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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
Júlio de Mesquita Filho
INSTITUTO DE QUÍMICA DE ARARAQUARA
“Caracterização de lodo gerado em
estações de tratamento de água:
perspectivas de aplicação agrícola
Wander Gustavo Botero
Dissertação apresentada ao curso
de Pós-Graduação em Química do
Instituto de Química UNESP-
Araraquara para a obtenção do título
de Mestre em Química, área de
concentração Química Analítica
Orientador: Dr. Ademir dos Santos
Co-orientador: Prof. Dr. Julio Cesar Rocha
Araraquara
Janeiro/ 2008
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AGRADECIMENTOS
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A Deus, por ter me colocado em lugares
especiais, com pessoas especiais e ter me dado
saúde, alegria e força em todos os momentos de
minha vida.
Ao Dr. Ademir dos Santos e Prof. Dr. Julio Cesar
Rocha, pela amizade, confiança, ensinamentos e
por terem acreditado em meus sonhos e anseios.
A Nilce, meu amor, pelo incentivo e carinho nas
horas difíceis, pela alegria e companheirismo nas
horas felizes, só tenho uma coisa para lhe dizer:
“Você é a mulher da minha vida”.
Ao Ósmio, nosso fiel escudeiro, a vida ficou mais
feliz com você.
Aos meus Pais, Edna e Humberto e ao meu
irmão Weslei, pelo carinho, amor, e por terem me
apoiado em todos os momentos de minha vida.
Obrigado
Aos meus avós por sempre acreditarem em mim
e nos meus sonhos.
À Vó Laurinda, saudades ...
Um agradecimento mais que especial a Luciana e Andrezinho, pela amizade e
momentos felizes: “Vocês são amigos para a vida inteira”.
À toda minha família, tios, tias, primos, padrasto (Eduardo), madrasta (Isabel) e
amigos de Matão (Lu, Sergio, Nando, Lílian, Cleber, Alessandra, Vera, Guilherme e
Carol) por terem torcido por mim e pelo meu sucesso.
Aos meus amigos do Grupo de Química Analítica Ambiental, Fernando, Gustavo,
Heliandro, Luciane, Ricardo, Felipe, Leandro, Natalia, Fernanda e Iramaia pela
amizade, e por toda ajuda fornecida.
Ao Prof. Dr. André Rosa, pelas conversas, ensinamentos e ajuda.
Ao Dr. Ézio Sargentini Junior pelo envio das amostras de Manaus-AM.
Aos meus amigos de graduação e amigos que conheci no Instituto de Química,
muito obrigado pela amizade e incentivo.
Ao Valdenir, Ricardo e Robson pela ajuda com as amostras e experimentos e pelo
bom humor.
As meninas da Biblioteca, pela ajuda em todos os momentos.
As meninas da Seção de Pós-Graduação, Sandra, Célia e Patrícia pela ajuda.
Ao pessoal do grupo do Prof. Arnaldo, pela ajuda sempre que precisei.
À CAPES pela bolsa concedida.
A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste
trabalho, meus sinceros agradecimentos. Sem estas colaborações tudo seria mais
difícil.
As meninas da Seção de Pós-Graduação, Sandra, Célia e Patrícia pela ajuda.
Ao pessoal do grupo do Prof. Arnaldo, pela ajuda sempre que precisei.
À CAPES pela bolsa concedida.
A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste
trabalho, meus sinceros agradecimentos. Sem estas colaborações tudo seria mais
difícil.
Wander Gustavo Botero
Curriculum Vitae
Janeiro/2008
Wander Gustavo Botero
Curriculum Vitae
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Dados Pessoais
Nome Wander Gustavo Botero
Nome em citações bibliográficas Botero, W. G.
Sexo masculino
Filiação Humberto Aquiles Botero e Edna da Silva
Nascimento 19/08/1982 - Araraquara/SP - Brasil
Carteira de Identidade 411141661 SSP - SP - 04/12/1996
CPF 29796977885
Endereço residencial Rua Adalberto Antunes, nº 435
Vila Pereira - Matao
15990-000, SP - Brasil
Telefone: 16 33823085
Endereço profissional Universidade Estadual Paulista lio de Mesquita Filho, Instituto de Química
de Araraquara, Departamento de Química Analítica
Rua Professor Francisco Degni,s/n
Quitandinha - Araraquara
14800-900, SP - Brasil
Telefone: 16 33016600
URL da home page: http://www.iq.unesp.br
Endereço eletrônico
e-mail para contato : wander_iq@yahoo.com.br
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Formação Acadêmica/Titulação
2006 - 2008 Mestrado em Química.
Universidade Estadual Paulista - Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Araraquara-SP,
Brasil
Título: Caracterização de lodo gerado em estações de tratamento de água:
perspectivas de aplicação agrícola, Ano de obtenção: 2008
Orientador: Dr. Ademir dos Santos
Bolsista do(a): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
2001 - 2005 Graduação em Química.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
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Formação complementar
1997 - 1999 Aprendizagem Industrial I Mecanico Geral.
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial, SENAI, Brasil
1999 - 1999 Curso de curta duração em Principios da Qualidade.
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial, SENAI, Brasil
2001 - 2001 Curso de curta duração em Tecnicas de Espectroscopia Atômica.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2001 - 2001 Curso de curta duração em Aplicação Em Cromatrografia Líquida Preparativa E.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2001 - 2001 Curso de curta duração em Wokshop Reference Manager.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Curso de curta duração em Análise de resíduos de pesticidas.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Extensão universitária em Química Ambiental.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Química Ambiental.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Curso de curta duração em Novas Metodologias de Ensino Para Professores.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Curso de curta duração em Química Forense.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Curso de curta duração em Elaboração de Resumos.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2002 - 2002 Curso de curta duração em Introdução à Gestão Ambiental.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2003 - 2003 Curso de curta duração em Interdisciplinaridade.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2003 - 2003 Curso de curta duração em Publicação Científica.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2003 - 2003 Curso de curta duração em Comunicação Científica.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2003 - 2003 Extensão universitária em Utilização de processos biotecnológicos para remoç.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2003 - 2003 Curso de curta duração em A experiência da escolarização e a futura docência.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2003 - 2003 Curso de curta duração em O cotidiano do ensino médio.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2003
2004 - 2004 Extensão universitária em Saneamento ambiental: água esgoto e meio ambiente.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2004 - 2004 Curso de curta duração em Normalização de referências bibliográficas.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
2004 - 2004 Curso de curta duração em Operação no sistema e manutenção básica do CHN.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2004
2004 - 2004 Extensão universitária em Construção de mapas conceituais.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil,
Ano de obtenção: 2004
2005 - 2005 Curso de curta duração em Jogos e atividades lúdicas aplicados ao Ensino Qui.
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Sao Paulo, Brasil
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Atuação profissional
1. Companhia de Águas e Esgotos de Matão - CAEMA
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Vínculo institucional
2000 - 2000 Vínculo: Outro , Enquadramento funcional: ESTAGIÁRIO , Carga
horária: 20, Regime: Parcial
Outras informações:
Atuação no laboratório de controle da qualidade da água desta autarquia, como estagiário, desenvolvendo
análises específicas na água para consumo populacional da cidade.
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Atividades
04/2000 - 06/2000 Estágio, Laboratório de Controle de Qualidade, Laboratório de
Controle de Qualidade
Estágio:
ANALISES ESPECÍFICAS DA QUALIDADE DA ÁGUA PARA POPULAÇÃO
2. Instituto de Química de Araraquara-UNESP - IQAR-UNESP
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Vínculo institucional
2002 - 2003 Vínculo: Bolsista PIBIC/CNPq , Enquadramento funcional: bolsista,
Regime: Dedicação Exclusiva
2003 - 2005 Vínculo: Bolsista FAPESP , Enquadramento funcional: BOLSISTA,
Regime: Dedicação Exclusiva
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Áreas de atuação
1. Análise de Traços e Química Ambiental
2. Ensino de Química
3. Química Analítica
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Idiomas
Inglês Compreende Razoavelmente , Fala Razoavelmente, Escreve Razoavelmente,
Razoavelmente
Português Compreende Bem , Fala Bem, Escreve Bem, Lê Bem
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Prêmios e Títulos
2004 Aprovado em Concurso Público para Professor de Educação Básica II, SEE-
VUNESP
Produção em C, T & A
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Produção bibliográfica
Artigos completos publicados em periódicos
1. Oliveira, L.C., Serudo, R.L., Botero, W. G., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS, Ademir
dos, ROCHA, Julio Cesar, CARVALHO NETO, Fernando S
Distribuição de mercurio em diferentes solos da Bacia do Médio Rio Negro-AM: Influência da matéria
orgânica no ciclo biogeoquímico do mercúrio. Química Nova. , v.30, p.274 - 280, 2007.
2. SANTOS, Ademir dos, Botero, W. G., Bellin, I.C., Oliveira, L.C., ROCHA, Julio Cesar, MENDONÇA,
Andre Gustavo Ribeiro, Godinho, A.F.
Interaction between humic substances and metallic ions: a Selectivity Study of Humic Substances and
Their Possible Therapeutic Application. Journal Brazilian Chemistry Society. , v.18, p.824 - 830, 2007.
Palavras-chave: Substância Húmica, metais
3. Serudo, R.L., Oliveira, L.C., ROCHA, Julio Cesar, PATERLINI, W. C., ROSA, Andre Henrique,
SILVA, H. C., Botero, W. G.
Reduction capability of soil humic substances from the Rio Negro basin, Brazil, towards Hg(II) studied
by a multimethod approach and principal component analysis (PCA). Geoderma (Amsterdam). , v.138,
p.229 - 236, 2007.
Capítulos de livros publicados
1. ROCHA, Julio Cesar, Oliveira, L.C., Serudo, R.L., Botero, W. G., MENDONÇA, Andre Gustavo
Ribeiro, SANTOS, Ademir dos, CARVALHO NETO, Fernando S
Distribution of mercury in Different Soils in Amazonia´s Mid-Rio Negro Basin: Influence of Organic
Matter on the Biogeochemical Cycle of Mercury In: Humic Substances - Linking Structures to
Functions.1 ed.Karlsruhe : Grafik Design Anne Kup, 2006, v.45II, p. 813-816.
Referências adicionais : Alemanha/Inglês. Meio de divulgação: Impresso
Comunicações e Resumos Publicados em Anais de Congressos ou Periódicos (completo)
1. Castro, G.R., ROCHA, Julio Cesar, SANTOS, Ademir dos, Botero, W. G., ROSA, Andre Henrique,
Padilha, P.M., Burba, P.
Determination of labile metal fractions in aquatic HS by means of a tangential-flow ultrafiltration and
copper ions as complexant agent In: XII International Meeting of International Humic Substances
Society, 2004, São Pedro-Brazil.
Anais do XII IHSS. São Carlos: EMBRAPA-SC, 2004. p.80 - 81
Áreas do conhecimento : Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Inglês. Meio de divulgação: Impresso
2. SANTOS, Ademir dos, Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, Godinho, A.F., ROCHA, Julio Cesar
Interactions of humic substances with metal ions: study of the selectivity of humic substances and
possible terapeutic applications In: XII International Meeting of International Humic Substances
Society, 2004, São Pedro-Brazil.
Anais da XII IHSS. São Carlos: EMBRAPA-SC, 2004. p.465 - 468
Áreas do conhecimento : Química,Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Inglês. Meio de divulgação: Impresso
3. NOVELLI, Valéria Aparecida Moreira, SILVA, Valéria de Assumpção Pereira da, Botero, W. G.
Tutoriais de Bases de Dados Didáticas na área de Química: Ação compartilhada entre bibliotecário e
aluno In: XII Seminário Nacional de Bibliotecas Universitárias, 2002, Recife.
Anais do XII Seminário Nacional de Bibliotecas Universitárias. , 2002.
Palavras-chave: Tutorais de Bases de dados
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Desenvolvimento de programas (software)
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Meio digital
Comunicações e Resumos Publicados em Anais de Congressos ou Periódicos (resumo)
1. Botero, W. G., Oliveira, L.C., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS, Ademir dos, ROCHA,
Julio Cesar
Capacidade de complexação de substâncias húmicas extraídas de lodos de estações de tratamento
de água In: VII Encontro Brasileiro de substâncias húmicas - EBSH, 2007, Florianópolis.
Livro de Resumos VII EBSH. , 2007. v.1. p.59 - 60
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
2. MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, Oliveira, L.C., Botero, W. G., SANTOS, Ademir dos, ROCHA,
Julio Cesar
Distribuição de espécies metálicas em amostras de solos coletados na Bacia do Médio Rio Negro-AM
In: 30 Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química SBQ, 2007, Águas de Lindoia.
Livro de resumos da 30º SBQ. , 2007. p.AB062 - AB062
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
3. FERREIRA, N. N., Oliveira, L.C., Botero, W. G., RIBEIRO, M. L., ROCHA, Julio Cesar
Distribuição de metais em solos de diferentes regiões com e sem adição de vinhaça In: 14º Encontro
Nacional de Química Analítica, 2007, João Pessoa-PB.
Anais do 14º ENQA. , 2007.
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
4. SANTOS, Ademir dos, Oliveira, L.C., RIBEIRO, M. L., ROCHA, Julio Cesar, Botero, W. G.,
MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS, F. A.
Distribuição e biodisponibilidade de crômio em solos contaminados por resíduos de couro In: VII
Encontro Brasileiro de substâncias húmicas - VII EBSH, 2007, Florianópolis.
Livro de resumos do VII EBSH. , 2007. p.49 - 50
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
5. MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS, F. A., Oliveira, L.C., Botero, W. G., ROCHA, Julio
Cesar
Estudos de troca entre íons Mg(II) e espécies metálicas originalmente complexadas às substâncias
húmicas In: VII Encontro Brasileiro de substâncias húmicas - VII EBSH, 2007, Florianópolis.
