#Toxicologia Ambiental Ecotoxicologia

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Universidade de São Paulo
Instituto de Química de São Carlos
SQM 0438 - Poluentes Químicos e 
Ecotoxicologia
Toxicologia Ambiental / Ecotoxicologia
Profa. Dra. Janete Harumi Yariwake
• impacto de poluentes químicos ambientais em seres 
vivos (ênfase a não-humanos)
• estudo do transporte, destino e interações das 
substâncias tóxicas no ambiente
�Ecotoxicologia: sub-área da Toxicologia Ambiental
Toxicologia Ambiental
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Extraído de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
Ecotoxicologia: sub-área da Toxicologia, dedicada ao estudo do 
impacto de substâncias tóxicas (substâncias químicas de origem 
antropogênica) no ambiente, em populações dentro de 
ecossistemas.
� Interdisciplinaridade da Ecotoxicologia
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: uma sub-área da Toxicologia, dedicada ao 
estudo do impacto de substâncias tóxicas (substâncias 
químicas de origem antropogênica) no ambiente, em 
populações dentro de ecossistemas.
� Interdisciplinaridade da Ecotoxicologia
Extraído de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Extraído de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
em um 
indivíduo
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Extraído de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
em um 
indivíduo
Frequentemente 
resultam dos 
efeitos crônicos 
da exposição a 
vários AT 
Exemplos
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: efeitos de AT ambientais
� Como transpor dados toxicológicos convencionais para 
problemas ambientais ?
Ecotoxicologia: fundamentada nos princípios da toxicologia 
convencional (efeitos individuais), mas enfatizando :
� populações
� comunidades
� ecossistemas
Ecotoxicologia: efeitos de AT ambientais
curva dose/resposta 
(obtida com base nos dados 
de determinação de DL50) 
Dados obtidos em laboratório 
(sistemas fechados/controlados), 
válidos para organismos individuais.
Ex.: peixes, ratos, camundongos.
Princípios da Toxicologia: Definições
DL50 = dosagem de uma substância necessária para 
causar a morte de 50% dos animais tratados 
(DL50: expresso em mg/Kg peso corporal)
tratamento 
estatístico 
(% resposta 
em 
probitos)
curva 
dose/resposta
Princípios da Toxicologia: Definições
Ecotoxicologia: efeitos de AT ambientais
curva dose/resposta 
(obtida com base nos dados 
de determinação de DL50) 
Dados obtidos em laboratório 
(sistemas fechados/controlados), 
válidos para organismos individuais.
Ex.: peixes, ratos, camundongos.
??? Problema: como correlacionar destes 
dados c/ problemas reais ?!?!
Ex.: problemas ambientais
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 1: um AT orgânico em ambiente aquático
Como avaliar o risco deste AT para os seres vivos ?
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Princípios da Toxicologia: Definições
SEGURANÇA: probabilidade de uma substância não 
produzir efeito nocivo sob determinadas condições 
previamente estabelecidas (dose, concentração, tempo de 
exposição, etc. etc.).
RISCO: probabilidade de uma substância produzir efeito 
nocivo. 
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 1: um AT orgânico em ambiente aquático
Como avaliar o risco deste AT para os seres vivos ?
� Sobre o AT: é necessário considerar
� a solubilidade (Ko/w)
� a forma (ionizada x não ionizada)
� a concentração (nos sedimentos / na água) 
AT fase aquosa AT sedimentos 
AT menos
disponível para 
os seres vivos
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Substâncias cloradas: 
geralmente observa-se
• bioacumulação
• persistência ambiental
• biomagnificação
(= aumento da concentração 
ao longo da cadeia 
alimentar)
vide tb. aula
“Poluentes clorados”
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Bioconcentração Bioacumulação Biomagnificação
[AT] no organismo é maior do 
que no ambiente no entorno.
(termo mais geral)
o [AT] se concentra no 
organismo, considerando a 
exposição ao AT por todas as 
vias/rotas
Aumento da [AT] ao longo da 
cadeia alimentar.
Adaptado de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
ppm, ppb, ppt: não são unidades oficiais de representação de concentração de 
soluções (IUPAC, SI)
Ex.: 1 ppt (parte por trilhão) = 1 parte de soluto / 1012 partes de solução
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 1.: um AT orgânico em ambiente aquático.
Como avaliar o risco deste AT para os seres vivos ?
� o biota aquático pode ser usado como indicador de 
ecotoxicidade.
(ou seja: as algas, microinvertebrados, peixes, etc podem 
dar informações sobre a qualidade da água e auxiliar no 
monitoramento da ecotoxicidade de um AT).
� espécies de ciclo de vida curta e/ou de capacidade reprodutiva: 
“alerta” sobre efeitos a curto/médio prazo de AT
� espécies de ciclo de vida longa: indicadores de riscos sobre efeitos 
a médio/longo prazo. Ex.: bioacumulação
Revista Época (2011)
http://colunas.revistaepoca.globo.com/bombounaweb/2011/10/27/peixe-de-tres-olhos-dos-simpsons-e-encontrado-
na-argentina/ Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 1: um AT orgânico em ambiente aquático
Como avaliar o risco deste AT para os seres vivos ?
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
IBAMA: “Potencial de Periculosidade Ambiental“ (PPA)
Avaliação de diversos aspectos do AT:
• características fisico-químicas
• “comportamento ambiental” (degradação, 
mobilidade, sorção, etc.)
• toxicidade em organismos-modelo
• genotoxicidade, carcinogenicidade, embriotoxicidade
(organismos superiores)
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 1: um AT orgânico em ambiente aquático
Como avaliar o risco deste AT para os seres vivos ?
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
“Potencial de Periculosidade Ambiental“ (PPA - IBAMA)
• toxicidade em organismos-modelo
• genotoxicidade, carcinogenicidade, embriotoxicidade
(organismos superiores)
Por questões práticas e éticas, os testes são feitos em um número limitado de 
espécies (porém, a extrapolação de dados entre espécies é difícil).
