Origin and nature of humic substances in the waters of the Amazon River Basin

Abstract Humic substances dissolved in "black water, white water, and clear water" rivers of the Amazon River basin were compared were humic substances found in podzolic (spodic) and latosolic (oxic) soils of the Amaon region. Humic-type organic solutes in black water originated from organic matter decomposition and ground water drainage from podzolic soils; clear water drains from latosols because colored humic solutes are adsorbed on clay minerals contained in latosols. Comparisons of organic solute distributions in tropical surface waters versus temperate surface waters by dissolved organic carbon fractionation analysis chow that the only significant difference was a lower hydrophilic neutral content of tropical surface waters. This finding is indicative of more rapid decay processes In tropical waters. Black-water rivers of the Amazon contained cndy one-third to one-half the organic solute content contained in black-water rivers of the southeastern United States. About 50 percent of the organic carbon In black waters of the Amazon consisted of colorless non-humic organic solutes. Humic solutes contained in Amazon black water differed from humic solutes found In the Suwannee River in the southeastern United States by having a higher E4/E6 ratio in the visible absorbance spectrum which resulted in water of a more reddish coloration. Both the high E4/E6 ratio and low-angle x-ray scattering data suggest relatively small molecular dimensions for humic solutes in Amazon black water. Organic elemental analyses and infrared analysis of humic substances in Amazon waters and soils were typical for humic substances except for the low content of nitrogen for humic solutes in black water.

Resumo Substâncias húmicas dissolvidas em rios de água preta, água branca e água clara da bacia do rio Amazonas foram comparadas com substâncias húmicas em solos podzólicos (espódico) e latossólicos (oxico) da região amazônica. Solutos orgânicos do tipo húmico em água preta originados da decomposição da matéria orgânica e drenagem da água terrestre dos solos podzólicos: a água clara escorre dos latossolos porque os solutos húmicos coloridos são absorvidos pelos minerais de argila contidos nos latossolos. Comparações das distribuições de soluto orgânico em águas de superfície de regiões tropicais versus águas de superfície de legiões temperadas pela análises de fraccionação de carbono orgânico dissolvido mostram que a diferença apenas significante foi um conteúdo neutral hidrofílico inferior de águas de superfície de regiões tropicais. Este achado é indicativo dos processos mais rápidos de decomposição em águas de regiões tropicais. Rios de água preta da Amazônia continham apenas um terço a meio conteúdo de soluto orgânico contido nos rios de água preta da região sudeste dos Estados Unidos. Cerca de 50% do carbono orgânico em águas pretas da Amazônia consistiam em solutos orgânicos não-húmicos e incolores. Solutos húmicos contidos na água preta da Amazônia diferiam dos solutos húmicos encontrados no rio Suwannee à sudeste dos Estados Unidos, tendo em relação E4/E6 mais elevada no expectro de absorvância visível, o que resultou em água de uma coloração mais avermelhada. Tanto a relação E4/E6, elevada como os dados de "scattering" de raio-x de baixo-ângulo sugerem dimensões moleculares relativamente pequenas para solutos húmicos ou água preta da Amazônia. Análises elementares orgânicas e análises de infra-vermeIho de substâncias húmicas em águas e solos amazônicos foram típicos para substâncias húmicas com exceção para o baixo conteúdo de nitrogênio para solutos húmicos em água preta.

Origin and nature of humic substances in the waters of the Amazon River Basin

Abstract Humic substances dissolved in "black water, white water, and clear water" rivers of the Amazon River basin were compared were humic substances found in podzolic (spodic) and latosolic (oxic) soils of the Amaon region. Humic-type organic solutes in black water originated from organic matter decomposition and ground water drainage from podzolic soils; clear water drains from latosols because colored humic solutes are adsorbed on clay minerals contained in latosols. Comparisons of organic solute distributions in tropical surface waters versus temperate surface waters by dissolved organic carbon fractionation analysis chow that the only significant difference was a lower hydrophilic neutral content of tropical surface waters. This finding is indicative of more rapid decay processes In tropical waters. Black-water rivers of the Amazon contained cndy one-third to one-half the organic solute content contained in black-water rivers of the southeastern United States. About 50 percent of the organic carbon In black waters of the Amazon consisted of colorless non-humic organic solutes. Humic solutes contained in Amazon black water differed from humic solutes found In the Suwannee River in the southeastern United States by having a higher E4/E6 ratio in the visible absorbance spectrum which resulted in water of a more reddish coloration. Both the high E4/E6 ratio and low-angle x-ray scattering data suggest relatively small molecular dimensions for humic solutes in Amazon black water. Organic elemental analyses and infrared analysis of humic substances in Amazon waters and soils were typical for humic substances except for the low content of nitrogen for humic solutes in black water.

