Teses

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Joel Augusto Moura Porto

Ana Paula de Carvalho Teixeira

Determination Of Natural Uranium And Thorium In Environmental Matrices Surrounding a Uranium Mining Site

Determination Of Natural Uranium And Thorium In Environmental Matrices Surrounding a Uranium Mining Site

Química

Energia, Água e Ciências Ambientais

 

10/07/2026

https://teams.microsoft.com/meet/241963223596677?p

14:00

Profa. Ana Paula de Carvalho Teixeira - Orientadora (Dr. (UFMG))
Prof. Marcelo Machado Viana - Coorientador (Dr. (UFMG))
Dra. Maria Ângela de Barros Correia Menezes (Dr. (CDTN/CNEN))
Prof. Carlos Alberto de Carvalho Filho (Dr. (CDTN))
Profa. Nelcy Della Santina Mohallem (Dr. (UFMG))
Prof. Helvécio Costa Menezes (Dr. (UFMG))

A complexa relação entre o meio ambiente e o consumo de energia destaca uma preocupação central na preservação dos ecossistemas globais. Embora os riscos de segurança da energia nuclear sejam amplamente examinados, há uma lacuna significativa de conhecimento sobre a presença e a influência do urânio e do tório nas proximidades de depósitos uraníferos. Esta pesquisa avalia a distribuição ambiental e o impacto radiológico do urânio natural (U-nat) e do tório natural (Th-nat) no entorno das minas Cachoeira e Engenho, em Caetité, Bahia, Brasil. Utilizando Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS), foi realizada uma análise abrangente de amostras de minério, água, solo e alimentos para caracterizar a assinatura geoquímica das operações de mineração. Os resultados revelaram que, embora as amostras de minério apresentem altas concentrações de atividade, alcançando 2,1410⁵ Bqkg⁻ para U-nat, os níveis de tório foram significativamente menores, com atividades de Th-nat em torno de 1,5210 Bqkg⁻, confirmando que o depósito é predominantemente uranífero. Nas águas subterrâneas, as concentrações de urânio atingiram até 1,26 BqL⁻, excedendo em algumas amostras o limite de 0,44 BqL⁻ para potabilidade, enquanto o tório permaneceu extremamente baixo (1,2710⁻⁴ a 3,6910⁻ BqL⁻) devido à sua elevada imobilidade geoquímica. Os solos agrícolas apresentaram atividades de Th-nat entre 90,97 e 99,42 Bqkg⁻, que, embora superiores à média mundial, resultaram em valores do Índice de Geoacumulação (Igeo) e do Índice de Carga de Poluição (PLI) que classificam a área como não poluída. Além disso, a transferência de radionuclídeos para as culturas locais (milho, feijão e mandioca) foi mínima, com níveis de U-nat entre 0,10 e 0,37 Bqkg⁻, indicando baixa biodisponibilidade. A avaliação radiológica concluiu que a dose efetiva para a população local permanece dentro de limites seguros, uma vez que a dose indicativa total para consumo de água e ingestão de alimentos não excedeu o limite de 0,1 mSvano⁻. O estudo demonstra que a presença desses elementos no ambiente é governada principalmente pelo fundo radioativo natural da Província Uranífera de Lagoa Real, e não por contaminação antropogênica decorrente das atividades de mineração.

ICP-MS, meio ambiente, tório, urânio

The complex relationship between the environment and energy consumption highlights a central concern in preserving global ecosystems. While the safety hazards of nuclear power are widely examined, there is a significant lack of knowledge regarding uranium and thoriums presence and influence near uranium deposits. This research evaluates the environmental distribution and radiological impact of natural uranium (U-nat) and thorium (Th-nat) in the vicinity of the Cachoeira and Engenho mines in Caetité, Bahia, Brazil. Using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), a comprehensive analysis was conducted on ore, water, soil, and food samples to characterize the geochemical footprint of the mining operations. The results revealed that while the ore samples exhibit high activity concentrations, reaching 2.14105 Bqkg⁻ for U-nat, the levels of thorium were significantly lower, with Th-nat activities around 1.52102 Bqkg⁻, confirming that the deposit is predominantly uraniferous. In groundwater, uranium concentrations reached up to 1.26 BqL⁻, exceeding the 0.44 BqL⁻ limit for potability in some samples, whereas thorium remained extremely low (1.2710-4 to 3.6910-3 BqL⁻) due to its high geochemical immobility. Agricultural soils showed Th-nat activities between 90.97 and 99.42 Bqkg⁻, which, although higher than the world average, resulted in Geoaccumulation Index (Igeo) and Pollution Load Index (PLI) values that classify the area as unpolluted. Furthermore, the transfer of radionuclides to local crops (corn, beans, and cassava) was minimal, with U-nat levels between 0.10 and 0.37 Bqkg⁻, indicating low bioavailability. The radiological assessment concluded that the effective dose for the local population remains within safe limits, as the total indicative dose for water consumption and food ingestion did not exceed the 0.1 mSvyear⁻ threshold. The study demonstrates that the presence of these elements in the environment is primarily governed by the natural radioactive background of the Lagoa Real Uraniferous Province rather than by anthropogenic contamination from mining activities.

environment, ICP-MS, thorium, uranium