O processamento químico a partir do hexafluoreto de urânio (UF6), permite uma flexibilidade na produção de combustíveis à base de siliceto de urânio (U3Si2) e octóxido de urânio (U3O8). Atualmente no IPEN-CNEN/SP desenvolvem-se trabalhos visando o processamento de combustíveis com alta concentração de urânio, por meio da substituição do U3O8 por U3Si2. Para a obtenção de U3Si2, duas possibilidades podem ser consideradas na preparação da matéria-prima utilizada, que é o tetrafluoreto de urânio (UF4), são elas: a redução do urânio presente na solução hidrolisada do UF6 utilizando-se cloreto estanhoso (SnCl2) e a hidrofluoretação do dióxido de urânio (UO2) proveniente do tricarbonato de amônio e uranilo (TCAU). Descreve-se neste trabalho um procedimento para obtenção de tetrafluoreto de urânio (UF4), utilizando-se como matéria-prima os filtrados gerados na preparação de determinados compostos nos processos de reconversão do hexafluoreto de urânio (UF6), mais especificamente o amonioperóxidofluoranato (APOFU). Os filtrados consistem principalmente de uma solução contendo altas concentrações dos íons amônio (NH4 +), fluoreto (F-) e baixa concentração de urânio. O processo descrito visa principalmente a recuperação do NH4F e do urânio, como UF4, por meio da cristalização do bifluoreto de amônio (NH4HF2) e em uma etapa posterior, a adição deste ao UO2, ocorrendo a fluoração e decomposição. O UF4 obtido foi caracterizado química e fisicamente e será reciclado para ser usado na unidade de produção de urânio metálico para a obtenção de U3Si2, utilizado como combustível para o reator IEA-R1m. / It is a well known fact that the use of uranium tetrafluoride allows flexibility in the production of uranium silicide and uranium oxide fuell. To its obtention there are two conventional routes, the one which reduces uranium from the UF6 hydrolisis solution with stannous chloride, and the hydrofluorination of a solid uranium dioxide. In this work we are introducing a third and a dry way route, mainly utilized to the recovery of uranium from the liquid effluents generated in the uranium hexafluoride reconversion process, at IPEN/CNEN-SP. Working in the liquid phase, this route comprises the recuperation of amonium fluoride by NH4HF2 precipitacion. Working with the solid residues, the cristalized bifluoride is added to the solid UO2, which comes from the U miniplates recovery, also to its convertion in a solid state reaction, to obtain UF4. That returns to the process of metallic uranium prodution unity to the U3Si2 obtention. This fuel is considered in IPENCNEN/ SP as the high density fuel phase for IEA-R1m reactor, which will replace the former low density U3Si2-Al fuel.

Os liquens desempenham um importante papel no estudo da poluição atmosférica. Podem ser usados na avaliação de vários contaminantes do ar, incluindo metais pesados e radionuclídeos. O principal objetivo deste estudo é verificar a possibilidade do uso da espécie de líquen Canoparmelia texana para a avaliação das concentrações dos isótopos de U e Th no ar nas adjacências de instalações que manipulam estes radionuclídeos. Duas regiões foram escolhidas: a indústria de fertilizantes fosfatados e o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), ambos localizados no estado de São Paulo, Brasil. O IPEN tem como principal atividade, a realização de pesquisa no campo do ciclo do combustível nuclear e manuseia quantidades consideráveis de radionuclídeos naturais. A indústria de fertilizantes fosfatados, localizada em Cubatão, utiliza como matéria prima a rocha fosfática e gera como subproduto o fosfogesso, o qual é armazenado em pilhas a céu aberto. Na produção de fertilizantes fosfatados, ocorre um enriquecimento dos radionuclídeos das séries naturais do U e Th no fosfogesso. Os teores dos isótopos de U e Th em amostras de liquens foram determinados por espectrometria alfa após separação radioquímica com resina de troca iônica e medidas dos elementos de interesse em detector de silício do tipo barreira de superfície. Os resultados obtidos no IPEN para o urânio variaram de 2,4 ± 0,4 Bq kg-1 a 8,7 ± 0,5 Bq kg-1 para o 238U e de 2,7 ± 0,6 Bq kg-1 a 9,0 ± 0,2 Bq kg-1 para o 234U. Para o tório, as concentrações variaram de 4,4 ± 0,3 Bq kg-1 a 12,1 ± 2,6 Bq kg- 1 para o 232Th e de 4,6 ± 0,6 Bq kg-1 a 8,9 ± 0,6 Bq kg-1 para o 230Th. Na região de Cubatão, os resultados obtidos variaram de 13,2 ± 3,8 Bq kg-1a 68,4 ± 7,4 Bq kg-1 para o 238U e de 16,5 ± 4,3 Bq kg-1 a 56,8 ± 6,4 Bq kg-1 para o 234U. Para o tório, as concentrações variaram de 7,2 ± 2,1 Bq kg-1 a 28,8 ± 6,0 Bq kg-1 para o 232Th e de 7,4 ± 2,1 Bq kg-1 a 30,7 ± 6,1 Bq kg-1 para o 230Th. Os resultados obtidos para os isótopos de U e Th mostram que a região da indústria de fosfato é mais impactada que a área de influência do IPEN. Os resultados obtidos em ambos locais de coleta sugerem que a espécie de líquen estudada pode ser usada como bioindicador de contaminação atmosférica por radionuclídeos. / Lichen plays an important role in studies of environmental pollution. It can be used for the evaluation of various air contaminants, including heavy metals and radionuclides. The main objective of this study is to verify the possibility of using the lichen species Canoparmelia texana for the assessment of U and Th concentrations in air in the vicinity of installations which deal with these radionuclides. Two regions were chosen: a phosphate fertilizer industry and the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), both located in the state of São Paulo, Brazil. IPEN has as main activity to perform research in the field of the nuclear fuel cycle and therefore deals with considerable quantities of natural radionuclides. The phosphate fertilizer industry, located in Cubatão uses as raw material the phosphate rock, which reacts with sulfuric acid, giving as final product phosphoric acid and