Livro de resumos do VII EBSH. , 2007. p.60 - 61
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
6. SILVA, H. C., Botero, W. G., Oliveira, L.C., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, ROCHA, Julio
Cesar
Fracionamento de substâncias húmicas extraídas de amostras de solos da região do Rio Araca (AM-
Brasil) In: VII Encontro Brasileiro de substâncias húmicas - VII EBSH, 2007, Florianópolis.
Libro de Resumos do VII EBSH. , 2007. p.47 - 48
Referências adicionais : Espanha/Português. Meio de divulgação: Impresso
7. SANTOS, F. A., Oliveira, L.C., Sargentini Jr., Ézio, Botero, W. G., SANTOS, Ademir dos, ROCHA,
Julio Cesar, ROSA, Andre Henrique, MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro
Substâncias húmicas aquáticas do Rio Negro-AM: Influência da sazonalidade na capacidade de
complexação por íons Hg(II) In: 30º Reuinião Anual da Sociedade Brasileira de Química SBQ, 2007,
Águas de Lindóia.
Livro de Resumos. , 2007. p.AB 037 - AB 037
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
8. Oliveira, L.C., ROCHA, Julio Cesar, Botero, W.G., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS,
Ademir dos, CARVALHO NETO, Fernando S, Serudo, R.L.
Distribuição de Mercurio em diferentes solos da Bacia do Médio Rio Negro-AM: Influência da matéria
orgânica no ciclo biogeoquímico do mercúrio In: III Encontro Nacional de Química Ambiental, 2006,
Cabo Frio-RJ.
Anais do III Encontro Nacional de Química Ambiental. , 2006.
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
9. Botero, W. G., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, Oliveira, L.C., SANTOS, Ademir dos, ROCHA,
Julio Cesar
Estudo de troca entre metais potencialmente tóxicos e substâncias húmica enriquecidas com
macronutrientes In: 2Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2006, Águas de Lindoia-
SP.
Anais da 29ª RASBQ. , 2006.
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
10. Barud, H.S., BOTERO, W.G., ROCHA, Julio Cesar, SANTOS, Ademir dos, ROCHA, Julio Cesar,
Messaddeq, Y., Ribeiro, S.J.L.
Determinação da capacidade de complexação decoacervatos de polifosfatos com micro-
nutrientes(Zn, Cu, Co e Mn) In: XV Encontro regional de química, 2005, Ribeirão Preto.
anais. , 2005. p.105 - 105
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
11. Bellin, I.C., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, Botero, W.G., ROCHA, Julio Cesar, Sargentini
Jr., Ézio, SANTOS, Ademir dos, ROSA, Andre Henrique, ROCHA, Julio Cesar
Determinação de constantes de troca entre íons Hg(II) e espécies metálicas originalmente
complexadas por substâncias húmicas In: 28º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química-
SBQ, 2005, Poços de Caldas-MG.
Anais da 28º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química-SBQ. , 2005. p.AB002 - AB002
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
12. Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, SANTOS, Ademir dos, MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro
Análise termica de substâncias micas extraídas de amostras de turfa da região do Rio Mogi-SP In:
XVI Congresso de Iniciação Científica da UNESP-CIC, 2004, Ilha Solteira-SP.
CD RESUMOS XVI Congresso de Iniciação Científica da UNESP-CIC. , 2004.
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Outro
13. Botero, W. G., Bellin, I.C., MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, SANTOS, Ademir dos, ROSA,
Andre Henrique, Serudo, R.L., ROCHA, Julio Cesar
Interações entre espécies metálicas e substâncias húmicas de solos da micro bacia de drenagem do
reservatório Anhumas, Araraquara-SP In: XXVI Congresso Latinoamericano de Química e
27ªReunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2004, Salvador-BA.
ANAIS DA 27 RA da SBQ. , 2004. v.01. p.AB086 - AB086
Palavras-chave: Substância Húmica, Solos, metais
Áreas do conhecimento : Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
14. Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, ROSA, Andre Henrique, MENDONÇA, Andre Gustavo
Ribeiro
Caracterização espectroscópica de substâncias húmicas extraídas de diferentes solos coletados na
Bacia do Médio Rio Negro, Amazônia In: XXXIII Semana da Química "Ernesto Gasparetto Junior",
2003, Araraquara.
Livro de resumo da XXXIII Semana da Química "Ernesto Gasparetto Junior". Araraquara:
UNESP, 2003. p.48 - 48
Palavras-chave: Bacia do Rio Negro, Caracterização Estrutural, Substância Húmica
Áreas do conhecimento : Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
15. Botero, W. G., CESAR ROCHA, Julio, ROSA, Andre Henrique, MENDONÇA, Andre Gustavo
Ribeiro
Caracterização espectroscópica de substâncias húmicas extraídas de diferentes solos coletados na
Bacia do Médio Rio Negro, Amazônia In: XV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2003,
Marília.
CD de resumos. São Paulo: UNESP, 2003.
Palavras-chave: Bacia do Rio Negro, Caracterização Estrutural, Substância Húmica
Áreas do conhecimento : Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
16. Oliveira, L.C., ROCHA, Botero, W. G., Julio Cesar, SANTOS, Ademir dos, Rezende, M. O. O.,
ROCHA, Julio Cesar
Influência do Manejo e tipo de solo na distribuição de metal total e biodisponível na micro bacia de
drenagem do reservatório Anhumas-SP In: V encontro Brasileiro de substâncias húmicas - VEBSH,
2003, Curitiba-PR.
CD ANAIS DO V EBSH. , 2003.
Palavras-chave: Substância Húmica, Solos
Áreas do conhecimento : Análise de Traços e Química Ambiental
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
17. Botero, W. G., NOVELLI, Valéria Aparecida Moreira, SILVA, Valéria de Assumpção Pereira da
Tutoriais de bases de dados didáticas: Ferramenta para o ensino de química In: I Evento de
Educação em Química - EVEQ, 2003, Araraquara.
I EVEQ -. , 2003.
Áreas do conhecimento : Ensino de Química
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Outro
18. Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, ROSA, Andre Henrique, MENDONÇA, Andre Gustavo
Ribeiro, BARELLI, Nilso
Análise Granulométrica de Solos da Bacia do Médio Rio Negro - AM. In: XIV Congresso de Iniciação
Ciêntífica - UNESP, 2002, Presidente Prudente.
Anais XIV Congresso de Iniciação Ciêntífica - UNESP - EXATAS. , 2002.
Palavras-chave: Análise Granulométrica, Solos, Rio Negro-AM
Áreas do conhecimento : Química
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Meio digital
19. Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, ROSA, Andre Henrique, MENDONÇA, Andre Gustavo
Ribeiro, BARELLI, Nilso
Análise Granulométrica de solos da Bacia do Médio Rio Negro-AM. In: XXXII SEMANA DA QUÍMICA,
2002, Araraquara.
Anais da XXXII SEMANA DA QUÍMICA - Química: Ensino, Pesquisa e Indústria. , 2002. p.QA01
-
Palavras-chave: Análise Granulométrica, Bacia do Rio Negro, Solos
Áreas do conhecimento : Química
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
Reapresentação de trabalho inscrito no XIV CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIÊNTÍFICA DA UNESP EM 2002.
20. MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, ROCHA, Julio Cesar, Botero, W. G., SANTOS, Ademir dos,
ROSA, Andre Henrique
Caracterização estrutural de substâncias húmicas de turfa coletada na região do Rio Mogi-SP. In: XIV
Congresso de Iniciação Ciêntífica - UNESP, 2002, Presidente Prudente.
Anais XIV Congresso de Iniciação Ciêntífica - UNESP-EXATAS. , 2002.
Palavras-chave: Caracterização Estrutural, Substância Húmica, Rio Mogi
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Outros
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Meio digital
21. ROSA, Andre Henrique, SANTOS, Ademir dos, CARVALHO NETO, Fernando S, ROCHA, Julio
Cesar, MENDONÇA, Andre Gustavo Ribeiro, Botero, W.G.
Interactions between Mercury and Soils from Rio Negro (Amazonas State, Brazil) In: XII European
Conference on Analytical Chemistry - Euroanalysis., 2002, Dortmund.
Abstract of 12th EUROANALYSIS. , 2002. p.252 - 252
Palavras-chave: Mercury, Soils and Solos, Rio Negro-AM
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Outros
Referências adicionais : Alemanha/Inglês. Meio de divulgação: Impresso
Comunicações e Resumos Publicados em Anais de Congressos ou Periódicos (resumo
expandido)
1. Botero, W. G., ROCHA, Julio Cesar, Oliveira, L.C., SANTOS, Ademir dos, Bisinoti, M.C., ROSA,
Andre Henrique, ROCHA, Julio Cesar
Influência do carbono orgânico total na redução e complexação de mercúrio por matéria orgânica
dissolvida da Bacia do Médio Rio Negro-AM In: VI Encontro Brasileiro de Substâncias Húmicas, 2005,
Rio de Janeiro.
Anais. , 2005.
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Impresso
Produção Técnica
Trabalhos Técnicos
1. Botero, W. G.
Banco de Dados de Estágios e Monografias do Instituto de Química - UNESP- Araraquara, 2001
Palavras-chave: Banco de dados, Estágios Supervisionados, Monografias, Instituto de Química
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Atividades de banco de dados
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Meio digital, Home page: http://www.biblioteca.iq.unesp.br
O banco de dados está disponível para consulta na página da Biblioteca do Instituto de Química - UNESP e também na própria
biblioteca.
2. Botero, W. G.
Tutoriais de Bases de Dados Didáticas na área de Química, 2001
Palavras-chave: Bases de Dados didáticas, Instituto de Química - UNESP
Áreas do conhecimento : Química
Referências adicionais : Brasil/Português. Meio de divulgação: Vários
Desenvolvimento de tutoriais das bases de dados didáticas existentes na Biblioteca do Instituto de Química da UNESP-
Araraquara, com a finalidade de torná-los uma forte ferramenta no aprendizado da química.
Eventos
Participação em eventos
1. Apresentação de Poster / Painel no(a) VII Encontro Brasileiro de substâncias micas - VII
EBSH, 2007. (Encontro)
Capacidade de complexação de substâncias húmicas extraídas de lodos de estações de tratamento
de água.
2. Apresentação de Poster / Painel no(a) 29º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
SBQ, 2006. (Congresso)
Estudos de troca entre metais potencialmente tóxicos e esubstâncias húmicas enriquecidas com
macronutrientes.
3. I Workshop de pós graduação em quimica: Formação de recursos humanos e transferência
de tecnologia, 2006. (Encontro)
.
4. Apresentação de Poster / Painel no(a) III Evento de Educação em Química - Alternativas
Didáticas para o Ensino de Química, 2005. (Congresso)
III Evento de Educação em Química.
5. Apresentação de Poster / Painel no(a) VI Encontro Brasileiro de Substâncias húmicas, 2005.
(Congresso)
VI Encontro Brasileiro de Substâncias húmicas.
6. Apresentação de Poster / Painel no(a) XV Encontro Regional de Química, 2005. (Encontro)
XV Encontro Regional de Química-SBQ.
7. Apresentação de Poster / Painel no(a) 28º Reunião anual da Sociedade Brasileira de Química-
SBQ, 2005. (Congresso)
28º Reunião anual da Sociedade Brasileira de Química-SBQ.
8. Apresentação de Poster / Painel no(a) II Evento de Educação em Química, 2004. (Encontro)
II Evento de Educação em Química.
9. Apresentação de Poster / Painel no(a) XII International meeting of international humic
substances society, 2004. (Congresso)
XII International Meeting of IHSS.
10. Apresentação de Poster / Painel no(a) XVI Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2004.
(Congresso)
XVI Congresso de Iniciação Científica da UNESP.
11. Apresentação de Poster / Painel no(a) XXVI Congresso Latinoamericano de Química e 2
Reunião da Sociedade Brasileira de Química, 2004. (Congresso)
XXVI Congresso Latinoamericano de Química e 27º Reunião da Sociedade Brasileira de Química.
12. Apresentação de Poster / Painel no(a) XXXIV Semana da Química: Recursos naturais e
energia, 2004. (Encontro)
XXXIV Semana da Química: Recursos naturais e energia.
13. Apresentação de Poster / Painel no(a) I - Evento de Educação em Química - Ensinar e Educar
em Química, 2003. (Encontro)
I Evento de Educação em Química.
Áreas do conhecimento : Ensino de Química
14. Apresentação de Poster / Painel no(a) V Encontro Brasileiro de substancias húmicas-VEBSH,
2003. (Encontro)
V Encontro Brasileiro de substancias húmicas-VEBSH.
15. Apresentação de Poster / Painel no(a) XV Congresso de iniciação cinetífica da UNESP, 2003.
(Congresso)
XV Congresso de iniciação cinetífica da UNESP.
16. Apresentação de Poster / Painel no(a) XXXIII SEMANA DA QUÍMICA, A QUÍMICA DO
COTIDIANO, 2003. (Encontro)
XXXIII Semana da Química.
17. Apresentação de Poster / Painel no(a) XII Seminário Nacional de Bibliotecas Universitárias.,
2002. (Seminário)
XII Seminário Nacional de Bibliotecas Universitárias. II Simpósio de Bibliotecas Universitárias da
América Latina e do Caribe. II Simpósio de Diretores de Bibliotecas Universitárias da América Latina e
do Caribe..
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Desenvolvimento de programas (software)
18. Apresentação de Poster / Painel no(a) XIV CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA
UNESP, 2002. (Congresso)
XIV CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIÊNTÍFICA-UNESP.
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Outros
19. Apresentação de Poster / Painel no(a) XXXII SEMANA DA QUÍMICA, 2002. (Encontro)
XXXII SEMANA DA QUÍMICA.
Áreas do conhecimento : Química
20. Apresentação de Poster / Painel no(a) IV FEIRA DE PROFISSÕES DA UNESP, 2001. (Outra)
IV FEIRA DE PROFISSÕES DA UNESP.
