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Autora: Profa. Renata Gonçalves Dias Santucci Colaboradores: Prof. Ricardo Calasans Profa Laura Cristina da Cruz Dominciano Toxicologia Ambiental Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Professora conteudista: Renata Gonçalves Dias Santucci Nascida em São Paulo – SP, graduou‑se em Medicina Veterinária pela Universidade Paulista – UNIP em 2001. Concluiu o mestrado na área de Ciências em 2004 e o doutorado na mesma área em 2010 pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo – USP. Atuou em pesquisa científica com venenos ofídicos, testes de toxicidade, inflamação e dor. Desde 2008, é professora titular da UNIP, ministra as disciplinas de Farmacologia e Toxicologia entre outras áreas afins. © Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Universidade Paulista. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) R394e Santucci, Renata Gonçalves Dias. Toxicologia ambiental. / Renata Gonçalves Dias Santucci. – São Paulo: Universidade Paulista ‑ UNIP, 2016. 92 p., il. Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXII, n. 2‑051/16, ISSN 1517‑9230. 1. Toxicologia ambiental. 2. Biomonitoramento. 3. Metodologias laboratoriais. I. Mello, Luiz Henrique Cruz de. II. Santucci, Renata Gonçalves Dias. III. Título. CDU 615.9 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Prof. Dr. João Carlos Di Genio Reitor Prof. Fábio Romeu de Carvalho Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças Profa. Melânia Dalla Torre Vice-Reitora de Unidades Universitárias Prof. Dr. Yugo Okida Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa Profa. Dra. Marília Ancona‑Lopez Vice-Reitora de Graduação Unip Interativa – EaD Profa. Elisabete Brihy Prof. Marcelo Souza Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar Prof. Ivan Daliberto Frugoli Material Didático – EaD Comissão editorial: Dra. Angélica L. Carlini (UNIP) Dra. Divane Alves da Silva (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT) Dra. Valéria de Carvalho (UNIP) Apoio: Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos Projeto gráfico: Prof. Alexandre Ponzetto Revisão: Aline Ricciardi Lucas Ricardi Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Sumário Toxicologia Ambiental APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................7 Unidade I 1 INTRODUÇÃO À ECOTOXICOLOGIA ..............................................................................................................9 1.1 História da Toxicologia ..........................................................................................................................9 1.2 Divisões da Toxicologia ...................................................................................................................... 10 1.3 A saúde do planeta .............................................................................................................................. 11 1.4 Ecotoxicologia ....................................................................................................................................... 13 1.5 Ecotoxicologia no Brasil .................................................................................................................... 14 2 CARACTERIZAÇÃO, DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTAÇÃO DE TOXICANTES AMBIENTAIS ....... 16 2.1 Caracterização e distribuição .......................................................................................................... 17 2.2 Movimentação dos toxicantes ambientais ................................................................................ 20 Unidade II 3 TOXICOLOGIA DE POLUENTES E METABOLISMO DE XENOBIÓTICOS .......................................... 25 3.1 Toxicologia de poluentes ................................................................................................................... 25 3.2 Metabolismo de poluentes no meio ambiente ........................................................................ 27 3.3 Principais contaminantes ambientais .......................................................................................... 28 3.4 Origem dos contaminantes .............................................................................................................. 35 4 BIOMARCADORES DE CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL ....................................................................... 36 4.1 A necessidade do uso de biomarcadores .................................................................................... 36 4.2 Tipos de biomarcadores ..................................................................................................................... 39 Unidade III 5 MODELOS ANIMAIS PARA ENSAIOS TOXICOLÓGICOS ..................................................................... 45 5.1 Utilização de animais e ética de experimentação animal ................................................... 45 5.2 Testes in vitro ......................................................................................................................................... 47 5.3 Outros testes toxicológicos .............................................................................................................. 49 6 BIOMONITORAMENTO DE ÁREAS IMPACTADAS ................................................................................ 55 6.1 Biorremediação ..................................................................................................................................... 57 6.2 Outros testes utilizados no biomonitoramento ....................................................................... 57 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade IV 7 METODOLOGIAS LABORATORIAIS E PROCESSOS BIOGEOQUÍMICOS ......................................... 63 7.1 Metodologias laboratoriais mais utilizadas na avaliação de toxicidade de substâncias químicas (testes in vitro e in vivo preconizados pelas agências reguladoras) .............................. 63 7.2 Processos biogeoquímicos de poluentes inorgânicos e orgânicos no sistema ambiental ....................................................................................................................................... 67 8 BIORREMEDIAÇÃO E DESTOXIFICAÇÃO: PROCESSOS FUNDAMENTAIS NA ÁREA DE TOXICOLOGIA ................................................................................................................................................ 68 8.1 Métodos de destoxificação e processos de liberação de poluentes em diferentes compartimentos ambientais e ocupacionais .................................................................................. 68 8.2 A caracterização de fontes antropogênicas e a dinâmica e destino dos poluentes no sistema ambiental ........................................................................................................... 73 7 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 APRESENTAÇÃO A disciplina pretende elucidar termos e possibilitar noções em Toxicologia Ambiental visando ampliar o conhecimento dos alunos sobre os mecanismos gerais pelos quais as substâncias químicas interagem com o meio biológico, desenvolvendo seus efeitos tóxicos e, ainda, torná‑los capazes de discutir os principais grupos de agentes contaminantes – metais pesados,agrotóxicos, solventes –, bem como as metodologias e abordagens utilizadas para a avaliação da exposição humana, da contaminação ambiental e do risco envolvidos na manipulação desses agentes. Ao estudar Toxicologia, é notória a abordagem não só de aspectos técnicos, mas também de consciência ecológica, pois se pretende despertar no aluno a importância do conhecimento a fim de minimizar o impacto ambiental que o homem causa sob a natureza. O seu conhecimento deve ser aplicado em seu ambiente de trabalho e deve ser ferramenta para melhorias no cotidiano ocupacional com a finalidade de reduzir riscos aos trabalhadores e ao meio ambiente, englobando assim o ecossistema como um todo. INTRODUÇÃO Na atualidade, ter conhecimento sobre Ecotoxicologia e todos os aspectos que envolvem Toxicologia Ambiental torna‑se uma necessidade emergente. Com frequência, o planeta sofre impactos e está sujeito a processos que inviabilizam ciclos naturais de decomposição, o que facilita o aumento de concentração de substâncias tóxicas ao meio ambiente e a todos os seres vivos que residem no planeta, inclusive a nós, seres humanos. Além disso, o aumento populacional por si também é um fator que agrava esse crescimento da concentração de poluentes no planeta. Baseado em informações obtidas por estudos toxicológicos, é possível detectar e utilizar as melhores formas para minimizar esses impactos e promover a saúde da população. Dessa maneira, o estudo de Toxicologia apresentado neste material pretende elucidar inúmeros aspectos que envolvem o impacto ambiental, com a finalidade de promover uma qualidade de vida melhor para a população, bem como preservar o meio ambiente. Além disso, pretendemos esclarecer vários aspectos gerados por fontes antropogênicas no planeta e dissertar sobre a magnitude do impacto ambiental com que somos obrigados a conviver no nosso cotidiano. Com base nos conhecimentos em Toxicologia Ambiental, o aluno será capaz de compreender a necessidade da Educação Ambiental e divulgar a importância de uma vida sustentável para a melhoria da saúde da população e do meio ambiente. 9 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Unidade I 1 INTRODUÇÃO À ECOTOXICOLOGIA O objetivo desta disciplina é elucidar conceitos básicos de Toxicologia e suas aplicações na área de Toxicologia Ambiental ao abordar desde metodologia de ensaios toxicológicos até o entendimento de biomarcadores e biomonitoramento. Para tal, é necessária a compreensão de alguns termos e suas origens, tais como Toxicologia e Ecotoxicologia. 