Toxicologia Ambiental e dos Alimentos

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Toxicologia Ambiental e dos Alimentos
Prof. Diego Rissi Carvalhosa
Descrição
O estudo dos agentes tóxicos presentes no meio ambiente e em alimentos e os danos à saúde humana e ao meio ambiente decorrentes da
exposição a esses agentes.
Propósito
O conhecimento dos riscos relacionados à presença de agentes tóxicos como contaminantes no meio ambiente e nos alimentos é de grande
importância para avaliar os danos causados à saúde humana e aos ecossistemas. A Toxicologia Ambiental e a Toxicologia de Alimentos são áreas
de atuação em que os conhecimentos da toxicidade das substâncias químicas permitem aos profissionais identificar os danos ao meio ambiente
causados por agentes tóxicos, bem como prevenir possíveis danos à saúde humana por meio de medidas de controle da presença de
contaminantes no meio ambiente.
Objetivos
Módulo 1
Conceitos fundamentais da Toxicologia Ambiental
Identificar os conceitos fundamentais da Toxicologia Ambiental e os principais agentes tóxicos presentes no ar, no solo e nas águas.
Módulo 2
Ecotoxicologia
Identificar os danos ao meio ambiente causados por agentes tóxicos.
Módulo 3
Toxicologia de Alimentos
Reconhecer os mecanismos de contaminação dos alimentos e os seus principais contaminantes.
A Toxicologia Ambiental e a Toxicologia de Alimentos são duas das grandes áreas da Toxicologia que estudam os danos aos organismos
vivos, incluindo o ser humano, decorrentes da presença de contaminantes no meio ambiente e nos alimentos.
Os dois princípios básicos dessas áreas são:
A sobrevivências dos seres humanos depende de alimentos de qualidade e do bem-estar de outros organismos (espécies vegetais,
microrganismos, outros animais).
Os danos aos organismos podem ser causados por agentes tóxicos gerados pela atividade humana (agentes antropogênicos), como a
atividade industrial, por exemplo; ou contaminantes de origem natural, já presentes no meio ambiente.
Diante da presença desses contaminantes e seus prejuízos aos organismos, será que é possível, no mundo atual, vivermos livres de
substâncias químicas tóxicas?
A resposta é não! Mas os estudos de Toxicologia Ambiental e Toxicologia de Alimentos nos permitem prevenir ou evitar os danos aos
organismos expostos aos contaminantes ambientais.
Diante disso, serão abordados os principais contaminantes presentes nos diferentes compartimentos ambientais (solo, água e ar) e nos
alimentos, os danos causados ao meio ambiente pela contaminação com agentes tóxicos e as medidas de controle para monitorização,
redução e prevenção desses danos.
Orientações sobre unidade de medida
Em nosso material, unidades de medida e números são escritos juntos (ex.: 25km) por questões de tecnologia e didáticas. No entanto, o
Inmetro estabelece que deve existir um espaço entre o número e a unidade (ex.: 25 km). Logo, os relatórios técnicos e demais materiais
escritos por você devem seguir o padrão internacional de separação dos números e das unidades.
Introdução
1 - Conceitos fundamentais da Toxicologia Ambiental
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os conceitos fundamentais da Toxicologia Ambiental e os principais
agentes tóxicos presentes no ar, no solo e nas águas.
Toxicologia Ambiental
Atualmente, a população mundial enfrenta um grande desafio diante dos problemas ambientais sofridos por nosso planeta. A chave desse desafio é
como manter o estilo de vida moderno em um planeta habitável, utilizando os recursos naturais de forma sustentável e sem causar danos ao meio
ambiente.
Diante desse problema, que envolve vários segmentos da sociedade, discutiremos aqui os impactos dos contaminantes ambientais, também
chamados de poluentes, e veremos como os estudos de Toxicologia Ambiental nos permitem identificar, prevenir e eliminar os riscos à saúde
humana e ao meio ambiente.
Os estudos de Toxicologia Ambiental possuem dois objetivos principais:
Prevenção da exposição a agentes tóxicos por meio da avaliação de risco.
Proposição de medidas de prevenção.
Atenção
A poluição ambiental não está relacionada somente aos contaminantes químicos, mas também à desfiguração da paisagem e à erosão de
monumentos e edificações, além da contaminação de alimentos.
Para uma melhor compreensão deste módulo, destacam-se algumas definições que nos remetem aos estudos de Ecologia:
Conjunto de organismos que vivem em determinado local e interagem entre si e com o meio, formando um sistema estável. Cada
ecossistema é formado por várias populações de espécies diferentes, constituindo uma comunidade.
Nome dado à diversidade de animais de uma determinada região.
Nome dado à diversidade de espécies vegetais de uma determinada região.
Substâncias que excedem as concentrações normais e causam efeitos tóxicos ao ecossistema.
Ecossistema 
Fauna 
Flora 
Contaminantes ou poluentes 
Principais fatos históricos relacionados à contaminação ambiental
A preocupação do homem com a natureza remonta à história, desde os relatos de Francisco de Assis (1181 a 1226), conhecidamente um amante da
natureza e dos animais, que já na época falava da importância do cuidado com o meio ambiente.
O primeiro grande alerta para os impactos da atividade humana sobre o meio ambiente teve início no século XVIII, durante a Revolução Industrial. O
surgimento de muitas indústrias e os dejetos da atividade modificaram drasticamente os ambientes naturais e causaram danos à saúde da
população.
Saiba mais
O movimento ambientalista organizado teve início após o lançamento das duas bombas atômicas nas cidades de Hiroshima e Nagasaki, durante a
Segunda Guerra Mundial (1945). Esse episódio nos mostra como a atividade humana pode destruir o meio ambiente e todos os seres vivos. Os
danos causados pela radiação deixam marcas até os dias de hoje.
O marco da Toxicologia Ambiental foi a publicação, em 1962, do livro Silent Spring (em português, Primavera Silenciosa), que levanta a questão dos
danos associados ao lançamento indiscriminado de substâncias químicas no meio ambiente. Em um dos seus capítulos, intitulado “Elixir da morte”,
destaca-se o trecho a seguir:
Se vamos conviver intimamente com esses produtos químicos — comendo-os, bebendo-os e levando-os ao
interior dos nossos ossos —, é melhor que conheçamos algo sobre sua natureza e seu poder.
(CARSON, 1947, p.17)
A Toxicologia Ambiental se baseia em conhecer a natureza e o potencial tóxico das substâncias químicas liberadas no meio ambiente.
Conceitos gerais
Um conceito básico que precisamos destacar é a interação entre os compartimentos ambientais (ar, água e solo). Um agente tóxico pode circular
entre esses compartimentos de acordo com o seu ciclo biogeoquímico.
Nós podemos entrar em contato com os agentes tóxicos presentes no meio ambiente por meio da água, do ar e do solo (diretamente ou mediante a
ingestão de alimentos cultivados em solos contaminados).
iclo biogeoquímico
É a forma como as substâncias químicas se movimentam entre os seres vivos e o meio ambiente. Os principais ciclos biogeoquímicos para os
organismos vivos são o ciclo da água, do carbono, do nitrogênio, do fósforo e do enxofre, todos essenciais à vida.
Distribuição dos poluentes entre os compartimentos ambientais.
Os compartimentos ambientais são intimamente interligados. Uma substância química lançada na atmosfera, dependendo de suas características
físico-químicas, pode sedimentar-se no solo e ser lixiviada para um aquífero, ou pode ainda ser transportada pelos ventos por longas distâncias. Um
composto químico lançado nos rios pode volatilizar e contaminar a atmosfera e, em seguida, ser precipitado junto com a chuva.
Um outro ponto de destaque é que as substâncias químicas são lançadas no meio ambiente sob a forma de misturas complexas e podem sofrer
processos de transformação, formando inúmeros produtos que, por vezes, são mais tóxicos que o composto de origem.
ixiviada para um aquífero
O processo de lixiviação consiste na lavagem da camada superficial do solo pelo escoamento de águas superficiais,como a chuva, por exemplo. O
lixiviado contendo as substâncias químicas sedimentadas podem contaminar os aquíferos (rios, riachos, lagos, lagoas que servem de fontes de água
para consumo).
Assim, estamos expostos a incontáveis compostos químicos, muitos com estrutura química e efeitos tóxicos ainda
desconhecidos.
Já que estamos falando dos danos ocasionados por agentes tóxicos presentes no meio ambiente, é importante compreender os seguintes
conceitos:
Risco
Probabilidade de um agente tóxico causar um dano potencial sob determinada condição específica de exposição, ou seja, em termos práticos, a
capacidade de o agente entrar em contato com o organismo e causar um efeito tóxico.
Segurança
Probabilidade de um agente tóxico não causar dano sob determinada condição de exposição, ou seja, o agente entra em contato, mas sua
toxicidade é baixa, ou a concentração que o organismo está exposto é pequena e não causa efeitos tóxicos severos.
