Toxicologia ocupacional 2014.2 (1)

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TOXICOLOGIA OCUPACIONAL
Monitorizações Ambiental e Biológica
Aline Schwarz
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas
Monitorização Ambiental e Biológica
Ambas são ferramentas empregadas na indústria para prevenir
prejuízos à saúde de trabalhadores que manipulam substâncias 
químicas ou que estão expostos a substâncias químicas no meio 
ocupacional.
Monitorização Ambiental + Monitorização Biológica
Toxicologia Ocupacional
Estudo dos efeitos nocivos decorrentes da interação de 
substâncias químicas provenientes do ambiente de trabalho.
!PARA PROMOVER EXPOSIÇÃO SEGURA!
Monitorização Ambiental x Monitorização Biológica
Mensura e controla a
concentração de agentes
químicos na atmosfera do
ambiente de trabalho.
Avaliam a exposição do 
trabalhador e os riscos à saúde.
Previnem intoxicações
Mensura a concentração de
agentes químicos e/ou seus
metabólitos nos tecidos,
secreções ou ar exalado.
Resultados baseados em 
referências pré-estabelecidas
Limites de 
tolerância
Índices 
biológicos
Monitorização Ambiental e Biológica
Avaliação 
Ambiental
É sempre realizada por amostragem
(10 amostras ao nível respiratório
do trabalhador com intervalo
mínimo de 20 min entre cada coleta)
em pontos estratégicos da indústria
e com uma frequência definida. Não
coincide necessariamente com a
monitorização biológica, mas está
com ela relacionada, sendo as duas
complementares.
Obrigatória nas indústrias! 
Se insere no controle industrial.
Monitorização Ambiental
Exposição a toxicante
capaz de promover efeito
deletério tópico ou
sistêmico no trabalhador =
Exposição ocupacional.
Avalia a toxicidade e o
risco da substância
química.
Toxicidade = capacidade inerente de uma
substância química promover efeito
nocivo ao interagir com o sítio alvo.
Risco = probabilidade de uma substância
química ser absorvida, atingir o sítio de
ação e produzir efeito nocivo.
Ar contaminado
Monitorização Ambiental
Toxicologia ocupacional
Avaliação Ambiental
É a mensuração da
exposição ocupacional
através da determinação da
concentração de um agente
químico no ar. É realizada
em um único período
definido e possui caráter
descritivo.
Monitorização Ambiental
Compreende uma série de
avaliações ambientais,
realizadas de forma
sistemática e repetitiva,
visando a introdução de
medidas de controle sempre
que necessário. É realizada
ao longo dos anos.
Avaliação Ambiental x Monitorização ambiental
Monitorização Ambiental
Histórico da indústria
Fatores que devem ser considerados no ambiente
ocupacional antes de uma avaliação ambiental
1) Funções exercidas pelos trabalhadores;
2) Área ou local de trabalho;
3) Número de trabalhadores possivelmente expostos;
4) Movimentação dos trabalhadores pelo(s) local(is) de trabalho;
5) Local das fontes de gases, vapores, poeiras, fumos, etc. 
6) Condições de ventilação, temperatura e pressão do ar;
7) Ritmo de produção;
8) Outros agentes químicos ou físicos que interfiram na exposição.
Monitorização Ambiental
Em seguida à cada avaliação, as concentrações de
agentes químicos obtidas devem ser comparados
com valores pré-estabelecidos: Limites de
exposição ocupacional.
Monitorização Ambiental
São padrões de segurança e objetos de lei. São chamados de
Limites de Tolerância (LT). Constam da Portaria 3.214 do
Ministério do Trabalho e Previdência de 08 de junho de 1978
(NR 15). Atualizações constam na NR 9 de 29 de dezembro de
1994, da mesma Portaria 3.214.
Ex: LT CO = 39 ppm ou 43 mg/m3 LT Pb++ = 0,1 mg/m3
Quantidade máxima de CO e Pb++ que podem estar no
ambiente ocupacional sem promover efeito nocivo à maioria
dos trabalhadores, mesmo se expostos por toda a vida.
