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Nuclear weapons testing in the atmosphere and accidents in nuclear energy facilities in the last 50 years caused significant contamination of the environment. Half-life of certain leaked radionuclides is several decades and therefore they are still present in today's environment. That is the reason why there is still on going monitoring of radiation situation in the Czech Republic in order to determine the behaviour and kinetics of anthropogenic radionuclides in the environment and the severity of radiological impact on humans. The results of this monitoring serve to review the radiation situation, observe long-term trends and last but not least to gain new knowledge that could facilitate the management od radiological emergencies. The aim of this thesis was to measure the content of 137Cs in soils under and around leafy tree crowns in the area affected by radiation fall and to find out whether the tree's crown has an effect on the distribution of 137Cs in the soils below them. To this end, a research question has been set: Do tree crowns affect the distribution of cesium in the soils below them? For better intelligibility, the introduction of the thesis is devoted to information about ionizing radiation, basic terms and quantities in the field of ionizing radiation, sources of radionuclide contamination, especially the Chernobyl nuclear power plant accident, environmental and population contamination, and elements important for the practical part of this work. The theoretical part is followed by research methodology. The soil samples were collected under five leafy trees of the Walnut species that met the set criteria for collection. Under each tree, samples were taken in three directions at an angle of 120° always at the trunk, in the middle of the crown, at the edge of the crown and outside the crown. Thus, 12 samples per tree, a total of 60 samples. Dry and purified soil samples were measured by semiconductor gamma spectrometry which determined 137Cs radionuclide mass activity values as well as naturally occurring radionuclide40K. Graphs were generated from the measured values. Despite the frequent deviations that may be caused by natural phenomena or human activities, it was found out that tree crowns affect the distribution of 137Cs in the soils below them.

O óxido de grafeno (OG), nanomaterial sintetizado a partir do grafite, tem atraído atenção como adsorvente com grande capacidade de remoção de cátions e diversos contaminantes de soluções aquosas, devido a presença dos grupos hidroxila, epóxi, carbonila e carboxila em sua superfície. Este trabalho, visa avaliar o potencial do óxido de grafeno bruto (OG) e de sua forma imobilizada em poli(divinilbenzeno) (PDVB-OG) na remoção de íons de césio de uma solução aquosa sintética. Os experimentos foram realizados em batelada, e foi avaliado a influência do tempo de contato e da concentração inicial de íons de césio. Para descrever a isotermas de equilíbrio foram aplicados os modelos de Langmuir e Freundlich, e a cinética do processo de adsorção, foi avaliada utilizando-se os modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula. Para prever a espontaneidade do processo de adsorção, foi calculado a energia livre de Gibbs. Nos experimentos de adsorção de íons de césio, o OG e o nanocompósito PDVB-OG, após 30 min. de contato, apresentaram taxa de remoção de 80% e 63% respectivamente. O modelo que melhor descreveu o processo de adsorção, para ambos adsorventes, na faixa de concentração de 30 a 130 mg.L-1, foi o de Langmuir e a capacidade máxima de adsorção calculada foi de 17 mg.g-1 para o OG e de 15 mg.g-1 para o PDVB-OG. Tanto para o OG quanto para o PDVB-OG, o modelo cinético que melhor descreveu o processo foi o de pseudo-segunda ordem e o valor da energia livre de Gibbs determinou que a adsorção dos íons de césio foi espontânea. A matriz polimérica não apresentou capacidade de remoção significativa, evidenciando que a adsorção dos íons césio pelo nanocompósito de PDVB-OG se deve a presença do OG imobilizado. Por outro lado, devido a maior densidade, o PDVB-OG foi facilmente separado da solução por decantação após o experimento de adsorção. Os resultados indicam