Interactions of chlorine with tropical aquatic fulvic acids and formation of intermediates observed by fluorescence spectroscopy

The interactions of tropical aquatic fulvic acids (AFA) with chlorine and formation of trihalomethanes were characterized by fluorescence spectroscopy. The aquatic humic substances (AHS) were isolated from a dark-brown stream (located in a environmental protection area near Cubatão city in São Paulo State, Brazil) by means of the collector XAD 8 according the procedure recommended by the International Humic Substances Society. The photoluminescence measurements were made by using a Perkin Elmer spectrometer; AHS, aquatic humic acids (AHA) and AFA samples were assayed. The interactions of AFA and chlorine were characterized by using different reaction times (1, 24, 48, 72 and 168 h) and chlorine concentrations (2.5, 5.0, 10.0 and 20.0 mg L-1). The relative fluorescence intensity for AFA was significantly decreased with the increasing of chlorine concentration and reaction time. The reduction of fluorescence intensity in the region of longer wavelength was interpreted as an indicative of interaction between condensed aromatic groups of AFA and chlorine.

Structure analysis of the fulvic acids extracted from composted corn stalk residue

Chemical structure of fulvic acids extracted from composted corn stalk residue(CSR FA)was studied by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, H-1 and C-13 nuclear magnetic resonance(H-1-NMR, C-13-NMR) spectroscopy. The results show that CSR FA mainly consists of four types of carbon: carbonyl, aromatical, alkyl and carbohydrate, the carbohydrate is dominant. Its aromaticity is 15.42%, less than that of CSR HA. This indicates that the construction of CSR FA is simpler than that of CSR HA, FA can not be extracted from undecomposed corn stalk residue. CSR FA may be formed by cellulose or hemicellulosemorties combined with aromatic compound from decomposed lignin.

Structural description of humic substances from subtropical coastal environments using elemental analysis, FT-IR and C-13-solid state NMR data

Elemental composition and spectroscopic properties (FT-IR and CP/MAS C-13-NMR) of sedimentary humic substances (HS) from aquatic subtropical environments (a lake, an estuary and two marine sites) are investigated. Humic acids (HA) are relatively richer in nitrogen and in aliphatic chains than fulvic acids (FA) from the same sediments. Conversely, FA are richer in carboxylic groups and in ring polysaccharides than HA. Nitrogen is mostly present as amide groups and for lake and marine HS the FT-IR peaks around 1640 cm(-1) and 1540 cm(-1) identify polypeptides. Estuarine HS exhibit mixed continental-marine influences, these being highly influenced by site location. Overall, the data suggest that aquatic and mixed HS are more aliphatic than has been proposed in current models and also that amide linkages form an important part of their structural configuration.

Trace metal (Cu, Zn, Pb, Cr and Cd) concentrations of three subfractions of organic matter from Lake Mariut sediments, Egypt

Trace elements associated with organic subfractions (humic, fulvic, and non-humic substances) were identified for seven core sediments from Lake Mariut, Egypt. Results indicated that the amounts of trace metals in humic acid and non-humic substances decreased in the following order: Zn>Cu>Pb>Cr>Cd, while in fulvic acid the order the order was Cu>Zn>Pb>Cr>Cd. There is a higher contribution of Zn, Pb, Cu and Cr in humic acid compared to fulvic acid in most samples. Slight changes in the amounts of cadmium bounded with humic and fulvic acids was also found.

Effect of natural dissolved humic material on bioavailability and acute toxicity of fenpropathrin to the grass carp, Ctenopharyngodon idellus

The effects of aquatic humic acids on the bioconcentration and acute toxicity of fenpropathrin were evaluated using grass carp, Ctenopharyngodan idellus, in laboratory freshwater systems. The results demonstrated that both bioavailability and acute toxicity decreased in the presence of aquatic humic acid 5 and 10 mg/liter. In addition, the extent of influence increased with increasing concentration of aquatic humic acid, (C) 1999 Academic Press.