Áreas do conhecimento : Química
Setores de atividade : Educação superior
21. Apresentação de Poster / Painel no(a) XIII Encontro Regional de Química da Sociedade
Brasileira de Química, 2001. (Encontro)
XIII Encontro Regional de Química da Sociedade Brasileira de Química.
22. Apresentação de Poster / Painel no(a) XXXI Semana da Química, 2001. (Encontro)
XXXI Semana da Química..
Bancas
Participação em banca de trabalhos de conclusão
Curso de aperfeiçoamento/especialização
1. Botero, W. G.
Participação em banca de Ana Carolina Benfatti. Banca em monografias de alunos concluintes do
Curso Técnico em Química, 2005
(Técnico em Química) Escola Municipal Adelino Bordignon
Referências adicionais : Brasil/Português.
Totais de produção
Produção bibliográfica
Artigos completos publicado em
periódico.................................................. 3
Capítulos de livros
publicados............................................................ 1
Comunicações em anais de congressos e periódicos (proceedings e
suplementos).............. 26
Produção técnica
Trabalhos técnicos
(outra)................................................................ 2
Eventos
Participações em eventos
(congresso)...................................................... 9
Participações em eventos
(seminário)...................................................... 1
Participações em eventos
(encontro)....................................................... 11
Participações em eventos
(outra).......................................................... 1
Participação em banca de trabalhos de conclusão (curso de
aperfeiçoamento/especialização). 1
SUMÁRIO
ÍNDICE DE FIGURAS...................................................................... I
ÍNDICE DE TABELAS......................................................................
III
RESUMO..........................................................................................
IV
ABSTRACT...................................................................................... VI
PREFÁCIO.......................................................................................
VIII
I INTRODUÇÃO................................................................................. 01
I.1 Tratamento de água para consumo humano...................................
01
I.1.1 Estação de tratamento de água.......................................................
02
I.2
Lodo gerado em estações de tratamento de água e a importância
da reciclagem...................................................................................
04
I.2.1 Lodo de estações de tratamento de água: LETA.............................
04
I.2.2 Reciclagem de LETA........................................................................
05
I.3 Matéria orgânica e substâncias húmicas do solo.............................
08
I.3.1 A matéria orgânica do solo...............................................................
08
I.3.2 Substâncias húmicas........................................................................
09
I.3.2.1 Origem, formação e estruturas das substâncias húmicas................
09
I.3.2.2 Importância das SH no ambiente.....................................................
10
I.3.2.3 Interações entre substâncias húmicas e espécies metais...............
12
I.4 Técnicas analíticas para estudos
de complexação de substâncias
húmicas.............................................................................................
13
II OBJETIVOS......................................................................................
16
III MATERIAIS E MÉTODOS................................................................
17
III.1 Equipamentos...................................................................................
17
III.2 Purificação da água..........................................................................
18
III.3 Limpeza da vidraria..........................................................................
18
III.4 Amostragens.....................................................................................
19
III.5 Preparo das amostras.......................................................................
19
III.6 Caracterizações dos lodos de ETAs.................................................
19
III.6.1 Análise para avaliação da fertilidade................................................
19
III.6.2 Determinação do teor de matéria orgânica e inorgânica..................
19
III.6.3 Análise elementar.............................................................................
20
III.6.4 Digestão de amostras de lodo de ETA para determinações de
macro e micro-nutrientes e metais
potencialmente tóxicos
totais.................................................................................................
20
III.6.5 Tratamento de amostras de lodo de
ETA para determinação de
macro e micro-nutrientes e metais
potencialmente tóxicos
biodisponíveis..................................................................................
20
III.6.6 Determinações de macro e micro-nutrientes e metais
potencialmente tóxicos totais e biodisponiveis por espectrometria
de emissão atômica com plasma de argônio induzido ICP-
OES...................................................................................................
21
III.7 Extração de substâncias húmicas de lodo de ETA...........................
22
III.8 Caracterizações das substâncias húmicas.......................................
23
III.8.1 Análise elementar.............................................................................
23
III.8.2 Análise térmica.................................................................................
23
III.9 Estudos de complexação..................................................................
23
III.9.1 Cinética de complexação entre SH e íons cobre..............................
24
III.9.2
Determinação da capacidade complexante das SH por espécies
metálicas...........................................................................................
24
III.9.3 Influencia do tempo na labilidade relat
iva entre ácido
dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies metálicas
complexadas por SH extraídas de amostras de lodo de ETAs........
25
III.10 Analise estatística multivariada.........................................................
26
III.11 Descarte de resíduos........................................................................
26
IV RESULTADOS E DISCUSSÕES.....................................................
27
IV. 1 Caracterizações dos lodos de ETAs.................................................
27
IV.1.1 Análise para avaliação da fertilidade................................................
27
IV.1.2 Análise elementar dos lodos de ETAs..............................................
31
IV.1.3 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais e
biodisponiveis presentes em lodos de ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM.........................................................
33
IV.1.4 Análise estatística multivariada para amostras de lodos de ETAs...
36
IV.2 Caracterizações das substâncias húmicas de lodos de ETAs......... 39
IV.2.1 Análise elementar.............................................................................
40
IV.2.2 Análise térmica.................................................................................
42
IV.3 Estudos de complexação..................................................................
44
IV.3.1 Cinética de complexação entre SH e íons cobre..............................
44
IV.3.2 Determinação da capacidade complexante das SH por espécies
metálicas...........................................................................................
46
IV.3.3 Influencia do tempo na labilidade relativa entre ácido
dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies metálicas
complexadas por SH extraídas de amostras de lodos de
ETAs.................................................................................................
50
CONCLUSÕES................................................................................
55
REFERÊNCIAS................................................................................
58
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
I
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Esquema de estação de tratamento de água convencional .........
03
Figura 2 Sistema de ultrafiltração em fluxo tangencial equipado com
membrada de 1 kDa......................................................................
14
Figura 3 Sistema de limpeza de vidraria......................................................
18
Figura 4 Sistema utilizado na extração das substâncias húmicas de
amostras de lodo de ETA de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e
Manaus-AM....................................................................................
22
Figura 5 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totais
e biodisponíveis determinados em amostras de lodo de ETA de
Jaboticabal-SP...............................................................................
34
Figura 6 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totai
s
e biodisponíveis determinados em amostras de lodo de ETA de
Taquaritinga-SP.............................................................................
34
Figura 7 Macro e micro-
nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totais
e biodisponíveis determinados em amostras de lodo de ETA de
Manaus-AM....................................................................................
34
Figura 8 Dendograma obtido a partir das determinações de matéria
orgânica; razões atômicas C/H, C/N e C/O; teores d
e alumínio e
ferro totais e biodisponiveis determinados em amostras de lodos
de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM........
37
Figura 9 Gráfico de componentes principais (CP
1
e CP
2
) das variáveis,
obtidas a partir das determinações de matéria orgânica; razões
atômicas C/H, C/N e C/O; teores de alumínio e ferro totais e
biodisponíveis determinados em amostras de lodos de ETAs de
Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM...........................
38
Figura 10 Curvas de análises termogravimétricas (TG) e análises térmicas
diferenciais (DTA) de SH extraídas de amostras de lodos
de
ETA de Jaboticabal-SP (a), Taquaritinga-SP (b) e de Manaus-
AM (c)...........................................................................................
43
Figura 11 Cinética de complexação de íons Cu
2+
por substâncias húmicas
extraídas de amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus- AM.....................................................
45
Figura 12 Curva típica para determinação da capacidade complexante das
substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos de ETAs
de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus- AM por espécies
metálicas........................................................................................
47
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
II
Figura 13 Influência do tempo de contato na labilidade relativa de espécies
metálicas. Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético
(DTPA) e espécies SH-Metal, após complexação com
substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de
Jaboticabal-SP..............................................................................
51
Figura 14 Influência do tempo de contato na labilidade relativa de espécies
metálicas. Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético
(DTPA) e espécies SH-Metal, após complexação com
substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de
Taquaritinga-SP............................................................................
51
Figura 15 Influência do tempo de contato na labilidade r
elativa de espécies
metálicas. Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético
(DTPA) e espécies SH-Metal, após complexação com
substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de
Manaus-SP....................................................................................
52
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
III
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 Intervalos limites dos teores presentes nos solos de K
+
, Ca
2+
,
Mg
2+
, P e a saturação por bases descritas pela literatura.............
29
Tabela 2 Resultad
os de análises para fins de fertilidade, feitas nas
amostras de lodos coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM......................................................
30
Tabela 3 Teores de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio
(O) e as razões C/H, C/N e C/O nas amostras de lodos
coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-
SP e
Manaus-AM....................................................................................
31
Tabela 4 Teores de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio
(O) e as razões C/H, C/N e C/O de substâncias húmicas
extraídas de amostras de lodos coletados nas ETAs de
Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM...........................
40
Tabela 5 Capacidade complexa
nte das substâncias húmicas extraídas de
amostras de lodos coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM por espécies metálicas................
48
Tabela 6 Labilidades relativas, em porcentagem, de espécies metálicas
complexadas às substâncias húmicas extraídas de amostras de
lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-
AM frente ao quelante DTPA.........................................................
53
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
IV
RESUMO
Este trabalho caracterizou lodos gerados em estações de tratamento de água
de Jaboticabal-SP que utiliza cloreto férrico como floculante (FeCl3) e de
Taquaritinga-SP e Manaus-AM, que utilizam sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) como
floculante. Foram feitas análises para avaliação da fertilidade, análise elementar e
determinação de micro e macro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais e
biodisponíveis. Os resultados mostraram que os lodos apresentam potencial agrícola
e elevados teores de matéria orgânica, sendo maiores para o lodo de Manaus-AM,
que apresentou também maior grau de decomposição da matéria orgânica. Os
teores de macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos e biodisponiveis
estão diretamente relacionados com o tipo de floculante utilizado no tratamento
convencional da água e nas características da água bruta captada.
As substâncias húmicas extraídas dos lodos de estações de tratamento de
água (ETA) foram caracterizadas por análise elementar e análise térmica,
apresentando para amostra de Manaus-AM maior grau de humificação. A
estabilidade térmica se apresentou dependente do tipo de tratamento utilizado no
lodo.
Os estudos de complexação mostraram cinética de 10 minutos para íons cobre. Pela
capacidade de complexação pode-se estabelecer a seguinte ordem de afinidade das
SH por espécies metálicas:
. Lodo de estação de tratamento de água de Jaboticabal-SP:
Fe<Al<Ca<Cu<Mn<Mg;
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
V
. Lodo de estação de tratamento de água de Taquaritinga-SP:
Mn<Al<Ca<Cu<Fe<Mg;
. Lodo de estação de tratamento de água de Manaus-AM:
Mn<Al<Cu<Ca<Fe<Mg.
As labilidade relativas tiveram o equilíbrio de troca atingido após 1 hora de
contato e foram menores para lodos de Manaus-AM e o magnésio apresentou a
menor labilidade relativa frente ao quelante dietilenotriaminopentaacético (DTPA).
Os dados obtidos mostraram que os lodos de ETAs possuem grande
potêncial agrícola, entretanto sua utilização e características é dependende das
características de água bruta e do tipo de floculante utilizado no tratamento
convencional de água bruta.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
VI
ABSTRACT
This work characterized sludge discharges from water treatment plants at the
town Jaboticabal, o Paulo, Brazil using ferric chloride (FeCl3) as clotting and at
the town Taquaritinga, São Paulo, Brazil and Manaus, Amazonas, Brazil, using
aluminum sulfate (Al2 (SO4)3) as clotting. Tests were made for fertility, elemental
analysis and determination of micro and macro-nutrients and potentially toxic metals.
The results showed that the sludge present agricultural potential and high levels of
organic matter, and higher for the sludge of Manaus-AM, which has also presented
greater degree of decomposition of organic matter. The levels of macro and micro-
nutrients and potentially toxic metals and bioavailable are directly related to the type
of clotting used in the conventional treatment of water and the characteristics of
water.
Humic substances from the sludges generated in water treatment plants were
characterized by elemental analysis and thermal analysis, presenting to sample
Manaus-AM greater degree of humification. The thermal stability came dependent on
the type of treatment used in the sludge. Studies of complexation showed kinetics of
10 minutes for copper ions. For the ability to complexation one can establish the
following order of affinity of humic substances by metallic ions:
. Sludge generated in water treatment plants of Jaboticabal-SP:
Fe <Al <Ca <Cu <Mn <Mg;
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
VII
. Sludge generated in water treatment plants of Taquaritinga-SP:
Mn <Al <Ca <Cu <Fe <Mg;
. Sludge generated in water treatment plants of Manaus-AM:
Mn <Al <Cu <Ca <Fe <Mg.
The lability have on the balance of trade reached after 1 hour of contact and
were lower for sludge of Manaus-AM and magnesium submitted the lowest lability on
front of the chelating diethilenotriaminopentaacetic acid (DTPA) solutions. The data
show that sludges generated in water treatment plants have great agricultural power,
however its use and features is dependent the characteristics of raw water and the
type of clotting used in the conventional treatment of water gross.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
VIII
PREFÁCIO
A demanda de água para consumo humano aumenta em função do tempo,
sendo crescente o número de Estações de Tratamento de Água (ETA) que visam
disponibilizar água de qualidade para a população.
A maior parte dessas ETAs, tratam a água pelo processo convencional, o qual
utiliza sulfato de alumínio (Al
2
(SO
4
)
3
) ou cloreto férrico (FeCl
3
) como floculante,
gerando assim um resíduo sólido que se acumula nos decantadores, chamado de
lodo de LETA.