a capacidade do OG e do nanocompósito PDVB-OG em tratar rejeitos líquidos radioativos, a fim de minimiza-los. / Due to the presence of hydroxyl, epoxy, carbonyl and carboxyl groups on its surface, graphene oxide (GO), synthesized from graphite, has attracted attention as a high adsorbent of cation removal and several contaminants from aqueous solutions. This work aims to evaluate the potential of graphene oxide (GO) and its immobilized form as poly(divinylbenzene) (PDVB-GO) in the removal of cesium ions from a synthetic aqueous solution. The experiments were performed in batch, and the influence of the contact time and the initial concentration of cesium ions were studied. Langmuir and Freundlich models as the equilibrium isotherms, and the kinetics of the adsorption process, pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models, were evaluated GO and PDVB-GO, removed after 30 min. of contact time 80% and 63% of cesium ion, respectively for both adsorbents. The maximum adsorption capacities were 17 mg.g-1 for the GO and 15 mg.g-1 for the PDVB-GO. For both GO and PDVB-GO, Langmuir model fitted better in the adsorption process, the Gibbs Free Energy showed that this process for were spontaneous and the kinetic models were the pseudo-second order. As the polymer matrix, PDVB, has no significant removal capacity, the adsorption of the cesium ions by the PDVB-GO nanocomposite is due to the presence of the GO. On the other hand, the PDVB-GO was easily separated from the solution by decantation after the adsorption experiment. The results indicate the ability of the GO and the PDVB-GO nanocomposite to treat radioactive liquid wastes in order to minimize them.

O presente trabalho considera o problema de oxidação de matéria orgânica e inorgânica em esgoto sanitário através da ozonização, buscando aprofundar o conhecimento nos aspectos dúbios levantados em pesquisas conduzidas no Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC (Escola de Engenharia de São Carlos) na USP (Universidade de São Paulo) e também citadas na literatura da área. O projeto que tem cunho experimental utilizou uma coluna de ozonização de seção transversal quadrada de 0,19 m de lado e 2,00 m de altura, formada por duas faces paralelas de acrílico e duas faces paralelas de vidro, onde as bolhas de ozônio ascensionais eram fornecidas por um difusor microporoso instalado na base da coluna. Gerou-se um banco de dados acerca das características hidrodinâmicas das bolhas ascensionais (velocidade ascensional, porcentagem pontual da concentração, diâmetro equivalente e área interfacial específica), além de alguns parâmetros físicos e químicos (ozônio residual dissolvido e gasoso, temperatura, pH, alcalinidade, condutividade, turbidez, cor verdadeira, sulfeto, DQO, série de sólidos e série de carbono), localizados como relevantes ao processo de oxidação de matéria orgânica e inorgânica através da ozonização, variando a vazão de ozônio de 50 a 300 L/h e o nível líquido de 0,30 a 1,80 m. Constatou-se que o valor de todas as características hidrodinâmicas estudadas aumenta com o aumento da vazão de gás ozônio injetado no difusor microporoso. Vale mencionar que a velocimetria a laser não intrusiva foi a ferramenta utilizada na determinação da velocidade bi-dimensional ascensional das bolhas, além de auxiliar na determinação do diâmetro equivalente. Já a porcentagem pontual da concentração das bolhas foi determinada através da contagem de radiação de uma sonda de Césio-137. As análises dos parâmetros físicos e químicos mostraram de forma geral e repetitiva que a redução de pH e alcalinidade não foram influenciadas pela dosagem de ozônio aplicada; que a porcentagem de redução da DQO teve um comportamento oscilatório, ora influenciado ora não influenciado pela dosagem de ozônio aplicada; que a condutividade teve redução nula; e que a turbidez e a cor verdadeira tiveram influência da dosagem de ozônio na eficiência de redução. A observação dos experimentos permitiu inferir que tanto as características físicas como as características de qualidade do efluente influem no tipo de comportamento observado para a DQO em função do tempo de contato. Os comportamentos previstos pela solução de equações básicas geradas