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Unidade IV 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL
Profa. Renata Dias
 Com o crescimento econômico e exposição a poluentes no Brasil 
e no mundo, a avaliação da toxicidade e ecotoxicidade de 
produtos químicos tem se tornado uma constante preocupação. 
 Em muitos países, políticas de segurança e ações que regulem os 
métodos de avaliação são definidas pelas chamadas agências 
regulamentadoras, que são particulares de cada país.
Metodologias laboratoriais
 Em 2009, a Agência de Químicos Europeia questionou 
resultados de alguns estudos relacionados a estimativas 
de custos e a quantidade de animais sacrificados.
 Necessidade de buscar métodos alternativos de avaliação da 
toxicidade devido ao longo tempo demandado, números 
de animais utilizados e altos custos.
Metodologias laboratoriais
Com a necessidade de avaliar um grande número de novas 
substâncias surgiram avanços:
 na Biologia Molecular, 
 Toxicologia Molecular, 
 Ciências Computacionais (entre elas, Química Computacional) e 
 Tecnologia da Informação, dando origem a um nova área da 
Toxicologia, denominada “Toxicologia Computacional”, que 
desde então é recomendada por diversas agências 
regulamentadoras.
Metodologias laboratoriais
 A Toxicologia Computacional é uma área da Toxicologia na 
qual se aplicam modelos computacionais e matemáticos para a 
predição de efeitos adversos e para o melhor entendimento dos 
mecanismos através dos quais uma determinada substância 
provoca o dano. 
 Criação de softwares de avaliação da toxicidade propriamente 
ditos, surgem as bases de dados (informações toxicológicas 
pesquisadas através da entrada de estruturas químicas), 
também úteis à predição da toxicidade. 
 Armazenamento e tratamento de dados de testes toxicológicos 
são informações de toxicidade muito importantes.
 Torna possível buscar dados de toxicidade de determinada 
entidade química a partir de dados de testes prévios, tendo como 
base a pesquisa segundo o grau de similaridade estrutural. 
 Estes dados inter-relacionados são capazes de auxiliar na 
evidência de que uma substância pode determinar tal 
efeito tóxico.
 Modelos matemáticos podem contribuir para prever o destino e 
a preferência ambiental de poluentes e podem sugerir quais 
poluentes, e em quais compartimentos, devem ser 
sistematicamente observados em programas de 
monitoramento.
 Testes in vitro podem ser utilizados para detectar a toxicidade de 
substâncias que serão utilizadas em seres humanos 
e utilizam organismos como bactérias, fungos ou algas. 
 Cabe ressaltar a importância da implantação do programa 3Rs 
(redução, refinamento, substituição) para avaliar a toxicidade das 
substâncias presentes ou adicionadas aos alimentos. 
 Os modelos de estudos toxicológicos in vivo abordam ensaios de 
toxicidade aguda, subcrônica e crônica que devem tratar 
da mutagenicidade, embriofetotoxicidade, alterações de 
fertilidade, carcinogenicidade e indução de dependência.
 Em 1988 foi publicada a primeira norma brasileira padronizada 
em escala nacional. 
 Esta norma foi publicada no manual de Testes para avaliação de 
Ecotoxicidade de agentes químicos pela antiga Secretaria 
Especial do Meio Ambiente (Sema). 
 Em 1990, este manual teve uma breve atualização e foi publicado 
pela ABNT, que contou com a colaboração da Companhia 
Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) e foram criadas 
normas para os organismos Daphnia spp., Ceriodaphnia spp., 
peixes e algas. 
 Muitos são os testes de toxicidade que podem ser 
utilizados com a finalidade de avaliar e/ou prevenir 
um risco toxicológico.
 Método Biológico ou Bioensaio: teste que faz uso de organismos 
vivos para elaborar informações sobre o desenvolvimento e as 
transformações, o efeito agudo ou crônico que uma determinada 
substância química possa exercer sobre a matéria viva. 
Método biológico
Pode ser
 Microbiológico – busca detecção de microrganismos patogênicos.
 Limnológicos – busca informações sobre o desenvolvimento 
e as transformações em longo prazo da biocenose nos 
ecossistemas aquáticos. 