O destino desse lodo vinha sendo os próprios mananciais de captação das
ETAs. No entanto, as atuais legislações estão restringindo e, até mesmo, proibindo
essa prática, criando assim, a urgente necessidade de desenvolver meios de
reciclar/disponibilizar esse lodo de diferentes formas. Uma possibilidades é sua
aplicação como adubo em práticas agrícolas, uma vez que esse material é rico em
matéria orgânica e micronutrientes. Entretanto, estudos devem ser feitos a fim de
avaliar as características do lodo de ETAs e suas conseqüências quando aplicados
ao solo.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
1
I – INTRODUÇÃO
I.1- Tratamento de água para consumo humano
A potabilização das águas naturais para fins de abastecimento público tem
como principal função adequar a água bruta afluente à estação ao padrão de
potabilidade vigente estabelecido pela Portaria 518 de 25 de Março de 2004
(Ministério da Saúde). O tratamento de água consiste na remoção de partículas
suspensas e coloidais, matéria orgânica, microorganismos e outras substâncias
possivelmente deletérias à saúde humana presentes nas águas, gerando o menor
impacto ambiental às áreas circunvizinhas.
Diferentemente do tratamento de águas residuárias de característica
predominantemente biológica, as tecnologias de tratamento das águas de
abastecimento, na sua quase totalidade, envolvem processos e operações físico-
químicos (Líbano, 2005).
A escolha do processo a ser empregado no tratamento de água para
consumo humano deve ser baseada nos seguintes critérios:
1- Características da água bruta;
2- Custos de implantação, manutenção e operação;
3- Manuseio e confiabilidade dos equipamentos;
4- Flexibilidade operacional;
5- Localização geográfica e características da comunidade;
6- Disposição final do lodo.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
2
No Brasil, segundo a última Pesquisa Nacional de Saneamento Básico feita
pelo IBGE em 2000, 97,9% dos municípios do país conta com serviço de
abastecimento de água por rede geral, prestado por alguma empresa pública ou
privado (IBGE, 2000).
I.1.1– Estação de tratamento de água
Existem no Brasil cerca de 7.500 estações de tratamento de água (ETAs),
que distribui diariamente cerca de 30.651.850 m3 de água tratada, constituindo-se a
maior industria em relação ao número de pessoas envolvidas direta ou indiretamente
no processo produtivo (Cordeiro & Campos, 1999).
Com o objetivo de atender aos padrões de potabilidade, exigidos para o
abastecimento da população com água adequada e de boa qualidade, são utilizados
diversos processos de tratamento a partir da captação da água bruta.
Em 75% dos municípios onde se realiza o tratamento da água é empregado o
processo identificado como convencional ou tradicional (IBGE, 2000). Trata-se do
uso das operações de coagulação, floculação, sedimentação e filtração para a
clarificação da água, seguida de correção de pH, desinfecção e, em alguns casos,
de fluoretação. Os outros tipos de tratamento utilizados são o não-convencional
(clarificador de contato, ETAs compactas, filtragem rápida, etc.) e a simples
desinfecção das águas captadas, com a utilização de hipoclorito de sódio (NaClO)
ou seus compostos, objetivando a eliminação de organismos patogênicos.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
3
A Figura 1 mostra esquema da estação de tratamento de água convencional,
utilizada na maioria dos municípios brasileiros.
Figura 1 – Esquema de estação de tratamento de água convencional.
Como se observa na Figura 1, após a captação (1), a água é bombeada para
as estações de tratamento (ETA). Na chegada (2), adiciona-se hipoclorito de dio
(NaClO) para facilitar a retirada de matéria orgânica e espécies metálicas; cal para
ajuste do pH da água em 7,0 e adição de sulfato de alumínio ou cloreto férrico,
seguido de uma forte agitação da água para provocar a desestabilização elétrica das
partículas de sujeira contidas na água, facilitando sua agregação e coagulação. A
etapa (3) chamada de floculação atua misturando lentamente a água a fim de
provocar agregação das partículas e formação de flocos com tamanhos que
favorecem sua decantação em tanques específicos (4). A filtração (5) é a passagem
da água por tanques que contêm leito de cascalho, areia e carvão os quais retêm as
partículas que restaram da fase de decantação. Antes da saída da água da ETA (6)
adiciona-se cal para correção final do pH evitando problemas de corrosão ou
incrustação das tubulações, novamente NaClO para manter um teor residual até sua
Cloreto Férrico
Reservatório
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
4
chegada na casa do consumidor e garantir que a água fornecida fique isenta de
microorganismos e flúor para proteção dos dentes contra as cáries. Após essas
etapas a água tratada convencionalmente é levada até os reservatórios da ETA (7) e
dos bairros (8) e distribuída para a população (9).
Atualmente, existem técnicas de tratamento mais avançadas com a utilização
de carvão ativado ou ozônio (Líbano, 2005).
Na etapa de floculação (3) e decantação (4), os produtos químicos
adicionados (geralmente sulfato de alumínio ou cloreto férrico) reagem formando
flocos que são removidos por sedimentação e denominado lodo de ETA.
As estações de tratamento de água convencionais removem o lodo
manualmente e por jatos de água ou são removidos continuamente através de
raspadores de fundo. A limpeza manual dos decantadores é realizada após a
constatação de que os tanques se encontram com quantidade excessiva de
resíduos, que podem não mais estar sendo removido de maneira satisfatória,
provocando sobrecarga nos filtros.
I. 2- Lodo gerado em estações de tratamento de água e a
importância da reciclagem
I. 2. 1 – Lodo de estações de tratamento de água: LETA
O aumento populacional e a busca pela melhoria da qualidade de vida
resultam em um aumento da quantidade de resíduos urbanos tais como lixo e lodos
de estações de tratamento de água e esgotos, os quais estão diretamente
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
5
relacionados com questões de saneamento básico e desenvolvimento dos
municípios.
O lodo de estações de tratamento de água (LETA) é classificado pela NBR
10.004/871 como resíduo sólido formado nos decantadores da estação, resultante
dos processos de floculação e coagulação com sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) ou
cloreto férrico (FeCl3) (ABNT, 2004). É uma mistura de matéria orgânica, areia, silte
e argila presente nas águas dos rios (Teixeira et al., 2005). Assim como os lodos de
estação de tratamento de esgotos (LETE), os LETAs são resíduos ricos em matéria
orgânica, macro-nutrientes, micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos
(Alloway & Jackson, 1991).
A quantidade de lodo é dependente da qualidade físico-química da água
bruta, dos floculantes e dos produtos utilizados no processo de sua potabilização
(Hoppen et al., 2006). Desta forma, o volume gerado passa a ser diretamente
proporcional à dosagem de floculante utilizada no processo, o qual varia entre 0,2 e
5% do volume total de água (Richter, 2001).
Durante anos, o destino desse material vinha sendo os próprios mananciais
de captação (Reis et al., 2007). No entanto, as atuais legislações estão restringindo
e, até mesmo, proibindo esta prática. Segundo a NBR 10.004/87 e a Lei Estadual
12.493/92 estes lodos, devem ser minimizados, reutilizados e/ou reciclados, ficando
proibido seu lançamento em mananciais.
I. 2. 2 – Reciclagem de LETA
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
6
Atualmente a busca por alternativas econômicas e tecnicamente viáveis, além
de ambientalmente vantajosas para a destinação final do LETA, é um grande
desafio. Sua utilização pode ser considerada uma oportunidade para aumentar a
receita das empresas de saneamento, mas principalmente reduzir custos e impactos
ambientais associados a este resíduo.
Uma alternativa viável para absorver estes resíduos são as indústrias de
cerâmica vermelha. Oliveira et al. (2004), avaliaram LETA do Rio de Janeiro visando
seu aproveitamento como matéria-prima para esse tipo de indústria, o qual
apresentou grande potencial de utilização na massa argilosa.
Hoppen et al. (2006) estudaram a incorporação de LETA in natura em
diferentes proporções na construção civil, diminuindo assim o consumo de
agregados naturais e cimento. Os estudos mostram uma diminuição na qualidade do
concreto quando o lodo é incorporado, mas sua utilização como forma de disposição
final pode ser considerada viável técnica e ambientalmente.
Uma outra alternativa de reciclagem de LETA é sua utilização na agricultura,
pois este material é rico em matéria orgânica, micro e macro-nutrientes. Muitos
trabalhos sugerem a aplicação de lodo de esgoto na agricultura, o qual apresenta o
inconveniente de possuir substâncias patogênicas e poucos são os estudos que
utilizam LETA com essa finalidade (Teixeira et al., 2005).
Teixeira et al. (2005) avaliaram o efeito da aplicação de LETA nos teores de
macro-nutrientes, carbono orgânico total e condutividade eletrolítica em amostras de
solo degradadas pela mineralização de cassiterita. Este estudo mostrou que a
aplicação de LETA aumentou a concentração de macro-nutrientes e o pH, alterando
assim processos de adsorção e solubilização de nutrientes no solo.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
7
Segundo a American Water Works Association (1999), o LETA pode ser
disposto em solos degradados, mas é necessário um monitoramento das alterações
provocadas pela sua aplicação ao ambiente. Isto porque, de forma geral, a aplicação
agrícola desses resíduos pode causar efeitos negativos ao solo e às plantas, como a
salinização, o acúmulo de metais e a lixiviação de nitratos (Oliveira et al., 2002). O
lodo de ETA possui características similares aos solos, quando comparado com o
lodo de esgoto. Em geral, neste caso o nitrogênio e o carbono orgânico no lodo de
ETA são mais estáveis, menos reativos e em menores concentrações.
A identificação de possíveis impactos ambientais das formas de tratamento da
água e de disposição final do lodo podem ser antecipadas pela determinação de sua
composição química, da distribuição e tamanho das partículas, da filtrabilidade e de
sua resistência específica. Alguns metais como cobre, zinco, níquel, chumbo,
cádmio, crômio, manganês e, em especial, alumínio e ferro presentes no LETA,
possuem ações tóxicas, podendo apresentar efeitos positivos ou negativos nas
técnicas de tratamento, na disposição final e, até mesmo, na reutilização destes
resíduos (Hoppen et al., 2006).
Assim, é de fundamental importância o estudo das características do lodo a
ser reciclado, caracterizando a matéria orgânica presente nesse material, bem como
a relação existente entre a matéria orgânica e espécies metálicas.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
8
I. 3- Matéria orgânica e substâncias húmicas do solo.
I. 3. 1 – A matéria orgânica do solo
A matéria orgânica (MO) encontra-se no solo em conseqüência da atividade
dos seres vivos. É constituída pela mistura de microrganismos e resíduos de
vegetais/animais os quais, devido à degradação química e biológica, encontram-se
em vários estágios de decomposição. Em condições naturais, copas e raízes de
árvores, arbustos, gramíneas e outras plantas nativas fornecem grande quantidade
de resíduos orgânicos. À medida que estes materiais são decompostos e digeridos
pelos diversos tipos de organismos do solo, transformam-se em frações nos
horizontes, mediante infiltração ou incorporação física. Desta forma, os tecidos das
plantas superiores são fontes primárias não só de alimento para os diversos
organismos, mas também de matéria orgânica, essencial à formação do solo. Devido
à menor biomassa em relação aos vegetais, os animais são considerados como
fontes secundárias de matéria orgânica à medida que utilizam os tecidos vegetais e
contribuem com produtos residuais como fezes e tecidos animais quando se
consumam seus desenvolvimentos cíclicos (Marques, 1998).
O termo matéria orgânica do solo engloba uma variedade de substancias que
vão desde resíduos parcialmente decompostos até um material de composição
indefinida, com teor aproximado de 58% de carbono, conhecido como húmus
(Messias et al., 1997). A matéria orgânica é convencionalmente classificada em dois
principais grupos: substâncias não húmicas e substâncias húmicas (SH).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
9
I. 3. 2 – Substâncias húmicas.
I. 3. 2. 1 – Origem, formação e estruturas das substâncias húmicas.
Várias são as teorias sobre a formação das SH. A chamada teoria clássica
Waksman (Stevenson, 1982), propõe que as SH são ligninas modificadas mas, a
maioria dos pesquisadores, acredita num mecanismo relacionado com a formação
de quinonas. Malcolm (1990), afirma que a lignina não é o principal precursor de
substâncias húmicas de solos. Além disso, mostra que grandes diferenças
estruturais entre substancias húmicas de diferentes origens.
Durante a extração, as SH dividem-se em três principais frações: Os ácidos
húmicos definidos operacionalmente como a fração das SH solúvel em meio alcalino
diluído e que precipita pela acidificação do extrato alcalino.
Os ácidos fúlvicos permanecem em solução quando o extrato alcalino é acidificado e
a humina é a fração não extraída por ácido ou álcali diluído (Hayes, 1998).
Quanto sua estrutura, vários são os estudos que tentam elucidar esta
questão, mas nenhum se mostra plenamente satisfatório, principalmente devido a
falta de uma identidade estrutural genérica a qual é fortemente influenciada pelo
grau e mecanismo de decomposição.
Piccolo et al. (2000), tem sugerido um novo conceito a respeito das
características estruturais das SH. Neste caso, as SH não possuiriam uma estrutura
macromolecular extremamente complexa e seriam formadas pela agregação de
pequenas moléculas.
Entretanto, mesmo com as contradições existentes quanto ao modelo
estrutural, algumas características das SH já estão bem definidas:
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
10
As frações de ácidos fulvicos e ácidos húmicos são misturas heterogêneas de
moléculas polidifusas (Stevenson, 1982).
variação da razão entre ácidos húmicos e ácidos fúlvicos em função do tipo de
solo e essa razão está associado ao grau de humificação do mesmo (Rosa et al.
2001a).
Os ácidos húmicos e fúlvicos apresentam alto teor de grupos funcionais contendo
oxigênio tais como carboxilas, hidroxilas fenólicas e carbonilas de vários tipos
(Stevenson, 1985).
I. 3. 2. 2 – Importância das SH no ambiente
As SH representam a fração mais ativa da matéria orgânica (MO) dos solos.