phosphogypsum as waste. This waste is stored in piles in the open air. In the phosphate fertilizer production occurs an enrichement of radionuclides from U and Th series in phosphogypsum. The content of U and Th in lichen samples were determined by alpha spectrometry after a radiochemical separation by ionic exchange resins and measurement of the U and Th isotopes in a silicon surface-barrier detector. The results obtained at IPEN for uranium varied from 2.4 ± 0.4 Bq kg-1 to 8.7 ± 0.5 Bq kg-1 for 238U and 2.7 ± 0.6 Bq kg-1 to 9.0 ± 0.2 Bq kg-1 for 234U. For the thorium, concentrations varied from 4.4 ± 0.3 Bq kg-1 to 12.1 ± 2.6 Bq kg-1 for the 232Th and from 4.6 ± 0.6 Bq kg-1 to 8.9 ± 0.6 Bq kg-1 for the 230Th. Cubatão area the results obtained for uranium varied from 13.2 ± 3.8 Bq kg-1 to 68.4 ± 7.4 Bq kg -1 for 238U and from 16.5 ± 4.3 to 56.8 ± 6.4 Bq kg-1 for the 234U. The concentrations for the thorium varied from 7.2 ± 2.1 Bq kg-1 to 28.8 ± 6.0 Bq kg-1 for the 232Th and from 7.4 ± 2.1 Bq kg-1 a 30.7 ± 6.1 Bq kg-1 for the 230Th. The results obtained for the U and Th isotopes show that the region in the surroundings of the phosphate industry is more impacted than the region around IPEN. The results obtained in both places suggest that the lichen species studied can be used as bio indicator of air pollution by radionuclide.

Os liquens desempenham um importante papel no estudo da poluição atmosférica. Podem ser usados na avaliação de vários contaminantes do ar, incluindo metais pesados e radionuclídeos. O principal objetivo deste estudo é verificar a possibilidade do uso da espécie de líquen Canoparmelia texana para a avaliação das concentrações dos isótopos de U e Th no ar nas adjacências de instalações que manipulam estes radionuclídeos. Duas regiões foram escolhidas: a indústria de fertilizantes fosfatados e o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), ambos localizados no estado de São Paulo, Brasil. O IPEN tem como principal atividade, a realização de pesquisa no campo do ciclo do combustível nuclear e manuseia quantidades consideráveis de radionuclídeos naturais. A indústria de fertilizantes fosfatados, localizada em Cubatão, utiliza como matéria prima a rocha fosfática e gera como subproduto o fosfogesso, o qual é armazenado em pilhas a céu aberto. Na produção de fertilizantes fosfatados, ocorre um enriquecimento dos radionuclídeos das séries naturais do U e Th no fosfogesso. Os teores dos isótopos de U e Th em amostras de liquens foram determinados por espectrometria alfa após separação radioquímica com resina de troca iônica e medidas dos elementos de interesse em detector de silício do tipo barreira de superfície. Os resultados obtidos no IPEN para o urânio variaram de 2,4 ± 0,4 Bq kg-1 a 8,7 ± 0,5 Bq kg-1 para o 238U e de 2,7 ± 0,6 Bq kg-1 a 9,0 ± 0,2 Bq kg-1 para o 234U. Para o tório, as concentrações variaram de 4,4 ± 0,3 Bq kg-1 a 12,1 ± 2,6 Bq kg- 1 para o 232Th e de 4,6 ± 0,6 Bq kg-1 a 8,9 ± 0,6 Bq kg-1 para o 230Th. Na região de Cubatão, os resultados obtidos variaram de 13,2 ± 3,8 Bq kg-1a 68,4 ± 7,4 Bq kg-1 para o 238U e de 16,5 ± 4,3 Bq kg-1 a 56,8 ± 6,4 Bq kg-1 para o 234U. Para o tório, as concentrações variaram de 7,2 ± 2,1 Bq kg-1 a 28,8 ± 6,0 Bq kg-1 para o 232Th e de 7,4 ± 2,1 Bq kg-1 a 30,7 ± 6,1 Bq kg-1 para o 230Th. Os resultados obtidos para os isótopos de U e Th mostram que a região da indústria de fosfato é mais impactada que a área de influência do IPEN. Os resultados obtidos em ambos locais de coleta sugerem que a espécie de líquen estudada pode ser usada como bioindicador de contaminação atmosférica por radionuclídeos. / Lichen plays an important role in studies of environmental pollution. It can be used for the evaluation of various air contaminants, including heavy metals and radionuclides. The main objective of this study is to verify the possibility of using the lichen species Canoparmelia texana for the assessment of U and Th concentrations in air in the vicinity of installations which deal with these radionuclides. Two regions were chosen: a phosphate fertilizer industry and the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), both located in the state of São Paulo, Brazil. IPEN has as main activity to perform research in the field of the nuclear fuel cycle and therefore deals with considerable quantities of natural radionuclides. The phosphate fertilizer industry, located in Cubatão uses as raw material the phosphate rock, which reacts with sulfuric acid, giving as final product phosphoric acid and phosphogypsum as waste. This waste is stored in piles in the open air. In the phosphate fertilizer production occurs an enrichement of radionuclides from U and Th series in phosphogypsum. The content of U and Th in lichen samples were determined by alpha spectrometry after a radiochemical separation by ionic exchange resins and measurement of the U and Th isotopes in a silicon surface-barrier detector. The results obtained at IPEN for uranium varied from 2.4 ± 0.4 Bq kg-1 to 8.7 ± 0.5 Bq kg-1 for 238U and 2.7 ± 0.6 Bq kg-1 to 9.0 ± 0.2 Bq kg-1 for 234U. For the thorium, concentrations varied from 4.4 ± 0.3 Bq kg-1 to 12.1 ± 2.6 Bq kg-1 for the 232Th and from 4.6 ± 0.6 Bq kg-1 to 8.9 ± 0.6 Bq kg-1 for the 230Th. Cubatão area the results obtained for uranium varied from 13.2 ± 3.8 Bq kg-1 to 68.4 ± 7.4 Bq kg -1 for 238U and from 16.5 ± 4.3 to 56.8 ± 6.4 Bq kg-1 for the 234U. The concentrations for the thorium varied from 7.2 ± 2.1 Bq kg-1 to 28.8 ± 6.0 Bq kg-1 for the 232Th and from 7.4 ± 2.1 Bq kg-1 a 30.7 ± 6.1 Bq kg-1 for the 230Th. The results obtained for the U and Th isotopes show that the region in the surroundings of the phosphate industry is more impacted than the region around IPEN. The results obtained in both places suggest that the lichen species studied can be used as bio indicator of air pollution by radionuclide.