Ex.: Daphnia magna (crustáceo do zooplancton) – modelo para avaliação de 
toxicidade aquática
Eisenia fetida e Lumbricus terrestris (minhocas terrestres) – modelos para 
estudos de AT no solo
Ecotoxicologia:
avaliação dos riscos ecológicos
Risco de um AT para seres vivos em um ecossistema 
Para avaliação do risco de um AT, é necessário :
� dados toxicológicos
� conhecimento sobre o destino ambiental do AT
� individual
� população
Conclusão: p/avaliar o risco de um AT em um ecossistema , os 
modelos toxicológicos tradicionais (seres humanos) não são 
suficientes
Critérios EPA – USA 
Efeitos ao nível individual ou de uma população.
1][
50
>
DL
AT ambiental indicador de risco 
significativo
Ex.: carbofuran (pesticida) – na forma granulada, pode ser 
ingerido por pássaros, causando gde. mortalidade
1][
50
>
DL
AT ambiental
Ecotoxicologia:
avaliação dos riscos ecológicos
Ecotoxicologia: alguns exemplos
Exemplo 2: ciclo dos metais pesados no ambiente
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: DINÂMICA DOS ATs NO AMBIENTE
para um AT qualquer de origem antropogênica:
� primeiro destino:
• ar (atmosfera)
• solo (litosfera)
• água (hidrosfera)
� posteriormente: pode ocorrer o transporte
do AT
• ar / água
• solo /água
• solo / ar
� entrada do AT na biosfera
(lembrete: é necessario haver absorção do AT) 
Poluentes Inorgânicos – Mercúrio
Metilmercúrio
� ~ 80% da forma encontrada em peixes
� < pH aquático: favorece a formação de 
metilmercúrio
� absorção pela água (brânquias) e dieta
� > quantidade em peixes marinhos 
carnívoros e de vida + longa (atum, 
tubarão, peixe-espada, etc.)
� fixação em grupos –SH proteicos 
(distribuição em todo o peixe)
vide tb. aula
“Metais”Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
AT qualquer, origem antropogênica (Continuação)
� Outra possibilidade: os seres vivos apresentam suficiente 
mobilidade entre regiões c/ diferentes [AT] (microambientes)
∑
=
=
J
j
ijji tcE
1
.
Ei = exposição média
cj = [AT] no microambiente j
tij = tempo de permanência do 
animal i no microambiente j
J = no total de microambientes 
ocupados pelo animal i
Ecotoxicologia: DINÂMICA DOS ATs NO AMBIENTE
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Lembrete: residências, 
escritórios, etc. também são 
microambientes !!!
poluição indoor 
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: poluição do ar (Indoor)
em um ambiente fechado, a 
exposição aos VOCs pode 
estar relacionada à 
proximidade da fonte 
emissora
� a concentração indoor de 
VOCs pode ser maior do que 
no ambiente externo
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Ecotoxicologia: poluição do ar (Indoor)
Poluição indoor : alguns AT 
específicos
• Síndrome do edifício doente
VOCs (ar condicionado, 
carpetes, produtos de limpeza)
☺ tb: “Síndrome do carro 
novo” (VOCs - plásticos)
• Tabagismo ativo e passivo:
PAHs
figura de Brickus e Aquino-Neto Química Nova 22 (1), Janeiro 1999.
IQ/UFRJ: pesquisa em poluição ‘indoor’
Biodisponibilidade dos ATs em compartimentos ambientais
(Continuação)
� Sobre o ambiente: é necessário considerar
� características físico-químicas dos sedimentos (pH, presença 
de outras substâncias, etc.)
� características físico-químicas da água (pH, força iônica, etc.)
� presença / comportamento de microorganismos
� transformações bióticas do AT
� transformações abióticas do AT
Ecotoxicologia:
avaliação dos riscos ecológicos
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Biodisponibilidade dos ATs em compartimentos ambientais 
(continuação)
Ex.: mercúrio em ambiente aquático -Como avaliar o risco para 
os seres vivos ?
� Sobre o AT (mercúrio): é necessário considerar
� a forma (organometálico / inorgânico / oxidação)
� a concentração (nos sedimentos / na água) 
Biodisponibilidade 
• disponibilidade de um AT (p.ex. presente em uma matriz ambiental) p/ 
atuar em um sistema biológico
Biodisponibilidade < 100% da [AT] amostra
Ecotoxicologia:
avaliação dos riscos ecológicos
Ecotoxicologia: avaliação dos riscos ecológicos
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Extraído de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia 
4ª Ed. (2014).
Biodisponibilidade dos ATs em compartimentos ambientais
(Continuação)
� Conclusão: é necessário considerar características
� do AT
� do ambiente
� da exposição do organismo ao AT
� problema: em vários casos a determinação do AT 
propriamente dito em uma matriz biológica ou ambiental 
pode ser difícil / trabalhosa
uso de biomarcadores
Ecotoxicologia:
avaliação dos riscos ecológicos
Ecotoxicologia: Biomarcadores
Definição: são um ou mais metabólitos de um AT, ou produtos 
da interação do AT com uma molécula ou célula-alvo.
� biomarcadores de exposição: informações sobre a dose 
do AT recebido pelo indivíduo
Ex.: sangue - adutos DNA/substâncias carcinogênicas 
� biomarcadores de efeitos: informação quantitativas sobre 
danos (estabelecidos ou potenciais) à saúde
Ex.: enzimas hepáticas – biomarcadores de exposição a pesticidas 
clorados (DDT, DDE, DDD)
Biomarcador Organismo Poluente
inibição da AChE peixes, moluscos, 
crustáceos
pesticidas organofosforados
e carbamatos
indução de metalotioninas peixes metais (Zn, Cu, Cd, Hg, 
etc.)
indução da EROD ou 
CYP-450 1 A
peixes PAHs, alguns PCBs, 
dioxinas
indução da vitelogenina peixes jovens machos disruptores endócrinos
adutos de DNA peixes, moluscos PAHs, triazinas
adaptado de S. Oga et al., Fundamentos de Toxicologia – 4ª Ed. (2014).