 Ecotoxicológico – busca efeitos agudos ou crônicos produzidos 
por uma substância ou por compostos de substâncias químicas 
sobre organismos vivos.
Engloba
 Estudo das emissões e entradas de poluentes no ambiente 
abiótico, distribuição e destino nos diversos compartimentos. 
 Estudo da entrada e destino dos poluentes nas cadeias biológicas 
e suas formas de transferência como alimento 
via cadeia alimentar. 
 Estudo qualitativo e quantitativo dos efeitos toxicológicos dos 
poluentes ao ecossistema com consequências ao homem. 
Estudo ecotoxicológico
Em um estudo ecotoxicológico, é importante considerar:
 proteção às populações e comunidades, aves, plantas, 
mamíferos e outros organismos aquáticos e terrestres; 
 utilização dos próprios animais que se pretende proteger; 
 os testes não são utilizados para todas as espécies existentes, 
pois o número de organismos existentes é maior e, 
consequentemente, o grau de incerteza na extrapolação dos 
dados também é maior. 
Com a crescente poluição ambiental, tornou-se necessário 
o avanço da Toxicologia Ambiental e, para auxiliá-la de forma atual e 
eficaz, surgiu uma nova área da Toxicologia, que aplica modelos 
matemáticos para a predição de efeitos adversos e para o melhor 
entendimento dos mecanismos através dos quais uma determinada 
substância provoca o dano. Como esta ciência 
é conhecida? 
a) Toxicologia geométrica.
b) Toxicologia computacional.
c) Ecotoxicologia.
d) Toxicologia forense.
e) Toxicologia analítica.
Interatividade 
Com a crescente poluição ambiental, tornou-se necessário 
o avanço da Toxicologia Ambiental e, para auxiliá-la de forma atual e 
eficaz, surgiu uma nova área da Toxicologia, que aplica modelos 
matemáticos para a predição de efeitos adversos e para o melhor 
entendimento dos mecanismos através dos quais uma determinada 
substância provoca o dano. Como esta ciência 
é conhecida? 
a) Toxicologia geométrica.
b) Toxicologia computacional.
c) Ecotoxicologia.
d) Toxicologia forense.
e) Toxicologia analítica.
Resposta 
 Bioensaios com indicadores de ciclo de vida curtos 
são de interesse em todas as perspectivas ecológicas, 
particularmente quando testam amostras instáveis, 
como efluentes.
 Espécie utilizada no teste deve ser sensível e ecologicamente 
representativa do ambiente, para que o teste seja o mais realístico 
possível, de fácil realização, de baixo custo. 
 As espécies presentes em épocas restritas e em pequeno número 
devem ser desconsideradas em favor daquelas abundantes e 
disponíveis ao longo do ano. 
 Métodos de ensaios biológicos são procedimentos de 
ação preventiva e fundamentais para avaliação de impactos 
ambientais.
 Não há unanimidade sobre qual é o melhor tipo de 
organismo-teste para determinada situação.
 Conjuntos de testes.
 Outro ponto importante a se considerar é que, além das inúmeras 
análises que devem ser realizadas, poluentes podem se tornar 
sujeitos aos chamados processos biogeoquímicos.
 Processos biogeoquímicos são fenômenos naturais que, 
por meio de distintas reações químicas, reciclam elementos 
químicos do ambiente para organismos e vice-versa. 
 Substâncias são continuamente transformadas devido a 
reações de decomposição pelo movimento constante de 
elementos químicos na atmosfera, hidrosfera, litosfera e 
biosfera.
 A existência de ciclos biogeoquímicos da água, do solo, entre 
outros, evidencia o equilíbrio que a natureza vive no sentido da 
reciclagem contínua de elementos no planeta. 
Processos biogeoquímicos
 O planeta não está mais equilibrado devido à presença de 
poluentes oriundos da manipulação do homem.
Processos biogeoquímicos
Para conhecer os processos biogeoquímicos é necessário 
conhecer os poluentes, que podem ser:
1. Quantitativos – já existem na natureza, mas são liberados pelohomem em quantidades maiores do que aquelas em 
que seriam liberados naturalmente. 
2. Qualitativos – não existem normalmente na natureza, 
são sintéticos. 
3. Orgânicos – apresentam essencialmente cadeia carbônica na sua 
estrutura química, tais como hidrocarbonetos, aldeídos e 
cetonas.
