinação dos resíduos sólidos constitui um sério problema ambiental para a humanidade. Por meio do processo de vermicompostagem, pode-se obter a reciclagem dos resíduos orgânicos, resultando em um material mais humificado, de grande potencial agrícola e de sequestro de carbono atmosférico quando aplicado ao solo. Para que se tenha segurança agronômica quando da utilização de resíduos é necessário que se conheçam os mecanismos de incorporação, mineralização e liberação de nutrientes, ou seja, a dinâmica da matéria orgânica no solo. Dessa forma, contribui-se para a manutenção do ciclo da matéria orgânica (devolvendo ao solo parte da matéria orgânica que lhe é tirada), e também para uma destinação ambientalmente adequada de resíduos orgânicos. Esta é a orientação geral deste estudo. Compilando os resultados obtidos por métodos convencionais e técnicas espectroscópicas para caracterização das amostras coletadas durante a vermicompostagem dos ácidos húmicos extraídos, foi possível fazer o monitoramento contínuo do processo de degradação de diferentes resíduos orgânicos (bagaço de laranja, torta de filtro e esterco bovino). Para execução dos experimentos foram montadas 9 pilhas (P) de compostagem de bagaço de laranja + esterco bovino, torta de filtro + esterco bovino e esterco bovino (100%). Após a estabilização da temperatura os compostos foram tranferidos aos vermicompostores. O monitoramento foi realizado por 135 dias com medidas diárias de temperatura, controle semanal de umidade e coletas quinzenais das amostras para caracterização química e extração de ácidos húmicos. Observaram-se três fases de temperatura durante a primeira etapa da vermicompostagem (compostagem). Primeira fase: mesofílica, em que houve um aumento na temperatura, a qual alcançou valores superiores a 30 °C; segunda fase: termofílica, em que a temperatura atingiu valores máximos, superiores a 60 °C para as pilhas P1, P2 e P3 (bagaço de laranja + esterco bovino), as quais apresentaram as temperaturas mais altas dentre os tratamentos; terceira fase: esfriamento e maturação. Foi possível acompanhar a dinâmica do processo de vermicompostagem química e espectroscopicamente. A caracterização química dos vermicompostos (teor de C e N, C/N, pH, CTC, macro e micronutrientes) está de acordo com o que é exigido pela Instrução Normativa no 25, do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Estas análises evidenciaram o potencial fertilizante dos vermicompostos produzidos. A análise das características estruturais dos ácidos húmicos revelou diferenças entre os ácidos húmicos estudados. Os espectros de FTIR referentes a todos os tratamentos apresentaram bandas típicas de substâncias húmicas indicando algumas transformações a nível molecular como a perda de estruturas mais lábeis devido ao processo de biodegração. A presença de sistemas aromáticos foi observada por meio da técnica de UV-Vis, principalmente por meio das baixas razões E2/E4, o que é indicativo da presença de estruturas porfirínicas relacionadas à lignina. Assim como os resultados apresentados por FTIR os espectros de RMN de 13C apresentam picos correspondentes à degradação de carboidratos. Houve aumento do teor de aromaticidade e diminuição do teor de alifaticidade dos AH com o tempo de vermicompostagem, exceto para os referentes ao tratamento com torta de filtro que apresentou comportamento contrário. Em geral o desenvolvimento das plantas que receberam adubação orgânica foi similar ao desenvolvimento das plantas que receberam adubação mineral comercialmente recomendada e significativamente superior ao das plantas referente ao tratamento testemunha. Para o vertissolo o efeito dos vermicompostos sobre os atributos altura e biomassa das plantas foi mascarado, possivelmente pelo alto teor de matéria orgânica naturalmente existente naquele solo. A análise cromatográfica do óleo essencial extraído do Manjericão mostrou que a adubação orgânica influenciou positivamente a produção do principal componente do óleo essencial, o linalol, havendo aumento de seu teor com o aumento da dosagem de vermicomposto aplicado, nos dois solos estudados. Dos tratamentos analisados, o referente à adubação com vermicomposto de torta de filtro + esterco bovino 30 t ha-1, em vertissolo, apresentou o maior teor de linalol (34,90 %). De modo geral constata-se a viabilidade do uso de vermicompostos de misturas de bagaço de laranja e torta de filtro com esterco bovino como alternativa ao uso de fertilizantes minerais, contudo o manejo e as implicações na nutrição de plantas e a plena produtividade das culturas ainda representa desafio importante para as pesquisas. Dentre as doses dos vermicompostos avaliadas, em geral a aplicação da dosagem intermediária (30 t ha-1 ou 3,0%) apresenta resultados superiores em termos de qualidade nutricional e da MOS, sendo dessa forma a melhor opção para manejo do solo para cultivo de Manjericão. Em estudos futuros, a dosagem 30 t ha-1 