Cascas de banana foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura, e investigadas como biossorvente de baixo custo para a remoção de íons de urânio provenientes de soluções nítricas. A influência das seguintes variáveis foi estudada: tamanho das partículas do adsorvente, tempo de contato, pH e temperatura. O percentual de remoção aumentou de 13 para 57% quando o tamanho da partícula foi reduzido de 6,000 para 0,074mm. O tempo de contato determinado foi de 40 minutos com remoção de 60% em média. A remoção aumentou de 40 para 55% quando o pH aumentou de 2 para 5. Os modelos de isotermas lineares de Langmuir e Freundlich foram aplicados para descrever o equilíbrio de adsorção. A cinética do processo foi analisada a partir dos modelos de pseudo-primeira e segunda ordens. Parâmetros termodinâmicos como variações da entalpia (H), entropia (S) e energia livre de Gibbs (G) foram calculados. No intervalo de concentração de 50 - 500mg.L-1 , o processo de adsorção foi melhor descrito pela equação de Freundlich. A capacidade de adsorção no equilíbrio foi determinada pela equação de Langmuir, e o valor encontrado foi 11,50 mg.g-1 a 25 ± 2ºC. A cinética foi melhor representada pelo modelo pseudo-segunda ordem. O processo de biossorção para a remoção de urânio das soluções foi considerado exotérmico, e os valores de H e S obtidos foram - 9,61 kJ.mol-1 e 1,37J.mol-1, respectivamente. Os valores da energia livre de Gibbs variaram de -10,03 para -10,06 kJ.mol-1 quando a temperatura aumentou de 30 para 50ºC. Este estudo mostrou o potencial de aplicação das cascas de banana como biossorvente de íons de urânio. / Banana pith was characterized by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy, and investigated as a low cost biosorbent for the removal of uranium ions from nitric solutions. Influences variable as were studied: adsorbent particle size, contact time, pH and temperature were studied. The removal percentage was increased from 13 to 57% when the particle size was decreased from 6.000 to 0.074mm. The determined contact time was 40 minutes with 60% mean removal. The removal was increased from 40 to 55% when the pH varied from 2 to 5. The Langmuir and Freundlich linear isotherm models were applied to describe the adsorption equilibrium. The kinetic of the process was studied using the pseudo-first order and pseudo-second order models. Thermodynamics parameters such as G, S and H were calculated. In concentration range of 50 - 500mg.L-1, the adsorption process was described better by the Freundlich equation. The adsorption capacity at equilibrium of uranium ions was determined from the Langmuir equation, and it was found 11.50 mg.g-1 at 25 ± 2ºC. The kinetic was better represented by the pseudo-second order model. The biosorption process for uranium removal from the solutions was considered an exothermic reaction, and the values of H and S obtained were -9.61 kJ.mol-1 and 1.37J.mol-1, respectively. The values of the Gibbs free energy changed from -10.03 to -10.06 kJ.mol-1 when the temperature was increased from 30 to 50ºC. This study showed the potential application of the banana pith as biosorbent of uranium ions.