AChE: acetilcolinesterase
EROD: etoxiresorufina O-desetilase
CYP-450 1 A: citocromo P450 – mono oxigenases
representação esquemática de um óvulo
http://www.nutes.ufrj.br/abrapec/iiienpec/Atas%20em%20html/o92.htm
imagem de um óvulo
humano (MEV)
vitelo (reserva de nutrientes) 
óvulo � ovo
Ecotoxicologia: aplicação a estudos ambientais
A maioria dos estudos ecotoxicológicos são complexos, pois:
• envolvem fatores peculiares a cada ecossistema (ex.: fatores 
ambientais, características fisico-químicas, etc);
• há grande variação (diversidade) entre as espécies vivas 
exposta aos agentes tóxicos (AT);
• frequentemente há a presença de outros AT e/ou de seus 
metabólitos e produtos de degradação.
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Consequência: há algumas generalizações ou extrapolações, mas não se pode 
esquecer que a rigor “cada caso é um caso” em Ecotoxicologia.
Ecotoxicologia: aplicação a estudos ambientais
Toxicologia: ramo das ciências da área da Saúde
“Estudos de caso” : ferramenta frequentemente usada para 
estudos e pesquisa na área da Saúde.
• origem: Medicina e Psicologia; consistia na análise detalhada
de um “caso” ( = um paciente) , explicando a dinâmica e patologia 
de uma doença ou problema (= sintomas, evolução, tratamento, etc.)
• pode ser usada como ferramenta de estudos qualitativos, 
sobretudo nas Ciências Humanas e Sociais 
• pode ser usado como metodologia didática,
em diversas áreas do conhecimento.
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Estudo de Casos no Ensino de Química
L. P. Sá e Salete L. Queiroz (2011)
Ecotoxicologia: aplicação a estudos ambientais
Toxicologia: ramo das ciências da área da Saúde
“Estudos de caso” : ferramenta frequentemente usada para estudos e pesquisa na área 
da Saúde.
• origem: Medicina e Psicologia; consistia na análise detalhada de um “caso”, explicando a 
dinâmica e patologia de uma doença ou problema (= sintomas, evolução, tratamento, etc.)
• um exemplo de “estudo de caso” em Toxicologia Ambiental: contaminação por mercúrio em 
Minamata (Japão). 
Ver aula - Metais
Poluentes Químicos e Ecotoxicologia
Profa. Janete Yariwake
Universidade de São Paulo
Instituto de Química de São Carlos
SQM 0438 - Poluentes Químicos e 
Ecotoxicologia
Poluentes clorados
Profa. Dra. Janete Harumi Yariwake
Pesticidas
inseticidas, herbicidas, fungicidas, larvicidas, etc.
(termo + abrangente: biocidas)
Pesticidas naturais
• substâncias produzidas por algumas espécies 
vegetais, com função de defesa (fungos, insetos)
Ex: nicotina, rotenona, ecdisonas, piretrinas
• Vantagem ambiental: facilmente destruídos 
(biodegradação, processos fotoquímicos, etc.)
Poluentes Orgânicos - Pesticidas
Pesticidas sintéticos
• grande utilização agropecuária 
• grande potencial de risco ambiental e saúde humana
(maior toxicidade; não biodegradáveis; acumulação 
em sistemas vivos e ambientais, etc.)
Exemplos:
�organoclorados (+ perigosos ou proibidos)
organofosforados, carbamatos
triazinas etc.
Poluentes Orgânicos - Pesticidas
Pesticidas sintéticos- Exemplos:
�organoclorados (+ perigosos; vários proibidos)
‼ organofosforados, carbamatos, triazinas, piretróides, 
etc.
Poluentes Orgânicos - Pesticidas
Dados científicos mais recentes indicam a
necessidade da proibição do uso de vários
pesticidas destas classes, antes consideradas
“seguras”.
Lista de PoluentesOrgânicos 
Persistentes (POPs) - ONU
PCBs (bifenilas 
policloradas)
Ciclodienos
aldrin
dioxinas dieldrin
furanos endrin
DDT clordano
toxafeno mirex
HCB 
(hexaclorobenzeno)
heptaclor
http://www.organicsnet.com.br/2011/12/jornal-nacional-uso-exagerado-
de-agrotoxicos/ (video) 
http://www.saudecuriosa.com.br/o-brasil-consome-14-agrotoxicos-
proibidos-no-mundo-saiba-o-porque-disso/
• Introdução comercial: séc. XX, anos 40 – 50
1939: Paul Müller (Prêmio Nobel Medicina) - DDT
• Processos industriais simples / custo baixo 
cloração de HC derivados do petróleo
• Substâncias estáveis – facilidade de transporte, 
comercialização, manuseio
• Grande utilização comercial (agrícola) após a 2a Guerra
Atualmente: DDT e vários outros OCs - uso proibido ou restrito 
em países com legislação ambiental + rigorosa
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
DDT (diclorodifeniltricloroetano)
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
p, p’- DDT
(Obs.: existem 
vários isômeros)
Principais características físicas e químicas
• baixa solubilidade em água / alta solubilidade em 
hidrocarbonetos e solventes pouco polares
– coeficiente de partição Kow
• relativa estabilidade química (oxidação, reações 
fotoquímicas), em comparação com outros pesticidas
• estabilidade da ligação C-Cl
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
Ligação E (kJ/mol)
C – Cl 330
C – C 345 - 355
C = C 610 - 630
Coeficiente de partição Kow
wA
oAKow ][
][
=octanol
Kow: parâmetro muito utilizado para 
avaliação da bioacumulação de 
pesticidas
> Kow , > acumulação em materiais 
orgânicos (solos, tecidos e 
alimentos gordurosos)
água
Aspectos biológicos e toxicológicos
• DDT: interferência na condução de impulsos (células 
nervosas), afetando a permeabilidade da membrana a 
íons K+ e no transporte ativo de Na+
