EFEITOS TOXICOLÓGICOS DO EFLUENTE DA BARRAGEM DO PARÁ (1)

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EFEITOS TOXICOLÓGICOS DO EFLUENTE DA BARRAGEM DO PARÁ (BARCARENA) NO SER HUMANO 
TOXICODINAMICA
CASO 
O município de Barcarena, nordeste do Pará, enfrenta uma contaminação de alcance ainda não determinado provocado pelo vazamento de rejeitos de bauxita vindos da barragem da mineradora Hydro, empresa norueguesa instalada na região.
No sábado (17), o MPPA recebeu denúncias de moradores de Barcarena de que a água da chuva que se acumulou em diferentes pontos da cidade estava em tom vermelho em razão de um suposto vazamento de bauxita das operações da Hydro Alunorte, que atua na região desde 1995. A bauxita é uma rocha de coloração avermelhada e é matéria-prima para a produção da alumina.
Com as fortes chuvas dos últimos dias 16 e 17, houve alagamentos em Barcarena e águas de coloração avermelhada atingiram comunidades da região.
No domingo (18), fiscais da Secretaria de Meio Ambiente do Estado (Sesma) inspecionaram a mineradora e informaram que não houve vazamento. A secretaria também não constatou o transbordamento de dejetos, mas notificou a empresa por verificar falhas no sistema de drenagem pluvial.
O Instituto Evandro Chagas (IEC) foi acionado pelo Ministério Público do Estado e pelo Ministério Público Federal e coletou amostragens de águas e efluentes. A Hydro informou que, apesar do grande volume de chuva no fim de semana, não houve transtorno nos depósitos de resíduos sólidos da refinaria. Segundo a empresa, a água da chuva foi canalizada para as bacias de sedimentação e direcionada, depois, para as estações de tratamento, em seguida sendo lançada no rio Pará.
No dia 21, a Câmara dos Deputados criou uma comissão externa, composta por quatro deputados federais, para averiguar o possível rompimento da barragem. O Ministério do Meio Ambiente disponibilizou a experiência do Núcleo de Prevenção e Atendimentos a Emergências Ambientais do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama) para acompanhar as investigações.
Na quinta-feira (22), o Instituto Evandro Chagas (IEC) divulgou o resultado do laudo, confirmando a contaminação em diversas áreas de Barcarena provocada pelo vazamento das barragens da Hydro. A perícia flagrou um duto clandestino na mineradora que conduzia resíduos poluentes para o igarapé da região. Contaminando o meio ambiente e chegando às comunidades na vila Bom Futuro, os índices de sódio, nitrato e alumínio estavam acima do permitido, além do PH estar no nível 10 - extremamente abrasivo e nocivo aos seres vivos.
Segundo a perícia, a empresa não tem capacidade de tratar os seus efluentes e deve reduzir ou suspender a produção, sob o risco iminente de novos vazamentos, agravados pelas fortes chuvas. "Outro fator que detectamos foi que não há um plano de alarme emergencial da empresa para a comunidade caso haja algum rompimento ou desastre", frisou Lima.
Em 2009, o Ibama multou a mineradora Hydro, pelo mesmo motivo que vem sendo acusada atualmente: vazamento de rejeitos. As multas somam 17,1 milhões de reais e não foram pagas até hoje. A empresa recorreu e informou que acompanha os processos. 
Segundo o Ibama, em 2009, o vazamento colocou a população local em risco e gerou mortandade de peixes e destruição significativa da biodiversidade. O órgão aplicou três autos de infração à empresa em decorrência de poluição pelo lançamento de bauxita no rio Murucupi. 
Desde 2006 o Ministério Público Federal exigiu que a Albras e a Hydro Alunorte, ao lado de outras quatro mineradoras do polo industrial de Barcarena, forneçam "em caráter emergencial" dois litros diários de água potável por morador e "indenizem os danos ambientais e à população afetada pela contaminação". 
A Procuradoria da República afirma que emissões destas empresas, em conjunto com as demais empresas da região, seriam responsáveis pela contaminação da área. 
"O histórico de acidentes ambientais em Barcarena é impressionante, uma média de um por ano", disse à BBC Brasil o procurador da República Bruno Valente, que assina uma ação civil pública movida em 2016.
HYDRO ALUNORTE
A Hydro Alunorte é a maior refinaria de alumina do mundo e está localizada no Pará, mais especificamente no polo industrial de Barcarena.
BAUXITA
O alumínio é o terceiro elemento mais abundante da crosta terrestre. Há vários minerais diferentes. A bauxita é a matéria-prima mais comum para fabricar a alumina destinada à produção do metal de alumínio.