RIBEIRO, Lívia Alves Dias. Riscos e injustiça hídrica no semiárido: contribuição à avaliação de equidade ambiental do projeto de mineração de urânio e fosfato em Santa Quitéria, Ceará. 2016. 186 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Weslayne Nunes de Sales (weslaynesales@ufc.br) on 2017-01-26T17:45:57Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_ladribeiro.pdf: 11074741 bytes, checksum: 5f3999f27612a4fae32eef2775baee6f (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-26T20:33:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_ladribeiro.pdf: 11074741 bytes, checksum: 5f3999f27612a4fae32eef2775baee6f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T20:33:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_ladribeiro.pdf: 11074741 bytes, checksum: 5f3999f27612a4fae32eef2775baee6f (MD5) Previous issue date: 2016 / El objetivo de este trabajo es contribuir a la construcción de un proyecto de evaluación de la equidad del Medio Ambiente de Santa Quiteria - la previsión de la extracción de uranio y fosfato en Ceará - a partir de la discusión de las controversias sobre los riesgos potenciales y los impactos en el suministro de agua local. Con este fin, trabajamos juntos con los asentamientos Morrinhos, Queimadas y Distrito Saco do Belém, éstos Santa Quiteria, y distritos Sede y Lagoa do Mato, en estos Itatira. Actualmente en fase de licenciamiento ambiental y nuclear, el proyecto tiene como objetivo explorar durante veinte años el mineral colofanito, donde están asociados el uranio y fosfato. Este uranio se utiliza en la generación de energía nuclear, mientras que el fosfato se utiliza como materia prima para la fabricación de fertilizantes fosfatados y piensos. El proyecto se justifica por el Estado y los empresarios segun sea necesario para aumentar la producción de energía a partir de fuentes nucleares, y para reducir los costos de producción con las importaciones de fertilizantes para la agroindustria. Teniendo en cuenta la justicia ambiental como un horizonte y el campo científico con un papel importante en este paseo, el Nucleo TRAMAS sigue realizando investigaciones con estas comunidades y en el proceso en curso en relación con la minería en Santa Quiteria, propone la construcción de una evaluación de la equidad ambiental - AEA. Este instrumento tiene como objetivo fortalecer la participación de los grupos sociales en los procesos de toma de decisiones sobre los proyectos que de alguna manera afectan su forma de vida. Dentro de esta propuesta más amplia, este estudio investiga los riesgos del proyecto en el suministro de agua local. Los resultados muestran (1) una caracterización de la cuenca del Acaraú, donde la minería tiene la intención de instalar, (2) un análisis del Proyecto de Santa Quiteria desde el contexto de la licencia ambiental y el debate público, poniendo de relieve la importancia de los riesgos de agua, (3) un análisis de la controversia relacionada con el riesgo en el suministro de agua local, (4) un análisis del riesgo de racionamiento de agua de la comparación de escenarios con y sin proyecto. En las consideraciones finales se discute la necesidad de realizar más estudios, complementar esto con miras a la construcción de una evaluación equidad ambiental del desarrollo propuesto. / O objetivo deste trabalho é contribuir com a construção de uma Avaliação de Equidade Ambiental do Projeto Santa Quitéria - que prevê a mineração de urânio e fosfato no Sertão Central do Ceará – a partir da discussão das controvérsias relativas aos riscos e impactos possíveis no abastecimento hídrico local. Para tanto, trabalhamos junto aos Assentamentos Morrinhos e Queimadas, o Distrito de Saco do Belém, estes em Santa Quitéria, e os Distritos Sede e Lagoa do Mato, estes em Itatira. Atualmente em fase de licenciamento ambiental e nuclear, o Projeto Santa Quitéria pretende explorar durante vinte anos o colofanito, onde se encontram associados o urânio e o fosfato. Esse urânio será utilizado na produção de energia nuclear, ao passo que o fosfato será utilizado como matéria-prima para a fabricação de fertilizantes fosfatados e ração animal. O projeto vem sendo justificado pelo Estado e pelos empreendedores como necessário para o aumento da produção de energia a partir da fonte nuclear, e para diminuir os custos de produção com importação de fertilizantes para o agronegócio. Considerando a justiça ambiental como um horizonte e o campo científico com papel importante nesse caminhar, o Núcleo TRAMAS segue realizando pesquisas junto a essas comunidades e, diante do processo em curso a respeito da mineração em Santa Quitéria, propõe a construção de uma Avaliação de Equidade Ambiental – AEA. Este instrumento pretende fortalecer a participação de grupos sociais em processos de tomada de decisão sobre empreendimentos que, de alguma forma, afetam seu modo de vida. Dentro dessa proposta mais ampla, esta pesquisa investiga os riscos do projeto sobre o abastecimento hídrico local. Os resultados trazem (1) uma caracterização da Bacia Hidrográfica do Acaraú, onde a mineração pretende se instalar, (2) uma análise do Projeto Santa Quitéria a partir do contexto de licenciamento ambiental e discussão pública, com destaque para a dimensão dos riscos hídricos, (3) uma análise da controvérsia relacionada ao risco sobre o abastecimento hídrico local, (4) uma discussão sobre o risco de racionamento de água a partir da comparação de cenários com e sem o empreendimento. Nas considerações finais é discutida a necessidade de outros estudos, complementares a este, na perspectiva de construção de uma Avaliação de Equidade Ambiental sobre o empreendimento proposto.