Three alternatives for the utilisation of the phosphogypsum from the Lowveld region of South Africa were investigated in this thesis, namely (a) its suitability for use as building material; (b) its conversion to saleable ammonium sulphate and precipitated calcium carbonate; and (c) the reaction mechanism, pathway and kinetics of its thermal reduction with graphitic carbon to calcium sulphide. The phosphogypsum contains activity concentrations of naturally occurring radioactive nuclides of uranium, thorium and their progenies that are lower than the 500 Bq/kg limit set for regulation in South Africa. The K-40 activity concentration is below the minimum detectable amount of 100 Bq/kg by gamma spectrometry. The calculated values for Hex, Hin and Iγ are: 2.12 + 0.59, 3.44 + 0.64 and 2.65 + 0.76 respectively. The calculated Raeq is 513 + 76 Bq/kg. The phosphogypsum is suitable for restricted use in building materials but a final decision for its use should be taken with the consideration of scenarios of use. The phosphogypsum was converted to ammonium sulphate and precipitated calcium carbonate in a Merseburg process that has been modified by omitting the CO2 scrubbing towers. This modification reduced the heating requirement in the gypsum conversion reactor by 35 °C. The calcium carbonate precipitated as calcitic, scalenohedral polymorphs with a mean size of 3.4+ 0.1 μm in diameter. A kinetic study of the reaction between phosphogypsum and graphitic carbon was carried out in the range 25 °C to 1200 °C using a TG-DSC analyser. The results showed that after the dehydration of the phosphogypsum to anhydrite the anhydrite converts to calcium sulphide via an intermediate compound, characterised by a mass loss of 11%. The average activation energy for the reduction of phosphogypsum with iv graphite was determined using the Ozawa-Flynn-Wall- (OFW) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) methods to be between 330-370 kJ/mol. The reaction pathway for the thermal reduction of the phosphogypsum with graphite was studied using in situ Raman spectroscopy. The dehydration of the phosphogypsum to anhydrite was completed at about 142 °C. The dehydration was followed by the formation of the intermediate compound at about 900 °C. The intermediate compound, proposed to be a dehydrated Orschallite-type compound (Ca3[SO4][SO3]2), converted to CaS at about 1000 °C.

Thesis (M. Sc.)--University of Alberta, 2009. / Title from pdf file main screen (viewed on July 21, 2009). "A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Land Reclamation and Remediation, Department of Renewable Resources, University of Alberta." Includes bibliographical references.

O objetivo deste estudo foi aplicar técnicas de geoquímica de elementos maiores, menores e isótopos de Sr e Nd para identificar contaminação por fosfogesso em sedimentos fluviais da bacia hidrográfica Mogi/Piaçaguera. Para isto, foram analisados perfis de sedimento das margens dos rios Cubatão, Pereque, Mogi (montante, meio e jusante), Piaçaguera e Jurubatuba, inseridos no alto estuário santista, assim como solos, rochas e águas superficiais. Os métodos utilizados foram fluorescencia e difratometria de raios-x, microscopia ótica e analises isotópicas de Sr e Nd. Os resultados demonstraram fator de enriquecimento de Sr, Nd, Nb, La, F e Ce nos sedimentos superficiais do Rio Mogi jusante, comparado aos demais sedimentos fluviais analisados. As composições isotópicas dos sedimentos fluviais regionais foram dentro do padrão das rochas e solos da bacia hidrográfica. A exceção se deve aos sedimentos fluviais superficiais do Rio Mogi jusante que apresentaram assinaturas química e isotópica semelhantes do fosfogesso. O cálculo de proporção de mistura de composições isotópicas de Sr e Nd proveniente do fosfogesso indicou significativa discrêpancia para os dois métodos, de até 6% para Sr e 35% para Nd. Pelo contrário, diagramas 143Nd/144Nd e 87Sr/86Sr apresentaram proporções menores de 10%, coerentes com estudo da literatura que estimou de 13% a 18% a solubilização do fosfogesso em água. A normalização das composições isotópicas com a água do mar (e87Sr) dos resultados para extração parcial (ácido acético) indicou valores de e87Sr semelhantes para solos, sedimentos e águas superficiais da bacia hidrográfica, inclusive, levanta-se hipotese da influência da maré nos sedimentos do Rio Jurubatuba, com padrão isotópico semelhante da água do mar. Distintamente, confirmaram-se assinaturas isotópicas do fosfogesso nos sedimentos do Rio Mogi jusante. Em suma, isotopos de Sr e Nd demonstraram ser importantes ferramentas na identificação de plumas de contaminação antrópica, como também na identificação das prováveis fontes destas anomalias. / This objective of this study was applying geochemical techniques of major and minor elements, aswell as Sr. And Nd isotopes to identify contamination by phosphogypsum in fluvial sediments in the hydrografic basin of Mogi/Piaçaguera. Profiles of sediments from Cubatão, Pereque, Mogi (upstream,middle and downstream), Piaçaguera and Jurubatuba rivers