1.1 História da Toxicologia Toxicologia é uma ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentes das interações de substâncias químicas com o organismo sob condições específicas de exposição. A história da Toxicologia acompanha a da civilização, já que tais conhecimentos, mesmo que empíricos, sempre foram necessários para atividades de caça, por exemplo, em que o poder tóxico de plantas e animais era utilizado. Originalmente, a palavra toxicologia vem de tókson, de origem grega, que significa arco e flecha, cuja forma adjetiva toksikós é relativa a arco e flecha. A expressão toksikón phármacon significa veneno para flecha e, assim, surgiu o termo toxicum, que é utilizado para veneno de forma geral. Ainda em relação à Toxicologia, um dos documentos mais antigos sobre a área é o papiro de Ebers (1500 a.C.), que documenta mais de 800 ingredientes ativos oriundos de plantas, animais e até de minerais. Muitos anos depois, Hipócrates (460–364 a.C.) e Dioscórides (90–40 a.C.) também documentaram agentes tóxicos. Dioscórides realizou a primeira classificação de venenos em animais, vegetais e minerais. Mitrídates (120–63 a.C.) foi quem realizou, historicamente, os primeiros experimentos toxicológicos utilizando escravos como grupo experimental, com a finalidade de encontrar antídotos para eventuais quadros de envenenamento e intoxicações em reis. Não se deve deixar de citar a relevância de Claude Bernard para a Toxicologia, pois, por meio de experimentos com o veneno curare, ele determinou a existência da relação de substâncias em órgãos‑alvo, de fundamental importância para os dias de hoje na área de Farmacologia e Toxicologia. Na história da Toxicologia, cabe ressaltar o renascentista Paracelsus (1493–1541), que vislumbrou muitas visões revolucionárias que permanecem até o dia de hoje como a estrutura da Toxicologia. Ele postulou: “Todas as substâncias são venenosas. A dose certa diferencia um veneno de um remédio” (apud SISINNO; OLIVEIRA‑FILHO, 2013, p. 3). 10 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I Em algumas fontes da literatura, considera‑se Mathieu Orfila (1787–1853) como o fundador da Toxicologia, já que ele definiu essa ciência como o estudo dos venenos e a singularizou como uma disciplina distinta das outras. Orfila foi o primeiro pesquisador a usar análises químicas e histopatológicas como prova legal de envenenamento, o que deu origem ao que, atualmente, conhece‑se por Toxicologia Forense. Saiba mais Para maiores informações sobre a história da Toxicologia, consulte o livro: OGA, S.; CAMARGO, M. M. A.; BATISTUZZO J. A. O. Fundamentos de toxicologia. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2014. 1.2 Divisões da Toxicologia A Toxicologia apresenta inúmeras áreas de estudo: ocupacional, social, de cosméticos e medicamentos, de alimentos e ambiental. Atualmente, são tópicos abordados na Toxicologia os estudos de carcinogenicidade, mutagenicidade, além de aspectos preventivos e comportamentais de substâncias químicas. Esses tópicos têm sido estudados em diversas áreas da Toxicologia, inclusive na Toxicologia Ambiental, que é de particular interesse neste momento e que pode ser dividida em Toxicologia Analítica, Clínica e Experimental. De fato, a Toxicologia apresenta diversas subdivisões e é importante relembrar a necessidade do planeta de avançar na área ambiental, além da relação da Toxicologia com os impactos ambientais tão constantes em nosso planeta. Com base nessa relevância atual, surgiu a Ecotoxicologia, cujo estudo está envolvido com os efeitos das substâncias naturais ou sintéticas sobre os organismos vivos, populações e comunidades de animais ou vegetais, terrestres ou aquáticos, que constituem a bioesfera, incluindo assim a interação das substâncias com o meio nos quais os organismos vivem num conjunto (PLAA; CAIRN; NIEDERLEHNER apud SISINNO; OLIVEIRA‑FILHO, 2013). Magalhães e Ferrão Filho (2008) afirmaram que essa ciência surgiu como ferramenta de monitoramento ambiental envolvida por resposta de organismos individuais a estressores químicos. O primeiro livro de Toxicologia foi publicado em 1977, por Ramade (SISINNO; OLIVEIRA‑FILHO, 2013), que definiu como objetivo dessa ciência estudar as modalidades de contaminação ambiental pelos poluentes naturais ou sintéticos, produzidos por atividades humanas, bem como pesquisar seu mecanismo de ação e seus efeitos sobre o conjunto de seres vivos que habitam a bioesfera. Cabe ressaltar que esse contexto ambiental da Toxicologia despertou a conscientização de alguns cidadãos e empresas no Brasil por volta da década de 1980 em relação aos possíveis danos causados 11 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL pelas atividades humanas industriais e as domésticas, já que grande parte dessas atividades tem gerado efluentes e resíduos sólidos, líquidos e gasosos que comumente acumulam‑se na atmosfera, no solo ou na água, e esta última pode ser afetada. A água pode apresentar alterações tanto no continente, como em região costeira e até mesmo nos oceanos. Esses danos estão fortemente relacionados aos diversos males que o ecossistema e a população humana sofrem na atualidade (MOZETO; JARDIM, 2002). Segundo Mozeto e Jardim (2002), esse interesse culminou na criação da Sociedade Brasileira de Química(SBQ) que, em 1994, sofreu uma subdivisão denominada Divisão de Química Ambiental, com a intenção de abrigar a produtividade técnica e científica e determinar que a Química Ambiental tem a intenção de estudar os processos químicos que ocorrem na natureza, sejam naturais ou causados pelo homem, e que comprometem a saúde humana e a do planeta. 1.3 A saúde do planeta No que se refere ao comprometimento da saúde do planeta, Tundisi (2003) reforça que certamente um dos grandes desafios da humanidade no futuro próximo será a obtenção de água potável em quantidade e qualidade suficientes para o abastecimento humano. Figura 1 – Atividades industriais e a poluição ambiental – Toronto Dessa maneira, é evidente que o mundo conhece a necessidade de desenvolvimento sustentável e das práticas denominadas “verdes” com a finalidade de reduzir a produção de resíduos e evitar o desperdício. Nesse contexto, muitos países da Europa e o Japão tornaram‑se pioneiros na fabricação de produtos de forma menos agressiva ao meio ambiente (OGA et al., 2008). De fato, já em 2003, Tundisi ressaltou que o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma) relata 40% da população mundial em sérias dificuldades para manter a disponibilidade de água, e que um terço da população mundial vive em países onde a falta de água vai de moderada a altamente impactante. 12 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I É evidente que a falta de água em diversos países está fortemente relacionada à emissão de gases poluentes que causam sérios impactos à atmosfera, além, é claro, da poluição direta de efluentes, tornando ainda mais importante os estudos de Ecotoxicologia. A água é essencial à vida. Desde estudos relacionados ao metabolismo celular até os estudos macroscópicos, todos evidenciam a participação da água e provam que, sem água de boa qualidade, nenhum tipo de vida poderia existir no planeta. Até análises em Astronomia provam que, com a presença de água em outros planetas, seria possível insinuar a existência de vida. Frente a todas essas evidências, como é concebível, nos dias de hoje, tratá‑la com tanto descaso, permitindo a contaminação por toxicantes e o seu uso abusivo e desnecessário? Figura 2 – A água de boa qualidade é fundamental para a manutenção da vida Entretanto, o Brasil, obviamente, não é o único país que não dá a devida atenção ao planeta e à água. Muitos países também causam enormes impactos ambientais no meio ambiente e colocam em risco toda a população e o bioma envolvido. Em 2012, autoridades da China detiveram sete dirigentes industriais suspeitos de serem responsáveis pelo despejo de cádmio, metal altamente tóxico para o organismo, em um rio no sul do país. Tal contaminação ameaçou o abastecimento de água potável de milhões de moradores, já que afetou um trecho com 100 quilômetros do rio Longjiang e, em alguns pontos, os níveis de cádmio superou 25 vezes a norma permitida na China. 13 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL 1.4 Ecotoxicologia Ecotoxicologia é um ramo da Toxicologia voltado à Ecologia, cujo estudo envolve a interação dos seres vivos entre si e com o meio ambiente em que vivem. O objetivo da Ecotoxicologia é entender e prever efeitos de substâncias químicas em seres vivos e comunidades naturais. Assim sendo, a Ecotoxicologia também pode ser definida como caracterização, entendimento e prognóstico de efeitos deletérios de produtos químicos ou mistura de substâncias de origem antropogênica, ou seja, produzidas pelo ser humano e pelo meio ambiente. A Ecotoxicologia é conceituada como o estudo dos efeitos tóxicos de substâncias químicas e efluentes industriais em uma população, na comunidade e também no ecossistema, bem como das medidas necessárias para prever, conter ou tratar os danos causados (OGA et al., 2008). Esse mesmo autor relata que entre as classes de poluentes de origem antropogênica mais comuns, destacam‑se os agrotóxicos, como: herbicidas, inseticidas, fungicidas e íons inorgânicos (metais, solventes orgânicos, substâncias radioativas e produtos farmacêuticos, entre outros). Nesse sentido, o uso de produtos fitossanitários na agricultura ocorre há séculos, alguns registros datam a utilização de sulfurados no século XI e a aplicação de arsênio já em 1700. E somente após o século XX, com a introdução da molécula sintética do herbicida DDT (diclorodifeniltricloroetano) por Müller em 1931, ocorre o reconhecimento da eficiência do controle químico, sendo o marco inicial da era química na produção vegetal (NUNES; RIBEIRO, 1999). Historicamente, após a Segunda Guerra Mundial e a época da Revolução Verde, surgiram diversas mudanças no manejo da agricultura que estabeleceram relações diretas com os impactos causados ao ambiente e à população (MOREIRA; JACOB; PERES, 2002). Figura 3 – O uso de agroquímicos e o impacto ambiental Konradsen et al (2003) relatam que a introdução de agroquímicos na agricultura brasileira, por volta da década de 1960, está vinculada aos programas de saúde pública que, por si, tinham como objetivo o combate a vetores e parasitas. 