poderia ser adotada como dosagem agronômica recomendada, bem como a mistura de resíduos orgânicos agroindustriais para produção do vermicomposto. / The disposal of solid waste is a serious environmental problem for humanity. By means of the vermicomposting process, one can get the recycling of organic waste, resulting in a humified material of great agricultural potential and atmospheric carbon sequestration when applied to soil. To have agronomic security when using waste is necessary to know the mechanisms of incorporation, mineralization and release of nutrients, or the dynamics of soil organic matter. Thus, it contributes to maintaining the organic matter cycle (returning to the ground of the organic matter that is taken away), and for an environmentally proper disposal of organic waste. This is the general direction of this study. Compiling the results obtained by conventional methods and spectroscopic techniques for characterization of samples collected during vermicomposting of extracted humic acids, it was possible the continuous monitoring of the degradation process of different organic waste (orange bagasse, filter cake and manure). For execution of the experiments were set 9 cells (P) composting orange peel + cattle manure, filter cake + cattle manure and manure. After temperature stabilization compounds were tranferidos to vermicompostores. The monitoring was held for 135 days with daily measurements of temperature, humidity and weekly control fortnightly collections of samples for chemical and extraction of humic acids. They observed three stages of temperature for the first stage of vermicomposting (composting). First stage: mesophilic, wherein an increase in temperature, which reached values higher than 30° C; second phase: Thermophilic, wherein the maximum temperature reached values higher than 60° C for stacks P1, P2 and P3 (orange peel + cattle manure), which had the highest temperature among treatments; third phase: cooling and maturation. It was possible to follow the dynamics of the process of chemical and spectroscopically vermicomposting. The chemical characterization of vermicompost (C and N content, C/N, pH, CEC, macro and micronutrients) is in line with what is required by the Normative Instruction 25, the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply. These analyzes showed the fertilizer potential of the vermicomposts. The analysis of the structural characteristics of humic acids showed differences between the studied humic acids. FTIR spectra for all of the treatments showed typical bands of humic substances indicating some changes at the molecular level as the loss of more labile structures due to the biodegradation process. The presence of aromatic systems was observed by UV-Vis technique mainly through the lower ratios E2/E4, which is indicative of the presence of porfirínicas structures related to lignin. As the results presented by FTIR the 13C NMR spectra show peaks corresponding to the degradation of carbohydrates. There was an increase of aromaticity content and decreased alifaticidade content of AH with a time of vermicomposting, except for those related to treatment with filter cake which showed opposite behavior. In general the development of the plants that received organic fertilization was similar to the development of the plants that received commercially recommended mineral fertilization and significantly higher than the plants referring to the control treatment. For the vertisol the effect of the vermicompost on the height and biomass attributes of the plants was masked, possibly due to the high content of organic matter naturally present in that soil. The chromatographic analysis of the essential oil extracted from Manjericão showed that the organic fertilization positively influenced the production of the main component of the essential oil, linalol, increasing its content with the increase of the applied vermicompost dosage, in the two studied soils. Of the analyzed treatments, the one referring to the fertilization with vermicompost of filter cake + bovine manure 30 t ha-1, in vertisol, presented the highest content of linalool (34.90%). In general, it is possible to verify the viability of the use of vermicompostos of mixtures of orange bagasse and filter cake with bovine manure as an alternative to the use of mineral fertilizers, however the management and the implications in plant nutrition and the full productivity of the crops still represents an important research challenge. Among the doses of vermicompost evaluated, in general the application of the intermediate dosage (30 t ha-1 or 3.0%) presents superior results in terms of nutritional quality and MOS, being thus the best option for soil management for cultivation Of Basil. In future studies, the 30 t ha-1 dosage could be adopted as the recommended agronomic dosage, as well as the mixture of agroindustrial organic residues for vermicompost production.

