Radionuclides Quality Reference Values in Basalt derived Soils of Forest Conservation Areas

Autores

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.2.p1564-1578

Palavras-chave:

radionuclídeos, valores de Referência, solos

Resumo

Para explorar diferenças e semelhanças radioquímicas entre solos contaminados, intactos e perturbados, especialmente para a tomada de decisões e normas reguladoras, é importante estabelecer Valores de Referência de Qualidade (QRV) relacionados aos radionuclídeos naturais. Neste trabalho foram determinados os teores de 232Th, 238U e 40K e seus respectivos QRV para solos originados de litologia basáltica em uma área de aproximadamente 22.851 km² localizada no Estado do Paraná, Brasil. A amostragem compreendeu setenta e duas amostras de solo coletadas no horizonte A em Áreas de Preservação Ambiental, todas analisadas por espectrometria de raios gama em laboratório. Os resultados mostraram QRV total (incluindo todos os solos amostrados) para 232Th, 238U e 40K, no percentil 75, de 57,34 Bq.kg-1 (14,1 ppm de eTh), 36,63 Bq.kg-1 (3,0 ppm de eU) e 56,28 Bq.kg-1 (0,18% K). Observou-se tendência a maiores valores de 232Th e 238U, e menores valores de 40K, de acordo com a maturação do solo (Neossolo, Nitossolo, Latossolo). A mesma tendência é observada com o aumento do teor de argila. Essas nomeações foram particularmente aprovadas pela Análise de Componentes Principais (PCA). Os QRV também foram obtidos por classes de solos, o que ajuda a verificar suas diferenças nas concentrações para evitar conclusões errôneas relacionadas à possível contaminação de solos perturbados e fornecer subsídios para o estudo comparativo de solos com características semelhantes.

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Biografia do Autor

Juliane Maria Bergamin Bocardi, UNICENTRO - Universidade Estadual do Centro-Oeste

Possui graduação em Química Licenciatura pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE (2003). Possui curso de pós-graduação Especialização para o Ensino de Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE (2005). Possui mestrado em Química Aplicada pela Universidade Estadual de Ponta Grossa – UEPG (2008). Atualmente é professora efetiva de Química na UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus de Medianeira e está afastada para a conclusão do doutorado no Programa Associado de Pós-Graduação em Química, área de concentração em Química na Universidade Estadual do Centro-Oeste - UNICENTRO, Guarapuava, Paraná.

Adelmo Lowe Pletsch, UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ - UTFPR

Professor Associado a Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR. Atua na Graduação e Permanente dos Programas Pós-graduação em Tecnologias Ambientais e Recursos Naturais e Sustentabilidade. Possui Licenciatura Plena em Química; Especialização em Ensino de Ciências - Química; Mestrado em Química dos Recursos Naturais, pela Universidade Estadual de Londrina-UEL, (2002); Doutorado em Química Analítica, pela Universidade Federal da Bahia - UFBA, (2006). Tem experiência na área de Química Geral e Analítica, com ênfase em Análise de Traços e Química Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: metodologias analíticas, gestão de laboratório, tratamento de água, caracterização e monitoramento ambiental, carbono orgânico, disruptores endócrinos, sedimento, solo, metais, organoestânicos, antibióticos e antidepressivos.

Rodrigo Oliveira Bastos, UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO OESTE

Possui graduação em Licenciatura Plena em Física pela Universidade Estadual de Campinas (1999), mestrado em Geociências pela Universidade Estadual de Campinas (2002) e doutorado em Física pela Universidade Estadual de Londrina (2008). Atualmente é professor de ensino superior da Universidade Estadual do Centro-Oeste. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Ensino de Física e Física Nuclear Aplicada, atuando principalmente nos seguintes temas: espectrometria gama, solos, instrumentação nuclear, ensino de física e instrumentação para ensino.

