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Avaliação radiométrica em água subterrânea consumida pela população em municípios das mesorregiões da Borborema, Central Potiguar e Sertão Paraibano

As mesorregiões da Borborema, Central Potiguar e Sertão Paraibano, localizadas nos estados da Paraíba e do Rio Grande do Norte, são conhecidas pelas enormes áreas sedimentares que apresentam minerais com concentrações anômalas de radionuclídeos das séries do urânio e tório, que contribuem significat...

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Main Author: SILVA, Alberto Antônio da
Other Authors: SANTOS JÚNIOR, José Araújo dos
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Águas subterrâneas
Dose efetiva
Monitoração radiométrica
Isótopos do rádio
Risco de câncer
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31123
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spelling ir-123456789-311232019-10-26T03:14:07Z Avaliação radiométrica em água subterrânea consumida pela população em municípios das mesorregiões da Borborema, Central Potiguar e Sertão Paraibano SILVA, Alberto Antônio da SANTOS JÚNIOR, José Araújo dos http://lattes.cnpq.br/4635949814754861 http://lattes.cnpq.br/1701327421787600 Águas subterrâneas Dose efetiva Monitoração radiométrica Isótopos do rádio Risco de câncer As mesorregiões da Borborema, Central Potiguar e Sertão Paraibano, localizadas nos estados da Paraíba e do Rio Grande do Norte, são conhecidas pelas enormes áreas sedimentares que apresentam minerais com concentrações anômalas de radionuclídeos das séries do urânio e tório, que contribuem significativamente para elevar os níveis de radiação de fundo nas águas subterrâneas. O objetivo desta pesquisa consistiu em uma ampla monitoração radiométrica e química em águas de poços utilizadas para consumo. Para a monitoração, foram realizadas medidas "in situ" de parâmetros físico-químicos e utilizados os métodos analíticos de contagem alfa e beta total em um detector proporcional de fluxo contínuo, a espectrometria gama com detector HPGe para caracterização do ²²⁶Ra e ²²⁸Ra, e ICP-MS para determinação das concentrações totais de urânio, tório, chumbo e bário. Também foi avaliado o risco decorrente da ingestão desses radionuclídeos, por meio da determinação da dose equivalente efetiva e estimativas para excesso de risco de osteosarcoma e carcinoma de crânio. Os valores obtidos foram comparados com os limites estabelecidos pela Portaria Nº 2914/11 do Ministério da Saúde, que normatiza a qualidade da água para consumo humano e com a ICRP - 60. Considerando os parâmetros físico-químicos analisados, apenas a turbidez e os sólidos totais dissolvidos não atenderam, na totalidade das amostras, os limites impostos pela Portaria. Em relação à concentração dos metais, apenas o urânio natural e o chumbo total, com "outliers" de 360 μg/L e 50 μg/L, respectivamente, excederam os limites determinados pela Portaria. O valor de referência para radioatividade alfa total foi excedido em seis pontos amostrados, com valores compreendidos entre 0,59 e 1,19 Bq/L. Em relação a radioatividade beta total, os resultados variaram de 0,15 a 8,93 Bq/L, e em dezoito pontos amostrais apresentaram concentrações em atividade superiores ao valor de referência. As concentrações em atividade para o ²²⁶Ra variaram de 0,09 a 3,77 Bq/L, enquanto para o ²²⁸Ra, variaram de 0,02 a 1,27 Bq/L. Foram observados pontos que excedem em 4 e 13 vezes, os valores estabelecidos como limites para ²²⁶Ra e ²²⁸Ra, nessa ordem. A análise dos resultados da razão isotópica ²²⁸Ra/²²⁶Ra indicaram que em 95% dos pontos investigados o ²²⁶Ra predomina em relação ao ²²⁸Ra. Para o cálculo de dose equivalente efetiva foram levados em consideração os parâmetros de incorporação por ingestão para indivíduos do público, cujas doses foram estimadas para se avaliar a contribuição relativa desses radionuclídeos decorrente da ingestão dessas águas. Foram encontrados valores de até 13 mSv/y, sendo as doses mais elevadas observadas na faixa etária entre 1 e 17 anos. O risco de indução de câncer devido à ingestão destes radionuclídeos também foi avaliado. Considerando o consumo sistemático das águas estudadas pode ser esperado um excesso de 148 casos, em comparação com à taxa de incidência natural de sarcoma ósseo. Em relação ao carcinoma de crânio as estimativas foram inferiores ao valor médio estimado pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA). As ordens de grandeza encontradas oferecem riscos radiológicos à saúde da população, porém, as estimativas encontradas demonstram que novos estudos deverão ser realizados, objetivando uma melhor caracterização em relação aos pontos monitorados. FACEPE The mesorregions of Borborema, Central Potiguar and Sertão Paraibano, located in the states of Paraíba and Rio Grande do Norte, are known for the enormous sedimentary areas that present minerals with anomalous concentrations of radionuclides of the uranium and thorium series, that contribute significantly to raise the levels of background in the groundwater. The objective of this research consisted in an extensive radiometric and chemical monitoring in well water used for consumption. For the monitoring, "in-situ" measurements of physical-chemical parameters were used and the analytical methods of alpha and total beta counting were used in a continuous flow proportional detector, gamma spectrometry with HPGe detector for characterization of ²²⁶Ra and ²²⁸Ra, and ICP -MS for determination of uranium, thorium, lead and barium concentrations. The risk of ingestion of these radionuclides was also assessed by determining the effective equivalent dose and estimates for excess risk of osteosarcoma and cranial carcinoma. The values obtained were compared with the limits established by Ordinance Nº 2914/11 of the Ministry of Health, which regulates the quality of water for human consumption and with ICRP-60. Considering the physicochemical parameters analyzed, only turbidity and solids total dissolved samples did not meet the limits imposed by the Ordinance. In relation to the concentration of metals, only uranium and lead, with a mean value of 15.42 μg/L and 43.84 μg/L, respectively, exceeded the limits determined by the Ordinance. The reference value for total alpha radioactivity was exceeded at six sampled points, ranging from 0.59 to 1.19 Bq/L. In relation to total beta radioactivity, the results ranged from 0.15 to 8.93 Bq/L, and at eighteen sample points showed concentrations in activity above the reference value. The concentrations in activity for ²²⁶Ra ranged from 0.09 to 3.77 Bq/L, whereas for ²²⁸Ra, ranged from 0.02 to 1.27 Bq/L. Points exceeding 4 and 13 times were observed, the values established as limits for ²²⁶Ra and ²²⁸Ra, in that order. Analysis of the ²²⁸Ra/²²⁶Ra isotope ratio results indicated that in 95% of the investigated sites ²²⁶Ra predominates over 228Ra. In order to calculate the effective equivalent dose, the incorporation parameters by ingestion were taken into consideration for individuals of the public, whose doses were estimated to evaluate the relative contribution of these radionuclides due to the ingestion of these waters. Values up to 13 mSv/a were found, with the highest doses observed in the age group between 1 and 17 years. The risk of cancer induction due to ingestion of these radionuclides was also evaluated. Considering the systematic consumption of the studied waters an excess of 148 cases can be expected, compared to the natural incidence rate of bone sarcoma. Regarding cranial carcinoma, the estimates were lower than the mean value estimated by INCA. The orders of magnitude found offer radiological risks to the health of the population, however, the estimates found that new studies should be carried out, aiming at a better characterization in relation to the monitored points. 2019-06-18T23:27:49Z 2019-06-18T23:27:49Z 2018-05-04 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31123 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
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