Abstract: O Oceano Austral é o maior repositório dos oceanos, com concentrações elevadas de nutrientes e baixas de clorofila. A região tem papel fundamental para regular a transferência líquida de dióxido de carbono entre o oceano e a atmosfera, em parte devido à assimilação anual de CO2 pelo fitoplâncton, que resulta na exportação do carbono orgânico particulado (POC) para o oceano profundo. O elemento tório apresenta múltiplos isótopos que tem emergido como traçadores poderosos dos processos associados à transferência de material particulado nos oceanos. De todos os isótopos de Th, o 234Th (meia-vida de 24,1 d) tem sido foco de destaque e aplicação nos últimos anos. A produção do 234Th a partir do 238U, além do comportamento conservativo solúvel do 238U na água do mar, tornam fácil a caracterização das fontes de 234Th neste cenário. Além disso, a meiavida do 234Th é suficientemente curta para torná-lo sensível a mudanças a curto prazo (sazonais) que ocorrem na coluna dágua superficial dos oceanos, ou nas colunas dágua e de sedimentos nas regiões costeiras. Devido ao seu comportamento partículo-reativo, o 234Th é removido da água de duas formas, por decaimento ou pelo fluxo de material particulado. Desta forma, um modelo de balanço uni-dimensional no estado estacionário pode ser utilizado para estimar seu fluxo. Os isótopos naturais de Ra também tem sido amplamente empregados em estudos marinhos para traçar massas dágua e quantificar processos de mistura. Este trabalho apresenta os resultados de um projeto de pesquisa multidisciplinar que investigou a distribuição dos fluxos de carbono orgânico no Estreito de Bransfield com a finalidade de avaliar sua influência na remoção de CO2 da atmosfera local. As distribuições de macro-nutrientes, micro-nutrientes e clorofila-a foram utilizadas para examinar possíveis fontes e vias de transferência. Os isótopos de Ra foram aplicados como traçadores de massas dágua, enquanto o 234Th foi utilizado como traçador do fluxo particulado no oceano, uma vez que o afundamento deste material é o principal mecanismo de seqüestro de carbono no Oceano Austral. As amostras foram coletadas no período de 9 a 14 de Dezembro de 2007, a bordo do Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel, da Marinha do Brasil.

Palavras-Chave: thorium 234; radium isotopes; natural radioactivity; trace amounts; carbon; exports; antarctica

VIEIRA, LUCIA H. Aplicacao dos isotopos naturais de Ra e do Th-234 como tracadores do carbono organico exportado para o estreito de bransfield, Antartica. Orientador: Joselene de Oliveira. 2011. 135 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-20062011-104713. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11533. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os peixes além de suas qualidades nutricionais podem também ser considerados como um dos mais significantes indicadores em sistemas aquáticos para a estimativa de níveis de poluição por metais tóxicos, porque eles bioacumulam esses metais, ocupam diferentes níveis tróficos e são de tamanhos e idades diferentes. Esse estudo pretendeu contribuir com dados importantes para o conhecimento dos constituintes nutricionais e tóxicos em músculos de pescados mais consumidos em duas regiões costeiras, Cananéia e Cubatão. De Cananéia, as espécies mais consumidas foram Micropogonias furnieri (Corvina), Macrodon ancylodon (Pescada), Centropomus undecimalis (Robalo Peba) e Mugil platanus (Tainha). De Cubatão, Micropogonias furnieri (Corvina), Macrodon ancylodon (Pescada), Menticirrhus americanus (Perna de moça), Sardella braziliensis (Sardinha) e Mugil liza (Tainha). Para a realização desse estudo foram desenvolvidas e validadas quanto à precisão e exatidão, metodologias analíticas por meio da análise de materiais de referências certificados. A determinação dos micronutrientes (Ca, Fe, K, Na, Se e Zn) e alguns elementos traço (As, Br, Co, Cr, Rb, etc) em pescados, foi feita por meio da técnica de Ativação Neutrônica (AAN). Utilizou-se a Espectrometria de Absorção Atômica com Geração de Vapor Frio (CVAAS) para a determinação de Hg e com atomização eletrotérmica (ETAAS), para os elementos Cd e Pb. Para essas amostras ainda foram realizadas Análise de Composição Centesimal de acordo com metodologias preconizadas pela AOAC e de Ácidos Graxos, por cromatografia gasosa. Com relação aos ácidos graxos da família -6, a Tainha apresentou os maiores teores (8,9%) e a Pescada, os menores teores (4,4%), das espécies de Cananéia. Analisando-se os resultados para o pool das espécies de Cananéia e Cubatão, verificou-se que a sardinha apresentou a maior percentagem de ácidos graxos ômega 3 (31,8%). Quanto aos teores de micronutrientes, houveram grandes variações de concentrações entre indivíduos da mesma espécie e entre as espécies. Aos resultados obtidos foi aplicada a análise discriminante, buscando identificar grupos de amostras de composição química similares, para os elementos determinados e os seus respectivos hábitos alimentares. A partir dos resultados obtidos, com relação ao risco populacional à exposição a elementos tóxicos, nesse caso As e Hg, as espécies Corvina e Pescada comercialmente disponíveis em Cananéia e, Corvina, Sardinha e Tainha comercialmente disponíveis em Cubatão, apresentaram os maiores valores para As, excedendo os limites propostos pela legislação brasileira para esse contaminante. Para Hg, todas as espécies analisadas não ultrapassaram os limites da legislação tanto para as espécies predadoras quanto para as não predadoras. Os resultados obtidos sugerem que a Corvina, é a mais indicada entre as espécies estudadas e pode ser usada como bioindicador de poluição por metais traço (As, Cd, Cr, Hg, Pb e Zn) em estuários, uma vez que bioacumula metais e permanece no estuário até alcançar a idade adulta sendo então, um bom indicador das condições da região costeira onde vive.