margins, inserted in the high Santista stuary, as well as soils, rocks and superfial waters were analysed. The methods used were fluorescence and difratometria of X-rays, optical microscopy and isotopic analyses of Sr and ND. The results showed a factor of enrichment of Sr. Nd. NB, La, F and Ce in surface sediments of the Rio Mogi jusante, compared to other fluvial sediments analysed. The isotopic compositions of regional fluvial sediments were in accordance with rocks pattern and the hydrografic basin soils. The exception is due to surface fluvial sediments of the Rio Mogi jusante, which showed chemical and isotopic signatures similar to phosphogypsum. The calculation of proportion of isotopic composition mixtures of Sr. And Nd resulted from phosphogypsum indicated a significative discrepance for these two methods of up to 6% to Sr and 35% to Nd. On the contrary, 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr dyagrams presented minor proportions of 10% in coherence with the literature study, which estimated 13% to 18% the solubilization of phosphogypsum in water. The isotopic compositions normalization with sea water (e87Sr) of results for partial extraction (accectic acid) showed the value of e87Sr similar for soils, sediments and surface waters of the hydrografic basin. The hypotesis of the tidal influence in sediments of Rio Jurubatuba was arised, with a isotopic pattern similar to sea water. In a distinct way, the isotopic signatures of phosphogypsum in sediments of Rio Mogi jusante were confirmed. In summary,isotopes of Sr and Nd showed that are significant tools in the identification of plumas of antropic contamination, as well as in the identification of probable sources of these anomalies.

Os fertilizantes fosfatados produzidos no Brasil são obtidos principalmente pelo processamento por via úmida da rocha fosfática ígnea com ácido sulfúrico concentrado, gerando como produto final o ácido fosfórico e como subproduto o sulfato de cálcio di-hidratado (fosfogesso ou gesso agrícola). Parte do fosfogesso gerado é estocada em pilhas a céu aberto e parte vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos. Para garantir utilização segura do fosfogesso na agricultura é importante a determinação dos teores de impurezas, em particular os metais, presentes no mesmo. Neste trabalho foram determinadas as concentrações dos metais (As, Ba, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn e elementos terras raras - ETR) presentes no fosfogesso (FG) e nos fertilizantes superfosfato simples (SSP), superfosfato triplo (TSP), fosfato monoamônio (MAP) e o di-amôniofosfato (DAP) produzidos no Brasil. Os metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn foram determinados de acordo com a metodologia EPA 3052. Os mesmos metais, As e Se também foram determinados de acordo a metodologia EPA 3050B, recomendada pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Todos estes metais possuem limites máximos de concentração estabelecidos pelo órgão de meio ambiente estadual, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), e/ou pelo MAPA. As duas metodologias apresentaram valores de concentração diferentes para os metais analisados. Ba, Co, Cr e ETR foram determinados pela técnica de análise por ativação neutrônica instrumental (INAA). Avaliou-se também a disponibilidade dos metais As, Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Se e Zn para o meio ambiente determinando-se a concentração destes por meio de metodologia estabelecida pela Comunidade Européia. Todos os resultados obtidos para as amostras de fosfogesso estão abaixo dos limites estabelecidos pelo MAPA e pela CETESB. As concentrações dos metais presentes no fosfogesso são menores do que os valores encontrados nos fertilizantes fosfatados estudados. Esta última metodologia mostrou que os metais presentes nas amostras estão muito pouco disponíveis para o meio ambiente. Os resultados atestam a aplicação segura deste subproduto nos solos agrícolas quanto ao quesito de contaminação por metais. / 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. Part of this phosphogypsum is stored in stacks at open air and part has been used in agriculture, as soil amendment. To assure a safe utilization of phosphogypsum it is important to determine the levels of impurities, particularly of metals, present in phosphogypsum. In this paper, the concentration of metals (As, Ba, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn and rare earth elements) present in Brazilian phosphogypsum and also in single super phosphate (SSP), triple super phosphate (TSP), monoammonium phosphate (MAP) and diammonium phosphate (DAP) were determined. The metals Cd, Cu, Ni, Pb and Zn were determined following the procedure EPA 3052. The same elements, As and Se were also determined following the procedure EPA 3050B, recommended by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). All these metals are controlled by environmental and agriculture regulation institutes in Brazil. The concentrations obtained for the metals analyzed by using the two procedures were different. Ba, Co, Cr