para explicar o efeito inibidor de compostos intermediários permitiram obter evoluções monotonicamente crescentes ou monotonicamente decrescentes no tempo, além dos comportamentos oscilatórios da eficiência de redução da DQO observados neste trabalho. Os resultados experimentais das velocidades ascensionais, perfis da concentração das bolhas, diâmetros equivalente e áreas interfaciais específicas, em conjunto com os parâmetros físico-químicos (ozônio residual dissolvido e gasoso, temperatura, pH, alcalinidade, condutividade, turbidez, cor verdadeira, sulfeto, DQO, série de sólidos e série de carbono), formam um banco de dados a ser utilizado nas simulações da coluna de ozonização que virão a decorrer do presente trabalho. As equações governantes aqui apresentadas são merecedoras de estudos posteriores para o entendimento da dinâmica existente nas colunas de ozonização e a busca da otimização de seu uso. / This present work is a study about the oxidation problem of organic and inorganic matter in sanitary effluent by means of the ozonation, trying to improve the knowledge of dubious aspects considered in prior researches conducted in Department of Hydraulic and Sanitation of the EESC (Escola de Engenharia de São Carlos) at USP (Universidade de São Paulo) and also found in specific studies. The project, which has experimental objective, used a column of ozonation of square transversal section of 0.19 m of side and 2.00 m of height with two parallel faces of acrylic and two parallel faces of glass, where bubbles of ozone in ascension were provided by a microporous diffuser installed in the base of the column. A file of data about hydrodynamic characteristics of the bubbles in ascension (velocity in ascension, punctual percentage of the concentration, equivalent diameter and specific interface area) was stored, besides some physical and chemical parameters (waste ozone dissolved and gaseous, temperature, pH, alkalinity, conductivity, turbidity, real color, sulphet, COD, set of solids and set of carbon), important to the process of inorganic and organic matter oxidation by means of ozonation, changing the flow of the ozone from 50 to 300 L/h and the liquid level from 0.30 to 1.80 m. It was noticed that the value of all hydrodynamic characteristics analysed increases when the flow of the ozone injected in the microporous diffuser also increases. It is important to mention that no-indisposition laser velocimetry was used as an instrument to determine the bi-dimension velocity of the bubbles in ascension and to help determine the equivalent diameter, whereas the punctual percentage of the concentration of the bubbles was determined by means of counting Cesium-137 radiation. Analysis of chemical and physical parameters showed in a general and repetitive way that the reduction of the pH and alkalinity was not influenced by the dose of ozone used; the percentage of COD reduction had oscillated behaviour, being or not influenced by the dose of the ozone used. It also showed that conductivity had zero reduction and turbidity and real color here influenced by the dose of the ozone in terms of efficient reduction. The observation of the experiments permitted to infer that both physical and quality characteristics of the effluent influence the type of the behaviour of COD versus contact time. The behaviour expected by the solution of basic equations done to explain the inhibiting effect of intermediate compounds permitted to obtain increasing and decreasing evolutions in time, as well oscillated behaviour of the efficiency of COD reduction observed in this work. The experimental results of the velocities in ascension, the profile of the bubble concentration, equivalent diameter and specific interface area with chemical and physical parameters (waste ozone dissolved and gaseous, temperature, pH, alkalinity, conductivity, turbidity, real color, sulphet, COD, set of solids and set of carbon) organize a file of data to be used in simulations of the ozonation column which will elapse from this present work. Specific equations here presented are worthy of further studies for the understanding of the dynamic present in the ozonation columns and the search of the optimization of its application.

A fibra de coco tem sido usada como um adsorvente alternativo e de baixo custo na remoção de diversos metais pesados. A biossorção é um processo que tem alcançado grande importância nas últimas décadas no tratamento de efluentes e de rejeitos radioativos. Este estudo apresenta a eficiência de remoção dos íons 133Cs e 241Am de soluções aquosas utilizando-se a biomassa bruta e ativada. Os estudos foram realizados em batelada e os parâmetros analisados foram: os efeitos do pH e da concentração da solução, tamanho de partícula do biomassa e tempo de contato. Os modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich foram aplicados, bem como os modelos cinéticos de ordem de reação. A cinética que melhor representa o processo de adsorção dos íons estudados foi o modelo de pseudo-segunda ordem. O modelo de isotermas que se ajusta ao processo de adsorção do 133Cs e do 241Am é o de Freundlich. Verificou-se também que a melhor condição de remoção para o 241Am foi de cerca de 94% a partir de 30 minutos tanto para a biomassa bruta quanto para a ativada ao passo que o 133Cs foi de 75% a partir de 40 minutos com a biomassa ativada. Os resultados indicaram que a fibra de coco pode ser uma alternativa de tratamento de rejeitos radioativos líquidos que contenham, em sua composição, estes radionuclídeos. / Sorption is one of the most studied methods to reduce the volume of radioactive waste streams. The coconut fibers have been used as an inexpensive alternative adsorbent to removal of several heavy metals from liquid wastes. The aim of this work is to evaluate the potential of coconut fiber, raw and chemically modified form, to remove 133Cs and 241Am from aqueous solutions. The studies were performed at batch conditions and the following parameters were analyzed: contact time, pH and concentration of ions in aqueous solution and the particle size. The Langmuir and Freundlich models were studied to describe the isotherms and the kinetic process was studied using the pseudofirst and pseudo-second orders. For 241Am and 133Cs, the Freundlich isotherm described better the adsorption process. For 241Am, the best removal condition was achieved at 30 minutes with both biomasses. For 133Cs the best condition was achieved from at 40 minutes with modified biomass. Removal kinetics for both ions was fitted by pseudo-second order model. The results indicate that coconut fiber can be used as an alternative sorbent in the treatment of liquid radioactive wastes containing these radionuclides.

O césio 137 (137Cs) é um radionuclídeo crítico do ponto de vista radioecológico por apresentar meia-vida física longa (30 anos), um alto rendimento de fissão e ser um análogo químico do sódio e potássio, elementos fiíndamentais para os seres vivos, presentes em grandes concentrações em todas as células. Este trabalho teve como objetivo estudar o acúmulo e eliminação do 137pela alga Gracilária caudata e peixe Abudefduf saxatilis, a partir da água do mar contaminada com esse radionuclídeo e obter as constantes de transferência do 137Cs da água para os respectivos organismos. O Fator de Concentração encontrado para o peixe foi de 5,6 ± 0,2 e para a alga de 13,0 ± 0,6. Com 7 e 22 dias, o peixe e a alga, respectivamente eliminaram a metade da quantidade do radionuclídeo acumulado. Para o peixe, também foi verificada a sua eficiência de ingestão para o 137Cs, a partir do alimento contaminado, sendo que o peixe assimilou apenas 47,6% do 137Cs presente no alimento e, com 4 dias já havia eliminado mais da metade da radioatividade ingerida. Foi proposto um modelo tri-compartimental para explicar a distribuição do 137Cs nos compartimentos (água - alga e água - peixe). Os dados obtidos nos experimentos de acúmulo e eliminação do 137Cs foram aplicados no Programa AnaComp, que permite a análise compartimental, quantificando através das constantes de transferência (k) a distribuição do 137Cs da água do mar para os organismos e vice-versa. O Programa AnaComp também permitiu calcular a dose que o homem receberia com o consumo do peixe contaminado com o referido radionuclídeo. Foram verificados os níveis de 137Cs, proveniente do fenômeno fallout, em amostras ambientais, da região de São Sebastião, litoral norte do Estado de São Paulo, onde está localizado o Centro de Biologia Marinha da Universidade de São Paulo - CEBIMar - USP. / From the ecological point of view, 137Cs is a critical radionuclide because its physical halflife is long (30 years), and it has a high fission yield. Besides, it presents similar characteristics to sodium and potassium, fundamental elements for the living organisms, in great concentration in all cells. This work has as aim to study the 137Cs accumulation and elinunatjon by the alga Gracilaria caudata and by the fish Abudefduf saxatilis as well as to obtain the transfer constants of the 137Cs fi-om the water into the organisms. The concentration factor found for the fish was 5.6 ± 0.2 and for the alga, 13.0 ± Q.6. With 7 and 22 days, the fish and alga respectively had already ehminated naif of ihe accumulated radionuclide. The 137Cs ingestion efficiency by the fish was also studied and it was verified that the fish assimilated only 47.6 % of the cesium content in the food; and within of 4 days it had eliminated more than half of ingested cesium. A compartimental model was proposed to explain the distribution of cesium in the compartiments (water - alga and water - fish). Data obtained fi-om the experiments of 137Cs accumulation and elimination were applied in the AnaComp Program. This program permits the compartimental analysis, and quantifies the cesium distribution from the sea-water to the organisms, and vice versa, through the transfer constants (k). The AnaComp Program also allowed to calculate the dose that one would receive by the consumption of fish contaminated by cesium. Levels of 137Cs fi-om the global fallout in environmental samples, from São Sebastião, northerm coast of São Paulo, (where the \"Centro de Biologia Marinha da Universidade de São Paulo - CEBIMar - USP\" is located), were verified.

Entre os parâmetros da USLE (Universal Soil Loss Equation), método mais utilizado na estimativa das perdas de solo por erosão hídrica, a erodibilidade do solo, representada pelo fator K e definida como a taxa de solo perdida por unidade de índice de erosividade, em parcela unitária considerada como padrão (Wischmeier et al., 1971), é o único intrínseco ao solo. Nessas condições padrão o valor encontrado é considerado como o real valor de K. Pelas dificuldades experimentais para obtenção do valor de K para todos os solos, esse fator é geralmente estimado por equações matemáticas empíricas com base em atributos físicos, químicos e mineralógicos do solo. O presente trabalho trata da avaliação de oito métodos de estimativa do fator K da USLE, tomando-se por base estimativas das taxas de erosão avaliadas pelo método do 137Cs. Foram utilizadas oito parcelas padrão de avaliação de perdas de solo e seis transeções demarcadas no campo, em diferentes solos. Nas parcelas padrão, as taxas de erosão medidas diretamente foram comparadas com as estimadas pelo método do 137Cs e os resultados indicaram uma boa concordância. Os valores de K, estimados pelos diferentes modelos, para o solo da parcela, foram comparados diretamente com o valor medido e mostram que os métodos propostos por Wischmeier et al. (1971) e Denardin (1990) desenvolvido para solos do Brasil, são os que mais se aproximam do valor medido. Os mesmos valores de K foram também avaliados por meio da comparação entre as taxas de erosão estimadas pela USLE e pelo método do 137Cs, tendo sido obtidos resultados semelhantes aos da avaliação direta. Essa última forma de avaliação dos métodos de estimativa do fator K foi aplicada também em seis transeções demarcadas em diferentes solos. Devido às grandes limitações associadas aos dois métodos, os resultados mostram uma grande discrepância entre as taxas de erosão estimadas pela USLE e pelo 137Cs o que inviabilizou a comparação proposta dos modelos. / Among the Universal Soil Loss Equation (USLE) parameters, the soil erodibility factor (K), defined as the rate of soil loss per unit of area and per unit of erosivity index for a specific soil as measured on unit plot (Wischmeier & Smith, 1978), is the only soil intrinsic factor. The K values determined on standard unit plots are considered as the real K values. However, K factor can be also estimated by empirical models based on physical, chemical and mineralogical soil attributes. Eight of such empirical methods for K factor estimation were evaluated by comparing the rates of soil loss calculated by USLE and 137Cs fallout redistribution analysis. This procedure was applied both in eight standard erosion plots and six field transects on different soils. In the standard erosion plots the measured soil erosion rates were compared with the rates estimated by the 137Cs method and the results indicate a good relationship. The K values estimated by the different models for the specific soil of the standard plots were compared with the measured K value. The results obtained by the models proposed by Wischmeier et al. (1971) and Denardin (1990) for Brazilian soils were more close to the measured K value. The same K values were also evaluated by comparing the soil erosion rates estimated by USLE and 137Cs methods and the results are in agreement with the direct comparison. This procedure was also applied for the evaluation of K estimation models on the field transects. Due to the limitations associated to both models, the soil erosion rates estimated by USLE and 137Cs methods were very discrepant which did not allow the comparison of K estimation methods when applied for the soils of the transects.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hugo Freire Nunes.pdf: 9223555 bytes, checksum: 727e689aec4609cbe403ed62b05a1443 (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Healthy radio-exposed individuals, who received low levels of Cesium-137 radiation, during the accident that happened in Goiania, in 1987 and their familiars were tested for the detection of t(14;18) rearranged B cells in peripheral blood, using a high sensitive real-time quantitative PCR method. Also were tested a control group comprised of healthy non exposed age matched men. The chromosomal translocation t(14;18)(q32;q21) is characteristic of Follicular Lymphoma and it is a frequent abnormality in other types of non-Hodgkin lymphoma. This translocation leads to constitutive activation of the BCL2 oncogene by the enhancers of the immunoglobulin heavy chain loco. T(14;18) translocation constitute the genetic hallmark and early initiating event of Follicular Lymphoma. In healthy individuals, the same translocation may also be found in a small fraction of peripheral blood lymphocytes and positive cells might serve as an indicator for environmental exposure to carcinogens and possibly correlate with the cumulative risk of developing t(14;18)-positive non-Hodgkin lymphoma. Eight healthy radio-exposed, five relatives including three children, and four not exposed healthy men were tested for the detection of this translocation. Only one unexposed individual from the control group was positive for the chromosomal translocation, healthy radio-exposed individuals presented lower levels of cells bearing the BCL-2/JH rearrangement when compared to the levels of the patients with Follicular Lymphoma before treatment, however, test more cells would be required to confirm the total absence of circulating cells bearing the rearrangement BCL2/JH. / Indivíduos radioexpostos saudáveis que receberam acidentalmente baixas doses de radiação ionizante de Césio -137 no acidente ocorrido em Goiânia em 1987 e familiares, foram testados neste trabalho para a presença de células B em sangue periférico apresentando a translocação t(14;18) MBR. Da mesma maneira foram testados voluntários sem histórico de exposição à radiação ionizante, componentes de um grupo controle. Foi utilizado um método de PCR quantitativo em tempo real muito sensível. A translocação cromossômica t(14;18)(q31; q21) é característica de Linfomas Foliculares e é uma anormalidade freqüente em outros Linfomas não Hodgkin. Esta translocação acarreta em uma ativação constitutiva do oncogene BCL2 por uma região do gene de imunoglobulina de cadeia pesada. A ocorrência da translocação é considerada um evento marcante e inicial para o desenvolvimento de Linfoma Folicular. Em indivíduos saudáveis a mesma translocação pode ser encontrada em pequenas frações dentre os linfócitos de sangue periférico. As células translocadas são importantes referências para exposição ambiental à carcinógenos e possivelmente podem ser correlacionadas ao risco acumulativo de desenvolvimento de Linfoma não Hodgkin t(14;18) positivo. Oito radio expostos, cinco familiares e quatro voluntários não expostos foram testados para a detecção desta translocação cromossômica. Não foram encontras células t(14;18) MBR nos radioexpostos e familiares. Apenas um indivíduo não exposto pertencente ao grupo controle apresentou o rearranjo BCL2/JH, assim foi possível determinar com o estudo que os radioexpostos e familiares não apresentam freqüência da célula B t(14;18) similares das encontradas em média no sangue periférico de indivíduos com Linfoma Folicular antes do tratamento segundo outros estudos, entretanto apenas testando maiores quantidades de DNA de cada indivíduo será possível determinar abstenção total de células portando o rearranjo BCL2/JH