Contaminação ambiental
A contaminação ambiental pode ocorrer por diferentes meios, que podem alterar as condições físicas do ambiente (aumento ou redução da
temperatura, por exemplo); que podem interferir biologicamente nos organismos vivos de um meio, causando infecções ou competindo por
nutrientes; e que podem interagir quimicamente com o meio, causando efeitos tóxicos aos organismos vivos. Como exemplos de meios de
contaminação ambiental, podemos citar:
Físicos
Calor, ruído e radiação.
Biológicos
Vírus, bactérias, protozoários e fungos.
Químicos
Fármacos, agrotóxicos, hormônios, drogas de abuso e rejeitos industriais.
As fontes de poluição ambiental podem ser de origem natural ou antropogênica, devido à atividade humana. Vamos conhecer alguns exemplos:
Fontes naturais de poluição ambiental
Atividade vulcânica.
Incêndios florestais não causados pelo homem.
Alta proliferação de algas tóxicas (maré vermelha).
Presença de elementos tóxicos na formação rochosa (chumbo, arsênio, mercúrio).
Fontes antropogênicas de poluição ambiental
Doméstica e urbana: esgoto, lixo, escapamento dos veículos.
Industrial: dejetos industriais, efluentes, queima de combustível.
Agropecuária: fertilizantes, agrotóxicos, queimadas.
Poluentes do ar atmosférico
A atmosfera que envolve nosso planeta é formada por uma camada de gases dividida em troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera
e exosfera. A troposfera é a camada onde o ar é mais denso e onde ocorre o efeito estufa.
feito estufa
O efeito estufa é um fenômeno natural que permite a vida no planeta Terra, pois os gases presentes na atmosfera absorvem a radiação solar irradiada
pela superfície da Terra, impedindo que todo o calor retorne ao espaço. Sem o efeito estufa, a temperatura na Terra seria muito baixa, em torno de -18°C,
ou seja, seria impossível o desenvolvimento dos seres vivos.
Saiba mais
O lançamento excessivo de gases poluentes no ar atmosférico tem intensificado o efeito estufa e é um dos principais problemas relacionados às
mudanças climáticas e ao aquecimento global.
A poluição atmosférica difere dos outros tipos, pois afeta toda a população de um determinado local. Por exemplo, quando uma fonte de água está
contaminada, pode-se buscar água em outro local, ou ainda, descontaminar aquela água. Com o ar atmosférico, isso não é possível.
Classi�cação dos poluentes atmosféricos
A qualidade do ar atmosférico é medida de acordo com a quantidade de poluentes presentes na troposfera. Há uma variedade enorme de
substâncias que podem alterar a qualidade do ar, e uma forma de classificar esses poluentes é em primários e secundários. Veja a seguir.
Poluentes primários

Emitidos diretamente na atmosfera por fonte de emissão conhecida. Exemplos: monóxido de carbono (CO), óxidos de enxofre (SOx), óxidos de
nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs) e material particulado (MP).
Poluentes secundários
Formados na atmosfera a partir de reações dos poluentes primários entre si e com componentes naturais da atmosfera. Exemplo: formação de
ácido sulfúrico que precipita na forma de chuva ácida.
Fontes de emissão de poluentes
Nos grandes centros urbanos, as principais fontes de emissão de poluentes do ar são as indústrias e os veículos automotores. Sendo assim, as
fontes são classificadas como:
Fontes estacionárias (�xas)
Indústrias: emitem principalmente óxidos de enxofre e material particulado.
Fontes móveis
Veículos: emitem principalmente monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio.
Efeitos tóxicos causados pelos poluentes atmosféricos
A Organização Mundial de Saúde (OMS) considera um ar atmosférico livre de poluentes como um dos fatores mais importante para a manutenção
da saúde humana.
O grupo de maior risco entre a população é aquele mais susceptível à ação dos poluentes, como os idosos, as
crianças, as gestantes, portadores de doenças pulmonares e cardíacas.
Os efeitos tóxicos mais frequentes causados por poluentes do ar atmosféricos são:
Efeitos agudos
Lacrimejamento, dificuldade de respiração e redução da capacidade física.
Efeitos crônicos
Asma brônquica, câncer de pulmão, enfisema pulmonar e doenças cardiovasculares.
Curiosidade
Um dos episódios históricos mais dramáticos relacionado à poluição atmosférica ocorreu em Londres, na Inglaterra, no ano de 1952. A alta emissão
de poluentes pela queima de diesel dos veículos, a queima de carvão nas lareiras e as condições meteorológicas desfavoráveis à dissipação dos
poluentes, fizeram com que a cidade ficasse tomada por uma densa nuvem de fumaça tóxica. Estima-se que 3.500 pessoas tenham morrido dos
efeitos agudos e cerca de 12.000 pessoas tenham morrido em decorrência de agravos à saúde relacionados à exposição aos poluentes. O fato ficou
conhecido como “Big Smoke” (em português, grande fumaça) (OGA; CAMARGO; BATISTUZZO, 2014).

Avaliação da qualidade do ar
Aparelho detector de poluição do ar em parque.
Como vimos, a poluição do ar é um problema de saúde que acompanha o homem há muitos anos. Por isso, em todos os países são estabelecidos
padrões de qualidade do ar baseados na determinação de concentrações máximas permitidas de poluentes.
Os procedimentos de medição e avaliação do agente tóxico no ambiente, com vistas a avaliar a exposição e os
riscos à saúde da população, quando comparados com referências apropriadas (padrões de qualidade do ar), são
chamados de monitorização ambiental.
No Brasil, o órgão responsável por estabelecer os padrões mínimos de qualidade do ar é o Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). A
Resolução Conama nº 491/2018 estabelece os padrões de qualidade do ar, conforme descritos na tabela abaixo:
Poluente
Atmosférico
Período de
referência
PI-1 PI-2 PI-3 PF
mg/m³ mg/m³ mg/m³ mg/m³
Material
Particulado - MP10
24 horas 120 100 75 50
Anual 40 35 30 20
Material
Particulado - MP2,5
24 horas 60 50 37 25
Anual¹ 20 17 15 10
Material
Particulado - SO2
24 horas 125 50 30 20
Anual 40 30 20 -
Material
Particulado - NO2
1 hora² 260 240 220 200
Anual¹ 60 50 45 40
Ozônio - O3 8 horas³ 140 130 120 100
Fumaça
24 horas 120 100 75 50
Anual¹ 40 35 30 20
Monóxido de
Carbono - CO
8 horas³ - - - -
Partículas Totais
em Suspensão -
PTS
24 horas - - - 240
Anual4 - - - 80
Chumbo - Pb 5 Anual¹ - - - 0,5
Tabela: Padrões nacionais de qualidade do ar.
Extraída de: BRASIL, 2018.
1
1 - média aritmética
anual
ppm – partes por milhão
2
2 - média horária
Pl- padrões de qualidade do ar intermediários, valores
temporários a serem cumpridos em etapas.
3
3 - máxima média móvel obtida no dia
PF – padrão de qualidade do ar final, valores guia
definidos pela OMS.
4
4 - média geométrica anual
MP10 – partículas suspensas no ar com
diâmetro em torno de 10 µm
5
5 - medido nas partículas totais em suspensão
MP2,5 - partículas suspensas no ar com diâmetro em
torno de 2,5 µm
Outra maneira de se avaliar a qualidade do ar é por meio da utilização de bioindicadores, que são alterações que podem ser observadas no
ambiente, como o aumento oudiminuição de determinada espécie vegetal ou a diminuição da população de determinado inseto. Esses indicadores
podem estar relacionados ao aumento da poluição atmosférica. A utilização sistemática de bioindicadores para avaliar a qualidade do ar é chamada
de biomonitoramento.
A determinação de agentes tóxicos em fluidos corporais humanos também é uma ferramenta para se avaliar a presença de poluentes no ar e o grau
de exposição da população. Esse procedimento é chamado de biomonitoramento humano.
Saiba mais
A poluição atmosférica possui impactos locais, mas também tem uma importância global quando se observam efeitos como chuva ácida,
destruição da camada de ozônio e efeito estufa. Todos esses fenômenos têm se agravado em nosso planeta e estão diretamente relacionados ao
aumento da emissão de poluentes no ar.
A importância da monitorização ambiental

Neste vídeo, o especialista apresenta os principais procedimentos da monitorização ambiental, bem como a atuação dos profissionais da área.
Poluentes da água e do solo
A contaminação da água e do solo pode ocorrer por depósito de poluentes presentes no ar atmosférico, que retornam à superfície terrestre. As
atividades humanas também podem ser fontes de contaminação direta e alguns agentes tóxicos podem existir naturalmente em altas
concentrações nos compartimentos ambientais, dependendo da região.