and rare earth elements were determined by neutron activation analysis. In order to evaluate the availability of these metals As, Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Se and Zn to the environment, the content of the same elements were determined following a procedure established by the EC (European Community), which includes an initial attack of the samples with EDTA-NH4 0.05M, at pH 7.0. In all these cases, phosphogypsum presented metals concentration lower than the phosphate fertilizers, and the results are below the limits adopted by MAPA and Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). The results obtained using the methodology with mild attack show that the metals are not available to the environment, giving evidence that the application of phosphogypsum in agriculture is safe as far as contamination by metals.

Os fertilizantes fosfatados produzidos no Brasil são obtidos principalmente pelo processamento por via úmida da rocha fosfática ígnea com ácido sulfúrico concentrado, gerando como produto final o ácido fosfórico e como subproduto o sulfato de cálcio di-hidratado (fosfogesso ou gesso agrícola). Parte do fosfogesso gerado é estocada em pilhas a céu aberto e parte vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos. Para garantir utilização segura do fosfogesso na agricultura é importante a determinação dos teores de impurezas, em particular os metais, presentes no mesmo. Neste trabalho foram determinadas as concentrações dos metais (As, Ba, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn e elementos terras raras - ETR) presentes no fosfogesso (FG) e nos fertilizantes superfosfato simples (SSP), superfosfato triplo (TSP), fosfato monoamônio (MAP) e o di-amôniofosfato (DAP) produzidos no Brasil. Os metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn foram determinados de acordo com a metodologia EPA 3052. Os mesmos metais, As e Se também foram determinados de acordo a metodologia EPA 3050B, recomendada pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Todos estes metais possuem limites máximos de concentração estabelecidos pelo órgão de meio ambiente estadual, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), e/ou pelo MAPA. As duas metodologias apresentaram valores de concentração diferentes para os metais analisados. Ba, Co, Cr e ETR foram determinados pela técnica de análise por ativação neutrônica instrumental (INAA). Avaliou-se também a disponibilidade dos metais As, Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Se e Zn para o meio ambiente determinando-se a concentração destes por meio de metodologia estabelecida pela Comunidade Européia. Todos os resultados obtidos para as amostras de fosfogesso estão abaixo dos limites estabelecidos pelo MAPA e pela CETESB. As concentrações dos metais presentes no fosfogesso são menores do que os valores encontrados nos fertilizantes fosfatados estudados. Esta última metodologia mostrou que os metais presentes nas amostras estão muito pouco disponíveis para o meio ambiente. Os resultados atestam a aplicação segura deste subproduto nos solos agrícolas quanto ao quesito de contaminação por metais. / 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. Part of this phosphogypsum is stored in stacks at open air and part has been used in agriculture, as soil amendment. To assure a safe utilization of phosphogypsum it is important to determine the levels of impurities, particularly of metals, present in phosphogypsum. In this paper, the concentration of metals (As, Ba, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn and rare earth elements) present in Brazilian phosphogypsum and also in single super phosphate (SSP), triple super phosphate (TSP), monoammonium phosphate (MAP) and diammonium phosphate (DAP) were determined. The metals Cd, Cu, Ni, Pb and Zn were determined following the procedure EPA 3052. The same elements, As and Se were also determined following the procedure EPA 3050B, recommended by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). All these metals are controlled by environmental and agriculture regulation institutes in Brazil. The concentrations obtained for the metals analyzed by using the two procedures were different. Ba, Co, Cr and rare earth elements were determined by neutron activation analysis. In order to evaluate the availability of these metals As, Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, Se and Zn to the environment, the content of the same elements were determined following a procedure established by the EC (European Community), which includes an initial attack of the samples with EDTA-NH4 0.05M, at pH 7.0. In all these cases, phosphogypsum presented metals concentration lower than the phosphate fertilizers, and the results are below the limits adopted by MAPA and Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). The results obtained using the methodology with mild attack show that the metals are not available to the environment, giving evidence that the application of phosphogypsum in agriculture is safe as far as contamination by metals.

