Este trabalho objetivou estudar a possibilidade de se utilizar líquen como bioindicador de poluição atmosférica para regiões impactadas por radionuclídeos, metais e elementos terras raras. Foram escolhidas como áreas de estudo a região de Pirapora do Bom Jesus, onde se localiza uma indústria de produção de estanho e chumbo metálicos e a região de Cubatão, onde se localiza o complexo industrial de produção de fertilizantes fosfatados. As duas instalações escolhidas são consideradas como indústrias TENORM - Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material, pois podem ocasionar um aumento significativo na concentração dos radionuclídeos naturais nas várias etapas do processo industrial, ocasionando um aumento potencial de exposição à radiação natural em produtos, subprodutos e resíduos gerados. Para tanto foram analisados os radionuclídeos 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th e 228Ra, os elementos terras raras e metais em amostras de matéria prima e resíduo das instalações, liquens e solos na área de influência. As amostras de líquen e solo foram analisadas para a determinação de urânio, tório, elementos terras raras e metais por análise por ativação com nêutrons. Os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb em amostras de solo foram determinados por espectrometria gama, e em amostras de liquens por separação radioquímica e contagem alfa e beta total em contador proporcional de fluxo de gás constante. As concentrações de 238U (de 19 a 473 Bq kg-1), 226Ra (de 21 a 265 Bq kg-1), 210Pb (de 401 a 1461 Bq kg-1), 232Th (de 15 a 574 Bq kg-1), 228Ra (de 176 a 535 Bq kg-1), elementos terras raras, Hf e Ta determinadas nas amostras de liquens ao redor da indústria de produção de estanho e chumbo metálicos mostram que todos estes elementos se concentram significativamente e, portanto, os liquens fornecem uma assinatura da contaminação atmosférica. Os resultados obtidos nas amostras de liquens da região de Cubatão mostram uma assinatura mais evidente do radionuclídeo 210Pb, proveniente de todo parque industrial da região. Os resultados obtidos no presente estudo mostraram que os liquens podem ser usados como bioindicadores de poluição atmosférica por radionuclídeos e elementos traço. / The main aim of this thesis is to study the possibility of using lichen as bioincicator of atmospheric pollution in regions contaminated by radionuclides, metals and rare earth elements. Two regions were chosen, one in Pirapora do Bom Jesus, where a tin and lead industry is located, and a second one in Cubatão, where a phosphate fertilizer industrial complex is located. The two industries chosen are considered as TENORM - Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material, since they can cause a significant increase in the natural radionuclides concentration in the industrial process, and consequently a potential increase in the radiation exposure in products, byproducts and residue. To achieve this aim, the radionuclides 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th and 228Ra, rare earth elements and metals were analyzed in samples of raw material an residue from the installations, lichens and soils. Lichens and soil samples were analyzed by instrumental neutron activation analysis for the determination of uranium, thorium, rare earth elements and metals. The radionuclides 226Ra, 228Ra and 210Pb in soil samples were determined by gamma spectrometry and in lichen sample by radiochemical separation and gross alpha and beta counting on a gas flow proportional counter. The concentrations of 238U (from 19 to 473 Bq kg-1), 226Ra (from 21 to 265 Bq kg-1), 210Pb (from 401 to 1461 Bq kg-1), 232Th (from 15 to 574 Bq kg-1), 228Ra (from 176 to 535 Bq kg-1), rare earth elements, Hf and Ta determined in lichen samples around the tin and lead industry show an enrichment in these elements. Therefore, the lichens can be used as a fingerprint of the atmospheric contamination. The results obtained for the lichen samples, in the Cubatão region, present a fingerprint mainly of 210Pb, from industries of the region. The results obtained in this study showed that the lichens can be used as bioindicators of atmospheric pollution by radionuclides and trace elements.

Este trabalho objetivou estudar a possibilidade de se utilizar líquen como bioindicador de poluição atmosférica para regiões impactadas por radionuclídeos, metais e elementos terras raras. Foram escolhidas como áreas de estudo a região de Pirapora do Bom Jesus, onde se localiza uma indústria de produção de estanho e chumbo metálicos e a região de Cubatão, onde se localiza o complexo industrial de produção de fertilizantes fosfatados. As duas instalações escolhidas são consideradas como indústrias TENORM - Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material, pois podem ocasionar um aumento significativo na concentração dos radionuclídeos naturais nas várias etapas do processo industrial, ocasionando um aumento potencial de exposição à radiação natural em produtos, subprodutos e resíduos gerados. Para tanto foram analisados os radionuclídeos 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th e 228Ra, os elementos terras raras e metais em amostras de matéria prima e resíduo das instalações, liquens e solos na área de influência. As amostras de líquen e solo foram analisadas para a determinação de urânio, tório, elementos terras raras e metais por análise por ativação com nêutrons. Os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb em amostras de solo foram determinados por espectrometria gama, e em amostras de liquens por separação radioquímica e contagem alfa e beta total em contador proporcional de fluxo de gás constante. As concentrações de 238U (de 19 a 473 Bq kg-1), 226Ra (de 21 a 265 Bq kg-1), 210Pb (de 401 a 1461 Bq kg-1), 232Th (de 15 a 574 Bq kg-1), 228Ra (de 176 a 535 Bq kg-1), elementos terras raras, Hf e Ta determinadas nas amostras de liquens ao redor da indústria de produção de estanho e chumbo metálicos mostram que todos estes elementos se concentram significativamente e, portanto, os liquens fornecem uma assinatura da contaminação atmosférica. Os resultados obtidos nas amostras de liquens da região de Cubatão mostram uma assinatura mais evidente do radionuclídeo 210Pb, proveniente de todo parque industrial da região. Os resultados obtidos no presente estudo mostraram que os liquens podem ser usados como bioindicadores de poluição atmosférica por radionuclídeos e elementos traço. / The main aim of this thesis is to study the possibility of using lichen as bioincicator of atmospheric pollution in regions contaminated by radionuclides, metals and rare earth elements. Two regions were chosen, one in Pirapora do Bom Jesus, where a tin and lead industry is located, and a second one in Cubatão, where a phosphate fertilizer industrial complex is located. The two industries chosen are considered as TENORM - Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material, since they can cause a significant increase in the natural radionuclides concentration in the industrial process, and consequently a potential increase in the radiation exposure in products, byproducts and residue. To achieve this aim, the radionuclides 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th and 228Ra, rare earth elements and metals were analyzed in samples of raw material an residue from the installations, lichens and soils. Lichens and soil samples were analyzed by instrumental neutron activation analysis for the determination of uranium, thorium, rare earth elements and metals. The radionuclides 226Ra, 228Ra and 210Pb in soil samples were determined by gamma spectrometry and in lichen sample by radiochemical separation and gross alpha and beta counting on a gas flow proportional counter. The concentrations of 238U (from 19 to 473 Bq kg-1), 226Ra (from 21 to 265 Bq kg-1), 210Pb (from 401 to 1461 Bq kg-1), 232Th (from 15 to 574 Bq kg-1), 228Ra (from 176 to 535 Bq kg-1), rare earth elements, Hf and Ta determined in lichen samples around the tin and lead industry show an enrichment in these elements. Therefore, the lichens can be used as a fingerprint of the atmospheric contamination. The results obtained for the lichen samples, in the Cubatão region, present a fingerprint mainly of 210Pb, from industries of the region. The results obtained in this study showed that the lichens can be used as bioindicators of atmospheric pollution by radionuclides and trace elements.