14 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I No Brasil, após a década de 1970, surgiu a necessidade de regulamentação dos agrotóxicos, já que o uso se tornou mais abundante no país. Ao longo dos anos, a legislação sofreu atualização até que surgiu a Lei dos Agrotóxicos – Lei nº 7.802, de 11 de julho de 1987 (BRASIL, 1987) – cuja regulamentação foi atualizada de acordo com a necessidade até os últimos anos, conforme Decreto nº 4.074, de 4 de janeiro de 2002 (BRASIL, 2002). Saiba mais Para complementar seus conhecimentos sobre o desenvolvimento da Toxicologia Ambiental no Brasil, consulte o artigo: MOZETO, A. A.; JARDIM, W. F. A química ambiental no Brasil. Química Nova, v. 25, s. 1, p. 7‑11, 2002. De acordo como o Ministério do Meio Ambiente (BRASIL, [s.d.]), a legislação vigente preconiza que agrotóxicos são produtos e agentes de processos físicos, químicos ou biológicos, utilizados nos setores de produção, armazenamento e beneficiamento de produtos agrícolas, pastagens, proteção de florestas, nativas ou plantadas, de outros ecossistemas e de ambientes urbanos, hídricos e industriais. O objetivo da utilização do agrotóxico é para preservação da flora ou da fauna contra a ação danosa de seres vivos considerados nocivos. É incontestável a exposição humana a diversos produtos químicos na atualidade, tanto oriundos da agricultura como de adição em alimentos industrializados, da água e até mesmo pela atmosfera, o que pode constituir um grave problema de saúde pública no mundo. E mesmo com essas evidências, Frank et al. (2004) relatam o pouco interesse no estudo de aspectos da saúde e segurança na agricultura, em contrapartida ressaltam o grande interesse existente em desenvolver novas tecnologias para aumento da produção na agropecuária, sem levar em consideração os impactos à saúde e à segurança do trabalhador. 1.5 Ecotoxicologia no Brasil No Brasil, o sistema de produção agrícola causa grande desestruturação ecológica no meio ambiente, que se agrava pela remoção de plantas competitivas, linhagens por seleção, monocultivo, adubação química, irrigação, podas e controle de pragas e doenças. Consequentemente, como medida corretiva para esse desequilíbrio ambiental, o controle químico torna‑se um mecanismo fundamental a fim de assegurar a proteção contra baixas produtividades ou até a destruição da espécie cultivada (JEPPSON; KEIFER; BAKER, 1975). O mercado de agrotóxicos no Brasil é caracterizado pela grande oferta de produtos, com crescimento significativo, expandindo‑se, em média, 10% ao ano, de forma que se manteve entre 1970 e 2007 como um dos seis maiores consumidores do mundo (TERRA, 2008). Nesse contexto, em 2008, o Brasil assumiu a 15 Re vi sã o: A line - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL colocação de maior consumidor de agrotóxicos do mundo. Em um levantamento realizado pelo Sindicato Nacional da Indústria de Produtos para Defesa Agrícola (Sindag), as vendas de agrotóxicos somaram US$ 7,1 bilhões diante de US$ 6,6 bilhões do segundo colocado, os norte‑americanos (ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE DEFESA VEGETAL – ANDEF, 2009). É importante ressaltar a existência, no Brasil, de um parâmetro legal de regulamentação de qualidade de água, de efluentes e de sedimento, que é a Resolução Conama nº 344/2004 (CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA, 2004) que instituiu testes ecotoxicológicos para casos de disposição de sedimento a ser dragado quando ocorre concentração de algumas substâncias que podem oferecer risco ambiental. A Resolução Conama nº 357/2005 (CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA, 2005) instituiu o uso de testes ecotoxicológicos tanto como parâmetro de qualidade das águas como de efluentes. E, ainda, além dessas legislações em nível federal, diversos estados têm as próprias que regulamentarizam e dão diretrizes para o uso desses testes, como o Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, Rio de Janeiro, São Paulo, entre outros. Figura 4 – Testes ecotoxicológicos são usados como parâmetro de qualidade das águas e de efluentes Em relação ao uso de testes de toxicidade com organismos, também chamados de bioensaios, são feitos em laboratório que determinam o grau ou o efeito biológico de uma substância desconhecida ou de uma substância‑teste (OGA et al., 2008). Esses testes podem ser agudos ou crônicos e, através de bioensaios, pode‑se concluir a concentração na qual a substância provoca efeito adverso, percebida em 50% dos indivíduos observados, ou se a substância é capaz de provocar câncer (carcinogenia), provocar danos ao feto (teratogenia) ou desregular a atividade endócrina (desruptor endócrino). Com a utilização desses testes, é possível determinar se alguma substância é capaz de deformar alguma estrutura do tecido ou da célula ou ainda se existe tendência a acumular‑se em tecido específico ou órgão (OGA et al., 2008). 16 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I Na Toxicologia, de forma geral, é relevante considerar, conforme afirmação de Paracelsus (1493‑1541): “[...] todas as substâncias químicas podem ser venenos, o que as diferencia entre si é a dose ou concentração” (apud SISINNO; OLIVEIRA‑FILHO 2013, p. 3). E ainda é preciso considerar que toxicidade é a capacidade relativa de uma substância em provocar um dano a um sistema biológico. Ao iniciar os estudos em Ecotoxicologia, considera‑se importante definir alguns termos como: toxicante, um agente químico presente no organismo capaz de causar alterações em células‑alvo; substância química, que, ao interagir com um organismo vivo, induz efeito tóxico funcional ou morte; xenobióticos, que são substâncias químicas de origem exógena ao organismo, que não têm papel fisiológico. No estudo de Toxicologia, de forma geral, é crucial que o aluno tenha conhecimentos voltados à toxicocinética, que é o estudo da relação entre a quantidade de um agente tóxico atuante sobre um organismo e sua concentração plasmática. Nele, são abordados fatores relacionados à absorção, distribuição, biotransformação e eliminação em função de tempo. Para o bom entendimento e definição da absorção, é relevante conhecer as propriedades físico‑químicas relacionadas ao poluente, toxicante ou xenobiótico, pois estão relacionadas diretamente à velocidade e a fatores facilitadores da absorção. A caracterização do toxicante ambiental diz respeito ao conhecimento de características próprias a esse agente tóxico, tais como características físico‑químicas, que influenciam diretamente na velocidade de absorção, as vias de absorção, bem como dose e concentração, já que toda substância pode ser considerada venenosa ou tóxica, dependendo da dose e/ou concentração. É necessário considerar que no meio ambiente pode ocorrer interação com duas ou mais substâncias, e que essa interação pode causar efeitos. Nesse sentido, vários são os fatores que podem influenciar na presença desses danos, como condições climáticas, e portanto a presença de toxicantes e seus danos são fortemente relacionados a variações regionais e sazonais. Normalmente, para investigação de toxicantes ambientais, é realizado o monitoramento biológico por meio da observação, nos quais são utilizados os chamados indicadores biológicos (cuja temática será abordada mais diante), que podem ser uma população de pássaros ou outros animais e até mesmo plantas ou insetos. 2 CARACTERIZAÇÃO, DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTAÇÃO DE TOXICANTES AMBIENTAIS Ao iniciar o estudo de Ecotoxicologia, é fundamental que o aluno tenha conhecimento sobre a movimentação de toxicantes ambientais em seres vivos contaminados, bem como o comportamento desses toxicantes no meio ambiente. 