Buscar

Toxicologia ambiental e Ecotoxicologia

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 22 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 22 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 22 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

24/05/2016
1
24/05/2016 1
Toxicologia Ambiental 
e Ecotoxicologia
2016.1
PROF. MSc GUSTAVO HENRIQUE DE MEDEIROS OLIVEIRA
24/05/2016 2
NH3 – Amônia
NH4
+ – Amônio
HNO2 – Ácido Nitroso
HNO3 – Ácido Nitríco
NO3 – Nitrato
NO2 – Nitrito
SO4
-2 – Sulfato
H2S – Sulfeto
H2SO4 – ácido Sulfiurico
PAN – Nitrato de Peroxila
24/05/2016
2
24/05/2016 3
• Estuda os efeitos nocivos de substâncias 
químicas presentes no ambiente sobre a saúde 
humana ou sobre outra espécie específica.
Toxicologia ambiental:
• Estuda os efeitos nocivos da exposição 
prolongada à substâncias químicas no 
ecossistema.
Ecotoxicologia:
TOXICOLOGIA AMBIENTAL X ECOTOXICOLOGIA
24/05/2016 4
Contaminação por agentes tóxicos
Prejuízos ao meio ambiente: flora 
e fauna ECOTOXICOLOGIA
Prejuízos ao ser humano:
TOXICOLOGIA AMBIENTAL
Aumento de número e tamanho de cidades
Desmatamento 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL X ECOTOXICOLOGIA
24/05/2016
3
24/05/2016 5
Toxicologia 
ambiental
Ecotoxicologia
Esquema de distinção entre ecotoxicologia e toxicologia ambiental.
Aspectos relativos 
aos ecossistemas
Aspectos relativos 
à saúde humana
Fonte: Bernardi et al. “Ecotoxicologia”. In: Spinosa, Górniak e Palermo-Neto “Toxicologia Aplicada à Medicina Veterinária”. Ed. Manole, 1ª ed., p. 815-856, 
2008.
24/05/2016 6
Finalidade da Toxicologia Ambiental
Verificar as condições de risco para propor MEDIDAS 
PREVENTIVAS, como as MONITORIZAÇÕES 
AMBIENTAL E BIOLÓGICA e o CONTROLE DAS 
FONTES EMISSORAS DE POLUIÇÃO.
24/05/2016
4
24/05/2016 7
PRINCIPAIS FONTES DE CONTAMINAÇÃO DO MEIO AMBIENTE
Naturais
Atividade vulcânica 
Incêndios florestais não causados pelo homem (CO2)
Maré vermelha
Acúmulo de arsênio em animais marinhos ou água.
Antropogênicas
Esgoto e lixo doméstico e industrial
Queima de combustível por indústrias e veículos automotores
Queimadas intencionais
Uso indiscriminado de fertilizantes e de praguicidas.
24/05/2016 8
HOMEM
AR
ÁGUA
ALIMENTO
SOLO
ALIMENTO
Inter-relação dos contaminantes presentes nos diversos 
compartimentos do meio-ambiente com o homem
24/05/2016
5
24/05/2016 9
A constante troca de elementos entre os compartimentos ambientais é 
designado de CICLO BIOGEOQUÍMICO.
Complexa interação de processos biológicos, químicos 
e físicos que controlam a reciclagem da matéria e da 
energia na superfície da Terra. 
Estuda o transporte, as transformações e a trajetória 
das substâncias no ambiente natural. 
Ciclos biogeoquímicos
Oxigênio
Carbono
Nitrogênio
Enxofre 
24/05/2016 10
CICLO DO OXIGÊNIO
FONTE: Rosa et al. Importância da compreensão dos ciclos biogeoquímicos para o desenvolvimento sustentável. 
www.iqsc.usp/iqsc acessado em 20/10/2008 às 15:20h.
O oxigênio se une à
átomos de H e forma
moléculas de água que
poderão ter diferentes
destinos.
