Caracterização quimica, espectroscopica e por analise termica de acidos humicos e vermicompostos obtidos de estercos de diferentes animais

Orientador: Antonio Salvio MangrichDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ParanaResumo: Ácidos húmicos (AH) fazem parte da matéria orgânica ambiental e são constituídos por um conjunto macromoléculas similares entre si. Dentre suas importantes funções no ambiente está a de atuarem como ligantes para complexação de íons metálicos micronutrientes de plantas, (MANGRICH, 1988). A produção artificial de substâncias húmicas(SH) por oxidação de carvões (MANGRICH, 1990, 1996) ou por vermicompostagem de restos orgânicos de diversas origens, como lodo de esgoto, resíduos da atividade agrícola, resíduos da indústria de alimentos ou esterco de animais, tem recebido atenção crescente, também como meio de prevenção da poluição ambiental. A vermicompostagem por Eisenia foetida foi indicada como uma solução adequada para a biorreciclagem de esterco de animais, (CHAN et al., .1988). Por outro lado, conhecendo-se melhor os constituintes e a estrutura dos produtos da vermicompostagem será possível a utilização mais racional desses materiais orgânicos como recondicionadores das propriedades químicas e físicas de solos degradados por sucessivos cultivos, ou tratamentos inadequados. Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização por análise química, térmica e espectroscópicas, de AH bem como vermicom postos produzidos com estercos bovino(BO), caprino(CA), de coelhos(CO), e ovinos(OV), de onde foram extraídos os AHs. O objetivo a longo prazo é propiciar a geração de tecnologia visando diminuir a acumulação de poluentes de estercos e convertê-los em material orgânico útil para a regeneração de solos pobres ou degradados, em razão de sucessivos cultivos e/ou cultivos inadequados. Os estudos combinados das análises químicas, térmicas, e espectroscópicas da M.O., que constituem os vermicompostos estudados, mostraram um forte caráter aromático com alto grau de substituição, assim como a presença de heterocíclicos nitrogenados aromáticos. Por exemplo, a razão H/C ~1,0 dos AH suporta este alto teor de estruturas aromáticas. A baixa acidez carboxílica determinada por análise química é confirmada por espectroscopia de infravermelho (IV). A abundante presença de funções amida secundária , fenóis, assim como ésteres em menor proporção, é colocada em evidência por espectroscopia de IV e 1H-NMR. A razão O/C relativamente alta indica material húmico com razoável grau de funções oxigenadas. Com os dados fornecidos pela espectroscopia de EPR, pode-se concluir que os íons metálicos micronutrientes para as plantas (Fe3+, Mn2+, Cu2+ ), estão razoavelmente disponíveis nos AH estudados. Os íons Fe3+formam complexos de spin alto em sítios tetraédricos ou octaédricos com distorção rômbica, para os quatro AH estudados e também com simetria axial, provavelmente em estruturas porfirínicas nos AHCA, AHCO. O manganês apresenta-se sob a forma de complexos de esfera externa [Mn(H2O)6 -AH], e os íons Cu2+ estão em sítios oxigenados, ou também como complexos de Cu2+-porfirina.Abstract: Humic acids (HA) are part of the environmental organic matter and they are formed by macromolecules similar among them. Among its important functions in the environment, it is the one to act as link for the complexation of micronutrient metallic ions of plants (Mangrich, 1988). The artificial production of humic substances (SH) by coal oxidation (Mangrich, 1990, 1996) or by worm-compost of organic wastes from several origins like drain mud, agricultural residues, feed industry residues or animal manure, has received increasing attention, also as a prevention way of environmental pollution. The worm-composting by Eisenia foetida was indicated as adequate solution for the biorecycling. Otherwise, knowing better the constituents and the structure of the worm-composted products, it will be possible the more rational use of these organic matter as regenerator of chemical and physical properties of soils degraded by successive cultivations or inadequate treatments. The purpose of this study was to present the results of characterization by chemical thermic and spectroscopic analysis of HA as well as worm-compost produced with Cow (CO), goat (GO), rabbit (RA) and sheep (SH) manures, from where it was extracted the humic acid (HA). The objective in a longer term is to provide the technology generation aiming at decreasing the accumulation of pollutant manures and convert them into useful organic matter for the poor or degraded regeneration or due to successive cultivation and/or inadequate treatments. The combined studies of the chemical, thermic and spectroscopical analysis of matter organic which constitute the studied worm-composted, showed a strong aromatic character with high degree of substitution, as well as the presence of heterocyclic nitrogenate aromatics. For example, the reason H/C~1,0 of HA supports this high content of aromatic structures. The lower carboxylic acidity determined by chemical analysis is confirmed by spectroscopy of Infrared (IR). The abundant presence of secondary amide functions, phenols, as well as esters in smaller proportion, is put in evidence by spectroscopy of IR and 1H-NMR. The ratio O/C relatively high indicates humic matter with reasonable degree of oxygenated functions. With the data provided by the spectra of EPR, we can conclude that the micronutrient metallic ions for the plants (Fe3+, Mn2+, Cu2+), are reasonably available in the HA studied. The Fe3+ ion form high spin complexes in tetragonal or octahedral sites with rhombic distortion for the four HA studied and also with axial symmetry, probably in porfhyrin structures in the HA-GO, HA-RA. The manganese presents itself in the form of