17 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Cabe evidenciar a importância do conhecido “risco oxicológico”, que é definido como a probabilidade de uma substância química provocar efeitos nocivos em condições definidas de exposição, a qual pode ter elevada toxicidade e baixo risco. É importante considerar que todo contaminante apresenta comportamento relativamente definido quando presente em um ecossistema. Assim, quando são sintetizados e emitidos ao ambiente, eles tendem a se dispersar sofrendo várias transformações e interações com os próprios elementos do compartimento ambiental e biota envolvidos, que pode culminar, em alguns casos, até na degradação ambiental. Nesse sentido, quando ocorre uma contaminação ambiental, é importante considerar que o toxicante se movimenta e os danos, muitas vezes, dificilmente são reparados devido à dificuldade em reter essa dispersão. Em julho de 2015, um caminhão com carga de hidróxido de sódio tombou e derramou uma substância conhecida popularmente como “licor negro”, o que acarretou na contaminação do córrego e do Rio Verde, em que o afluente deságua em Itaporanga (SP). O produto atingiu o acostamento até chegar ao afluente e também houve contaminação no solo. Figura 5 – Contaminação de solo e águas em áreas impactadas 2.1 Caracterização e distribuição Os contaminantes, alvos de estudo na Toxicologia Ambiental, por sua vez, são comumente substâncias químicas que, em contato com o meio ambiente, podem se apresentar na forma sólida, líquida, gasosa ou ainda na de vapores, fumaças, aerossóis ou pós; assim, são absorvidas pelas mais distintas vias. Em relação à persistência no meio ambiente, é importante considerar a característica química de cada poluente/contaminante e o chamado ciclo de vida que diz respeito a todas as etapas químicas desde a 18 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I produção da substância até a decomposição. Cabe relembrar que nem todos os contaminantes têm seus ciclos de vida ambientais preestabelecidos, muitos são desconhecidos, o que limita abundantemente o estudo na área. Figura 6 – A poluição em grandes centros urbanos também é relevante Muitas vezes, as substâncias químicas são introduzidas diretamente no meio ambiente, entretanto, não raro, esses poluentes são subprodutos e resíduos de processos químicos que acabam sendo liberados no meio. Muitas vezes, a degradação de uma determinada substância pode gerar uma substância mais tóxica, como o mercúrio, que, no meio aquático, pode sofrer metilação, formando metilmercúrio, que é mais tóxico e sofre concentração ao longo da cadeia alimentar. É importante lembrar que a teoria química da semelhança também se aplica a estes poluentes e, dessa forma, substâncias polares apresentam maior capacidade de distribuição nos ciclos hidrológicos (substâncias hidrófilas ou hidrossolúveis) e substânciasapolares apresentam maior solubilidade em meio lipídico (substâncias hidrofóbicas ou lipossolúveis). Observação Para elucidar a teoria da solubilidade, misture 200 mL de água a três colheres de óleo. Misture as duas substâncias com polaridades opostas e note que não ocorre dissolução. Em meio aquoso, o transporte de contaminantes em águas superficiais pode encontrar‑se em solução ou em suspensão. Já na atmosfera, a translocação de poluentes depende de seu estado físico e da movimentação das massas de ar. No solo, os contaminantes que chegam à litosfera se movimentam por difusão por intermédio de fluidos ou da movimentação das águas. Em relação ao transporte no meio aquoso, considera‑se que o material em suspensão pode ser encontrado na forma de partículas ou de gotículas (como óleo) e os contaminantes podem estar 19 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL dissolvidos ou adsorvidos a essas partículas sólidas. Esses poluentes podem atingir lugares distantes por este transporte em meio aquoso, mas é fortemente influenciado pela estabilidade e características físico‑químicas do contaminante e do fluxo da água. É sabido que compostos mais estáveis em solução se mantêm na água e percorrem distâncias maiores, porém, de fato, o destino das substâncias depende de suas propriedades fisico‑químicas, em especial, da lipossolubilidade, pressão de vapor e estabilidade química, já que compostos menos estáveis são facilmente hidrossolúveis, representando menor risco, a não ser que o produto da hidrólise seja mais tóxico que o precursor. A polaridade é fundamental na distribuição e persistência dos contaminantes. Substâncias hidrofílicas se dissolvem no meio e distribuem‑se ao longo da superfície da água. As lipofílicas associam‑se ao sedimento. Em sedimentos de rios, lagos e mares, os contaminantes orgânicos adsorvidos às partículas têm sua mobilidade e disponibilidade reduzidas. Em relação ao transporte na atmosfera, cabe ressaltar que a translocação de poluentes presentes na atmosfera depende do estado físico e da movimentação das massas de ar. Assim, o tempo de residência na atmosfera é determinado por escalas temporais e espaciais de dispersão do contaminante. No caso de gases solúveis, as partículas presentes na atmosfera podem ser incorporadas às gotículas de chuva e podem atingir o solo ou as águas superficiais durante a precipitação. No solo, releva‑se a existência da porosidade variada e, geralmente, esses poros se encontram preenchidos por gases ou fluídos. Os contaminantes que chegam à litosfera se movimentam por difusão por intermédio desses fluidos ou da movimentação da água pelos espaços entre as partículas de solo. A velocidade de difusão dos contaminantes depende do peso molecular, da temperatura e do pH do solo, do gradiente de concentração do contaminante, bem como dos constituintes do solo (matéria orgânica, cátions e ânions), dentre outros fatores. A substância lançada no meio ambiente sofre alterações durante seu transporte e distribuição entre suas várias fases. A degradação é uma das propriedades intrínsecas à substância mais importante na determinação do dano potencial ao meio ambiente. Substâncias não degradáveis persistirão no meio, podendo, consequentemente, causar efeitos crônicos adversos à biota. Dessa maneira, muitos são os fatores que interagem e, assim, influenciam no comportamento de poluentes no ambiente e, entre eles, é possível citar: quantidade de substância, frequência na emissão, características físico‑químicas do poluente e do ambiente receptor, presença de organismos vivos no ambiente receptor, além de grau e tipo de interação entre organismos com a substância poluente. Esses poluentes podem ainda atingir locais distantes do local de emissão do contaminante. De fato, todos esses fatores se relacionam com a forma e extensão do toxicante no organismo humano e podem causar ou não danos ou benefícios. 20 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I 2.2 Movimentação dos toxicantes ambientais No que se refere à movimentação de contaminantes no meio ambiente, é sabido que o transporte de poluentes na atmosfera é provocado principalmente pelos movimentos turbulentos do ar, o que está fortemente vinculado às características dos ventos e por isso sofre forte influência regional. A dispersão de poluentes normalmente ocorre na direção do vento predominante, que é conhecido como pluma. Esse efeito é facilmente observável quando uma fumaça sai de uma chaminé. Dessa maneira, é fácil considerar que essa fumaça pode se comportar de distintas formas, dependendo das variações sazonais, regionais e condições atmosféricas no momento da emissão do poluente. Em relação a esse contexto, é sabido que a China é um dos países mais poluídos do mundo e sofre grandes problemas em decorrência disso. Em 2013, uma cidade de 11 milhões de habitantes na China foi paralisada, justamente devido a condições climáticas adversas. De fato, a qualidade do ar nas cidades chinesas já é preocupante há muitos anos, entretanto, nesse período, ocorreu uma forte neblina que acarretou a persistência dos poluentes no ar e afetou inclusive a visibilidade. Certa vez, o índice de poluição atmosférica chegou a cerca de 50 vezes o limite máximo tolerado pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Acredita‑se que na China as emissões poluentes totais superaram a capacidade ambiental. Figura 7 – A China é um dos países mais poluídos do mundo Já no meio aquático, há uma enorme complexidade no que se refere à dispersão de um poluente, já que ele pode se comportar de maneira completamente distinta quando comparada à atmosfera. Nesse aspecto, é necessário considerar diferenças de volume na diluição, características físico‑químicas do meio que influenciam na mistura final, além da velocidade de transporte presente nos conhecidos corpos d’água, como: os rios, lagos, mares, estuários e oceanos. Devido a essa enorme complexidade, a análise de riscos, os estudos e até mesmo a forma de abordagem nesse tipo de ecossistema se torna muito difícil. 21 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Além disso, é considerável a existência da interação íntima com a biosfera residente, o que facilita a transferência do poluente. Isso permite afirmar que um determinado contaminante introduzido no ambiente aquático sofre dispersão, interação com material particulado em suspensão, deposição por sedimentação e absorção biológica. Já no solo, a dispersão do contaminante sofre fortes influências de acordo com a natureza da substância, das características do solo e de outros fatores, como umidade, pH, teor de matéria orgânica presente, além de temperatura, entre outros. Existem alguns fatores capazes de influenciar a movimentação dos contaminantes do solo, tais como retenção de partículas sólidas na superfície (adsorção), transporte por meio líquido (percolação), difusão e advecção. Cabe ressaltar que algumas substâncias podem se dispersar pela água presente ou se infiltrar no solo e contaminar lençóis freáticos. Muitas substâncias, em especial as orgânicas, podem ser degradadas pela comunidade biótica residente no ambiente. E, ainda, os nutrientes essenciais são transferidos entre organismos por meio da cadeia alimentar. O transporte de contaminantes por essa via pode ocorrer em qualquer meio, porém são mais relevantes no meio aquático e terrestre. Na grande maioria das vezes, a concentração do contaminante no organismo é menor que no ambiente, mas casos de bioconcentração são relativamente comuns, em especial nos casos de substâncias orgânicas e metais tóxicos. Figura 8 – Dispersão de poluentes no ar 22 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I Resumo Toxicologia é uma ciência que estuda os efeitos nocivos decorrentesdas interações de substâncias químicas com o organismo sob condições específicas de exposição. A história da Toxicologia acompanha a da civilização, já que tais conhecimentos, mesmo que empíricos, sempre foram necessários para atividades de