Toxicologia Ambiental

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Toxicologia I 
Toxicologia Ambiental 
É a área da toxicologia que estuda os efeitos nocivos 
causados em organismos vivos pelas substâncias químicas 
presentes no meio ambiente. Embora seja comum relacionar 
efeitos tóxicos com a saúde humana, todos os organismos 
vivos são relevantes para o equilíbrio dos ecossistemas. Assim, 
a toxicologia ambiental se fundamenta em dois princípios 
básicos: (1) a sobrevivência da espécie humana depende do 
bem-estar dos outros organismos e da disponibilidade de ar, 
água e alimentos de qualidade; (2) tanto os agentes tóxicos 
de fontes antropogênicas como os de origem natural podem 
causar danos aos organismos. Contaminantes químicos 
ambientais podem afetar a saúde do homem de forma direta 
ou indireta. 
A poluição ambiental abrange uma série de aspectos, que 
vão desde a contaminação do ar, da agua e do solo até a 
desfiguração da paisagem, erosão de monumentos e 
edificações, além da contaminação de alimentos. É importante 
lembrar que os compartimentos ambientais são intimamente 
relacionados entre si; assim, dependendo de suas 
características físico-químicas, uma substância lançada na 
atmosfera pode, por 
exemplo, sedimentar-
se no solo e ser 
lixiviada para um 
corpo de água, ou 
ainda, pode ser 
transportada por 
longas distâncias 
pelos ventos. 
As fontes de poluição ambiental podem ser de origem 
natural (fenômenos da natureza, como atividade vulcânica, 
incêndios florestais não causados pelo homem, etc.) ou 
antropogênica (atividades humanas domésticas, urbanas ou 
industriais, como esgoto, lixo e queima de combustível, ou 
ainda agropecuárias, como queimadas, fertilizantes e 
praguicidas). 
 
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 
Uma fina camada de gases chamada atmosfera envolve 
o nosso planeta e permanece em contato com a superfície da 
terra por gravidade. Essa camada é dividida em troposfera, 
estratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera e exosfera. A 
troposfera é a responsável pelo clina e na qual o efeito estufa 
acontece, além de representar a maior parte da massa da 
atmosfera. Nessa camada, o ar é composto por nitrogênio 
(78,08%), oxigênio (20,95%), argônio (0,93%), dióxido de 
carbono (0,03%) e outros gases, além de vapor de água, em 
concentrações variáveis que dependem da localidade e da 
hora do dia. 
Porém, devido a fenômenos naturais ou processos 
antropogênicos, os níveis desses gases no ar estão em 
constante alteração, pela liberação de SO2, H2S, CO e outros. 
Essa alteração qualitativa ou quantitativa na composição dos 
gases da troposfera é conhecida como poluição atmosférica. 
CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES 
O nível de poluição do ar é medido pela quantidade de 
substâncias poluentes existentes na troposfera. Esses 
poluentes podem ser classificados em: 
PRIMÁRIOS: lançados diretamente da fonte de emissão, 
sendo responsáveis por mais de 98% da poluição do ar dos 
principais centros urbanos do mundo. Ex.: monóxido de 
carbono, óxidos de enxofre, hidrocarbonetos, materiais 
particulados e óxidos de nitrogênio. 
SECUNDÁRIOS: aqueles formados na atmosfera pela 
reação química entre poluentes primários e componentes 
naturais da atmosfera, como o oxônio, presente em baixas 
altitudes, ácido sulfúrico, nitratos de peroxiacila, etc. 
FONTES EMISSORAS 
A maior parte da poluição do ar nos grandes centros 
urbanos é produzia pelas queimas de combustíveis fósses nas 
indústrias (fontes estacionárias) e pelos veículos automotores 
(fontes móveis). Outras fontes podem ser processos ou 
atividades industriais, queima de lixo, além de incêndios 
florestais, queimadas etc. 
 
EFEITOS TÓXICOS DOS POLUENTES 
Os efeitos nocivos causados pelos contaminantes do ar 
são difíceis de ser estabelecidos, pois as condições de 
exposição e as respostas individuais são muito variadas. Podem 
ocorrer episódios de intoxicação aguda em casos acidentais ou 
em situações desfavoráveis a dispersão dos poluentes; mas, 
geralmente, os efeitos observados são decorrentes da 
exposição por longos períodos. Os principais tipos de efeitos 
tóxicos apresentados pela população exposta são: 
AGUDOS: lacrimejamento, dificuldade de respirar, 
diminuição da capacidade física, etc. 
CRÔNICOS: alteração da acuidade visual, alteração da 
ventilação pulmonar, asma, bronquite, doenças 
cardiovasculares, enfisema pulmonar e câncer pulmonar. 
Os grupos mais susceptíveis são idosos, crianças, 
gestantes, portadores de doenças respiratórias e 
cardiovasculares. 
 
AVALIAÇÃO DA POLUIÇÃO DO AR 
É considerado um poluente atmosférico toda forma de 
matéria ou energia com intensidade e em quantidade, 
concentração, tempo ou características em desacordo com os 
níveis estabelecidos em legislação e que tornem ou possam 
tornar o ar impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde, 
inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à 
fauna e a flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da 
propriedade e às atividades normais da comunidade. 
A avaliação da qualidade do ar pode ser realizada em 
nível local, regional, nacional e internacional por meio de 
estimativas das emissões de poluentes, do uso de modelos 
matemáticos e de medidas das concentrações ambientas dos 
principais poluentes. A monitorização ambiental das 
concentrações de poluentes é um dos procedimentos 
utilizados para o controle da qualidade do ar. 
Normas nacionais e internacionais definem padrões de 
qualidade do ar e estabelecem valores-limite (concentração 
máxima permitida de um contaminante atmosférico 
compatível com a proteção à saúde e bem-estar das pessoas) 
para os poluentes considerados prioritários, visando evitar ou 
minimizar os efeitos tóxicos e os prejuízos ambientais e 
econômicos desses agentes. 
No Brasil, em 1990, foram regulamentados em âmbito 
nacional alguns parâmetros de qualidade do ar por meio da 
Resolução n. 003 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, 
CONAMA. Essa legislação estabelece os padrões primários e 
secundários para partículas totais em suspensão (PTS), 
fumaça, partículas inaláveis (MP10), dióxido de enxofre, 
monóxido de carbono, ozônio e dióxido de nitrogênio. Ainda 
segundo essa resolução, são padrões primários de qualidade do 
ar as concentrações de poluentes que, se ultrapassadas, 
poderão afetar a saúde da população. Esses padrões devem 
ser entendidos como níveis máximos toleráveis de 
concentração de poluentes atmosféricos, constituindo-se em 
metas de curto e médio prazo. Padrões secundários são as 
concentrações de poluentes atmosféricos abaixo das quais se 
prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem-estar da 
população, assim como o mínimo dano a fauna e flora, aos 
materiais e ao meio ambiente em geral. Esses padrões podem 
ser entendidos como níveis desejados de concentrações de 
poluentes, constituindo-se em uma meta de longo prazo. O 
objetivo do estabelecimento de padrões secundários é criar 
uma base para politicas de prevenção da degradação da 
qualidade do ar em áreas de preservação, como parques 
nacionais, enquanto que os padrões primários se aplicam, pelo 
menos em curto prazo, às áreas de desenvolvimento. 
Há diversos fatores que dificultam o estabelecimento 
desses padrões de qualidade, sendo os principais: 
suscetibilidades individuais, heterogeneidade da população, 
dificuldades em reproduzir condições ambientais em 
experimentos laboratoriais e avaliação da toxicidade pós-
exposição a múltiplos agentes químicos. 
O monitoramento da qualidade do ar tem como 
principais objetivos avaliar a qualidade do ar em relação aos 
limites legais, visando garantir a saúde e o bem-estar da 
população; fornecer subsídios para ações de controle, durante 
períodos em que os níveis de poluentes na atmosfera possam 
representar riscos à saúde publica; fornecer informações que 
possam indicar impactos sobre a fauna, a flora e o meio 
ambiente; acompanhar as alterações e as tendências da 
qualidade do ar no decorrer do tempo; auxiliar no 
planejamento de ações de controle da poluição; e manter a 
população, os órgãos públicos e a sociedade informadossobre 
os níveis da contaminação do ar. 