Corantes orgânicos são uma importante classe de poluentes ambientais, sendo que a natureza da interação de tais espécies com ácidos húmicos determina seu comportamento e destino ambiental. Este trabalho investiga abordagens diferentes para a síntese de nanopartículas de ouro-ácido húmico (NPs Au/AH), o desempenho destas partículas como sensores para a determinação de traço de corantes orgânicos e da natureza da sua interação química com ácidos húmicos por técnicas de espectroscopia Raman intensificada por superfície (surface-enhanced Raman scattering, SERS). As nanopartículas de ouro foram obtidas de forma direta em meio aquoso. A síntese foi realizada na presença de ácido húmico em vários valores de pH e na presença e na ausência de citrato de sódio. Nesta abordagem, o ácido húmico apresenta propósitos diferentes. Na síntese das nanopartículas, ele serve como agente redutor e para a estabilização da superfície, impedindo a coalescência das nanopartículas em meio aquoso. Considerando-se a utilização de nanopartículas como substratos SERS-ativos, o ácido húmico serve como uma fase de extração associada com a plataforma SERS, favorecendo a interação dos corantes orgânicos com as nanopartículas metálicas. Esta abordagem pode ser utilizada para aumentar a sensibilidade e seletividade da técnica SERS e evitar a interferência de outras espécies em solução. É também importante mencionar que o ácido húmico dá origem a um espectro Raman muito fraco e, portanto, não interfere de forma significativa na detecção espectroscópica das espécies de interesse. As NPs Au/AH obtidas foram caracterizadas por espectroscopia eletrônica, microscopia eletrônica de varredura e SERS, a fim de estabelecer uma correlação entre a sua morfologia, plasmon superficial, e seu uso potencial como substratos SERS. As NPs Au/AH foram utilizadas como substratos SERS no estudo de corantes têxteis aniônicos e catiônicos. Os espectros Raman, nestes casos, foram atribuídos ao complexo formado pelo ácido húmico e cada uma das espécies de interesse. Os resultados obtidos revelaram uma dependência significativa entre as propriedades morfológicas e eletrônicas das NPs Au/AH com o procedimento de síntese, e também uma interação preferencial entre as nanopartículas e os corantes catiônicos. Conclui-se que as NPs Au/AH podem proporcionar uma abordagem útil para a caracterização espectroscópica de espécies relevantes para o ambiente e sua interação química com os ácidos húmicos, através do uso da espectroscopia Raman intensificada pela superfície / Organic dyes are an important class on environmental pollutants, and the nature of the interaction of such species with humic acid strongly determines their environmental behavior and fate. This work investigates different approaches for the synthesis of humic acid-gold nanoparticles (HA-AuNP), the performance of these particles as sensors for trace determination of organic dyes and the nature of their chemical interaction with humic acids by surface-enhanced Raman scattering (SERS). The Au nanoparticles were obtained by direct fabrication in aqueous media.The synthesis were carried out in the presence of humic acid at various pH values, and in the presence and absence of sodium citrate. In this approach, humic acid serves different purposes. In the synthesis of the nanoparticles, they serve as reducing agent and for surface stabilization, preventing coalescence of the nanoparticles in aqueous media. Considering the use of the nanoparticles as SERSactive substrates, the humic acid serves as an extraction phase associated with the SERS platform, favoring the interaction of the organic dyes with the metallic nanoparticles. This approach can be used to enhance the sensitivity and selectivity of SERS technique and avoid interference from other species in solution. It is also important to mention that the humic acid gives rise to a very weak Raman spectrum, and therefore does not interfere significantly in the spectroscopic detection of the species of interest. The obtained HA-AuNPs were characterized by electronic spectroscopy, scanning electron microscopy and SERS, in order to establish a correlation between their morphology, surface plasmon, and their potential use as SERS platforms. The HA-AuNPs have been applied as SERS substrates for anionic and cationic textile dyes. The recorded Raman spectra are, in these cases, assigned to the complex formed by the humic acid and each of the species of interest. The obtained results revealed a significant dependence on the morphological and electronic properties of the HA-AuNPs with the synthesis procedure, and also a strong interaction between the nanoparticles and cationic dies. We conclude that HA-AuNP may provide a valuable approach for the spectroscopic characterization of environmentally relevant species and their chemical interaction with humic acids, through the use of surface enhanced Raman spectroscopy