caça, por exemplo, em que o poder tóxico de plantas e animais era utilizado. Dessa maneira, é evidente que o mundo conhece a necessidade de desenvolvimento sustentável e das práticas denominadas “verdes” com a finalidade de reduzir a produção de resíduos e evitar o desperdício (OGA et al., 2008). No Brasil, após a década de 1970, surgiu a necessidade de regulamentação dos agrotóxicos, já que o uso se tornou mais abundante no país e ao longo dos anos. A polaridade influencia diretamente na persistência do contaminante no meio, já que, em meios aquosos, os contaminantes podem percorrer grandes distâncias e na atmosfera sofrem influências temporais e espaciais de dispersão. Ainda, no solo é considerável a presença da porosidade. Exercícios Questão 1. (FGV 2014) O termo DDT refere‑se ao diclorodifeniltricloretano. Este inseticida organoclorado foi extensivamente usado na agricultura, mas foi banido em diversos países devido à sua persistência no ambiente e à biomagnificação na cadeia alimentar. Considerando o monitoramento do DDT em matrizes ambientais e em água para consumo humano, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. I – ( ) Os pesticidas organoclorados e seus resíduos, como DDT, DDE e DDD, devem ser monitorados no meio ambiente para que suas concentrações em matrizes como água e solo não superem valores máximos estabelecidos em normas e legislações específicas. II – ( ) A fabricação, importação, exportação, estoque, comercialização e uso do DDT estão proibidos pela Lei nº 11.936/09 e, por isso, seu monitoramento, em matrizes ambientais e água para consumo humano, tornou‑se desnecessário. III – ( ) Os organoclorados DDE e DDD são produtos de degradação do DDT e não precisam ser monitorados em matrizes ambientais e em água para consumo humano. 23 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL As afirmativas são, respectivamente: a) V, F e F. b) V, F e V. c) F, V e F. d) F, V e V. e) F, F e V. Resposta correta: alternativa A. Análise das afirmativas I) Afirmativa correta. Justificativa: como os pesticidas não são proibidos para uso interno contra insetos persistentes, é necessário o monitoramento da água e do solo, pois sua elevada concentração envolve riscos à saúde humana. II) Afirmativa incorreta. Justificativa: o DDT pode continuar sendo utilizado no controle dos mosquitos vetores de malária e outras doenças transmitidas por artrópodes, desde que se cumpram as seguintes condições: seja empregado unicamente em interiores; seja eficaz; sejam adotadas as regras de segurança necessárias; seja levado em conta o custo do produto a ser utilizado; a disponibilidade de inseticidas alternativos e a possibilidade do aparecimento de insetos resistentes. Portanto, é fundamental o seu monitoramento em matrizes ambientais. III) Afirmativa incorreta. Justificativa: o DDT é o produto mais conhecido dentre os organoclorados e precisa de monitoramento por suas ações que envolvem riscos à saúde humana. Questão 2. (ACAFE 2009) Em relação à Ecotoxicologia, seu objeto de estudo, sua importância e métodos, é correto afirmar, exceto: A) O estudo dos efeitos de xenobióticos e de poluentes naturais se dá nos diversos níveis de organização biológica: celular, organismo, população, comunidade e ecossistema. B) Sendo capaz de predizer os efeitos de contaminantes lançados nos ecossistemas, torna‑se uma ferramenta importante para estudos de diagnóstico e para o monitoramento ambiental. 24 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade I C) Sua metodologia básica consiste na realização de ensaios de Ecotoxicidade, com a determinação de efeitos letais e subletais sobre os organismos bioindicadores. D) Seu objeto de estudo são as cerca de 100 mil substâncias sintéticas criadas pelo homem para os mais variados fins e sua interação com os meios biótico e abiótico. E) São exemplos de organismos‑teste de ensaios ecotoxicológicos: Daphnia similis e D. magna (Branchiopoda, Crustacea) e Poecilia reticulata (Osteichthyes, Vertebrata). Resolução desta questão na plataforma. 25 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Unidade II 3 TOXICOLOGIA DE POLUENTES E METABOLISMO DE XENOBIÓTICOS Os contaminantes ambientais, após sua introdução no ambiente ou nos organismos, podem sofrer conversões químicas ou ser transferidos entre os diferentes compartimentos ambientais. 3.1 Toxicologia de poluentes Dentre as maiores fontes de poluição do ambiente aquático, encontram‑se os lançamentos de efluentes líquidos domésticos e industriais de estações de tratamento de esgoto (ETE) ou o esgoto in natura, sem o devido tratamento. Muitos efluentes são extremamente complexos, do ponto de vista físico e químico, e são fontes de grande diversidade de poluentes para o ambiente aquático. A estratégia mais eficiente é o uso integrado de análises físicas, químicas e ecotoxicológicas para avaliação e previsão do risco ambiental. De fato, esses estudos são cruciais para a determinação e diagnóstico de quadros de intoxicação, como o que ocorreu com a contaminação por mercúrio na baía de Minamata, no Japão, provocada pela empresa Chisso Corporation. No ano de 1908, a Chisso Corporation abriu sua primeira indústria química em Minamata, que inicialmente produzia fertilizante e passou a produzir acetileno, acetaldeído, ácido acético, cloreto de vinila e octanol, entre outros compostos químicos. Em 1932, a Chisso começou a produzir 210 toneladas de acetaldeído e, em 1951, saltou para 6.000 toneladas por ano e atingiu um pico de 45.245 toneladas em 1960. A produção da fábrica da Chisso em Minamata totalizava entre um quarto e um terço da produção total de acetaldeído do Japão. Em 1951, passou a produzir acetaldeído usando sulfato de mercúrio como catalisador, com isso, produzindo como resíduo o metil mercúrio, que é um composto extremamente tóxico e danoso à saúde humana. Entretanto, a Chisso nunca tinha dado uma destinação correta para os resíduos que ela gerava e despejava seu resíduo na baía de Minamata. Quando, em 1956, começaram a surgir os primeiros casos de pessoas contaminadas com os resíduos, cujos sintomas estavam relacionados com dificuldade de andar, dificuldade de fala e convulsões. Inicialmente, suspeitou‑se de uma epidemia viral ou bacteriana, mas gatos também apresentaram os mesmos sintomas, o que fez com que pesquisadores da Universidade de Kumamoto investigassem a baía de Minamata, onde encontraram peixes e crustáceos afetados pelo mesmo problema. No início das investigações, suspeitou‑se que a alta concentração de magnésio encontrada nos peixes e nos órgãos das vítimas era a causa do problema. 26 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II Foi quando um pesquisador neurologista inglês notou que os sintomas eram similares aos de. contaminação por mercúrio orgânico, e logo descobriram que o metil mercúrio era o causador da doença. Figura 9 – Poluentes no ambiente aquático causam enormes impactos nas espécies marinhas Figura 10 – Necessidade de tratamento adequado em estações de tratamento de esgoto De fato, Ferreira (2003) já afirmou que os testes de toxicidade aquática têm sido cada vez mais utilizados para a determinação de efeitos deletérios em organismos aquáticos, já que, nesses ambientes, ocorre um alto potencial de risco de transferência de poluentes do ambiente para os organismos. Observação A análise química de efluentes é laboriosa, de elevado custo e não é capaz de garantir que todos os compostos tóxicos relevantes sejam detectados.Os testes de toxicidade empregados na análise de efluentes visam conseguir uma indicação sobre o efeito tóxico da totalidade das substâncias contidas nos efluentes e nos corpos d’água de maneira somatória. 27 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Saiba mais Para acrescentar informações relevantes ao assunto, leia o artigo: FERRÃO‑FILHO, A. S.; MOLICA, R.; AZEVEDO, S. M. F. O. Ecologia, Ecofisiologia e Toxicologia de Cianobactérias. Oecologia Brasiliensis, v. 13, n. 2, p. 225‑228, 2009. 3.2 Metabolismo de poluentes no meio ambiente A transformação de um poluente no ambiente pode ocorrer por processos químicos, físicos e até mesmo biológicos. Pereira e Freitas (2012) também relataram o uso de microrganismos como ferramenta para a remediação de ambientes contaminados, cujo processo é denominado biorremediação, o que justifica a utilização de microrganismos como uma alternativa biológica viável para a remediação de ambientes contaminados. Esse processo biológico pode ocorrer tanto no solo como no sedimento. Nesse contexto, além do processo biológico, também é possível o processo químico que ocorre por fotoxidação atmosférica de muitos poluentes e, como processo físico, é possível citar a solubilidade e a deposição. Quando ocorre a disposição final e mecanismo de remoção de um contaminante químico, diz‑se que é um sumidouro. O tempo transcorrido entre a introdução do poluente, suas transformações e destino final pode ser muito variável, o que depende de características físico‑químicas do poluente em questão, bem como do ambiente receptor (compartimento ambiental). Nos ambientes receptores, é considerável a existência de muitos mecanismos de transportes, nos quais uma contaminação atmosférica pode ter remoção por vários mecanismos naturais na forma original ou na forma de produtos resultantes de processos reacionais. Assim sendo, é crucial considerar que ao analisar um agente tóxico, é importante conhecer suas propriedades físico‑químicas, a fim de melhor entender as rotas de destino e transporte das substâncias entre os diversos meios, cujas vias de transporte podem ser o ar, o solo, a biota, os sedimentos e a água. Em relação às formas de biorrecuperação/biorremediação espontânea, é sabido que, na hidrólise, ocorre alteração da estrutura química por reação direta da água. Já na oxidação, surge a modificação química que envolve transferência de elétrons de xenobiótico para um aceptor de elétrons (oxidante). A depuração química por redução ocorre quando a modificação química envolver transferência de elétrons de um agente para o xenobiótico a 28 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II ser reduzido. E, por último, a degradação fotoquímica é caracterizada pela transformação causada por interação com a luz solar, principalmente de raios ultravioleta. É relevante comentar que, além de todos os fatores já mencionados que afetam a contaminação do ambiente, também há os chamados fatores intrínsecos do local que influenciam diretamente o destino e transporte dos poluentes, já que cada região tem características próprias, o que pode agravar ou amenizar alguns tipos de contaminação. 