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2015. / Submitted by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-01-25T12:20:36Z No. of bitstreams: 1 2015_LilianeFerreiradaSilva.pdf: 9519939 bytes, checksum: abade7471b1782dae3c82d8fdac0ea5d (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-01-25T12:21:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LilianeFerreiradaSilva.pdf: 9519939 bytes, checksum: abade7471b1782dae3c82d8fdac0ea5d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T12:21:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LilianeFerreiradaSilva.pdf: 9519939 bytes, checksum: abade7471b1782dae3c82d8fdac0ea5d (MD5) Previous issue date: 2018-01-25 / A área de estudo é representada pelo Distrito Uranífero de Lagoa Real, localizada no centro-sul do estado da Bahia. Trata-se de região de clima semiárido, quente e seco, com déficit hídrico em todos os meses do ano e elevado índice de aridez. A população rural é especialmente afetada nos períodos de estiagem, pois as principais atividades econômicas na região são a agricultura e a pecuária extensivas em pequenas propriedades, as quais são vulneráveis aos períodos de seca. A água subterrânea representa importante fonte de abastecimento, tendo em vista que a maior parte dos corpos d’água é temporária e só apresenta fluxo nos períodos chuvosos. O principal sistema aquífero da região é fraturado, e a presença de fluxo se dá através das descontinuidades das rochas, considerando que o maciço rochoso corresponde ao conjunto formado pela massa rochosa e pelas descontinuidades (fraturas, foliações, discordâncias, etc.). Nesse sentido, o objetivo principal desta Dissertação de Mestrado foi desenvolver um modelo conceitual para esse sistema aquífero, a partir da caracterização geotécnica das descontinuidades, na medida em que essas estruturas conferem a porosidade secundária do meio. O sistema aquífero é livre, entretanto, apresenta pontos de estagnação de fluxo compondo compartimentos sem comunicação com áreas adjacentes. De acordo com a metodologia, da International Society for Rock Mechanics - ISRM, que consiste em caracterizar quali-quantitativamente as descontinuidades do maciço rochoso, scanlines foram construídas, sistematicamente, descrevendo os seguintes parâmetros das estruturas: atitude, espaçamento, persistência, abertura, preenchimento e rugosidade. A partir da análise dos resultados pode-se concluir que existem três famílias de descontinuidades principais que compõem o sistema aquífero, a família com mergulho para NE, para SW-W-NW e sub-horizontal. A primeira e a segunda famílias são responsáveis pela recarga, já a terceira responde pela interconexão do aquífero fraturado. A parte superior do maciço apresenta-se bastante fragmentada, entretanto, conforme aumenta a profundidade, predominam estruturas mais penetrativas e com espaçamentos maiores entre si, representadas principalmente pela família NE. Essas anisotropias são fundamentais para o fluxo em zonas mais profundas. As estruturas sub-horizontais persistem até a profundidade de 150 metros, garantindo a interconexão do sistema em todo o maciço analisado. Com base nas análises dos parâmetros físico-químicos amostrados nos poços, sejam eles: pH, alcalinidade, condutividade, dureza, Na, K, Mg, Ca, Ba, Mn, Fe, Al, SiO2, SO4, F, Cl, NO3, N (amoniacal),e NO2 (em mg/L), assim como U natural, 226Ra, 228Ra, Th natural e 210Pb (em Bq/L), buscou-se estabelecer o diagnóstico hidroquímico do aquífero, através de análises estatísticas, determinação de valores de background e correlação com as estruturas regionais, com o objetivo de auxiliar no entendimento do sistema aquífero. Os resultados mostraram que a distribuição das descontinuidades não foi fator preponderante para a homogeneização das concentrações dos parâmetros químicos analisados. Nesse caso, a composição das rochas se revelou fator fundamental. A influência do clima semiárido atua no aumento dos teores totais de sais dissolvidos, especialmente como se observa no caso do cloreto, devido aos longos períodos de estiagem aos quais toda a região é submetida. O teor total de sais dissolvidos já se apresentava em concentrações elevadas, antes do início da atividade de mineração. O mesmo ocorre para os radionuclídeos, em especial o urânio. Além do background já ser elevado, considerando que se trata de região naturalmente anômala, alguns poços apresentam valores de radioatividade bem mais altos. Porém, esses teores estão ligados a natureza da rocha onde o poço está instalado, uma vez que não há indícios de ligação entre esses poços anômalos, e também não há indicadores de comunicação entre eles e os demais poços vizinhos, cujos valores encontram-se dentro do background. Ainda, foram constatados elevados teores de nitrato em toda a região, indicando contaminação antrópica intrinsecamente ligada a dejetos de animais e ao lançamento de esgoto sanitário sem tratamento. / The studied area is represented by the uraniferous district of Lagoa Real, located in the center-south of Bahia State, Brazil. The region is set in a semiarid climate context, with hot and dry weather parameters, with hydric deficit along all months of the year and high aridity index. Rural population is affected on drought periods since small agriculture and animal rearing are the main economic activities which are vulnerable in dry seasons. Groundwater represents the main supply source considering that most surface water sources are temporary and only exhibit flow in rainy periods. The main aquifer system present on the region is fractured, and the presence of groundwater flow occurs through the discontinuities of the rock considering that the rock mass corresponds to the set formed by the rock matrix and all its discontinuities (fractures, foliations, discordances, etc). In this sense, the main purpose of this Master Dissertation was to develop a conceptual model for the aquifer system, through the geotechnical characterization of discontinuities, once these structures allow the secondary porosity of the medium. Hydrochemical data hand out as complement for physical characterization for the behavioral interpretation of the aquifer. The aquifer system is unconfined, however, presents points of stagnation of flow forming compartments without communication with the surrounding areas. According to the International Society of Rock Mechanics ISRM method, which consist on qualitative and quantitative characterization of discontinuities of rock mass scanlines were constructed, systematically, describing, the following structure parameters: attitude, spacing, persistence, openness, infilling and roughness. From the results analysis it could be concluded that the aquifer system is composed of three discontinuities sets: one set which dips to NE, second set dipping to SW-W-NW and the last set sub-horizontal. The first and second sets are responsible for the aquifer recharge. The third set of discontinuities is related of the fractured aquifer communicability and interconnection. The upper part of the rock mass is highly fragmented, however, as depth increases, more penetrative structures and