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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2011.tde-22032012-142416
Document
Author
Full name
Victor Meriguetti Pinto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2011
Supervisor
Committee
Bacchi, Osny Oliveira Santos (President)
Bacchi, Marcio Arruda
Maria, Isabella Clerici de
Title in Portuguese
Avaliação da variabilidade espacial do fallout do 'ANTPOT.7Be'
Keywords in Portuguese
Erosão hídrica
Radioisótopo
Variabilidade espacial
Abstract in Portuguese
O radioisótopo cosmogênico 'ANTPOT.7Be' é produzido por interações de partículas cósmicas com átomos da atmosfera, e vem sendo usado como traçador em estudos de erosão do solo e de processos climáticos. Após a formação, o 'ANTPOT.7Be' liga-se as partículas dos aerossóis presentes na atmosfera e é depositado na superfície terrestre com outras espécies de isótopos cosmogênicos pelas chuvas. Devido à grande afinidade com as partículas do solo e a meia vida curta de 53,2 dias, este radioisótopo acompanha os processos erosivos do solo e pode ser usado como traçador para estimar taxas de erosão e deposição de sedimentos durante um evento de chuva isolado ou conjunto de eventos de chuva erosivos de curta duração. Uma hipótese fundamental para a avaliação da redistribuição do solo através do 'ANTPOT.7Be' é a uniformidade da distribuição espacial do seu fallout. O método do 'ANTPOT.7Be' foi elaborado recentemente e por isso aplicado em poucas situações, de forma que muitos assuntos em relação ao método ainda não foram propriamente estudados, e algumas hipóteses, como da uniformidade do fallout do 'ANTPOT.7Be', precisam ser avaliadas. O principal objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição espacial do fallout do 'ANTPOT.7Be' analisando-se as atividades dos 5 mm iniciais da água da chuva de eventos isolados. Os eventos de chuva foram amostrados em doze pontos de coleta distribuídos em uma área experimental de aproximadamente 300 m² e localizada no campus da Universidade de São Paulo, em Piracicaba. As medidas de atividade do 'ANTPOT.7Be' foram realizadas em um espectrômetro gama de eficiência relativa de 53%, pertencente ao laboratório de Radioisótopos do CENA. As atividades de 'ANTPOT.7Be' na água da chuva dos eventos no período estudado variaram de 0,26 e 1,81 Bq.L-1, com as maiores atividades obtidas no verão e as menores na primavera. A variabilidade espacial das atividades na água da chuva apresentou valor elevado em cada um dos 5 eventos isolados, evidenciando a alta aleatoriedade da distribuição espacial dos valores de atividade. Através de uma simulação com os dados de variabilidade espacial obtidos neste trabalho e de inventários de referência citados na literatura, determinou-se a taxa de erosão mínima detectável pelo método do 'ANTPOT.7Be'. Verifica-se a importância em se considerar um número representativo de amostras no levantamento do inventário médio de referência do 'ANTPOT.7Be' no solo, essencial para precisão dos resultados de taxas de redistribuição do solo pelo método
Title in English
Evaluation of 'ANTPOT.7Be' fallout spatial variability
Keywords in English
Radioisotope
spatial variability
water erosion
Abstract in English
The cosmogenic radionuclide beryllium-7 ('ANTPOT.7Be') is produced in the atmosphere by cosmic particle reactions and is being used as a tracer for soil erosion and climatic processes research. After the production, 'ANTPOT.7Be' bonds to aerosol particles in the atmosphere and is deposited on the soil surface with other radionuclide species by rainfall. Because of the high adsorption on soil particles and its short half-life of 53.2 days, this radionuclide follows of the erosion process and can be used as a tracer to evaluate the sediment transport that occurs during a single rain event or short period of rain events. A key assumption for the erosion evaluation through this radiotracer is the uniformity of the spatial distribution of the 'ANTPOT.7Be' fallout. The 'ANTPOT.7Be' method was elaborated recently and due to its few applications, some assumptions related to the method were not yet properly investigated yet, and the hypothesis of 'ANTPOT.7Be' fallout uniformity needs to be evaluated. The aim of this study was to evaluate the 'ANTPOT.7Be' fallout spatial distribution through the rain water 'ANTPOT.7Be' activity analysis of the first five millimeters of single rain events. The rain water was sampled using twelve collectors distributed on an experimental area of about 300 m², located in the campus of São Paulo University, Piracicaba. The 'ANTPOT.7Be' activities were measured using a 53% efficiency gamma-ray spectrometer from the Radioisotope laboratory of CENA. The 'ANTPOT.7Be' activities in rain water varied from 0.26 to 1.81 Bq.L-1, with the highest values in summer and lowest in spring. In each one of the 5 single events, the spatial variability of 'ANTPOT.7Be' activity in rain water was high, showing the high randomness of the fallout spatial distribution. A simulation using the 'ANTPOT.7Be' spatial variability values obtained here and 'ANTPOT.7Be' average reference inventories taken from the literature was performed determining the lowest detectable erosion rate estimated by 'ANTPOT.7Be' model. The importance of taking a representative number of samples to determine the average reference 'ANTPOT.7Be' inventory was verified, which is essential to improve the precision of the soil redistribution rate estimates
 
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Mestrado.pdf (984.86 Kbytes)
Publishing Date
2012-03-26
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • PINTO, V. M., et al. Spatial variability of Be-7 fallout for erosion evaluation [doi:10.1016/j.radphyschem.2012.09.020]. Radiation Physics and Chemistry [online], 2012. (Aceito para publicação).
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