Palavras-Chave: fishes; food processing; neutron activation analysis; absorption spectroscopy; trace amounts; brazil

CURCHO, MICHEL R. da S.M. Avaliacao de micro e macroelementos, elementos toxicos (Cd, Hg e Pb) e acidos graxos, em peixes disponiveis comercialmente para consumo em Cananeia e Cubatao, Estado de Sao Paulo. Orientador: Deborah Ines Teixeira Favaro. 2009. 204 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-16092009-143806. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9388. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Muitos estudos têm enfatizado a necessidade de elementos traço durante a infância e sua biodisponibilidade no leite materno. A ausência de elementos essenciais pode levar a várias deficiências. Os elementos essenciais têm importância para os recém-nascidos devido à necessidade indispensáveis desses elementos em relação a crescimento acelerado nesse período. Neste sentido, o objetivo deste estudo consistiu em contribuir para o conhecimento dos teores dos elementos essenciais Ca, Cl, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se e Zn no leite materno (colostro) de mães de neonatos pré-termo e a termo. As amostras de colostro foram coletadas de forma manual do primeiro ao quinto dia após o parto. Após a coleta, as amostras foram congeladas e liofilizadas. Foram também analisadas as principais fórmulas infantis comercializadas na Cidade de São Paulo. As concentrações dos elementos essenciais foram determinadas em 30 amostras de leite colostro e 17 amostras de fórmula infantil por meio da Análise por Ativação com Nêutrons (NAA). Análises multivariadas foram aplicadas e as amostras foram separadas em dois grupos. No entanto, a separação não foi relacionada com a idade gestacional. Os resultados deste estudo mostraram que os níveis de concentração dos elementos Ca, K e Na nas amostras de fórmula infantil analisadas estavam em acordo com as informações impressas nos rótulos e também dentro dos valores recomendados pela ANVISA e do Codex Allimentarius e, portanto, adequado para recomendações nutricionais dos lactentes.