Curiosidade
Um dos episódios mais graves associado à exposição a agentes tóxicos presentes na natureza ocorreu em Bangladesh, onde mais da metade da
população foi exposta a altos níveis de arsênio inorgânico presente nas águas de consumo obtidas de poços subterrâneos. No início da década de
1990, foi registrado um grande surto de doenças de pele e câncer e, em uma investigação minuciosa, descobriu-se que as águas subterrâneas
possuíam uma alta concentração de arsênio e que seu consumo a longo prazo aumentava a ocorrência dessas doenças. Ainda hoje, a população
sofre os efeitos dessa exposição, sendo relatados, com maior incidência, problemas como lesões cutâneas (CHAKRABORTIA et al., 2015).
Transporte, distribuição e degradação dos poluentes
A contaminação dos corpos aquáticos e do solo depende da transferência dos agentes tóxicos entre os compartimentos ambientais. As
propriedades físico-químicas dos agentes, como polaridade, hidrossolubilidade, pressão de vapor, densidade e estabilidade das moléculas são
determinantes para os processos de transferência e distribuição dos poluentes. Veja a seguir como acontece o transporte de poluentes no meio
aquoso e no solo.
No meio aquoso
O transporte de poluentes se dá por meio de solução ou suspensão e a distância percorrida depende de sua estabilidade química, do estado físico e
do fluxo do corpo d’agua. Geralmente as substâncias hidrossolúveis se dissolvem na água e se distribuem ao longo da superfície, enquanto as
lipossolúveis se adsorvem ao material particulado em suspensão.
No solo
O transporte de poluentes depende das características do solo, sendo maior naqueles de maior porosidade, e depende também da concentração do
agente tóxico e de suas propriedades físico-químicas. Os metais pesados, como o chumbo, chegam ao solo e são adsorvidos por outros compostos
minerais, ou ainda são sequestrados por microrganismos presentes no solo.
ioconcentração
É o fenômeno em que a concentração do agente tóxico no organismo é maior que a concentração no compartimento ambiental do seu entorno.
iomagni�cação
É definida como o acúmulo e a transferência das substâncias pela cadeia alimentar, resultando em cargas corpóreas da substância maiores em
organismo de elevado nível trófico. Ou seja, um contaminante presente em um corpo aquático, é assimilado por uma alga, e então um peixe se alimenta
dessa alga e metaboliza o contaminante. Nesse exemplo, o ser humano, o organismo de maior nível trófico, alimenta-se do peixe e terá uma maior
concentração do contaminante quando comparado à alga.
Após a emissão (a partir das fontes poluidoras), a transferência e a distribuição, os agentes tóxicos que chegam ao solo e aos corpos aquáticos
podem se acumular (bioacumulação). Esse acúmulo pode ser direto (bioconcentração) ou indireto (biomagnificação). Esses dois termos referem-se
ao acúmulo das substâncias na biota, ou seja, nos organismos vivos presentes no solo e nas águas. Por exemplo, o acúmulo de mercúrio em peixes.
Nos processos de transferência e distribuição pelos corpos aquáticos, pelo solo e pela biota, os poluentes podem
sofrer alterações químicas, sendo inativados ou dando origem a metabólitos mais tóxicos. Esses metabólitos
podem também ter efeitos diferentes do composto de origem.
Quando os poluentes são inativados e perdem a sua estrutura química original, dizemos que foram degradados. Os processos de degradação de
contaminantes dos solos e da água são:
Degradação abiótica
São transformações químicas e fotoquímicas, como a hidrólise (quebra pela água), fotólise (quebra pela luz) e adsorção/complexação com
constituintes orgânicos.
Degradação biótica
Transformações realizadas pelo metabolismo dos organismos vivos presentes em um meio (biota). Também chamado de biodegradação.
iodegradação
Esse processo elimina os contaminantes sem dispersá-los pelo meio, transformando-os em produtos como água, gás carbônico e massa microbiana.
As bactérias podem ser utilizadas para fazer a descontaminação do ambiente mediante o processo de degradação biótica de compostos tóxicos
como pesticidas ou para fazer a acumulação de metal pesado presente em solo e água. Esse processo é chamado de biorremediação.
Padrões de qualidade da água e do solo
Há uma grande variedade de substâncias químicas que podem estar presentes na água e nos solos e que representam riscos à saúde humana. O
padrão de qualidade da água e do solo está relacionado à concentração da substância no meio, a qual pode ser medida como forma de avaliação.
Essas substâncias geralmente são classificadas de acordo com suas propriedades químicas ou finalidade de uso, como segue:

Substâncias químicas inorgânicas
Arsênio, chumbo, fluoreto, nitrito, entre outros.
Substâncias químicas orgânicas
Benzeno, tolueno, tetracloreto de carbono, entre outros.
A presença de altas concentrações de poluentes que representam riscos à saúde humana nas águas de consumo é uma preocupação das
autoridades sanitárias. Em muitos países existem especificações regulamentadas por leis para o controle dessas substâncias que podem estar
presentes na água, bem como medidas de tratamento e desinfecção das águas distribuídas para consumo humano.
No Brasil, o Ministério da Saúde estabelece os padrões mínimos para a qualidade da água de consumo na Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de
2021, baseada nos critérios estabelecidos pela OMS. A tabela a seguir apresenta, dentre outros, o grupo de substâncias químicas orgânicas
controladas nas águas para consumo humano no Brasil.
)
(1) CAS é o número de referências das substâncias químicas adotado pelo Chemical Abstract Service, uma divisão da Sociedade Americana de
Química.
2)
(2) Valor Máximo Permitido
Parâmetro CAS(1) Unidade VMP(2)
1,2-dicloroetano 107-06-2 μg/L 5
Acrilamida 79-06-1 μg/L 0,5
Benzeno 71-43-2 μg/L 5
Benzo[a]pireno 50-32-8 μg/L 0,4
Cloreto de Vinila 75-01-4 μg/L 0,5
Di(2-etilhexil) ftalato 117-81-7 μg/L 8
Diclorometano 75-09-2 μg/L 20
Agrotóxicos e seus metabólitos
Aldicarbe, paraquate, aldrin, carbofurano, entre outros.
Produtos da desinfecção da água
Cloro residual livre, tri-halometanos, bromatos, entre outros.
Cianotoxinas
São as toxinas produzidas por algas — microcistina e saxitoxinas.
Parâmetro CAS(1) Unidade VMP(2)
Dioxano 123-91-1 μg/L 48
Epicloridrina 106-89-8 μg/L 0,4
Etilbenzeno 100-41-4 μg/L 300
Pentaclorofenol 87-86-5 μg/L 9
Tetracloreto de carbono 56-23-5 μg/L 4
Tetracloroeteno 127-18-4 μg/L 40
Tolueno 108-88-3 μg/L 30
Tricloroeteno 79-01-6 μg/L 4
Xilenos 1330-20-7 μg/L 500
Tabela: Padrão de potabilidade para substâncias orgânicas que representamrisco à saúde.
Extraída de: Brasil, 2021.
Os padrões de qualidade do solo são estabelecidos, no Brasil, pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Os parâmetros
avaliados são a degradação física, a degradação química e a degradação biológica do solo. Esses dois últimos têm relação direta com poluentes
lançados e podem ser dosados para avaliar o grau de exposição.
Os principais contaminantes dispostos no solo que representam riscos à saúde humana são os metais, como o chumbo, arsênio, mercúrio e
cádmio; e os praguicidas.
Saiba mais
A degradação do solo é um problema relacionado à segurança alimentar, pois muitas vezes a alta concentração de produtos químicos lançados,
como fertilizantes e praguicidas, pode acelerar o processo de degradação e inviabilizar a produção agrícola.
Contaminantes presentes na água e no solo e o risco para saúde humana
A presença de agentes tóxicos contaminando vários locais do meio ambiente é uma grande preocupação mundial. Do ponto de vista da Saúde
Pública, o consumo de água contaminada é a principal fonte de exposição para a população.
A gravidade e extensão dos efeitos tóxicos em seres humanos resultantes da presença de contaminantes na água e no solo depende de fatores
como: extensão da contaminação, presença de grupos de risco, possibilidade de contato com a população, toxicidade e persistência das
substâncias presentes.
Os efeitos tóxicos, na maioria dos casos, estão associados à exposição crônica em pequenas concentrações dos contaminantes e provocam
efeitos tardios como o desenvolvimento de um câncer e distúrbios neurológicos.
Com vimos, a variabilidade de fatores e o grande número de contaminantes que representam riscos à saúde humana dificultam a correlação do
possível agente tóxico presente no ambiente e os danos causados em seres humanos. Para tanto, há necessidade de estudos epidemiológicos
sistemáticos, a curto e longo prazo.