A Amazônia representa a maior biodiversidade do mundo e representa um reservatório enorme e dinâmico de carbono, não só na biomassa, mas também no solo. O ciclo do carbono neste bioma é muito importante, principalmente para questões abordadas às mudanças climáticas. Avaliar e compreender a dinâmica do carbono e outros elementos no solo da Amazônia pode ajudar os cientistas a melhorar os modelos e antecipar cenários. Novos métodos, que permitem medições de carbono do solo in situ, são uma abordagem fundamental para este tipo de região, devido aos custos financeiros para a coleta e envio de amostras de solo da floresta para o laboratório, e demanda muito tempo nesta atividade. No presente estudo, uma topossequência de um sistema Latossolo-Espodossolo com caulim associado, desenvolvido a partir de rochas granito gnáissicas do embasamento cristalino, foi estudada. As amostras foram coletadas em São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas. Dois perfis de solo: Espodossolo Humilúvico (P1) no topo e Latossolo Amarelo (P2) na meia encosta da topossequência foram descritos e amostrados em um total de dezoito amostras. Os objetivos principais foram avaliar e caracterizar através de métodos químicos e espectroscópicos a matéria orgânica e a composição elementar nestes solos arenosos utilizando a análise elementar (CHNS), espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS), espectrometria de emissão ótica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES), espectroscopia de fluorescência induzida por laser (FIL), fluorescência de luz UVVisível e absorção de radiação na região no UV-Visível. Através dos resultados obtidos pela análise elementar foi possível notar que para o Espodossolo Humilúvico houve variações diferenciadas nos teores de carbono, mas para o Latossolo Amarelo, não se pode inferir uma tendência de incremento ou decréscimo do teor de carbono ao longo do perfil, pois o teor de carbono para a maioria das amostras de solo foi inferior a 0,3%, o limite de detecção do CHNS. A espectroscopia de matrizes de fluorescência de excitação-emissão (MEE) foi uma técnica mais seletiva e sensível do que a fluorescência bidimensional para os ácidos húmicos (AH), mostrando informações interessantes, variações estruturais e grande diferença entre os cromóforos que emitem fluorescência nos extratos de ácido fúlvico 2 (EAF2) e AH. A combinação dos espectros de MEE com a análise de fatores paralelos (PARAFAC) permitiu caracterizar qualitativamente os EAF2, podendo identificar e associar com mais clareza os três fluoróforos obtidos, com seus respectivos componentes, ácidos fúlvicos (grupos de fluoróforos simples e complexos) e proteína, com diagnóstico de consistência do tensor núcleo (CORCONDIA) de 85,8%. Esta combinação permitiu caracterizar quantitativamente os AH, identificando a contribuição das intensidades de dois fluoróforos, associados aos AH, grupos de fluoróforos mais complexos e simples, com CORCONDIA de 84,2%. A partir dos resultados de LIBS, uma forte correlação foi encontrada e os coeficientes de correlação de Pearson\'s obtidos para o ajuste logarítmico foi de R = 0,98 e R = 0,99 para o carbono e o alumínio, respectivamente, entre os valores obtidos por LIBS e as técnicas de referências (CHNS e ICP OES) para o Espodossolo Humilúvico. Nenhuma relação foi observada para o ferro, provavelmente devido aos teores estarem abaixo do limite de detecção. A técnica FIL mostrou para o Espodossolo Humilúvico que o horizonte de transição (Tr) estaria funcionando como uma \"peneira molecular\", acumulando a matéria orgânica pouco humificada, permitindo a passagem para os horizontes de caulim (K1 e K2) de compostos com estruturas mais humificadas, mais complexas, de difícil degradação (mais recalcitrantes), mas de menor tamanho molecular, como anéis