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Geoquímica de radionuclídeos naturais em solos de áreas circunvizinhas a uma Unidade de Mineração e Atividade de Urânio/ Geochemistry of natural radionuclide in soils surrounding a Mining and Plant Uranium Concentration

Cardoso, Gildevan Viana; Amaral Sobrinho, Nelson Moura Brasil do; Wasserman, Maria Angélica Vergara; Mazur, Nelson
2009-12-01

Resumo em português Os impactos ambientais advindos da exploração e do beneficiamento de U são, em grande parte, idênticos àqueles causados por atividades minero-extrativistas em geral. Este trabalho teve o objetivo de determinar a partição geoquímica dos radionuclídeos naturais 238U, 226Ra e 210Pb em áreas circunvizinhas à Unidade de Mineração e Atividade de Urânio (URA) das Indústrias Nucleares do Brasil S.A., localizada na Província Uranífera de Lagoa Real, no município (mais) de Caetité, na região sudoeste do Estado da Bahia. Foram coletadas amostras de solo em cinco áreas circunvizinhas à URA, representando as principais classes de solos da região, na profundidade de 0-20 cm. Nas cinco áreas, foram determinados o teor de atividade total e o fracionamento geoquímico nas frações: F1 - levemente ácida, F2 - reduzível, F3 - oxidável, F4 - alcalina e F5 - residual. As atividades totais médias foram, em Bq kg-1 de solo, de 50 para 238U, 51 para 226Ra e 159 para 210Pb. Os extraídos na fase potencialmente biodisponível (F1) foram: 11 % para 238U, 13 % para 226Ra e 3 % para 210Pb. O 238U apresentou maior biodisponibilidade nos solos mais ácidos e maior afinidade pelos óxidos de Fe, o que não ocorreu para o 226Ra, tendo este apresentado a maior biodisponibilidade. O 210Pb apresentouse predominantemente associado a F5. As percentagens elevadas de 238U, 226Ra e 210Pb na fração geoquímica F5 indicam que as atividades observadas nos cinco solos estão, predominantemente, associadas ao material que deu origem a esses solos, e não a um processo de contaminação artificial em função da atividade da URA. Resumo em inglês The environmental impacts resulting from uranium exploration and processing are to a great extent identical to those caused by extractive mining activities in general. This study aimed to determine the geochemical partitioning of the natural radionuclides 238U, 226Ra and 210Pb in areas surrounding the Uranium Mining and Concentration Plant (URA) of the Brazilian Nuclear Industries S.A., in the uranium deposit region of Lagoa Real, in Caetité, southwestern Bahia state. Re (mais) presentative soil samples of the main regional soil classes were collected from the layer 0-20 cm, in five areas around the URA. The level of total activity and geochemical fractionation (F1slightly acidic, F2 reducible, F3 oxidisable, F4 alkaline, and F5 residual) were determined for the five areas. The average total radioactivity levels were, in Bq kg-1 soil: 50 for 238U, 51 for 226Ra, and 159 for 210Pb. During the potentially bioavailable phase (F1) 11 % were extracted for 238U, 13 % for 226Ra and 3 % for 210Pb. The bioavailability of 238U was higher in more acidic soils and the affinity for iron oxides was greater, unlike in the case of 226Ra, with the greatest bioavailability. 210Pb was predominantly associated with F5. The high percentage of 238U, 226Ra and 210Pb in the geochemical fraction F5 indicates that the concentrations observed in the five soils are predominantly associated to the parent material of these soils, rather than to an artificial contamination caused by the URA activity.