3.3 Principais contaminantes ambientais De forma geral, quando ocorre a contaminação ambiental, em especial a contaminação do ar, os poluentes que mais comumente estão envolvidos são hexaclorobenzeno (HCB), bifenilos policlorados (PCBs), além de dioxinas e furanos. Nesses casos, a biorremediação espontânea não é capaz de eliminar o ambiente desses poluentes, o que propicia a bioacumulação desses compostos no ambiente e na cadeia alimentar. Figura 11 – Processos industriais promovem intensa contaminação no meio ambiente Esses compostos poluentes são comumente descritos em plantas, o que parece estar atribuído por serem substâncias que facilmente são removidas da atmosfera por plantas e, ainda, elas são citadas por serem muitas vezes comestíveis ou usadas como indicadores de poluição atmosférica. Entretanto, não são os únicos compostos químicos envolvidos com a poluição ambiental. Também há os chamados hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), que são igualmente persistentes no meio ambiente e que também serão abordados nesse curso. Os compostos de HCB tendem a sofrer bioacumulação e podem se deslocar em grandes distâncias, enquanto os PCBs são capazes de ter efeito carcinogênico, são muito resistentes a altas temperaturas e podem causar atraso no crescimento de crianças e até causar danos congênitos. As dioxinas e furanos 29 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL apresentam como principal característica a grande dificuldade na excreção, além de comumente acumularem‑se pela cadeia alimentar. Os PCBs são compostos organoclorados sintéticos da classe dos chamados poluentes orgânicos persistentes, que foram amplamente utilizados na indústria a partir de 1930, devido à sua resistência a ácidos, altas temperaturas e correntes elétricas, além de serem substâncias não inflamáveis. A utilização desses compostos em diversos processos industriais provocou intensa contaminação no meio ambiente e, consequentemente, nos alimentos que fazem parte da cadeia alimentar. Esses compostos PCBs têm grande afinidade pela matéria orgânica do solo, e são adsorvidos facilmente pela superfície de partículas, o que faz com que sejam levados até rios, mares e oceanos, contaminando animais, vegetais e até seres humanos. No caso dos PCBs, o principal mecanismo para dispersão global desses compostos é o transporte atmosférico, influenciando o ecossistema de uma maneira alarmante e permanente. Um agravante em relação à poluição ambiental causada por estes poluentes é, sem dúvida, a dificuldade na mensuração das proporções da dispersão e da transferência destes compostos para os animais, vegetais e seres humanos. Com as evidências dos danos causados pelos PCBs à saúde dos seres humanos e animais, além do grande impacto ao ambiente, o uso e produção foi restrito ou banido em muitos países, por exemplo, no Japão, cuja produção e uso foram proibidos desde 1972, quando também, na Suécia, restringiu‑se a utilização e produção dos PCBs. Nos Estados Unidos, a restrição ocorreu em 1977, na Noruega, em 1980, na Finlândia, em 1985, e na Dinamarca, em 1986. No Brasil, a proibição ocorreu em 1981, embora ainda seja permitido o uso em equipamentos eletroeletrônicos antigos, mas, na produção atual, já ocorreu a substituição por produtos isentos de PCBs. Saiba mais Colabora com o entendimento de poluentes, já que é uma revisão bibliográfica sobre o assunto: ASSUNÇÃO, J. V. de; PESQUERO, C. R. Dioxinas e furanos: origens e riscos. Revista de Saúde Pública, v. 33, n. 5, out. 1999; p. 523‑30. Além disso, no Brasil, o descarte e destinação correta é o maior problema nos últimos anos. É sabido que, além dos grandes riscos à saúde, os impactos ambientais que o óleo pode causar são a contaminação do solo e da água, os quais ameaçam, em especial, os lençóis freáticos e, dessa maneira, os seres vivos, de forma geral. A exposição aos PCBs ocorre tanto diretamente, através da contaminação do ar, sedimentos e água, como indiretamente, através da dieta. Em relação aos alimentos obtidos na dieta, é importante ressaltar que a maior concentração de PCBs, por serem compostos altamente lipofílicos e apolares, é encontrada em alimentos gordurosos. Por 30 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II outro lado, concentrações menores podem estar presentes em verduras, cereais e frutas; contudo, as plantas são o primeiro elo na cadeia alimentar e, portanto, o acúmulo desses compostos pelos vegetais é uma etapa importante para a transferência deles ao corpo humano. Nesse sentido, devido ao milho ser o cereal mais consumido no mundo, e o segundomais produzido no Brasil, apresenta particular importância como alimento com altas concentrações de PCBs. Do total produzido de milho, cerca de 70% são destinados à alimentação animal, utilizados principalmente para a fabricação de ração, e 15% para a alimentação humana. É comumente consumido como milho verde in natura, produto farináceo e que constitui ingrediente básico de uma série de produtos industrializados formulados. A farinha de milho é muito utilizada na culinária brasileira de várias formas, sendo seu sabor bem aceito pelos consumidores. É um produto de baixo custo e amplamente disponível no mercado. Assim, como é um dos cereais de maior importância econômica no mundo, o milho é uma das espécies vegetais mais estudadas com altas concentrações de PCBs. Figura 12 – O milho é uma das espécies vegetais com maior concentração de PCBs O HCB é um composto organoclorado que foi usado no passado como fungicida. É um dos principais compostos presentes em alguns solos contaminados e é classificado também como um poluente orgânico persistente, o que se deve particularmente pela toxicidade, capacidade de bioacumulação e capacidade de transporte atmosférico. Relatos de literatura demonstram que uma das formas de tratamento de solos contaminados é a biorrecuperação, cujo método é baseado na utilização de microrganismos para a degradação de compostos, resultando na transformação em metabólitos ou na mineralização. Cabe relembrar que quando um toxicante entra em contato com o meio ambiente, em muitas situações, especialmente quando não são poluentes orgânicos persistentes, é possível o surgimento da depuração ambiental, que pode ocorrer também por hidrólise, oxidação, redução ou degradação fotoquímica. Obviamente, essa depuração ambiental ocorre no caso de compostos pouco persistentes e que apresentam fácil degradação, cuja biorrecuperação pode ocorrer naturalmente por estas reações mencionadas anteriormente. Entretanto, no caso de compostos persistentes, cuja degradação é muito 31 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL lenta, a eficiência da biorrecuperação pode ser aumentada pela estimulação dos organismos presentes no local pelo controle das condições de crescimento, ajustando‑se concentração de nutrientes, oxigênio e umidade de maneira favorável a esses organismos. A adição de compostos orgânicos, por exemplo, pode estimular a atividade microbiana, resultar em aumento da biomassa microbiana e acelerar a degradação de certos compostos. Além disso, o potencial hidrogeniônico (pH) e a quantidade de oxigênio do solo podem estabelecer condições que levem à seleção de microrganismos capazes de degradar compostos persistentes. Observação É importante ressaltar que, normalmente, as bactérias, por exemplo, predominam em solos alcalinos; os fungos, em solos ácidos. O excesso de umidade do solo gera condições de anaerobiose, o que favorece os microrganismos anaeróbios. Com base nesses conhecimentos, surgiu a ideia de muitos pesquisadores em relação à capacidade de biorrecuperação de solos contaminados com os chamados poluentes orgânicos persistentes. Dessa forma, alterações nas características do solo, como quantidade de matéria orgânica, pH, oxigenação e umidade, podem ter influência sobre a degradação do HCB, porque podem provocar mudanças na comunidade microbiana e favorecer a degradação desse composto. Além disso, como a predominância de microrganismos anaeróbios pode aumentar a taxa de degradação de compostos organoclorados, o alagamento do solo pode favorecer a degradação do HCB por essa via. Porém, para a realização das medidas de biorrecuperação de solos, são necessários estudos cautelosos e minuciosos, pois parecem existir condições específicas que influenciam diretamente nessa recuperação e que estão relacionadas aos poluentes, aos microrganismos residentes no meio contaminado, bem como a condições sazonais e regionais. De fato, em 2006, um estudo realizado na Baixada Santista (SP) mostrou que a utilização do bagaço de cana‑de‑açúcar foi o principal estímulo, tanto para a atividade microbiana como para o aumento da densidade de bactérias e fungos do solo contaminado, visto que pôde ser utilizado como fonte de nutrientes pelos microrganismos, entretanto, a adição de bagaço de cana‑de‑açúcar estimulou a comunidade microbiana, mas não levou à degradação do hexaclorobenzeno, possivelmente porque os microrganismos específicos degradadores do hexaclorobenzeno não foram favorecidos. Além disso, houve adição de cal e o alagamento do solo, o que também não influenciou a comunidade microbiana nem promoveu a degradação do hexaclorobenzeno. Esses estudos demonstram a real importância da necessidade de análises específicas relacionadas a esses tipos de poluentes, já que é constante a contaminação ambiental que, como mencionado anteriormente, está fortemente atribuída ao avanço tecnológico que teve seu início com a Revolução Industrial iniciada no século XVIII. 