Matéria húmica de sapal: variações estruturais e complexação com o cobre

No presente trabalho foram estudadas as variações na composição, estrutura e comportamento das substâncias húmicas sedimentares (SHS), promovidas pela presença de duas espécies de plantas da família Chenopodiacea, presentes nos sapais da Ria de Aveiro: a Halimione portulacoides e a Arthrocnemum fruticosum. Para além das variações espaciais horizontais, foram investigadas as variações ao longo de um perfil de profundidades. Desta forma, para além da camada superficial (0-10 cm) de sedimentos com diferentes espécies de plantas e sem plantas, também foram investigadas camadas de sedimentos intermédia (20-25 cm) e profunda (45-50 cm). Para a extracção das SHS recorreu-se a uma pequena modificação do método proposto pela International Humic Substances Society (IHSS) para extracção e purificação de substâncias húmicas de solos. As SH extraídas foram caracterizadas através dos métodos espectroscópicos de absorção no ultravioleta visível, de fluorescência molecular síncrona, de absorção no infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) e de RMN 13C em estado sólido. Estas técnicas de caracterização foram complementadas pela análise elementar e termogravimetria. Em algumas amostras, foram ainda determinados o conteúdo em alguns metais por ICP-AES e o conteúdo funcional ácido por titulações potenciométricas. Após exaustiva caracterização das amostras de AH, procedeu-se ao estudo da sua capacidade de complexação com o cobre, recorrendo a titulações monitorizadas por fluorescência molecular síncrona. Os resultados revelaram que a colonização de sedimentos por plantas vasculares superiores conduz a uma alteração profunda no ambiente sedimentar e que esta é reflectida na diagénese das substâncias húmicas sedimentares, tendo-se observado variações a uma pequena escala espacial. O estudo deste tipo de variações nunca tinha sido efectuado em trabalhos anteriores. Nos ácidos fúlvicos detectaram-se diferenças na composição e estrutura das amostras correspondentes às camadas superiores de sedimentos, reflectindo a presença de diferentes colonizações vegetais. Relativamente aos ácidos húmicos, foi possível classificá-los em dois tipos distintos. Os AH do tipo I correspondem aos sedimentos superficiais e intermédios dos locais com plantas. Neste tipo de AH verificou-se uma incorporação de polissacarídeos e estruturas peptídicas, em estados de humificação pouco desenvolvidos. Os AH do tipo II correspondem aos sedimentos mais profundos de todos os locais e aos intermédios do local sem plantas e caracterizam-se por um maior grau de humificação e polimerização, um maior conteúdo aromático e de estruturas conjugadas e um maior conteúdo de grupos carboxílicos. Essas diferenças estruturais conduzem a diferentes comportamentos ácido/base e de complexação com o cobre. Assim, os AH do tipo I, que apresentam sinais espectroscópicos mais baixos associados a grupos carboxílicos e fenólicos, têm menor conteúdo de grupos funcionais ácidos e menor capacidade de complexação com o cobre quando se consideram ligandos característicos de unidades aromáticas conjugadas. Relativamente aos valores de log K dos complexos de AHS com o cobre, as amostras representativas da camada superficial dos sedimentos com plantas apresentaram valores superiores aos das restantes amostras de AH estudadas, cujos valores de log K são similares entre si. Atendendo aos resultados de análise elementar e espectroscópica, este facto pode estar associado à presença de compostos de azoto não peptídicos. Quanto a outros ligandos para o cobre, nomeadamente os representativos de estruturas peptídicas contendo o aminoácido triptofano e estruturas aromáticas simples, não foi possível obter resultados conclusivos. Dado que os ácidos húmicos do tipo I demonstraram um maior conteúdo peptídico e menor conteúdo aromático, o estudo destes ligandos torna-se importante para compreender melhor o efeito da presença de plantas nos sedimentos de sapal sobre o comportamento dos ácidos húmicos sedimentares como ligandos para o cobre. Refere-se ainda que foram detectadas certas especificidades na variação das características do sedimento e das substâncias húmicas com a profundidade nos diferentes locais estudados que não podem ser explicadas meramente com a presença de material vegetal oriundo de diferentes espécies de plantas, requerendo um conhecimento mais aprofundado das comunidades bentónicas e do ambiente físico-químico do sedimento.

Effect of pH on the development of acidic sites in clayey and sandy loam Oxisol from the Cerrado Region, Brazil

Titration curves were determined for soil from horizon samples of a clayey and a sandy loam Oxisol by (a) adding NaOH to soil suspensions and (b) incubating moist soils with Ca(OH)(2). The organic fraction was primarily responsible for buffering in both soils. Humic acids were more important than fulvic acids in buffering against NaOH additions. With Ca(OH)(2), greater buffer capacities were found due to carboxyl sites, primarily on fulvic acids, becoming complexed with Ca2+ so that in the clay soil humic and fulvic acids were equally important as buffering components while fulvic acids were more important in the sandy loam soil. The buffer capacity of organic matter against Ca(OH)(2) additions was 1.1 mol(c) kg(-1) pH(-1). In the incubated soils, exchangeable cations were also determined and changes in the amounts of exchangeable and non-exchangeable Ca2+ acidity and effective cation exchange capacity were calculated. Up to half the added Ca2+ became complexed and was nonexchangeable. Aluminum complexed by organic matter appears to be an important buffering component, together with non exchangeable H+. With the increase of pH the dissociated sites from the carboxyl groups could complex Ca2+. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Organic matter fractions and soil fertility under the influence of liming, vermicompost and cattle manure

Os efeitos do vermicomposto de esterco de curral associado à calagem em atributos da fertilidade do solo foram avaliados através de experimento em vasos empregando um Latossolo Vermelho, distrófico, textura média. Cinco doses do vermicomposto (equivalentes a 0; 28; 42; 56 e 70 t ha-1, peso seco) e cinco doses de calcário (visando elevar a saturação por bases a: 20; 30; 40; 50 e 60%) foram combinadas em esquema fatorial, sendo as amostras de solo incubadas por 180 dias. Para comparação entre o vermicomposto e o esterco de curral, amostras do mesmo solo receberam o equivalente a 70 t ha-1 do esterco de curral que originou o vermicomposto e as cinco doses de calcário listadas anteriormente. Através do cálculo do Índice de Eficiência Agronômica, foi verificado que o potencial de fornecimento de K e de Mg pelo esterco é maior do que o do vermicomposto, e que o de P, é semelhante. O vermicomposto aumentou os teores de Ca2+ e de matéria orgânica (MO), os valores de pH em CaCl2 e a CTC a pH 7. Com o aumento das doses de vermicomposto houve diminuição do C-ácidos húmicos e aumento do C-humina e com a calagem o C-total não aumentou mas houve diminuição do C-ácidos húmicos.

Soil organic matter as a function of nitrogen fertilization in crop successions

A interdependência dos ciclos de C e N reflete-se nos teores de matéria orgânica do solo (MOS). em um delineamento experimental em blocos casualizados, com parcelas sub-subdivididas, tendo como tratamento principal cinco doses de nitrogênio de cobertura na cultura do milho (0; 60; 120; 180 e 240 kg ha-1 de N), como tratamento secundário, as sucessões milho-milho e soja-milho, e como sub-subtratamento, duas profundidades de amostragem (0 a 0.2 e 0.2 a 0.4 cm), avaliaram-se os teores de MOS e de C orgânico nas frações solúvel em água (C-SA), ácidos húmicos (C-AH), ácidos fúlvicos (C-AF) e humina (C-H), por meio do método clássico de fracionamento químico, em um Latossolo Vermelho eutrófico, de textura argilosa. A adubação nitrogenada não afetou os teores de MOS, mas favoreceu a síntese de compostos da fração C-AH. Houve efeito quadrático das doses de N nos teores de C-SA e de C-AF na sucessão milho-milho. A sucessão soja-milho resultou em maiores teores de MOS e de C orgânico na fração humina.

Alterações na matéria orgânica e na biomassa microbiana em solo de mata natural submetido a diferentes manejos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Alterações de alguns atributos físicos e das frações húmicas de um Nitossolo vermelho na sucessão milheto-soja em sistema plantio direto

No Estado de São Paulo, restrições do regime de chuvas no período de outono-inverno e temperaturas elevadas limitam a produção e a manutenção de cobertura no solo, tornando importante estudar alternativas para a implantação eficaz do Sistema Plantio Direto nesse Estado, especialmente para produção de fitomassa e manejo adequado para maior persistência da palha, em quantidade suficiente para melhoria da qualidade física e da matéria orgânica do solo. O experimento, conduzido em Nitossolo Vermelho distroférrico, na Fazenda Experimental Lageado-FCA-UNESP-Botucatu, teve por objetivo estudar no sistema plantio direto as prováveis alterações de alguns atributos físicos e das frações húmicas do solo com a utilização do milheto, verificando sua resposta, em três épocas de semeadura e sob cinco manejos dos resíduos, após cinco anos de estabelecida essa sucessão. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram representadas por três épocas de semeadura da cultura do milheto: época 1 (E1), época 2 (E2) e época 3 (E3). As subparcelas foram representadas por manejos da ceifa da fitomassa, sendo: manejo 1 (M1) - ceifa a cada florescimento e retirada da fitomassa; manejo 2 (M2) - ceifa a cada florescimento e permanência da fitomassa; manejo 3 (M3) - ceifa apenas no primeiro florescimento e retirada da fitomassa; manejo 4 (M4) - ceifa apenas no primeiro florescimento e permanência da fitomassa; e manejo 5 (M5) - livre crescimento. Foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada para realização das análises físicas, para as quais as profundidades amostradas foram: 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m. Para fracionamento químico da matéria orgânica, as profundidades foram de 0-0,05 e 0,05-0,10 m. em relação às culturas, avaliou-se a produtividade da soja, e para o milheto, a quantidade de matéria seca produzida pela parte aérea e a percentagem de fitomassa em cobertura deixada sobre o solo. A produtividade de matéria seca do milheto decresceu na ordem E1 > E2 > E3. A densidade do solo, a macroporosidade, a microporosidade e a porosidade total variaram com a época de semeadura do milheto. A adição contínua de fitomassa com ceifa a cada florescimento e permanência da cobertura proporcionou maior incremento nas frações menos estáveis da matéria orgânica (ácido húmico e ácido fúlvico). Recomenda-se, diante das condições edafoclimáticas estudadas, a semeadura do milheto na segunda e terceira épocas com ceifa apenas no primeiro florescimento, sempre se utilizando da permanência da fitomassa, para obter melhor cobertura, qualidade física do solo (menor densidade do solo, maior porosidade total) e maior produtividade para soja.

Determinação de carbaril utilizando testes ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) e CLAE com detecção por arranjo de diodos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Soil microbial biomass and organic matter fractions during transition from conventional to organic farming systems

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)