A bauxita é uma rocha de cor vermelha formada principalmente por óxido de alumínio (Al2O3) e outros compostos em menores quantidades, como sílica, dióxido de titânio, óxidos de ferro e silicato de alumínio. Esse mineral foi descoberto pelo geólogo e mineralogista francês Pierre Berthier, em 1821.
A formação da bauxita resulta da decomposição de rochas alcalinas, provocada pela infiltração da água das chuvas nas rochas ao longo de milhões de anos. A coloração avermelhada desse minério é determinada pela presença de óxidos de ferro. Sendo assim, as rochas que apresentam de 2% a 4% de óxido de ferro são chamadas de bauxita branca, enquanto aquelas que possuem até 25% de óxido de ferro são chamadas de bauxita vermelha.
ALUMINA
A matéria-prima necessária para produzir alumínio primário é o óxido de alumínio, também conhecido como alumina. Trata-se de um pó branco produzido a partir do refino de bauxita. São necessárias cerca de duas toneladas de alumina para produzir uma tonelada de alumínio pelo processo de eletrólise. A alumina também é usada para uma série de outros fins como, por exemplo, a purificação de água e como aditivo em diversas aplicações.
O óxido de alumínio é o composto de oxigênio do elemento alumínio. Ponto de origem deste composto é o minério de alumínio bauxita. A soda cáustica divide este minério em hidróxido de alumínio. Se a água for então removida deste novo material, por ex., por sinterização, o óxido de alumínio é produzido. Este material tem uma boa resistência à corrosão e alta rigidez dielétrica, de modo que muitas vezes ele é utilizado como um isolante. Além disso, ele comprovou-se ser muito resistente à abrasão e ao desgaste. Em comparação com outras cerâmicas, este material conduz bem o calor.
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO ALUMÍNIO 
A produção de alumínio começa com a matéria-prima bauxita, uma rocha que geralmente é encontrada próxima à linha do Equador e que é lavrada a poucos metros abaixo do solo.
A bauxita é transportada da mina para a usina, onde é lavada para eliminar a argila e britada, antes de ser transportada para o refino.
A alumina, ou óxido de alumínio, é extraída da bauxita por meio de refinamento.
A alumina é obtida a partir da dissolução da bauxita em uma solução aquecida de soda cáustica e cal.
A solução é aquecida e filtrada e a alumina remanescente é seca, até se transformar em um pó branco.
A próxima parada é a fábrica de alumínio, onde a alumina refinada é transformada em alumínio.
São necessárias três matérias-primas para se produzir o alumínio: óxido de alumínio, eletricidade e carbono.
São necessárias três matérias-primas para se produzir o alumínio: óxido de alumínio, eletricidade e carbono.
Numa cuba, a eletricidade circula entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo reage com o oxigênio da alumina e forma gás carbônico (CO2)
Deste processo resulta o alumínio líquido, que pode, então, ser retirado da cuba.
TOXICODINAMICA DO CASO 
Introdução 
Segundo a perícia, Laudo constatou contaminação de comunidades por rejeitos de chumbo, soda cáustica e bauxita, além de os índices de sódio, nitrato e alumínio estavam acima do permitido, além do PH estar no nível 10 - extremamente abrasivo e nocivo aos seres vivos.
Conceito de Toxicodinamica 
É o estudo da natureza da ação toxica exercida por substancias químicas sobre o sistema biológico, sob o ponto de vista bioquímico e molecular. É a terceira faze de intoxicação onde o agente sua atividade interagindo com diversos tecidos eórgãos causando-lhes alterações bioquímicas ou fisiológicas.
O AT interage com os receptores biológicos no sítio de ação e desta interação resulta o efeito tóxico. O órgão onde se efetua a interação agente tóxico-receptor (sítio de ação) não é, necessariamente, o órgão onde se manifestará o efeito. Além disto, de um AT apresentar elevadas concentrações em um órgão, não significa obrigatoriamente, que ocorrerá aí uma ação tóxica. Geralmente os AT se concentram no fígado e rins (locais de eliminação) e no tecido adiposo (local de armazenamento), sem que haja uma ação ou efeito tóxico detectável.
Dois importantes conceitos de toxicodinâmica são toxicidade aguda e toxicidade crônica. Na toxicidade aguda o indivíduo se expõe a altas doses e os efeitos se desenvolvem em pouco tempo, dentro de 24 horas geralmente, como no caso da intoxicação por cianureto. Na toxicidade crônica o indivíduo se expõe constantemente a doses pequenas do toxicante e desenvolve o efeito tóxico muito tempo depois, às vezes após alguns anos e décadas, como no caso da exposição a metais pesados.