Duvan Gil Rodríguez, UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO OESTE

Estudante de Doutorado no PPGQ da Unicentro. Mestre pela Universidade Estadual do Centro Oeste do Paraná (2020), Graduado em QUIMICA pela Universidade de Cartagena Colômbia (2017). Posse experiência na docência e no analise de aguas potáveis e residuais, asfaltos modificados com polímeros, produção de emulsões e asfaltos com polímeros. Tem conhecimento no manejo de técnicas como espectrometria de absorção atômica, UV-vis, espectrometria de raios gama, ED-XRF e AAS. Sua pesquisa de mestrado se baseou no desenvolvimento de uma metodologia para a análise de cerâmicas arqueológicas, respeitando sua integridade física e química através da radioatividade natural com a técnica de espectrometria de raios gama. No projeto de doutorado seu objetivo é implementar e ampliar a aplicação da metodologia desenvolvida a outros tipos de amostras de interesses arqueológicos e paleontológicos.

Sueli Pércio Quinaia, UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO OESTE

Possui graduação em Licenciatura em Química pela Universidade Estadual de Maringá (1993), mestrado em Química pela Universidade Estadual de Maringá (1996) e doutorado em Química Analítica pela Universidade Federal de São Carlos (1999). Realizou estágio pós-doutoral na Universidade Federal do Paraná (2004). Atualmente é professora Associada nível C na Universidade Estadual do Centro-Oeste - UNICENTRO. Foi chefe do Departamento de Química (mandato 2005-2006) e vice-chefe (mandato 2007-2008). Faz parte do corpo docente do Programa de Mestrado em Química Aplicada da Unicentro e do Programa de Doutorado em Química da UNICENTRO/UEPG/UEL. Foi Coordenadora do Curso de Doutorado Associado em Química (mandato 2012-2016) e Vice coordenadora do Mestrado em Química Aplicada. Tem experiência na área de Química Analítica, com ênfase em Análise de Traços e Química Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: íons metálicos, contaminantes emergentes, amostras ambientais, FAAS, GFAAS, FIA e Voltametria.

Referências

Adams, J. A. S., & Gasparini, P. (1970). Gamma-ray spectrometry of rocks (Methods in Geochemistry and Geophysics, Vol. 10). Elsevier Publishing Company.

Ander, E. L. et al. (2013). Methodology for the determination of normal background concentrations of contaminants in English soil. Science of the Total Environment, 454-455, 604–618. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.03.005

Anisimov, V. S. et. al. (2024). Ecological and Toxicological Assessment of the Soil-Plant Cover of Unmown Streletskaya Steppe in the VV Alekhin Central Chernozem Reserve. Eurasian Soil Science, 57(6), 1084-1096. http://doi.org/10.1134/S1064229323603359

Asokan, A. D. et al. (2020). Petrogenesis of the Kanker granites from the Bastar Craton: Implications for crustal growth and evolution during the Archean–Proterozoic transition. Frontiers in Earth Science, 8. https://doi.org/10.3389/feart.2020.00212

ATSDR. (2013). Toxicological profile for uranium. U.S. Department of Health and Human Services. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp150.pdf

ATSDR. (2014). Addendum to the toxicological profile for thorium. U.S. Department of Health and Human Services. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/thorium_addendum.pdf

Bastos, R. O., & Appoloni, C. R. (2009). Radioactivity of rocks from the geological formations belonging to the Tibagi River ydrographic basin. In Proceedings of the International Nuclear Atlantic Conference (INAC 2009), Rio de Janeiro, Brazil. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/41/057/41057341.pdf

Becegato, V. A. et al. (2008). Concentration of radioactive elements (U, Th and K) derived from phosphatic fertilizers in cultivated soils. Brazilian Archives of Biology and Technology, 51(6), 1255-1266. https://doi.org/10.1590/S1516-89132008000600022

Belivermis, M. et al. (2010). The effects of physicochemical properties on gamma emitting natural radionuclide levels in the soil profile of Istanbul. Environmental Monitoring and Assessment, 163, 15–26. http://doi.org/10.1007/s10661-009-0812-1

Bocardi, J. M. B. et al. (2018). Physical and Chemical Reference Parameters in Soils of Forest Conservation Units of the Paraná Basin 3, Brazil. Revista Brasileira de Geografia Física, 11(01), 099-113. 10.26848/rbgf.v10.6.p099-113

Bourdon, B. et al. (2003). Introduction to U-series geochemistry. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 52(1), 1–21. https://doi.org/10.2113/0520001

Brasil. Conselho Nacional de Meio Ambiente. (2009). Resolução CONAMA n° 420, de 28 de dezembro de 2009. https://cetesb.sp.gov.br/areas-contaminadas/wp-content/uploads/sites/17/2017/09/resolucao-conama-420-2009-gerenciamento-de-acs.pdf

Britzke, D. et al. (2012). A study of potassium dynamics and mineralogy in soils from subtropical Brazilian lowlands. Journal of Soils and Sediments, 12(2), 185–197. https://doi.org/10.1007/s11368-011-0431-7

Caviglione, J. H. et al. (2000). Cartas climáticas do Paraná. Londrina: IAPAR.

