Trabalho CAT019

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – UNIFEI
QUÍMICA DA ATMOSFERA – CAT019
Efeito da queima da biomassa sobre a saúde humana
Adriele Brandani Honorio
Eishyla Raquel da Silva
Felipe Augusto Matos
Francine Eduarda de Oliveira
Isaac Cruz Leite Machado
Ruth da Silva Flauzino
ITAJUBÁ
2017
Introdução
O estudo da poluição atmosférica teve início no século passado, onde fora comprovado a relação entre a emissão de combustíveis fósseis e o aumento de morbi-mortalidade nos países desenvolvidos, o termo significa nada mais que a junção de termos como mortalidade e morbilidade, que é a presença de uma determinada doença em uma população. Entretanto, não somente altos índices de poluição nocivos à saúde humana, mas também foram comprovados efeitos causados para níveis inferiores que antes eram considerados seguros.
Em 1985 a Organização Mundial de Saúde (OMS) questionava qual seria a extensão e a gravidade dos danos causados pela biomassa, matéria de origem vegetal ou animal usada para gerar energia, e seus efeitos na população exposta. Aproximadamente mais da metade da população do planeta utiliza a incineração de biomassa como fonte de energia, sendo ela oriunda do carvão, madeira, esterco de animais ou resíduos agrícolas, produzindo altos índices na região interna das residências, afetando seus moradores. Portanto, podemos associar tal realidade com a maior causa de mortalidade infantil nos países em desenvolvimento: a infecção respiratória.
Repercussões fisiopatológicas do processo de combustão
A combustão é um processo químico onde um material reage com o oxigênio, produzindo luz e calor intenso. Na situação da biomassa, existem três estágios: ignição, combustão com chama e combustão na ausência de chama. A combustão da biomassa é a maior fonte de produção de gases tóxicos, material particulado e gases que intensificam o efeito estufa no planeta. Além disso, as mudanças climáticas provenientes da queima, incluem a mudança física e química da atmosfera, produzindo substâncias que mudam o pH da água da chuva, e o impacto no balanço térmico da atmosfera pela interferência na quantidade de radiação solar que é refletida para o espaço. A exposição dos seres vivos aos elementos provenientes da combustão produz efeitos a curto e a longo prazo, gerando prejuízos à saúde. Durante a combustão, são produzidas partículas grossas, finas e ultrafinas.
Figura 1: Partículas grossa, fina e ultrafina.
Os tamanhos das partículas produzem respostas diferentes no organismo. Na figura abaixo, podemos exemplificar a inalação de partículas finas versus a inalação de partículas ultrafinas. A inalação de partículas ultrafinas resulta em um grande número de partículas fora e dentro dos macrófagos. Há liberação de mediadores pelo macrófago e pela célula epitelial devido à ativação de vias mediadas por stress oxidativo, que conduzem à inflamação, já a inalação de partículas finas produz menos danos à saúde.
Figura 2: Representação esquemática de eventos de exposição às partículas finas (esquerda) e às partículas ultrafinas (direita).
Na tabela abaixo podemos exemplificar grande parte dos compostos produzidos pela combustão de diversos materiais.