 O LT são baseados nos TLV da ACGIH de 1977 (NR 15 de
08/06/1978), com uma redução a 78% de seus valores, portanto
bastante desatualizada. Poucas alterações foram feitas (NR 9 de
29/12/1994). Apresentam valores obsoletos e pouco usados na
prática.
Monitorização Ambiental - LTs
Quadro I (fração) do
Anexo 11 da NR-15 da
Portaria 3.214
Ag.químico ppm mg/m3
acetaldeído 78 140
acetonitrila 30 55
chumbo ---- 0,1
ciclohexano 235 820
NO 20 23
SO2 4 10
formaldeído 1,6 2,3
CO 39 43
tolueno
xileno
78
78
290
340
Monitorização Ambiental - LTs
TWA = 100 ppm
TWA = 0,05 mg/m3
TLV-C = 25 ppm
 São estipulados anualmente pela ACGIH (American
Conference of Governmental Industrial Hygienists) e são a
melhor alternativa.
 São padrões de segurança que se referem às concentrações de
substâncias químicas na atmosfera do ambiente ocupacional
abaixo das quais a maioria dos trabalhadores expostos, dia após
dia, não apresentem efeitos nocivos.
 Não há garantia absoluta: os mais sensíveis não estão protegidos. 
Refere-se a trabalhadores e não a idosos, crianças ou doentes; 
Refere-se à homens e mulheres; 
Refere-se à mulher grávida mas não ao feto, que não está protegido.
Threshold limit values (TLV) = Limites de Exposição Ocupacional
Monitorização Ambiental - TLVs
Os TLVs são estipulados, de acordo com o efeito e a toxicidade
das substâncias químicas, em três tipos:
LTs x TLVs ?????
escolher o MENOR.
 TLV-TWA (time weighted average - média ponderada pelo
tempo;
 TLV-STEL (Short term exposure limit – limite de exposição
de curto período);
 TLV-C (ceiling - teto)
Monitorização Ambiental - TLVs
Monitorização Ambiental TLV - TWA
TLV-TWA (time weighted average – média ponderada pelo
tempo): aplicado à substâncias que produzem efeito tóxico a
médio ou longo prazo (a maioria), podendo a exposição ser
ligeiramente acima do TLV por um curto período (TLV-
STEL). As concentrações e o tempo de duração de cada
concentração são anotados. Pondera-se as concentrações
pelo tempo.
Se o valor obtido > TWA, não aceitável (como o exemplo)
Se o valor obtido < TWA, aceitável (sem riscos)
Ex: Pb++ ar = 0,02 . 2h + 0,5 . 4h + 0,01 . 2h = 0,08 > 0,05 mg/m3
8h TLV-TWA Pb++ 
0,08
Monitorização Ambiental TLV - TWA
0,5
0,02
0,01
[ ] Pb++
mg/m3
2 6 8
h/dia
TWA 0,05
TLV-STEL (Short term exposure limit – limite de
exposição de curto período): referem-se a concentrações
que os trabalhadores podem estar expostos continuamente
por um curto período. É um complemento de TWA (não o
substitui) e não deve ser ultrapassado.
Monitorização Ambiental TLV - STEL
Existem substâncias com STEL definido e tabelado (STEL
benzeno = 2,5 ppm (TWA = 0,5 ppm). Porém grande número de
substâncias não possuem STEL definido, como o chumbo.
Para elas TLV-STEL = 3 x TLV-TWA
Ex: Pb++ TWA = 0,05 mg/m3
STEL = 0,15 mg/m3
no máximo por 15’ 
no máximo 4 vezes ao dia 
intervalo mínimo de 1 hora 
STEL
TWA
h/dia
Monitorização Ambiental TLV - STEL
TLV-C (Ceiling – teto): Estipulada para substâncias de
alta toxicidade ou risco, que produzam efeito a curto
prazo. Provocam irritações intoleráveis, narcoses ou
lesões irreversíveis. Esta concentração não pode ser
ultrapassada em momento algum da jornada de
trabalho.