Importância da toxicodinâmica
Estimar a possibilidade do toxicante causar efeitos nocivos e qual população pode ser atingida – avaliação do risco.
Estabelecer procedimentos preventivos e estratégias de tratamento.
Desenvolver produtos mais específicos e seguros para espécie humana. 
NITRATOS 
(Interferência com sistemas biológicos) - transporte de oxigênio
Metemoglobina 
derivados do benzeno, dinitrofenol, cloratos, nitritos e outros produtos químicos oxidantes também podem produzir a metemoglobina. Este composto em elevadas concentrações é absorvido pelos capilares e na corrente sanguínea sua toxicidades afeta as hemácias, fazendo com que o transporte de oxigênio para o organismo seja prejudicado, convertendo a hemoglobina em metemoglobina (MetHb).
 isso também pode ocorrer com paracetamol. 
A Metemoglobina é a forma oxidada da hemoglobina, cujo Fe2+ da porção heme está oxidado ao estado férrico (Fe3+) e, por isso, não consegue se ligar ao oxigênio (O2). Além de não se ligar ao O2, há uma mudança alostérica na porção heme da hemoglobina parcialmente oxidada, que aumenta sua afinidade pelo O2. Dessa forma, também há liberação insuficiente do O2 para os tecidos.
A concentração aumentada da metemoglobina no sangue decorre de alterações congênitas e de exposição a agentes químicos diversos, resultando em quadro com múltiplos diagnósticos diferenciais, que se não tratado pode levar ao óbito.
Quando a concentração sangüínea de metemoglobina está acima de 1,5% surge a cianose.
Cianose é um sinal ou um sintoma que pode ser notado através da coloração azul-arroxeada da pele, embaixo das unhas ou nas mucosas. A cianose ocorre devido a má oxigenação do sangue arterial.
Os nitritos e nitratos são importantes agentes que causam metemoglobinemia, devido à poluição ambiental e contaminação da água por nitratos. Os nitratos são relativamente não-tóxicos. Entretanto, tem importância na intoxicação em animais por serem convertidos para nitritos. Atualmente, as principais fontes poluidoras de águas são as indústrias, esgoto domiciliar sem tratamento, lixo e fertilizantes agrícolas.
CHUMBO 
Interferência com o transporte de oxigênio
A maioria das intoxicações por chumbo é lenta e gradual devido à sua exposição e acúmulo frequentes. Seus compostos inorgânicos apresentam duas vias de absorção:
1. Respiratória: importante via na exposição ocupacional.
2. Digestiva: rota predominante.
O chumbo é um mineral não essencial, tóxico que se acumula no organismo de forma lenta na maioria dos casos. Uma importante característica de sua intoxicação, é a reversibilidade das alterações bioquímicas e funcionais induzidas. Esses efeitos são inicialmente devidos a sua interferência com o
funcionamento adequado das membranas celulares e das enzimas, causadas pela formação de complexos de chumbo e ligações contendo enxofre, fósforo, nitrogênio e oxigênio.
O sistema nervoso, a medula óssea e os rins, são os órgãos críticos na exposição ao chumbo. Alterações no sistema nervoso e desvios da síntese
hêmica são considerados seus efeitos tóxicos exposição ao chumbo. 
O chumbo tem a capacidade de mimetizar e competir com o cálcio alterando essas funções:
- bloqueia a entrada de cálcio para os terminais nervosos;
- inibe as ATPases do cálcio, sódio e potássio, afetando o transporte membranar;
- inibe a utilização de cálcio pelas mitocôndrias diminuindo a produção de energia essencial às funções cerebrais;
- e interfere com os receptores do cálcio acoplados a segundos mensageiros.
O chumbo impede aformação do heme em vários pontos.
_ Surgimento de anemia por dois fatores: diminuição do tempo de meia-vida dos
eritrócitos e inibição da síntese do heme.
Lama de bauxita 
A barragem de rejeitos tem por finalidade principal coletar os efluentes (lama) provenientes do tratamento/processamento da bauxita para a fabricação de alumínio. 
A lama vermelha não é particularmente tóxica, inclusive, a Environmental Protecy Agency (EPA) não a classifica como um rejeito perigoso. Entretanto, em função de sua elevada alcalinidade e capacidade de troca catiônica (Collazo et al., 2005) pode causar sérios danos.