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Gamaespectrometria, resistividade elétrica e susceptibilidade magnética de solos agrícolas no noroeste do estado do Paraná

Becegato, Valter Antonio; Ferreira, Francisco José Fonseca
2005-12-01

Resumo em português Medições gamaespectrométricas, de resistividade elétrica e de susceptibilidade magnética foram tomadas em solos agrícolas situados próximos a cidade de Maringá, noroeste do estado do Paraná, sul do Brasil, objetivando caracterizar a distribuição espacial das concentrações de radionuclídeos (K, eU e eTh), da resistividade aparente e da susceptibilidade magnética. Na área agrícola ocorrem três tipos de solos: Nitossolo Vermelho Eutrófico, Latossolo Vermel (mais) ho Eutroférrico textura argilosa, ambos derivados da Formação Serra Geral (basaltos do Cretáceo Inferior) e Latossolo Vermelho Distrófico textura média, oriundo do retrabalhamento das formações Serra Geral e Goio-Erê, esta última composta por arenitos do Grupo Caiuá (Cretáceo Superior). Constatou-se que as concentrações de radionuclídeos e os valores de susceptibilidade magnética nos solos mais argilosos foram maiores do que nos solos mais arenosos, em função, principalmente, da maior adsorção dos primeiros e da maior disponibilidade de minerais magnéticos. Os teores médios em ppm e Bq Kg-1 de K, eU e eTh na área com atividade antrópica foram respectivamente de 1766-54,75; 0,83-10,22 e 1,78-7,27, significativamente maiores do que em áreas virgens sem aplicação de fertilizantes (1101-34,15 de K; 0,14-1,69 de eU e 1,31-5,36 de eTh, respectivamente em ppm e Bq Kg-1). Houve correlações entre os teores de urânio e argila, urânio e susceptibilidade magnética, urânio e matéria orgânica e entre resistividade elétrica e argila. Foram também observadas variações nas concentrações de radionuclídeos em diferentes formulações de adubos utilizados nas culturas de soja e trigo. A resistividade elétrica aparente, cuja magnitude variou de 25 a 647 Ohm.m, e a susceptibilidade magnética, com oscilações entre 0,28 e 1,10 × 10-3 SI, decorrentes dos teores de argila e de minerais magnéticos, respectivamente, se mostraram importantes na discriminação dos solos na área de estudo, podendo ser incorporadas como ferramentas rápidas e de baixos custos no mapeamento sistemático de solos. Resumo em inglês Gamma-ray spectrometry, electrical resistivity, and magnetic susceptibility measurements were taken from agricultural areas near the City of Maringá, in the Northwest region of the Paraná state, south Brazil, in order to characterize the spatial distribution of radionuclides (K, eU, and eTh), the apparent resistivity, and the magnetic susceptibility determined for soils. Three different types of soils are present in this agricultural area: Alfisoil, clayey texture Oxiso (mais) il, both deriving from Lower Cretaceous basalts of the Serra Geral Formation; and medium texture Oxisoil from reworked Serra Geral and Goio-Erê formations, the latter deriving from sandstones of the Upper Cretaceous Caiuá Group. It could be observed that in more clayey soils both concentration of radionuclides and susceptibility values are higher than in more sandy soils, especially due to the higher adsorption in the former and to the higher availability of magnetic minerals in the latter. The average ppm and Bq Kg-1 grades for K, eU, and eTh in the areas under anthropic activity are of 1766-54.75, 0.83-10.22, and 1.78-7.27, respectively. These grades are significantly higher than those of non-occupied or non-fertilized areas (1101-34.15 K, 0.14-1.69 eU, and 1.31-5.36 eTh in ppm and Bq Kg-1, respectively.) Correlations were observed between uranium and clay, uranium and magnetic susceptibility, uranium and organic matter, and between electric resistivity and clay grades. Varied concentrations of radionuclides were also observed in different fertilizer formulations applied to soy and wheat cultures. Apparent electric resistivity values between 25 and 647 Ohm.m and magnectic susceptibility values between 0.28 e 1.10 × 10-3 SI due to clay and magnetic minerals represented important soil discrimination factors in the study area that can be incorporated as easy, low-cost soil mapping tools.