• grande toxicidade aguda e crônica 
– DDT: DL50 ~110 mg/kg (ratos, via oral)
– forte correlação c/doenças graves, inclusive câncer
– problema: lenta eliminação dos OC’s do 
organismo (acúmulo em tecidos adiposos)
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
Substâncias cloradas: 
geralmente observa-se
• bioacumulação
• persistência ambiental
• biomagnificação 
(= aumento da 
concentração ao longo 
da cadeia alimentar)
Pesticidas organoclorados (OC): 
Aspectos ecotoxicológicos
Algumas rotas de biotransformação
Pesticidas organoclorados (OC)
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
ClCl
Cl Cl
desalogenação
enzimática
epoxidação
DDT
Aldrin Dieldrin
DDE
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
DDT
(inseticida)
ClCl
Cl Cl
DDE
(não-inseticida)
afeta sistemas enzimáticos 
transportadores de Ca2+
(ovos – aves)
metabolismo (enzimático)
ou químico (meio OH- )
Poluentes Orgânicos 
PCBs, furanos e dioxinas
PCBs (bifenilas policloradas)
C12H10-n Cln
(n = 1 a 10)
ClCl
Usos: isolantes elétricos, plastificantes, solventes 
• baixa solubilidade em água / alta solubilidade em 
materiais hidrofóbicos
• persistentes / bioacumulação / biomagnificação
Poluentes Orgânicos 
PCBs, furanos e dioxinas
furanos
ClCl O
PCB
O2
• furanos: contaminantes (sub-produtos) de PCBs comerciais 
• principal fonte de furanos e dioxinas: indústrias de papel e 
polpa de celulose (reação do Cl2 usado para branqueamento da 
polpa c/ produtos de oxidação da lignina)
� alternativas para branqueamento: ClO2, O3, H2O2 
p-dioxina
Poluentes Orgânicos: dioxinas
2,3,7,8- tetraclorodibenzo-p-dioxina
(“dioxina”; TCDD)
O
O
O
O
Cl
ClCl
Cl
policloro-dibenzoparadioxinas (PCDDs)
até 8 átomos de Cl
total: 75 isômeros
• subprodutos industriais da síntese de clorofenóis
• combustão incompleta de substâncias aromáticas cloradas 
Exs: incineradores industriais; queima de plásticos (lixo -
PVC !!!)
Valores aproximados de DL50 de algumas 
substâncias
DL50 (ratos, via oral, 
mg/Kg peso corporal)
etanol 10.000
morfina (sulfato) 900
estriquinina (sulfato) 2
nicotina 1
dioxina 0,001
toxina botulínica 0,00001
• PVC (cloreto de polivinila) 
incineração
(lixo, incineradores)
O
O
Cl
ClCl
Cl
2,3,7,8- tetraclorodibenzo-p-dioxina
(“dioxina”; TCDD)
Cubatão, SP
incinerador de resíduos 
químicos
�geração de POPs clorados
�volatilização de metais 
pesados
mechanistic view of the formation of PCDD
http://www.environment.gov.au/resource/incineration-and-dioxins-review-formation-processes
(pdf disponível para ‘download’)
dioxina
possible homogenous pathways for PCDD/F formation
http://www.environment.gov.au/resource/incineration-and-dioxins-review-formation-processes
(pdf disponível para ‘download’)
furano
Poluentes Orgânicos: dioxinas
Itália 2008 (Campania)
Contaminação da mozzarella di 
bufala por dioxinas
(limite EU: 3 pg/g leite)
Origem provável
� plásticos (PVC): contaminação 
do lençol freático pelos “lixões” da 
região de Napolis 
(Crise do lixo 2007-2008: a região de Napolis 
não consegue coletar, aterrar ou incinerar 
todo o lixo urbano e industrial)
CG/EM: Análise de poluentes
modo scan
espectro ‘global’: 
informações estruturais
modo SIM 
(Single Ion Monitoring)
� sensibilidade 
� seletividade
Critérios p/ seleção de íons 
(SIM - análise quantitativa)
- abundância relativa 
- relevância estrutural
Poluentes Orgânicos: dioxina
slides Prof. Marcos Lanza
Synonyms: 
1.Dibenzo-p-dioxin, 2,3,7,8-tetrachloro-
2.Dioxin (herbicide contaminant)
3.TCDBD
4.TCDD
5.2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-1,4-Dioxin
6.Dibenzo[b,e][1,4]dioxin, 2,3,7,8-tetrachloro-
7.2,3,7,8-Czterochlorodwubenzo-p-dwuoksyny
8.Dioksyny
9.Dioxine
10.Dioxin
11.NCI-C03714
12.2,3,7,8-Tcdd
13.2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo(b,e)(1,4)dioxan
14.2,3,6,7-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin
15.Tetradioxin
16.Tetrachlorodibenzodioxin
17.2,3,7,8-Tetrachlorooxanthrene # Prof. Marcos Lanza – IQSC/USP
Synonyms: 
1.[1,1'-Biphenyl]-2,2'-diyl oxide
2.Dibenzo[b,d]furan
3.Diphenylene oxide
4.2,2'-Biphenylene oxide
5.2,2'-Biphenylylene oxide
Prof. Marcos Lanza – IQSC/USP
Prof. Marcos Lanza – IQSC/USP
VOCs (Compostos Orgânicos Voláteis)
Origem: estofados, plásticos, tintas, ar condicionado, 
carpetes, produtos de limpeza (água, a seco), sprays 
(cosméticos, produtos domissanitários) etc.
Exemplos de VOCs
formaldeído – espumas (colchões, estofados)
• cloretos de alquila: solventes (limpeza a seco de 
tecidos, estofamentos, tapetes, etc.)
vide slides poluição indoor 
e outdoor
Universidade de São Paulo
Instituto de Química de São Carlos
SQM 0438 - Poluentes Químicos e 
Ecotoxicologia
3 – Hidrocarbonetos polinucleares
aromáticos (PAHs)
Profa. Dra. Janete Harumi Yariwake
Toxicologia Descritiva: algumas definições
EFEITOS TERATOGÊNICOS
efeitos induzidos por um agente tóxico durante a fase de 
formação fetal 
Principais manifestações: má formação congênita
(terato = monstro)
Exemplos de substâncias químicas c/efeito teratogênico:
• benzeno, clorofórmio, DMSO, etanol, tolueno
• Cd, Pb, Hg
• alguns pesticidas; PCBs; HCB
• talidomida; barbituratos; alguns antibióticos; etc etc etc.