São substâncias com alta concentração de radicais livres, possivelmente do tipo
semiquinona, os quais podem influir na germinação de sementes e raízes e no
crescimento de plantas em geral. As substâncias húmicas são ambientalmente
importantes principalmente pelas seguintes razões:
Sua coloração escura possibilita a retenção de calor pelo solo, beneficiando a
germinação de sementes e desenvolvimento de raízes;
Influenciam na biodisponibilidade de metais do solo para plantas e/ou organismos
da micro e macro fauna;
Possuem alta capacidade de retenção de água, com importante papel regulador
para evitar processos erosivos no solo, bem como fonte de armazenamento dessa
substância vital para as culturas;
Influem na toxicidade de alguns metais, formando complexos com diferentes
labilidades relativas (Rocha & Rosa, 2003), reduzindo a toxicidade de certos metais
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
11
como Cu2+ e Al3+ para organismos aquáticos e terrestres (Bloom et al.,1979;
Thomas et al.,1993);
• Influem no transporte, acúmulo e concentração de espécies metálicas no ambiente;
De acordo com Wershaw (1993), propriedades físico-químicas do solo e
sedimentos são, em larga extensão, controladas pelas SH;
Apresentam alta capacidade de troca catiônica (CTC), sendo que na maioria das
situações é a principal reguladora da CTC do solo (Curi et al., 1993);
Dependendo das condições do meio possuem características oxi-redutoras,
influenciando na redução de espécies metálicas para a atmosfera (Rocha et al.,
2004).
Atuam no mecanismo de sorção no solo de gases orgânicos e inorgânicos
presentes na atmosfera;
Quando presentes em altas concentrações durante o processo de tratamento de
água podem reagir com o cloro, produzindo compostos orgânicos halogenados os
quais possuem características carcinogêniccas;
Interagem com compostos orgânicos antrópicos, por exemplo, pesticidas e
herbicidas por efeitos de adsorção, solubilização, hidrólise, processos
microbiológicos e fotossintetizantes (Barceló, 1991).
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12
I. 3. 2. 3 – Interações entre substâncias húmicas e espécies metais.
A interação com espécies metálicas no ambiente é uma importante
propriedade das SH, a qual resulta em reações de complexação e/ou redução. As
reações de complexação de SH com metais têm sido investigadas por influenciar na
biodisponibilidade dessas espécies.
Essa complexação ocorre devido a presença de grupos oxigenados na
estrutura das SH (Zhang et al., 1996), podendo influenciar nos ciclos
biogeoquímicos. Os complexos formados apresentam estabilidade variada para cada
metal, sendo mais elevada para metais potencialmente tóxicos. A estabilidade do
quelato SH-Metal é determinada por uma série de fatores, incluindo o número de
sítios de coordenação, a natureza e a concentração do íon metálico, concentração
de SH, pH e tempo de complexação (Rocha et al., 1997).
Também, as SH podem aumentar a disponibilidade de fosfatos minerais
insolúveis através da complexação de Fe3+ e Al3+ em solos ácidos e Ca2+ em
solos calcários (Stevenson, 1994).
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13
I. 4 – Técnicas analíticas para estudos de complexação de
substâncias húmicas
Um modelo completo de especiação química deverá ser capaz de distinguir
as formas do íon metálico livre das formas complexadas. Na maioria dos casos, a
concentração do íon metálico livre é determinada e em seguida é estimada a
concentração do metal complexado (Perdue, 1998).
A escolha de um método para especiação química influencia os resultados
encontrados, pois os vários métodos medem aspectos diferentes do sistema e
operam sob condições diferentes.
Diversas técnicas têm sido utilizadas no estudo de complexação de metais
por SH, dentre as quais pode-se citar voltametria (Pardo et al., 1990; Nurnberg,
1982; Florence, 1986); potenciometria (Buffle et al., 1977; Abate & Masini, 1999;
Town & Powell, 1993); ultrafiltração (Mathuthu & Ephraim, 1993; Buffle & Staub,
1984) e cromatografia (Buffle, 1990). Todas elas possuem vantagens e limitações
(Buffle et al., 1980; Ninfanteva et al., 1999; Tuschall & Brezonik, 1983; Thurman,
1985a).
A ultrafiltração (UF) é um dos métodos citados na literatura utilizadas no
estudo de complexação de substâncias húmicas (Aiken, 1985; Santos et al., 2007).
Este procedimento tem sido empregado para fracionar a matéria orgânica em
diferentes tamanhos moleculares. Os solutos dissolvidos são separados por
membranas de acordo com o tamanho molecular (Burba et al., 1995; Aster et al.,
1996; Rocha et al., 2000). Este método se distingue dos demais por ser barato,
versátil, não destrutivo e sem adição de reagentes, minimizando a possibilidade de
alterações na amostra original (Kilduff & Weber, 1992).
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14
Burba et al. (2001), desenvolveram um procedimento de ultrafiltração em fluxo
tangencial e simples estágio (UF-FT) capaz de discriminar a concentração do metal
livre (Figura 2). O sistema UF-FT comparado com o UF convencional apresenta
vantagens como trabalhar com sistemas abertos, redução de efeitos da polarização
e/ou entupimento das membranas; menor volume do filtrado diminuindo o tempo de
filtração e minimizando deslocamentos no equilíbrio da solução, além da maior
rapidez na filtração (cerca de 2 mL min-1).
Figura 2 – Sistema de ultrafiltração em fluxo tangencial equipado com membrana de 1 kDa.
Este procedimento de ultrafiltração em fluxo tangencial é capaz de fornecer
informações termodinâmicas ou cinéticas, as quais caracterizam as espécies
metálicas ligadas à matéria orgânica pela utilização de reações de troca de ligante
e/ou metal.
A principal vantagem da ultrafiltração é o possuir limitação nem quanto a
natureza da espécie metálica, nem do ligante (Buffle & Staub, 1984). Além disso, os
limites de detecção para os metais são limitados às sensibilidades das técnicas
empregadas na determinação dos mesmos (ex. espectrometria atômica) (Van Den
Bergh et al., 2001). Comparada a outras técnicas de separação, uma vantagem da
ICP-OES
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15
UF é de não ser demorada como a diálise e nem perturbar o equilibrio de
complexação como a cromatografia de troca iônica (Nifanteva et al., 1999).
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16
II - OBJETIVOS
1. Caracterização físico-química de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-
SP e Manaus-AM;
2. Extração e determinação do teor de substâncias húmicas presentes em lodos de
ETAs;
3. Caracterização estrutural das SH extraídas empregando-se análise elementar e
análise térmica;
4. Determinação da capacidade complexante das SH extraída de lodo de ETAs por
micro e macro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos;
5. Influência do tempo na labilidade relativa entre DTPA e espécies metálicas
complexadas por SH extraídas de amostras de lodos de ETAs;
6. Análise estatística multivariada.
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17
III – MATERIAIS E MÉTODOS
III.1 – Equipamentos
- balança analítica Sartorius – 2432, com capacidade máxima de 200 g;
- balança eletrônica Denver Instrument Company 400 XE séries, de prato externo,
precisão 0,01 g e capacidade máxima de 400 g;
- centrífuga Beckman modelo avanti J - 25, com capacidade para 18000xg;
- desionizador de água Millipore;
- analisador elementar CHNSO Thermo Finingan Flash EA 1112,
- espectrômetro de emissão atômica com plasma de argônio induzido, ICP-OES;
- equipamento termogravimétrico SDT-2960;
- estufa com renovação de ar Soc. Fabbe Ltda modelo 305/5;
- medidor portátil de pH Orion modelo 250 A;
- mesa agitadora com movimento circular horizontal;
- micropipetas automáticas, de vários volumes (fixos e variáveis) VWR e Finnpipette
Labsystems;
- mufla EDGCON 5P;
- sistema purificador de água Millipore-Multi-Q;
- vidraria comum a um laboratório de Química Analítica.
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18
III.2 – Purificação da água
Toda água utilizada foi previamente destilada e purificada em sistema
desionizador de água Millipore.
III.3 – Limpeza da vidraria
Feita com vapor de ácido nítrico concentrado, segundo procedimento
proposto por Tschopel et al. (1980). Neste caso, a vidraria é colocada com o fundo
para cima em um suporte de vidro acoplado dentro de um béquer de 5 litros
contendo cerca de 300 mL de ácido nítrico concentrado e tampado com vidro de
relógio. O béquer é colocado em chapa de aquecimento e deixado em refluxo por,
no mínimo, duas horas (Figura 3). Em seguida, os frascos são exaustivamente
enxaguados com água desionizada. O ácido nítrico pode ser utilizado duas a três
vezes e, então, descartado.
Figura 3 – Sistema de limpeza de vidraria.
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19
III.4 – Amostragens
As amostras de lodo de ETA utilizadas neste trabalho foram coletadas nas
estações de tratamento de água das cidades de Jaboticabal-SP que utiliza cloreto
férrico como floculante (FeCl3), Taquaritinga-SP e Manaus-AM que utilizam sulfato
de alumínio (Al
2
(SO
4
)
3
) como floculante.
III.5 - Preparo das amostras
As amostras foram transferidas para bandejas de madeira e após secagem ao
ar, peneirada em peneira plástica com abertura de 2,0 mm.
III.6- Caracterizações dos lodos de ETAs
III.6.1 – Análise para avaliação da fertilidade
K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, P, acidez potencial (H + Al), capacidade de troca catiônica
(CTC) e a saturação de bases foram determinados nas amostras de lodos de ETAs
coletados em Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM, conforme
procedimento descrito por Raij et al. (2001).
III.6.2 - Determinação do teor de matéria orgânica e inorgânica
O teor de matéria orgânica foi determinado por gravimetria, calcinando 10,0 g
de amostra em mufla a 750 °C por 4 horas. A matéria inorgânica é considerada
como sendo o resíduo final de calcinação (Rosa et al., 2000).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
20
III.6.3 – Análise elementar
A análise elementar (C, H, N, O, S) foi feita em equipamento Thermo Finingan
Flash EA1112.
III.6.4 Digestão de amostras de lodo de ETA para determinações de
macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais
Transferiram-se cerca de 2,0 g de amostra seca para tubo de digestão,
adicionaram-se 15,0 mL de ácido nítrico concentrado e deixou-se em repouso por 12
horas. Prosseguiu-se a digestão utilizando-se forno de microondas com sistema
aberto e feixe localizado. As condições experimentais iniciais foram 40% de potência
e 5 minutos de aquecimento e posteriormente, 60% de potência por 10 minutos de
aquecimento. Caso não estivesse límpido adicionava-se 1,0 mL de peróxido de
hidrogênio 30% (m/m) e repetia-se a etapa de 60% de potência do forno por 10
minutos. Após a digestão completa da matéria orgânica, extrato límpido e material
insolúvel foram transferidos para balão de 50,0 mL e completou-se o volume com
água (Santos, 1998).
III.6.5 Tratamento de amostras de lodo de ETA para determinação de
macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos biodisponíveis
Transferiram-se 2,50 g de amostra seca para frasco de 100 mL com tampa
rosqueável e adicionaram-se 50,00 mL de solução de ácido clorídrico 0,10 mol L
-1
.
Agitou-se a suspensão por duas horas à temperatura ambiente em mesa agitadora
de movimento circular horizontal com rotação de 200 rpm. Após repouso para
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
21
decantação do material sólido, filtrou-se em papel Whatman 42, transferiu-se o
filtrado para frasco de vidro e estocou-se a 4 ºC (Santos, 1998).
III.6.6 Determinações de macro e micro-nutrientes e metais
potencialmente tóxicos totais e biodisponíveis por espectrometria de
emissão atômica com plasma de argônio induzido ICP-OES
Os macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais e
biodisponiveis foram determinados por espectrometria de emissão atômica com
plasma de argônio induzido ICP-OES, utilizando-se soluções padrão mista para
curva de calibração e as seguintes condições experimentais:
. detecção simultânea (CID “change-injection device”);
. leitura em axial;
. nebulizador concêntrico, 32psi;
. pressão na câmera de nebulização, 30 psi;
. gás de nebulização e refrigeração argônio;
. aspiração da amostra, 1,9 mL min
-1
;
. fluxo de gás auxiliar, 0,50 L min
-1
;
. radio freqüência, 1350 W;
. tempo de integração, 20 s;
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
22
III.7- Extração de substâncias húmicas de lodo de ETA
Para extração das substâncias húmicas utilizou-se a metodologia
recomendada pela IHSS (Rosa et al., 2000; Santos et al., 2007). Transferiu-se 70,0 g
de lodo para erlenmeyer, adicionou-se solução de NaOH 0,1 mol L
-1
na razão 1:1 (m
v
-1
) e deixou-se a mistura sob agitação mecânica por 4 horas, sob atmosfera de
nitrogênio. Centrifugou-se a mistura a 18000 x g por 30 minutos, separou-se o
sobrenadante colocando-o para secar em estufa com renovação de ar. A Figura 4
mostra sistema utilizado na extração das substâncias húmicas.
Figura 4 - Sistema utilizado na extração das substâncias húmicas de amostras de lodo de
ETA de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
23
III.8- Caracterizações das substâncias húmicas
III.8.1 – Análise elementar
A análise elementar (C, H, N, O, S) foi feita em analisador elementar Thermo
Finingan Flash EA1112.
III.8.2 – Análise térmica
Para análise térmica diferencial (DTA) e analise termogravimétrica (TG),
aproximadamente 8 mg de amostra de SH extraída de lodo de ETA foram aquecidos
continuamente de 40 a 1000 ºC, a razão de aquecimento foi de 10 ºC min
-1
, em
atmosfera de ar sintético (100 mL min
-1
) e cadinho de alumina. As curvas de TG e
DTA foram traçadas simultaneamente, usando equipamento SDT-2960 (Rosa, et al.,
2005a; Santos et al., 2007).