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Determinação dos fatores de recuperação do 111In e do 99mTc na quantificação de atividade com imagens SPECT/ Determination of 111In and 99mTc recovery in the quantification of activity with SPECT imaging

Pereira, Jucilene Maria; Forrester, Joey W.; Guimarães, Maria Inês C. C.; Lima, Fernando Roberto de Andrade; Stabin, Michael Gregory
2010-02-01

Resumo em português OBJETIVO: Determinar, experimentalmente, os coeficientes de recuperação do 111In e do 99mTc usando imagens SPECT. MATERIAIS E MÉTODOS: Quatro diferentes concentrações de 111In e de 99mTc foram usadas para quantificar a atividade em esferas de diferentes tamanhos. As imagens foram obtidas com um equipamento híbrido SPECT/CT, com dois detectores. A reconstrução das imagens foi realizada usando o método iterativo ordered subset expectation maximization (OSEM). A cor (mais) reção de atenuação foi realizada com o uso de um mapa de atenuação e a correção de espalhamento foi realizada usando a técnica das janelas de energia. RESULTADOS: Os resultados mostraram que o efeito do volume parcial foi observado de forma mais significativa para as esferas com volume Resumo em inglês OBJECTIVE: To experimentally determine the 99mTc and 111In activity recovery coefficients in SPECT imaging. MATERIALS AND METHODS: Four different 99mTc and 111In concentrations were utilized for quantifying activity in spheres of four different sizes. Images were obtained with a hybrid dual-head SPECT-CT imaging system. The ordered subset expectation maximization (OSEM) iterative method was utilized for images reconstruction. An attenuation map was utilized for attenuatio (mais) n correction, and the multiple energy window technique for scattering correction. RESULTS: Results for spheres

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Caracterização química e radiológica de refeições servidas pelo COSEAS/USP-SP/ Chemical and radiological characterization of meals served by the COSEAS (USP-SP)

Favaro, Deborah Inês Teixeira; Chioccola, Gabriella Saitta; Taddei, Maria Helena; Bortoli, Maritsa; Mazzilli, Barbara Paci; Cozzolino, Silvia Maria Franciscato
2009-03-01

Resumo em português O presente estudo apresenta resultados de análise química de refeições (almoço) oferecidas pelo restaurante do COSEAS (USP), por cinco dias não consecutivos. Essas refeições foram coletadas em triplicata, da mesma forma como oferecida para os usuários, sendo, a seguir, liofilizadas para as análises posteriores. No total, 15 amostras foram coletadas. A análise química de composição centesimal foi realizada segundo as técnicas padronizadas pela AOAC. O conte� (mais) �do de alguns elementos minerais (Ca, Fe, K, Na, Se e Zn) foi determinado por análise por ativação neutrônica instrumental. A validação da metodologia foi feita por meio da análise dos materiais de referência. A partir dos dados de concentração, calcularam-se os valores de ingestão de cada nutriente correspondente a esta refeição (40% da ingestão diária total), que foram avaliadas segundo as novas recomendações de nutrientes (Dietary Reference Intakes - DRIs) do National Research Council (USA), considerando a população de mulheres no estágio de vida de 19 a 30 anos. Comparando-se os valores médios encontrados com os valores recomendados, concluiu-se que: para os macronutrientes e os micronutrientes, Fe, Se e Zn, as recomendações foram atingidas; para Ca e K foram deficientes; e para Na excedeu o valor recomendado. Os radionuclídeos 40K, 60Co, 137Cs e 131I foram determinados, nas amostras de dieta, por espectrometria gama; 90Sr por cintilação em meio líquido; e 210Po, 234U, 232Th, 238U, 235U, 228Th, 230Th e 232Th por espectrometria alfa. Verificou-se, a partir dos resultados obtidos, que todos os radionuclídeos analisados se encontram muito abaixo dos limites estabelecidos pela FAO. Resumo em inglês This study presents the results obtained for the chemical and radiological analyses of lunch meals served in the cafeteria at the University of São Paulo-USP (COSEAS restaurant) in Brazil, on 5 non-consecutive days. On each of the five days, the meals were collected in triplicate and then freeze-dried for analysis totalizing 15 samples. The determination of the proximate composition complied with the AOAC standardized methodologies. The content of Ca, Fe, K, Na, Se, and (mais) Zn was determined by instrumental neutron activation analysis and the method validation was performed by certified reference materials analyses. Based on the concentration data, the daily intake of each mineral was calculated (corresponding to 40% of the total daily intake) and compared to the new recommendations set by the National Research Council (USA) considering the 19-30 year-old women range group. Comparing the average values obtained in this study with the recommended values, it was possible to verify that for macronutrients and the micronutrients Fe, Se, and Zn the recommendations were followed; for Ca and K they were deficient and exceeded the recommendation value for Na. The radionuclides 40K, 60Co, 137Cs, and 131I were determined by gamma spectrometry; 90Sr by liquid cintilation and 210Po, 234U, 232Th, 238U, 235U, 228Th, 230Th, and 232Th by alfa spectrometry. All radionuclides are present in concentrations below the limits set by the Food and Agriculture Organization (FAO).