Monitorização Ambiental TLV - C
TLV-C
h/dia
TLV-C acetaldeído = 25 ppm
TLV-C acroleína = 0,1 ppm
Monitorização Ambiental TLV - C
[acetaldeído] no cigarro = 3.200 ppm 
[acroleína] no cigarro = 150 ppm
 Nível de ação é o nível de concentração do agente
químico no ambiente no qual o trabalhador é
considerado exposto aos seus efeitos deletérios.
 Corresponde a 50% do limite de exposição
ocupacional– LT!!!!!!
Monitorização Ambiental-Nível de ação
Portaria 3.214 do Ministério do Trabalho.
Monitorização Ambiental - IE
 Índice de exposição (IE) é a razão entre a concentração do
agente químico isolado obtido de uma avaliação ambiental e o
seu respectivo limite de exposição ocupacional (LT) .
 Existem várias substâncias no ambiente ocupacional. É difícil
definir se a concentração de cada substância é excessiva ou não,
pois cada uma possui limite de exposição definido.
Limite éter etílico = 400 ppm 
Limite éter fenílico = 1 ppm
IE éter etílico = 180 / 400 = 0,45 (<0,5)
IE éter fenílico = 5 / 1 = 5 (>0,5)
[ ] éter etílico obtida = 180 ppm 
[ ] éter fenílico obtida = 5 ppm
Quando IE > 0,5 indica exposição acima do nível de ação e
portanto, exposição dos trabalhadores = INSALUBRIDADE
Quando IE > 1,0 indica exposição além do limite permitido!!!!
Monitorização Ambiental - IE
Frequência de realização da avaliação ambiental
Ambientes com valores abaixo do nível de ação:
bienalmente
Ambientes com valores entre o nível de ação e o limite de
exposição ocupacional: semestral ou anual
As frequências podem variar de acordo com a toxicidade das
substâncias e das condições de trabalho.
Recomenda-se reavaliação somente após
implantação de medidas de controle!!
Monitorização Ambiental
Exames periódicos onde se quantifica:
Monitorização Biológica
 Substância química inalterada: Hg na urina.
OU
 Produto de biotransformação: benzeno sofre biotransformação
e na urina é encontrado o metabólito ác. trans-trans-mucônico.
OU
Alteração bioquímica relacionada à exposição: atividade
diminuída das colinesterases no sangue diante de exposição a
organofosforados.
 É feita através de análises da urina, sangue ou ar exalado dos
trabalhadores.
 Deve-se conhecer o comportamento da substância química a
ser monitorada: como melhor ocorre a exposição, absorção,
distribuição, biotransformação e excreção = TOXICOCINÉTICA;
 Deve-se conhecer o mecanismo de ação ou efeito crítico desta
substância = TOXICODINÂMICA;
 Deve-se conhecer o órgão crítico;
 Deve-se conhecer a concentração crítica.
Monitorização Biológica
 O conhecimento do mecanismo de ação do xenobiótico e o
efeito tóxico que promove é muito importante para a
monitorização biológica.
Mecanismo tóxico
conhecido
Permite conhecer os
efeitos.
Permite estimar a
probabilidade da
substância química
ser responsável por
um efeito nocivo ou
não.
Monitorização Biológica
Permite adotar um bioindicador!
Que possibilita a 
monitorização biológica
Exemplo: Pb++ apresenta toxicocinética e toxicodinâmica
bastante conhecidos
Monitorização Biológica
Δ-ALA desidratase
bioindicador Pb++
Pb++
protoporfirina heme
sítio crítico
maior [ ] porfirias; 
menor [ ] heme (anemia); 
maior [ ] do ác. Δ ALAU
bioindicador Pb++
Vantagens
1) Avalia a exposição global do trabalhador ao agente
químico (pode não ser só do trabalho);
2) Considera todas as vias de absorção dos agentes químicos;
3) O indivíduo (seu corpo) é o próprio monitor de sua exposição;
4) Avalia de forma mais completa os riscos da exposição;
5) Protege o trabalhador de efeitos nocivos por afastá-lo do local 
de exposição ao detectar contato prévio com o agente químico;
6) Mais adequada para o controle de indivíduos expostos à
agentes químicos de longa vida biológica.