Palavras-Chave: food processing; milk; neutron activation analysis; elements; trace amounts; comparative evaluations

SANTOS, PAOLA de S. Avaliacao dos teores de elementos essenciais no leite materno de maes de recem-nascidos prematuros e a termo e em formulas infantis por meio da analise por ativacao com neutrons. Orientador: Vera Akiko Maihara. 2009. 113 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-27102009-095644. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9438. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A contaminação de ecossistemas marinhos costeiros pode ser avaliada por meio de programas de biomonitoramento, utilizando-se organismos indicadores. No presente estudo, utilizou-se o organismo ouriço do mar para fins de biomonitoramento passivo para elementos possivelmente tóxicos e traço. Foram analisados tecidos de ouriços-do-mar provenientes da região de São Sebastião, São Paulo (espécie Lytechinus variegatus) e da região da Estação Comandante Ferraz, Antártica (espécie Sterechinus neumayeri), em dois locais (não impactado e impactado). Determinaram-se as concentrações dos elementos: As, Ba, Br, Ca, Co, Cr, Fe, K, Na, Rb, Sc, Se e Zn por meio da técnica de análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) e dos elementos potencialmente tóxicos (Cd, Hg, Ni e Pb), e Cu por espectrometria de absorção atômica (AAS). Os resultados de concentração obtidos foram comparados com outros organismos utilizados em biomonitoramento e com os valores de concentração em sedimentos, para cada região estudada neste trabalho. Os elementos Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Sc e Zn apresentaram maior concentração em São Sebastião (local mais impactado). Para a região Antártica, os ouriços da região da Estação Ferraz (local possivelmente mais impactado) apresentaram maiores níveis de Br, Co, Cr, Cs, K, Se e Zn. Para a espécie L. variegatus este estudo indicou a possibilidade de biomonitorar Cd, Ni e Sc independente do sexo; os elementos Co, Cr, Hg, Pb e Cu nas fêmeas e Zn, nos machos. Para a espécie S. neumayeri os resultados sugeriram a possibilidade de biomonitoramento para os elementos Co, Cr, Cu, Fe, Pb, Se e Zn. O presente estudo contribuiu também para o conhecimento da composição mineral das espécies de ouriço-do-mar L. variegatus e S. neumayeri.

Palavras-Chave: aquatic organisms; sea urchins; cytological technique; toxicity; bioremediation; sediments; trace amounts; elements; environmental impacts; contamination; water pollution monitors; water treatment; oxide minerals; uranium minerals; geochemistry; neutron activation analysis; absorption spectroscopy; brazil; antarctic regions

ALVES, MAURICIO B. Avaliação do organismo ouriço do mar (Lytechinus variegatus e Sterechinus neumayeri) como biomonitor de contaminação por elementos tóxicos e traço em ambientes marinhos : costa brasileira e região Antártica. Orientador: Déborah Inês Teixeira Fávaro. 2019. 176 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17102019-134707. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30494. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Microplásticos são partículas plásticas com tamanho < 5 mm e são considerados contaminantes emergentes globais devido a sua presença generalizada em diversos compartimentos ambientais, inclusive ecossistemas aquáticos, e ao risco associado a sua ingestão. São classificados em microplásticos primários, referentes aos pellets e microesferas; microplásticos secundários, cujas partículas são provenientes da fragmentação de resíduos plásticos descartados incorretamente e de lavagens de roupas sintéticas. Microplásticos possuem propriedades de sorção, podendo adsorver contaminantes presentes no ambiente e transferi-los à cadeia trófica pela ingestão e lixiviação dos contaminantes e aditivos plásticos, afetando a saúde da biota e humana. O presente trabalho investigou a presença, e as características de microplásticos encontrados em diferentes amostras de ambientes costeiros marinhos e estuarinos, dividindo em três estudos com diferentes matrizes: pellets (1), sedimentos estuarinos (2) e organismos marinhos de importância comercial (3). Para cada matriz foram aplicados objetivos específicos e metodologias diferentes. Pellets foram coletados em duas regiões costeiras, praia e mangue, ambas com diferentes históricos de contaminação. O objetivo foi avaliar a possível origem da contaminação e a relação dos metais e elementos traço associados aos pellets encontrados. Amostras de sedimento foram coletadas em um sistema estuarino e peneiradas em malhas granulométricas: 2, 1, 0,5 e 0,25 mm para estimativa da abundância e distribuição de microplásticos. Mexilhões de duas espécies obtidos em mercados de países diferentes foram avaliados quanto à presença de microplásticos em uma porção para consumo humano (~1kg). Os microplásticos extraídos das amostras nos três estudos foram caracterizados quanto ao tipo polimérico, quantificados e categorizados em fragmentos e fibras/linhas. Os resultados apresentaram níveis de metais e elementos traço (As, Ba, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, La, Mn, Na, Sb, Sc e Zn) relativamente mais elevados em pellets de região de praia (6,3 a 2.537 ng g-1 e 1,2 a 682,5 μg g-1), considerada livre de atividades antrópicas em comparação aos pellets de mangue altamente impactado (2,2 a 2.132 ng g-1 e 0,5 a 339,5 μg g-1). A provável origem dos pellets pode estar associada à região portuária e os elevados níveis de elementos traço à sorção de contaminantes durante o trajeto percorrido até seu encalhe. Quanto aos sedimentos estuarinos, a abundância estimada variou de 6.150 a 93.050 microplásticos kg-1 e foi inversamente proporcional ao tamanho das malhas granulométricas. Sua distribuição foi maior nos pontos com presença de favelas de palafitas, sendo as prováveis fontes de microplásticos no sistema estuarino estudado. Os organismos analisados M. galloprovincialis e P. perna tiveram frequência relativa de microplásticos em 69,1% e 100%, respectivamente. A ingestão destes organismos equivale a 153 e 760 microplásticos em uma refeição (~1 kg), respectivamente. Nos três estudos realizados, a proporção entre fragmentos e linhas/fibras foi semelhante e o tipo polimérico polietileno foi predominante nas amostras de microplásticos analisadas, estas cujos níveis de desagaste e oxidação foram bastante elevados. O presente estudo verificou ocorrência generalizada de microplásticos nas amostras analisadas, apresentando potenciais riscos e impactos ao ambiente e à saúde humana. Além disso, dados inéditos sobre composição, características e distribuição de microplásticos foram apresentados neste trabalho, podendo ser utilizados para futuros projetos e programas de avaliação e monitoramento ambiental e segurança alimentar.