Canadian Council of Ministers of the Environment. (2007). Soil quality guidelines and check values for uranium. https://publications.gc.ca/collections/collection_2007/ccme/En108-4-33-2007E.pdf

Chandra, K. et al. (2023). A review on radionuclide pollution in global soils with environmental and health hazards evaluation. Environmental geochemistry and health, 45(12), 9245-9266. https://doi.org/10.1007/s10653-023-01725-2.

Dickson, B. L., & Scott, K. M. (1997). Interpretation of aerial gamma-ray surveys – adding the geochemical factors. Journal of Australian Geology & Geophysics, 17(2), 187-200. file:///C:/Users/ADMIN/Downloads/R41InterpAGRSaddinggeochemfactors%20(1).pdf

Dina, N. T. et al. (2022). Natural radioactivity and its radiological implications from soils and rocks in Jaintiapur area, North-east Bangladesh. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 331(11), 4457-4468. https://doi.org/10.1007/s10967-022-08562-0

EPA. Environmental Protection Agency U.S. (1999). Understanding variation in partition coefficient, Kd, values: Review of geochemistry and available Kd values for cadmium, cesium, chromium, lead, plutonium, radon, strontium, thorium, tritium (3H), and uranium. Washington, DC: EPA. https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-05/documents/402-r-99-004b.pdf

Fabrício Neta, A. B. et al. (2016). Natural concentrations and reference values for trace elements soils of a tropical volcanic archipelago. Environmental Geochemistry and Health, 40. https://doi.org/10.1007/s10653-016-9890-5

Filgueiras, R. A. et al. (2022). Relationships between natural radionuclides activity concentration in soils of the state of Alagoas, Brazil and WRB/FAO soil classification, types of parental rocks and rainfall variability. Applied Radiation and Isotopes, 187, 110309. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110309.

Frindik, O., & Vollmer, S. (1999). Particle-size dependent distribution of thorium and uranium isotopes in soil. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 241(2), 291-296. file:///C:/Users/ADMIN/Downloads/BF02347464.pdf

Galahom, A. A.; Mohsen, M. Y. M.; Amrani, N. (2022). Explore the possible advantages of using thorium-based fuel in a pressurized water reactor (PWR) Part 1: Neutronic analysis. Nuclear Engineering and Technology, 54(1), 1-10. https://doi.org/10.1016/j.net.2021.07.019

Guimarães, C. C. B. et al. (2022). Assessing soil mineralogy and weathering degree by a multi-range sensor synergistic approach: From parent rock to topsoil. Journal of South American Earth Sciences, 116, 103855. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2022.103855

Hamdan, J., & Ahmed, O. H. (2013). Potassium dynamics of a forest soil developed on a weathered schist regolith. Archives of Agronomy and Soil Science, 59(4), 593–602. https://doi.org/10.1080/03650340.2012.663489

Han, J. et al. (2024). Study on the remediation of uranium-contaminated soils by compound leaching: Screening of leaching agents and a pilot-scale application. Journal of Cleaner Production, 450, 141918. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141918

Hiromoto, G. et al. (2010). Radioactive Soil Characterization of Sao Paulo, Brazil. Proceedings of the Annual International Conference on Soils, Sediments, Water and Energy, 12(19), 197-200.

International Atomic Energy Agency. (2003). Guidelines for radioelement mapping using gamma ray spectrometry data (IAEA-TECDOC-1363). https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_1363_web.pdf

Jananee, B. et al. (2021). Natural radioactivity in soils of Elephant hills, Tamilnadu, India. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 329, 1261–1268. https://doi.org/10.1007/s10967-021-07886-7

Jeelani, G. et al. (2022). Trace metal and radionuclide geochemistry of soils in western Himalaya: Implication to ecological and radiological hazards. Environmental Earth Sciences, 81(7), 205. https://doi.org/10.1007/s12665-022-10333-9

Kabata-Pendias, A. (2013). Trace Elements in Soils and Plants. 4th edition. CRC Press/Taylor & Francis Group.