Dentre os diversos agentes existentes no meio ambiente que podem nos expor a diferentes riscos e efeitos, há a radiação ionizante cujo conhecimento da dose é de importância para o efetivo controle e prevenção dos seus possíveis danos aos seres humanos e ao ambiente. A transferência de radionuclídeos dos adubos para/e dos solos para os alimentos podem resultar em incremento na dose interna ao serem consumidos pelo ser humano. Este trabalho avalia a contribuição dos fertilizantes para o aumento da dose de radiação ionizante no meio ambiente e no ser humano. Amostras de fertilizantes, de solos e de hortaliças produzidas em solos adubados foram analisadas através da espectrometria gama com o uso de um detector semicondutor de germânio hiperpuro. Medidas de dose ambiente também foram realizadas com dosímetros termoluminescentes. Nas amostras de solos adubados foram obtidos valores de atividades específicas de 36 a 342 Bq/kg para K-40, de 42 a 142 Bq/kg para U-238 e de 36 a 107 Bq/kg para Th-232. Nas hortaliças os valores variaram de 21 a 118 Bq/kg para K-40 e para os elementos da série do urânio e tório os valores foram menores que 2 Bq/kg. Para fertilizantes o valor máximo obtido foi de 5800 Bq/kg para K-40, 430 Bq/kg para U-238 e 230 Bq/kg para Th-232. As médias dos valores de fator de transferência solo-planta não foram significativamente diferentes entre os tipos de hortaliças analisados. A dose efetiva comprometida anual de 0,882 µSv devido à ingestão de K-40 das espécies estudadas é bem pequena em relação ao valor de referência de 170 µSv dada pela United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR, 2000). A dosimetria termoluminescente forneceu valores de taxa de equivalente de dose ambiente anual entre 1,5 e 1,8 mSv, sem diferenças entre locais cultivados e não cultivados. Através dos resultados obtidos, não foi observada uma transferência significativa de radionuclídeos dos fertilizantes para os alimentos e para os solos nas condições adotadas neste trabalho e conseqüentemente não há incremento de dose de radiação devido à prática da adubação. / Among several agents that exist in the environment which can expose us to different risks and effects, there is the ionizing radiation whose knowledge of dose is of importance to the effective control and prevention of possible damages to human beings and to the environment. The transfer of radionuclides from fertilizers to/and soils to the foodstuffs can result as an increment in the internal dose when they are consumed by the human beings. This work evaluates the contribution of fertilizers to the ionizing radiation dose in the environment and in the human being. Samples of fertilizers, soils and vegetables produced in fertilized soils were analised through gamma spectrometry with the use of a hyperpure germanium detector. Measurements of ambient dose with thermoluminescent dosimeters were also performed. In the fertilized soil samples values of specific activities from 36 to 342 Bq/kg for K-40, from 42 to 142 Bq/kg for U-238 and from 36 to 107 Bq/kg for Th-232 were obtained. In the vegetables the values varied from 21 to 118 Bq/kg for K-40 and for the elements of uranium and thorium series the values were less than 2 Bq/kg. In fertilizers the maximum value of 5800 Bq/kg was obtained for K-40, 430 Bq/kg for U-238 and 230 Bq/kg for Th-232. The average values of soil to plant transfer factor were not significantly different among the types of vegetables. The annual committed effective dose of 0.882 µSv due to the ingestion of K-40 from the analised vegetables is very small if compared to the reference value of 170 µSv given by United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR, 2000). The thermoluminescent dosimetry provided the annual ambient dose equivalent from 1.5 to 1.8 mSv without differences between cultivated and non cultivated fields. Through the results obtained, it was not observed a significant transfer of radionuclides from fertilizers to soils and to foodstuffs in the conditions adopted in this work and consequentely there is no increment in the radiation dose due to the practice of fertilization