Toxicologia Descritiva: algumas definições
EFEITOS MUTAGÊNICOS
• capacidade de um agente tóxico causar mudanças no 
material genético celular (DNA)
• podem estar correlacionados à carcinogênese química
Exemplos de substâncias químicas c/efeito mutagênico e 
carcinogênico:
• hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAHs)
• aflatoxinas
• nitrosaminas etc etc etc.
Toxicologia Descritiva: algumas definições
EFEITOS TERATOGÊNICOS
má formação congênita
(fase fetal)
EFEITOS MUTAGÊNICOS
mudanças no DNA; 
carcinogênese químicaEfeitos teratogênicos na 
cultura “pop”
Grego: teratogênesis
τερατο = monstro
γενοσ = origem
Efeitos mutagênicos na 
cultura “pop”
Latim: 
mutare = mudar
EFEITOS MUTAGÊNICOS
• mudanças no DNA
• carcinogênese química
Câncer: proliferação incontrolada 
(maligna) de células somáticas
Poluentes Orgânicos: substâncias carcinogênicas
CARCINOGÊNESE QUÍMICA
• Carcinogênicos primários: agentes tóxicos que podem diretamente 
causar danos ao DNA celular (são agentes eletrófilos)
São altamente reativos – podem ser desativados por H2O antes de 
chegar ao núcleo celular. 
Ex.: CH3I , CH2N2
Poluentes Orgânicos 
Substâncias carcinogênicas
Carcinogênicos secundários: agentes tóxicos que requerem ativação 
metabólica, sendo transformados em agentes eletrófilos em vários locais 
do organismo.
CH3 N CH3
N O
nitrosamina
(carnes defumadas)
biotransformação
CH3
+ agente 
alquilante 
(eletrófilo)
Fontes de Hidrocarbonetos Aromáticos
– derivados de petróleo (óleo diesel; craqueamento industrial 
do petróleo)
– combustão incompleta: madeira, carvão, material vegetal
• queimadas – cultura da cana-de-açúcar
– alimentos defumados
– fumaça de cigarro (“alcatrão”)
PAHs como poluentes
• poluentes ambientais: atmosfera, águas
• contaminantes de alimentos
Poluentes Orgânicos: Hidrocarbonetos 
aromáticos polinucleares (PAHs)
Carcinogênese química: Hidrocarbonetos 
aromáticos polinucleares (PAHs)
benzo[a]pireno (BaP)
carcinogênico potente
benzo[a]antraceno
carcinogênico moderado
Primeiras hipóteses (Pullman & Pullman, 1945): 
relação estrutura-atividade dos PAHs.
A reação dos PAHs ocorre na região mais reativa com DNA
(“região K”, > densidade eletrônica). A presença da “região L”
na molécula pode diminuir ou anular a atividade da “região K”.
KK
L
Carcinogênese química:
Biotransformação dos PAHs
O
benzo[a]pireno 
(não carcinogênico)
Dados atuais:
os metabólitos dos 
PAHs são responsáveis 
pela carcinogênese 
química.
epóxido (metabólito)
citocromo 
P450
O
¨
carbocátion reativo: pode 
ligar-se ao DNA celular
+
Carcinogênese química:
Biotransformação dos PAHs
OH
H
H
OH
epóxido (metabólito)
O
OH
H
H
OH
citocromo P450
formação de carbocátion 
reativo (reage c/DNA)
epóxido-hidratase
O
Ecotoxicologia: Biomarcadores
Definição: xenobióticos ou seus metabólitos, ou produtos da 
interação do xenobiótico com uma molécula ou célula alvo
� biomarcadores de exposição: informações sobre a dose do 
AT recebido pelo indivíduo
Ex.: sangue - adutos DNA/substâncias carcinogênicas 
� biomarcadores de efeitos: informação quantitativas sobre 
dados (estabelecidos ou potenciais) à saúde
Ex.: enzimas hepáticas – biomarcadores de exposição a 
pesticidas clorados (DDT, DDE, DDD)
Analysis of polynuclear aromatic hydrocarbons by SPME-GC-FID in 
environmental and tap waters. E. Coelho et al., JBCS (2008) 19, 1084.
1
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 
ECOTOXICOLOGIA
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 
ECOTOXICOLOGIA
Parâmetros:
a) A saúde da população depende da saúde de outros organismos.
b) Tanto agentes tóxicos de origem antropogênica ou natural podem causar 
danos.
Objetivos da Ecotixicologia: Conhecer os AT ambientais para a realização de 
um controle adequado, visando minimizar danos às populações.
A poluição ambiental pode ser: 
a) Contaminação do ar, água e solo.
b) Desfiguração da paisagem.
c) Erosão, degradação de monumentos.
d) Contaminação dos alimentos.
Estudo dos efeitos adversos dos poluentes 
químicos ambientais em organismos vivos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL
ECOTOXICOLOGIA
área especializada da Toxicologia 
Ambiental que estuda os impactos 
das substâncias químicas na 
dinâmica de populações em um 
ecossistema (conjunto dos 
relacionamentos que os organismos 
vivos e o ambiente mantêm entre si, 
em harmonia)
ECOTOXICOLOGIA
Caracterização, entendimento e 
prognóstico dos efeitos deletérios de 
produtos químicos, isolados ou em 
misturas, produzidos pelo ser humano no 
meio ambiente 
Urbanização e industrialização
Ecotecnologia
Modelos 
ecotoxicológicos
Engenharia ecológica
Legislaçao ambiental
Poluição 
global
Poluição no 
ecossistema 
local
Emissões 
diretas
Emissões 
indiretas
Propaganda 
positiva ou
negativa?