Palavras-Chave: aquatic ecosystems; marine pollution; sediments; plastic; nanocomposites; pellets; sample preparation; trace amounts; tracer techniques; hazards; human populations; food; ingestion; safety; environmental policy; program management

GIMILIANI, GIOVANA T. Caracterização de microplásticos em amostras marinhas e estuarinas. Orientador: Maria Aparecida Faustino Pires. 2021. 167 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-22102021-104234. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32702. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O polímero Durolon foi caracterizado para ser utilizado como um detector de traços nucleares de estado sólido. Nestes detectores, o testemunho da passagem da radiação é um dano na estrutura molecular do polímero que após ser atacado em uma solução química se transforma em um traço, permanente e visível em um microscópio ótico. A caracterização do Durolon foi feita mediante estudos do diâmetro do traço, da eficiência de produção de traços, da transmissão de luz pelo polímero e do ângulo crítico de incidência da partícula em sua superfície, visando fornecer os subsídios necessários para interpretar as informações registradas. No presente trabalho os danos no polímero foram causados por partículas - da reação nuclear 10B(n,)7Li, mediante a irradiação de uma tela de boro em um feixe de nêutrons térmicos, oriundo de um equipamento instalado no canal 08 do reator nuclear de pesquisas IEA-R1 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN-CNEN/SP. Estes estudos foram realizados mediante o emprego de um sistema digital que foi desenvolvido neste trabalho. A sua utilização permitiu uma maior qualidade e eficácia quanto a aquisição e a análise de dados bem como acesso a diversos outros parâmetros referentes aos traços, até então inacessíveis pelo sistema analógico que estava em uso no IPEN e, assim, acesso a teoria da formação da imagem nestes detectores. As características determinadas para o Durolon foram comparadas com as obtidas para outros dois detectores de traços nucleares, o Makrofol-E e o Makrofol-DE e, demonstram a viabilidade de sua utilização.

Palavras-Chave: polymers; elements; trace amounts; radiation detectors; digital systems; irradiation procedures; measuring instruments; organic polymers; polycarbonates; dielectric track detectors

PUGLIESI, FABIO. Caracterização do polímero durolon como detector de traços nucleares de estado sólido. Orientador: Valdir Sciani. 2008. 75 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-20082009-191238. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11674. Acesso em: $DATA.

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