Assessment of the concentration of the 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po and inorganic chemical characterization of mineral waters of Parques das Águas of Águas de Contendas and Lambari - MG

A radioatividade natural das águas é proveniente dos elementos radioativos nela dissolvidos e dos gases de alguns elementos radioativos difundidos das rochas subterrâneas. Quando se considera a geoquímica dos radionuclídeos naturais no ambiente aquático, os elementos de maior interesse do ponto de vista de risco à saúde são os isótopos de rádio (Ra), os de radônio (Rn) e os de urânio (U), por apresentarem maior solubilidade em água. Uma vez que a dieta humana é a principal fonte de absorção da radioatividade natural e de exposição interna do homem, o consumo de águas minerais pode aumentar significativamente a probabilidade de ingestão de altas concentrações de radionuclídeos naturais nelas dissolvidos. O objetivo geral do presente trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po nas águas minerais das fontes dos Parques das Águas de Águas de Contendas e de Lambari, MG, para avaliar as doses efetivas comprometidas devido à ingestão destas águas e realizar a caracterização química inorgânica, determinando os elementos químicos Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Se, Ti, V e Zn. Os objetivos específicos foram verificar a influência da sazonalidade na concentração de atividade dos radionuclídeos e dos elementos químicos analisados e determinar os parâmetros físicos e físico-químicos como temperatura, vazão, pH, CE, STD. As técnicas analíticas empregadas para determinar as concentrações de atividade foram a de alfa e beta total após separação radioquímica para os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb com determinação em detector proporcional de fluxo gasoso e baixa radiação de fundo e de espectrometria alfa após separação radioquímica para o radionuclídeo 210Po com determinação em espectrômetro alfa. Os valores de concentrações de atividade obtidos variaram de 7,71 &plusmn; 0,27 mBq L-1 a 250 &plusmn; 3 mBq L-1 para o 226Ra, de &lt; LID (3,7 &plusmn; 0,1 mBq L-1) a 244 &plusmn; 4 mBq L-1 para o 228Ra, de &lt; LID (4,9 &plusmn; 0,4 mBq L-1) a 57,1 &plusmn; 3,0 mBq L-1 para o 210Pb e de &lt; LID (3,3 &plusmn; 0,4 mBq L-1) a 15,7 &plusmn; 1,1 mBq L-1 para o 210Po. O cálculo da dose efetiva comprometida para a ingestão de água mineral contendo 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po foi realizado para o corpo inteiro (He), em crianças de 5 anos, adolescentes de 15 anos e adultos até 70 anos, e para os principais órgãos afetados (Ho), em adultos até 70 anos, após a ingestão da água mineral. Os maiores valores de dose para o corpo inteiro foram de 273 &plusmn; 14 &mu;Sv a-1 para o 226Ra, 945 &plusmn; 15 &mu;Sv a-1 para o 228Ra, 79,2 &plusmn; 4,2 &mu;Sv a-1 para o 210Pb, em adolescentes de 15 anos e, de 40,4 &plusmn; 2,9 &mu;Sv a-1 para o 210Po em crianças de 5 anos. Para a caracterização química inorgânica foi utilizada a espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF) que apresentou os elementos Co e Cu abaixo do limite mínimo de quantificação e os elementos Ag e V com maiores concentrações e, a espectrometria de emissão óptica com plasma de argônio (ICP-OES) que apresentou o elemento Cr abaixo do limite mínimo de quantificação e os elementos Ca, Fe e Na com maiores concentrações. Assim, mediante os resultados obtidos e aos testes estatísticos aplicados: análise de Cluster, coeficiente de correlação de Pearson e ANOVA, conclui-se que existe a correlação entre a precipitação pluviométrica e a sazonalidade das concentrações dos radionuclídeos e dos elementos químicos inorgânicos em estudo, que o radionuclídeo que apresentou maior concentração em Águas de Contendas foi o 228Ra para a maioria das fontes e em Lambari foi o 226Ra, também na maioria das fontes e, como consequência, as maiores doses obtidas também foram para os radionuclídeos naturais 226Ra e 228Ra.The natural radioactivity of the water comes from the radioactive elements dissolved in it and the gases from some radioactive elements diffused from the underground rocks. When considering the geochemistry of natural radionuclides in the aquatic environment, the elements of greatest interest from the point of view of health risk are isotopes of radium (Ra), radon (Rn) and uranium (U), because they have larger solubilities. Since the human diet is the main source of absorption of natural radioactivity and mans internal exposure, the consumption of mineral waters can significantly increase the probability of ingesting high concentrations of natural radionuclides dissolved in them. The general objective of the present work was determine the activity concentrations of radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in the mineral waters of the Parque das Águas de Águas de Contendas and Lambari, MG, to evaluate the effective doses compromised due to the ingestion of these waters and perform the inorganic chemical characterization, determining the chemical elements Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Se, Ti, V and Zn. The specific objectives were to verify the influence of seasonality on the activity concentration of these radionuclides and characterize physical and physicochemical parameters. The analytical techniques employed to determine activity concentrations were the total alpha and beta after radiochemical separation for radionuclides 226Ra, 228Ra and 210Pb with determination of gaseous flow and low background radiation and alpha spectrometry after radiochemical separation for the radionuclide 210Po with alpha spectrometer determination. The values of activity concentrations obtained ranged from 7,71 &plusmn; 0,27 mBq L-1 to 250 &plusmn; 3 mBq L-1 for 226Ra, from < LID (3,7 &plusmn; 0,1 mBq L-1) to 244 &plusmn; 4 mBq L-1 for 228Ra, from < LID (4,9 &plusmn; 0,4 mBq L-1) to 57,1 &plusmn; 3,0 mBq L-1 for 210Pb and from < LID (3,3 &plusmn; 0,4 mBq L-1) to 15,7 &plusmn; 1,1 mBq L-1 for 210Po. The calculation of the effective dose involved in the ingestion of mineral water containing 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po was determined for the whole body (He), in 5 years old, 15 years old and adults up to 70 years, and for the main affected organs (Ho), in adults up to 70 years, after the ingestion of mineral water. The highest dose values for the whole body were 273 &plusmn; 14 &mu;Sv a-1 for the 226Ra, 945 &plusmn; 15 &mu;Sv a-1 for the 228Ra, 79,2 &plusmn; 4,2 &mu;Sv a-1 for the 210Pb, in a 15 years old and, 40,4 &plusmn; 2,9 &mu;Sv a-1 for the 210Po in children of 5 years old. For the inorganic chemical characterization, X-ray fluorescence spectrometry by dispersive energy (EDXRF) was used, which presented the elements Co and Cu below the minimum limit of quantification and the elements Ag and V with higher concentrations and the inductively coupled plasma optical mission spectrometry (ICP-OES) with argon plasma was also used, which presented the element Cr below the minimum limit of quantification and the elements Ca, Fe and Na with higher concentrations. Thereby, through the results obtained and the statistical tests applied: Cluster analysis, Pearson correlation coefficient and ANOVA, it is concluded that there is a correlation between the pluviometric precipitation and the concentration of the radiocuclides and inorganic chemical elements under study, that the radionuclide that presented the highest concentration in Parque das Águas de Águas de Contendas was 228Ra for most springs and in Lambari it was 226Ra, also in most springs and as a consequence, the highest doses obtained were also for the natural radionuclides 226Ra and 228Ra