A composição química da lama vermelha varia extensamente e depende da natureza da bauxita e da técnica empregada no processo em cada planta industrial.
Normalmente, a lama vermelha retém todo o ferro, titânio e sílica presentes na bauxita, além do alumínio que não foi extraído durante o refino, combinado com o sódio sob a forma de um silicato hidratado de alumínio e sódio de natureza zeolítica. Adicionalmente, óxidos de V, Ga, P, Mn, Mg, Zn, Th, Cr, Nb podem estar presentes como elementos-traço.
Os metais pesados são metais individuais e compostos metálicos que podem impactar a saúde humana. Tendo que o alumínio, chumbo, são um dos mais comuns. Estas são substâncias naturais que estão muitas vezes presentes no ambiente em níveis baixos. Em quantidades maiores, porém, podem ser perigosas. Geralmente, os seres humanos estão expostos a estes metais por ingestão ou inalação. Trabalhar ou viver perto de um local industrial que utiliza estes metais e seus compostos aumenta os riscos de exposição, assim como viver perto de um local onde esses metais tenham sido impropriamente descartados.
A contaminação por metais pesados representa um enorme risco à saúde pública, pois são difíceis de serem eliminados e se acumulam no organismo.
Alumínio: é um metal muito leve, depois do aço é o metal mais usado no mundo. A intoxicação por alumínio tem sido cada vez mais estudada. Ela tem sido associada à constipação intestinal, cólicas abdominais, anorexia, náuseas, fadiga, alterações do metabolismo do cálcio (raquitismo), alterações neurológicas com graves danos ao tecido cerebral. Na infância pode causar hiperatividade e distúrbios do aprendizado. Inúmeros estudos consideram que o alumínio tem um papel extremamente importante no agravamento do mal de Alzheimer (demência precoce). O excesso de alumínio interfere com a absorção do selênio e do fósforo.
As pequenas doses, legalmente aceites, vão-se acumulando, silenciosamente, nos tecidos e vão comprometendo, de forma insidiosa, o bom funcionamento de órgãos e sistemas.
Nos pulmões, os casos de fibrose ocorrem como resultado de exposição ocupacional a material particulado composto de alumínio. Sinais de efeitos danosos aos pulmões, após exposição ao alumínio, foram reproduzidos em experimentos com animais.
A osteomalácia é um distúrbio no qual ocorre um defeito de mineralização da matriz orgânica do esqueleto, alterando a taxa de mineralização óssea. Caracteriza-se pelo amolecimento dos ossos que se tornam flexíveis e quebradiços, favorecendo a ocorrência de várias deformidades. Esta doença foi observada em indivíduos saudáveis submetidos ao uso prolongado de antiácidos contendo alumínio e em indivíduos com doença renal crônica.
Soda: As substâncias muito cáusticas,como o hidróxido de sódio, quando ingeridas podem causar um efeito grave no trato gastrintestinal já que alteram a constituição química das células das membranas.
As queimaduras por álcalis (substâncias básicas - pH > 8,0) penetram mais profundamente nos tecidos quando comparadas com queimaduras térmicas ou por ácidos. Os mecanismos gerais da lesão celular intensa incluem queimaduras, saponificação de gorduras e formação de proteinatos. A severidade depende da concentração da substância, duração da exposição, área do organismo afetada e grau de penetração no tecido. Os álcalis, além da ação química irritante direta, também provocam destruição decorrente da alta temperatura gerada pelas reações químicas exotérmicas ao reagir com moléculas da estrutura celular (água, proteínas e lipídios) chegando a atingir até 100 graus centígrados.
Além disso, ocorrem, concomitantemente, os processos de saponificação, que compreende a hidrólise dos lipídios das membranas celulares, e formação de proteinatos, que consiste na inativação das proteínas. Apesar da gravidade do mecanismo de agressão, o hidróxido de sódio não tem absorção sistêmica, ou seja, os efeitos ou complicações são decorrentes da ação direta nos tecidos de contato. É importante também destacar que não tem poder carcinogênico direto. Na fase inicial ocorre irritação química com posterior indução de um processo inflamatório evidenciado pela presença de edema, hiperemia e dor. Durante esse período, ocorrem vários processos patológicos, como degeneração celular - lesão celular reversível caracterizada pelo acúmulo de substâncias no interior da célula - devido à saponificação dos lipídios de membranas que altera a permeabilidade das membranas celulares, bem como pela formação de proteinatos.
