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