O objetivo deste estudo foi aplicar técnicas de geoquímica de elementos maiores, menores e isótopos de Sr e Nd para identificar contaminação por fosfogesso em sedimentos fluviais da bacia hidrográfica Mogi/Piaçaguera. Para isto, foram analisados perfis de sedimento das margens dos rios Cubatão, Pereque, Mogi (montante, meio e jusante), Piaçaguera e Jurubatuba, inseridos no alto estuário santista, assim como solos, rochas e águas superficiais. Os métodos utilizados foram fluorescencia e difratometria de raios-x, microscopia ótica e analises isotópicas de Sr e Nd. Os resultados demonstraram fator de enriquecimento de Sr, Nd, Nb, La, F e Ce nos sedimentos superficiais do Rio Mogi jusante, comparado aos demais sedimentos fluviais analisados. As composições isotópicas dos sedimentos fluviais regionais foram dentro do padrão das rochas e solos da bacia hidrográfica. A exceção se deve aos sedimentos fluviais superficiais do Rio Mogi jusante que apresentaram assinaturas química e isotópica semelhantes do fosfogesso. O cálculo de proporção de mistura de composições isotópicas de Sr e Nd proveniente do fosfogesso indicou significativa discrêpancia para os dois métodos, de até 6% para Sr e 35% para Nd. Pelo contrário, diagramas 143Nd/144Nd e 87Sr/86Sr apresentaram proporções menores de 10%, coerentes com estudo da literatura que estimou de 13% a 18% a solubilização do fosfogesso em água. A normalização das composições isotópicas com a água do mar (e87Sr) dos resultados para extração parcial (ácido acético) indicou valores de e87Sr semelhantes para solos, sedimentos e águas superficiais da bacia hidrográfica, inclusive, levanta-se hipotese da influência da maré nos sedimentos do Rio Jurubatuba, com padrão isotópico semelhante da água do mar. Distintamente, confirmaram-se assinaturas isotópicas do fosfogesso nos sedimentos do Rio Mogi jusante. Em suma, isotopos de Sr e Nd demonstraram ser importantes ferramentas na identificação de plumas de contaminação antrópica, como também na identificação das prováveis fontes destas anomalias. / This objective of this study was applying geochemical techniques of major and minor elements, aswell as Sr. And Nd isotopes to identify contamination by phosphogypsum in fluvial sediments in the hydrografic basin of Mogi/Piaçaguera. Profiles of sediments from Cubatão, Pereque, Mogi (upstream,middle and downstream), Piaçaguera and Jurubatuba rivers margins, inserted in the high Santista stuary, as well as soils, rocks and superfial waters were analysed. The methods used were fluorescence and difratometria of X-rays, optical microscopy and isotopic analyses of Sr and ND. The results showed a factor of enrichment of Sr. Nd. NB, La, F and Ce in surface sediments of the Rio Mogi jusante, compared to other fluvial sediments analysed. The isotopic compositions of regional fluvial sediments were in accordance with rocks pattern and the hydrografic basin soils. The exception is due to surface fluvial sediments of the Rio Mogi jusante, which showed chemical and isotopic signatures similar to phosphogypsum. The calculation of proportion of isotopic composition mixtures of Sr. And Nd resulted from phosphogypsum indicated a significative discrepance for these two methods of up to 6% to Sr and 35% to Nd. On the contrary, 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr dyagrams presented minor proportions of 10% in coherence with the literature study, which estimated 13% to 18% the solubilization of phosphogypsum in water. The isotopic compositions normalization with sea water (e87Sr) of results for partial extraction (accectic acid) showed the value of e87Sr similar for soils, sediments and surface waters of the hydrografic basin. The hypotesis of the tidal influence in sediments of Rio Jurubatuba was arised, with a isotopic pattern similar to sea water. In a distinct way, the isotopic signatures of phosphogypsum in sediments of Rio Mogi jusante were confirmed. In summary,isotopes of Sr and Nd showed that are significant tools in the identification of plumas of antropic contamination, as well as in the identification of probable sources of these anomalies.

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O fosfogesso, também denominado gesso agrícola, sub produto das industrias de fertilizantes fosfatados, pode ser utilizado como condicionador do solo devido a sua capacidade de proporcionar melhorias ao sistema solo-planta. No entanto, este resíduo concentra os radionuclídeos das séries do U e Th, presentes na rocha fosfatada usada como matéria prima, que podem impactar o meio ambiente. Com a finalidade de se verificar a concentração dos radionuclídeos biodisponíveis , foram analisadas amostras de fosfogesso e de fertilizantes fosfatados monoamônio fosfato e fertilizante superfosfato triplo, de duas procedências nacionais. A determinação da concentração de 226Ra, 228Ra e 210Pb se iniciou com a análise por espectrometria gama. Em seguida as amostras foram submetidas a um processo de extração branda com solução de EDTA-NH4 (0,05M) para que então o material lixiviado fosse analisado por meio de contagem alfa e beta total em detector proporcional de fluxo gasoso. Foram obtidos valores médios de extração de 1,6% - 1,7% para 210Pb, 0,5% - 1,4% para o 226Ra e 0,1% - 1,0% para o 228Ra nas amostras de fosfogesso. A baixa porcentagem de extração obtida para os radionuclídeos pode ser explicada tendo-se em vista que a solubilidade do fosfogesso variou de 7,7% a 16%. Para os fertilizantes fosfatados do tipo monoamônio fosfato os valores médios de extração foram inferiores a 26% para o 226Ra, inferiores a 10% para o 228Ra e inferiores a 10% para o 210Pb. Apesar da solubilidade da ordem de 77% dos fertilizantes fosfatados do tipo monoamônio fosfato, muito pouco dos radionuclídeos, presentes inicialmente, se concentraram na solução extraida. Para os fertilizantes fosfatados do tipo superfosfato triplo os valores médios de extração foram de 2,3% para o 226Ra, 1,2% para o 228Ra e 11,3% para o 210Pb. Mesmo com a solubilidade de 66% os fertilizantes fosfatados do tipo superfosfato triplo, muito pouco dos radionuclídeos, presentes inicialmente, se concentraram na solução extraida. / Phosphogypsum, also called gypsum, by-product of the phosphate fertilizer industry, can be used as soil conditioner since it provides improvements in the soil-plant system. However, this by-product concentrates radionuclides of the U and Th series, present in the phosphate rock used as raw material, which can impact the environment. In order to study the bioavailability of radionuclides, samples of phosphogypsum and phosphate fertilizers (monoammonium phosphate and triple superphosphate) were analyzed. The concentration of 226Ra, 228Ra and 210Pb were determined by gamma spectrometry. The samples were leached with a mild EDTA-NH4 (0,05M) solution and the radionuclides present in the final solution were determined by total alpha and beta counting on a gas flow proportional counter. The percentage of extraction varied from 1.6% to 1.7% for 210Pb, from 0.5% to 1.4% for 226Ra and from 0.1% to 1.0% for the 228Ra in phosphogypsum samples. The low percentage of extraction obtained for the radionuclides can be partly explained by the low solubility of phosphogypsum, which ranged from 7.7% to 16%. For the monoammonium phosphate samples the percentage of extraction were less than 26% for 226Ra, less than 10% for 228Ra and less than 10% for 210Pb. In spite of the high solubility of 77% of monoammonium phosphate in the EDTA-NH4 (0,05M) solution, low concentrations of radionuclides were observed in the extracted solution. For the triple superphosphate samples, the percentage of extraction was 2.3% for 226Ra, 1.2% for 228Ra and 11.3% for 210Pb. In spite of the high solubility of 66% of triple superphosphate in the EDTA-NH4 solution, low concentrations of radionuclides were observed in the extracted solution.

