Grupos ácidos e capacidade de oxidação de ácidos húmicos como método de avaliação de processos de compostagem

Abstract

Resumo: No Brasil, um sério problema ambiental são os solos e lençóis freáticos contaminados pela serragem e outros resíduos da exploração das indústrias madeireiras. Por outro lado, grandes áreas utilizadas inadequadamente pela agricultura tornam os solos áridos. A adição de resíduos orgânicos e desperdícios originados de várias atividades humanas no solo vem a ser um procedimento de reforço na recuperação do solo e uma alternativa promissora à administração do desperdício de sólidos. O objetivo desse trabalho foi o de avaliar a maturidade alcançada pelos compostos de um volume 1:1 de mistura de serragem de pinus taeda - lodo de fábrica de papel em um reator de 13 toneladas de capacidade de composto, em sistema de aeração permanente e amostragem em tempos diferentes de compostagem. O AH extraído de cada amostra foi caracterizado por UV-VIS, análise elementar, capacidade de oxidação e determinação de grupos ácidos (COOH e (|)OH). O espectro eletrônico indicou um aumento de ligações conjugadas nas moléculas de AH durante o processo de compostagem. Depois de um aumento inicial no processo de compostagem, a capacidade de oxidação diminui e começa a aumentar novamente nas amostras entre 8 e 15 dias. O mesmo aconteceu com os grupos ácidos COOH e <j)OH. Considerando os espectros de EPR das amostras de AH utilizando o íon Fe(III) como sonda em condições de alto spins, a linha larga (g ~ 2) do Fe(III) em domínios concentrados diminui e as linhas estreitas (g = 4,3) de Fe(III) em domínios diluídos aumenta com o tempo de compostagem. Isto sugere íons metálicos ligados a compostos orgânicos que são formados sobre toda a molécula da matéria orgânica com o decorrer do tempo de compostagem. Esta é uma modificação interessante da matéria orgânica durante o processo de compostagem. A correlação entre a capacidade de oxidação (CO), o teor de <j)-OH e o teor de radical livre orgânico) RLO de semiquinonas (provavelmente derivadas de orto-metoxi-fenoxi dos grupos guaiacilas da estrutura da lignina) nas amostras, durante a compostagem, sugere a presença de orto-difenóis no material compostado, excelentes para a estruturação do solo, através da quelação de ácidos duros como os íons, Al3+ e Fe3+. O processo Kneer, tem sido eficiente para a transformação de resíduos ligno-celulósicos, em curto espaço de tempo (29 dias), em material fertilizante orgânico com perspectivas de aplicação na agricultura.

Abstract: In Brazil there are serious environmental problems of soil and groundwater contamination caused by sawdust and other residues from the wood exploration industries. On the other hand, large areas of inadequately used agricultural soils are becoming arid. The addition of organic residues and wastes originated from various human activities to soils is a remedial procedure for soil recuperation and a promising alternative to solid waste management. The aim of the present work was to evaluate the maturity reached by composts from a 1:1 in volume of Pinus taeda sawdust - paper mil sludge mixture in a 13 ton capacity composting device under permanent aeration systems and sampled at different composting time. HA extracted from the several compost samples were characterized by UV-VIS, elemental analysis, oxidation capacity and acidic groups (COOH and <|)OH) determination. Electronic spectra results indicate an increase of the bonding conjugation on the HA molecules during the composting process. After an increase at the initial stage of the composting, the oxidation capacity decreases and started to increase again between the 8 and 15 days samples. The same happened with the COOH and <j)OH acidic contents. Considering the EPR spectra of the HA sample and using Fe(III) ion as a probe in high spin conditions, the broad line at g ~ 2, of Fe(III) in concentrated domains decrease and the narrow lines around the g = 4.3 positions, of Fe(III) in diluted domains, increase with the composting time. This suggests that metal ions organic ligand groups are formed over the entire organic matter molecule as the composting time advances. This is an interesting modification of the organic matter during the composting process. The correlation between oxidation capacity (OC), (j)-OH content and organic free radical (OFR) from semiquinone content (probable derivated from ortho-methoxy-phenoxy of guaiacyl groups of lignin structure) at the samples, during the composting process, suggests the presence of ortho-dyphenol in the compostade material. Those materials are excelent to the soil structure, through chelation of hard acids like Al3+ and Fe3+ ions. The Kneer process, has benn an efficient process which transform ligno-celulotic wastes, in short time (29 days), in to organic fertilizer material with good perspectives of agricultural application.