No Brasil, a decisão sobre a limpeza das áreas contaminadas com isótopos radioativos é atualmente realizada caso-a-caso, desde que não há nenhuma orientação ou recomendação geral que suporte as ações a serem tomadas nas fases iniciais de identificação do problema. Para os produtos químicos convencionais, a CETESB - órgão governamental responsável por prevenir e controlar a poluição ambiental no Estado de São Paulo - estabeleceu valores de referência de qualidade, prevenção e intervenção, como a primeira etapa para implementar ações de remediação baseada na avaliação de risco à saúde humana. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma metodologia para o estabelecimento de valores orientadores para a contaminação radioativa do solo, tanto quanto possível consistente e compatível com a metodologia adotada pela CETESB para os locais contaminados com os produtos químicos convencionais. As seguintes etapas foram seguidas neste estudo: desenvolvimento conceitual do cenário e do modelo; codificação das equações em planilha eletrônica; seleção dos valores apropriados e distribuição estatística dos dados de entrada; e derivação dos níveis de intervenção para radionuclídeos selecionados usando o método de Monte Carlo. O modelo matemático desenvolvido foi baseado principalmente nas equações usadas pela U.S. Environmental Protection Agency (EPA) e pelo National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Apresentam-se valores de intervenção e prevenção para 3 cenários de exposição: agrícola, residencial e industrial, tendo como receptores, adultos e crianças de 10 anos; os radionuclídeos considerados foram: 3H, 14C, 32P, 35S, 45Ca, 51Cr, 90Sr, 125I, 131I, 134Cs, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 232Th, 238U, 239Pu e 241Am. Valores de referência de qualidade foram determinados para os radionuclídeos 40K, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, Th-nat e U-nat. Os resultados obtidos neste estudo estão de acordo com aqueles reportados pelo NCRP, considerando-se a existência de diferenças nos modelos adotados e nos valores de entrada utilizados. / At the present, decision about clean-up of Brazilian sites contaminated with radioactive isotopes is addressed on a case-by-case basis, since there is no general guidance or recommendation to support actions in early phases of the problem identification. For chemicals, CETESB - the governmental organization responsible for preventing and controlling environmental pollution in São Paulo State - established background values, prevention and intervention, as the first step to implement a remediation actions based on human health risk assessment. The aim of this study was to develop a methodology for the establishment of target values for radioactive soil contamination, as far as possible consistent and compatible with the approach adopted by CETESB for sites contaminated with chemicals. The following steps have been addressed in this study: conceptual scenario and model development; codification of the equations in an electronic spreadsheet; selection of proper range and statistical distribution of the input values; derivation of the intervention levels for selected radionuclides using Monte Carlo methods. The mathematical model developed was mainly based on the equations used by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) and by the National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) for soil screening purposes. Intervention and prevention values are presented for adult and 10 years old child, for each 3 exposure scenarios: agricultural, residential and industrial; the following radionuclides were considered: 3H, 14C, 32P, 35S, 45Ca, 51Cr, 90Sr, 125I, 131I, 134Cs, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 232Th, 238U, 239Pu and 241Am. Quality reference values were determined for 40K, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, Th-nat e U-nat. Results obtained in this study showed a good agreement with those reported by NCRP, considering that the equations and the input data used in both models are not the same ones.