external sphere complexes [Mn(H20)6 -HA], and the Cu2+ are in the oxygenated sites or also like Cu2+ porphyrin complexes.Resumo: Ácidos húmicos (AH) fazem parte da matéria orgânica ambiental e são constituídos por um conjunto macromoléculas similares entre si. Dentre suas importantes funções no ambiente está a de atuarem como ligantes para complexação de íons metálicos micronutrientes de plantas, (MANGRICH, 1988). A produção artificial de substâncias húmicas(SH) por oxidação de carvões (MANGRICH, 1990, 1996) ou por vermicompostagem de restos orgânicos de diversas origens, como lodo de esgoto, resíduos da atividade agrícola, resíduos da indústria de alimentos ou esterco de animais, tem recebido atenção crescente, também como meio de prevenção da poluição ambiental. A vermicompostagem por Eisenia foetida foi indicada como uma solução adequada para a biorreciclagem de esterco de animais, (CHAN et al., .1988). Por outro lado, conhecendo-se melhor os constituintes e a estrutura dos produtos da vermicompostagem será possível a utilização mais racional desses materiais orgânicos como recondicionadores das propriedades químicas e físicas de solos degradados por sucessivos cultivos, ou tratamentos inadequados. Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização por análise química, térmica e espectroscópicas, de AH bem como vermicom postos produzidos com estercos bovino(BO), caprino(CA), de coelhos(CO), e ovinos(OV), de onde foram extraídos os AHs. O objetivo a longo prazo é propiciar a geração de tecnologia visando diminuir a acumulação de poluentes de estercos e convertê-los em material orgânico útil para a regeneração de solos pobres ou degradados, em razão de sucessivos cultivos e/ou cultivos inadequados. Os estudos combinados das análises químicas, térmicas, e espectroscópicas da M.O., que constituem os vermicompostos estudados, mostraram um forte caráter aromático com alto grau de substituição, assim como a presença de heterocíclicos nitrogenados aromáticos. Por exemplo, a razão H/C ~1,0 dos AH suporta este alto teor de estruturas aromáticas. A baixa acidez carboxílica determinada por análise química é confirmada por espectroscopia de infravermelho (IV). A abundante presença de funções amida secundária , fenóis, assim como ésteres em menor proporção, é colocada em evidência por espectroscopia de IV e 1H-NMR. A razão O/C relativamente alta indica material húmico com razoável grau de funções oxigenadas. Com os dados fornecidos pela espectroscopia de EPR, pode-se concluir que os íons metálicos micronutrientes para as plantas (Fe3+, Mn2+, Cu2+ ), estão razoavelmente disponíveis nos AH estudados. Os íons Fe3+formam complexos de spin alto em sítios tetraédricos ou octaédricos com distorção rômbica, para os quatro AH estudados e também com simetria axial, provavelmente em estruturas porfirínicas nos AHCA, AHCO. O manganês apresenta-se sob a forma de complexos de esfera externa [Mn(H2O)6 -AH], e os íons Cu2+ estão em sítios oxigenados, ou também como complexos de Cu2+-porfirina.Abstract: Humic acids (HA) are part of the environmental organic matter and they are formed by macromolecules similar among them. Among its important functions in the environment, it is the one to act as link for the complexation of micronutrient metallic ions of plants (Mangrich, 1988). The artificial production of humic substances (SH) by coal oxidation (Mangrich, 1990, 1996) or by worm-compost of organic wastes from several origins like drain mud, agricultural residues, feed industry residues or animal manure, has received increasing attention, also as a prevention way of environmental pollution. The worm-composting by Eisenia foetida was indicated as adequate solution for the biorecycling. Otherwise, knowing better the constituents and the structure of the worm-composted products, it will be possible the more rational use of these organic matter as regenerator of chemical and physical properties of soils degraded by successive cultivations or inadequate treatments. The purpose of this study was to present the results of characterization by chemical thermic and spectroscopic analysis of HA as well as worm-compost produced with Cow (CO), goat (GO), rabbit (RA) and sheep (SH) manures, from where it was extracted the humic acid (HA). The objective in a longer term is to provide the technology generation aiming at decreasing the accumulation of pollutant manures and convert them into useful organic matter for the poor or degraded regeneration or due to successive cultivation and/or inadequate treatments. The combined studies of the chemical, thermic and spectroscopical analysis of matter organic which constitute the studied worm-composted, showed a strong aromatic character with high degree of substitution, as well as the presence of heterocyclic nitrogenate aromatics. For example, the reason H/C~1,0 of HA supports this high content of aromatic structures. The lower carboxylic acidity determined by chemical analysis is confirmed by spectroscopy of Infrared (IR). The abundant presence of secondary amide functions, phenols, as well as esters in smaller proportion, is put in evidence by spectroscopy of IR and 1H-NMR. The ratio O/C relatively high indicates humic matter with reasonable degree of oxygenated functions. With the data provided by the spectra of EPR, we can conclude that the micronutrient metallic ions for the plants (Fe3+, Mn2+, Cu2+), are reasonably available in the HA studied. The Fe3+ ion form high spin complexes in tetragonal or octahedral sites with rhombic distortion for the four HA studied and also with axial symmetry, probably in porfhyrin structures in the HA-GO, HA-RA. The manganese presents itself in the form of external sphere complexes [Mn(H20)6 -HA], and the Cu2+ are in the oxygenated sites or also like Cu2+ porphyrin complexes