Kamalakar, V.D. et al. (2024). Dependence of natural radioactivity on physico-chemical parameters of soils in Belagavi region of Karnataka, India. Environmental Forensics, 25(4), 180-190. https://doi.org/10.1080/15275922.2022.2125113

Landsberger, S. et al. (2013). Leaching dynamics of uranium in a contaminated soil site. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 296, 319–322. https://doi.org/10.1007/s10967-012-2187-y

Leal, A. L. C. et al. (2020). Spatial distributions of natural radionuclides in soils of the state of Pernambuco, Brazil: Influence of bedrocks, soils types and climates. Journal of environmental radioactivity, 211, 106046. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106046

Lopez-Perez, M. et al. (2021). Natural and artificial gamma-emitting radionuclides in volcanic soils of the Western Canary Islands. Journal of Geochemical Exploration, 229. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2021.106840

Lu, D. et al. (2022). Comparison of potential potassium leaching associated with organic and inorganic potassium sources in different arable soils in China. Pedosphere, 32(2), 330-338. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(21)60077-2

Łukaszek-Chmielewska, A. et al. (2024). A study of natural radioactivity of rock meals used for soil fertilization. Catena, 241, 107959. https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.107959.

Massart, D. L. et al. (2005). Visual Presentation of Data by Means of Box Plots. LC GC Europe, v.18, n.4, p. 215–218.

Mingareeva, E. V. et al. (2022). Natural radionuclides (226Ra, 232Th, and 40K) in soil-forming rocks in the European part of Russia. Biology Bulletin, 49(12), 2397-2409. https://doi.org/10.1134/S1062359022120147

Mingareeva, E. V. (2023). Contents of radionuclides (226Ra, 232Th, 40K, and 137Cs) in soils on moraine deposits in European Russia sampled in 1926–2017. Eurasian Soil Science, 56(Suppl 2), S147-S160. https://doi.org/10.1134/S106422932360149X.

Minina, N. N., A. R. Makhmutov, and O. V. Sinelnikova. (2022). Agrochemical characteristics of soils in the vicinity of the village of Mishkino, Mishkinsky district of the Republic of Bashkortostan. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1043(1), 012053. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012053

Mitchell, N; Perez-Sanchez, D.; Thorne, M.C. (2013). A review of the behaviour of U-238 series radionuclides in soils and plants. Journal of Radiological Protection, 33, 17-48. https://doi.org/10.1088/0952-4746/33/2/R17

MINEROPAR. (2005). Levantamento geoquímico multielementar do Estado do Paraná. Geoquímica de solo - Horizonte B. Relatório final de projeto v.1 e v.2. MINEROPAR.

Nguyen, V. T.; Huynh, N. P. T.; Hao, C. (2020). Accumulation rates of natural radionuclides (40K, 210Pb, 226Ra, 238U, and 232Th) in topsoils due to long-term cultivations of water spinach (Ipomoea Aquatica Forssk.) and rice (Oryza Sativa L.) based on model assessments: A case study in Dong Nai province, Vietnam. Journal of Environmental Management, 271, 111001. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111001

Nowak, J. et al. (2022). Radiological hazard related with natural radioactivity in natural gas transportation - A case study from Poland. Minerals, 12(6), 662. https://doi.org/10.3390/min12060662.

Park, K. C. et al. (2024). Mining for Metal–Organic Systems: Chemistry Frontiers of Th-, U-, and Zr-Materials. Journal of the American Chemical Society, 146(27), 18189-18204. https://doi.org/10.1021/jacs.4c06088

Patel, K. S. et al. (2023). Occurrence of uranium, thorium and rare earth elements in the environment: A review. Frontiers in Environmental Science, 10, 1058053. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1058053

Patra, A. C. et al. (2013). Distribution of radionuclides in surface soils, Singhbhum Shear Zone, India and associated dose. Environmental Monitoring and Assessment, 185:7833–7843. https://doi.org/10.1007/s10661-013-3138-y

Peixoto, C. M. et al. (2013). Determination of Soil Screening Levels for U and Th in Minas Gerais State, Brazil. International Nuclear Atlantic Conference, 24-29.