Saiba mais
O clorofórmio, um contaminante muito encontrado em águas para consumo, se forma como um subproduto do processo de cloração da água, em
estações de tratamento. A Agência Americana de Proteção Ambiental (do inglês, United States Environmental Protection Agency – EPA) classifica o
clorofórmio como um provável carcinógeno humano, ou seja, uma substância que pode causar câncer.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Os contaminantes ambientais se distribuem pelos diversos compartimentos do meio ambiente e podem se acumular nas águas, no solo e em
organismos vivos. Assinale a alternativa que indica o termo referente ao acúmulo dos poluentes de forma direta.
A Biomagnificação
B Bioconcentração
Parabéns! A alternativa B está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%2
paragraph'%3EO%20termo%20para%20se%20referir%20ao%20ac%C3%BAmulo%20dos%20poluentes%20no%20meio%20ambiente%20independentem
se%20ao%20ac%C3%BAmulo%20e%20%C3%A0%20transfer%C3%AAncia%20do%20poluente%20ao%20longo%20da%20cadeia%20alimentar%2C%20o
Questão 2
A avaliação da qualidade do ar consiste em procedimentos para determinar e medir os poluentes presentes no ar atmosférico com o objetivo de
minimizar os riscos ao meio ambiente e à saúde humana. Assinale a alternativa que corresponde aos procedimentos de avaliação da qualidade
do ar.
Parabéns! A alternativa C está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EO%20termo%20espec%C3%ADfico%20para%20se%20referir%20aos%20procedimentos%20de%20determina%C3%A7%C3%A3o%20e%2
se%20%C3%A0%20utiliza%C3%A7%C3%A3o%20de%20bioindicadores%20para%20avalia%C3%A7%C3%A3o%20da%20qualidade%20do%20ar%2C%20
C Bioacumulação
D Armazenamento ambiental
E Distribuição
A Biomonitoramento
B Avaliação ambiental
C Monitorização ambiental
D Bioindicação
E Biomarcação
2 - Ecotoxicologia
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os danos ao meio ambiente causados por agentes tóxicos.
Estudos ecotoxicológicos
O chamado desenvolvimento sustentável, ou seja, o atendimento às necessidades de recursos da geração atual sem comprometer as gerações
futuras, é um grande desafio mundial, porém necessário para a manutenção da vida na Terra.
Mas como é possível manter o desenvolvimento tecnológico e industrial utilizando poucos recursos naturais e
gerando o mínimo de resíduos possíveis?
A resposta se encontra na pesquisa e desenvolvimento das chamadas tecnologias de produção “verdes”. Até então os esforços estavam
concentrados em tratar os compartimentos ambientais contaminados, mas atualmente, entende-se que é muito melhor produzir de forma a poluir
menos e utilizar menos recursos naturais.
Saiba mais
Práticas de reaproveitamento de resíduos para a geração de energia ou obtenção de outros produtos têm sido cada vez mais utilizadas. Um
exemplo é a utilização do bagaço da cana-de-açúcar processada para fabricação de etanol e açúcar refinado. O que no passado era descartado,
hoje pode ser utilizado para a fabricação de fibrocimento a partir de uma tecnologia desenvolvida por um pesquisador brasileiro (ROSA, 2010).
Dentro da problemática da poluição ambiental, os estudos para compreender os efeitos tóxicos das substâncias químicas geradas pelo homem
(antropogênicos) e seus impactos no meio ambiente, assim como propor medidas para conter, prever e tratar os danos causados, estão inseridos
na área da Ecotoxicologia.
Os estudos ecotoxicológicos nos permitem prever e quantificar os fenômenos de bioacumulação: bioconcentração e biomagnificação. Além disso,
compreendem a avaliação da influência de fatores bióticos e abióticos sobre os poluentes. Esses conceitos foram estudados no módulo anterior e
são parâmetros avaliados na Ecotoxicologia.
Os ecossistemas são muitos complexos, sendo difícil conhecer todos os processos ecológicos decorrentes da presença de contaminantes. Por
isso, muitos estudos são baseados em modelos que permitem estimar os problemas causados pelas substâncias e pelos produtos formados a
partir de sua interação com o meio ambiente.
Saiba mais
Assim como nos humanos, as substâncias químicas são metabolizadas no meio ambiente por enzimas específicas presentes em diversas espécies
(algas, bactérias, fungos, plantas, mamíferos, peixes, entre outros). A toxicidade de uma substância pode ser avaliada em estudos ecotoxicológicos
observando sua velocidade de metabolização no meio ambiente, ou seja, em quanto tempo a substância é degradada ou convertida em outros
produtos.
Efeitos da atividade humana e dos poluentes sobre os ecossistemas
A atividade humana pode alterar qualquer ecossistema causando:
Contaminação das águas devido ao despejo de esgoto doméstico, efluentes das atividades industrial e agropecuária.
Emissão de poluentes no ar atmosférico provenientes da queima de combustíveis fósseis.
Alterações no relevo que podem mudar o transporte de substâncias químicas de uma região para outra.
Alterações quantitativas e qualitativas de espécies pela ação de determinado poluente ou pela exploração indiscriminada de uma região, como
exemplo na mineração.
Curiosidade
A mineração é uma atividade econômica que tem um efeito devastador sobre os ecossistemas e foi responsável pelos dois maiores desastres
ambientais na história do Brasil: o rompimento das barragens de Mariana e Brumadinho, em Minas Gerais, nos anos de 2015 e 2019
respectivamente. Os impactos ambientais da mineração incluem o aumento da turbidez da água e variação no seu pH, a contaminação do solo e
das águas com metais pesados, a redução do oxigênio dissolvido nos ecossistemas aquáticos, o assoreamento de rios, a poluição do ar e a
destruição da fauna e da flora local.
A alteração da biodiversidade é a resposta mais frequente observada frente à ação da poluição ambiental. Alterações no equilíbrio entre espécies
coexistentes podem ser utilizadas como bioindicadores para avaliar a presença de determinado poluente. Isto é, aação de um agente tóxico pode
diminuir a população de uma determinada espécie, enquanto a outra espécie apresenta crescimento.
Outro efeito importante dos poluentes sobre os sistemas biológicos é a interação com as células, levando a uma alteração no seu metabolismo.
Essas alterações podem provocar reações em cadeia, que levam à mutação ou à morte do organismo, resultando em mudanças que vão desde os
organismos mais simples até os níveis mais complexos da natureza. Veja na figura a seguir.
iodiversidade
Conjunto de todas as espécies de seres vivos existentes em uma determinada região ou época.
Reação em cadeia causada por poluentes.
Nos estudos ecotoxicológicos, as respostas celulares podem ser utilizadas como indicadores de uma toxicidade
específica de determinada substância. Como exemplo, temos a resposta celular de alteração da expressão gênica,
que indica alterações no DNA, ou seja, um efeito mutagênico do poluente.
Mais recentemente, têm sido relatados efeitos biológicos de poluentes denominados desreguladores endócrinos. Essas substâncias são capazes
de potencializar a ação dos hormônios naturais dos organismos e bloquear sua ação, síntese, transporte e metabolismo. Mesmo uma exposição a
pequenas concentrações pode causar danos a longo prazo, como anormalidades dos órgãos sexuais. Um exemplo desses poluentes são os
hormônios sintéticos utilizados como anticoncepcionais, que são excretados na forma de metabólitos e despejados nas águas junto ao esgoto
doméstico.
Os organismos vivos também possuem seus mecanismos de defesa frente à ação dos poluentes. Esses mecanismos incluem processos
adaptativos como alterações em reações bioquímicas, agentes antioxidantes e ativação de proteínas de defesa, como os anticorpos, por exemplo.
Saiba mais
Um dos casos mais conhecidos de danos causados por poluentes ao ecossistema foi o da contaminação da baía de Minamata, no Japão, na
década de 1950. O lançamento de mercúrio, por uma indústria de cloreto de polivinila (PVC), contaminou a fauna marinha e foi a causa direta da
intoxicação das pessoas da região que se alimentavam dos peixes e frutos do mar. Centenas de pessoas morreram e muitas desenvolveram um
quadro de neuropatia caracterizado por fraqueza muscular, dormências dos membros, incoordenação motora, perda da audição, dificuldade de fala
e deficiências visuais. Por esse motivo, a doença associada à exposição à altas concentrações de mercúrio ficou conhecida como doença de
Minamata (OGA; CAMARGO; BATISTUZZO, 2014, p. 140).
Avaliação do Potencial de Periculosidade Ambiental (PPA)
Como vimos, os poluentes podem causar efeitos tóxicos aos ecossistemas, apesar de, em alguns casos, não serem tóxicos aos humanos de forma
direta. Os métodos para avaliação da ecotoxicidade visam estabelecer limites de segurança para a presença de determinados poluentes no meio
ambiente, especialmente, para aqueles que são utilizados em atividades econômicas e são lançados de forma frequente, como é o caso dos
agrotóxicos.