4. Inorgânicos – são compostos de outros elementos químicos, 
além de carbono e hidrogênio, como: metais, alguns ácidos, 
bases e sais. 
 Todos estes poluentes, sejam eles orgânicos, inorgânicos, 
quantitativos ou qualitativos, podem ser tóxicos e causar danos 
ao meio ambiente.
Processos biogeoquímicos
O ciclo da água:
 um dos mais importantes, pois, se for afetado, todos os outros 
ciclos também são. 
O ciclo do carbono:
 a emissão contínua de gases tóxicos na atmosfera altera 
diretamente o ciclo do carbono, capaz de provocar 
o efeito estufa.
Processos biogeoquímicos
Os ciclos biogeoquímicos são fundamentais para 
a manutenção da vida no planeta e, para tal, é necessário criar 
uma conscientização ambiental que envolva os conhecimentos 
destes ciclos no planeta:
 ciclo da água;
 ciclo do carbono;
 ciclo do nitrogênio.
 Necessidade urgente de aplicação de termos sustentáveis 
no cotidiano da população mundial para salvar o planeta. 
Para obter desenvolvimento sustentável:
 manejo racional dos recursos naturais, com o emprego de 
novas tecnologias, tais como a biotecnologia, na produção 
de alimentos, geração de energia, prevenção da poluição 
ambiental e biorremediação.
 Rejeitos plásticos lançados em aterros aumentam em 404% 
o peso total do lixo.
 Materiais plásticos produzidos são de difícil decomposição, 
permanecendo no meio ambiente por várias centenas de anos. 
 É necessário Reduzir e destoxificar.
 Destoxificação de poluentes.
 Destoxificação ambiental: conhecer o poluente 
e o compartimento ambiental afetado.
Destoxificação e biorremediação
 Destoxificação: ocorrem processos biotecnológicos com a 
participação de substâncias químicas com a finalidade de 
neutralizar ou transformar tal poluente.
 Biorremediação: processo envolve necessariamente 
organismos vivos.
Análises toxicológicas são fundamentais para a prevenção de 
maiores danos ao meio ambiente e aos humanos. Além disso, 
é importante considerar que os poluentes ficam sujeitos aos 
processos biogeoquímicos, que podem ser considerados:
a) fenômenos naturais, que reciclam elementos químicos 
do ambiente para organismos e vice-versa.
b) fenômenos químicos, que são adicionados em ambientes 
poluídos.
c) fenômenos sintéticos, induzidos em condições específicas.
d) fenômenos raros, ocasionados por movimentos sísmicos.
e) fenômenos físicos, que induzem a geração de xenobióticos.
Interatividade 
Análises toxicológicas são fundamentais para a prevenção de 
maiores danos ao meio ambiente e aos humanos. Além disso, 
é importante considerar que os poluentes ficam sujeitos aos 
processos biogeoquímicos, que podem ser considerados:
a) fenômenos naturais, que reciclam elementos químicos 
do ambiente para organismos e vice-versa.
b) fenômenos químicos, que são adicionados em ambientes 
poluídos.
c) fenômenos sintéticos, induzidos em condições específicas.
d) fenômenos raros, ocasionados por movimentos sísmicos.
e) fenômenos físicos, que induzem a geração de xenobióticos.
Resposta 
 Eliminação de poluentes requer pesquisa e elaboração de 
novos modelos e ferramentas toxicológicas que propiciem 
a remoção desses compostos do ambiente.
 Micro-organismos excretam substâncias que ocasionam 
precipitação dos metais sob uma forma insolúvel 
(biomineralização).
 Outros internalizam os íons metálicos por meio 
de processos de transporte ativo (bioacumulação).
 Outros adsorvem passivamente os íons metálicos 
sobre a superfície celular (biossorção). 
 Processos válidos para a descontaminação 
de águas poluídas por metais pesados.
Biorremediação
 Biossorção constitui a abordagem mais largamente utilizada para 
a biorremediação de solos.
 Bactérias, fungos e leveduras são capazes de servir como 
um material de baixo custo para a biorremediação de águas 
contaminadas por metais.
 Fitorremediação usada para descontaminar a água de Chernobyl, 
na Rússia, após o acidente nuclear (mecanismo não esclarecido).