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Anomalias aerogamaespectrométricas (K, eU e eTh) da quadrícula de Araras (SP) e suas relações com processos pedogenéticos e fertilizantes fosfatos

Souza, Jocelyn Lopes de; Ferreira, Francisco José Fonseca
2005-09-01

Resumo em português Radionuclídeos estão presentes nas matérias-primas utilizadas para a fabricação de alguns fertilizantes e, conseqüentemente, a redistribuição de urânio, tório e potássio pela atividade agrícola pode levar a contaminação dos solos intensivamente fertilizados. Dados aerogamaespectrométricos de K, eU e eTh mostraram, na Quadrícula de Araras (SP), a coincidência entre valores radiométricos anômalos e sills de diabásio. Esta área está localizada no estado (mais) de São Paulo, situada entre as coordenadas 22º 00'/22º 30' de latitude sul e 47º 00' e 47º 30' de longitude oeste. O processamento e a integração dos dados de geologia, de solos, de formações superficiais, de drenagem, topográficos, de sensoriamento remoto e geofísicos, em ambiente de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), através das geotecnologias, revelaram que: (i) as anomalias de eU e eTh ocorrem sobre Latossolos Roxos massivamente fertilizados com fosfatos, nas porções planas e elevadas do terreno; (ii) os níveis elevados de urânio estão associados a granulometria argilosa em regolitos sobre soleiras diabásicas; (iii) anomalias de potássio e tório acompanham os aluviões do Quaternário que percorrem as margens do Rio Moji, atribuindo-se às ocorrências de K anômalo a presença de feldspatos nos solos inseridos, e a ocorrência de eTh associada à fertilização local e ao transporte por argilas e óxidos de ferro provenientes das porções mais elevadas do terreno, onde situam-se os Latossolos Roxos sob a cultura de cana-de-açúcar. Das análises radioquímicas de U e Th em fertilizantes, observou-se a influência da origem geológica da fonte da matéria-prima utilizada para o seu fabrico, bem como o aumento nas concentrações de urânio com o teor de P2O5 do fertilizante. Medidas gamaespectrométricas terrestres mostraram boas relações com as detecções aerogamaespectrométricas. As informações gamaespectrométricas aliadas a detecções de susceptibilidade magnética (k) mostraram que o urânio e o tório tendem a se concentrar em solos oriundos do intemperismo de rochas básicas, mais desenvolvidos, argilosos e com k elevados. A retenção de urânio e tório em solos argilosos, aliada a informações de topografia, denotaram contagens gamaespectrométricas destes radionuclídeos maiores do que as encontradas na rocha fonte (sills de diabásio). Resumo em inglês Radionuclides are present in the raw materials utilized in the manufacturing of some fertilizers and, consequently, the redistribution of uranium, thorium and potassium by agricultural activities may lead to the contamination of intensively fertilized soils. Airborne gamma-ray data on K, eU and eTh have shown the coincidence of aerogammaspectrometric anomalies and diabase sills in the Araras region (SP). This area is situated between the coordinates latitude 22º 00'/22º (mais) 30' south and longitude 47º 00' and 47º 30' west. As the contents of radionuclides in basic rocks are low and aerial gamma-ray surveys reveal gamma radiation from the 30 cm of the soil profile (coinciding with topsoil), interest has been raised to investigate which soils are included in the anomalies reported, as well as what sort of agricultural activity is carried out, in order to attest whether the source of radioactivity originated from the chemical fertilizers applied, thus establishing the main purpose of the present research. Integration by GIS has revealed that (i) eU and eTh anomalies occur on Latossolos Roxos massively fertilized with phosphates, on the level and elevated parts of the terrain; (ii) high levels of uranium are associated with clay particle size in regoliths developed on diabase sills; (iii) potassium and thorium anomalies follow Quaternary alluviums which extend along the banks of the Moji river, the occurrence of anomalous K accounting for the presence of feldspars in the included soils, and the occurrence of eTh related to local fertilization and to the transport of clays and iron oxides from the uppermost parts of the terrain, where the Latossolos Roxos under sugarcane are located. Radiochemical analyses of U and Th in fertilizers were in agreement with the literature, and it has been observed the influence of the geological genesis of the source of the raw material utilized in the production of the fertilizer, as well as the increase in uranium concentrations along with the P2O5 content. Ground gamma-ray spectrometric measurements have shown good correlation with the airborne gamma-ray detections. In conjunction with magnetic susceptibility (k) readings have shown that uranium and thorium tend to concentrate in soils originated from the weathering of basic rocks, more developed, of clay texture, and predominance iron oxides. The retention higher than the ones found in diabase quarry.