Ciclo do oxigênio = ciclo
da água
24/05/2016
6
24/05/2016 11
CICLO DO CARBONO
FONTE: Rosa et al. Importância da compreensão dos ciclos biogeoquímicos para o 
desenvolvimento sustentável. www.iqsc.usp/iqsc acessado em 20/10/2008 às 15:20h.
O carbono das plantas e dos animais 
pode seguir três caminhos:
1. pela respiração é devolvido na forma 
de CO2;
2. passa para os animais superiores 
via cadeia alimentar;
3. pela morte e decomposição volta a 
ser CO2.
Fontes antropogênicas de 
desequilíbrio desse ciclo: 
ELEVAÇÃO DA [CO2]
-queimadas
-emprego e queima de 
combustíveis fósseis.
EFEITO ESTUFA
24/05/2016 12
CICLO DO NITROGÊNIO
Apenas algumas formas de bactérias conseguem transformar o N2 presente
no ar atmosférico em NH3, para a síntese de proteínas e ácidos nucléicos.
N2 + 3H NH3 Reação de fixação
Bactérias simbiontes, cianobactérias, bactérias radícolas 
(Rhizobium, Anabaena), bactérias biofixadoras de vida livre 
(Azotobacter – aeróbia, Clostridium – anaeróbia).
NH3 + H20 NH4OH NH4
+ + 0H- Reação de amonização
Decompositores atuam sobre 
matéria orgânica (proteínas).
Solo e ar
24/05/2016
7
24/05/2016 13
A conversão de íons amônio em nitrito e nitrato é conhecida por 
nitrificação e ocorre por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas, 
Nitrosococcus, Nitrobacter). 
2NH3 + O2 2HNO2 + 2H2O + energia Reação de nitrosação
HNO2 + 202 HNO3 + energia Reação de nitração
POLUENTES!
Pode ocorrer a fotólise do NO2 formando O3!
HNO3 --------> H + + NO3 - (íons nitrato) 
HNO2 --------> H + + NO2 - (íons nitrito) 
24/05/2016 14
A amônia produzida pelos decompositores pode ser transformada em N2
livre, desprendendo-se para a atmosfera. Essa reação, conhecida como
denitrificação, é realizada pelas bactérias desnitrificantes. Importantíssima
reação pois impede aumento da concentração de nitratos no solo.
2NH3 + O2 N2 + 3H2O Reação de denitrificação
24/05/2016
8
24/05/2016 15
Portaria 2.914/11 do Ministério da Saúde. O valor máximo 
permitido é de 10 mg/l.
24/05/2016 16
CICLO DO ENXOFRE
Forma oxidada forma reduzida
SO4
-2 H2S
Emissões industriais 
Queima de combustíveis fósseis 
Queima de carvão (termoelétricas)
Aumentam as 
concentrações de SOx 
no ambiente
SO4 + H2O H2SO4
CHUVA ÁCIDA
Dessulfovíbrias 
Tiobacilos e bactérias de enxofre 
incolores, verdes e roxas.
Solução: etanol, pois não 
emite SOx para o ambiente. 
MAS, a queima da cana 
emite CO2 e partículas para 
a atmosfera.
POLUENTE!
24/05/2016
9
24/05/2016 17
• É qualquer alteração quali ou quantitativa da
constituição da atmosfera, suficiente para produzir
um efeito mensurável sobre o homem, outros
animais e minerais.
O que é poluição atmosférica?
O2
Gases atmosféricos
nitrogênio
oxigênio
argônio
Outros gases: CO2 ( 0,035%) e 
vapor de água
0,93%
20,95%
78,08%
24/05/2016 18
Poluentes ou contaminantes do ar atmosférico
Substâncias químicas que excedem as concentrações naturais e 
causam danos aos seres vivos e ao ecossistema; presentes na 
água, solo e ar.
24/05/2016
10
24/05/2016 19
• Emitidos diretamente na atmosfera por fonte conhecida.