A monitorização é, então um esforço multidisciplinar e 
multiprofissional, com participação da química (dispõe de 
métodos para determinação qualitativa e quantitativa de 
contaminantes, além de informar sobre as possíveis 
interações) meteorologia (informa as condições de estagnação 
de massas de ar e estuda a dispersão de contaminantes a 
partir de suas fontes), toxicologia (informa sobre efeitos 
tóxicos de concentrações conhecidas de contaminantes em 
animais experimentais e no homem), epidemiologia 
(estabelece correlação entre saúde de populações e níveis 
conhecidos de contaminação aos quais estão expostas) e 
economia (avalia tanto o custo da contaminação, como danos 
à saúde humana e colheitas, corrosão de materiais, etc., e 
também o custo do controle da contaminação). 
 
PRINCIPAIS POLUENTES ATMOSFÉRICOS 
1. Monóxido de Carbono (CO): é um gás inodoro e incolor, 
classificado toxicologicamente como asfixiante químico por 
agir na formação de carboxiemoglobina (COHb), que 
interfere no transporte de O2, levando a anóxia tecidual. 
Produto da combustão incompleta, suas principais fontes são 
os veículos automotores, sistemas de aquecimento, usinas 
termoelétricas a carvão, queima de biomassa, queima de 
tabaco e churrasqueiras, além de algumas fontes naturais 
como atividade vulcânica, descargas elétricas durante 
tempestades e emissão de gás natural. A avaliação e 
controle da poluição desse agente pode ser feito por 
monitorização ambiental, com os padrões de qualidade para 
o CO estabelecidos pela resolução n.003 CONAMA, e por 
monitorização biológica, através do indicador biológico de 
exposição (IBE) para CO, que é a COHb no sangue. A 
concentração normal de COHb em indivíduos não fumantes 
é aproximadamente 0,5%, devido a produção endógena de 
CO durante o catabolismo do heme. O limite biológico de 
exposição (LBE) proposto pela Environmental Protection 
Agency (EPA) é 2% de COHb, enquanto que a OMS 
recomenda o limite de 2,5% a 3% para a população exposta 
não fumante. 
2. Compostos de Enxofre (SOX): o dióxido de enxofre (SO2) é 
um gás incolor ou amarelado, com odor característico de 
enxofre e muito irritante quando em contato com 
superfícies úmidas, pois se transforma em SO3 e passa 
rapidamente para acido sulfúrico (H2SO4), que se deposta na 
água e solo. O SO2 é um poluente primário clássico 
associado à presença de enxofre em combustíveis fosseis 
como carvão e petróleo As principais fontes são automóveis, 
usinas termoelétricas, fundições, produção de acido sulfúrico 
e papel, além de fontes naturais como erupções vulcânicas e 
oxidação de gases enxofre produzidos principalmente pela 
decomposição de plantas. Uma vez inalado, o SO2 dissolve-se 
na camada de muco que revesto o epitélio das vias áreas e 
se transforma em acido sulfúrico, sulfitos, bissulfitos e 
sulfatos. Dessa forma, a maior parte do SO2 inalado por uma 
pessoa é retido nas vias áreas superiores. Em concentrações 
baixas a longo prazo, o SO2 está relacionado com maior 
mortalidade e morbidade por doenças respiratórias, 
principalmente asma brônquica, bronquite crônica e 
agravamento de doenças cardiovasculares. A exposição 
humana a altas concentrações pode acarretar irritação da 
mucosa respiratória, levanto a inflamação, hemorragia e 
necrose, A resposta primária a inalação do gás causa 
bronconstrição reflexa e reversível, levando ao aumento da 
resistência ao fluxo respiratório por causa do estreitamento 
das vias aéreas. O H2SO4, contaminante secundário, além de 
irritar as vias áreas superiores, pode causar bronquite 
crônica. A monitorização ambiental é feita por meio de 
padrões de qualidade para o SO2, estabelecidos pela 
resolução n.003 CONAMA, e, por se tratarem de substâncias 
irritantes, não se tem indicadores biológicos de exposição 
utilizados na monitorização biológica. 
3. Material Particulado (MP): é uma mistura variada de 
partículas solidas e liquidas em suspensão no ar. Atualmente, 
é classificado em MP10 (partículas inaláveis <10 m), MP2,5 
(partículas finas <2,5 m) e MP0,1 (partículas ultra finas <0,1 
m). Os tipos de material particulado são: 
POEIRAS: partículas sólidas geradas por desagregação 
mecânica, ou seja, a poeira tem a composição química do 
material que lhe dá origem. O diâmetro é variável desde 
0,001 a 100 m. Ex.: poeiras de sílica, de asbesto (amianto), 
de algodão, talco, etc. 