Caracterização de solos basálticos através de análises química e espectroscópica em laboratório e por satélite

Orientador : Antonio Salvio MangrichTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 2006Inclui bibliografia e anexo

Editorial

EditorialEditoria

Uso de modelo digital de elevação gerados a partir do ASTER GDEM e SRTM para caracterização de rede de drenagem

This paper assesses the suitability of using digital elevation models, resulting from manipulation of altimetric mission SRTM and ASTER instrument, to update maps of the drainage network in the municipality of Renaissance PR. To characterize the drainage network from SRTM and ASTER data used the software SPRING 5.1.7. The hydrographic network, obtained by these two methods was crossed with a mesh extracted from hydrographic maps of the army and orthorectified images of the SPOT 5 satellite. The results show that the drainage system, derived from SRTM and ASTER data is not satisfactory because they do not determine the vast majority of streams of first and second orders. Already the third, fourth and fifth orders, which are identified in the vast majority are located outside the actual course of the letters found by the army and orthorectified images. The data show that the riparian vegetation are acquired by SRTM and ASTER and interfere with the variations in altitude and therefore the bad design of drainage networks.Este trabalho avalia a adequação do uso de modelos digitais de elevação, provenientes da manipulação de dados altimétricos da missão SRTM e do instrumento imageador ASTER, para atualização de mapas da rede de drenagem do município de Renascença PR. Para caracterização da rede de drenagem a partir de dados SRTM e ASTER utilizou-se o software SPRING 5.1.7. A rede hidrográfica, obtida por esses dois métodos foi cruzada com a malha hidrográfica extraída de cartas geográficas do exército e imagens ortorretificadas do satélite SPOT 5. Os resultados demonstram que a rede de drenagem, obtida a partir de dados SRTM e ASTER, não é satisfatória por não determinar a grande maioria dos cursos d’água de primeira e segunda ordens. Já os de terceira, quarta e quinta ordens, que são identificados, na grande maioria estão localizados fora do curso real encontrados pelas cartas do exército e imagens ortorretificadas. Os dados demonstram que a vegetação das matas ciliares são captadas pelo SRTM e ASTER e interferem nas variações de altitude e por conseguinte no mau delineamento das redes de drenagem