 Biorremediação ex-situ (ou off-site): fora do local onde ocorreu 
a contaminação, por isso, é um tratamento que 
requer a escavação e a remoção do solo contaminado para 
outro local.
 Biorremediação in-situ (ou on-site): no próprio local 
da contaminação. 
 Biorremediação in-situ é mais atrativa e economicamente viável 
quando comparada ao tratamento citado anteriormente. Além 
disso, o tratamento in-situ normalmente acarreta menores 
impactos ambientais advindos da remediação 
da área contaminada.
 Descontaminação de solos em alguns países desenvolvidos, 
tais como Estados Unidos, Canadá e alguns países da Europa, 
técnicas de biorremediação de solos já são amplamente 
utilizadas, particularmente em solos contaminados por 
hidrocarbonetos de petróleo. 
 No Brasil, a biorremediação de solos contaminados ainda 
é muito distante, embora haja a necessidade e uma 
possibilidade de expansão no futuro.
 Inúmeros têm sido os impactos ambientais no Brasil.
 Infelizmente, muitas vezes até a avaliação de risco após 
o impacto ambiental é demorada.
 Pesquisas têm avançado.
 Pesquisas são mais relevantes quando englobam aspectos 
regionais e sazonais.
 A contaminação ambiental do solo por derramamentos 
de petróleo e seus derivados são constantes no Brasil.
 Isto motiva o desenvolvimento de novas técnicas na busca 
da descontaminação.
 Técnicas físicas, químicas e biológicas, têm sido desenvolvidas 
para a remoção ou a degradação in situ
ou ex situ de petróleo derramado e para a redução de seus 
efeitos sobre o ecossistema, especialmente os tóxicos. 
 Também pode ocorrer a atenuação natural como remediação 
passiva de solo. 
 Alguns processos ocorrem naturalmente, como 
a biodegradação, a volatilização, a dispersão, 
a diluição e a adsorção. 
 A biodegradação facilitada por micro-organismos promove 
a destruição física dos contaminantes. 
 Nos demais processos, ocorre a transferência dos contaminantes 
de um local para outro ou a retenção 
do contaminante. 
 Como técnica ex-situ: técnica de biopilhas.
 Consiste em escavar o solo e colocar o solo contaminado com 
estimulação da atividade microbiana por aeração, adição de 
nutrientes e aumento da umidade do solo, com a finalidade de 
promover a biodegradação do contaminante em questão.
 Entre estes diversos impactos ambientais é importante considerar 
que fontes antropogênicas estão relacionadas 
com atividades humanas, como as queimadas, as usinas 
termelétricas, a queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão, 
gás natural). 
 Elementos oriundos destas atividades tornam-se poluentes 
ambientais e se movimentam no sistema ambiental e se 
dispersam na atmosfera.
 Existem cálculos de dispersão atmosférica que podem ser 
aplicados e elucidam os problemas mais complexos dos 
processos relacionados à difusão turbulenta e dos transportes 
turbulentos que acontecem na atmosfera.
 Baseados em equações matemáticas, permitem conhecer como 
os termos destas equações agem na dispersão dos 
contaminantes para a atmosfera. 
 Além de conhecimentos matemáticos, é necessário conhecer 
física da atmosfera onde ocorre tal dispersão.
 Determinado modelo denominado pluma gaussiana 
é normalmente aplicado nestes casos ao estimar as distribuições 
de concentrações a partir de determinada emissão industrial, 
estabelecendo-se condições de contorno para a movimentação do 
ar em torno dessa emissão.
 Modelo de pluma gaussinana é a solução da equação 
de difusão – advecção.
 Descreve matematicamente os processos de transporte 
e difusão turbulenta que ocorrem na atmosfera. 
 Neste modelo de pluma gaussiana,considera-se que a 
dispersão de uma pluma lançada na atmosfera se dá de tal 
modo que a concentração dos poluentes na pluma, em relação 
à posição fixa da fonte, exibe um comportamento gaussiano. 