ECOTOXICOLOGIA
Estudo da influência dos fatores bióticos 
(organismos vivos e suas características) 
e abióticos (caraterísticas do ambiente) 
sobre a resposta aos poluentes
- Sistemas muito 
complexos
2
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
O estudo dos agentes tóxicos
Exige conhecimento de propriedades físico-químicas
Ar
Solo Água
Biota Sedimento
Figura- Vias de transferência entre os meios
Classes de SQs antropogênicas mais comuns
1. Praguicidas
2. Íons inorgânicos
3. Solventes Orgânicos
4. Substâncias Radioativas
5. Produtos Farmacêuticos 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Principais propriedades envolvidas na 
movimentação dos contaminantes nos diversos 
compartimentos ambientais
1. Polaridade (coeficiente de partição: Kow) e 
hidrossolubilidade
2. Pressão de vapor- volatilidade
3. Densidade da substância
4. Estabilidade da molécula: degradação
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Distribuição, bioacumulação, 
bioconcentração e biomagnificação
1. Distribuição: local onde se encontra determinado 
poluente (organismo, água, ar, solo); localização 
final de uma SQ em um organismo após sua 
dispersão no meio
2. Bioacumulação: mais geral, está relacionado ao 
acúmulo (Ex: DDT em tecidos gordurosos) 
* Relação com a absorção (via e velocidade) e com a 
eliminação, hidrofobicidade, fatores ambientais, 
físicos e biológicos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Bioacumulação pode ser de forma direta 
(Bioconcentração) ou de forma indireta (Biomagnificação) 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
Fator de concentração*=
Concentração da SQ 
em um organismo/ 
Concentração da SQ no 
ambiente que o 
circunda
* Válido quando a única fonte para 
o organismo é a difusão
CH3
CH3
CH 3
CH 3
CH 3
Bioacumulação pode ser de forma direta 
(Bioconcentração) ou de forma indireta (Biomagnificação) 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
CH 3
CH 3
CH3
CH 3
CH3 C H3
C H3
CH3
CH3 C H3
CH 3
CH 3 CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
3
Diclorodifeniltricloroetano (DDT)-
biomagnificação
Transporte no meio aquoso
- Nas águas superficiais: contaminantes na forma de 
solução ou suspensão
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Transporte no meio aquoso
- Distância percorrida pelo contaminante depende: 
estabilidade química, estado físico e fluxo do corpo 
d’água, densidades (contaminação com petróleo: fração mais leve 
atinge ou permanece na superfície e a fração mais pesada se 
sedimenta).
- Substâncias hidrofílicas se distribuem ao longo da 
superfície, e substâncias lipofílicas se associam ao 
material particulado. 
- Sedimento de rios, lagos e mares: geralmente formado 
por compostos orgânicos adsorvidos em partículas
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Transporte na atmosfera
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Figura- Camadas da atmosfera
Transporte na atmosfera
- Depende: - do estado físico,
- da movimentação das massas de ar.
- Processos de remoção do ar: - deposição seca,
- deposição úmida,
- reações químicas (ex: 
fotólise)
obs: A velocidade de 
deposição seca depende da 
partição do composto entre a 
fase de vapor e a fase particulada
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Transporte no solo
- Compartimento de porosidade variada (preenchido por gases e 
líquidos).
- Movimentação por difusão por intermédio dos fluidos.
- Velocidade de difusão depende: - peso molecular- concentração da SQ 
- pH e constituintes do solo 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Figura- representação do solo e lençol freático
Obs: se o contaminante tem alta
PV e baixa afinidade com os
constituintes do solo, sofre rápida
volatilização. Se é hidrossolúvel é
facilmente lixiviada.
4
Degradação das substâncias químicas nos diversos 
compartimentos ambientais
Decomposição de moléculas orgânicas em moléculas menores. Tem 
influência direta na toxicidade (aumentando ou diminuindo).
- Degradação abiótica
a) químicas (hidrólise e reações de oxi-redução).
b) fotólise: - direta.
- indireta.
c) adsorção/complexação com 
constituintes orgânicos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
Degradação das substâncias químicas nos diversos 
compartimentos ambientais
- Degradação biótica (biodegradação): Mecanismo mais importante 
para orgânicos. Resulta em CO2, H2O e biomassa microbiana.
Pode ser aeróbia ou anaeróbia.
Variáveis influentes:
a) Temperatura.
b) pH.
c) concentração do contaminante.
d) concentração de microorganismos viáveis.
e) tempo de adaptação (entre a exposição e o início da degradação).
f) presença de nutrientes para o crescimento microbiano.
g) teor de água.
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ 
ECOTOXICOLOGIA
DESTINO DAS SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS 
NOS DIVERSOS COMPARTIMENTOS 
AMBIENTAIS
Solo: fotólise, hidrólise,
biodegradação, reações de
oxidação/ redução
Ar: fotólise, reação com
OH, reação com ozônio
Biota: bioacumulação,
metabolismo
Água: hidrólise, fotólise,
reações de oxidação/redução,
biodegradação
Sedimento: hidrólise,
biodegradação, reações
de oxidação/ redução
Mecanismos de transformação e 
degradação molecular 
Transformação= conversão em metabólitos, por 
enzimas específicas nas mais variadas espécies 
(bactérias, algas, fungos, plantas)
-Compreensão desse processo= avaliação do risco e 
remediação do ambiente
- Fenômeno complexo (variabilidade intra- e inter 
espécies) 
˃ Velocidade, ˂ risco expressivo a um ecossistema 
Mecanismos de transformação e 
degradação molecular 
Principais enzimas envolvidas no metabolismo de 
poluentes
Fase I Fase II
Álcool e aldeído desidrogenases Glutationa transferase
Citocromo P450-
monooxigenases
Metiltransferase
Flavina- monooxigenases* Sulfotransferase
Monoamino oxidase Tioltransferase
Xantina oxidase Glicuronosiltransferase
Esterases Acetiltransacetilase
*(não atuam como oxidantes de C e não são induzidas por poluentes)
Mecanismos de transformação e 
degradação molecular 
Monoxigenases= principal sistema (Ex: hidroxilação, 
desaminação, formação de epóxido, desalquilação
Metilação= dimunição da solubilidade dos poluentes em 
água
Conjugação com glutationa= indução (hidrocarbonetos 
policíclicos) pode modular a toxicidade de poluentes
5
DDT- transformação no ambiente
Respostas bioquímicas e fisiológicas
de organismos expostos
Qual a estratégia dos 
organismos 
(resistência) frente às 
adversidades do 
ambiente?