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A contaminação dos oceanos por radionuclídeos antropogênicos/ The contamination of the oceans by anthropogenic radionuclides

Figueira, Rubens C. L.; Cunha, Ieda I. L.
1998-02-01

Resumo em inglês Several hundreds of artificial radionuclides are produced as the result of human activities, such as the applications of nuclear reactors and particle accelerators, testing of nuclear weapons and nuclear accidents. Many of these radionuclides are short-lived and decay quickly after their production, but some of them are longer-lived and are released into the environment. From the radiological point of view the most important radionuclides are cesium-137, strontium-90 and (mais) plutonium-239, due to their chemical and nuclear characteristics. The two first radioisotopes present long half life (30 and 28 years), high fission yields and chemical behaviour similar to potassium and calcium, respectively. No stable element exists for plutonium-239, that presents high radiotoxicity, long half-life (24000 years) and some marine organisms accumulate plutonium at high levels. The radionuclides introduced into marine environment undergo various physical, chemical and biological processes taking place in the sea. These processes may be due to physical dispersion or complicated chemical and biological interactions of the radionuclides with inorganic and organic suspend matter, variety of living organisms, bottom sediments, etc. The behaviour of radionuclides in the sea depends primarily on their chemical properties, but it may also be influenced by properties of interacting matrices and other environmental factors. The major route of radiation exposure of man to artificial radionuclides occuring in the marine environment is through ingestion of radiologically contamined marine organisms. This paper summarizes the main sources of contamination in the marine environment and presents an overview covering the oceanic distribution of anthropogenic radionuclides in the FAO regions. A great number of measurements of artificial radionuclides have been carried out on various marine environmental samples in different oceans over the world, being cesium-137 the most widely measured radionuclide. Radionuclide concentrations vary from region to region, according to the specific sources of contamination. In some regions, such as the Irish Sea, the Baltic Sea and the Black Sea, the concentrations depend on the inputs due to discharges from reprocessing facilities and from Chernobyl accident. In Brazil, the artificial radioactivity is low and corresponds to typical deposition values due to fallout for the Southern Hemisphere.

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