larger spacing between discontinuities prevails, mainly represented by the NE set. These anisotropies are important for deeper areas recharge, and the existence of water flow. Sub horizontal structures persist up to 150 m depth, ensuring the system communicability throughout the analyzed rock mass. Based on the physical-chemical parameters analyses, such as: pH, alkalinity, conductivity, hardness, Na, K, Mg, Ca, Ba, Mn, Fe, Al, SiO2, SO42-, F-, Cl-, NO3, ammoniacal N, and NO2 (all in mg/L), as well as natural U, 226Ra, 228Ra, natural Th and 210Pb (in Bq/L), it was possible to establish an aquifer hydrochemical diagnosis, by statistical analysis, background determination and correlations with regional structures, with the intention to assist the understanding of the aquifer system. Results showed that discontinuity distribution were not a predominant factor to the concentrations homogenization of the chemical parameters. In this case, the composition of the rock was revealed as the most important factor. Still semiarid climate influenced on the total dissolved salt content increment, especially when referred to the chloride due to long dry periods, on which usually the region is submitted. Total dissolved salt content was present on high concentrations, before the beginnings of mining activity. The same occurs with uranium radionuclides. Besides having a high background and considering the anomalous nature of the region, some wells presented high radioactive values. However these high levels were linked to the nature of the rock where the well was installed once there was no connection evidence in between these anomalous wells and there were no connection indicators in between surrounding wells whose values were found within the background. Furthermore, it was identified high nitrate levels in the region evidencing anthropogenic pollution intrinsically connected, to animal waste and untreated sewage release.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-10-11T17:26:39Z No. of bitstreams: 1 MARCIO PAES DE BARROS D.pdf: 4042806 bytes, checksum: 63ccbbb93a9f3b1d35447be1d82aa69b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T17:26:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIO PAES DE BARROS D.pdf: 4042806 bytes, checksum: 63ccbbb93a9f3b1d35447be1d82aa69b (MD5) Previous issue date: 2001-05 / Neste trabalho foi estudada a sorção de clorocomplexos de U(IV) em resinas aniônicas piridínicas, a uma temperatura de 80°C. A sorção de clorocomplexos de U(IV) é uma etapa fundamental no processo de enriquecimento isotópico de urânio por cromatografia de oxi-redução. O estudo da sorção foi feito em duas resinas macroporosas e uma resina gel. A sorção de U(IV) nestas resinas foi investigada através do levantamento das isotermas de sorção para concentrações de U(IV) variando de 0,01 mol/1 a 0,2 mol/1, e concentração de HC1 variando de 1,0 mol1/1 a 3,5 mol1/1. A cinética de sorção dos complexos foi estudada utilizando-se modelo matemático específico para caracterização da etapa determinante do processo: difusão no filme ou difusão na partícula. Os resultados obtidos mostram que o U(IV), nas condições estudadas não é adsorvido pela resina. É sugerido que os complexos passíveis de serem retidos pelas resinas são o UCI5 e o UCI44. A análise da etapa determinante dos vários casos estudados mostra que, em muitos casos, prevalece um mecanismo' intermediário entre a difusão no filme e a difusão na partícula. / In this work, the sorption of uranium complexes by anionic ion exchange resins in HC1 solutions was investigated in a temperature of 80°C. The sorption of U(IV) is a key step in the chemical method of uranium isotope enrichment process known as oxi-reduction chromatography. Two macroporous and one gel-type resin were used in sorption experiments. The sorption isoterms were obtained for U(IV) concentration ranging from 0,01 mol1/1 to 0,2 mol/1, and HC1 concentration ranging from 1,0 moll/1 to 3,5 mol1/1. Sorption kinetics was investigated using a specific mathematical model and the aim was to determine the rate limiting step of sorption reaction, if film or particle diffusion. The results show that there is little sorption of U(IV) by the resins in the experimental conditions cited above. It is suggested that only UCl5 and UCI4, are sorbed under these conditions. It was also observed that, in several cases, the rate determining step of sorption process is an intermediate one between film diffusion and particle diffusion.

Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Banca: Marcos Aurélio Farias de Oliveira / Banca: Antenor Zanardo / Banca: Boaventura Freire dos Reis / Banca: Francisco Yukio Hiodo / Resumo: Os radioelementos naturais U, Th e K foram caracterizados na área do Projeto Rio Preto (GO), executado pela extinta Nuclebrás, após a realização de etapa de campo para reconhecimento da área e amostragem de corpos litológicos das formações aflorantes na área. Sua determinação foi efetuada por espectrometria gama que possibilitou a mensuração dos nuclídeos 40K, 214Bi e 208Tl. Para o universo total de amostras (n = 288) também foram efetuadas análises químicas dos óxidos SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO e P2O5 com o intuito de se proceder a caracterização química das rochas da região. Os valores de concentração de óxidos e de nuclídeos permitiram a confecção de mapas de sua distribuição pela área de estudo. Para amostras selecionadas foram realizadas leituras de espectrometria alfa para a determinação dos isótopos de U presentes. As razões 234U/238U e eU/U, relativas às leituras por espectrometria alfa e gama, respectivamente, foram determinadas para avaliar a situação de equilíbrio radioativo na cadeia natural de decaimento do urânio. Foi utilizada também a autorradiografia para identificar a presença de minerais radioativos em lâminas de xistos e gnaisses da Formação Ticunzal. / Abstract: The natural radioelements U, Th and K were characterized in the area of the Rio Preto project held by Nuclebrás, after recognizing the area and sampling the rocks occurring there. The determination was performed by gamma spectrometry that allowed to quantify the nuclides 40K, 214Bi and 208Tl. All rock samples (n = 288) were chemically analyzed in terms of the oxides SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO and P2O5. The values of concentration of oxides and nuclides were used to generate distribution maps in the studied area. Alpha spectrometry was utilized for selected samples in order to determine the U-isotopes. The 234U/238U and eU/U ratios relative to the alpha and gamma spectrometry readings, respectively, were determined to evaluate the radioactive equilibrium condition in the natural uranium series decay. Autorradiography was also used to identify the presence of radioactive minerals in shales and gneisses from Ticunzal Formation. / Doutor