III.9 – Estudos de complexação
Para os estudos de complexação entre espécies metálicas e substâncias
humicas, utilizou-se procedimento analítico proposto por BURBA et al. (2001)
ilustrado na Figura 2. Este se baseia na utilização de um sistema de ultrafiltração
tangencial (Sartorius Ultrasart X), equipado com membrana de 1 kDa (Gelman Pall-
Filtron OMEGA), a qual impede a passagem de SH e de complexos SH-Metais com
massa molar maior que 1 kDa. Logo os íons metálicos livres não complexados às
SH ou trocados por elas passam através da membrana (Burba et al., 2001).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
24
III.9.1 – Cinética de complexação entre SH e íons cobre
Para estudos cinéticos de complexação entre SH extraídas de lodos de ETAs
e íons cobre, utilizou-se o sistema de ultrafiltração tangencial equipado com
membrana de 1 kDa (Figura 2). Adicionaram-se a 200 mL de solução de SH 100 mg
L
-1
, solução de NaOH 0,1 mol L
-1
para ajuste do pH em torno de 5,0 e solução de
NaNO
3
0,1 mol L
-1
para ajuste da força iônica. Deixou-se o sistema bombeando por
cerca de cinco minutos para condicionamento da membrana. A seguir filtrou-se a
primeira alíquota (cerca de 2 mL), a qual corresponde ao tempo zero, ou seja, antes
da adição da solução do metal. Essa alíquota contém uma pequena quantidade de
metal, correspondente a fração livre (não complexada às SH), mais aquela fração
originalmente ligada as SH com tamanho molecular menor que 1 kDa. Adicionaram-
se 3 mL de solução de cobre 600 mg L
-1
e coletaram-se alíquotas em intervalos de 5
minutos até um total de 70 minutos. As determinações dos íons cobre foram feitas
por ICP-OES.
III.9.2 Determinação da capacidade complexante das SH por espécies
metálicas.
Para determinação da capacidade complexante das SH extraídas de
amostras de lodos de ETAs por espécies metálicas (Ca, Mg, Cu, Mn, Al e Fe)
utilizou-se o sistema de ultrafiltração tangencial equipado com membrana de 1 kDa
(Figura 5). As titulações foram feitas em volume de 200 mL de solução de SH 100
mg L
-1
, ajustou-se o pH em torno de 5,0 com solução de NaOH 0,1 mol L
-1
e força
iônica em 1,0 com solução de NaNO
3
0,1 mol L
-1
. Antes da adição das soluções de
metais (Ca, Mg, Cu, Mn, Al e Fe), deixou-se o sistema bombeando por cerca de
cinco minutos para condicionamento da membrana. A seguir filtrou-se a primeira
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
25
alíquota (cerca de 2 mL), a qual corresponde ao tempo zero, ou seja, antes da
adição da solução das espécies metálicas. Essa alíquota contém uma pequena
quantidade de metal, correspondente a fração livre (não complexada às SH), mais
aquela fração ligada originalmente as SH com tamanho molecular menor que 1 kDa.
Adicionaram-se alíquotas de solução dos metais à solução de SH para atingir
concentrações finais 0,3; 0,6; 0,9; 1,65; 2,40; 3,15; 4,65; 6,15; 7,65; 9,15 mg L
-1
em
metais. Após cada adição deixou-se o sistema sob agitação por 10 minutos para
atingir o equilíbrio de troca, determinado do item III.9.1. Coletaram-se alíquotas
(cerca de 2 mL) e as concentrações das espécies metálicas livres foram
determinadas por ICP-OES (Santos et al., 2007).
III.9.3 Influencia do tempo na labilidade relativa entre ácido
dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies metálicas complexadas
por SH extraídas de amostras de lodo de ETAs.
Com base na capacidade de complexação das SH, adicionou-se à 180,00 mL
de solução de SH 100 mg L
-1
, 10,00 mL de solução padrão multielementar (20 mg L
-
1
de Ca, Mg, Cu, Mn, Al e Fe), ajustou-se o pH em 5,0 com solução de NaOH 0,10
mol L
-1
e deixou-se sob agitação por 24 horas a temperatura ambiente. Utilizando-se
o sistema de ultrafiltração equipado com membrana de 1 kDa (Figura 5). Antes da
adição da solução de DTPA, deixou-se o sistema bombeando tangencialmente por
cerca de cinco minutos para condicionamento da membrana. A seguir filtrou-se a
primeira alíquota (cerca de 2 mL), a qual corresponde ao tempo zero, ou seja, antes
da adição da solução de DTPA. Essa alíquota contém uma pequena quantidade de
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
26
metal, correspondente a fração livre (não complexada as SH), mais aquela fração
ligada as SH com tamanho molecular menor que 1 kDa. Adicionaram-se 10,00 mL
de solução de DTPA 1,53 10
-3
mol L
-1
, à solução de SH-Metais. Posteriormente
filtraram-se alíquotas em intervalos de 5, 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 720 e 1440
minutos, agitando-se o recipiente da amostra por cerca de cinco minutos antes de
cada filtração. As determinações dos metais nas respectivas alíquotas foram feitas
por ICP-OES.
III.10 – Analise estatística multivariada
Os tratamentos dos dados experimentais dos lodos de ETAs foram feitos
utilizando-se o software STATISTICA 1995.
III.11 - Descarte de resíduos
Todos os resíduos ácidos foram tratados adequadamente e encaminhados à
Comissão de Segurança do IQ, a qual é responsável pela destinação final dos
resíduos gerados nesta unidade.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
27
1IV - RESULTADOS E DISCUSSÕES
IV. 1 – Caracterizações dos lodos de ETAs
IV.1.1 – Análise para avaliação da fertilidade
A análise para avaliação da fertilidade é indicativa da concentração de macro
e micro-nutrientes disponíveis nos lodos. Uma das mais importantes características
de qualquer resíduo a ser aplicado ao solo visando melhoria na fertilidade é a
capacidade de troca de cátions, que representa a quantidade de íons positivos os
quais podem ser retidos por atração eletrostática. Os principais cátions trocáveis
presentes no solo são H
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, Na
+
e Al
3+
e os macro-nutrientes P, K
+
,
Ca
2+
, Mg
2+
são considerados essenciais para o desenvolvimento das plantas. O
complexo de troca de cátions é representado pelo seguinte conjunto de equações:
SB = Ca
2+
+ Mg
2+
+ K
+
+ Na
+
(1.1)
CTC = SB + H + Al
3+
(1.2)
V = 100 (SB/CTC) (1.3)
SB representa a soma de bases trocáveis, CTC a capacidade de troca de
cátions e V a saturação por bases.
A acidez potencial (H
+
+ Al
3+
) é muito utilizada na análise para avaliação da
fertilidade. A acidez potencial, constituída pela acidez trocável (Al
3+
) e da residual
(H
+
), é obtida por extração do lodo com solução tampão-SMP (cloreto de cálcio,
cromato de potássio, acetato de cálcio e trietanolamina) (Método Instituto
Agronômico de Campinas), sendo inclusive utilizada para caracterização pedológica
de solos (Malavolta, 1976).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
28
Compostos de fósforo tais como, ésteres de carboidratos, nucleotídeos,
fosfolipídeos, fosfatos de adenosina, são numerosos e importantes para o
metabolismo das plantas. O cálcio é absorvido pelas plantas como Ca
2+
e é utilizado
para a ativação de certas enzimas relacionadas com o metabolismo do fósforo. A
falta do cálcio influi no desenvolvimento e funcionamento das raízes, além da
germinação do grão de pólen e do crescimento do tubo polínico ficarem
comprometidos.
O potássio é utilizado para ativar algumas enzimas glicolíticas e também é
essencial para a fosforilação oxidativa e a fotossintética. A falta de potássio causa
desordens na composição das plantas, isto é, quando deficiência de K+ ocorre
um acúmulo relativo de carboidratos solúveis nas folhas, dificultando na síntese do
amido. Por exemplo, na falta de K
+
, a mandioca acumula menos amido nas raízes
porque a síntese é reduzida e também, devido aos carboidratos ficarem nas folhas
não descendo para o sistema radicular.
O magnésio tem a função de ativar algumas enzimas específicas, como as
hexoquinases e as descarboxilases. Nas plantas deficientes de Mg
2+
nota-se
aumento na relação Nsolúvel / Nproteíco indicadora da função do elemento na
síntese protéica.
Na análise das amostras de lodos coletadas nas ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM determinaram-se os teores de P, K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
,
acidez potencial (H
+
+ Al
3+
) e foram calculados a CTC, a SB e os valores de V.
A Tabela 1 lista os intervalos limites utilizados na interpretação dos resultados
de análise de solo indicando os teores de potássio, fósforo, lcio, magnésio e a
saturação por bases (Raij et al., 2001).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
29
Tabela 1 Intervalos limites dos teores presentes nos solos de K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, P e a
saturação por bases descritas pela literatura (Raij et al., 2001).
Teor K
+
(mmol dm
-3
)
Ca
2+
(mmol dm
-3
)
Mg
2+
(mmol dm
-3
)
P
resina
(mmol dm
-3
)
Saturação por
bases (%)
Muito
baixo
0,0 – 0,7 - - 0 – 2 0 -25
Baixo 0,8 – 1,5 0 – 3 0 – 4 3 – 5 26 – 50
Médio 1,6 – 3,0 4 – 7 5 – 8 6 – 10 51 – 70
Alto 3,1 – 6,0 > 7 > 8 10– 20 71 – 90
Muito alto > 6,0 - - > 20 > 90
A Tabela 2 lista os resultados das análises para fins de fertilidade nas
amostras de lodos coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e
Manaus-AM.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
30
Tabela 2 - Resultados de análises para fins de fertilidade, feitas nas amostras de lodos
coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e de Manaus-AM.
Amostras
de lodo
M.O.%
K
+
mmol
dm
-3
Ca
2+
mmol
dm
-3
Mg
2+
mmol
dm
-3
P
mg
dm
-3
V
%
H + Al
mmol
dm
-3
S.B.
mmol
dm
-3
CTC
mmol
dm
-3
ETA
Jaboticabal-SP
20,5 2,1 147 23 6 82
38 172 210
ETA
Taquaritinga-SP
32,5 2,3 154 28 5 84
35 184 219
ETA
Manaus-AM
68,9 2,9 205 45 17 91
25 253 278
O teor de matéria orgânica presente nos lodos e listados na Tabela 2, se
refere à matéria orgânica total determinada por calcinação, e os resultados
mostraram que os lodos apresentam elevados teores de matéria orgânica, sendo
maiores para lodos de Manaus-AM, devido à elevada quantidade de matéria
orgânica presente na água bruta.
De acordo com os resultados da análise de fertilidade dos lodos de ETAs
(Tabela 2) comparando com dados da literatura (Tabela 1), observa-se que os teores
de cálcio, magnésio são considerados muito altos e potássio são considerados
médios para as diferentes amostras. Os teores de cálcio, magnésio e potássio estão
de acordo com aqueles encontrados por Oliveira et al. (2004) e Canellas et al.
(2001), para lodos de ETAs de diferentes regiões.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
31
Pelo índice de saturação de bases, verifica-se que os lodos possuem elevada
fertilidade (o índice de saturação de bases nas três amostras foram relativamente
altas, cerca de 85%), indicando que esse tipo de matriz possui grande potencial
como aditivo agrícola. Teixeira et al. (2005) avaliaram a disposição de lodo de ETA
em solos degradados, os quais indicaram um aumento nos teores de Ca
2+
e Mg
2+
em solos após adição de lodo de ETA, em conseqüência os solos apresentaram um
aumento de pH.
IV.1.2 – Análise elementar dos lodos de ETAs.
O conhecimento das características físico-químicas de amostras de lodos de
ETAs pode fornecer informações importantes para o entendimento de suas
propriedades e reatividade com espécies metálicas.
A Tabela 3 apresenta os teores de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e
as razões atômicas C/H, C/N e C/O.
Tabela 3 Teores de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O) e as razões
C/H, C/N e C/O nas amostras de lodos coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
Amostras
de lodo
C (%) H (%) N (%) O (%) C/H C/N C/O
ETA Jaboticabal-SP
4,25 1,73 0,59 93,42 0,20 8,40 0,06
ETA Taquaritinga-SP
5,17 2,14 0,70 91,99 0,20 8,61 0,07
ETA Manaus-AM
17,34 3,07 0,76 78,82 0,47 26,60 0,29
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
32
De acordo com Minderman (1960) e Rosa et al. (2000), a decomposição dos
constituintes orgânicos vegetais segue a ordem: açúcares, hemicelulose, celulose,
lignina, graxas, fenóis. A razão C/N é uma indicativa do grau de decomposição da
matéria orgânica, isto é, quanto maior a razão C/N, diminuição na quantidade de
nitrogênio presente nas substâncias não húmicas indicando que houve degradação
dessas substâncias e conseqüentemente aumento na formação das substâncias
húmicas.
Os valores das razões C/N (Tabela 3) para os lodos de ETAs estão de acordo
com os resultados dos teores de matéria orgânica, isto é, LETA de Jaboticabal-SP e
Taquaritinga-SP apresentam razões C/N menores que a de Manaus-AM, indicando
menor teor de substâncias húmicas nesses lodos. O lodo de Manaus apresentou
maior teor de matéria orgânica e também maior grau de decomposição da matéria
orgânica, comparado com o de Jaboticabal-SP e Taquaritinga-SP. Isto ocorre porque
as águas que geram o lodo de Manaus-AM são originárias do Rio Negro-AM, ricas
em matéria orgânica (Oliveira et al., 2007), podendo-se inferir que as características
das águas brutas influenciam nas características dos lodos de ETAs após o
tratamento convencional.
Existem vários estudos sobre a aplicação de lodo de esgoto. Por exemplo,
Marques (1998) determinou as alterações nos teores de C, H, N e O em solos após
aplicação de lodo de esgoto, indicando que a adição desse material aumentou os
teores de C, H e N e diminuiu o teor de O e da razão C/N. Assim, a aplicação de
lodo de esgoto causou aumento no grau de decomposição da matéria orgânica dos
solos estudados.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
33
IV.1.3 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais
e biodisponiveis presentes em lodos de ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM
As Figuras 5, 6 e 7 apresentam os teores de macro e micro-nutrientes e
metais potencialmente tóxicos, totais e biodisponiveis presentes em amostras de
lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM, respectivamente.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
34
Figura 5 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totais e biodisponíveis
determinados em amostra de lodo de ETA de Jaboticabal-SP.