Propriedades do solo da bacia hidrográfica do Rio Catorze que intensificam a erosão laminar

This study was developed aiming to estimate the susceptibility to soil erosion of Catorze River watershed, in the municipality of Francisco Beltrão - PR. Samples were collected throughout the basin in the surface horizon, and subsequently developed particle size analysis. Based on the results of the analysis, we used the equation developed by Denardin (1990), which considers the levels of aluminum oxide, sand and organic matter, and the permeability of the soil, and found values of the K factor (erodibility). Through the Spring software 5.1.8, the soils were classified Basin, and using LEGAL program was given the values of K for soils classified, resulting in a rectangular grid with the values of the erodibility factor of the entire basin. Was produced letters soil classification and erodibility of the factor with the aid of software Scarta 5.1.8. The equations for estimating erodibility factor values depend on the physical, chemical and biological properties of soils and are developed in order to minimize mistakes and get closer to an actual value of the factor K. The values found for the factor in erodibility Catorze River watershed range between 0.0611 and 0.1238 t ha-1.h.mm-1.ha.MJ-1, showing a high erodibility, especially for neossolos, soils that are less developed. These values for the K-factor shows the need for an adjustment in the use and conservation practices throughout the basin, using for this, the map of erodibility developed through GIS, where you can view the areas most susceptible to erosion and may apply control and prevention of erosion.Este estudo foi desenvolvido tendo como objetivo estimar a suscetibilidade à erosão dos solos da bacia hidrográfica do rio Catorze, no município de Francisco Beltrão – PR. Coletaram-se amostras ao longo da Bacia, em horizonte superficial, e posteriormente, desenvolveu-se análise granulométrica. Partindo dos resultados da análise, utilizou-se da equação desenvolvida por Denardin (1990), que considera os teores óxido de alumínio, areia, matéria orgânica, e permeabilidade do solo, para estimar os valores do fator K (erodibilidade). Através do software Spring 5.1.8, classificaram-se os solos da Bacia, e utilizando programa LEGAL, atribuiu-se os valores de K para os solos classificados, resultando em uma grade retangular com os valores do fator erodibilidade de toda a Bacia. Produziram-se cartas de classificação do solo e do fator erodibilidade, com o auxílio do software Scarta 5.1.8. As equações para estimar os valores do fator erodibilidade, dependem das características físicas, químicas e biológicas dos solos e são desenvolvidas na tentativa de minimizar erros e se aproximar de um valor real do fator K. Os valores encontrados para o fator erodibilidade na bacia do rio Catorze, variam entre 0,0611 e 0,1238 t.ha-1.h.mm-1.ha.MJ-1, mostrando uma erodibilidade elevada, principalmente para os neossolos, que são solos menos desenvolvidos. Esses valores encontrados para o fator K mostram a necessidade de uma adequação no uso e nas práticas conservacionistas ao longo da Bacia, utilizando para isso, o mapa da erodibilidade desenvolvido através de geoprocessamento, onde é possível visualizar as áreas mais suscetíveis à erosão, podendo aplicar o controle e prevenção dos processos erosivos

Geomática aplicada na caracterização da vulnerabilidade ambiental dos solos da cidade de Francisco Beltrão (PR)