Monitorização Biológica
Desvantagens
1) número limitado de indicadores disponíveis;
2) Interferência na biotransformação por outro xenobiótico
presente no mesmo ambiente ocupacional;
3) Não é possível fazer monitorização de substâncias de efeito
local (tópico) pois não ocorre absorção destas substâncias pelo
organismo.
Monitorização Biológica
 Bioindicador, biomarcador ou indicador biológico é um
parâmetro empregado que indica a ocorrência de um evento em um
sistema ou uma amostra biológica.
 Bioindicadores de exposição ou de dose interna;
 Bioindicadores de efeito;
 Bioindicadores de susceptibilidade.
Monitorização Biológica - Bioindicadores
Avaliam a intensidade da exposição ambiental
 São a relação direta entre a substância química e o
bioindicador no material biológico.
Bioindicadores de exposição ou de dose interna
 Bioindicador de dose usual
 Bioindicador de exposição acumulativa
 Bioindicador de acúmulo
 Bioindicador de dose interna “real” 
Bioindicadores de dose interna
Bioindicador de dose usual
Cádmio no sangue que se correlaciona 
com o cádmio no ambiente
[C
d
] 
sa
n
g
u
e
[Cd] ar
[t
ri
cl
o
ro
et
an
o
l]
 
sa
n
g
u
e
[tricloroetileno] ar
Bioindicadores de dose interna
Biondicadores de exposição acumulativa
[C
d
] 
u
ri
n
ár
io
[Cd] ar
[á
c.
 t
ri
cl
o
ro
ac
ét
ic
o
] 
u
ri
n
ár
io
[tricloroetileno] ar
Bioindicadores de dose interna
Bioindicadores de acúmulo
[a
g
en
te
 q
u
ím
ic
o
] 
te
ci
d
u
al
[agente químico] ar
Expressam o progressivo acúmulo de:
 substâncias químicas como metais (Pb, Hg, As) na forma de
metalotioneínas hepática e renal;
 substâncias químicas lipofílicas no tecido adiposo como
organofosforados e PCBs.
Bioindicadores de dose interna
Bioindicadores de dose interna “real”
 Permitem avaliar a concentração da substância química
metabolicamente ativa.
[P
b
] 
li
v
re
 n
o
 
sa
n
g
u
e
[Pb] ar
Bioindicadores de dose interna
A monitorização dos efeitos é avaliada através de alterações
biológicas precoces e reversíveis que se desenvolvem no órgão
crítico.
 Bioindicadores de efeito sub-crítico e crítico
 Bioindicadores de efeito pré-clínico
Bioindicadores de efeito
Bioindicadores de efeito
Bioindicadores de efeito sub-crítico e crítico
 O termo crítico entende-se como uma alteração precoce que se
manifesta ao longo do órgão-alvo.
Bioindicadores de efeito
hemeprotoporfirina
Pb++
Indicador de efeito 
sub-crítico
Δ-ALA 
desidratase
Δ-ALAU
Indicador de 
efeito crítico
anemia
X
Bioindicador de efeito pré-clínico
 Permitem identificar alterações no órgão-alvo que ainda são
reversíveis e que ocorrem antes do aparecimento da
sintomatologia clínica.
Algumas proteínas (microglobulinas) de baixo peso
molecular.
Ex: a β2-microglobulina e a proteína de ligação ao retinol
(RBP), presentes na urina indicam exposição e depósito de
cádmio nos rins.
Bioindicadores de efeito
 Expressam condições adquiridas ou congênitas, individuais,
diante da capacidade de reação do organismo aos efeitos de
substâncias químicas tóxicas. São poucos os conhecidos, porém
é um bom e novo campo de pesquisa.
Exemplo:
Capacidade do organismo de acetilar moléculas, como aminas
aromáticas. Pessoas de acetilação lenta terão maior
predisposição genética de desenvolverem câncer de bexiga do
que pessoas de acetilação rápida.
Bioindicadores de susceptibilidade
Bioindicadores de susceptibilidade
Limites biológicos de exposição
 Representam a concentração limite da substância química no
sangue, urina ou ar exalado que não prejudica a saúde da
maioria dos trabalhadores.
A ACGIH tem proposto limites biológicos (BEI) para várias
substâncias.