No Brasil, a decisão sobre a limpeza das áreas contaminadas com isótopos radioativos é atualmente realizada caso-a-caso, desde que não há nenhuma orientação ou recomendação geral que suporte as ações a serem tomadas nas fases iniciais de identificação do problema. Para os produtos químicos convencionais, a CETESB - órgão governamental responsável por prevenir e controlar a poluição ambiental no Estado de São Paulo - estabeleceu valores de referência de qualidade, prevenção e intervenção, como a primeira etapa para implementar ações de remediação baseada na avaliação de risco à saúde humana. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma metodologia para o estabelecimento de valores orientadores para a contaminação radioativa do solo, tanto quanto possível consistente e compatível com a metodologia adotada pela CETESB para os locais contaminados com os produtos químicos convencionais. As seguintes etapas foram seguidas neste estudo: desenvolvimento conceitual do cenário e do modelo; codificação das equações em planilha eletrônica; seleção dos valores apropriados e distribuição estatística dos dados de entrada; e derivação dos níveis de intervenção para radionuclídeos selecionados usando o método de Monte Carlo. O modelo matemático desenvolvido foi baseado principalmente nas equações usadas pela U.S. Environmental Protection Agency (EPA) e pelo National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP). Apresentam-se valores de intervenção e prevenção para 3 cenários de exposição: agrícola, residencial e industrial, tendo como receptores, adultos e crianças de 10 anos; os radionuclídeos considerados foram: 3H, 14C, 32P, 35S, 45Ca, 51Cr, 90Sr, 125I, 131I, 134Cs, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 232Th, 238U, 239Pu e 241Am. Valores de referência de qualidade foram determinados para os radionuclídeos 40K, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, Th-nat e U-nat. Os resultados obtidos neste estudo estão de acordo com aqueles reportados pelo NCRP, considerando-se a existência de diferenças nos modelos adotados e nos valores de entrada utilizados. / At the present, decision about clean-up of Brazilian sites contaminated with radioactive isotopes is addressed on a case-by-case basis, since there is no general guidance or recommendation to support actions in early phases of the problem identification. For chemicals, CETESB - the governmental organization responsible for preventing and controlling environmental pollution in São Paulo State - established background values, prevention and intervention, as the first step to implement a remediation actions based on human health risk assessment. The aim of this study was to develop a methodology for the establishment of target values for radioactive soil contamination, as far as possible consistent and compatible with the approach adopted by CETESB for sites contaminated with chemicals. The following steps have been addressed in this study: conceptual scenario and model development; codification of the equations in an electronic spreadsheet; selection of proper range and statistical distribution of the input values; derivation of the intervention levels for selected radionuclides using Monte Carlo methods. The mathematical model developed was mainly based on the equations used by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) and by the National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) for soil screening purposes. Intervention and prevention values are presented for adult and 10 years old child, for each 3 exposure scenarios: agricultural, residential and industrial; the following radionuclides were considered: 3H, 14C, 32P, 35S, 45Ca, 51Cr, 90Sr, 125I, 131I, 134Cs, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 232Th, 238U, 239Pu and 241Am. Quality reference values were determined for 40K, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, Th-nat e U-nat. Results obtained in this study showed a good agreement with those reported by NCRP, considering that the equations and the input data used in both models are not the same ones.

As cianobactérias são microrganismos fotossintetizantes oxigênicos com ampla plasticidade metabólica e estrutural, que apresentam potencial biotecnológico para exploração na biossorção de metais pesados e biodegradação de poluentes orgânicos. Devido as suas fortes interações com cátions e ao contínuo suprimento de biomassa barata,as cianobactérias podem ser candidatas promissoras à biossorventes para remoção de metais e radionuclídeos. Dessa maneira, numa tentativa de encontrar uma cianobactéria com esse perfil para remover 226Ra de uma mina de urânio desativada da Unidade de Tratamento de Minérios (UTM) pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), Caldas, MG, doze linhagens de cianobactérias foram isoladas desse ambiente. Essas linhagens foram morfologicamente caracterizadas como Aphanothece sp. CENA75, Rhabdoderma sp. CENA114, Synechococcus cf. lividus CENA79, Aphanocapsa cf. holsatica CENA80, Geitlerinema acutissimum CENA85, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81, Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76, Leptolyngbya