32 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II Figura 13 – A Revolução Industrial promoveu avanço tecnológico e aumento de poluentes no meio ambiente De fato, era inimaginável que, em 250 anos, o planeta atingiria a atual fase de desenvolvimento tecnológico e científico, entretanto, a rápida industrialização e o aumento do consumo causam sérios problemas ao meio ambiente e geram os chamados “poluentes persistentes”. Entre eles, além dos já comentados anteriormente, também são altamente tóxicos as dioxinas e os furanos. A Convenção de Estocolmo sobre os Poluentes Orgânicos Persistentes (Convenção POPs) é um dos pontos mais importantes de promoção da segurança química global. Ela destaca‑se por incluir no seu escopo a determinação de obrigação dos países para adotarem medidas de controle relacionadas a todas as etapas do ciclo de vida – produção, importação, exportação, disposição e uso – das substâncias classificadas como poluentes orgânicas persistentes (POPs). Numa posição preventiva, a Convenção determina que os governos promovam as melhores tecnologias e práticas no seu campo tecnológico e previnam o desenvolvimento de novos POPs em suas plantas industriais. Indo mais além, define como seu objetivo final a eliminação total dos POPs. Ela apresenta opções inovadoras e objetivas de ação em prol do desenvolvimento sustentável. Em relação a esses poluentes, destacam‑se as dioxinas, especificamente as dibenzo‑p‑dioxinas policloradas (PCDD ‑ polychlorinated‑p‑dibenzodioxins) e os dibenzofuranos policlorados (PCDF ‑ polychlorinated‑pdibenzofurans), comumente chamados de dioxinas e furanos, que são duas classes de compostos aromáticos tricíclicos, de função éter, com estrutura quase planar e que apresentam propriedades físicas e químicas semelhantes. Os átomos de cloro se ligam aos anéis benzênicos, possibilitando a formação de um grande número de congêneres (75 para as dioxinas e 135 para os furanos, totalizando 210 compostos). Os isômeros com substituições de cloro na posição 2, 3, 7 e 8 são de interesse especial devido à sua toxicidade, estabilidade e persistência. As PCDD e os PCDF 2, 3, 7 e 8 substituídos são encontrados em quase todo o meio ambiente. 33 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL De acordo com pesquisas realizadas com esses compostos, tem sido demonstrado que eles não ocorrem naturalmente, são frutos principalmente da era industrial, em especial no século XX. Formados como subproduto não intencional de vários processos envolvendo o cloro ou substâncias e/ou materiais que o contenham, como a produção de diversos produtos químicos, em especial os pesticidas, branqueamento de papel e celulose, incineração de resíduos, incêndios, processos de combustão (incineração de resíduos de serviços de saúde, incineração de lixo urbano, incineração de resíduos industriais,veículos automotores) e outros. Em relação aos efeitos que esses compostos podem provocar, considera‑se que a toxicidade da dioxina é muito variável para diferentes tipos de animais. Em cobaias, a dose letal (via oral) é cerca de 1 mg/kg de peso corporal, enquanto para um hamster, a dose tóxica aguda é cerca de 3.000 – 4.000 mg/kg de peso corporal. Em seres humanos, em vários estudos epidemiológicos utilizando pessoas expostas à mistura de dioxinas, furanos e outros produtos químicos, tem‑se observado o aumento da incidência de câncer em diferentes locais do organismo, mas vários fatores limitam a confiança nesses achados. Na Alemanha, despontou um escândalo com o fechamento de mais de 4,7 mil granjas e sítios por causa de um risco de contaminação. Tal decisão foi adotada após a distribuição nos meses de novembro e dezembro de ração contaminada com dioxina, que afetou especialmente os criadores de porcos, quando um índice de dioxina superior ao aceitável foi encontrado no final de dezembro em ovos vendidos na Alemanha, Holanda e Grã‑Bretanha. Também na Alemanha, em 1998, foram detectados níveis alarmantes de dioxina no leite produzido no estado alemão de Baden‑Württemberg (sudoeste da Alemanha). Como prevenção, o leite foi retirado do mercado e investigações científicas realizadas pelo Freiburg State Institute for Chemical Analysis of Food indicaram um aumento assustador dos índices de dioxina nas amostras de leite e manteiga coletadas desde setembro de 1997. A descoberta levou as autoridades alemãs a conduzirem um estudo abrangente para determinar a fonte da contaminação. Figura 14 – Porcos com risco de contaminação por dioxinas causa preocupação na Alemanha 34 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II Segundo a United States Environmental Protection Agency (Usepa), em relação ao desenvolvimento de tumores malignos, há fortes evidências que a dioxina exerça efeito carcinogênico, primariamente através de sua efetividade como agente promotor de estimulação de replicação de células de maneira reversível, inibindo apoptose. Além disso, outros efeitos estão relacionados à exposição por dioxinas e furanos, tais como cânceres, alterações reprodutivas e no desenvolvimento, deficiência imunológica e disrupção endócrina incluindo diabetes mellitus e nos níveis de testosterona, além de hormônio da tiroide alterado, danos neurológicos como alterações cognitivas e comportamentais em recém‑nascidos de mães expostas à dioxina. Ainda, danos ao fígado, elevação de lipídios no sangue, o que se constitui em fator de risco para doenças cardiovasculares, e danos à pele. No que diz respeito às principais formas de exposição à dioxina, incluem‑se a exposição direta, pelas emissões atmosféricas e de chaminés, e a exposição indireta, pela contaminação do solo e produtos alimentícios, água e outros. De fato, nos Estados Unidos, a maior fonte de dioxina é a da alimentação. Como a dioxina é solúvel na gordura, ela se bioacumula na cadeia alimentar e é encontrada principalmente na carne, no leite e em seus derivados. No Brasil, existem poucos estudos com medições de dioxinas e furanos, contudo, um estudo determinando dioxina e furano em 45 amostras de composto de lixo urbano provenientes de 22 usinas brasileiras analisadas na Universidade de Tübingen, Alemanha, encontrou valores médios acima do valor aceitável pela legislação alemã (17 ng TEQ/kg), com algumas amostras apresentando valores bastante elevados (138, 130, 112 e 99 ng TEQ/kg). A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) também em conjunto com a Universidade de Tübingen, dentro de uma campanha de levantamento de dados para avaliação dos problemas causados pelas queimadas de palha de cana na poluição da cidade de Araraquara, analisou compostos orgânicos tóxicos (incluindo dioxinas e furanos) em diferentes matrizes ambientais: ar, deposição, solo, folhas e cinzas da cidade de Araraquara; e ar, deposição, solo, e folhas das cidades de São Paulo e Cubatão. Nesse estudo, foram encontradas, para as amostras de ar coletadas em São Paulo (no parque do Ibirapuera), concentrações de 86 fentogramos/Nm3 comparáveis às encontradas na Alemanha (53 a 99 fg I‑TEQ/Nm3) (fentogramo fg=10‑15g). Para amostras de ar coletadas próximo a incinerador, também em São Paulo, foram encontradas concentrações de 186 fg I‑TEQ/Nm3, valores obtidos de uma única amostra em dia favorável à dispersão atmosférica e sem informações das condições de funcionamento do incinerador ou de direção dos ventos. Cabe relembrar que, em relação às formas de biorrecuperação espontânea, é sabido que na hidrólise ocorre a alteração da estrutura química por reação direta da água; já na oxidação surge a modificação química que envolve transferência de elétrons de xenobiótico para um aceptor de elétrons (oxidante). A depuração química por redução pode ocorrer quando a modificação química envolver transferência de elétrons de um agente para o xenobiótico a ser reduzido. E, por último, a degradação fotoquímica é caracterizada pela transformação causada por interação com a luz solar, principalmente pelos raios ultravioleta. 35 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL Há outro grande grupo de poluentes de importância no estudo de Toxicologia Ambiental: os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), que são compostos por átomos de carbono e hidrogênio, apenas, com estruturas químicas contendo pelo menos dois anéis aromáticos fundidos. Assim sendo, a menor molécula de HPA é a de naftaleno (com dois anéis aromáticos), mas podem surgir moléculas associadas aos HPAs de origem ambiental e, ainda, com as reações que as moléculas de HPA podem sofrer, originam‑se substâncias policíclicas aromáticas derivadas de HPA, por exemplo, os derivados nitratos (NHPAs) ou os derivados oxigenados (OHPAs). De qualquer forma, todos os HPAs são sólidos, já que têm pontos de fusão maiores que a temperatura ambiente, entretanto, alguns HPAs podem sofrer sublimação (passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado gasoso), como o naftaleno. Ainda, os HPAs, normalmente, têm baixa solubilidade em água, e esta hidrossolubilidade diminui com o aumento do tamanho da molécula, com exceção do naftaleno, que é relativamente solúvel. Por outro lado, os HPAs são solúveis em muitos solventes orgânicos tais como diclorometano, hexano, entre outros. Esses compostos no meio ambiente normalmente se comportam de forma inerte e, quando reagem com outras substâncias, ocorrem substituições ou adição eletrofílica. 