	Compostos
	Exemplos
	Fonte
	Notas
	Partículas
	Partículas inaláveis (PM10)
	Condensação após combustão de gases; combustão incompleta de material inorgânico; fragmentos de vegetação e cinzas
	Partículas finas e grossas. Partículas grossas não são transportadas e contém principalmente cinzas e material do solo
	
	Partículas respiráveis
	Condensação após combustão de gases; combustão incompleta de material orgânico
	No caso de fumaça proveniente da queima de biomassa, comporta-se como partículas finas
	
	Partículas finas (PM2,5)
	Condensação por combustão de gases; combustão incompleta de material orgânico
	Transportadas através de longas distâncias. Produção primária e secundária
	Aldeídos
	Acroleína
	Combustão incompleta de material orgânico
	
	
	Formaldeído
	Combustão incompleta de material orgânico
	
	Ácidos inorgânicos
	Monóxido de Carbono (CO)
	Combustão incompleta de material orgânico
	Transportado através de longas distâncias
	
	Ozônio
	Produto secundário de óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos
	Presente somente adiante do fogo, transportado através de longas distâncias
	
	Dióxido de Nitrogênio (NO2)
	Oxidação em altas temperaturas do nitrogênio do ar
	Espécies reativas; a concentração diminui com a distância do fogo
	Hidrocarbonetos
	Benzeno
	Combustão incompleta de material orgânico
	Transporte local; também reage com outras formas de aerossol orgânico
	Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs)
	Benzopireno (BaP)
	Condensação após combustão de gases; combustão incompleta de material orgânico
	Compostos específicos que variam de acordo com a composição da biomassa
Tabela 1: Principais poluentes provenientes da queima de biomassa
Queima de biomassa em ambientes internos
De forma geral, a poluição do ar em ambientes externos existe desde quando os humanos pré-históricos se movimentaram para regiões com clima temperado, há aproximadamente 200 mil anos atrás. O clima frio provocou a necessidade de abrigo e de uso do fogo para aquecimento, preparar alimentos e iluminação. Este mesmo fogo, que foi essencial para a sobrevivência humana, gerou altos níveis de poluição desde aquele tempo, tais níveis são evidenciados pela presença de carvão em cavernas pré-históricas.
A exposição à fumaça produzida pela queima de biomassa em ambientes fechados é fortemente associada com infecções respiratórias agudas em crianças, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), pneumoconiose, catarata e cegueira, tuberculose pulmonar e efeitos adversos na gestação. Tais efeitos foram documentados em países em desenvolvimento, onde as principais vítimas são as mulheres e crianças, uma vez que o trabalho doméstico agrega várias horas cozinhando em fogões em locais sem abertura para eliminar a fumaça para o exterior.
Na tabela abaixo podemos caracterizar mecanismos pelos quais os poluentes presentes na fumaça gerada pela queima de biomassa em domicílios podem aumentar o risco de doenças.
	Poluentes
	Mecanismos
	Efeitos Potenciais à Saúde
	Material particulado: partículas menores que 10µ, e sobretudo as menores que 2,5µ de diâmetro aerodinâmico.
	Agudo: irritação, inflamação e aumento de reatividade brônquica. Redução do transporte muco-ciliar. Redução das respostas dos macrófagos e redução da imunidade local. Reação fibrótica. Descontrole autonômico, atividade pró-coagulante, stress oxidativo
	Sibilos, exacerbação de crises de asma brônquica. Infecções respiratórias. DPOC e exacerbações de DPOC
	Monóxido de carbono
	Produção de carboxihemoglobina com consequente redução da absorção de O2 por órgãos vitais e também prejuízo do desenvolvimento do feto
	Recém natos de baixo peso. Aumento de mortes fetais
	Dióxido de nitrogênio
	Exposição aguda aumenta a reatividade brônquica. Exposição crônica aumenta a suscetibilidade a infecções respiratórias bacterianas e virais
	Sibilos e exacerbação de asma brônquica. Infecções respiratórias. Diminuição da capacidade pulmonar em crianças
	Dióxido de enxofre
	Exposição aguda aumenta a atividade brônquica. Na exposição crônica é difícil dissociar dos efeitos do material particulado
	Sibilos e exacerbação de asma brônquica. Exacerbação de DPOC, DCV, aumento de suscetibilidade a infecções
	Formaldeído
	Irritação de vias respiratórias altas. Aumento de sensibilização a alérgenos
	Pode agravar a asma brônquica
	Benzopireno
	Carcinogênico (uma das substâncias carcinogênicas no carvão e na fumaça da biomassa)
	Câncer de pulmão, câncer de boca, nasofaringe e laringe
	Fumaça da biomassa
	Absorção das toxinas no interior da lente, causando mudanças oxidativas
	Catarata
Tabela 2: Mecanismos e efeitos potencias sobre a saúde.
A incidência de cor pulmonale teve grande incidência, por exemplo, na Índia 18 necropsiasforam realizadas em mulheres que não eram fumantes, mas que foram submetidas à grandes exposições de poluentes provenientes da combustão e o resultado foi que todas apresentaram enfisema pulmonar, onze bronquiectasias, cinco bronquites crônica e duas apresentaram tuberculose.