• Monóxido de carbono
• Óxidos de enxofre 
• Hidrocarbonetos
• Material particulado
• Óxidos de nitrogênio
Primários:
24/05/2016 20
• Produzidos no ar após a interação entre dois ou mais poluentes 
primários.
• Ozônio em baixas altitudes
• Ácido sulfúrico
• Ácido nítrico 
Secundários:
24/05/2016
11
24/05/2016 21
Classificação das fontes emissoras
• Indústrias e vulcões
• SOx e MP
FONTES ESTACIONÁRIAS (FIXAS)
• Veículos automotores
• CO, HC e Nox
FONTES MOVÉIS
• SOx, MP, CO, NOx, HC
PRINCIPAIS POLUENTES DA ATMOSFERA
24/05/2016 22
PANS - nitratos de peroxiacila
24/05/2016
12
24/05/2016 23
Efeitos tóxicos causados pelos
poluentes do ar
• Dependem das condições de exposição e das
respostas individuais.
• Intoxicação aguda: acidentes ou situações
desfavoráveis à dispersão dos poluentes
(inversão térmica)
• Intoxicações crônicas: exposições
prolongadas
Efeitos agudos Efeitos crônicos
Lacrimejamento;
Dificuldades de respiração;
Menor capacidade física.
Alteração da visão, 
Menor ventilação pulmonar;
Asma e bronquite;
Doenças cardiovasculares;
Enfisema e câncer pulmonar.
24/05/2016 24
AVALIAÇÃO DA POLUIÇÃO DO AR
Empregada para controlar a qualidade do ar.
Por amostragem analisa-se o ar em pontos
estratégicos das cidades grandes.
Os níveis devem obedecer o padrão de
qualidade do ar proposto para cada
poluente.
Monitorização ambiental
CONAMA 03/90 – Define LEGALMENTE um limitemáximo para a
concentração de um componente atmosférico, que garanta a
proteção da saúde e do bem estar das pessoas. São baseados em
estudos científicos
24/05/2016
13
24/05/2016 25
A monitorização ambiental é restrita a um número de poluentes, selecionados
em função da sua toxicidade ou frequência com que aparecem no meio
ambiente.
• SO2 PQ ar= 365ug/m3 (24h) e 80ug/m3 (média anual)
• MPs PQ ar partículas totais = 240ug/m3 (24h) e 80ug/m3 (média anual) 
PQ ar partículas inaláveis= 150ug/m3 (24h) e 50ug/m3 (média anual)
• NOx PQ ar NO2 (1h)= 320ug/m3 e 100ug/m3 (média anual)
• HC
PQ ar O3 (1h) = 160ug/m3
• O3
• CO PQ ar (média de 8h)=9 ppm
PQ ar (1h)=35 ppm
Áreas de muito tráfego chegam à 5ppm; em centros urbanos chegam à 100 ppm.
INDICADORES DA QUALIDADE DO AR
24/05/2016 26
• Utilização de biodiesel
• Veículos elétricos
• Fiscalização (vistorias)
• Planejamento urbano (edificações e arborização – cortina de árvores é capaz de 
reter mais de 80% das partículas inaláveis emitidas pelos motores à diesel).
PROPOSTAS PARA A REDUÇÃO DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
• Avaliar a qualidade do ar, comparando com os limites legais (PQs ar);
• Fornecer subsídios para a proposta de ações adequadas, quando os 
limites forem ultrapassados;
• Acompanhar as alterações e as tendências da qualidade do ar no 
decorrer do tempo.
Objetivos da monitorização ambiental
24/05/2016
14
24/05/2016 27http://www.cetesb.sp.gov.br/Ar/ar_indice_padroes.asp
24/05/2016 28
• somente os HC policíclicos aromáticos oferecem riscos à saúde 
humana, pois são carcinógenos por possuírem carbono 
eletrofílico. 
• os poluentes secundários: PAN, aldeídos e O3 são irritantes das 
vias aéreas.