A Baixada Santista é a região mais populosa do litoral do Estado de São Paulo, onde estão localizados o maior porto da América Latina, na cidade de Santos e, um dos mais importantes pólos industriais, na cidade de Cubatão. Esta região, que apresenta a área de maior ocorrência de manguezais do litoral do estado de São Paulo, recebeu nos últimos anos uma grande carga de efluentes industriais e domésticos em seus corpos hídricos como conseqüência direta das atividades do pólo industrial, do porto e do grande crescimento demográfico das últimas décadas, tornando-a altamente impactada. No presente trabalho foram coletados perfis de sedimento no estuário de Santos-Cubatão, estuário de São Vicente, canal de Bertioga e Baía de Santos com o objetivo de se determinar a concentração de elementos traço, maiores e radionuclídeos das séries do 238U e 232Th e avaliar possíveis contaminações ocorridas ao longo do tempo. As técnicas utilizadas foram a análise por ativação com nêutrons, a fluorescência de raios X e a espectrometria gama, respectivamente. Os resultados obtidos para os elementos traço Cr, Sb, Ta e Zn, em alguns perfis, apresentaram valores maiores que os da literatura, indicando uma possível contribuição antrópica. Comparandose os valores obtidos das concentrações dos elementos Cr e Zn nos perfis de sedimentos com os valores dos índices TEL e PEL para qualidade de sedimentos, verificou-se que a região estudada apresenta níveis do elemento Cr superiores ao TEL no estuário de Santos-Cubatão e canal de Bertioga e o elemento Zn apresenta valores acima do TEL para algumas fatias dos perfis do estuário de Santos-Cubatão, em um perfil do estuário de São Vicente, um perfil do canal de Bertioga e da baía de Santos. Para os demais elementos os valores obtidos no presente trabalho podem ser considerados como níveis de referência da região. Embora o elemento As tenha apresentado valores maiores que o TEL em todos os ambientes estudados, as concentrações obtidas são da mesma ordem de grandeza de dados da literatura e, portanto, podem ser consideradas valores de referência da região. Nenhum dos elementos maiores determinados apresentouse enriquecido nos ambientes estudados, com exceção do elemento P que apresentou valores maiores que os da Crosta Continental Superior nos perfis que recebem maior influência do Pólo Industrial de Cubatão e de efluentes industriais e domésticos. Considerando-se a Resolução CONAMA N° 344/04, todos os sedimentos amostrados podem ser considerados de nível 1, ou seja, estão abaixo dos valores de referência para tomada de decisão para fins de gerenciamento de destino do material dragado. Desta forma, os dados obtidos neste trabalho podem servir de norteamento para a revisão dos valores que constam desta resolução. / Baixada Santista is the region of higher population of the coast of São Paulo State, where it is located the largest port in Latin America, in the city of Santos, and the most important industrial complex of Latin America, in the city of Cubatão. This region has received in recent years a considerable load of industrial and domestic effluents in its water bodies, as a direct result of the industrial and port activities and the large population growth in recent decades, and is considered nowadays highly impacted. In the present study sediment cores were collected in the estuary of Santos-Cubatão, in the estuary of São Vicente, in the channel of Bertioga and Santos Bay, in order to determine the concentration of trace and major elements and natural radionuclides from the 238U and 232Th series. The techniques used were neutron activation analysis, X-ray fluorescence and gamma spectrometry, respectively. The obtained values for the elements Cr, Sb, Ta and Zn in some cores, are higher than data from literature, and can indicate a possible antropic contribution. Comparing the obtained values of Cr and Zn elements determined in the sediment cores with the values of TEL and PEL index for sediment quality, it was verified that the studied region presents Cr levels higher than TEL in Santos-Cubatão estuary and Bertioga channel and Zn element presented values higher than TEL for some core slices of Santos-Cubatão estuary, for one core of São Vicente estuary, one core in Bertioga channel and Santos Bay. For the other elements, the values obtained in this study can be considered as reference values for the region. Although the element As presented higher values than the TEL in all the studied environments, the concentrations obtained are of the same order of magnitude as literature data and, therefore, can be considered also as reference values for the region. No enrichment was found for the major elements in all the ecosystems studied, with the exception for the element P that presented higher values for the cores that are under influence of the industrial complex and receive industrial and domestic effluents. The highest concentrations of 232Th and 238U were found in ecosystems that are under the influence of the industrial complex, indicating a probable contamination due to release of its industrial effluents. Taking under consideration CONAMA no 344/04 resolution, all the sediments can be considered as level 1, and are below the reference values for the decision to manage the dredged material. The data obtained in this work can be used as reference values for the revision of CONAMA no 344/04 Resolution.