Os estudos de Toxicologia evidenciam a real necessidade de 
proteção ao planeta e, muitas vezes, da aplicação de técnicas 
de biorremediação, em especial em solos contaminados. Entende-se 
por biorremediação:
a) recurso tecnológico, que requer a presença 
de micro-organismo.
b) recurso natural, com a presença de micro-organismo.
c) recurso tecnológico, com a presença de alterações de pH.
d) recurso natural, com correção de pH e adição 
de substâncias específicas.
e) recurso tecnológico, com adição de solos específicos 
e correção de pH.
Interatividade 
Os estudos de Toxicologia evidenciam a real necessidade de 
proteção ao planeta e, muitas vezes, da aplicação de técnicas 
de biorremediação, em especial em solos contaminados. Entende-se 
por biorremediação:
a) recurso tecnológico, que requer a presença 
de micro-organismo.
b) recurso natural, com a presença de micro-organismo.
c) recurso tecnológico, com a presença de alterações de pH.
d) recurso natural, com correção de pH e adição 
de substâncias específicas.
e) recurso tecnológico, com adição de solos específicos 
e correção de pH.
Resposta 
 Além disso, rios representam a principal via de transporte de 
materiais originados por fontes do continente para o oceano. 
 Estuários são muitas vezes a conexão mais importante 
na transferência de materiais para o oceano. 
 Infelizmente, são escassos os estudos sobre a composição 
e comportamento de materiais, além das transformações por 
processos físico-químicos, biogeoquímicos e biológicos.
 Organismos são também um importante fator que influencia 
na dinâmica dos íons metálicos em ambientes aquáticos naturais, 
principalmente micro-organismos aquáticos.
 Devido à significância da fase coloidal no ambiente 
aquático, o isolamento e medições do coloide também 
são fundamentais nestes estudos e uma das técnicas 
mais comuns de isolamento de coloides das águas 
naturais é o da ultrafiltração.
 O método de ultrafiltração é muito utilizado na Ecotoxicologia, já 
que se relaciona diretamente com o transporte e ciclagem de 
substâncias em ambientes aquáticos.
 Nos ambientes aquáticos, os lançamentos de efluentes líquidos 
domésticos e industriais de estações de tratamento 
de esgoto (ETE) ou o esgoto in natura sem o devido tratamento 
são os principais responsáveis pela contaminação.
Por fim, 
 inúmeros são os casos de contaminação ambiental no Brasil 
e no mundo;
 as evidências reforçam que estes impactos causarão 
inevitavelmente um futuro incerto e incompatível com inúmeras 
formas de vida, inclusive a humana.
Entretanto, 
 inúmeras são as formas de análise ambientais com a intenção 
de promover melhorias na saúde humana e de animais para a 
busca de um meio ambiente equilibrado.
 É inevitável relembrar que a melhor forma de se obter um meio 
ambiente mais equilibrado é por meio da consciência 
e de uma vida mais sustentável, com a redução do desgaste 
ambiental.
 Inúmeros acidentes ambientais, como o caso das barragens de 
Mariana-MG.
 Outros inúmeros casos de contaminação pelo Brasil 
e pelo mundo.
 Estudos demonstram diversas formas de atenuar este dano 
ao meio ambiente.
 Atenção à alimentação: alimentos orgânicos.
 Sociedade capitalista. 
 Consciência e educação ambiental.
 O mundo necessita urgentemente agir com cautela, 
com a finalidade de diminuir os danos ao meio ambiente.
O desgaste do planeta é evidente e com o crescimento industrial e 
populacional, a tendência é de que este desgaste seja crescente. 
Uma das formas mais eficazes para a manutenção 
da vida e para minimizar o impacto ambiental no planeta se 
encontra nos:
a) avanços tecnológicos da indústria.
b) avanços da perícia toxicológica.
c) avanços na consciência e educação ambiental.
d) avanços na pesquisa de indicadores biológicos.
e) avanços na biorremediação.
Interatividade 
O desgaste do planeta é evidente e com o crescimento industrial e 
populacional, a tendência é de que este desgaste seja crescente. 
Uma das formas mais eficazes para a manutenção 
da vida e para minimizar o impacto ambiental no planeta se 
encontra nos:
a) avanços tecnológicos da indústria.
b) avanços da perícia toxicológica.
c) avanços na consciência e educação ambiental.
d) avanços na pesquisa de indicadores biológicos.
e) avanços na biorremediação.
Resposta 
ATÉ A PRÓXIMA!