3.4 Origem dos contaminantes As fontes de origem podem ser antropogênicas ou naturais, entre outras, como por pirólise ou queima de matéria orgânica recente (lenha, vegetação) ou fóssil (petróleo e derivados) ou ainda por causas naturais como em incêndios. Fontes antropogênicas provenientes da queima de combustíveis e queimadas também são relevantes. Entre essas fontes, também é importante ressaltar o derramamento de petróleo, disposição de resíduos domésticos, produção de alumínio, fumaça de cigarros e até regiões de vulcões. As fontes antropogênicas são mais abundantes que as naturais, o que justifica o aumento desses contaminantes no planeta com o avanço tecnológico e o aumento da densidade populacional. E uma vez introduzidos os compostos HPAs no meio ambiente, a contaminação ambiental pode ocorrer em todos os compartimentos (solo, subsolo, águas superficiais, águas subterrâneas, entre outros). A exposição a HPAs pode ocorrer por diversas vias tanto em humanos como em animais (inalação de ar poluído e ingestão de alimentos ou de água contaminada). Cabe ressaltar que, nesses casos, além da exposição ambiental, também é considerável a exposição ocupacional. É importante considerar que entre os principais efeitos provocados pela exposição a HPAs, o mais preocupante é o efeito carcinogênico em seres humanos,apesar de não serem carcinogênicos diretos. Para desenvolverem esse efeito, inicialmente, é necessário que esse contaminante se torne ativo, ou seja, que se formem os derivados que são os verdadeiros carcinogênicos, já que têm grupos capazes de formar ligações com as bases de DNA. 36 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II Entre os diversos meios de ativação dos HPAs, o mecanismo mais estudado é o que ocorre no citocromo P‑450 com a formação de substâncias poli‑hidroxiladas. Porém, nem toda quantidade de HPAs ingerida é absorvida pelo organismo, e grande parte é excretada. Isso se deve a vários fatores, como: material presente, suscetibilidade individual, variabilidade entre indivíduos, raça, sexo e idade. Assim, é crucial o conhecimento da região a ser estudada com a finalidade de identificar os possíveis contaminantes e a melhor maneira de minimizá‑los e, se possível, eliminá‑los. 4 BIOMARCADORES DE CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL O crescimento populacional e os avanços tecnológicos da atualidade são incontestáveis, assim como os intermináveis benefícios que trouxeram com a finalidade de facilitar as atividades cotidianas. Entretanto, o planeta, bem como todos os seres que residem nele, também sofre sérias consequências dessa modernização. Essas consequências incluem desde o intenso impacto ambiental até as desigualdades sociais que se agravam com o avanço do capitalismo diretamente relacionado com o crescimento tecnológico. É possível ressaltar o crescimento exponencial da poluição, crescente concentração de poder econômico e político, além da industrialização acelerada e o crescente uso de novos métodos tecnológicos na agricultura. Diante de toda essa problemática, a humanidade torna‑se vulnerável a uma série de riscos psicológicos, acidentais, biológicos, físicos e químicos decorrentes dos fatores ambientais. 4.1 A necessidade do uso de biomarcadores Como já relatado anteriormente, a exposição a poluentes, seja de forma aguda ou crônica, causa inúmeros malefícios à saúde e, muitas vezes, torna‑se impossível, na prática, controlá‑la, já que tais xenobióticos podem apresentar‑se na água e nos alimentos ou até mesmo no ar. Dessa maneira, uma das maneiras de avaliação da exposição é a utilização dos chamados biomarcadores ambientais, já que, baseado nesses resultados, é possível ter conhecimentos, muitas vezes, de forma quantitativa e qualitativa da exposição e, assim, prevenir ou minimizar a incidência de mortes ou doenças decorrentes da interação das substâncias químicas com o organismo humano. Ao se estabelecer os limites considerados seguros, é possível estabelecer as prioridades e as formas de intervenção efetiva para proteger uma população dos riscos químicos. Os estudos dos efeitos das substâncias químicas sobre a saúde possibilitam avaliar o risco da população exposta e constituem o primeiro passo na fixação de normas ambientais para um contaminante químico presente num meio. Para isso, é importante conhecer a solidez e as limitações dos dados toxicológicos, assim como as informações disponíveis provenientes desses estudos. No Centro Experimental Central do Instituto Biológico, foi desenvolvido um projeto em conjunto com a Embrapa e a Universidade de Aveiro, em Portugal, que visa estudar a toxicidade de misturas de herbicidas empregados na cultura da cana‑de‑açúcar para peixes. Os objetivos desse projeto envolvem o estabelecimento de biomarcadores eficientes para avaliação do risco do uso desses produtos, 37 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 TOXICOLOGIA AMBIENTAL auxiliando no estabelecimento de concentrações máximas permissíveis nos corpos d’água, visando à proteção das comunidades aquáticas e à saúde pública, uma vez que o potencial consumidor final desse recurso é o homem. Nesse sentido, estudos toxicológicos devem ser realizados, inicialmente, com pequenas doses de forma experimental, mas também a observação clínica em indivíduo expostos por tais poluentes é válida. Cabe ressaltar a importância de estudos experimentais em animais de laboratório (como citado no presente material de estudo) com a finalidade de extrapolar os dados para humanos e, dessa maneira, minimizar e até impedir exposição em humanos a determinadas substâncias ou, ainda, para determinação de doses potencialmente tóxicas ao organismo. Obviamente, o grau de confiabilidade para essa extrapolação com base em testes de toxicidade em animais depende de inúmeras variáveis, tais como: qualidade do trabalho, quantidade de animais testados, escolha do teste e até localização geográfica, entre outros. Nesse sentido, dados epidemiológicos sobre as populações humanas afetadas também são muito válidos, já que torna possível estabelecer riscos associados à presença de um poluente ou substância química. Entretanto, ao investigar substâncias presentes no meio ambiente, esses dados podem ser irrelevantes se não houver uma observação direta em organismos vivos e a relação direta com os efeitos provocados, em especial, quando se trata de uma casuística pequena ou de sinais de intoxicação comuns a outros agentes. Em algumas situações, a presença de toxicidade atribuída a determinado agente tóxico se dá pelo contato prolongado com o próprio contaminante, o que dificulta ainda mais o estabelecimento de informações epidemiológicas. Contudo, é incontestável que a Epidemiologia Ambiental tem seu valor no que se refere à promoção da saúde populacional, já que estabelece associações entre exposição por toxicantes e efeitos adversos possíveis e, dessa maneira, presta um grande auxílio na promoção de saúde pública. Na Toxicologia Ambiental, é crucial a avaliação do risco toxicológico, que deve ser um processo fundamentado em conhecimentos científicos visando sempre à identificação e à quantificação da exposição e do risco. Para tal, é necessário recorrer a estudos epidemiológicos, clínicos e toxicológicos e a investigações ambientais, além de extrapolar resultados visando estimar o tipo e extensão dos efeitos do agente químico para a saúde humana e, ainda, analisar o número e as características dos indivíduos expostos em distintas intensidades e durações, sem descartar a expressão da existência e a magnitude do problema de saúde. A avaliação de risco toxicológico deve ser realizada sempre que ocorrer a presença de poluentes atmosféricos, de água, de solo ou até mesmo de alimentos. Tal estudo deve ser realizado objetivando 38 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : M ár ci o - 11 /1 2/ 20 15 Unidade II a investigação do potencial do agente em causar dano (toxicidade) e a intensidade capaz de induzir essa exposição. Assim, o processo de avaliação do risco envolve algumas fases, como: identificação do perigo, caracterização do perigo, avaliação da exposição e caracterização do risco. Para a identificação do perigo, considera‑se a combinação dos dados com a finalidade de estabelecer o grau de risco, nos quais, normalmente, ocorre a classificação em categorias (suficiente, limitada, inadequada, não disponível, nenhuma evidência) e deve‑se sempre ressaltar a via, duração, dose e reprodutibilidade do estudo. A caracterização do perigo deve ocorrer por meio da avaliação dose‑resposta, com o objetivo de quantificar o perigo, que já foi identificado. Para isso, comumente, são realizados ensaios em animais para estabelecer a relação dose‑resposta extrapolando os resultados para o homem, já que, geralmente, o ser humano é mais sensível que outras espécies. Na caracterização do perigo, portanto, é importante estabelecer (se ainda não foram estabelecidas), as chamadas doses de referência (RfD), que são semelhantes às chamadas ingestão diária aceitável (IDA), comumente aplicadas para praguicidas e aditivos alimentares. Essas doses são aquelas nas quais a população pode ficar exposta sem apresentar nenhum efeito nocivo. É importante avaliar
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