Figura 6 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totais e biodisponíveis
determinados em amostra de lodo de ETA de Taquaritinga-SP.
Figura 7 Macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos, totais e biodisponíveis
determinados em amostras de lodo de ETA de Manaus-AM.
Zn Al Fe Mn Ni Cu Ca P Mg
0,1
1
10
log [Metal] mg g
-1
Biodisponiveis
Totais
Zn Al Fe Mn Ni Cu Ca P Mg
0,1
1
10
log [Metais] mg g
-1
Biodisponiveis
Totais
Zn Al Fe Mn Ni Cu Ca P Mg
0,1
1
10
log [Metal] mg g
-1
Biodisponiveis
Totais
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
35
As Figuras mostram que a presença e a biodisponibilidade de alguns metais
são distintas em relação à natureza do lodo. Quando se compara os teores de ferro
e alumínio nos lodos de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM, verifica-se
que os mesmos apresentam teores equivalentes, entretanto, devido a diferença do
floculante utilizado nas ETAs, observa-se significativa diferença nos teores de ferro e
alumínio biodisponíveis nos lodos. Ferro apresenta-se mais biodisponível no lodo de
Jaboticabal (o qual utiliza cloreto férrico (FeCl
3
) como floculante) e alumínio mais
biodisponível nos lodos de Taquaritinga-SP e Manaus-AM (o qual utiliza sulfato de
alumínio, Al
2
(SO
4
)
3,
como floculante). Os elevados teores de ferro e alumínio
presentes no lodo de Manaus-AM podem estar associados à presença desses
metais nas águas do Rio Negro, os quais são lixiviados dos solos (Rosa et al.,
2005b).
Quando se compara os demais metais (Zn, N, Mn, Ni, Cu, Ca, P e Mg) nos
diferentes lodos, de maneira geral observa-se que os teores são maiores no lodo de
Jaboticabal-SP e Taquaritinga-SP, possivelmente devido as diferenças nas
características das águas utilizadas para captação, provenientes de rios que
recebem aporte de efluentes domésticos e industriais pelas cidades do interior do
estado de São Paulo. Com esses resultados pode-se inferir que os teores de metais
presentes nos lodos, estão diretamente relacionados com as características das
águas brutas e do tipo de tratamento utilizado.
Simonete e Kiehl (2002) caracterizaram lodo de esgoto da cidade de
Piracicaba para aplicação em solos. O lodo de ETE utilizado apresentou as
seguintes concentrações de metais em mg g
-1
: Fe: 30,29; Mn: 0,1734; Cu:0,1929;
Zn: 0,9871 e Ni: <0,01. Estes resultados corroboram com os dados obtidos, no que
se refere às características do lodo adquiridas pela matriz.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
36
IV.1.4 Análise estatística multivariada para amostras de lodos de
ETAs.
As técnicas de análise hierárquica de agrupamento, AHA (no inglês HCA
Hierarchical Cluster analyses”) e análise de componentes principais, ACP (no inglês
PCA Principal component analyses”) foram utilizadas para interpretação dos dados
experimentais gerados a partir das determinações da matéria orgânica; razões
atômicas C/H, C/N e C/O; teores de alumínio e ferro totais e biodisponiveis.
As técnicas de análise exploratória utilizadas têm como objetivo observar a
formação de agrupamentos naturais das variáveis a partir de suas similaridades,
numa estrutura hierárquica num sistema de grupos e subgrupos dependendo desse
grau de similaridade (Oliveira et al., 2007).
Na AHA, a estrutura hierárquica é organizada na forma de um gráfico
bidimensional chamado dendograma, onde é possível observar as correlações e
similaridades entre as amostras e variáveis (Hair et al.,1995).
A Figura 8 mostra dendograma das variáveis determinadas em lodos de ETAs
de Jaboticabal-AM, Taquaritinga-SP e Manaus-AM e suas similaridades.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
37
0 1 2 3 4 5
Similaridade
Al B
Fe B
Fe T
C/O
C/H
C/N
Al T
MO
Figura 8 Dendograma obtido a partir das determinações de matéria orgânica; razões
atômicas C/H, C/N e C/O; teores de alumínio e ferro totais e biodisponiveis determinados em
amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
Na Figura 8 observa-se a formação de praticamente três agrupamentos;
sendo o primeiro formado pelas razões atômicas C/H e C/O; o segundo por ferro
total e biodisponível; e o terceiro pela razão atômica C/N e alumínio total.
O primeiro grupo caracteriza-se pelas razões C/H e C/O, os quais indicam o
grau de humificação das amostras possuindo uma elevada similaridade. O segundo
grupo se forma devido a elevada presença de íons ferro nas amostras, tanto de
origem natural (Manaus e água do Rio Negro) como devida à adição de cloreto
férrico como floculante na ETA de Jaboticabal e praticamente todo o ferro presente
está biodisponível. A formação do terceiro grupo se deve pela relação entre grau de
decomposição dos lodos e presença de alumínio, e este, interage com a matéria
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
38
orgânica via grupamentos OH
-
. Essa similaridade infere que a interação com
alumínio é em função da decomposição da matéria orgânica (Malavolta, 1976).
Observou-se também similaridade existente entre alumínio biodisponivel e o
primeiro e segundo grupo. Quanto a matéria orgânica, esta tem similaridade com
todas as variáveis em estudo.
A análise de componentes principais é uma técnica estatística multivariada
que objetiva reduzir a dimensão dos dados originais facilitando a interpretação das
informações em um número menor de fatores ou componentes principais (Haswell,
1992).
A Figura 9 mostra gráfico de componentes principais para variáveis estudadas
nas caracterizações de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e
Manaus-AM.
Active
MO
C/H
C/N
C/O
Al T
Al B
Fe T
Fe B
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Fator 1: 98,72%
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
Fator 2: 1,28%
Figura 9 Gráfico de componentes principais (CP
1
e CP
2
) das variáveis, obtidas a partir das
determinações de matéria orgânica; razões atômicas C/H, C/N e C/O; teores de alumínio e
ferro totais e biodisponíveis determinados em amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-
SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
39
Na Figura 9 observa-se que a CP
1
explica 98,72% da variância total dos
dados, pesos positivos das variáveis matéria orgânica, alumínio total e razão C/N e
negativos das variáveis alumínio biodisponível, ferro total e biodisponível e razões
C/H e C/O.
A matéria orgânica é aquela que apresenta o maior peso na CP
1
, indicando
que esta variável é a responsável pela separação das três amostras, seguida de
alumínio total, corroborando com os dados encontrados na análise hierárquica de
agrupamento, no qual a matéria orgânica influencia todos os parâmetros estudados.
Na CP
2
, a qual explica 1,28 %, as variáveis que contribuem de forma
significativa são alumínio total e biodisponível.
IV. 2 – Caracterizações das substâncias húmicas de lodos de
ETAs
Um dos principais requisitos para o material orgânico ser utilizado com
segurança, conveniência e eficiência nos solos é a maturidade adquirida após o
processo de tratamento. Isto implica na conversão de MO recente em MO
estabilizada. Além disso, a formação de material humico durante o processo de
tratamento com resíduos orgânicos e sua presença no produto final é requerida para
um aproveitamento economicamente aceitável e eficácia agronômica.
Assim, critérios adequandos e confiáveis para avaliação do grau de
maturidade adquirido pelo produto final de qualquer tratamento orgânico devem ser
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
40
baseados em análises físico-química, molecular, estrutural e propriedades das
substâncias húmicas.
IV.2.1 – Análise elementar
Análise elementar tem sido utilizada para caracterização da matéria orgânica
de solos, lodos de ETEs e ETAs e outros tipos de resíduos. Segundo Rosa et al.
(2000), os resultados de composição elementar da matéria orgânica permitem a
obtenção de informações relacionadas com sua característica estrutural, fórmula
molecular, pureza, geoquímica e diagênese.
A Tabela 4 apresenta os teores de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio
e as razões C/H, C/N e C/O de substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos
de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
Tabela 4 Teores de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O) e as razões
C/H, C/N e C/O de substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos coletados nas
ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM.
Amostras
de lodo
C (%) H (%) N (%) O (%) C/H C/N C/O
ETA Jaboticabal-SP 3,78 1,52 0,36 94,34 0,21 12,24 0,053
ETA Taquaritinga-SP 4,13 1,89 0,57 93,41 0,18 8,45 0,059
ETA Manaus-AM
17,05 2,86 0,68 79,41 0,50 29,22 0,29
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
41
De acordo com Stevenson (1994), a razão C/H está relacionada com o grau
de aromaticidade das substâncias húmicas, isto é, quanto maior a razão C/H, maior
o grau de aromaticidade, devido a diminuição da acidez.
Ainda segundo Stevenson (1994), em termos práticos o conteúdo da matéria
orgânica do solo é correspondente ao conteúdo de nitrogênio. Considera-se a razão
atômica C/N, um indicativo do grau de decomposição da matéria orgânica (ou grau
de humificação), pois está relacionada com variação dos teores de
aminoácidos/proteínas.
A razão atômica C/O está relacionada com os teores de carboidratos das
substâncias húmicas. Elevados valores dessa razão indica maior grau de
humificação, devido à diminuição dos teores de carboidratos.
Quando se compara os resultados da análise elementar feita nos lodos das
ETAs (item IV.1.2) e as substâncias húmicas dos lodos, observa-se que existe
pequena diferença entre elas, pois, na analise elementar dos lodos além das
substâncias húmicas, também foram analisados compostos inorgânicos. Entretanto
como essa diferença é pequena, pode-se inferir que a matéria orgânica dos lodos é
basicamente constituída de substâncias húmicas.
Quanto ao grau de humificação das substâncias humicas extraídas de lodos
de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e de Manaus-AM, pode-se observar que as
razões atômicas C/H, C/N e C/O são maiores para as amostras de SH de Manaus-
AM. Esses resultados também foram observados nas analises elementares dos
lodos brutos, indicando que as amostras de SH de Manaus-AM, apresentam maior
grau de humificação, quando comparadas com as de Jaboticabal-SP e Taquaritinga-
SP.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
42
Os dados encontrados de razão C/N para amostra de substâncias húmicas de
lodos, são superiores aos encontrados na literatura (Canellas et al., 2001) para lodos
de ETAs e corroboram com estudos feitos por Marques (1998) em SH extraídas de
lodos de ETEs.
IV.2.2 – Análise térmica
Existem poucos dados na literatura sobre o comportamento térmico das
substâncias húmicas. A Figura 10 (a, b e c) mostram as curvas de DTA e TG para
SH extraídas de amostras de lodos coletados em ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM, respectivamente.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
43
0 200 400 600 800 1000
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Massa Remanescente (%)
Temperatura ºC
TG
-2
0
2
4
6
8
DTA
Difereça de Temperatura ºC
Figura 10 - Curvas de análises termogravimétricas (TG) e análises térmicas diferenciais
(DTA) de SH extraídas de amostra de lodo de ETA de Jaboticabal-SP (a), Taquaritinga-SP
(b) e de Manaus-AM (c).
0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
1 1 0
- 3
- 2
- 1
0
1
2
3
T G
Massa Remaescete (%)
T e m p e r a t u r a º C
Difereça de Temperatura ºC
D T A
0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
1 1 0
- 2
0
2
4
6
8
T G
Massa Remaescete (%)
T e m p e r a t u r a º C
Difereça de Temperatura ºC
D T A
(
a)
(b
)
(c
)
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
44
Observa-se nas curvas DTA pico endotérmico próximo de 100 ºC,
acompanhado de perda de massa nas curvas TG, referente a desidratação da
amostra. Nos intervalos de 200 a 700 ºC, foram caracterizadas perda de massa
contínua nas curvas TG, sendo esta mais nítida na SH de Jaboticabal-SP (a). Em
torno de 305 ºC foi observado pico exotérmico acompanhado de perda de massa,
que pode estar relacionado à presença de sulfatos, como por exemplo sulfato de
alumínio, utilizado como floculante no processo de tratamento de águas (Oliveira et
al., 2004), observa-se que este pico é mais evidente na amostra de Manaus-AM e
Jaboticabal-SP , a qual utilizam sulfato de alumínio como floculante. O vale
endotérmico próximo a 477 ºC presente na Figura (c), está associado principalmente
a desidratação da caulinita, levando a formação de metacaulinita (Oliveira et al.,
2004).
Na curva DTA da amostra de Jaboticabal-SP, observam-se dois picos
exotérmicos, com máximos em 460 ºC e 660 ºC, referentes à termodecomposição
da matéria orgânica. Na curva DTA de Manaus-SP e Jaboticabal-SP, observa-se
pico exotérmico pouco evidente com máximos em 660 ºC. Segundo Leinweber &
Schulten (1992)
a degradação térmica de compostos fenólicos e monômeros de
lignina de matéria orgânica ocorre em torno de 300 400 ºC. Entretanto,
alquilaromáticos e dímeros de lignina são degradados em temperaturas entre 500
650 ºC. Sheppard & Forgeron (1987), verificaram que a degradação térmica de
carboidratos ocorre em temperaturas acima de 350 ºC.
IV.3 – Estudos de complexação
IV.3.1 – Cinética de complexação entre SH e íons cobre
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
45
Estudos cinéticos de complexação das substâncias húmicas apresentam
importantes informações quanto ao tempo mínimo necessário para o íon metálico se
complexar às SH, dado indispensável no estudo da capacidade complexante.
A Figura 11 apresenta o comportamento cinético de complexação das
substâncias húmicas extraídas de amostras de lodo de ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM por íons Cu
2+
.