Efeitos nocivos
• Regulagem de motor
• Uso de catalisadores
• Troca de combustível
Controle da poluição
Monitorização ambiental: emprega-se a concentração de O3 no ar
PQ ar (1h) = 160ug/m3
24/05/2016
15
24/05/2016 29
24/05/2016 30
COMPOSTOS DE ENXOFRE (SOX)
Fontes naturais:
Vulcões
Destruição de matéria orgânica
Fontes antropogênicas:
Combustão de carvão;
Combustão de derivados do petróleo;
Veículos automotores (pequena-diesel)
SO2 = protótipo e poluente primário
H2SO4= poluente secundário
SO2 + O3 SO3 + H2O H2SO4
Ozônio de 
baixa altitude
Umidade 
relativa do ar
CHUVA ÁCIDA
ecotoxicologia
SO2 + O2 SO3
SO3 + O2 SO4 + H2O H2SO4
24/05/2016
16
24/05/2016 31
EFEITOS NOCIVOS NO HOMEM
SO2 Gás hidrossolúvel retenção nas vias aéreas superiores
Ação irritante: rinite, laringite, 
faringite, broncoconstrição, 
secreção e muco.
H2SO4 Ação irritante: bronquite crônica
SO4
Controle da poluição
• Substituir o carvão por outra fonte de energia
• Retirar o enxofre dos combustíveis
• Utilizar chaminés altas
• monitorização ambiental: PQ SO2 ar= 365ug/m3 (24h) e 80ug/m3 (média 
anual)
24/05/2016 32
Material particulado (MPs)
• São partículas sólidas ou líquidas lançadas na atmosfera.
• Principais fontes: são estacionárias
• Indústrias de mineração, siderúrgicas, pedreiras e cimento.
• Fontes móveis: emitem 30% do total de MP.
Classificação
• Poeiras: partículas sólidas geradas por desagregação 
mecânica.
• Fumos: partículas sólidas geradas pela combustão, 
sublimação, etc.
• Fumaças: partículas sólidas geradas pela combustão orgânica.
• Névoas: partículas líquidas obtidas por processos mecânicos 
diversos.
• Neblinas: partículas líquidas obtidas por condensação de 
vapores.
24/05/2016
17
24/05/2016 33
•Depende do tamanho (diâmetro) da 
partícula.
• Entre 5-30um: deposição na região 
nasofaríngea por impactação;
• Entre 1-5um: deposição na região 
traqueobranquial por sedimentação;
• Entre 0-1um: atingem os alveólos
por difusão.
Efeitos nocivos
24/05/2016 34
• Relacionados ao tipo de substância que compõe a 
partícula.
• Geral: doenças respiratórias como asma e bronquite.
• Adsorvem gases tóxicos (SOx e NOx) carreando-os até 
os alvéolos.
Efeitos tóxicos:
• Regiões nasofaríngea e traqueobronquial: depuração 
mucociliar
• Região alveolar: depuração mucociliar e ação de 
macrófagos
Remoção 
24/05/2016
18
24/05/2016 35
• Equipamentos antipoluição nas indústrias:
• separadores mecânicos (câmaras de poeira)
• precipitadores eletrostáticos
• lavadores na saída das chaminés
• filtros de tela ou carvão ativados
Controle da poluição
• Ar partículas totais = 240ug/m3 (24h) e 80ug/m3 
(média anual) 
• Ar partículas inaláveis= 150ug/m3 (24h) e 50ug/m3 
(média anual)
Monitorização ambiental: 
24/05/2016 36
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
Gás inodoro e incolor gerado na combustão incompleta de matéria 
orgânica. Menos denso que o ar, atinge elevadas altitudes.
Fontes naturais:
Vulcões
Queimadas
Descargas elétricas em 
tempestades
Fontes antropogênicas:
Veículos automotores movidos 
a gasolina (principal)
Siderúrgicas
Produzem quantidades semelhantes!