Os dados de toxicidade são obtidos para cada poluente a partir da relação entre as características das substâncias
e os efeitos causados, assim como a probabilidade de causar danos em certas condições de uso (avaliação de
risco).
cotoxicidade
É a capacidade dos agentes tóxicos, quando lançados no meio ambiente, de causar danos às populações e comunidades de organismos vivos e à
saúde humana.
No Brasil, o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) é o órgão responsável por estabelecer critérios que
permitam a utilização racional e segura de substâncias químicas nos diversos ramos de atividade de modo a preservar a qualidade dos recursos
naturais.
Sede do Ibama.
Saiba mais
Sempre que um fabricante de um agrotóxico, por exemplo, deseja registrar o seu produto para uso no território brasileiro, o Ibama solicita uma série
de estudos ou testes físico-químicos, toxicológicos e ecotoxicológicos a serem realizados com o produto que será registrado e utilizado no campo.
Nesses estudos são avaliados além da toxicidade, o potencial de transporte entre os diferentes compartimentos ambientais e o grau de
bioacumulação dos poluentes. A partir da avaliação dos relatórios de estudos, é possível caracterizar o produto e conhecer seu comportamento e
destino ambiental, bem como sua toxicidade a diferentes organismos (IBAMA, 2018).
Após a realização dos estudos para avaliação de risco, o produto é classificado de acordo com o PPA em:
Classe I
Produto altamente perigoso ao meio ambiente.
Classe II
Produto muito perigoso ao meio ambiente.
Classe III
Produto perigoso ao meio ambiente.
Classe IV
Produto pouco perigoso ao meio ambiente.
A classificação quanto ao PPA também permite que sejam adotadas frases de advertência no rótulo e na bula para produtos que obtenham
classificação mais restritiva (Classe I) para toxicidade a organismos não alvo ou produtos que atendam a critérios específicos para transporte,
persistência e bioconcentração.
Avaliação de ambientes poluídos por meio de biomarcadores
O uso de biomarcadores é uma técnica moderna para avaliação do grau de exposição e dos danos causados pelos poluentes sobre o meio
ambiente. Trata-se da avaliação de alterações na resposta biológica dos organismos vivos frente à exposição aos poluentes. Na prática, a presença
de determinado contaminante causa uma alteração no organismo escolhido como biomarcador, alteração essa que pode ser identificada e/ou
medida e correlacionada à concentração do contaminante naquele ambiente.
Exemplo
Podemos citar a avaliação da inibição da atividade de enzimas esterases em pássaros causada pela ação de inseticidas organofosforados e
carbamatos, em regiões onde esses agentes são utilizados. Esse é um tipo de biomarcador específico para determinado agente e efeito.
Os biomarcadores utilizados podem ser alterações biológicas causadas em espécies animais e vegetais, bem como em microrganismos existentes
em ambientes terrestres e aquáticos. O quadro a seguir apresenta os principais biomarcadores em espécies aquáticas.
Biomarcador Organismo Poluente
Inibição da Ache1 Peixes, moluscos e crustáceos Inseticidas organofosforados e carbamatos
Indução de metalotioneínas Peixes Metais como Zn, Cu, Cd, Hg
Indução de EROD2 ou CYP450-1A3 Peixes PAH6, PCB7 planares, dioxinas
Inibição da ALA-D4 Peixes Chumbo
Indução de vitelogenina5 Peixes jovens e machos Estrogênios
Formação de adutos de DNA Peixes e moluscos PAHs, praguicidas, amino triazinas
Principais biomarcadores utilizados em ambientes aquáticos.
Extraído de: Oga, Camargo e Batistuzzo, 2014, p. 139.
Enzima acetilcolinesterase.
Etoxiresorufina O-desetilase – marcador da atividade enzimática da subfamília de enzimas hepáticas CYP1A.
Subfamília de enzimas hepáticas que compõem o sistema oxidativo microssomal, responsável pela metabolização de xenobióticos.
ALA-D – ácido delta aminolevulínico desidratase – enzima envolvida no processo de síntese do heme da hemoglobina.
Lipoglicoproteína geralmente encontrada em peixes fêmeas em processo de formação dos ovos.
Hidrocarboneto aromático policíclico.
Bifenilas policloradas.
As dioxinas, os PCBs e os PAHs são contaminantes estáveis, persistentes, altamente tóxicos, cancerígenos e teratogênicos. Por isso a presença
desses poluentes em altas concentrações em compartimentos ambientais configuram alto risco aos ecossistemas e à saúde humana.
Manejo de resíduos tóxicos
Como vimos, o despejo de resíduos gerados a partir das atividades humana é a principal fonte de poluição do meio ambiente. Uma das formas de
minimizar esse problema é o correto gerenciamento dos resíduos tóxicos, de forma a identificar, classificar, inativar quando possível e dar a
destinação adequada. No Brasil, a classificação de um resíduo como tóxico é feita de acordo com os requisitos da série de normas ABNT NBR
10.000, que estabelece os seguintes parâmetros:
Alguns contaminantes, dado o conhecimento dos seus efeitos tóxicos e da persistênciano meio ambiente, devem ser tratados de forma especial
quanto ao gerenciamento e à descontaminação de possíveis áreas contaminadas. São esses:
inseticidas organoclorados;
bifenilas policloradas (PCBs);
hidrocarbonetos policíclicos aromáticos; e
metais pesados.
Saiba mais
1
Ensaios de lixiviação.
2
Natureza e concentração da
substância tóxica.
3
Potencial de migração para o
meio ambiente.
4
Persistência e potencial de
degradação.
5
Potencial de bioacumulação.
6
Efeitos nocivos.
7
Dados sobre dose ou
concentração letal (DL50 e
CL50) em cobaias.
Um dos casos de contaminação ambiental e humana por inseticidas organoclorados, desconhecido por muitas pessoas, aconteceu na cidade de
Duque de Caxias, Rio de Janeiro, em uma área federal conhecida como Cidade dos Meninos. No ano de 1947, parte do terreno foi cedido para
instalação de uma fábrica de inseticidas organoclorados, em especial o hexaclorociclohexano (HCH). O problema é que, após fechamento da
fábrica em 1961, foram abandonadas cerca de 300 toneladas do HCH a céu aberto. Os resíduos foram disseminados pelas águas, pelo ar, pelo solo
e pelos organismos vivos, incluindo os animais e as pessoas que habitavam a região. Por se tratar de um contaminante persistente, que se
bioacumula por longos períodos, ainda hoje a população local sofre com os efeitos tóxicos do HCH (BRASIL, 2002).
Os destinos dos resíduos variam de acordo com a composição química, podendo ser enviados a diferentes aterros, incinerados, reciclados e
submetidos a tratamento térmico para descontaminação (resíduos de saúde).
Uma vez mal destinado, um resíduo pode causar um dano potencial ao ecossistema local. Em alguns casos, é possível utilizar tecnologias de
remediação na tentativa de minimizar ou eliminar os efeitos dos contaminantes. Essas tecnologias de remediação são divididas em:
retenção e imobilização do contaminante;
mobilização do contaminante; e
destruição do contaminante.
Essas técnicas de remedição incluem a utilização de produtos químicos para inativação do contaminante, lavagem do solo contaminado, remoção
de contaminantes de água por processos físicos de filtração, entre outros. Uma alternativa que pode ser aplicada é a utilização de microrganismos
na remoção de poluentes, em um processo chamado de biorremediação. Além dos microrganismos, as plantas também podem ser utilizadas para
remoção de poluentes do solo e sedimentos em um processo chamado de fitorremediação.
Curiosidade
O maior projeto de biorremediação da história foi para conter o petróleo derramado pelo navio Exxon Valdez, no Alasca, em 1989. O processo
consistiu na estimulação do crescimento de microrganismos locais capazes de degradar os hidrocarbonetos do petróleo (PRITCHARD et al., 1992).
A importância dos estudos ecotoxicológicos para manutenção da vida na
Terra
Neste vídeo, o especialista apresenta como os estudos ecotoxicológicos contribuem para a preservação do meio ambiente e para a proteção à
saúde humana.

Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Os poluentes presentes no meio ambiente podem causar efeito tóxicos aos organismos vivos expostos, incluindo os seres humanos. A respeito
dos efeitos biológicos causados por poluentes, assinale a alternativa que indica a denominação dada às substâncias que podem causar
alterações hormonais.
Parabéns! A alternativa E está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EAltera%C3%A7%C3%B5es%20na%20fun%C3%A7%C3%A3o%2C%20s%C3%ADntese%20e%20efeitos%20dos%20horm%C3%B4nios%20p
A Genotóxicos
B Teratogênicos
C Carcinogênicos
D Irritantes
E Desreguladores endócrinos
forma%C3%A7%C3%A3o%20fetal%20e%20ao%20desenvolvimento%20de%20c%C3%A2ncer%2C%20respectivamente.%20Subst%C3%A2ncias%20irrit
Questão 2
Os inseticidas organofosforados são agentes tóxicos que causam danos aos organismos vivos, podendo levar à morte em certas condições de
exposição. O mecanismo de ação tóxica dessa classe de substâncias pode ser utilizado como biomarcador para a avaliação de ambientes
contaminados. A esse respeito, assinale a alternativa que corresponde ao biomarcador utilizado para avaliar a presença de inseticidas
organofosforados em ambientes aquáticos.