Grupos de ratos Wistar e cães Beagle foram submetidos a dietas com dopagem de urânio, iniciando-se no desmame do animal e prolongando-se até sua maturidade. O conteúdo de urânio em ossos foi determinado por duas técnicas nucleares: nêutron-fissão e análise por ativação neutrônica, obtendo-se microdistribuição e conteúdos totais, respectivamente. O conteúdo total de U em ossos de ratos, em função da quantidade ingerida (medida em ppm de U na ração), exigiu um comportamento tendendo à saturação para doses de urânio na vizinhança de 20 ppm, sendo verificado também ser este o limiar toxicológico do U em ratos. Observou-se uma alteração do regime de saturação para outro, linear crescente, em dosagens superiores a 20 ppm. Esta ocorrência foi discutida em termos de uma provável falência renal de origem toxicológica. A microdistribuição de U em seções transversais do colo femoral de Beagles mostrou que, contrariamente ao que ocorre em situações de ingestão aguda e única, esse radionuclídeo distribui-se igualmente tanto no córtex quanto na medula óssea. Vários \"hot spots\" de U foram observados na região próxima ao endósteo. Foi desenvolvido um modelo biocinético para descrever a acumulação do U em função do tempo, e esse modelo foi validado vis-a-vis dados obtidos neste trabalho com ossos de Beagles. Com isso obteve-se, por extrapolação, que a saturação óssea de U ocorreria num período igual ou superior a 8 anos. Doses internas e microdoses foram acumuladas para a região da medula óssea, e as possíveis consequências radiobiológicas foram discutidas, tomando-se como exemplo ilustrativo a recente questão do urânio depletado disperso, via operações militares, nas regiões do Golfo Pérsico e Balcans. / Groups of Wistar rats and Beagle dogs were submitted to uranium doped diets, starting in the post-weaning period and extending till maturity. The uranium content in bones was determined by means of two techniques: neutron-fission and neutron activation analysis, to obtain microdistributions and total contents, respectively. The total content of U in bones of Wistar rats, as a function of the ingested amount (measured in terms of ppm of U in the food), showed a trend toward saturation for U dosages around 20 ppm, which also represents the toxicological threshold of U in Wistar rats, as verified in this work. Is was also observed, at dosages higher than 20 ppm, a change of the saturation regime into another linearly increasing. This fact was discussed in terms of a possible toxicologically originated renal failure. The U microdistribution in transverse sections of Beagle femoral shafts, showed that this radionuclide is equally distributed all along the cortex and marrow, which is at variance with experimental situations of single and acute dosages. Several U hot spots were observed at locations near to the endosteo. Is was developed a biokinetical model to describe accumulation as a function of time, and this model was validated by a comparison with data for Beagle bones obtained in this work. We came to the conclusion, by extrapolation of the model, that the U saturation in bone would take place after a period equal or higher to 8 years. Internal and microdoses imparted to the central bone marrow were calculated, and the possible radiobiological consequences were discussed, where the recent issue of depleted uranium dispersed in the environment, by means of military operations in the Gulf and Balkans regions, was used as a working example.

A mineralização de U da mina Osamu Utsumi, no sudeste do Complexo Alcalino de Poços de Caldas, MG, de idade mesozóica, foi estudada com métodos geológicos de campo e laboratoriais mineralógico-petrográficos e geoquímicos. É uma mineralização poligenética, formada em fonolitos e nefelina sienitos leuco a hololeucocráticos e brechas magmáticas destes, por processos superimpostos hidrotermais específicos e supergênicos. Os processos hidrotermais mineralizantes ocorreram de forma localizada e causaram a potassificação, argilização e piritização das rochas nefelínicas, transformando-as em hidrotemalitos reduzidos, junto com sua mineralização pobre em U, Th, Zr, ETR, F, Mo, Zn, Pb, Ba, removendo principalmente Na, Ca, Mg e Sr. A mineralização complexa de tipo impregnação disseminada e \"stockwork\" superimposto é bastante variável, indica fluidos heterogêneos e foi relacionada a explosões magmato-freáticas e à formação de brechas de conduto subvulcânicas. A assinatura geoquímica, incluindo os ETR, relaciona estes processos como pós-magmáticos consangüíneos finais ao magmatismo nefelínico. A mineralização de tipo impregnação disseminada é, em geral, pobre (anomalia geoquímica); mineralização mais rica ocorre nas matrizes e como cimentos das brechas e em fraturas da mineralização \"stockwork\". Aí, foram encontradas fases individuais e suas misturas, incluindo sulfetos, óxidos, silicatos e molibdatos, entre outros, com U variando entre 0,65 e 39%-peso; entretanto, um mineral específico de U não pôde ser definido, ocorrendo, provavelmente, uraninita criptocristalina. Há cerca de 76 Ma cessaram, segundo outros autores, os processos magmáticos na área da mina, iniciando-se o ciclo supergênico, em andamento até hoje, e responsável pela formação do perfil de intemperismo. Os agentes desse ciclo, principalmente águas oxidantes descendentes, sob condições ambientais, promoveram a dissolução oxidante de pirita e demais sulfetos, liberação de ácido sulfúrico e ataques variáveis e específicos a todas as fases minerais dos hidrotermalitos reduzidos/piritizados pré-existentes, transformando-os em hidrotermalitos oxidados com OHF (isentos de pirita e demais sulfetos). Originaram-se assim frentes redox típicas, separando os hidrotermalitos reduzidos dos oxidados, por interfaces nítidas muito bem definidas. As zonas de frentes redox compreendem faixas de 10-20 cm de largura dos hidrotermalitos reduzidos e oxidados