O Brasil é o maior exportador e o segundo maior produtor de tabaco do mundo, de acordo com a safra de 2013/2014. A planta de tabaco (Nicotiana tabacum L.) é usada na fabricação de todos os derivados e a composição química do tabaco varia de acordo com o tipo de folha, como foram cultivadas, a região do plantio, as características da preparação (compressão, filtro e papel) e a variação de temperatura resultante da combustão incompleta do tabaco. Os derivados do tabaco são os produtos comercializados mais consumidos no mundo, como por exemplo, o cigarro, o charuto e o narguilé. Os efeitos danosos que estes produtos causam a saúde humana são há anos intensivamente discutidos e muitos estudos são realizados mundialmente relacionando o uso dos derivados do tabaco com diversas doenças. Existe pouca informação a respeito da caracterização radiológica da planta de tabaco na literatura internacional e nacional. O objetivo deste trabalho foi determinar a concentração dos radionuclídeos 238U, 234U, 230Th, 226Ra, 210Pb e 210Po, membros da série de decaimento do 238U, e os radionuclídeos 232Th e 228Ra membros da série de decaimento do 232Th nas variedades Burley e Virginia, as quais são as mais cultivadas no Brasil. Estes radionuclídeos naturais foram determinados em plantas adquiridas de produtores da região Sul do Brasil e também em plantas dessas mesmas variedades cultivadas em vasos com substrato orgânico e fertilizante com o objetivo de verificar prováveis influências dos fertilizantes e defensivos agrícolas usados pelos produtores na concentração dos radionuclídeos determinados. Os isótopos de U e Th, além do 210Po foram determinados por espectrometria alfa, após separação radioquímica e os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb pela medida alfa e beta total, também após separação radioquímica. Todas as partes da planta foram analisadas: raízes, caules e folhas, bem como os substratos orgânicos, fertilizantes e solos usados nos cultivos. Os isótopos de U e Th apresentaram resultados abaixo dos limites de detecção dos métodos para as folhas e caules de todas as plantas analisadas, apresentando resultados mensuráveis apenas nas raízes, solo e substrato. Os radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po foram determinados na grande maioria das partes das plantas, sendo os maiores valores obtidos para o 228Ra, o qual apresentou também o maior valor do fator de transferência. As plantas cultivadas no IPEN apresentaram valores inferiores de concentração dos radionuclídeos analisados quando comparados com as plantas cultivadas pelo produtor, pois estas foram cultivadas em potes com substrato orgânico e adição de fertilizante, cuja análise apresentou baixas concentrações dos radionuclídeos estudados. Baseados em dados da literatura nacional que estudou o fertilizante brasileiro, pode-se concluir, para as plantas do produtor, que o fertilizante exerce uma grande influência na concentração dos radionuclídeos estudados. / Brazil is the largest exporter and second largest producer of tobacco worldwide, according to the crop production of 2013/2014. The tobacco plant (Nicotiana tabacum L.) is used to manufacture all derivatives and the chemical composition of the resulting tobacco products varies with the type of tobacco leaves, how they are grown, the region where they are cultivated, the characteristics of preparation (compression, filter and paper) and the temperature variations resulting from the incomplete combustion of tobacco. Tobacco products are extensively used throughout the world, and the most consumed are cigarettes, cigars and narghile. The damaging effects that these products cause to human health are discussed globally, and many surveys are performed with the aim of relating the use of these products with various illnesses. There is a lack of information about the radiological characterization of the tobacco plant both in international and Brazilian literature. The objective of this study was to determine the concentration of radionuclides 238U, 234U, 230Th, 226Ra, 210Pb and 210Po, members from the 238U decay series, and the radionuclides 232Th and 228Ra members of the 232Th decay series in the varieties Burley and Virginia, which are the most cultivated in Brazil. Plants from these varieties were cultivated in pots with organic substrate and fertilizer and also acquired from the producers and analyzed by alpha spectrometry for U and Th isotopes and 210Po determination, and gross alpha and beta counting, 228Ra, 226Ra and 210Pb determination. The whole plant, from both places, was analyzed; root, stem, leaves, as well as the organic substrate, the fertilizers, and the soil. The results for U and Th isotopes presented values below the detection limits of the methods to the leaves and stems of all plants analyzed, with measurable results only in roots, soil, and substrate. The radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb, and 210Po, were determined in most parts of the plants, with the highest values obtained for 228Ra, which also had the highest value of the transfer factor. Plants grown at IPEN showed lower concentration of radionuclides analyzed when compared with plants grown by the producer, as these were grown in pots with organic substrate and addition of fertilizer, whose analysis showed low concentrations of radionuclides studied. Based on data from national literature who studied the Brazilian fertilizer, it can be concluded, to the plants from the producer, the fertilizer has a great influence in the concentration of radionuclides studied.

O Complexo Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape, localizado no sul do Estado de São Paulo, Brasil, é uma área protegida reconhecida pela UNESCO como parte da Reserva da Biosfera, devido à sua importância como um ecossistema natural. Esta região sofreu mudanças importantes devido à abertura do Canal Valo Grande, ligando o rio Ribeira de Iguape ao Complexo, ocasionando a entrada de contaminantes no ecossistema. Para aprofundar os estudos deste ecossistema foi aprovado um Projeto de Pesquisa \"Estudo ambiental de sistemas costeiros expostos a importantes ações antrópicas na região sudeste por meio de ferramentas biogeoquímicas\". Este projeto teve como objetivo utilizar ferramentas biogeoquímicas no estudo de sistemas costeiros sujeitos a importantes influências antrópicas provenientes de ocupação do solo para fins de urbanização, agricultura, atividades industriais, reforma/instalação de estruturas portuárias e de exploração da plataforma costeira, sem deixar distante, as recomendações das ações de preservação e manejo que se fazem necessárias nas áreas costeiras. Dentro do escopo