Também ocorre a necrose liquefativa - lesão celular irreversível caracterizada por morte celular seguida por autólise. Se a agressão química atingir as camadas mais profundas dos tecidos promoverá lesão das células endoteliais que, pode então, induzir a ruptura dos vasos sanguíneos - ocasionando hemorragias - e/ou formação de trombos. A partir do 6º dia, inicia-se a fase reparadora, ou seja, inicia-se a formação do tecido de granulação, deposição de colágeno e reepitelização que pode durar em torno de 30 a 120 dias. As principais complicações destas lesões consistem na infecção bacteriana - favorecida pelo tecido necrótico e pelo pH tecidual - e na perda do tecido funcional em função do reparo inadequado do tecido.
Aplicações Alternativas para a Lama Vermelha
A lama vermelha também encontra aplicações na indústria cerâmica (Slavo et al., 2000a; Slavo et al., 2000b). Yalçin & Sevinç (2000) propuseram a produção de revestimentos cerâmicos (porcelanas, vítricos e eletroporcelanas) usando a lama vermelha. Outros pesquisadores propõem a utilização da lama vermelha na confecção de tijolos, telhas, isolantes, etc. (Nakamura et al., 1969; Kara, 2005; Singh & Garg, 2005). 
Outras aplicações para a lama vermelha estão no tratamento de superfícies: proteção do aço contra corrosão (Collazo et al., 2005; Díaz et al., 2004) e na melhoria das características termoplásticas de polímeros (Park & Jun, 2005).
Na agricultura é utilizada como corretivo para solos ácidos, enriquecimento de solos pobres em ferro (Hind et al., 1999), no aumento da retenção de fósforo pelo solo (Summers et al., 2002) e na imobilização de metais pesados em solos contaminados (Ciccu et al., 2003; Lombi et al., 2002). 
No campo do meio ambiente a lama vermelha é bastante utilizada principalmente na remediacão de áreas contaminadas e no tratamento de efluentes líquidos, tendo sido utilizada com sucesso no tratamento de águas ácidas de minas (Fahey et al., 2002; Doye & Duchesne, 2003), assim como na remediação de solos contaminados por metais pesados, fósforo e nitrogênio (Santora et al., 2006; Phillips, 1998). 
Na indústria química, as utilizações da lama vermelha tem se baseado em sua ação como As linhas de pesquisa desenvolvidas na UFPE envolvem principalmente o Departamento de Engenharia Química e o Departamento de Engenharia Civil, estão centradas em uma visão holística da problemática ambiental, buscando através da valoração ambiental da lama vermelha, alternativas técnica e economicamente viáveis para a indústria brasileira e em especial para o setor produtivo pernambucano. 
Dentre os projetos, destacam-se: 
• Tratamento de efluentes oleosos: Tem por objetivo desenvolver um processo de tratamento, em nível de polimento de efluentes oleosos, tais como águas de produção e efluentes de laminação, através de adsorção em lama vermelha. Objetivo final desta linha de pesquisa é desenvolver um reator para a adsorção de hidrocarbonetos, metais pesados e outros elementos indesejáveis, tais como o enxofre, em um leito de lama vermelha. 
• Tratamento de efluentes têxteis: Estuda o desenvolvimento de um reator para a remoção de corantes presentes em efluentes de industriais têxteis. Estudos realizados até o momento apresentaram uma remoção de 70 % em média do corante remazol black B (Silva Filho et al., 2005). 
• Processos de oxidação avançada, reagente Fenton e catalise heterogênea: Pretende investigar as possibilidades de utilização da lama vermelha em processos oxidativos avançados (POAs), como fonte de íons de ferro e de TiO2. Esses processos de tratamento são considerados como métodos promissores para a remediação de solos e águas residuárias contendo poluentes orgânicos não-biodegradáveis (Rodriguez, 2003). Dentre os POAs de interesse para a pesquisa estão o reagente Fenton e processos heterogêneos envolvendo TiO2.
COMENTÁRIOS FINAIS 
Os custos com a disposição e o gerenciamento da lama vermelha representam grande parte dos custos de produção da alumina. Os custos ambientais associados à disposição da lama vermelha também são altos. Apesar dos avanços tecnológicos obtidos nos últimos anos, a disposição da lama vermelha ainda é um grande problema para a indústria de beneficiamento do alumínio. Portanto, a busca por novas tecnologias, que visem o aproveitamento da lama vermelha representando alternativas capazes de senão solucionar, pelo menos amenizar o problema é fundamental para o Brasil, sexto maior produtor mundial de alumina, e, portanto um dos maiores geradores de lama vermelha no mundo.