adjacentes às interfaces e são os principais sítios da mineralização supergênica rica de U. Cinco tipos de frentes redox foram definidos por critérios geológicos, mineralógicos e geoquímicos, todos com atividade de tipo frentes rolantes. Os metais disponibilizados em solução nos processos de frentes redox de ataque ácido (desencadeado pela dissolução da pirita) são redistribuídos nas zonas da frente redox, de acordo com suas afinidades geoquímicas. U e Cd (como greenockita), principalmente, são enriquecidos na mineralização supergênica rica, em micro e macronódulos concrecionários de pitchblenda/uraninita criptocristalina; a grande maioria dos demais metais pesados e parte do U e Cd, além de outros metais mais raros e de origens problemáticas como Pd e W, são enriquecidos e co-precipitados com OHF na zona oxidada da frente; outros metais pesados mais móveis como, por exemplo, Zn, são em parte removidos em solução nas águas do freático e superficiais. Os ETRL fortemente fracionados preservam padrões típicos de rochas e hidrotermalitos alcalinos; os ETR intermediários e ETRP mostram comportamento próprio característico das zonas de frentes redox, incluindo enriquecimentos consideráveis e efeitos tetrádicos, típicos de especiação como íons complexos com ligantes aniônicos em meio aquoso supergênico. Estudos isotópicos do S de piritas hidrotermais e de uma segunda geração de piritas, que ocorrem exclusivamente no interior de nódulos de pitchblenda supergênicos, mostram, para as primeiras, origens de magmas máficos do manto superior e para as segundas, processos biogeoquímicos de fracionamento isotópico por bactérias redutoras de sulfato. Sob aspectos de aplicação, destaca-se o comportamento geoquímico-supergênico conservador de rápida reprecipitação e/ou imóvel de U, Th, ETR, Zr e demais metais pesados, tanto em ambiente redutor quanto oxidante, sendo, no ambiente oxidante, os OHF de baixa cristalinidade as principais fases imobilizantes. / The U-mineralization of Osamu Utsumi Mine in the SE part of the Poços de Caldas Alkaline Complex, MG, of Mesozoic age, was studied with field geological and laboratory mineralogical, petrographical and geochemical methods. It is a polygenetic mineralization hosted in leucocratic to hololeucocratic phonolites, nepheline syenites and their magmatic breccias, formed by superimposed processes of a specific hydrothermal event and supergenic alteration. The hydrothermal mineralizing processes occurred on a local scale and caused potassification, argillation and pyritization of the nephelinic rocks, transforming them into reduced hydrothermalites, along with their low-grade mineralization in U, Th, Zr, REE, F, Mo, Zn, Pb, Ba, and removal of mainly Na, Ca, Mg and Sr. The complex mineralization consists of disseminated impregnation and superimposed stockwork types; it is quite variable, thus indicating heterogeneous fluids and is genetically related to magmato-phreatic explosions and to the formation of subvolcanic conduit breccias. The chemical signature, including REE, indicates these processes as of post-magmatic consanguineous origin of final stages of the nephelinic magmatism. The mineralization of the disseminated impregnation type is generally low-grade (geochemical anomaly); a higher-grade mineralization occurs in the stockwork type in the breccias as matrices and cements, as well as fracture fillings. There were identified individual mineral phases and mixtures, including sulphides, oxides, silicates and molybdates, among others, with U-contents varying from 0.6 to 39 weight-%; nevertheless, a specific U-mineral could not be defined, probably there occurs cryptocrystalline uraninite. 76 my ago, according to some authors, the magmatic processes ceased in the area of the mine, the supergenic cycle, responsible for the weathering profile, started and is still going on today. The main agents of this cycle were oxidizing descending waters under environmental conditions, causing the dissolution of pyrite and other sulphides, the liberation of sulphuric acid as well as variable and specific attacks of all the mineral phases of the reduced pyritized hydrothermalites, transforming them into oxidized hydrous ferric oxides (HFO)-bearing hydrothermalites (without pyrite and other sulphides). Thus typical redox fronts formed, separating the reduced and oxidized hydrothermalites by very well defined interfaces. The redox fronts comprise 10-20 cm-wide zones of the reduced and oxidized hydrothermalites adjacent to the interfaces and they are the main sites of the supergenic rich U-mineralization. Five types of redox fronts could be defined, using geological, mineralogical and geochemical evidence, all acting in a roll front way. The metals released into solution by the roll front processes of acid attack (caused by the pyrite dissolution) are redistributed in the redox front zones, according to their geochemical affinities. Mainly U and Cd (as greenockite) are enriched in the high-grade supergenic mineralization in the reduced front zone as concretionary micro and macronodules of pitchblende/cryptocrystalline uraninite; most of the other heavy metals and part of the U and Cd as well as more rare metals of problematic origins, such as Pd and W, are enriched and co-precipitated with HFO in the oxidized zone of the redox front; still other more mobile metals, as for instante Zn, are removed in solution in ground and surface waters. The strongly fractionated LREE preserve typical patterns of alkaline rocks and hydrothermalites; intermediate and HREE show distinct behavior, characteristic of the redox front zones, including considerable enrichments and tetrad-effects, typical of a speciation as complex ions with anionic ligants in aqueous supergenic environment. S isotope studies of hydrothermal pyrites and of pyrites of a second generation that occur exclusively inside the supergenic pitchblende nodules show, for the former, origins of mafic upper mantle derived magmas and for the latter, isotopically light S, indicating biogeochemical fractionation by sulphate reducing bacteria. Under aspects of practical application, the conservative geochemical behavior of rapid reprecipitation or immobility of U, Th, REE, Zr and other heavy metals in the supergenic reducing and oxidizing environment seems important. HFO are the most efficient metal immobilizing phases in the oxidizing environment.