Percepção, 
sinalização e 
resposta* (proteção)
Respostas bioquímicas e fisiológicas
de organismos expostos
Os estudos bioquímicos permitem: 
-Analisar a relação entre a exposição, efeitos 
primários e consequências;
- obter informações sobre mudanças 
provocadas quando acionados os mecanismos 
de proteção celular;
- obter informações sobre possível mecanismo 
de ação.
Respostas bioquímicas e fisiológicas
de organismos expostos
EXPOSIÇÃO A POLUENTES 
Absorção e biocumulação Células- alvo
Processo patológico
Doença
Processo adaptativo
Efeitos na reprodução e no 
crescimento
Efeitos na população
Efeitos no ECOSSISTEMA
Ecossistema pode ser 
influenciado, por exemplo 
por:
-Poluição aquática;
-Poluição atmosférica;
-Mudanças no relevo; 
-Mudanças quali e 
quantitativas de espécies 
(adição de poluentes ou 
extrativismo) 
Efeitos nas populações, comunidades e 
ecossistemas decorentes da exposição a 
poluentes 
-Mudança no balanço entre as 
espécies coexistentes (alteração na 
biodiversidade);
* Efeitos visíveis- possibilidade de 
reversão? 
-Efeitos agudos
- Efeitos crônicos 
* Fatores intrínsecos (característica da 
espécie), extrínsecos (fatores ambientais, 
alteração da disponibilidade do poluente e 
tolerância dos organismos)
6
Acidente em 
Baía de 
Minamata –
Japão 
Aumento da 
concentração de metil 
mercúrio- Chisso 
Company Limited 
Slide produzido por Danielle Palma de 
Oliveira
Cerca de 2.500 vitimas
Doença Congênita de Minamata 
Slide produzido por Danielle Palma de 
Oliveira
Avaliação do Risco Ecotoxicológico
Qual o risco decorrente da presença de 
SQs no ambiente?
Como estabelecer limites de segurança 
nos mais diversos compartimentos 
ambientais?
Geralmente baseia-se em um modelo experimental 
Brasil- Instituto Brasileiro do Meio
Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis (IBAMA) 
Estudos Potencial de Periculosidade Ambiental 
(PPA):
- Características físico-químicas do poluente;
- Comportamento ambiental;
- Análise química (orgânicos e inorgânicos);
- Toxicidade em organismos-modelo;
- Estudo de geno, embrio, fetotoxicidade, 
carcinogenicidade entre outros.
Exemplos de Bioensaios
- Estudos de CL50 ou DL50;
- Efeito agudo (mobilidade, sobrevivência) em 
Daphnia magna;
- Toxicidade crônica (sobrevivência, 
crescimento e reprodução) em Ceriodaphnia 
ssp; 
- No solo: Lumbricus terrestris;
- No ar: plantas
* Possibilidade de detecção de 
concentrações muito baixas e de avaliação 
(global, integrada) dos efeitos das SQs 
Deposição de 
chumbo no fígado
Alterações 
morfológicas no 
fígado
CHUMBO EM PEIXES
Slide produzido por Danielle Palma de 
Oliveira
7
FLUORETO
Monitoramento da Qualidade do Ar
para proteção da vegetação
Efeito do fluoreto em plantas de Dracena
efeito na planta 20 ppm
foto cedida por Rodrigo Fialho
Slide produzido por Danielle Palma de 
Oliveira
Monitoramento da Qualidade do Solo 
(água subterrânea)
Plantas de girassol em solo com diferentes
concentrações de chumbo
9000 ppm
controle
100 ppm
foto cedida por Rodrigo Fialho
Slide produzido por Danielle Palma de 
Oliveira
Teste de Ames (AMES et al.,1973)
Baseia-se na medida da 
mutação reversa em linhagens 
de S. typhimurium, incapazes 
de sintetizar histidina. Estas, só 
crescerão em meios de cultura 
enriquecidos com este aa, a 
menos que ocorra uma 
mutação que restaure a síntese 
da histidina.
Biomarcadores de ambientes
poluídos
Biomarcador Organismo Poluente
Indução de AChE Peixes, moluscos, 
crustáceos
Praguicidas 
organofosforados
Indução de 
metalotioneínas
Peixes Metais (Cu, Cd entre 
outros)
Indução de citocromo 
P450
Peixes Hidrocarbonetos 
policíclicos aromáticos 
(HPA)
Inibição de ALA-D Peixes Chumbo
Formação de adutos 
de DNA
Peixes, moluscos Praguicidas 
(aminotriazinas), HPA
Gerenciamento de resíduos tóxicos
ABNT NBR 10004, classificação como tóxico em
função de:
1. Ensaios de lixiviação;
2. Natureza e concentração da SQ;
3. Potencial de migração para o meio ambiente;
4. Persistência e potencial de degradação;
5. Potencial de bioacumulação da SQ ou de seu
produto;
6. Efeitos tóxicos
7. Parâmetros de DL50 ou CL50, em cobaias
Legislação Ambiental
� ÁGUAS - CONAMA 20 / PORTARIA 518
� AR - CONAMA 03 
� RESÍDUOS SÓLIDOS - NBR 10004
* Legislações de outros países
8
Destino de resíduos
� Aterros (chorume= líquido proveniente do 
próprio líquido, pode conter ácidos, metais, 
sais de cádmio, bactérias)
� Incineração (redução de volume, todavia 
formação de gases e cinzas)
� Reciclagem (Brasil= somente 2% do lixo são 
coletados seletivamente
� Remediação (disposição inadequada)
� Destruição (tratamento químico)
� Biorremediação (tratamentobiológico) 
Material possível de ser 
reciclado
Material que não 
pode ser reciclado 
Papel Papel branco, papelão, jornais, 
revistas
Carbono, celofane, 
plastificados, 
metalizados 
Metal Latas Arames, chapas, 
embalagens de 
aerossol
Plástico Garrafas, frascos, potes, tampas, 
brinquedos, sacolas, sacos
Isopor, espuma, 
acrílico, fraldas
Vidro Garrafas, copos, pratos, potes, 
cacos
Cristal, espelho, tubos 
de TV
* O MATERIAL ORGÂNICO PODE SER RECICLADO 
(COMPOSTAGEM) PARA USO NA AGRICULTURA
Universidade de São Paulo
Instituto de Química de São Carlos
SQM 0438 - Poluentes Químicos e 
Ecotoxicologia
5 – Processos gerais de degradação ambiental de poluentes
químicos
Profa. Dra. Janete Harumi Yariwake
� processos redox naturais
�degradação biológica
�degradação fotoquímica
(luz solar)
� degradação térmica:
� origem antropogênica 
(queimadas, fogueiras)
� origem natural 
(incêndios)
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Processos redox (naturais) - Subst. inorgânicas
Ex.: SO2 H2SO4
(+4) (+6)
• AT atmosféricos: grande participação de O2 e O3
• AT em águas: pode haver influência do pH, força 
iônica (solubilidade)
• AT em solos, sedimentos: argilas & matéria 
orgânica podem atuar como catalisadores
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Degradação biológica ambiental
• sistemas enzimáticos
• maioria dos casos: envolve microorganismos
�processos anaeróbicos:
� ácidos orgânicos (produtos intermediários)
� CH4 + CO2 + H2O (final)
Ex.: aterros sanitários e lixões (resíduos domésticos)
digestores de lodo, tanques sépticos (efluentes 
industriais)
18/08/2014 Aulas são retomadas na USP Leste após 6 meses de interdição.