aromáticos condensados e/ou conjugação de anéis aromáticos simples, corroborando com a eficiência da extração do AH. Para o Latossolo Amarelo, observou-se um aumento no grau de humificação do horizonte superficial BA em relação ao A2. Logo, estes resultados contribuem para um melhor entendimento sobre a quantificação de carbono, grau de humificação e alterações estruturais da matéria orgânica dos solos arenosos da região de São Gabriel da Cachoeira na Amazônia. / The Amazon represents the world\'s biggest biodiversity, comprehending a large and dynamic carbon pool, considering its biomass and soil, as well. The carbon cycle in this biome is very important, especially in questions regarding climatic changes. To evaluate and to understand the carbon and other elements cycles in Amazonian soil can help scientists to improve models and foresee scenarios. New methods, allowing carbon measurements on site, are a crucial approach for this kind of region, due to the financial costs to collect and ship soil samples from forest to laboratory, and the time spent in this activity. In the present study, it was analyzed a topsequence of an Oxisol-Spodosol system with kaolin associated, generated from granitic-gneiss rocks of crystalline basement. The soil samples were collected in São Gabriel da Cachoeira, Amazonas state, Brazil, considering two different soil profiles: Spodosols (P1), at the top layer, and yellow Oxisols (P2) at the topsequence hillside, representing a total of eighteen samples. The main purpose of this study was to evaluate and characterize the organic matter content and elemental composition by chemical and spectroscopic methods using elemental analysis (CHNS), laserinduced breakdown spectroscopy (LIBS), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES), laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS), fluorescence spectroscopy and UV-Visible spectroscopy. The CHNS results showed differences in the carbon content for the Spodosol (P1) samples; however, it was not observed any differences for the Oxisol (P2) samples, once the carbon content data obtained for these samples were lower than the equipment detection limit (0.3%). The excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectroscopy was more sensitive for detecting humic acids (HA) than the two-dimensional fluorescence spectroscopy, showing interesting information, structural variations and large difference among chromophores that emit fluorescence in fulvic acid extracts 2 (EAF2) and HA. The EAF2 were qualitatively characterized by combining the EEM spectra with parallel factor analysis (PARAFAC), which allowed to identify clearly the three fluorophores obtained and their respective components, fulvic acids (simple and complex groups of fluorophores) and protein, with core consistency diagnostic (CORCONDIA) of 85.8%. These data also allowed to quantify the HA, identifying contributions of intensities from two fluorophores associated with HA, complex groups and simple fluorophores, presenting CORCONDIA of 84.2%. Regarding the carbon and aluminum content results for the Spodosol samples, a strong correlation was found between the LIBS values and the standard techniques (CHNS and ICP OES). The Pearson\'s coefficients obtained by logarithmic fit were R = 0.98 and R = 0.99 for carbon and aluminum, respectively. It was not observed any differences for the iron contents from the analyzed samples, probably due to the low content observed regarding the detection limit this element presents. The LIFS technique indicated that the transition horizon (Tr) would be acting as a \"molecular sieve\" in the Spodosol soil (P1), accumulating less humified organic matter, and allowing passage to kaolin horizons (K1 and K2) of compounds with more humified, more complex, difficult to degrade (recalcitrant) structures, but with lower molecular size, such as condensed aromatic rings and/or combination of simple aromatic rings. These results were in accordance to the HA extraction efficiency. For the yellow Oxisol (P2) samples, it was observed a humification degree increase in the surface horizon BA compared to the A2 horizon. This way, the data obtained contribute to a better understanding regarding carbon quantification, humification degree and organic matter structural alterations on sandy soils in São Gabriel da Cachoeira, at the Amazonian region.