deste Projeto, o presente trabalho objetivou determinar a concentração dos radionuclídeos naturais Ra-226, Pb-210, Ra-228, K-40 e artificial Cs-137 em 34 amostras de sedimentos de superfície coletadas no Complexo Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape. As amostras foram medidas por espectrometria gama, utilizando um detector Germanio Hiperpuro-HPGe. Os valores de concentração média obtidos nos sedimentos de superfície para o Ra-226 foi de 14,2 &plusmn; 8,7 Bq kg-1; para o Pb-210 foi de 31,1 &plusmn; 30,4 Bq kg-1; para Ra-228 de 19,2 &plusmn; 14,9 Bq kg-1 e para o K-40 318 &plusmn; 119 Bq kg-1. Os resultados obtidos indicaram que não há contaminação antropogênica e que esses valores podem ser considerados como níveis basais da região. Entretanto, os resultados obtidos para o desvio padrão relativo apresentaram valores altos, indicando grande dispersão dos resultados em torno do valor médio. Essa grande dispersão decorre principalmente das características físicas e químicas dos vários ecossistemas aonde foram amostrados os sedimentos. A Análise de Componentes Principais obtidos através da matriz de correlação de Pearson mostrou que em grande parte dos pontos amostrais, os radionuclídeos estudados estão presentes predominantemente na porção argila + silte e agregados à matéria orgânica. Dentro deste conjunto de pontos amostrais, foi possível evidenciar três pontos outliers, o ponto amostral MY3 que apresenta correlação mais positiva com as variáveis concentração de Ra-226 e Ra-228 e os pontos amostrais Pedra do Tombo e R6 que apresentaram maior correlação com a fração argila + silte e matéria orgânica. Já os demais pontos amostrais apresentaram correlação positiva com a variável areia, o que indica um padrão hidrodinâmico fortemente influenciado pelas correntes geradas pelas oscilações das marés e pela salinidade da água nesses locais. As maiores concentrações dos radionuclídeos no ponto amostral Pedra do Tombo, são devidas ao fato desse ponto apresentar altos teores de sedimentos pelíticos, alternância no fluxo de energia, ocorrendo alterações no sentido e intensidade do fluxo de água, permitindo a deposição dos sedimentos finos. Além do mais, esse local apresenta um afunilamento, que dificulta a passagem das frações finas que acabam se acumulando, facilitando a deposição dos radionuclídeos. Os resultados obtidos para o Cs-137 variaram entre <0,5 e 3,2 Bq kg-1. Dos resultados obtidos para a concentração do Cs-137 nas 34 amostras analisadas, 93% se encontram abaixo da concentração mínima detectável. A análise estatística dos resultados obtidos para o Cs-137, por meio do software ProUCL, permitiu avaliar a concentração média do conjunto de dados amostrados. O valor obtido para o terceiro quartil (0,8 Bq kg-1) pode ser utilizado como o valor recomendado mais representativo da radiação de fundo da região. / The Cananéia-Iguape Estuarine-Lagunar Complex, located in the south of the State of São Paulo, Brazil, is a protected area recognized by UNESCO as part of the Biosphere Reserve, due to its importance as a natural ecosystem. This region underwent important changes due to the opening of the Valo Grande Channel, connecting the Ribeira de Iguape river to the Complex, causing contaminants to enter the ecosystem. In order to deepen the studies of this ecosystem, a Research Project entitled \"Environmental study of coastal systems exposed to important anthropogenic actions in the southeast region by means of biogeochemical tools\" was approved. This project aimed to use biogeochemical tools in the study of coastal systems stressed by anthropic influences such as land use for urbanization purposes, agriculture, industrial activities, renovation/installation of port structures and coastal shelf exploitation, keeping in mind, the recommendations given for the preservation and management necessary in the coastal areas. Within the scope of this project, the present work aimed to determine the concentration of the natural radionuclides Ra-226, Pb-210, Ra-228, K-40 and artificial Cs-137 in 34 samples of surface sediments collected in the Cananéia-Iguape Estuarine-Lagunar Complex. The samples were measured by gamma spectrometry using a Germanium Hyperpure - HPGe detector. The mean concentration values obtained in the surface sediments for Ra-226 were 14.2 &plusmn; 8.7 Bq kg-1; for Pb-210 was 31.1 &plusmn; 30.4 Bq kg-1; for Ra-228 of 19.2 &plusmn; 14.9 Bq kg-1 and for the K-40 318 &plusmn; 119 Bq kg-1. The results indicated that there is no anthropogenic contamination and that these values can be considered as the base line of the region. However, the results obtained for the relative standard deviation presented high values, indicating a large dispersion of the results around the mean value. This large dispersion is mainly due to the physical and chemical characteristics of the ecosystems where the sediments were sampled. The Principal Component Analysis obtained from the Pearson correlation matrix showed that in most of the sampling points, the radionuclides are predominantly present in the clay + silt portion and aggregated to the organic matter. Within this set of sampling points, it was possible to visualize three outliers, the sampling point MY3 that presented a more positive correlation with the Ra-226 and Ra-228 concentrations and the Pedra do Tombo and R6 sampling points that presented the highest correlation with the clay + silt and organic matter fraction. The other set of sampling points presented a positive correlation with sand, which indicates a hydrodynamic pattern strongly influenced by the currents generated by the tidal oscillations and by the salinity of the water in these locations. The highest concentration of radionuclides found in the Pedra do Tombo sampling point is due to the fact that this location presents high levels of pelitic sediments, alternation of energy flow, with changes in the direction and intensity of the water flow, allowing the deposition of fine sediments. Moreover, is this location the channel presents a narrowing, which hinders the flow of the fine fraction that ends up accumulating, facilitating the deposition of radionuclides. The results for Cs-137 ranged from <0.5 to 3.2 Bq kg-1. From the results obtained for the concentration of Cs-137 in the 34 samples analyzed, 93% are below the minimum detectable concentration. The statistical analysis of the results obtained for the Cs-137, using the software ProUCL, allowed to evaluate the average concentration of the sampled data set. The value obtained for the third quartile (0.8 Bq kg-1) can be used as the recommended value most representative of the background radiation of the region for Cs.

O fertilizante fosfatado brasileiro é obtido pela reação por via úmida da rocha fosfática de origem ígnea com ácido sulfúrico concentrado, obtendo como produto final, o ácido fosfórico e como resíduo, o fosfogesso, que é estocado em pilhas, a céu aberto, junto às instalações produtoras. Parte do fosfogesso vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos, devido a sua alta solubilidade, podendo melhorar a estrutura do solo, reduzir a erosão do solo, aumentar os níveis de enxofre e fósforo disponíveis e melhorar a composição dos fertilizantes. Mas a presença de radionuclídeos e metais no fosfogesso impõem restrições sobre o uso na agricultura. Para garantir uma utilização segura, é importante estimar a lixiviação dos radionuclídeos e metais presente no fosfogesso. O objetivo deste trabalho foi estudar a disponibilidade dos radionuclídeos relevantes do ponto de vista radiológico (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po) e dos metais (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg e Pb) presentes no fosfogesso de procedência brasileira, levando em consideração sua aplicação em solo agricultável. Para esta finalidade, foi desenvolvido um protocolo experimental em escala de laboratório, no qual colunas foram preenchidas com misturas de solos arenosos e argilosos típicos brasileiros condicionados com fosfogesso. A essas colunas foi adicionada água, a fim de se alcançar uma extração branda desses elementos. Foi implantado um procedimento analítico para a determinação sequencial dos radionuclídeos de interesse na solução obtida na lixiviação. As frações disponíveis foram obtidas utilizando-se a razão entre as concentrações dos radionuclídeos no lixiviado e as concentrações dos radionuclídeos nas amostras de solo, solo condicionado com fosfogesso e fosfogesso. Os valores de concentração dos radionuclídeos 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po obtidos no fosfogesso das duas procedências variaram de 86 Bq kg-1 a 352 Bq kg-1. As concentrações de 226Ra e 228Ra obtidas no fosfogesso ficaram abaixo do limite máximo permitido pela resolução da Comissão Nacional de Energia Nuclear, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os resultados obtidos para os metais As, Cd, Cr, Ni, Pb, Se e Hg no fosfogesso foram inferiores ao limite máximo para condicionador de solo e para fertilizantes estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os radionuclídeos 226Ra, 210Pb, 210Po e 228Ra apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,2%; para o 238U e 232Th as frações disponíveis apresentaram valores inferiores a 0,05%. Os metais apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,07%. Os resultados obtidos para a fração disponível de metais e radionuclídeos no solo condicionado com fosfogesso demostraram que mesmo utilizando concentrações de fosfogesso dez vezes acima da dose recomendada, a disponibilização foi desprezível. Pode-se concluir que a utilização do fosfogesso como condicionador de solos é viável, no que concerne a disponibilidade dos metais e radionuclídeos estudados. / The Brazilian phosphate fertilizer is obtained by wet reaction of the igneous phosphate rock with concentrated sulphuric acid, giving as final product, phosphoric acid, and dehydrated calcium sulphate (phosphogypsum) as by- product. The phosphogypsum is stored in stacks at open air. Part of this phosphogypsum has been used in agriculture as soil amendment, mainly due to the characteristics of CaSO4, which improves the root penetration in soil. It provides calcium in the soil depth, reduces the aluminium saturation, contributes to the deepening of the plant root system and favours the absorption of water and nutrients. However, the presence of radionuclides and metals put restrictions on the use of phosphogypsum in agriculture. To assure a safe application of phosphogypsum, it is important to estimate the lixiviation of radionuclides and metals present in phosphogypsum. The main objective of this thesis is to study the availability of natural radionuclides, important in terms of radiological protection (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po), and metals (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb), present in the Brazilian phosphogypsum used in agriculture. For this purpose, an experimental protocol was conducted in the laboratory, in which columns filled with Brazilian typical sandy and clay soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of these elements. The availability of the radionuclides and metals was evaluated by measuring the total concentration in the soil amended with phosphogypsum and the concentration in the leachate, to establish the ratio between the available fraction and the total one. An experimental procedure was established for the sequential determination of the radionuclides in the leachate. The concentration of the radionuclides 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in phosphogypsum from the two provenances varied from 86 Bq kg-1 to 352 Bq kg-1. The concentration of the radionuclides 226Ra and 228Ra showed compliance with the limits adopted by Comissão Nacional de Energia Nuclear, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The concentration of As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb in phosphogypsum were below the limits adopted by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The available fractions of the radionuclides 226Ra, 210Pb, 210Po and 228Ra in soils and soil amended with phosphogypsum varied from 0.05% to 1.2%. For 238U and 232Th, the available fractions were lower than 0.05%. The metals showed available fractions in soils and soil amended with phosphogypsum from 0.05% to 1.07%. The results obtained for the concentration of the radionuclides and metals in the available fractions were low; giving evidence that, even when these elements are present in the phosphogypsum, they do not contribute to an enhancement of their content in water. It can be concluded that the utilization of Brazilian phosphogypsum as soil amendment is viable, concerning the availability of the metals and radionuclides studied.

Dentre os diversos agentes existentes no meio ambiente que podem nos expor a diferentes riscos e efeitos, há a radiação ionizante cujo conhecimento da dose é de importância para o efetivo controle e prevenção dos seus possíveis danos aos seres humanos e ao ambiente. A transferência de radionuclídeos dos adubos para/e dos solos para os alimentos podem resultar em incremento na dose interna ao serem consumidos pelo ser humano. Este trabalho avalia a contribuição dos fertilizantes para o aumento da dose de radiação ionizante no meio ambiente e no ser humano. Amostras de fertilizantes, de solos e de hortaliças produzidas em solos adubados foram analisadas através da espectrometria gama com o uso de um detector semicondutor de germânio hiperpuro. Medidas de dose ambiente também foram realizadas com dosímetros termoluminescentes. Nas amostras de solos adubados foram obtidos valores de atividades específicas de 36 a 342 Bq/kg para K-40, de 42 a 142 Bq/kg para U-238 e de 36 a 107 Bq/kg para Th-232. Nas hortaliças os valores variaram de 21 a 118 Bq/kg para K-40 e para os elementos da série do urânio e tório os valores foram menores que 2 Bq/kg. Para fertilizantes o valor máximo obtido foi de 5800 Bq/kg para K-40, 430 Bq/kg para U-238 e 230 Bq/kg para Th-232. As médias dos valores de fator de transferência solo-planta não foram significativamente diferentes entre os tipos de hortaliças analisados. A dose efetiva comprometida anual de 0,882 µSv devido à ingestão de K-40 das espécies estudadas é bem pequena em relação ao valor de referência de 170 µSv dada pela United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR, 2000). A dosimetria termoluminescente forneceu valores de taxa de equivalente de dose ambiente anual entre 1,5 e 1,8 mSv, sem diferenças entre locais