Em Nova Guiné, foi constatado que os habitantes utilizavam a queima de biomassa para aquecer suas residências em dias mais frios do ano, dos indivíduos entrevistados com uma idade maior que quarenta anos, 78% apresentavam tosse, diminuição difusa do murmúrio vesicular, estertores crepitantes e distúrbio ventilatório, principalmente obstrutivo.
A prevalência de bronquite crônica também acontece em Lakdah, na Índia e no Paquistão, e estudos realizados apontam que sujeitos que são mais frequentemente expostos à fumaça de biomassa apresentam um quadro de obstrução ao fluxo aéreo. Tal fato se repete em outros estudos realizados em outras comunidades.
Apesar de a queima de biomassa apresentar um grande teor carcinogênico a queima de combustível para automóveis apresenta um teor ainda maior, todavia, através dessa afirmação é possível concluir que a queima da biomassa não é capaz de induzir à doenças mais severas como, por exemplo, carcinomas.
A USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos da América) realizou um experimento para analisar o efeito da fumaça gerada pela combustão da biomassa em um certo grupo de indivíduos, onde primeiramente o grupo foi exposto a um aerossol e após este, exposto à bactéria Streptococcus Zoopidemicus, que é responsável por causar uma infecção grave respiratória. O estudo consistia em dividir três grupos de ratos, onde um grupo era exposto à ar puro, outro grupo exposto à fumaça da queima de óleo da caldeira e outro grupo exposto à poluentes gerados a partir da queima de biomassa. Dentro do grupo exposto ao ar puro e a fumaça da caldeira a taxa de mortalidade alcançou cerca de 5%, e no grupo exposto à combustão da madeira a taxa de falecimento chegou à 26%. Um outro estudo foi realizado por uma universidade em Nova York, onde mais uma vez dois grupos de ratos foram sujeitos à exposição de uma outra bactéria, Staphylococcus aureus, onde um grupo de ratos foi submetido à exposição de queima de madeira de carvalho e o outro grupo foi submetido apenas à bactéria aqui já citada. Os resultados do teste mostraram que aqueles indivíduos que passaram pela fumaça de carvalho foram atingidos com mais facilidade pela bactéria Staphylococcus, já os ratos que se encontravam em um ambiente com ar puro sobreviveram por mais um tempo, o que mostrou aos pesquisadores que a fumaça produzida por biomassa em ambientes internos acaba prejudicando o muco ciliar e diminui as propriedades antibacterianas dos macrófagos pulmonares, que têm seu poder de fagocitose diminuído.
Queima de biomassa em ambientes abertos
Apesar do estudo sobre a poluição em ambientes fechados por decorrência da queima da biomassa ser pródigo em demonstrar os prejuízos causados à saúde, o mesmo não acontece com o estudo em ambientes abertos. A intensidade e gravidade dependem de fatores como as características dos poluentes, da população exposta, exposição individual, suscetibilidade do indivíduo exposto e fatores de confusão. Em ambientes abertos, a fumaça da combustão de biomassa gera efeitos indiretos sobre a saúde, como por exemplo a redução de fotossíntese, que por consequência tem grande impacto nas produções agrícolas; outro exemplo é o bloqueio dos raios ultravioletas A e B, provocando o aumento de micro-organismos patogênicos no ar e na água.
Em 1997, no sudeste asiático, houve um grande aumento na poluição atmosférica em decorrência aos incêndios florestais incontroláveis durante aproximadamente dois meses (julho e setembro), causados pelo fenômeno El Niño. Aproximadamente 1500 focos de incêndio provocaram a queima de 550 mil hectares de florestas e uma área total de queima de biomassa de 4,5 milhões de hectares. Tal evento provocou uma névoa que cobriu 3 milhões de hectares e um total de 300 milhões de pessoas foram afetadas, gerando um gasto de 4,5 bilhões de dólares com a saúde pública. Segundo a Secretaria Central de Estatística da Indonésia, entre setembro e outubro de 1997, um total de 1,8 milhões de casos, de oito províncias do país foram atendidos por asma, bronquite crônica, infecção respiratória aguda, entre outras patologias.
