Multi-method Study on Aquatic Humic Substances from the "Rio Negro" - Amazonas State/Brazil: Emphasis on Molecular-Size Classification of their Metal Contents

Abstract

As substâncias húmicas aquáticas investigadas foram convencionalmente extraídas de amostra de água coletada no Rio Negro -AM, Brasil utilizando-se resina XAD 8. Investigações usando ressonância nuclear magnética de próton e carbono treze indicaram a presença de alta aromaticidade com pouca substituição, pequena quantidade carbono carboxílico e razão 1:1 de grupos alifáticos / aromáticos. A razão das absorbâncias E350/E450, na região do ultravioleta e do visível, sugere a presença de estruturas alifáticas em proporções relativamente grandes. A distribuição do peso molecular das substâncias húmicas aquáticas foi caracterizada utilizando-se um sistema de ultra filtração de 5 estágios. O fracionamento indicou que metais traço, originalmente complexados com as substâncias húmicas, apresentam diferentes distribuições.The aquatic humic substances investigated in this study were conventionally isolated from Rio Negro waters -Amazonas State/Brazil by means of the collector XAD 8. Molecular spectroscopy investigations of these humic substances using 1 H-NMR and 13 C-NMR indicated the presence of high aromaticity with few substituents, small amounts of carboxylic carbon, and an aliphatic/aromatic ratio of 1:1. The relatively high UV-VIS absorbance E350/E450 ratio suggested the presence of relatively large proportions of aliphatic structures. Moreover, using a five-stage tangential-flow ultrafiltration (UF) device, the molecular-size distribution of the isolated humic substances was characterized. The fractionation patterns showed that metal traces remaining in humic substances after their XAD 8 isolation have different size distributions. For instance, Mn, Cu, Cd and Ni quantified by ICP-AES were preferably found in the high molecular-weight fractions (10-100 kDa).

Distribuição de metais e caracterização das constantes de troca entre espécies metálicas e frações húmicas aquáticas de diferentes tamanhos moleculares

“…Estudos de troca-iônica têm demonstrado que a disponibilidade de metais ligados às SHA parece ser dependente também de fatores cinéticos 14 . Também, a força e natureza da ligação entre SHA e metais são fortemente influenciadas pelo tamanho molecular das SHA 15 , cujos pesos moleculares podem variar por exemplo, de > 100 a < 5 kDa 11,15 . Rocha et al 16 têm utilizado procedimentos de fracionamento por tamanhos moleculares, para reduzir a polidiversidade das SHA e permitir a caracterização de suas interações com espécies metálicas.…”

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

“…And the more aromatic samples in the month of Oct/02, Nov/02; Dec/02; Jan/03 and Feb/03, thus giving inference to a greater degree of humification of these samples. Rocha et al, 42 characterizing samples of AHS samples extracted from water collected in the Amazon region, observed a greater aromatic characteristic than for the samples studied in this work (Table 4).…”

Substâncias húmicas aquáticas: fracionamento molecular e caracterização de rearranjos internos após complexação com íons metálicos

“…Determinou-se a capacidade de complexação das SHA por potenciometria, utilizando-se eletrodo íon seletivo de cobre como descrito por ROCHA et al 18 . A concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) da amostra filtrada e nas…”