Parabéns! A alternativa C está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EOs%20inseticidas%20organofosforados%20agem%20por%20inibi%C3%A7%C3%A3o%20da%20enzima%20acetilcolinesterase%2C%20p
D%20%C3%A9%20inibida%20pelo%20metal%20chumbo.%20A%20atividade%20de%20enzimas%20peroxidases%20%C3%A9%20utilizada%20como%2
3 - Toxicologia de Alimentos
Ao �nal deste módulo, você será capaz reconhecer os mecanismos de contaminação dos alimentos e os seus principais
contaminantes.
A Indução de metalotioneínas em moluscos.
B Inibição da ALA-D em peixes.
C Inibição da enzima de acetilcolinesterase em peixes.
D Atividade da peroxidase em baleias.
E Indução de enzimas hepáticas em peixes.
Fundamentos da Toxicologia de Alimentos
O grande número de substâncias naturais e artificiais de importância toxicológica associado ao elevado número de compostos sintéticos
introduzidos no ambiente humano, contaminando nossos alimentos nas últimas décadas, exigiu uma maior atenção da Toxicologia voltada aos
alimentos.
Essa área de atuação da Toxicologia estuda as substâncias tóxicas presentes em alimentos, sejam elas de origem natural ou sintéticas, inerentes ou
adicionadas a esse substrato.
Resumindo
A Toxicologia de Alimentos tem como objetivos:
Conhecer as substâncias potencialmente tóxicas presentes nos alimentos, podendo responder, desse modo, como elas surgem nos comestíveis
e quais seus efeitos tóxicos quando ingeridas.
Estabelecer medidas para evitar que essas substâncias sejam ingeridas a níveis que imponham risco à saúde da população.
Podemos conceituar os alimentos como uma mistura complexa de compostos químicos, sendo constituída por substâncias nutrientes e não
nutrientes. As substâncias nutrientes são divididas da seguinte forma:
Macronutrientes
São as substâncias que contêm valor calórico, como proteínas, carboidratos e lipídeos.
Micronutrientes
São representados pelos minerais e vitaminas.
Em contrapartida, são as substâncias não nutrientes que predominam nos alimentos, sendo principalmente de origem natural. Veja um exemplo!
ão nutrientes
Em alguns alimentos, as substâncias não nutritivas podem ser consideradas antinutricionais, pois agem como antienzimas, antivitaminas ou
sequestradores de minerais, interferindo na disponibilidade de algum nutriente. São exemplos os inibidores de tripsina e quimiotripsina (enzimas
digestivas) encontrados no feijão e a tiaminase (enzima que degrada a vitamina B1) presente em alguns peixes.
Exemplo
No café foram identificados 600 diferentes compostos, sem valor nutricional, mas essenciais para o desenvolvimento e sobrevivência da planta.
Esses compostos, além de exercerem função metabólica importante para o crescimento da planta, também conferem as propriedades
organolépticas ao fruto. Porém, devemos lembrar que dentre essas substâncias pode haver algumas que apresentem, dependendo da dose
consumida, efeitos tóxicos aos seres humanos.
Outras possibilidades de ocorrência de substâncias tóxicas nos alimentos, além da origem natural, decorrem da geração ou adicionamento desses
compostos durante o processamento, a conservação e o armazenamento. Desse modo, podemos classificar xenobióticos presentes nos alimentos
em:
Agentes tóxicos naturalmente presentes nos alimentos.
Agentes tóxicos adicionados intencionalmente aos alimentos (aditivos intencionais).

Agentes tóxicos adicionados acidentalmente aos alimentos (contaminantes).
A seguir, veremos as características e exemplos dessas substâncias que estão intimamente relacionadas às intoxicações causadas pelo consumo
de alimentos.
Agentes tóxicos naturalmente presentes em alimentos
Conforme abordamos no primeiro tópico,algumas substâncias tóxicas podem fazer parte da constituição de alguns alimentos, logo a exposição a
esses xenobióticos pode acarretar risco à saúde dos consumidores. Dentre essas substâncias, podemos destacar:
Glicosídeos cianogênicos
São compostos orgânicos constituídos por uma porção açúcar e outra não açúcar, que denominamos aglicona. Quando o grupamento aglicona é
representado por hidroxinitrilas (cianidrinas), classificamos esse composto como glicosídeo cianogênico. Uma característica marcante dos
glicosídeos é a facilidade que se hidrolisam, portanto, a partir de uma reação de hidrólise, ocorre a liberação do açúcar e da cianidrina. Esta, por sua
vez, origina o ácido cianídrico, responsável pela toxicidade do composto. Atualmente, sabemos que mais de 2 mil espécies são cianogênicas, com
destaques para a mandioca brava, a ameixa, o pêssego e a maçã.
Atenção
Quando a concentração de cianeto nesses vegetais ultrapassar 20mg por 100g do produto, o risco de intoxicação é alto.
Oxalatos
São sais normalmente resultantes de reações químicas entre ácido oxálico e sódio ou potássio, formando sais hidrossolúveis. Num contexto de alto
consumo, a combinação do ácido oxálico com o cálcio presente no sangue produz hipocalcemia (diminuição dos níveis de cálcio sérico)
caracterizada por fraqueza muscular, convulsões e irritabilidade e confusão mental.
Além disso, o oxalato de cálcio formado pode obstruir os túbulos renais causando a formação de cálculos renais e até insuficiência renal. Os
oxalatos são encontrados em inúmeros produtos de origem vegetal como espinafre, beterraba, cenoura, feijão, alface, amendoim e cacau.
Nitratos
O íon nitrato (NO3
-) tem a capacidade de formar sais hidrossolúveis com átomos de sódio, potássio e cálcio. A concentração desses sais nos
vegetais depende das variedades genéticas, características do solo e os níveis de nitrato na água.
Durante o armazenamento, à temperatura ambiente, de vegetais com elevadas concentrações de nitratos (espinafre, aipo, berinjela, beterraba,
brócolis etc.) pode ocorrer conversão microbiológica desses sais a nitritos. Sabemos que esses compostos são agentes oxidantes, capazes de
oxidar a hemoglobina e convertê-la a metemoglobina.
Outros agentes tóxicos que podem ser formados a partir do íon nitrato, tanto no alimento quanto no organismo humano, são as nitrosaminas
(compostos carcinogênicos).
Desse modo, a ingestão de altas concentrações de nitrato ou baixas concentrações com elevada frequência, pode
tornar-se um risco de intoxicações, por ser a presença do íon, o ponto de partida para a formação de substâncias
tóxicas.
A metemoglobina se origina de uma hemoglobina que foi oxidada, mudando sua configuração de ferro heme do estado ferroso (Fe2+) para o férrico
(Fe3+). Dessa forma, a metemoglobina, ou “hemoglobina oxidada”, torna-se não funcional, pois não tem a capacidade de se ligar ao oxigênio e
transportá-lo pelo organismo.
Atenção
É importante lembrarmos que os nitratos, além de possuírem ocorrência natural nos comestíveis, também são utilizados como aditivos intencionais
de alimentos, nas formas de sais de sódio e potássio, em conservas, carnes e queijos. As funções desses sais, na industrialização desses
alimentos, são: conferir cor e sabor a carnes e peixes curados, prevenir o estufamento de queijos e atuar como conservante em produtos enlatados.
Carcinógenos
Já se comprovou que inúmeras substâncias extraídas de vegetais são capazes de produzir câncer experimentalmente. Por exemplo, alguns
alcaloides pirrolizidínicos encontrados na planta confrei, amplamente difundida no Brasil, a qual é atribuída propriedade terapêutica, quando
utilizada de maneira prolongada pode propiciar o surgimento de câncer de bexiga e fígado.
Compostos glicosídicos (cicasina) e fenólicos (safrol) são alguns exemplos de carcinógenos encontrados em
plantas existentes no país e que são consumidas pela população.
Confrei.
Agentes tóxicos adicionados intencionalmente aos alimentos (aditivos
intencionais)
Didaticamente, podemos conceituar o termo aditivo intencional como sendo uma substância ou mistura de substâncias adicionadas
intencionalmente ao alimento durante a sua produção, processamento, armazenamento ou acondicionamento com um objetivo específico.
Conforme a finalidade com que são utilizados, os aditivos intencionais podem ser divididos em:
Nutricionais
Suprir necessidades nutritivas, como vitaminas, minerais e enzimas.
Sensoriais
Conferir ou intensificar as propriedades organolépticas (flavorizantes, acidulantes, corantes e aromatizantes).
Conservantes
Prevenir alterações indesejáveis.