sp. CENA83, Phormidium formosum CENA86, Phormidium violaceum CENA82 e Nostoc sp. CENA87. A análise molecular dos isolados, baseada em seqüências quase completas do gene RNAr 16S (1325 pb), estava de acordo com a análise morfológica, com exceção das linhagens Rhabdoderma sp. CENA114 e Phormidium violaceum CENA82. As seqüências de RNAr 16S dessas duas linhagens mostraram valores baixos de identidades (<92%) com seqüências do GenBank, o que pode representar novas espécies de cianobactérias. Altas percentagens de identidades (>96%) das seqüências do gene de RNAr 16S foram encontradas entre as linhagens restantes e as do GenBank. A árvore filogenética construída usando o método ?Neighbour Joining? mostrou que as linhagens unicelulares das ordens Chroococcales e as filamentosas da Oscillatoriales eram polifiléticas, conforme já relatado. A distribuição e abundância da população de cianobactérias nos efluentes da UTMINB foram investigadas pelo método da contagem de células viáveis (número mais provável, NMP). O NMP mostrou uma população de cianobactérias variando de 4.0 x 100 to ?2.4 x 108 cells?mL-1. Os locais Cava da Mina, com pH médio de 3,88, e o sistema de tratamento da usina, com pH 8,0, mostraram os mais baixos e mais altos valores de NMP, respectivamente. Para identificar os isolados de cianobactérias prejudiciais, um teste imunológico (ELISA) foi realizado para detectar microcistinas, uma hepatotoxina que causa envenenamento em humanos. A produção de microcistinas foi detectada em três isolados, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81 e Leptolyngbya cf tenerrima CENA76. Esse resultado é inédito, pois não há relatos dos gêneros Pseudanabaena e Leptolyngbya como produtores de microcistinas. / Cyanobacteria are oxygenic photosynthetic microorganisms with wide metabolic and structural plasticity, which have biotechnological potential for exploration in metals biosorption and organic pollutants biodegradation. Due to its strong interactions with cations and a reliable supply of cheap biomass, cyanobacteria may be a promising biosorbent candidate for removing metals and radionuclides. In this way, in an attempt to find a cyanobacteria with this profile to remove 226Ra from a deactivated uranium mine effluents of the Ores Treatment Unit (UTM) belonging to the Nuclear Industries of Brazil (INB), Caldas, MG, twelve cyanobacterial strains were isolated from this environment. These strains were characterized morphologically as Aphanothece sp. CENA75, Rhabdoderma sp. CENA114, Synechococcus cf. lividus CENA79, Aphanocapsa cf. holsatica CENA80, Geitlerinema acutissimum CENA85, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81, Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76, Leptolyngbya sp. CENA83, Phormidium formosum CENA86, Phormidium violaceum CENA82 and Nostoc sp. CENA87. The molecular analysis of the isolates, based on the sequences of nearly complete 16S rRNA gene (1325 bp), was in agreement with the morphological analysis, with exception of Rhabdoderma sp. CENA114 and Phormidium violaceum CENA82 strains. The 16S rRNA sequences of these two strains showed low identities scores (<92%) with sequences from GenBank, which may represent novel cyanobacterial species. High percentages of identities (>96%) of 16S rRNA gene sequences were found between the remaining strains and of the GenBank. The phylogenetic tree of 16S rRNA sequences constructed using Neighbour-Joining method showed that unicellular strains of the orders Chroococcales and filamentous Oscillatoriales were polyphyletic, as reported earlier. The distribution and abundance of cyanobacterial population in the effluents of UTMINB were investigated by viable cells counting (most probable number, MPN) method. The MPN showed a cyanobacterial population range from 4.0 x 100 to ?2.4 x 108 cells?mL-1. The locations of the Pit Mine with pH 3.88 and the Plant System Treatment with pH 8.0 showed the lowest and highest MPN values, respectively. To identify harmful cyanobacterial isolates, an immunological test (ELISA) was carried out to detect microcystins, a hepatotoxin which cause human poisoning. Microcystins production was found in three isolates, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81 and Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76. This is a novel result since there is no report for both genera, Pseudanabaena and Leptolyngbya, as microcystin producers. Based on the obtained results, the Aphanothece CENA75 strain found in all UTM-INB effluents sampled, including in the Pit Mine location, which has an acidic pH (average of 3.88) and high level of uranium (5.68 mg?L-1) and radium, was selected for the 226Ra biosorption assays. The experiments performed in pH 3.5 and 5.0 showed that dried biomass of Aphanothece CENA75 behaves as a weakly acid resin. The ratio (final concentration/initial concentration) of 226Ra adsorption after 135 min in pH 3.5 and 5.0 was 0.86 and 0.82, respectively. These results showed that the dried biomass of Aphanothece CENA75 adsorbed low amount of 226Ra in both studied pH values. However, the increase of the radionuclide retention in pH 5.0 suggests that more adsorption may occur in pH above of this value.