http://exame.abril.com.br/brasil/noticias/aulas-sao-retomadas-na-usp-leste-apos-6-meses-de-interdicao
As aulas da Universidade de 
São Paulo (USP) no campus 
leste foram retomadas hoje 
(18), após o local ter sido 
interditado pela Justiça no 
começo de janeiro. A unidade 
foi fechada por causa da 
constatação de gás metano no 
subsolo, altamente inflamável, 
proveniente de dejetos 
retirados da dragagem no Rio 
Tietê e da presença de terra e 
outros entulhos 
contaminados......
desalogenação enzimática
(ambiental ou biotransformação)
ClCl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
DDT DDE
� processos aeróbicos:
� idealmente levam a CO2 + H2O
(nem sempre isso acontece !)
� produtos intermediários: “metabólitos”
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Degradação biológica ambiental
RESULTADO FINAL ?
☺ os produtos de degradação podem ser menos 
tóxicos / inofensivos
� produtos de degradação mais perigosos do que 
o AT originalmente lançado no ambiente
� geração de produtos (‘metabólitos’) mais 
tóxicos (toxicidade aguda e/ou crônica)
Ex.: DDT x DDE
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Poluentes Orgânicos 
Pesticidas organoclorados (OC)
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
DDT
(inseticida)
ClCl
Cl Cl
DDE
(não-inseticida)
afeta sistemas enzimáticos 
transportadores de Ca2+
(ovos – aves)
metabolismo (enzimático)
ou químico (meio OH- )
Degradação fotoquímica 
• poluentes atmosféricos
• poluentes terrestres (solo)
• poluentes em águas
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Luz solar 
radiação UV-Vis 
(200 – 700 nm)
Degradação fotoquímica 
Ex.1: Foto-oxidação de 
PAHs
material particulado 
atmosférico 
(fuligem – cana)
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
Ex.1: Foto-oxidação de 
PAHs
material particulado 
atmosférico 
(fuligem – cana)
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
O2 singlete
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
biradical
(altamente 
reativo)
Degradação ambiental de materiais plásticos
• maioria dos plásticos: degradação lenta
Degradação fotoquímica 
Ex.2: Foto-oxidação de polímeros
(processo importante p/a degradação
ambiental de embalagens plásticas)
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
Foto-oxidação de polímeros
Ex.: PET (polyethylene terephthalate)
• fotodegradação ambiental: 290 – 400 nm UV
• perda de elasticidade, desbotamento, fragilidade
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
http://forum.mundofotografico.com.br
Rio Tietê em Salto (SP)
Embalagens plásticas
• principal fonte de polímeros sintéticos e seus 
monômeros
� problemas ambientais e de saúde pública
� lixiviação do material não-polimerizado:
fenóis, ftalatos (possíveis DEs)
� degradação fotoquímica
� queima (degradação térmica): dioxinas
Processos gerais de degradação de 
poluentes químicos
Foto-oxidação de polímeros
Iniciação PH P. + H .
Propagação P. + O2 POO.
POO. + PH POOH + P.
Ramificação POOH PO. + .OH
PO. + PH POH + P.
Terminação 2 P.
2 POO. produtos inativos
P. +POO.
adaptado de B. Ranby, J.F. Rabek
(1975) Photodegradation, photo-
oxidation and photostabilization of
polymers
(livro – biblioteca IQSC)
(no processo fotoquímico)
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
Foto-oxidação de polímeros
Iniciação PH P. + H .
Propagação P. + O2 POO.
POO. + PH POOH + P.
Ramificação POOH PO. + .OH
PO. + PH POH + P.
Terminação 2 P.
2 POO. produtos inativos
P. +POO.
O2 singlete
(no processo fotoquímico)
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação fotoquímica
Queima (fogueiras, queimadas)
• processo sem controle (temperatura, O2)
Produtos de pirólise = ??????
Incineração 
processo industrial; deve ser feito em 
condições controladas (temperatura, O2)
� maior custo operacional
� geração de AT (ex.: dioxinas, furanos)
☺ permite destruição adequada/total de alguns AT, 
com monitoramento dos resíduos
Processos gerais de degradação de poluentes 
químicos: Degradação térmica
RESULTADO FINAL ?
☺ os produtos de degradação podem ser menos 
tóxicos / inofensivos 
� produtos de degradação (= “metabólitos”) mais 
perigosos do que o AT originalmente lançado no 
ambiente
� geração de produtos mais tóxicos 
(toxicidade aguda e/ou crônica)
� produtos de maior impacto ambiental 
(persistentes, bioacumulados, biomagnificados, 
etc.)
Processos gerais de degradação ambiental
de poluentes químicos
clorados (dioxinas)