This paper presents the results of geoprocessing techniques and remote sensing as tools to assess the capacity and vulnerability of land use in the urban perimeter of the city of Francisco Beltrão (Paraná, Brazil). The results were obtained by data processing in SPRING 5.2 software, along with geological and soil analyses in laboratory and on field that produced thematic maps of declivity, soil type, land use, and vulnerability. These maps are essential tools for the analysis and identification of environmental problems in the studied area, especially involving soil erosion problems related to texture, soil type, land use, and declivity variables.O trabalho apresenta os resultados da aplicação de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto, como ferramentas para avaliar o potencial e a vulnerabilidade do uso do solo do perímetro urbano da cidade de Francisco Beltrão - PR. Os resultados foram obtidos através do processamento de dados no programa SPRING 5.2, juntamente com análises geológicas e pedológicas de laboratório e campo, obtendo-se mapas temáticos de declividade, tipo de solo, uso do solo e vulnerabilidade. Estes mapas são ferramentas essenciais para a análise e identificação dos problemas ambientais da área estudada, principalmente dos problemas com a erosão do solo, baseando-se principalmente em variáveis como textura, tipo e uso do solo e declividade

Uso de sistema de informação geográfica na determinação do fator topográfico da Bacia do Rio Catorze, Sudoeste do PR

This study was designed to estimate the topographic factor of Catorze River Basin, in the municipality of Francisco Beltran - PR through of GIS. For this, we used the software Spring 5.1.8, which edited the rivers, forming the hydrographic network of Catorze River Basin. It was also edited, the contour lines, creating a rectangular grid with the values of the basin hypsometric, observing an altimetry between 540 and 962 m. Thus, one can generate an array of slope of the basin as a percentage. Edited to the dividers of water, and having hydrography basin as break line was generated ramp lengths. To perform the topographic factor used the language of the software LEGAL Spring, associating the slope of Catorze River Basin with the length of the ramp, resulting in the LS factor. Later, they produced the letters slope, slope length and topographic factor with the help of software Scarta 5.1.8. The slope in the basin has to be strongly wavy corrugated and the length of ramp is between 10 and 30 meters. The values found for the LS factor, in general, they are medians, indicating low susceptibility to erosion due to the topography of the basin. However, in the headwaters of the basin where the terrain is steeper, one can relate the high values of the LS factor for ramp lengths and the higher slopes, showing the influence of these factors in vulnerability to erosion laminar.Este estudo foi desenvolvido para estimar o fator topográfico da bacia hidrográfica do rio Catorze, no município de Francisco Beltrão – PR através do uso de SIG. Para isso, utilizou-se o software Spring 5.1.8, onde se editaram os rios, formando a rede hidrográfica da bacia do rio Catorze. Editaram-se ainda, as curvas de nível, gerando uma grade retangular com os valores hipsométricos da Bacia, observando-se uma altimetria entre 540 e 962 m. Com isso, pode-se gerar uma matriz da declividade da Bacia, em porcentagem. Editaram-se os divisores de água, e tendo a hidrografia da Bacia como linha de quebra, gerou-se os comprimentos de rampa. Para a realização do fator topográfico utilizou-se a linguagem LEGAL do software Spring, associando a declividade da bacia do rio Catorze com os comprimentos de rampa, resultando no fator LS. Posteriormente, produziram-se as cartas de declividade, comprimento de rampa e fator topográfico com o auxilio do software Scarta 5.1.8. A declividade na Bacia apresenta-se ondulada a forte-ondulada e o comprimento de rampa se encontra entre 10 e 30 metros. Os valores encontrados para o fator LS, de maneira geral, são medianos, indicando baixa suscetibilidade à erosão devido à topografia da Bacia. Porém, nas nascentes da Bacia onde o relevo é mais íngreme, podem-se relacionar os altos valores do fator LS aos comprimentos de rampa e as declividades mais elevadas, mostrando a influência desses fatores na vulnerabilidade à erosão laminar

Avaliação comparativa do potencial do modelo digital de elevação do ASTER GDEM e das cartas topográficas do exército para estudo da altimetria na região de Renascença, Sudoeste do Paraná