Outro caso, aconteceu na Califórnia, um grande incêndio elevou os níveis de partículas em suspensão e de material particulado a valores demasiadamente altos, o que causou um aumento na procura por atendimentos de pronto-socorro por asma, DPOC, laringite, sinusite e outras infecções respiratórias.
Os estudos também revelam que indivíduos portadores de patologias respiratórias crônicas são mais sensíveis aos danos da queima de biomassa, entretanto, indivíduos que não apresentam patologias previas também são afetados quando estão em alta exposição a queima de biomassa, como exemplo bombeiros que agem em incêndios florestais e sofrem de irritabilidade dos olhos, garganta e nariz, e diminuição dos parâmetros da função pulmonar.
Portanto, é possível supor que os efeitos podem ser observados na população em geral quando submetidos a exposições semelhantes os até menores.
Área Urbana
Atualmente, houve um aumento dos estudos sobre a poluição do ar pelo fato do grande aumento dos casos de doenças respiratórias causando uma mortalidade notável e preocupante. Visto isso, os pesquisadores procuram meios de identificar grandes fontes poluidoras que vai além da queima dos combustíveis fósseis nos grandes centros urbanos e expandindo para locais onde antes não eram estudos.
 Foram constatados que a queima de biomassa, em especial a palha da cana-de-açúcar, é uma das grandes vilãs da poluição atmosférica. Seu poder de poluição é grande, com um grande volume de CO liberado no ar, ela é capaz de contaminar uma grande região quando dispersada pelas correntes de ar. Tal problema é mais comum em áreas rurais, por mover a economia de cidades pequenas que se dedicam a prática da agricultura e também por muitas vezes ser usada para gerar energia doméstica, como a queima de madeira e carvão. Porém, quando o produto da combustão de biomassa é transportado para áreas urbanas pelas correntes de ar e associado a poluição já existente nesse meio, as consequências podem ser catastróficas.
 Existem vários estudos que comprovam que grandes cidades próximas a locais onde tem a prática de grandes queimadas possuem um maior número de ocorrências de doenças respiratórias. Até mesmo locais onde ocorre uma grande incidência de queimadas acidentais apresentam esse número. Isso mostra que além da população da área urbana, a população da área rural também corre um grande risco devido a poluição atmosférica e reforça ainda mais que é necessária uma ação conjunta para melhorar a qualidade do ar.
Queima da palha de cana-de-açúcar
O governo brasileiro implementou um programa chamado Proálcool com o objetivo de produzir um combustível alternativo, renovável, e não poluente. Onde este programa culminou com uma grande produção de veículos movidos a álcool. Sendo São Paulo o grande produtor de cana-de-açúcar com aproximadamente 65% do total da produção nacional, com isso houve uma melhora de qualidade do ar nos grandes centros urbanos. Porém, há um contraponto a cana-de-açúcar uma vez que, sua colheita é realizada após a queima dos canaviais, o que gera uma grande quantidade de elementos negros denominados “fuligem da cana”. Esse material particulado modifica as características do meio ambienta nas regiões onde a cana é cultivada e queimada, nessas regiões a populações fica exposta a grande quantidade de fuligem, por aproximadamente seis meses ao ano.
O laboratório de poluição atmosférica experimental (LPAE) do Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo foi pioneiro em nosso país na avaliação dos efeitos tóxicos dos poluentes emitidos pela queima de combustíveis fósseisnos grandes centros urbanos e seus efeitos sobre os seres humanos. Foi também o pioneiro na avaliação dos efeitos tóxicos da combustão do álcool, da mistura álcool/gasolina e na sua posterior comparação com os efeitos tóxicos da combustão da gasolina e da mistura chumbo/gasolina.
Pelo ponto de vista do médico, o problema reside no fato que muitos pacientes com doenças crônica do aparelho respiratório, principalmente bronquite crônica, enfisema, e asma ocorreram um agravamento o período no ano da queimada da cana. Além disso, a população sofre também com frequência, irritação, em vias aéreas superiores com ardor no nariz e na garganta.