Resumo Substâncias húmicas dissolvidas em rios de água preta, água branca e água clara da bacia do rio Amazonas foram comparadas com substâncias húmicas em solos podzólicos (espódico) e latossólicos (oxico) da região amazônica. Solutos orgânicos do tipo húmico em água preta originados da decomposição da matéria orgânica e drenagem da água terrestre dos solos podzólicos: a água clara escorre dos latossolos porque os solutos húmicos coloridos são absorvidos pelos minerais de argila contidos nos latossolos. Comparações das distribuições de soluto orgânico em águas de superfície de regiões tropicais versus águas de superfície de legiões temperadas pela análises de fraccionação de carbono orgânico dissolvido mostram que a diferença apenas significante foi um conteúdo neutral hidrofílico inferior de águas de superfície de regiões tropicais. Este achado é indicativo dos processos mais rápidos de decomposição em águas de regiões tropicais. Rios de água preta da Amazônia continham apenas um terço a meio conteúdo de soluto orgânico contido nos rios de água preta da região sudeste dos Estados Unidos. Cerca de 50% do carbono orgânico em águas pretas da Amazônia consistiam em solutos orgânicos não-húmicos e incolores. Solutos húmicos contidos na água preta da Amazônia diferiam dos solutos húmicos encontrados no rio Suwannee à sudeste dos Estados Unidos, tendo em relação E4/E6 mais elevada no expectro de absorvância visível, o que resultou em água de uma coloração mais avermelhada. Tanto a relação E4/E6, elevada como os dados de "scattering" de raio-x de baixo-ângulo sugerem dimensões moleculares relativamente pequenas para solutos húmicos ou água preta da Amazônia. Análises elementares orgânicas e análises de infra-vermeIho de substâncias húmicas em águas e solos amazônicos foram típicos para substâncias húmicas com exceção para o baixo conteúdo de nitrogênio para solutos húmicos em água preta.

Considerações sobre os processos de sedimentação na água preta ácida do rio Negro (Amazônia Central)

Summary The narrow, elongated morphology of the river islands called the Anavilhanas Archipelago, found in the lower Rio Negro, suggests sedimentation processes which differ from other Amazon tributaries, which have lens-shaped river islands. A study of the geochemistry of the water and sediment of the Rio Negro, Rio Branco, and Rio Solimoes suggested that kaolinitic suspended sediments from the Rio Branco were being flocculated by the acid black water of the Rio Negro, due to pH reduction to the zero point of charge of the sediment, and because of the formation of humic-kaolin clay complexes. No sediment flocculation was observed where the Rio Negro combined with the Rio Solimões; as the pH change at this convergence was slight. Sedimentation of flocculates in the lower Rio Negro produces unstratified deposits, which are manifested by elongated islands consisting mainly of silt and clay, and bed sediment of very-high clay content.

Resumo A morfologia alongada e estreitada das ilhas fluviais chamadas de arquipélago das Anavilhanas, encontrado no baixo rio Negro, sugerem processos de sedimentação que diferem de outros tributários do Amazonas, que têm ilhas fluviais na forma de lentes. Um estudo da geoquímica da água e sedimento do rio Negro, rio Branco e rio Solimões sugere que sedimentos caoliníticos em suspensão do rio Branco estavam sendo floculados pela água preta ácida do rio Negro, face à redução do pH ao ponto zero de carga do sedimento, e à formação de complexos argiloso caulin-húmico. Nenhuma floculação de sedimento foi observada onde o rio Negro se combina com o rio Solimões, uma vez que a mudança de pH nesta convergência era pequena. A sedimentação de floculados no baixo rio Negro produz depósitos não estratificados, os quais são manifestados por ilhas alongadas consistindo principalmente de silte e argila, e sedimento do leito do conteúdo muito alto de argila.

Considerações sobre os processos de sedimentação na água preta ácida do rio Negro (Amazônia Central)

Summary The narrow, elongated morphology of the river islands called the Anavilhanas Archipelago, found in the lower Rio Negro, suggests sedimentation processes which differ from other Amazon tributaries, which have lens-shaped river islands. A study of the geochemistry of the water and sediment of the Rio Negro, Rio Branco, and Rio Solimoes suggested that kaolinitic suspended sediments from the Rio Branco were being flocculated by the acid black water of the Rio Negro, due to pH reduction to the zero point of charge of the sediment, and because of the formation of humic-kaolin clay complexes. No sediment flocculation was observed where the Rio Negro combined with the Rio Solimões; as the pH change at this convergence was slight. Sedimentation of flocculates in the lower Rio Negro produces unstratified deposits, which are manifested by elongated islands consisting mainly of silt and clay, and bed sediment of very-high clay content.

Resumo A morfologia alongada e estreitada das ilhas fluviais chamadas de arquipélago das Anavilhanas, encontrado no baixo rio Negro, sugerem processos de sedimentação que diferem de outros tributários do Amazonas, que têm ilhas fluviais na forma de lentes. Um estudo da geoquímica da água e sedimento do rio Negro, rio Branco e rio Solimões sugere que sedimentos caoliníticos em suspensão do rio Branco estavam sendo floculados pela água preta ácida do rio Negro, face à redução do pH ao ponto zero de carga do sedimento, e à formação de complexos argiloso caulin-húmico. Nenhuma floculação de sedimento foi observada onde o rio Negro se combina com o rio Solimões, uma vez que a mudança de pH nesta convergência era pequena. A sedimentação de floculados no baixo rio Negro produz depósitos não estratificados, os quais são manifestados por ilhas alongadas consistindo principalmente de silte e argila, e sedimento do leito do conteúdo muito alto de argila.