This paper assesses the potential of using a digital elevation model generated from data acquired by the ASTER GDEM to characterize measures altimetry relief of the city of Renaissance PR. This paper assesses the potential of using a digital elevation model generated from data acquired by the ASTER GDEM to characterize measures altimetry relief of the city of Renascença PR. The ASTER GDEM data were correlated with the products obtained from charts compiled by the Brazilian Army, aiming to analyze the degree of closeness between the two methods. The comparison of the results showed that there is a direct correlation, in an area of 20.96,96 ha, which represents 48.19% of the territory. The rest of the territory, or 51.81%, have no correspondence between the areas classified by two methods. If adopting an acceptance threshold of ± 50 m altitude, the correlation between the altitudes classes generated by the two methods, reaches a total of 38,986.65 hectares, representing 91.67% of the territory. Whereas, the ASTER GDEM used, had no checkpoints and rustic way, by which the letters were generated, can be concluded that the method used in this work has a good potential for the study of municipalities altimetry Southwest of Paraná. Therefore, through this study, it demonstrates that ASTER GDEM can be used to update maps covering different regions of Brazil, because if they are used control points can achieve good precision altimetric and planimetric the generation of topographic maps.Este trabalho faz uma avaliação do potencial de uso de um modelo digital de elevação, gerado a partir de dados adquiridos pelo ASTER GDEM, para caracterizar de medidas altimétrica do relevo do município de Renascença PR. Os dados obtidos do ASTER GDEM foram correlacionados com os produtos obtidos a partir de cartas elaboradas pelo Exército Brasileiro, visando analisar o grau de aproximação entre os dois métodos. A comparação dos resultados mostrou que existe uma correlação direta, em uma área de 20.96,96 ha, o que representa 48,19% do território. O restante da extensão territorial, ou 51,81%, não tem correspondência entre as zonas classificadas pelos dois métodos. Se adotado um limiar de aceitação de ±50 m de altitude, a correlação entre as classes de altitudes geradas pelos dois métodos, atinge um total de 38.986,65 hectares, representando 91,67% do território. Considerando que, os dados ASTER GDEM usados, não tinha pontos de controle e a forma rústica, pelo qual as cartas foram geradas, pode se concluir que o método utilizado neste trabalho tem um bom potencial para o estudo altimétrico dos municípios do Sudoeste do Paraná. Portanto, por meio deste estudo, se demonstra que dados ASTER GDEM podem ser usados para atualizar mapas que abrangem diferentes regiões do Brasil, pois, se forem usados pontos de controle pode-se conseguir boa precisão altimétrica e planimétrica na geração de cartas topográficas

Inovação de Processo em Instituições de Ensino Superior

  Ao longo da história das organizações observa-se que a inovação é uma eficiente maneira destas melhorarem o desempenho, seja na otimização da utilização dos recursos ou na conquista de melhores posições no mercado. A inovação ocorre em diferentes setores da economia, como é o caso das Instituições de Ensino Superior (IES), o qual cresce na medida em que a população aumenta a capacidade de consumo, o que pode ser observado na demanda por serviços educacionais, pois os profissionais necessitam estar com formação adequada às exigências do mercado. Esta é uma pesquisa qualitativa, descritiva, com escopo de estudo de casos múltiplos, a qual aborda a inovação de processos em três IES, que prestam serviços educacionais de graduação e pós-graduação, na região denominada Corede Serra, a qual conta com 31 municípios, onde reside uma população de 862.305 habitantes, com uma das menores taxas do Brasil de analfabetismo (2,66%). O objetivo deste artigo é identificar e descrever as inovações em processos, ocorridas nos anos de 2010 e 2011, em três Faculdades (IES) analisando o foco de inovações em processo de cada IES em relação às áreas de ensino e serviços de suporte, bem como a comparação entre estas, além de relatar os benefícios e implicações com as mudanças de processo. Os benefícios encontrados na pesquisa referem-se a redução de custos operacionais, melhoria na qualidade de ensino e melhoria nos serviços de suporte. Ao analisar as implicações com a implementação das inovações, destaca-se que as três IES apresentaram dificuldades iniciais na implantação das mudanças