Perevoshchikov, R.; Perminova, A.; Menshikova, E. (2022). Natural radionuclides in soils of natural-technogenic landscapes in the impact zone of potassium salt mining. Minerals, 12(11), 1352. https://doi.org/10.3390/min12111352.

Pérez, D. V. et al. (1997). Geoquímica de alguns solos brasileiros. Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 4, 1-14.

Preston, W. et al. (2014). Valores de referência de qualidade para metais pesados em solos do Rio Grande do Norte. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 38, 1028-1037. https://doi.org/10.1590/S0100-06832014000300035

Reimann, C.; Caritat, P. (2017). Establishing geochemical background variation and threshold values for 59 elements in Australian surface soil. Science of the Total Environment, 578, 633–648. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.11.010

Ribeiro, F. C. A. et al. (2018). Baseline and Quality Reference Values for Natural Radionuclides in Soils of Rio de Janeiro State, Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 42:e0170146, 1-15. https://doi.org/10.1590/18069657rbcs20170146

Rocha, A. S. et al. (2016). Mapeamento da fragilidade potencial e emergente na Bacia Hidrográfica do Paraná 3. Estudos Geográficos, Rio Claro, 14(1), 43-59. https://www.periodicos.rc.biblioteca.unesp.br/index.php/estgeo/article/view/12025/8047

Santos, L. J. C. et al. (2006). Mapeamento geomorfológico do estado do Paraná. Revista Brasileira de Geomorfologia, 7(2), 3-12. https://doi.org/10.20502/rbg.v7i2.74

Santos, S. N.; Alleoni, L. R. F. (2013). Reference values for heavy metals in soils of the Brazilian agricultural frontier in Southwestern Amazônia. Environmental Monitoring and Assessment, 185, 5737–5748. https://doi.org/10.1007/s10661-012-2980-7

Semioshkina, N., & Voigt, G. (2021). Soil-plant transfer of radionuclides in arid environments. Journal of Environmental Radioactivity, 237, 106692. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106692

Taboada, T. et al. (2006). Uranium and thorium in weathering and pedogenetic profiles developed on granitic rocks from NW Spain. Science of the Total Environment, 356(1), 192-206. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.03.030

Teixeira, P. C. et al. (2017). Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de Métodos de Análise de Solo, 3 ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa.

Tositti, L. et al. (2016). Assessment of lithogenic radioactivity in the Euganean Hills magmatic district (NE Italy). Journal of Environmental Radioactivity, xxx 1e11. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.07.011

United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. (2000). Sources and effects of ionizing radiation: UNSCEAR 2000 report to the General Assembly, with scientific annexes (Vol. I: Sources). New York, NY: United Nations. https://www.unscear.org/unscear/en/publications/2000_1.html

USDA, NRCS. (1999). Soil taxonomy: A basic system of soil classification for making and interpreting soil surveys (2nd ed.). U.S. Government Printing Office. https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2022-06/Soil%20Taxonomy.pdf

Utermann, J., & Fuchs, M. (2008). Uranium in German soils. In K. L. J. Kok & E. Schnug (Eds.), Loads and fate of fertilizer-derived uranium (pp. 33-45). Backhuys Publishers.

Waichel, B. L. (2005). Lavas do tipo Pahoehoe na região oeste do Paraná: descrição e implicações na formação do magmatismo Serra Geral. Revista Varia Scientia, 05(10), 59-64. https://e-revista.unioeste.br/index.php/variascientia/article/view/197/134

Xu, N. et al. (1993). Evaluation of indigenous concentrations of uranium and thorium in soils of China. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 24:15-16, 1795-1803. https://doi.org/10.1080/00103629309368918

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Publicado

2025-02-17

Como Citar

Bergamin Bocardi, J. M., Lowe Pletsch, A., Oliveira Bastos, R., Gil Rodríguez, D., & Pércio Quinaia, S. (2025). Radionuclides Quality Reference Values in Basalt derived Soils of Forest Conservation Areas. Revista Brasileira De Geografia Física, 18(2), 1564–1578. https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.2.p1564-1578

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