Investigations into Pb isotope signatures in groundwater and sediments in a uranium-mineralized area

Abstract

This work presents the investigation in an environment that contains uranium deposits by using Pb isotope signatures. The study area, southeast of Brazil, is characterized by the lack of surface water and, as a consequence, the groundwater plays an important role in the economy of the region, such as the supply to the uranium industry and, above all serving the needs of the local population. The objective of the present investigation is the determination of the signatures of Pb in groundwater and sediments as well as the identification of environments under influences of geogenic and/or anthropogenic sources. It was determined that the Pb in the majority of sediments was geogenic in origin. Although data from the literature, related to the environmental studies, consider 206 Pb/ 207 Pb isotopic ratio values below or close to 1.2 as an indicative of anthropogenic Pb, the 206 Pb/ 207 Pb determined for the majority of groundwater samples ranged from 1.14 to 1.19, and are similar to the data reported for rocks samples (1.09 to 1.96) from area with U mineralization. It was also determined that the anthropogenic influence of the uranium was restricted to a single sampling point within the mining area. KEYWORDS:Lead stable isotopes; Anthropogenic; Geogenic; Radiogenic Pb; Environmental monitoring. RESUMO: Este trabalho investiga um ambiente caracterizado por depósitos de urânio usando assinaturas isotópicas de

ASSINATURAS ISOTÓPICAS DE Pb NA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO PELO LANÇAMENTO DO EFLUENTE TRATADO PELO COMPLEXO MÍNERO INDUSTRIAL DO PLANALTO DE POÇOS DE CALDAS NA REPRESA DE ÁGUAS CLARAS E RIBEIRÃO DAS ANTAS

“…estudos ambientais a influência antropogênica pode ser detectada pois, considera-se que a assinatura isotópica de Pb no ambiente investigado tende a ser idêntica à da fonte que a originou, assim sendo, as assinaturas isotópicas do Pb de procedência antropogênica são distintas da assinatura isotópica de origem natural e/ou geogênica (Doe, 1970e Bollhöfer et al, 1999. Segundo Vecchia 2015, Vecchia et al (2015) e Vecchia et al (2017), a assinatura isotópica do Pb presente nas amostras indica as possíveis fontes de Pb que contribuíram para a composição isotópica do Pb destas, sendo que a contribuição pode ser proveniente de uma fonte específica ou de uma associação de fontes. Desta forma, o Pb presente na assinatura isotópica pode ter sua origem nas seguintes fontes: Pb geogênico ou natural (referente ao contexto geológico que caracteriza a área investigada), Pb antrópico em U (referente ao enriquecimento em U por atividades antrópicas), Pb antrópico em Pb (referente ao enriquecimento em Pb por atividades antrópicas) ou Pb antrópico em Th (referente ao enriquecimento em Th por atividades antrópicas).…”

“…Este projeto de pesquisa teve como objetivo avaliar o impacto ambiental causado pelo lançamento do efluente tratado pelo CIPC na Represa de Águas Claras e Ribeirão das Antas, mediante a caracterização das assinaturas isotópicas de Pb de amostras de sedimentos pertencentes à represa e ao ribeirão e de amostras de rochas coletadas dentro e fora da cava da mina Osamu Utsumi. Estudo similar foi realizado por Vecchia (2015) e Vecchia et al (2017), em águas subterrâneas e sedimentos de uma área de mineralização e mineração uranífera (Província Uranífera de Lagoa Real -Bahia) e identificou influências de fontes geogênicas, que caracterizam a mineralização uranífera, em grande parte das amostras de sedimento e águas subterrâneas e influência antrópica em urânio em um único ponto dentro do empreendimento minerário.…”

Application of Multivariate Statistic of U, Th and Pb Concentrations and Pb Isotopic Signatures in the Assessment of Geogenic and Anthropogenic Sources in a U-Mineralized Area

“…Considering that physical or chemical processes do not affect the isotopic composition of Pb in the environment (Doe, 1970;Bollhöfer et al, 1999), the Pb signature tends to be identical to the source that originated it. Therefore, the isotopic signatures of Pb of anthropogenic provenance are distinct from the isotopic signature of natural origin, and can be used as a tracer of the possible sources of Pb in the environment (Bollhöfer et al, 1999;Bollhöfer and Rosman, 2000;Bollhöfer and Rosman, 2001;Chen et al, 2005;Gioia et al, 2006;Gulson et al, 2007;Komárek et al, 2008;Gioia et al, 2010;Vecchia, 2015;Vecchia et al, 2015;Vecchia et al, 2017a and2017b).…”

“…According to Vecchia (2015), Vecchia et al (2015) and Vecchia et al (2017a and2017b), the use of the Pb isotopic tool to study environmentally impacted areas requires knowledge of the Pb isotopic signatures of geographic samples as a determinant factor in the investigative process of environmental matrices.…”

“…Therefore, this study uses the Pb isotopic data of geographic samples of the study area obtained by Cordani et al (1992) along with the U, Th and Pb concentra-Journal of Geoscience and Environment Protection tion data from Iyer et al, 1999. The isotopic data of Pb produced by Cordani et al (1992), containing information on the preserved geological environment, were compared to the isotopic data of Pb from Vecchia et al (2017b), in order to diagnose influences of geogenic and/or anthropogenic sources in this area. (Manly, 2005;Mingoti, 2007;Zhao et al, 2011, Cavalcante et al, 2013Sun et al, 2013;Siepak and Sojka, 2017).…”