Franco (109), em 1992, formulou algumas considerações a respeito da relação entre a queima da cana-de-açúcar e agravos à saúde:
1. Durante a época das queimadas dos canaviais há uma piora na qualidade do ar na região; 
2. A queimada dos canaviais não é o único fator de agravamento da qualidade do ar, mas em consequência da extensão da área plantada e da duração das queimadas, final de abril a início de novembro, as descargas de gases e de outros poluentes na atmosfera da região ganham um significado importante e não podem ser menosprezadas; 
3. A população de risco, que tem sua qualidade de vida e de saúde agravada em condições atmosféricas adversas, é bastante significativa;
4. a maioria das pessoas que compõem a população de risco demanda um número muito maior de consultas, atendimentos ambulatoriais, medicação e internações. Isso onera não só os serviços médicos, mas a economia das famílias.
Um estudo em Araraquara desenvolvido em 26 de maio e 31 de agosto de 1995 analisou o número de pacientes que necessitaram inalações em um dos principais hospitais da cidade. Encontrou-se uma associação positiva significante e dos dependentes entre o número de terapias inalatórias e o peso do sedimento. Um aumento de 10 mg no peso do sedimento esteve associado a um risco relativo de terapêutica inalatória de 1,09 (IC 95%: 1,01-1,18). Nos dias mais poluídos, o risco relativo de terapêutica inalatória foi de 1,20 (1,03-1,39). Esses resultados indicam que a queima das plantações da cana-de-açúcar pode causar efeitos deletérios à saúde da população exposta.
Outro estudo em Piracicaba havia condições propícias para o desenvolvimento de um trabalho visando avaliar as contribuições tanto da poluição gerada pela queima de biomassa como aquela derivada da queima de combustíveis fósseis sobre a saúde humana. Nesse estudo, os idosos, crianças e adolescentes sofrem mais problemas respiratórios com as partículas finas, assim relacionando com o tamanho da partícula. Quando se compararam os períodos de queima e de não queima da palha da cana-de-açúcar, o efeito foi 3,5 vezes maior no período da queima, o que mostra o impacto desta sobre a saúde da população na cidade de Piracicaba.
Conclusão
Com base nos estudos mostrados nesse relatório, é possível identificar que a poluição atmosférica é um problema que é enfrentado por grande parte da população e que todos podem ser prejudicados. A contaminação do ar pode ser proveniente de diferentes atividades que exercemos para manter as necessidades do mundo atual, como as práticas na agricultura, na indústria, na rotina da maioria da população.
 Dentre essas práticas a incineração de biomassa é a que mais está sendo alvo de estudos, acontece muitas vezes acidentalmente destruindo grandes áreas verdes e produzindo uma grande taxa de CO que vai para a atmosfera e, utilizando as correntes de ar, se espalham por grandes áreas causando grandes problemas. Além disso, na agricultura essa prática ainda é muito utilizada, principalmente pelos pequenos agricultores, causando ainda mais transtornos.
 Essas práticas somadas aos elementos climáticos, como temperatura, umidade e precipitação, podem ser muito prejudiciais à saúde, causando uma variedade de doenças respiratórias que levam a números cada vez mais altos de mortalidade da população. 
 Visto isso, é necessária a criação de mais leis para punir as pessoas que insistem em manter esse costume, fortalecer a fiscalização para que a lei seja cumprida, além de ter o máximo de controle quando há ocorrência de incêndios acidentais. A população também deve ser alertada com os perigos da poluição proveniente das queimadas, principalmente para crianças e idosos, para que assim a qualidade do ar volte a ser de qualidade preservando a saúde de toda a sociedade.
Referências
ARBEX, Marcos et al; Queima de biomassa e efeitos sobre a saúde;Jornal Brasileiro de Pneumologia 30(2) - Mar/Abr de 2004; Disponível em <http://jornaldepneumologia.com.br/pesquisar_autor.asp?id=986&autor=Paulo%20Hil%E1rio%20do%20Nascimento%20Saldiva>. Acesso em: 05 de março de 2018.
ALEIXO, Natacha; NETO, João; A combustão da biomassa e seus efeitos na saúde humana em áreas urbanas; Revista Brasileira de Climatologia; Disponível em <file:///home/lro/Downloads/hj%20(2).pdf>. Acesso em: 05 de março de 2018.