LIMITE BIOLÓGICO = quantidade máxima do agente
químico no fluido biológico, abaixo do qual a maioria da
população avaliada não apresente efeito nocivo. É um padrão
de segurança.
Limites biológicos de exposição
 No Brasil, estes limites biológicos são chamados de IBMP =
índice biológico máximo permitido;
 São objetos de lei no Brasil, assim comoos LTs do ar nas
indústrias.
Limites biológicos de exposição - IBMP
NR-7 da Portaria 3.214 do Ministério do Trabalho (1978).
Atualizações: Portaria nº 24 de 1994 e Portaria nº 8 de 1996.
A monitorização biológica deve ser complementada à
monitorização ambiental, pois na maioria das vezes o trabalhador
já se mostra contaminado com o agente químico antes mesmo de
entrar no ambiente de trabalho, seja por contaminação em
trabalho anterior seja no ambiente em que vive.
 O trabalhador gosta que a monitorização ambiental seja
realizada para saber se o ambiente está seguro ou não.
A indústria gosta de realizar a monitorização biológica para
saber se o trabalhador não está sendo contaminado fora do
ambiente de trabalho.
Trabalhador fumante terá 4 x mais CO no sangue do que o
trabalhador não fumante.
Monitorização Biológica
Bioindicadores mais comumente monitorados
Não específico de exposição no ambiente de trabalho; varia muito de acordo com a qualidade do
ar da região em que vive (capital x interior) e de hábito de fumar.
Monitorização Biológica
Monóxido de carbono (CO)
sangue
COHb
VR<1% 
IBMP=3,5% 
(não fumante)
CO
VR<0,15 µg/dL
IBMP=7 µg/dL 
(não fumante)
Queima incompleta de 
material carbonado
Monitorização Biológica
Benzeno
indústria petroquímica;
carvão mineral
urina
ácido trans-trans-mucônico
fenol (elevada exposição)
ar exalado benzeno
VR = 0,5 mg/g creat 
IBMP = 1,4 mg/g creat
VR<20 mg/g creat 
IBMP = 45 mg/g creat
Tolueno
urina
ácido hipúrico
bioindicador não específico; 
VR < 1,5 mg/g creatinina; 
IBMP = 2,5 mg/g creatinina
derivado do benzeno
(metilação)
Monitorização Biológica
Xileno
derivado do benzeno
(dimetilbenzeno)
urina
ácido metil-hipúrico
bioindicador específico; 
VR -----
IBMP=1,5 g/g creatinina
Monitorização Biológica
Anilina e nitrobenzeno
Bioindicador de efeito 
(não específico)
sangue
metemoglobina
VR < 2% 
IBMP = 5%
[ ] MetHb
[ ] anilina ou 
nitrobenzeno
Monitorização Biológica
Bioindicadores de dose interna
anilina nitrobenzeno
urina urina
P-amino fenol P-nitro fenol
VR < 2 mg/g creatinina 
IBMP = 50 mg/g creatinina
VR < 2 mg/g creatinina 
IBMP = 50 mg/g creatinina
Monitorização Biológica
Monitorização Biológica
Cianeto 
urina
SCN-
VR < 2,5 mg/g creatinina; 
IBMP = 6 mg/g creatinina
SCN- urinário
[ ] CN- ambiente
Chumbo
sangue
Chumbo
VR < 40 µg/100mL 
IBMP = 60 µg/100mL
Bioindicador de 
exposição (dose interna)
urina
Bioindicadores de efeito
ácido δ-ALAU
urina
Porfirina (ZnPP)
Monitorização Biológica
VR < 4,5 mg/g creat 
IBMP = 10 mg/g creat
VR < 40 µg/g creat 
IBMP = 100 µg/g creat
Arsênico
Bioindicador 
de exposição
Arsênico
urina
Não específico:
alimentos
Monitorização Biológica
VR < 10ug/g creat
IBMP = 50 ug/g creat
mercúrio metálico metil mercúrio
Bioindicadores de exposição
urina urina
VR < 5 μg/g creat
IBMP = 35 μg/g creat
VR < 1μg/g creat
IBMP = 10 μg/g creat
Mercúrio
Monitorização Biológica
Obrigada!
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas