Caracterização de substâncias húmicas extraídas de solos e de lodo orgânico

Dick, D. P.; Gomes, J.; Rosinha, P. B.

doi:10.1590/S0100-06831998000400005

Resumos

No presente trabalho, foi estudada a extração de substâncias húmicas (SH) de horizontes A de dois solos do Rio Grande do Sul (Latossolo Roxo (LR), e Brunizém vértico (B)) e de um lodo orgânico (LO), oriundo da fabricação de celulose, empregando-se dois métodos: (1) as SH foram extraídas com solução de NaOH 0,5 mol L-1, após tratamento prévio com HCl 0,5 mol L-1; (2) foi introduzida a extração com solução de pirofosfato de sódio 0,15 mol L-1 (pH 7) antes da etapa alcalina. Em cada etapa, os teores de SH, de ácidos fúlvicos (AF) e de ácidos húmicos (AH) foram determinados por métodos espectroscópicos e gravimétricos e, no método 2, os teores de Fe, Al, Si e Ca foram medidos nos extratos por absorção atômica. A composição elementar de ácidos húmicos foi determinada, e sua estrutura e características químicas foram avaliadas a partir de razões C/N, (atômicas) H/C e O/C e a partir de dados de espectroscopia Ultravioleta/Visível (UV/Vis). No LR, o método 1 extraiu maior quantidade de SH, enquanto, no método 2, a etapa com pirofosfato extraiu apenas AF. Em contrapartida, no solo B, o método 2 foi mais eficiente, verificando-se maior rendimento na etapa com pirofosfato. A partir desses resultados, infere-se que as SH, no LR, interagem principalmente por meio de reação de trocas de ligantes e de pontes de hidrogênio e, no solo B, a interação por meio de pontes de cátions é um mecanismo importante. Os AH extraídos com NaOH apresentaram valores mais elevados para a razão H/C e valores inferiores para a razão O/C do que os extraídos com pirofosfato, indicando que o extrator neutro solubilizou SH de caráter aromático e grau de oxigenação superiores.

extração neutra; extração alcalina; espectroscopia UV/Vis

The extraction of humic substances (HS) from A-horizons of two soils from Rio Grande do Sul (Oxisol, LR, and Mollisol, BZ) and from an organic sludge (LO) was investigated, employing two methods: (1) the HS were extracted with 0.5 mol L-1 NaOH, after treating the sample with 0.5 mol L-1 HCl; (2) the extraction with 0.15 mol L-1 sodium pyrophosphate solution (pH 7) was introduced before the alkaline and after the acid treatments. In each step, the contents of HS, fulvic acids (FA) and humic acids (HA) were determined by spectroscopic and gravimetric methods, and the contents of co-extracted Fe, Al, Si and Ca in the extracts of method 2 were measured by atomic absorption. The elemental composition of HA was determined and their chemical structure and characteristics were evaluated from the C/N, H/C and O/C ratios and from UV/Vis spectroscopy data. In the Oxisol, method 1 extracted a greater amount of HS, and in method 2 the pyrophosphate step extracted only AF. On the other hand, method 2 was more efficient in the Mollisol, and the greatest yield was obtained in the pyrophosphate step. These results suggest that in the Oxisol, the HS interact mainly through ligand exchange reactions and hydrogen bonding, while in the Mollisol, cation bridges are also an important mechanism. The NaOH-extracted HA showed higher H/C and lower O/C ratios than the pyrophosphate-extracted ones, indicating that the neutral solution solubilized HS with higher aromatic character and oxygenation grade.

neutral extraction; alkaline extraction; UV/Vis spectroscopy

SEÇÃO II - QUÍMICA E MINERALOGIA DO SOLO

Caracterização de substâncias húmicas extraídas de solos e de lodo orgânico(¹)

Characterization of humic substances extracted from soils and organic sludge

D. P. Dick^I; J. Gomes^II; P. B. Rosinha^III

^IProfessor Adjunto do Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 9500, CEP 91501-970 Porto Alegre (RS). E-mail: DPDICK@if1.if.ufrgs.br. Bolsista do CNPq. Professor do CPG em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, UFRGS

^IIAluna de graduação do curso de Bacharelado em Química, UFRGS. Bolsista de IC da FAPERGS

^IIIAluna de graduação do curso de Engenharia Química, UFRGS. Bolsista de IC do CNPq

RESUMO

No presente trabalho, foi estudada a extração de substâncias húmicas (SH) de horizontes A de dois solos do Rio Grande do Sul (Latossolo Roxo (LR), e Brunizém vértico (B)) e de um lodo orgânico (LO), oriundo da fabricação de celulose, empregando-se dois métodos: (1) as SH foram extraídas com solução de NaOH 0,5 mol L^-1, após tratamento prévio com HCl 0,5 mol L^-1; (2) foi introduzida a extração com solução de pirofosfato de sódio 0,15 mol L^-1 (pH 7) antes da etapa alcalina. Em cada etapa, os teores de SH, de ácidos fúlvicos (AF) e de ácidos húmicos (AH) foram determinados por métodos espectroscópicos e gravimétricos e, no método 2, os teores de Fe, Al, Si e Ca foram medidos nos extratos por absorção atômica. A composição elementar de ácidos húmicos foi determinada, e sua estrutura e características químicas foram avaliadas a partir de razões C/N, (atômicas) H/C e O/C e a partir de dados de espectroscopia Ultravioleta/Visível (UV/Vis). No LR, o método 1 extraiu maior quantidade de SH, enquanto, no método 2, a etapa com pirofosfato extraiu apenas AF. Em contrapartida, no solo B, o método 2 foi mais eficiente, verificando-se maior rendimento na etapa com pirofosfato. A partir desses resultados, infere-se que as SH, no LR, interagem principalmente por meio de reação de trocas de ligantes e de pontes de hidrogênio e, no solo B, a interação por meio de pontes de cátions é um mecanismo importante. Os AH extraídos com NaOH apresentaram valores mais elevados para a razão H/C e valores inferiores para a razão O/C do que os extraídos com pirofosfato, indicando que o extrator neutro solubilizou SH de caráter aromático e grau de oxigenação superiores.

Termos de indexação: extração neutra, extração alcalina, espectroscopia UV/Vis.

SUMMARY

The extraction of humic substances (HS) from A-horizons of two soils from Rio Grande do Sul (Oxisol, LR, and Mollisol, BZ) and from an organic sludge (LO) was investigated, employing two methods: (1) the HS were extracted with 0.5 mol L^-1 NaOH, after treating the sample with 0.5 mol L^-1 HCl; (2) the extraction with 0.15 mol L^-1 sodium pyrophosphate solution (pH 7) was introduced before the alkaline and after the acid treatments. In each step, the contents of HS, fulvic acids (FA) and humic acids (HA) were determined by spectroscopic and gravimetric methods, and the contents of co-extracted Fe, Al, Si and Ca in the extracts of method 2 were measured by atomic absorption. The elemental composition of HA was determined and their chemical structure and characteristics were evaluated from the C/N, H/C and O/C ratios and from UV/Vis spectroscopy data. In the Oxisol, method 1 extracted a greater amount of HS, and in method 2 the pyrophosphate step extracted only AF. On the other hand, method 2 was more efficient in the Mollisol, and the greatest yield was obtained in the pyrophosphate step. These results suggest that in the Oxisol, the HS interact mainly through ligand exchange reactions and hydrogen bonding, while in the Mollisol, cation bridges are also an important mechanism. The NaOH-extracted HA showed higher H/C and lower O/C ratios than the pyrophosphate-extracted ones, indicating that the neutral solution solubilized HS with higher aromatic character and oxygenation grade.

Index terms: neutral extraction, alkaline extraction, UV/Vis spectroscopy.

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AGRADECIMENTOS

Fapergs e CNPq.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em abril

Aprovado em setembro de 1998

ALBUQUERQUE, J.A. Suscetibilidade de solos do Rio Grande do Sul a erosão entressulcos. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1998. 156p. (Tese de Doutorado)
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(1

) Trabalho desenvolvido com apoio do CNPq, e apresentado parcialmente no XXVI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Rio de Janeiro, 20 a 26 de julho de 1997.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
07 Out 2014
Data do Fascículo
Dez 1998

Histórico

Aceito
Set 1998
Recebido
Abr 1998

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

[1] ALBUQUERQUE, J.A. Suscetibilidade de solos do Rio Grande do Sul a erosão entressulcos. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1998. 156p. (Tese de Doutorado)

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