Remoção: microorganismos no solo. Cidades com asfalto: remoção reduzida!
CO CO2
24/05/2016
19
24/05/2016 37
Efeitos nocivos:
CO + Hb COHb
Impede o transporte de O2 até as células = anóxia tecidual.
CO ppm %COHb Sinais e sintomas
60 10% Dificuldade visual e 
cefaléia.
130 20% Dores abdominais, 
cefaléia, desmaios.
200
600
30%
50%
Desmaio, paralisia, 
distúrbios 
respiratórios, 
colapso circulatório.
Bloqueio das 
funções 
respiratórias, 
paralisia e coma.
24/05/2016 38
Controle da poluição para fontes móveis 
(automóveis)
• regulagem do carburador para que a combustão seja 
completa;
• presença de catalisadores nos escapamentos;
• troca de combustível (GNV, etanol, etc.);
• Carro elétrico.
Controle de poluição para fontes 
estacionárias (indústrias)
• reatores catalíticos.
24/05/2016
20
24/05/2016 39
• PQ ar (média para 8h)= 9 ppm; PQ ar 
(1h)= 35 ppm
Monitorização ambiental:
• LBE COHb (EPA)= 2%
• LBE COHb (OMS)= 2,5 a 3% para não 
fumante
• VR para não fumante= 5%
Monitorização biológica:
24/05/2016 40
COMPOSTOS DE NITROGÊNIO (NOX)
NO e NO2 são naturalmente encontrados na atmosfera 
(fontes naturais: bactérias). 
Os óxidos de nitrogênio (NOx) são poluentes primários 
(fonte antropogênica: combustão)
N2 + O2 2NO
2NO + O2 2NO2
Principal fonte: automóveis.
A maioria dos NOx são transformados em HNO3 e nitratos, depositando 
no solo e água POLUIÇÃO!!
Pode também ocorrer a FOTÓLISE do NO2 no ar, formando O3 como 
produto POLUIÇÃO do ar!!
Chuva ácida
Ozônio em baixas altitudes
24/05/2016
21
24/05/2016 41
NO2
NO + O
O2
O3
O2
Ciclo fotolítico do NO2
Luz UV
Efeitos nocivos
NO não provoca efeitos nocivos.
NO2 é um gás irritante e lipossolúvel – chega aos alvéolos
Intoxicação aguda: edema pulmonar
Intoxicação crônica: enfisema pulmonar
HNO3: irritante e compõem a chuva ácida
Mecanismo de ação: 
peroxidação lipídica
Controle da poluição
Adequação das fontes móveis:
-Uso de catalisadores
-Regulagem do motor.
Monitorização ambiental:
PQ NO2 ar (1h)= 320ug/m3 e 
100ug/m3 (média anual)
24/05/2016 42
• Contaminantes primários
Hidrocarbonetos (HC)
• Naturais: vegetação e fermentação bacteriana (metano e 
terpenos)
• Antropogênicas: evaporação e queima incompleta de 
combustíveis fósseis, carvão e madeira. Veículos são principal 
fonte.
Várias fontes:
Os HC insaturados interferem no ciclo fotolítico do NO2 formando poluentes 
secundários como ozônio, aldeídos e nitrato de peroxiacila (PAN). 
Constituem o smog fotoquímico ou smogoxidante.
24/05/2016
22
24/05/2016 43
NO2
NO + O
O2
O3
O2
Ciclo fotolítico do NO2
Luz UV
NO2
NO + O
O2
O3
Poluente 
secundário
Interferência dos HC no ciclo fotolítico 
do NO2
Luz UV
[ ]
HC 
oxidado
Poluente secundário = aldeídos, PAN.
Consequências dessa interferência:
Acúmulo de O3
Formação de aldeídos (principalmente formaldeído)
Formação de PAN
+ inversão térmica = 
SMOG fotoquímico
ecotoxicologia
24/05/2016 44

Outros materiais

Outros materiais