As indústrias de fertilizantes fosfatados no Brasil são responsáveis pela produção anual de 5,5x106 toneladas de um subproduto denominado fosfogesso (PG), que pode ser considerado como TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material) e vem sendo estocado em pilhas à céu aberto ao lado das instalações produtoras. Com a presença de radionuclídeos no fosfogesso, faz-se necessário certa restrição para seu uso na agricultura. A Agência Regulatória Brasileira - CNEN estabeleceu limites de 1 Bq g-1 para 226Ra e 228Ra para o uso de fosfogesso na agricultura. No Brasil, esse resíduo vem sendo utilizado como condicionador de solo. Para a utilização segura do PG na agricultura é importante estimar qual poder de lixiviação dos radionuclídeos presente no mesmo. O objetivo do presente trabalho é avaliar a disponibilidade do 210Po na utilização do PG na agricultura como condicionador de solo. Para isso, foi realizado experimento com colunas em PVC preenchidas com amostras de solo argiloso, solo arenoso e PG. As colunas foram lixiviadas com água deionizada. A técnica usada para a determinação de 210Po nas amostras de solo, solo + PG e PG foi a espectrometria alfa que se adéqua para a medição da concentração de 210Po em amostras ambientais, além de apresentar alta eficiência e alta sensibilidade. Para que se pudesse avaliar a disponibilidade de 210Po, a concentração obtida no lixiviado foi comparada com a concentração total de 210Po nas amostras de solo, solo + fosfogesso e fosfogesso. Os resultados obtidos para concentração de atividade de 210Po nas amostras de solo argiloso foram aproximadamente 2,5 vezes maiores do que as amostras de solo arenoso. Para as amostras de fosfogesso os resultados para concentração de atividade de 210Po variaram de 155±11 a 346±7 Bq Kg-1. Conclui-se que mesmo com a adição do fosfogesso no solo, as amostras não apresentaram um aumento na concentração final do radionuclídeo estudado. Pode-se concluir que os radionuclídeos presentes no fosfogesso não estão disponíveis no lixiviado. / The main phosphate industries in Brazil are responsible for the production of 5.5x106 metric tons of a TENORM residue (phosphogypsum-PG) annually, which is stored in stacks. The presence of radionuclides puts restrictions on the use of phosphogypsum in building materials and in soil amendments. The Brazilian regulatory body (CNEN) ruled that phosphogypsum would only be permitted for use in agriculture or in the cement industry if the concentration of 226Ra and 228Ra does not exceed 1 Bq g-1. In Brazil, phosphogypsum has been widely used as soil amendment, to improve the soil fertility. To assure a safe utilization in agriculture, it is important to estimate the lixiviation of the radionuclides in phosphogypsum. The main objective of this study is to evaluate the availability of 210Po in the utilization of phosphogypsum in agriculture as soil amendment. For this purpose, an experiment was carried out, in which columns filled with sandy and clay Brazilian typical soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of 210Po. The technique used for the determination of 210Po in the samples of soil, soil + phosphogypsum and phosphogypsum was alpha spectrometry which is suitable for the measurement of low activity of 210Po in environmental samples, since it presents high efficiency and sensibility. The concentration present in the leachate was compared with the total concentration of 210Po in soil, in the mixture soil + phosphogypsum and phosphogypsum, in order to evaluate the availability of 210Po. The results obtained for the activity concentrations of 210Po in the clay soil were approximately 2.5 times higher than the sand soil. The results obtained for the radionuclides concentration in the phosphogypsum varied from 155±11 to 346±7 Bq kg-1 for 210Po. However, the addition of phosphogypsum to the soils studied did not represent any increase in the final activity concentration. The results obtained for the activity concentration of 210Po in the leachate were close to the detection limits of the methodologies adopted, giving evidence that, although the radionuclides are present in the PG, they are not available in the leachate.

