Capacidade de oxidação como índice de estabilidade da matéria orgânica de sedimentos de acordo com gradiente fluvial-estuarino do rio Paraíba do Sul

Abstract

Recebido em 23/8/10; aceito em 12/1/10; publicado na web em 1/4/11 OXIDATION CAPACITY AS AN INDEX OF ORGANIC MATTER STABILITY FROM SEDIMENTS OF THE PARAÍBA DO SUL RIVER-ESTUARINE GRADIENT. The hummus composition and it redox properties have been used to evaluate the organic matter quality from natural systems. The objectives of this study were the fractionation of the organic matter and the determination of the oxidation capacity of humic acids to evaluate the organic matter quality of sediments from a gradient fluvial-estuarine in the Brazilian Southeast. The carbon/nitrogen and humic acid/fulvic acid relationships of the organic matter and of the oxidation capacity of humic acids were positively correlated and followed the order: estuarine bordered mangroves ≅ fluvial bordered urban center and pasture > estuarine bordered pasture ≅ marine.Keywords: redox index; oxidation capacity; humic substances. INTRODUÇÃOA maior parte da matéria orgânica de solos, águas e sedimentos encontra-se na forma de substâncias húmicas (SH), uma mistura heterogênea de compostos orgânicos agregadas por interações fracas de natureza hidrofóbica e por pontes de hidrogênio.1 As SH podem ser classificadas, operacionalmente, em função da solubilidade em meio aquoso, em ácidos fúlvicos (AF) ou ácidos húmicos (AH).2 Os AF apresentam quantidade de grupos hidrofílicos suficientes para permanecerem solúveis em qualquer valor de pH e os AH, mais hidrofóbicos, apresentam agregação e precipitação em meio fortemente ácido. O aumento da concentração de AH em relação aos AF indica que o sistema possui matéria orgânica mais estável. 1,2A estabilidade química dos AH pode ser estimada pelo aumento da policondensação e da conjugação de estruturas insaturadas em sua estrutura. Grupamentos fenólicos formados durante o processo de decomposição da matéria orgânica são convertidos em quinonas, via reações de oxidação. A redução dessas quinonas resulta em radicais livres semiquinonas nos AH. O aumento da concentração de radicais livres do tipo semiquinonas (CRLS) nessas substâncias, determinado por meio da ressonância paramagnética eletrônica (RPE), está intimamente relacionado a incrementos de aromaticidade e pode resultar em maior estabilidade nos sistemas naturais.3-7 Tossel verificou que espécies de quinonas oxidadas e reduzidas participam da agregação das SH de forma estável, 8 convergindo para a teoria dos arranjos supramoleculares destas substâncias apresentada por Piccolo, 1 possibilitando inferir que a atração entre quinonas doadoras e receptoras de elétrons possa ser computada entre as forças que mantêm tais associações.As titulações redox de AH permitem estimar a sua capacidade de oxidação (COx), definida como a quantidade de carga por unidade de massa que um composto é capaz de transferir a um oxidante (mol c kg -1 ). 9 Conforme demonstraram Struyk e Sposito 9 e Baldotto e colaboradores 6,7 os radicais livres do tipo semiquinonas dos AH são grupos doadores de elétrons e podem ser oxidados pelo iodo (I 2 ) nas titulações redox iodimétricas.A COx ve...

Ácidos húmicos

“…Nos sistemas naturais, contudo, as implicações ambientais e biogeoquímicas das reações redox, envol-vendo os ácidos húmicos e os produtos formados, ainda não se encontram bem descritas (Stumm & Morgan, 1996;Struyk & Sposito, 2001;Baldotto et al, 2007Baldotto et al, , 2008b2009a, b;2011b;2013). Essas descrições tornam-se fundamentais para a discussão de resultados, como os apresentados por Almeida et al (2007), que encontraram uma variação entre 93 e 290 µg kg -1 nas concentrações de Hg dos sedimentos do Rio Paraíba do Sul, cujos picos de maior e de menor concentração desse elemento foram determinados em novembro de 1999 e em agosto de 2000, respectivamente.…”

“…(1) f.e.m cela = força eletromotriz da cela, q/n = relação entre prótons e elétrons transferidos, F Eº H = pontencial redox formal, K c = constante condicional de equilíbrio, pE c = potencial de elétrons condicional e ∆Gº = variação de energia livre de Gib na equação geral de redução dos ácidos húmicos (AH Ox + e -+ H + = AH Red ); Dados de Matthiessen (1995), Struyk & Sposito (2001) (1) Os valores de pE foram calculados, usando-se os valores de log K c , concentração de redutores e oxidantes = 10 -4 mol L -1 de espécies solúveis, atividade das fases sólidas iguais a 1 e P O2 = 0,21atm (Stumm & Morgan, 1996). Os valores em negrito são as médias dos dados compilados para o par redox dos ácidos húmicos (AH) (Matthiessen, 1995;Struyk & Sposito, 2001;Baldotto et al, 2007;2009a;2011b;2013 Sunda & Kieber (1994), e o resultado dos trabalhos de Lovley et al (1996; Scott et al (1998) podem ser discutidos. Esses resultados indicaram a participação dos ácidos húmicos na redução de Fe(III) a partir da fase sólida, como, por exemplo, goethita (FeOOH).…”

“…Aplicação de ácidos húmicos em plantas ornamentais 1 IR =100 (x-y)/y, sendo x a média do tratamento de maior valor e y a média do tratamento de menor valor. (Matthiessen, 1995;Struyk & Sposito, 2001;Baldotto et al, 2007;2009a;2011b;2013). Adaptada de Bartlett & James (1993) e de Baldotto et al (2007).…”

“…Os efeitos mais relatados dos ácidos húmicos, nas plantas, estão relacionados com o sistema radicular e envolvem a formação de raízes laterais Trevisan et al, 2010b;Baldotto et al, 2011b;Jindo et al, 2012;Mora et al, 2012), a formação de raízes adventícias (Baldotto et al, 2012;Baldotto & Baldotto, 2014a, b, c), o alongamento radicular (Malik Rev. Ceres, Viçosa, v. 61, Suplemento, p. 856-881, nov/dez, 2014& Azam, 1985Silva et al, 2000) e a formação de pelos radiculares Silva et al, 2011).Todos esses fatores aumentam a massa radicular e a área de superfície das raízes, contribuindo para maior absorção de água e de nutrientes (Eyheraguibel et al, 2008).…”

Spectroscopic and elementary characterization of humic substances in organic substrates

“…Infrared Spectra with Fourier Transform of purified humic acids from the five organic substrates.The increased concentration of semiquinone free radicals in HA can estimate the degree of humification of HS(Baldotto et al, 2011).In the region attributed to the symmetrical stretching of C-H bonds, mainly of methyl (-CH 3 ) groups, the FTIR spectra of the five organic substrates showed a sharp and well-defined absorption band centered at 2940 cm -1 . Another acute, well-defined absorption band centered at 2840 cm -1 is also evident and is attributed to the symmetrical stretching of -CH 2 groups.…”