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-15T13:26:45Z No. of bitstreams: 1 Patrik Diogo Antunes.pdf: 491440 bytes, checksum: 417fd690bd04c7d6f258f4032d5b1001 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T13:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patrik Diogo Antunes.pdf: 491440 bytes, checksum: 417fd690bd04c7d6f258f4032d5b1001 (MD5) Previous issue date: 2009-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Soil 137Cs contents have been used to quantify losses or accumulations, based on values from reference sites with little soil disturbance in the last decades. Determinations in such sites have not been made in Northeast Brazil. Three areas with flat topography, native vegetation and undisturbed soils were selected in the municipalities of Goiana, Araripina and Sertânia, Pernambuco state. In each area, four locations were marked, 20 to 50 m distant from each other, and, in each one, soil samples were collected in consecutive 3 cm deep layers, down to 30cm. 137Cs activities were determined using gamma spectrometry with a hyperpure germanium detector (HPGe). Average contents of 137Cs (Bq m-2) were 71.6 ± 6.3 in Goiana, 64.0 ± 13.8 in Araripina and 95.5 ± 9.8 in Sertânia. Values in this range have been reported in Paraíba and Bahia, and higher ones in the Southeastern region, confirming the reduction of stocks in areas closer to the equator. The highest activities occurred in the surface layers, ranging from 0.50 to 2.06 Bq kg-1, and they decreased linearly with depth until the detection limits: 18 cm in Araripina, 15 cm in Goiana, and 9 cm in Sertânia. In Goiana, the surface layer corresponded to an organic horizon and had the highest activity (2.06 ± 1.0 Bq kg-1). High activities and stock and lower depth in Sertânia could be explained by the predominance of 2:1 clay minerals in opposition to 1:1 clay minerals in the other areas. 137Cs activities were positively correlated with water and KCl pH values and negatively correlated with Al concentrations. The results confirm that, in reference areas, the largest 137Cs activities are in the surface layers, with regular decreases down the soil profile. / O 137Cs tem sido usado para quantificar perdas ou deposição de solo, com base em valores das concentrações em áreas de referência, que tiveram pouca perturbação nas últimas décadas. Determinações em áreas assim ainda não foram feitas na região Nordeste do Brasil. Em Pernambuco, foram selecionadas três áreas com topografia plana, vegetação nativa e solos não perturbados, em Goiana, Sertânia e Araripina. Em cada área, foram marcados quatro pontos, distantes 20 a 50 metros um do outro e, em cada um, retiradas amostras de solo, em camadas consecutivas de 3 cm de profundidade, até 30 cm. As atividades de 137Cs foram determinadas usando espectrometria gama com detector de germânio hiperpuro (HPGe). Os estoques médios de 137Cs (Bq m-2) foram 71,6 ± 6,3 em Goiana, 64,0 ± 13,8, em Araripina, e 95,5 ± 9,8, em Sertânia. Valores nesta faixa têm sido relatados na Paraíba e na Bahia e mais altos na região Sudeste, confirmando a diminuição dos estoques em áreas mais próximas do Equador. As maiores atividades ocorreram nas camadas superficiais, variando de 0,50 a 2,06 Bq kg-1, e decresceram linearmente com a profundidade, até os limites de detecção: 18 cm em Araripina, 15 cm em Goiana e 9 cm em Sertânia. Em Goiana, a camada superficial correspondia a um horizonte orgânico e tinha a mais alta atividade (2,06 Bq kg-1). Atividades e estoque altos e menor aprofundamento em Sertânia poderiam ser explicados pela predominância de argilominerais 2:1 em contraposição à de argilominerais 1:1 nos outros locais. Houve correlações positivas entre a atividade de 137Cs e os valores de pH em água e KCl e correlação negativa com as concentrações de Al. Confirma-se que, em áreas de referência, a maior atividade do 137Cs está na camada superior, com decréscimos regulares ao longo do perfil do solo.

As cianobactérias são microrganismos fotossintetizantes oxigênicos com ampla plasticidade metabólica e estrutural, que apresentam potencial biotecnológico para exploração na biossorção de metais pesados e biodegradação de poluentes orgânicos. Devido as suas fortes interações com cátions e ao contínuo suprimento de biomassa barata,as cianobactérias podem ser candidatas promissoras à biossorventes para remoção de metais e radionuclídeos. Dessa maneira, numa tentativa de encontrar uma cianobactéria com esse perfil para remover 226Ra de uma mina de urânio desativada da Unidade de Tratamento de Minérios (UTM) pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), Caldas, MG, doze linhagens de cianobactérias foram isoladas desse ambiente. Essas linhagens foram morfologicamente caracterizadas como Aphanothece sp. CENA75, Rhabdoderma sp. CENA114, Synechococcus cf. lividus CENA79, Aphanocapsa cf. holsatica CENA80, Geitlerinema acutissimum CENA85, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81, Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76, Leptolyngbya sp. CENA83, Phormidium formosum