As indústrias de fertilizantes fosfatados no Brasil são responsáveis pela produção anual de 5,5x106 toneladas de um subproduto denominado fosfogesso (PG), que pode ser considerado como TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material) e vem sendo estocado em pilhas à céu aberto ao lado das instalações produtoras. Com a presença de radionuclídeos no fosfogesso, faz-se necessário certa restrição para seu uso na agricultura. A Agência Regulatória Brasileira - CNEN estabeleceu limites de 1 Bq g-1 para 226Ra e 228Ra para o uso de fosfogesso na agricultura. No Brasil, esse resíduo vem sendo utilizado como condicionador de solo. Para a utilização segura do PG na agricultura é importante estimar qual poder de lixiviação dos radionuclídeos presente no mesmo. O objetivo do presente trabalho é avaliar a disponibilidade do 210Po na utilização do PG na agricultura como condicionador de solo. Para isso, foi realizado experimento com colunas em PVC preenchidas com amostras de solo argiloso, solo arenoso e PG. As colunas foram lixiviadas com água deionizada. A técnica usada para a determinação de 210Po nas amostras de solo, solo + PG e PG foi a espectrometria alfa que se adéqua para a medição da concentração de 210Po em amostras ambientais, além de apresentar alta eficiência e alta sensibilidade. Para que se pudesse avaliar a disponibilidade de 210Po, a concentração obtida no lixiviado foi comparada com a concentração total de 210Po nas amostras de solo, solo + fosfogesso e fosfogesso. Os resultados obtidos para concentração de atividade de 210Po nas amostras de solo argiloso foram aproximadamente 2,5 vezes maiores do que as amostras de solo arenoso. Para as amostras de fosfogesso os resultados para concentração de atividade de 210Po variaram de 155±11 a 346±7 Bq Kg-1. Conclui-se que mesmo com a adição do fosfogesso no solo, as amostras não apresentaram um aumento na concentração final do radionuclídeo estudado. Pode-se concluir que os radionuclídeos presentes no fosfogesso não estão disponíveis no lixiviado. / The main phosphate industries in Brazil are responsible for the production of 5.5x106 metric tons of a TENORM residue (phosphogypsum-PG) annually, which is stored in stacks. The presence of radionuclides puts restrictions on the use of phosphogypsum in building materials and in soil amendments. The Brazilian regulatory body (CNEN) ruled that phosphogypsum would only be permitted for use in agriculture or in the cement industry if the concentration of 226Ra and 228Ra does not exceed 1 Bq g-1. In Brazil, phosphogypsum has been widely used as soil amendment, to improve the soil fertility. To assure a safe utilization in agriculture, it is important to estimate the lixiviation of the radionuclides in phosphogypsum. The main objective of this study is to evaluate the availability of 210Po in the utilization of phosphogypsum in agriculture as soil amendment. For this purpose, an experiment was carried out, in which columns filled with sandy and clay Brazilian typical soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of 210Po. The technique used for the determination of 210Po in the samples of soil, soil + phosphogypsum and phosphogypsum was alpha spectrometry which is suitable for the measurement of low activity of 210Po in environmental samples, since it presents high efficiency and sensibility. The concentration present in the leachate was compared with the total concentration of 210Po in soil, in the mixture soil + phosphogypsum and phosphogypsum, in order to evaluate the availability of 210Po. The results obtained for the activity concentrations of 210Po in the clay soil were approximately 2.5 times higher than the sand soil. The results obtained for the radionuclides concentration in the phosphogypsum varied from 155±11 to 346±7 Bq kg-1 for 210Po. However, the addition of phosphogypsum to the soils studied did not represent any increase in the final activity concentration. The results obtained for the activity concentration of 210Po in the leachate were close to the detection limits of the methodologies adopted, giving evidence that, although the radionuclides are present in the PG, they are not available in the leachate.