cultivados e não cultivados. Através dos resultados obtidos, não foi observada uma transferência significativa de radionuclídeos dos fertilizantes para os alimentos e para os solos nas condições adotadas neste trabalho e conseqüentemente não há incremento de dose de radiação devido à prática da adubação. / Among several agents that exist in the environment which can expose us to different risks and effects, there is the ionizing radiation whose knowledge of dose is of importance to the effective control and prevention of possible damages to human beings and to the environment. The transfer of radionuclides from fertilizers to/and soils to the foodstuffs can result as an increment in the internal dose when they are consumed by the human beings. This work evaluates the contribution of fertilizers to the ionizing radiation dose in the environment and in the human being. Samples of fertilizers, soils and vegetables produced in fertilized soils were analised through gamma spectrometry with the use of a hyperpure germanium detector. Measurements of ambient dose with thermoluminescent dosimeters were also performed. In the fertilized soil samples values of specific activities from 36 to 342 Bq/kg for K-40, from 42 to 142 Bq/kg for U-238 and from 36 to 107 Bq/kg for Th-232 were obtained. In the vegetables the values varied from 21 to 118 Bq/kg for K-40 and for the elements of uranium and thorium series the values were less than 2 Bq/kg. In fertilizers the maximum value of 5800 Bq/kg was obtained for K-40, 430 Bq/kg for U-238 and 230 Bq/kg for Th-232. The average values of soil to plant transfer factor were not significantly different among the types of vegetables. The annual committed effective dose of 0.882 µSv due to the ingestion of K-40 from the analised vegetables is very small if compared to the reference value of 170 µSv given by United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR, 2000). The thermoluminescent dosimetry provided the annual ambient dose equivalent from 1.5 to 1.8 mSv without differences between cultivated and non cultivated fields. Through the results obtained, it was not observed a significant transfer of radionuclides from fertilizers to soils and to foodstuffs in the conditions adopted in this work and consequentely there is no increment in the radiation dose due to the practice of fertilization

O Brasil é o maior exportador e o segundo maior produtor de tabaco do mundo, de acordo com a safra de 2013/2014. A planta de tabaco (Nicotiana tabacum L.) é usada na fabricação de todos os derivados e a composição química do tabaco varia de acordo com o tipo de folha, como foram cultivadas, a região do plantio, as características da preparação (compressão, filtro e papel) e a variação de temperatura resultante da combustão incompleta do tabaco. Os derivados do tabaco são os produtos comercializados mais consumidos no mundo, como por exemplo, o cigarro, o charuto e o narguilé. Os efeitos danosos que estes produtos causam a saúde humana são há anos intensivamente discutidos e muitos estudos são realizados mundialmente relacionando o uso dos derivados do tabaco com diversas doenças. Existe pouca informação a respeito da caracterização radiológica da planta de tabaco na literatura internacional e nacional. O objetivo deste trabalho foi determinar a concentração dos radionuclídeos 238U, 234U, 230Th, 226Ra, 210Pb e 210Po, membros da série de decaimento do 238U, e os radionuclídeos 232Th e 228Ra membros da série de decaimento do 232Th nas variedades Burley e Virginia, as quais são as mais cultivadas no Brasil. Estes radionuclídeos naturais foram determinados em plantas adquiridas de produtores da região Sul do Brasil e também em plantas dessas mesmas variedades cultivadas em vasos com substrato orgânico e fertilizante com o objetivo de verificar prováveis influências dos fertilizantes e defensivos agrícolas usados pelos produtores na concentração dos radionuclídeos determinados. Os isótopos de U e Th, além do 210Po foram determinados por espectrometria alfa, após separação radioquímica e os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb pela medida alfa e beta total, também após separação radioquímica. Todas as partes da planta foram analisadas: raízes, caules e folhas, bem como os substratos orgânicos, fertilizantes e solos usados nos cultivos. Os isótopos de U e Th apresentaram resultados abaixo dos limites de detecção dos métodos para as folhas e caules de todas as plantas analisadas, apresentando resultados mensuráveis apenas nas raízes, solo e substrato. Os radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po foram determinados na grande maioria das partes das plantas, sendo os maiores valores obtidos para o 228Ra, o qual apresentou também o maior valor do fator de transferência. As plantas cultivadas no IPEN apresentaram valores inferiores de concentração dos radionuclídeos analisados quando comparados com as plantas cultivadas pelo produtor, pois estas foram cultivadas em potes com substrato orgânico e adição de fertilizante, cuja análise apresentou baixas concentrações dos radionuclídeos estudados. Baseados em dados da literatura nacional que estudou o fertilizante brasileiro, pode-se concluir, para as plantas do produtor, que o fertilizante exerce uma grande influência na concentração dos radionuclídeos estudados. / Brazil is the largest exporter and second largest producer of tobacco worldwide, according to the crop production of 2013/2014. The tobacco plant (Nicotiana tabacum L.) is used to manufacture all derivatives and the chemical composition of the resulting tobacco products varies with the type of tobacco leaves, how they are grown, the region where they are cultivated, the characteristics of preparation (compression, filter and paper) and the temperature variations resulting from the incomplete combustion of tobacco. Tobacco products are extensively used throughout the world, and the most consumed are cigarettes, cigars and narghile. The damaging effects that these products cause to human health are discussed globally, and many surveys are performed with the aim of relating the use of these products with various illnesses. There is a lack of information about the radiological characterization of the tobacco plant both in international and Brazilian literature. The objective of this study was to determine the concentration of radionuclides 238U, 234U, 230Th, 226Ra, 210Pb and 210Po, members from the 238U decay series, and the radionuclides 232Th and 228Ra members of the 232Th decay series in the varieties Burley and Virginia, which are the most cultivated in Brazil. Plants from these varieties were cultivated in pots with organic substrate and fertilizer and also acquired from the producers and analyzed by alpha spectrometry for U and Th isotopes and 210Po determination, and gross alpha and beta counting, 228Ra, 226Ra and 210Pb determination. The whole plant, from both places, was analyzed; root, stem, leaves, as well as the organic substrate, the fertilizers, and the soil. The results for U and Th isotopes presented values below the detection limits of the methods to the leaves and stems of all plants analyzed, with measurable results only in roots, soil, and substrate. The radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb, and 210Po, were determined in most parts of the plants, with the highest values obtained for 228Ra, which also had the highest value of the transfer factor. Plants grown at IPEN showed lower concentration of radionuclides analyzed when compared with plants grown by the producer, as these were grown in pots with organic substrate and addition of fertilizer, whose analysis showed low concentrations of radionuclides studied. Based on data from national literature who studied the Brazilian fertilizer, it can be concluded, to the plants from the producer, the fertilizer has a great influence in the concentration of radionuclides studied.

