Transformações químicas da matéria orgânica durante a compostagem de resíduos da indústria madeireira

Abstract

Recebido em 2/4/03; aceito em 3/11/03 CHEMICAL TRANSFORMATIONS OF ORGANIC MATTER DURING THE COMPOSTING OF WOOD INDUSTRY WASTES (RESIDUES). Composting of sawdust and paper mill sludge, using a "Kneer" process reactor, was studied in an attempt to elaborate upon organic matter (OM) transformation during the process and to define parameters to measure the compost maturity level. Temperature, electron paramagnetic resonance (EPR) data, ash and C, H, N and S contents, and a spectroscopic method using ultraviolet-visible (UV-VIS) for alkaline (pH = 8.5) and solid samples was used to study the maturity of the compost samples. These parameters were measured in 6 humic acids (HA) extracted from the compost samples during 29 days. The results of this work show that the "Kneer" process is efficient in transforming ligno-celulitic residues in a short time (29 days), into an organic fertilizer material with application perspectives.Keywords: humic acid structures; composting of sawdust; paper mill sludge. INTRODUÇÃO A matéria orgânica de solos, águas e sedimentos orgânicosO húmus, ou matéria orgânica do solo (MOS), devido ao seu papel vital na manutenção da qualidade do solo, é fator chave nas modernas práticas de manejo sustentado da terra. A conservação e o aumento do húmus no solo exercem efeitos benéficos no suprimento dos nutrientes para as plantas, na estrutura e na compactabilidade do solo, e na capacidade de retenção de água 1 . A MOS designa um conjunto de substâncias altamente heterogêneo que inclui numerosos compostos de carbono, variando de açú-cares, proteínas e outros constituintes biológicos, ácidos orgânicos de baixas massas moleculares, como os ácidos acético e oxálico, quase todos facilmente mineralizáveis, até o conjunto complexo de produtos recalcitrantes resultantes de transformações químicas e microbianas da MOS, as substâncias húmicas (SH). Os principais constituintes das SH, tanto quantitativa quanto qualitativamente, são os ácidos húmicos (AH) 2 . Recentemente, uma discussão emergiu na comunidade científi-ca sobre o tipo real de estrutura molecular dos AH: se são constituí-dos de estruturas macromoleculares como sempre se afirmou, ou se de estruturas supramoleculares, resultantes da associação de blocos moleculares relativamente pequenos, através de ligações de hidrogê-nio, associações de orbitais π -π, ou usando íons metálicos como Fe(III), Al(III) ou Cu(II) como mordentes 3 . Em ciências húmicas, a composição refere-se à funcionalidade e às moléculas componentes. Normalmente, os cientistas de SH definem as estruturas químicas dos AH como macromoléculas complexas, constituídas de diferentes estruturas aromáticas e alifáticas com funções carboxílicas e fenólicas. Estas estruturas estão ligadas a peptídeos e outros compostos contendo nitrogênio e carboidratos em pequenas quantidades 4 . Dados de espectroscopias de ressonân-cia paramagnética eletrônica, fotoacústica, infravermelho e cálculos de combinação linear de orbitais atômicos -orbitais moleculares -e de campo ligante (CLOA-OM-CL) foram utilizado...

The influence of seasonalness on the structural characteristics of aquatic humic substances extracted from Negro River (Amazon State) waters: interactions with Hg(II)

“…The Organic Free Radicals (OFR) in HS, detectable using EPR, is attributed to semiquinone structures 43 possibly conjugated to aromatic rings, being these groups formed in the OM from the oxidated dehydrogenation of phenolic compounds. 7,44 According to Senesi,45 another possibility that cannot be excluded is the contribution from methoxybenzene and nitrogenassociated radicals.…”

“…50,51 Along with this, the determination of the OFR concentration gives an indirect estimation of the degree of aromaticity of the HS. 43 Table 2 shows the values of the OFR concentration, where it can be seen that the values vary from 0.49 × 10 17 spins g -1 of C to 2.81 × 10 17 spins g -1 of C for samples 6 (Aug/02) and 11 (Jan/03), respectively. These maximum and minimum values indicate a substantial variation in the OFR concentration of the AHS analyzed.…”

Frações da matéria orgânica e propriedades redox de substâncias húmicas em sedimentos de oceanos profundos

“…Este processo pode ser estimado pelo aumento da concentração de radicais livres do tipo semiquinonas (CRLS) nas SH, determinados por meio da espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE). [2][3][4][5][6][7][8][9][10] Com o avanço da humificação ocorre a policondensação e a conjugação de estruturas insaturadas nas SH. Grupamentos bifenólicos de posição orto ou para, formados durante o processo de decomposição da matéria orgânica, são convertidos em quinonas, via reações de oxidação, as quais são precursoras de radicais livres do tipo semiquinonas nas SH, que se estabilizam com o avanço da humificação.…”

“…Grupamentos bifenólicos de posição orto ou para, formados durante o processo de decomposição da matéria orgânica, são convertidos em quinonas, via reações de oxidação, as quais são precursoras de radicais livres do tipo semiquinonas nas SH, que se estabilizam com o avanço da humificação. [6][7][8][9][10] Adicionalmente, espécies de quinonas oxidadas e reduzidas participam da agregação das SH de forma estável, convergindo para a teoria dos arranjos supramoleculares dessas substâncias, possibilitando inferir que a atração entre quinonas doadoras e receptoras de elétrons possa ser computada entre as forças que mantêm tais associações. 11 Os radicais livres do tipo semiquinonas das SH são grupos doadores de elétrons e, por meio de titulações redox iodimétricas, podem ser oxidados pelo iodo (I 2 ).…”

Propriedades redox e grupos funcionais de ácidos húmicos isolados de adubos orgânicos

“…Com o avanço da humificação ocorre a policondensação e a conjugação de estruturas insaturadas nos AH (Piccolo, 2001). Grupamentos fenólicos formados durante o processo de decomposição da matéria orgânica são convertidos em quinonas, via reações de oxidação, as quais são precursoras de radicais livres do tipo semiquinonas nos AH (Milori et al, 2002;Budziak et al, 2004;Rivero et al, 2004), que se estabilizam com o avanço da humificação.…”