Auxiliares no processamento do alimento
Reduzir custos na preparação (espessantes, umectantes e antioxidantes).
De acordo com o risco que podem proporcionar pela ingestão do alimento em que foram adicionados, os aditivos podem ser classificados como
GRAS (sigla em inglês para geralmente reconhecidos como seguros) ou não-GRAS. Vejamos:
Para os aditivos GRAS não há limitação de uso, devido à baixa possibilidade de causarem intoxicações. Enquadramos nessa categoria
substâncias como: açúcar, sal, condimentos, vitaminas, iodeto de potássio, cálcio, ferro, magnésio e fósforo.
Para os aditivos não-GRAS são estabelecidos alguns índices de segurança tais como: o Limite Máximo Permitido (LMP) , a Ingestão Diária
Aceitável (IDA) e a Ingestão Semanal Aceitável (ISA). Caso esses índices sejam ultrapassados, configura-se uma contaminação direta do
alimento por aditivos intencionais não-GRAS, ou seja, essas substâncias adicionadas em excesso deixam de ser tratadas como aditivos e
passam a ser denominadas contaminantes. Os principais representantes dessa categoria são os nitritos e nitratos.
imite Máximo Permitido (LMP)
É a concentração máxima permitida de uma substância presente no alimento, expressa em mg/kg de alimento.
Saiba mais
Ingestão Diária Aceitável é a quantidade máxima de aditivo ou substância presente no alimento, que pode ser ingerida diariamente durante a
existência do indivíduo, sem provocar risco de intoxicação. Pode ser expressa em miligrama de substância por quilograma de peso corpóreo do
indivíduo exposto por dia (mg/kg/dia).
Agentes tóxicos adicionados acidentalmente aos alimentos (contaminantes)
Consideramos um contaminante qualquer substância indesejável presente no alimento proveniente das operações realizadas no cultivo dos
vegetais, na criação dos animais, nos tratamentos zoossanitários ou fitossanitários, ou resultante da contaminação ambiental e/ou da
contaminação de equipamentos utilizados na elaboração e na conservação dos alimentos.
Nesse cenário, em razão das técnicas de produção, processamento e armazenagem, a contaminação química dos alimentos pode ocorrer de forma
direta ou indireta, veja as definições e logo a seguir a esquematização na figura.
São aquelas que ocorrem desde a manipulação da matéria-prima até a obtenção do produto final. São subdivididas em contaminação
inevitável (incontrolável) e evitável (controlável). A inevitável faz referência às substâncias que podem se tornar parte do alimento durante a
produção, o processamento e o armazenamento. Temos como exemplos importantes as micotoxinas e alguns metais tóxicos
contaminantes do meio ambiente (ar, água e solo) que poderão ser incorporados a organismos produtores de alimentos. A evitável está
diretamente relacionada ao acréscimo excessivo de aditivos alimentares.
São decorrentes de práticas utilizadas para a obtenção da matéria-prima ou devido à contaminação do alimento por componentes da
embalagem durante o período de armazenagem. Destaque para praguicidas, hormônios que estimulam o crescimento de animais e
medicamentos veterinários.
Contaminação química dos alimentos durante processamento, conservação e armazenagem.
Produção de toxinas por microrganismos
Os alimentos, em especial aqueles com alto teor de carboidratos, são substratos para proliferação de microrganismos. O estabelecimento e o
desenvolvimento dessa microbiotasobre os alimentos são influenciados pela composição química do alimento, pela temperatura e pela umidade do
Contaminações diretas 
Contaminações indiretas 
ambiente. Dependendo desses fatores, determinados microrganismos irão prevalecer sobre os alimentos, podendo produzir substâncias
potencialmente tóxicas quando em contato com o nosso organismo.
Espiga de milho contaminada.
Nesse cenário, destacamos as toxinas produzidas por fungos (micotoxinas). Essas toxinas são produtos do metabolismo de fungos não
patogênicos que frequentemente contaminam produtos alimentícios e rações de animais. A contaminação dos alimentos pelos fungos pode ocorrer
nas inúmeras etapas de produção, desde a lavoura até as fases de processamento e armazenamento. Além disso, as micotoxinas apresentam
relativa estabilidade durante o processamento de alimentos, inclusive ao tratamento térmico, e, portanto, podem ser encontradas no produto
processado.
No Brasil, as principais micotoxinas envolvidas na contaminação de grãos (milho, arroz e trigo) e leguminosas são: aflatoxinas, zearalenona,
fumonisinas e ocratoxina. No quadro a seguir, abordaremos, de maneira resumida, as características mais significativas dessas toxinas.
Micotoxina
Fungo produtor
(gênero)
Alimento (substrato) Fatores de produção Toxicidade
Zearalenona Fusarium Milho
Temperaturas frias
associadas à alta
umidade.
Efeitos estrogênicos,
infertilidade e aborto.
Fumonisinas Fusarium Milho e arroz
Estação seca seguida de
alta umidade e
temperaturas
moderadas.
Hepatotoxicidade, perda de
peso e alterações
pulmonares.
Aflatoxinas
Aspergillus flavus e
A. parasiticus
Castanhas,
amendoim, milho e
cereais
Armazenamento
indadequado.
Hepatotoxicidade,
imunossupressão,
mutagenicidade e
carcinogenicidade.
Ocratoxina A
Aspergillus e
Penicillium
Cereais em geral
Armazenamento
inadequado.
Carcinogenicidade,
nefrotoxicidade,
teratogenicidade e
alterações neurológicas.
Quadro: Características das principais toxinas contaminantes de alimentos e rações animais.
Extraído de Midio e Martins, 2000, p. 64, adaptado por Diego Rissi Carvalhosa.
Incorporação de metais tóxicos
Os agentes tóxicos minerais presentes nos alimentos normalmente são decorrentes de contaminação ambiental, principalmente da água. Nesse
contexto, a qualidade da água é essencial e determina a qualidade de muitos alimentos, pois quando contaminada por metais tóxicos, esses
contaminantes podem ser incorporados aos diferentes produtos alimentícios.
Além disso, é importante lembrarmos que a contaminação direta dos alimentos por metais é considerada
incontrolável, em virtude da ampla aplicação industrial e vasta presença desses minerais na superfície terrestre, o
que resulta na persistência desses compostos como contaminantes do meio ambiente.
etais tóxicos
Consideramos metal tóxico todo aquele que pertence a um grupo de elementos que não possui características benéficas e nem essenciais para o
organismo vivo, produzindo efeitos danosos para as funções metabólicas normais, mesmo quando presentes em baixíssimas concentrações.
Os principais metais tóxicos que podem estar presentes nos alimentos são o cádmio, o chumbo e o mercúrio. Geralmente, o mecanismo de
toxicidade desses compostos é a inativação de enzimas e proteínas, pois esses metais tendem a reagir com grupamentos amino e sulfidrila das
proteínas, inibindo suas funções fisiológicas.
Ademais, alguns metais tóxicos podem competir com elementos essenciais e substituí-los no metabolismo enzimático, promovendo alterações
homeostáticas importantes. Em seguida, veremos os aspectos relacionados à contaminação e à toxicidade dos metais elencados nesse tópico.
Metais tóxicos Fontes de contaminação Alimentos implicados Toxicidade
Chumbo
Pigmentos de tintas,
combustíveis, agrotóxicos,
ligas metálicas e indústrias de
vidro.
Vegetais produzidos em áreas
industriais e produtos de origem
animal (leite, ovos e pescados).
Aborto, nefrotoxicidade e alterações
neurológicas, hematológicas,
gastrintestinais e ósseas.
Cádmio
Fertilizantes, pigmentos de
tintas, ligas metálicas e
indústrias de plástico.
Soja, carne processada,
mariscos e caranguejos.
Hepatotoxicidade, nefrotoxicidade,
teratogenicidade, mutagenicidade,
alterações ósseas e alterações no
metabolismo do cálcio e do fósforo.
Mercúrio
Tintas, garimpos, indústrias
químicas e de amalgamação.
Pescados de água doce e
salgada.
Nefrotoxicidade, teratogenicidade e
alterações hematológicas, neurológicas
e gastrintestinais.
Quadro: Características dos principais metais tóxicos contaminantes de alimentos.
Elaborado por: Diego Rissi Carvalhosa.
Contaminantes indiretos
Os contaminantes indiretos são provenientes de substâncias administradas no organismo (vegetal ou animal) produtor do alimento, ou seja, eles
decorrem dos processos empregados para a obtenção da matéria-prima alimentar.
Exemplo
Diversos inseticidas são aplicados nos grãos e cereais durante o cultivo, portanto, os resíduos desses compostos podem manter-se incorporados
aos produtos alimentícios. Já nos alimentos de origem animal, como carnes, ovos e leite, é possível detectar os produtos de uso veterinário como
os hormônios, agentes anabolizantes, antibióticos, entre outros.