0 10 20 30 40 50 60
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
[Cu] mg L
-1
Tempo/ min
Manaus
Taquaritinga
Jaboticabal
Figura 11 Cinética de complexação de íons Cu
2+
por substâncias húmicas extraídas de
amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus- AM.
A Figura 11 mostra que as SH das amostras de lodos possuem a mesma
cinética de complexação ou seja, cerca de 10 minutos são necessários para atingir o
equilíbrio de complexação entre as SH e os íons Cu
2+
. Esse tempo está de acordo
com aqueles determinados por Santos et al. (2007).
Observa-se também que a curva de complexação de SH extraída de lodo de
Manaus-AM apresenta maior quantidade de íon metálico complexado, quando
comparado com SH do lodo de Jaboticabal-SP e Taquaritinga-SP. Pode-se inferir
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46
que essa diferença se deve principalmente à maior quantidade de matéria orgânica
presente no lodo de Manaus-AM e seu maior grau de humificação.
IV.3.2 Determinação da capacidade complexante das SH por espécies
metálicas.
Na determinação da capacidade complexante das SH extraídas de amostras
de lodo de ETA por espécies metálicas (Ca, Mg, Cu, Mn, Al e Fe), foi feita uma
titulação com a espécie metálica de interesse e a solução de SH utilizando-se o
sistema de ultrafiltração tangencial. Durante a titulação, primeiro ocorre à saturação
dos tios ligantes mais fortes e depois a saturação dos mais fracos. A Figura 12
mostra curva típica para determinação da capacidade complexante, onde traça-se a
concentração da espécie metálica livre (mmol L
-1
) versus a concentração da espécie
metálica total (mmol L
-1
). A curva apresenta uma mudança de inclinação na parte
final e a capacidade de complexação foi obtida pela intersecção das duas seções
lineares do gráfico (Einax & Kunze, 1996).
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
47
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
[Mg]
Livre
/ mmol L
-1
[Mg]
Total
/ mmol L
-1
Mg
Figura 12 Curva típica para determinação da capacidade complexante das substâncias
húmicas extraídas de amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e
Manaus- AM por espécies metálicas.
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48
A Tabela 5 apresenta os valores determinados da capacidade complexante
das substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-
SP, Taquaritinga-SP e Manaus- AM por espécies metálicas.
Tabela 5 Capacidade complexante das substâncias húmicas extraídas de amostras de
lodos coletados nas ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM por espécies
metálicas.
Capacidade complexante/ mmol metal g
-1
SH
Amostras
de lodo
Cu Ca Mg Mn Al Fe
ETA Jaboticabal-SP 0,32 0,27 0,50 0,37 0,26 0,24
ETA Taquaritinga-SP 0,30 0,25 0,54 0,19 0,23 0,34
ETA Manaus-AM
0,38 0,43 0,56 0,21 0,31 0,44
As capacidades complexantes determinadas para as SH extraídas de lodos
de ETAs nos fornecem importantes informações quanto a afinidade das mesma por
diferentes espécies metálicas.
De acordo com os dados da Tabela 5, pode-se estabelecer a seguinte ordem
crescente de afinidade dos íons metálicos pelas substâncias húmicas extraídas de
amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP e Manaus-AM:
LETA Jaboticabal: Fe<Al<Ca<Cu<Mn<Mg
LETA Taquaritinga: Mn<Al<Ca<Cu<Fe<Mg
LETA Manaus: Mn<Al<Cu<Ca<Fe<Mg
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49
Segundo Pearson (1963), as espécies químicas podem ser classificadas
como ácidos e bases “duros” e “moles” e os conceitos de “dureza e maciez” ajudam
a interpretar parte dos mecanismos envolvidos na complexação. A tendência de os
ácidos “moles” ligarem-se às bases “moles” e a dos ácidos “duros” ligarem-se às
bases “duras”, explica a forma que os elementos são encontrados na crosta
terrestre.
Segundo a classificação de Pearson (1963) sobre ácidos e bases “duros” e
“moles” existem duas classes principais: os elementos litofílicos e os elementos
calcofílicos. Os elementos litofílicos são cátions duros, entre eles o magnésio,
alumínio, lítio, cálcio, ferro, manganês, possuindo grande afinidade por bases duras,
como O
2-
. Por outro lado os elementos calcofílicos são frequentemente encontrados
em combinação com grupos aminos e cianos e incluem cobre, chumbo e cádmio.
Analisadas as capacidades complexantes das substâncias humicas extraídas
dos diferentes lodos, observa-se que o magnésio apresenta maior afinidade pelas
substâncias húmicas. Isto deve estar relacionado com a grande quantidade de
grupos oxigenados (Rocha & Rosa, 2003), favorecendo a complexação com
magnésio.
O ferro apresentou elevada afinidade para SH extraídas de lodos de Manaus-
AM e Taquaritinga-SP e baixa afinidade para SH extraídas de lodo de Jaboticabal-
SP. Esta diferença pode ser explicada devido à saturação das SH com íons ferro,
considerando que o lodo de Jaboticabal-SP é originado de floculação via cloreto
férrico.
Estudos propostos por Santos et al. (2007), indicaram que para SH extraídas
de amostras de turfa, o Al apresentou elevada afinidade frente a metais
potencialmente tóxicos. No presente trabalho o alumínio apresentou baixa afinidade,
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
50
quando comparada com magnésio. Isto provavelmente se deve a diferença da razão
carga/raio existente entre o alumínio e magnésio. Como o magnésio apresenta razão
carga/raio menor que o alumínio e ambos são cátions “moles”, pode-se inferir que
possivelmente o magnésio se complexa em sítios internos das SH, onde o alumínio
tem maior impedimento estérico.
Romão et al. (2003) determinaram a capacidade complexante de SH
extraídas de solos alagáveis e não alagáveis da região do médio Rio Negro-AM por
íons cobre e encontraram valores em torno de 0,38 mmol Cu g
-1
SH, que corroboram
com os dados determinados no presente trabalho.
Com base nas capacidades complexantes, pode-se inferir que os lodos de
ETAs possuem grande potencial na utilização agrícola, pois apresentam diferentes
afinidades por espécies metálicas. Isto favorece eventuais trocas entre os metais,
disponibilizando metais potecialmente tóxicos e enriquecendo o lodo com macro e
micro-nutrientes.
IV.3.3 Influencia do tempo na labilidade relativa entre ácido
dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies metálicas complexadas
por SH extraídas de amostras de lodo de ETA.
Em ciência do solo, soluções de DTPA têm sido consideradas bons
trocadores para a estimativa da biodisponibilidade de metais (ROSA et al., 2002). As
Figuras 13,14 e 15 mostram a influência do tempo na labilidade relativa de espécies
metálicas complexadas por substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos de
ETA de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM, respectivamente.
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Figura 13 Influência do tempo de contato na labilidade relativa de espécies metálicas.
Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies SH-Metal, após
compelxação com substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de
Jaboticabal-SP.
Figura 14 Influência do tempo de contato na labilidade relativa de espécies metálicas.
Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies SH-Metal, após
compelxação com substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de
Taquaritinga-SP.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0
10
20
30
40
50
60
Labilidade Relativa (%)
Tempo (minuto)
Ca
Mg
Cu
Mn
Al
Fe
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0
10
20
30
40
50
60
70
Labilidade relativa (%)
Tempo (minuto)
Ca
Mg
Cu
Mn
Al
Fe
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Figura 15 Influência do tempo de contato na labilidade relativa de espécies metálicas.
Competição entre ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e espécies SH-Metal, após
compelxação com substâncias húmicas extraídas de amostra de lodo de ETA de Manaus-
AM.
Observa-se um comportamento cinético semelhante entre os metais
estudados e as diferentes amostras. O equilíbrio de troca entre DTPA e metais
complexados por substâncias húmicas só é atingido após cerca de 1 hora de contato
com as espécies metálicas. Considerando que a concentração total de cada metal
na solução resulta da soma da quantidade adicionada mais àquela originalmente
ligada às SH, pode-se estabelecer a labilidade relativa dos metais complexados por
24 horas com SH frente ao quelante DTPA, conforme a Tabela 6.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0
10
20
30
40
50
60
Labilidade relativa (%)
Tempo (minuto)
Ca
Mg
Cu
Mn
Al
Fe
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Tabela 6 Labilidades relativas, em porcentagem, de espécies metálicas complexadas as
substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos de ETAs de Jaboticabal-SP,
Taquaritinga-SP e Manaus-AM frente ao quelante DTPA.
Amostras de SH Ca (%) Mg (%) Cu (%) Mn (%) Al (%) Fe (%)
Jaboticabal-SP 40 19 31 21 44 60
Taquaritinga-SP 45 21 38 64 53 30
Manaus-AM 29 11 35 58 47 17
De maneira geral, as labilidades são menores para os lodos de Manaus, uma
vez que esses lodos são ricos em SH, apresentando assim, uma maior interação
com espécies metálicas.
Podemos observar também, que o magnésio apresentou a menor labilidade
relativa frente a DTPA para todas a amostras em estudo, isto indica que o magnésio
trocou menos com DTPA apresentando uma elevada afinidade com SH, estes dados
corroboram com os resultados da capacidade de complexação, onde o magnésio
apresentou maior afinidade pelas SH.
O ferro se apresentou mais lábil nas amostras de lodo de Jaboticabal, a qual
utiliza cloreto férrico como floculante, pode-se inferir que o lodo de jaboticabal está
saturado de íons ferro, e este apresenta uma menor capacidade de complexação e
mais lábil frente ao DTPA.
Para o Mn, os resultados obtidos corroboram com os encontrados por Rosa et
al. (2001) e Santos et al. (2007), o qual estudou a troca de metais originalmente
complexados em amostras de turfas medicinais e solos pelo quelante DTPA.
Esses resultados mostram que a afinidade de espécies metálicas pelas SH
extraídas de amostras de lodos de ETAs e sua competição com DTPA, é
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54
diretamente dependente das características dos lodos e das águas brutas, bem
como do tipo de tratamento utilizado.
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55
V - CONCLUSÕES
Os resultados da análise para avaliação da fertilidade mostraram que os lodos
de ETAs de Jaboticabal-SP, Taquaritinga-SP e Manaus-AM são férteis e possuem
elevados teores de matéria orgânica. As razões atômicas mostraram que o lodo de
Manaus-AM apresentou maior grau de decomposição da matéria orgânica em
relação aos outros lodos estudados.
Os teores de macro e micronutrientes, metais potencialmente tóxicos e
biodisponiveis determinados nos lodos estão diretamente relacionados com o tipo de
floculante utilizado no tratamento convencional da água e nas características da
água bruta captada.
A análise estatística multivariada mostrou a formação de três grupos similares
(razões atômica C/H e C/O; ferro total e biodisponiveis e razão atômica C/N e
alumínio total) e a similaridade entre a matéria orgânica e todas as variáveis em
estudo. Os dados estatísticos mostraram também que a componente principal 1 é
responsável por 98,72 % da variância total dos dados, sendo a matéria orgânica
aquela que apresenta o maior peso na componente principal 1.
As caracterizações, análise elementar e análise térmica, feita nas substâncias
húmicas extraídas dos lodos em estudo indicaram que as substâncias húmicas
extraídas do lodo de Manaus-AM apresentaram maior grau de humificação que as
demais, e as razões atômicas C/N, indicativa do grau de decomposição da matéria
orgânica, são maiores que as encontradas na literatura para outros lodos de ETAs. A
estabilidade térmica dos lodos é diretamente relacionada com o tipo de floculante
utilizado, apresentando perda de massa continua e picos exotérmicos, referentes a
sulfatos de alumínio e termodecomposição da matéria orgânica.
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56
Nos estudos de complexação observou-se uma cinética de complexação com
íons cobre de 10 minutos para as três amostras e quanto a capacidade de
complexação das substâncias húmicas extraídas de lodos de ETAs por espécies
metálicas pode-se estabelecer a seguinte ordem crescente de afinidade: Lodo de
ETA de Jaboticabal-SP: Fe<Al<Ca<Cu<Mn<Mg; Lodo de ETA de Taquaritinga-SP:
Mn<Al<Ca<Cu<Fe<Mg; Lodo de ETA de Manaus-AM: Mn<Al<Cu<Ca<Fe<Mg.
Os estudos da labilidade relativa entre DTPA e espécies metálicas
complexadas pelas substâncias húmicas extraídas de amostras de lodos de ETAs,
mostraram que o equilíbrio de troca é atingido após 1 hora de contato com as
espécies metálicas. As labilidades relativas foram menores para os lodos de
Manaus-AM, uma vez que esses lodos são ricos em SH, apresentando assim, uma
maior interação com espécies metálicas. O magnésio apresentou a menor labilidade
relativa frente ao ácido dietilenotriaminopentaacético para todas as amostras em
estudo, indicando uma elevada afinidade com as substâncias húmicas, corroborando
com os resultados da capacidade de complexação, onde o magnésio apresentou
maior afinidade.
Os dados obtidos mostraram que os lodos de ETAs possuem grande
potêncial agrícola, entretanto sua utilização é dependente das características de
água bruta e do tipo de floculante utilizado no tratamento convencional da água. As
ETAs que utilizam sulfato de alumínio como floculante geram lodos com menor
potencial agrícola , uma vez que o alumínio além de ser tóxico, não apresenta
nenhuma função para o desenvolvimento das plantas. Assim para que o lodo seja
utilizado como aditivo agrícola é necessário a utilização de outro floculante (cloreto
férrico).
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O trabalho mostrou que o magnésio, macro-nutriente essencial no
desenvolvimento agrícola, possui elevada afinidade com as SH extraídas dos lodos
de ETAs, assim, é necessário elaborar novas metodologias e projetos pilotos afim de
enriquecer os lodos de ETAs in natura com magnésio, e acompanhar os efeitos de
sua aplicação na agricultura.
BOTERO, W.G.- Dissertação de Mestrado – IQAr – UNESP - 2008
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