CENA86, Phormidium violaceum CENA82 e Nostoc sp. CENA87. A análise molecular dos isolados, baseada em seqüências quase completas do gene RNAr 16S (1325 pb), estava de acordo com a análise morfológica, com exceção das linhagens Rhabdoderma sp. CENA114 e Phormidium violaceum CENA82. As seqüências de RNAr 16S dessas duas linhagens mostraram valores baixos de identidades (<92%) com seqüências do GenBank, o que pode representar novas espécies de cianobactérias. Altas percentagens de identidades (>96%) das seqüências do gene de RNAr 16S foram encontradas entre as linhagens restantes e as do GenBank. A árvore filogenética construída usando o método ?Neighbour Joining? mostrou que as linhagens unicelulares das ordens Chroococcales e as filamentosas da Oscillatoriales eram polifiléticas, conforme já relatado. A distribuição e abundância da população de cianobactérias nos efluentes da UTMINB foram investigadas pelo método da contagem de células viáveis (número mais provável, NMP). O NMP mostrou uma população de cianobactérias variando de 4.0 x 100 to ?2.4 x 108 cells?mL-1. Os locais Cava da Mina, com pH médio de 3,88, e o sistema de tratamento da usina, com pH 8,0, mostraram os mais baixos e mais altos valores de NMP, respectivamente. Para identificar os isolados de cianobactérias prejudiciais, um teste imunológico (ELISA) foi realizado para detectar microcistinas, uma hepatotoxina que causa envenenamento em humanos. A produção de microcistinas foi detectada em três isolados, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81 e Leptolyngbya cf tenerrima CENA76. Esse resultado é inédito, pois não há relatos dos gêneros Pseudanabaena e Leptolyngbya como produtores de microcistinas. / Cyanobacteria are oxygenic photosynthetic microorganisms with wide metabolic and structural plasticity, which have biotechnological potential for exploration in metals biosorption and organic pollutants biodegradation. Due to its strong interactions with cations and a reliable supply of cheap biomass, cyanobacteria may be a promising biosorbent candidate for removing metals and radionuclides. In this way, in an attempt to find a cyanobacteria with this profile to remove 226Ra from a deactivated uranium mine effluents of the Ores Treatment Unit (UTM) belonging to the Nuclear Industries of Brazil (INB), Caldas, MG, twelve cyanobacterial strains were isolated from this environment. These strains were characterized morphologically as Aphanothece sp. CENA75, Rhabdoderma sp. CENA114, Synechococcus cf. lividus CENA79, Aphanocapsa cf. holsatica CENA80, Geitlerinema acutissimum CENA85, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81, Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76, Leptolyngbya sp. CENA83, Phormidium formosum CENA86, Phormidium violaceum CENA82 and Nostoc sp. CENA87. The molecular analysis of the isolates, based on the sequences of nearly complete 16S rRNA gene (1325 bp), was in agreement with the morphological analysis, with exception of Rhabdoderma sp. CENA114 and Phormidium violaceum CENA82 strains. The 16S rRNA sequences of these two strains showed low identities scores (<92%) with sequences from GenBank, which may represent novel cyanobacterial species. High percentages of identities (>96%) of 16S rRNA gene sequences were found between the remaining strains and of the GenBank. The phylogenetic tree of 16S rRNA sequences constructed using Neighbour-Joining method showed that unicellular strains of the orders Chroococcales and filamentous Oscillatoriales were polyphyletic, as reported earlier. The distribution and abundance of cyanobacterial population in the effluents of UTMINB were investigated by viable cells counting (most probable number, MPN) method. The MPN showed a cyanobacterial population range from 4.0 x 100 to ?2.4 x 108 cells?mL-1. The locations of the Pit Mine with pH 3.88 and the Plant System Treatment with pH 8.0 showed the lowest and highest MPN values, respectively. To identify harmful cyanobacterial isolates, an immunological test (ELISA) was carried out to detect microcystins, a hepatotoxin which cause human poisoning. Microcystins production was found in three isolates, Pseudanabaena galeata CENA84, Pseudanabaena sp. CENA81 and Leptolyngbya cf. tenerrima CENA76. This is a novel result since there is no report for both genera, Pseudanabaena and Leptolyngbya, as microcystin producers. Based on the obtained results, the Aphanothece CENA75 strain found in all UTM-INB effluents sampled, including in the Pit Mine location, which has an acidic pH (average of 3.88) and high level of uranium (5.68 mg?L-1) and radium, was selected for the 226Ra biosorption assays. The experiments performed in pH 3.5 and 5.0 showed that dried biomass of Aphanothece CENA75 behaves as a weakly acid resin. The ratio (final concentration/initial concentration) of 226Ra adsorption after 135 min in pH 3.5 and 5.0 was 0.86 and 0.82, respectively. These results showed that the dried biomass of Aphanothece CENA75 adsorbed low amount of 226Ra in both studied pH values. However, the increase of the radionuclide retention in pH 5.0 suggests that more adsorption may occur in pH above of this value.