O fertilizante fosfatado brasileiro é obtido pela reação por via úmida da rocha fosfática de origem ígnea com ácido sulfúrico concentrado, obtendo como produto final, o ácido fosfórico e como resíduo, o fosfogesso, que é estocado em pilhas, a céu aberto, junto às instalações produtoras. Parte do fosfogesso vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos, devido a sua alta solubilidade, podendo melhorar a estrutura do solo, reduzir a erosão do solo, aumentar os níveis de enxofre e fósforo disponíveis e melhorar a composição dos fertilizantes. Mas a presença de radionuclídeos e metais no fosfogesso impõem restrições sobre o uso na agricultura. Para garantir uma utilização segura, é importante estimar a lixiviação dos radionuclídeos e metais presente no fosfogesso. O objetivo deste trabalho foi estudar a disponibilidade dos radionuclídeos relevantes do ponto de vista radiológico (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po) e dos metais (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg e Pb) presentes no fosfogesso de procedência brasileira, levando em consideração sua aplicação em solo agricultável. Para esta finalidade, foi desenvolvido um protocolo experimental em escala de laboratório, no qual colunas foram preenchidas com misturas de solos arenosos e argilosos típicos brasileiros condicionados com fosfogesso. A essas colunas foi adicionada água, a fim de se alcançar uma extração branda desses elementos. Foi implantado um procedimento analítico para a determinação sequencial dos radionuclídeos de interesse na solução obtida na lixiviação. As frações disponíveis foram obtidas utilizando-se a razão entre as concentrações dos radionuclídeos no lixiviado e as concentrações dos radionuclídeos nas amostras de solo, solo condicionado com fosfogesso e fosfogesso. Os valores de concentração dos radionuclídeos 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po obtidos no fosfogesso das duas procedências variaram de 86 Bq kg-1 a 352 Bq kg-1. As concentrações de 226Ra e 228Ra obtidas no fosfogesso ficaram abaixo do limite máximo permitido pela resolução da Comissão Nacional de Energia Nuclear, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os resultados obtidos para os metais As, Cd, Cr, Ni, Pb, Se e Hg no fosfogesso foram inferiores ao limite máximo para condicionador de solo e para fertilizantes estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os radionuclídeos 226Ra, 210Pb, 210Po e 228Ra apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,2%; para o 238U e 232Th as frações disponíveis apresentaram valores inferiores a 0,05%. Os metais apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,07%. Os resultados obtidos para a fração disponível de metais e radionuclídeos no solo condicionado com fosfogesso demostraram que mesmo utilizando concentrações de fosfogesso dez vezes acima da dose recomendada, a disponibilização foi desprezível. Pode-se concluir que a utilização do fosfogesso como condicionador de solos é viável, no que concerne a disponibilidade dos metais e radionuclídeos estudados. / The Brazilian phosphate fertilizer is obtained by wet reaction of the igneous phosphate rock with concentrated sulphuric acid, giving as final product, phosphoric acid, and dehydrated calcium sulphate (phosphogypsum) as by- product. The phosphogypsum is stored in stacks at open air. Part of this phosphogypsum has been used in agriculture as soil amendment, mainly due to the characteristics of CaSO4, which improves the root penetration in soil. It provides calcium in the soil depth, reduces the aluminium saturation, contributes to the deepening of the plant root system and favours the absorption of water and nutrients. However, the presence of radionuclides and metals put restrictions on the use of phosphogypsum in agriculture. To assure a safe application of phosphogypsum, it is important to estimate the lixiviation of radionuclides and metals present in phosphogypsum. The main objective of this thesis is to study the availability of natural radionuclides, important in terms of radiological protection (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po), and metals (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb), present in the Brazilian phosphogypsum used in agriculture. For this purpose, an experimental protocol was conducted in the laboratory, in which columns filled with Brazilian typical sandy and clay soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of these elements. The availability of the radionuclides and metals was evaluated by measuring the total concentration in the soil amended with phosphogypsum and the concentration in the leachate, to establish the ratio between the available fraction and the total one. An experimental procedure was established for the sequential determination of the radionuclides in the leachate. The concentration of the radionuclides 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in phosphogypsum from the two provenances varied from 86 Bq kg-1 to 352 Bq kg-1. The concentration of the radionuclides 226Ra and 228Ra showed compliance with the limits adopted by Comissão Nacional de Energia Nuclear, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The concentration of As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb in phosphogypsum were below the limits adopted by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The available fractions of the radionuclides 226Ra, 210Pb, 210Po and 228Ra in soils and soil amended with phosphogypsum varied from 0.05% to 1.2%. For 238U and 232Th, the available fractions were lower than 0.05%. The metals showed available fractions in soils and soil amended with phosphogypsum from 0.05% to 1.07%. The results obtained for the concentration of the radionuclides and metals in the available fractions were low; giving evidence that, even when these elements are present in the phosphogypsum, they do not contribute to an enhancement of their content in water. It can be concluded that the utilization of Brazilian phosphogypsum as soil amendment is viable, concerning the availability of the metals and radionuclides studied.