Não podemos nos esquecer de que também são considerados contaminantes indiretos os componentes de embalagens que migram para os
alimentos. A seguir, abordaremos resumidamente os promotores de crescimento, os praguicidas e os migrantes das embalagens.
Promotores de crescimento
Nesta categoria se enquadram os compostos químicos utilizados com a finalidade de propiciar o rápido crescimento e a engorda de animais
produtores de alimentos. Nesse cenário, chamamos a atenção sobre o uso de antibióticos e hormônios anabolizantes.
Frequentemente, animais destinados ao abate (bovinos, suínos e aves) são sujeitos ao confinamento e à alimentação artificial. Essa situação resulta
em estresse e déficit do sistema imunológico. Desse modo, os animais se tornam mais suscetíveis às infecções virais, bacterianas e parasitárias,
que reduzem de maneira significativa seu crescimento e sua engorda.
Portanto, a administração profilática de fármacos de ação antibacteriana, antiviral ou antiparasitária visa contornar a baixa imunidade dos animais e
as precárias condições sanitárias a que grande parte é submetida. Também são amplamente utilizados os hormônios anabolizantes que atuam
sobre o metabolismo animal desempenhando ação anabólica sobre os ossos e as proteínas, aumentando a taxa de crescimento, bem como
acelerando o abate dos animais.
Comentário
A regulamentação da utilização de promotores de crescimento no Brasil está a cargo do Ministério da Agricultura, que restringe e controla o uso
indiscriminado dessas substâncias com o objetivo de evitar que esses compostos, mesmo em baixas concentrações, atinjam a população
consumidora por intermédio do alimento contaminado.
Praguicidas
Os praguicidas (agrotóxicos) podem ser classificados, de acordo com a sua finalidade, como inseticidas, fungicidas, herbicidas, nematicidas, entre
outros. A presença de resíduos desses compostos nos alimentos é resultado da aplicação desses produtos durante a produção no campo e/ou
armazenamento pós-colheita.
Sabemos que o uso inadequado de praguicidas pode acarretar a presença de resíduos nos alimentos acima dos limites permitidos, representando
uma violação legal, podendo também oferecer risco à saúde da população. É importante enfatizarmos que os praguicidas não são, geralmente,
compostos que apresentam seletividade para o enfrentamento das pragas a que se destinam. Por isso, também são chamados de biocidas, pois
tanto o homem quanto os demais vertebrados são expostos a essas substâncias, sofrendo os efeitos dessa exposição, por meio das intoxicações
que frequentemente são observadas.
Comentário
A ausência de especificidade desses compostos exige restrições na sua aplicação, especialmente em relação à dosagem e à frequênciade uso. No
Brasil, existem dois programas de monitoramento de resíduos em alimentos: o Programa de Análise de Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos
(PARA), coordenado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), e o Plano Nacional de Controle de Resíduos e Contaminantes (PNCRC),
do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.
Atualmente, os praguicidas mais empregados são aqueles utilizados para o controle de insetos, ácaros e fungos. Nesse âmbito, encontramos uma
grande variedade de inseticidas no mercado, e os principais são: os organofosforados, os nitrogenados (carbamatos) e os piretroides. Os dois
primeiros agem inibindo a enzima acetilcolinesterase, enquanto o último altera a transmissão de impulsos nervosos, provocando paralisia e
alterações neurológicas.
Saiba mais
Esses inseticidas são amplamente empregados por apresentarem pouca estabilidade química, portanto baixo efeito residual. Isso significa que são
compostos não persistentes (não permanecem no meio ambiente). Foram sintetizados para substituir os inseticidas organoclorados, que a partir da
década de 70 foram proibidos por apresentarem elevado efeito residual e persistente no solo, nos alimentos e até nos organismos vivos
(bioacumulação em tecido adiposo).
Incorporação de compostos das embalagens
Nas últimas décadas, a indústria alimentícia tem acondicionado, cada vez mais, seus produtos em material plástico. Sabemos que as substâncias
constituintes desse material sintético podem ser liberadas, contaminando o produto embalado. Em função de que essa contaminação pode ocorrer?
Características físico-químicas dos alimentos
O pH, o teor de lipídeos e o teor alcoólico.
Condições de armazenamento
O tempo, a temperatura e a umidade aos quais o alimento foi exposto.
A migração dos componentes do plástico para os alimentos pode ser tão baixa que não observaremos efeitos nocivos nos organismos expostos à
curto prazo. Porém, após longos períodos de ingestão de alimentos contaminados, poderão ocorrer manifestações tóxicas consideráveis.
Nesse contexto, existe a necessidade de um controle rigoroso da liberação dessas embalagens. Esse controle tem a finalidade de verificar a
compatibilidade do alimento com a embalagem, sua não interferência com as características organolépticas do alimento e a taxa de migração dos
constituintes dos materiais plásticos para os alimentos.
Como contaminantes de interesse toxicológico, eventualmente presentes nos alimentos em virtude de migração, podemos citar: cloreto de vinila
(PVC), estireno, acrilonitrila, 1,3-butadieno e diversos solventes orgânicos utilizados na fabricação de plásticos. Destacamos o cloreto de vinila e o
estireno, compostos comprovadamente carcinogênicos.
Os riscos dos alimentos contaminados
Neste vídeo, veremos os riscos dos alimentos contaminados entendendo quem são os principais contaminantes que trazem risco à saúde humana
e como eles chegam até nós.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Em relação aos xenobióticos adicionados acidentalmente aos alimentos, assinale a afirmativa correta.
Parabéns! A alternativa D está correta.
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Questão 2
Acerca da migração dos componentes da embalagem plástica para os alimentos, assinale a alternativa correta.
A Praguicidas, antibióticos, hormônios e toxinas são considerados contaminantes indiretos.
B
A contaminação indireta ocorre quando substâncias químicas são adicionadas acidentalmente durante o manuseamento da
matéria-prima para a obtenção do produto alimentício final.
C Metais pesados e praguicidas são exemplos de contaminantes diretos.
D
A contaminação direta ocorre quando substâncias químicas são adicionadas intencionalmente ou acidentalmente durante as
operações que visam à obtenção do produto alimentício final.
E Resíduos de antibióticos e hormônios não são considerados contaminantes alimentícios
A Os constituintes das embalagens plásticas são inertes e, portanto, não representam risco toxicológico aos consumidores.
B
A temperatura, a umidade e o tempo decorrido de estocagem dos alimentos determinam a taxa de incorporação dos
componentes da embalagem plástica para os comestíveis, sendo irrelevantes as propriedades físico-químicas do alimento.
Parabéns! A alternativa E está correta.
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Considerações �nais
Conforme estudado ao longo do conteúdo, vimos em todos os módulos que a presença de poluentes nos diversos compartimentos ambientais,
incluindo os alimentos, é um grande problema que afeta o meio ambiente e a saúde humana. Os conhecimentos da Toxicologia Ambiental e da
Toxicologia de Alimentos somados aos estudos Ecotoxicológicos são uma resposta para o problema da poluição ambiental.
As propriedades dos contaminantes ambientais, seus movimentos pelos compartimentos e seus efeitos tóxicos são a chave para o
desenvolvimento de tecnologias que visam minimizar a presença dessas substâncias, bem como estabelecer medidas para o controle da utilização
e destinação adequada. Com isso, será possível alcançar em parte o tão falado desenvolvimento sustentável, proporcionando às próximas gerações
um planeta mais limpo e um alimento saudável, livres de substâncias tóxicas.
Podcast
Neste podcast, você ouvirá sobre os principais conceitos da Toxicologia Ambiental e da Toxicologia dos Alimentos.
C A exposição aguda e crônica aos migrantes da embalagem plástica para os alimentos é insignificativa.
D
Os principais contaminantes dos alimentos, provenientes das embalagens plásticas, são os solventes inorgânicos, as
micotoxinas e os metais tóxicos residuais.
E
O controle estrito da incorporação de substâncias químicas das embalagens aos produtos alimentícios tem a finalidade de
avaliar a adequação da embalagem, a taxa de migração dos compostos contaminantes e sua interferência nas características
sensoriais dos alimentos.
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Explore +
Pesquise e assista ao vídeo “UFSC explica: agrotóxicos” sobre os resíduos de agrotóxicos em alimentos e veja quais as consequências do uso
destes praguicidas a curto, médio e longo prazo.
Pesquise e assista ao vídeo “Segurança alimentar e o uso de defensivos”. Essa palestra foi gravada durante o Fórum Internacional de Inovação para
a Sustentabilidade da Agricultura, em Brasília em 2019. A palestrante é a Dra. Elizabeth Nascimento, professora da Faculdade de Ciências
Farmacêuticas da Universidade de São Paulo. A apresentação aborda, de maneira brilhante, a importância da Toxicologia dos alimentos.
Referências
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Brasília, DF, ano 155, n. 233, p. 155-156, 21 nov. 2018.
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