FUMOS: partículas sólidas gerados em processos de 
combustão, sublimação, fundição, etc., ou seja, as partículas 
sólidas resultantes são diferentes do material que lhes dá 
origem. Possuem diâmetro menor que 0,1 m, é importante 
lembrar que a poeira impressiona e suja mais que o fumo, 
mas o risco de intoxicação por fumo é maior. Ex.: fumos de 
metais. 
FUMAÇAS: partículas líquidas e sólidas formadas pela 
combustão incompleta de matéria orgânica. Possuem 
diâmetro menor que 0,5 m, podendo atingir os alvéolos 
pulmonares. 
NÉVOAS: partículas líquidas obtidas por processos mecânicos 
quaisquer. O diâmetro é muito variável, dependo do sistema. 
Ex.: spray. 
NEBLINAS: partículas líquidas obtidas por condensação de 
vapores. Ex.: neblina de ácido sulfúrico por aquecimento de 
cubas eletrolíticas contendo o ácido. 
A toxicidade das partículas depende do seu tamanho e da 
sua composição química. O MP10 e o MP2,5 são considerados 
especialmente perigosos, pois atingem diferentes níveis do 
trato respiratório, além da variação em sua composição 
química. Partículas maiores que 10 m são efetivamente 
retidas pelo nariz e nasofaringe, sendo removidas com o 
muco. Aquelas com diâmetro aproximado de 2,5 m podem 
ser depositadas na arvore traqueobrônquica. Partículas 
menores que 1 m se depositam na porção terminal dos 
brônquios e nos alvéolos, podendo ser absorvidas e atingir a 
circulação sistêmica. À medida que se depositam no trato 
respiratório, essas partículas passam a ser removidas pelos 
mecanismos de defesa, como o espirro e o movimento 
ascendente do aparelho muco ciliar, enquanto que aquelas 
que atingem porções mais distais das vias áreas são 
fagocitadas pelos macrófagos alveolares. A monitorização 
ambiental dos MP é através de padrões de qualidade para 
partículas totais em suspensão (PTS), partículas inaláveis 
MP10 e fumaça, estabelecidos pela resolução n.003 CONAMA 
4. Compostos de Nitrogênio (NOX): o dióxido de nitrogênio 
(NO2) é um gás marrom-avermelhado, com forte odor e 
muito irritante. Os óxidos de nitrogênio (NOX) são formados 
por reações de oxidação atmosféricas do nitrogênio durante 
a combustão. Suas principais fontes estão relacionadas a 
processos de combustão envolvendo veículos automotores, 
processos industriais, usinas térmicas a base de óleo ou gás, 
incineração e também pela oxidação de fertilizantes a base 
de nitrogênio. Além de fontes naturais, como certas 
bactérias que emitem grande quantidade de óxido nítrico na 
atmosfera. A maior parte dos compostos de nitrogênio é 
emitida na forma não toxica de oxido nítrico (NO) que, na 
sequencia, sofre oxidação na atmosfera, formando o real 
poluente NO2. A presença de NO2 na atmosfera pode levar à 
formação de ácido nítrico, nitratos, ozônio (O3) e outros 
compostos orgânicos tóxicos. O NO2, quando inalado, atinge 
porções periféricas dos pulmões devido ao seu caráter 
lipofílico, e seus efeitos tóxicos estão relacionados ao seu 
poder oxidante. Os principais efeitos tóxicos do NO2 são 
irritação das vias áreas, enfisema pulmonar a longo prazo e, 
em intoxicações agudas, edema pulmonar. Está relacionado 
as infeções respiratórias, ao aumento da sensibilidade à 
asma e à bronquite, e à formação de nitrosaminas 
carcinogênicas nos pulmões. É ainda capaz de oxidar 
componentes teciduais, como proteínas e lipídios, e de 
suprimir sistemas antioxidantes, protetores dos organismos. 
O NO2 pode ser transformado em ácido nítrico (HNO3), que 
também é irritante para o trato respiratório e um os 
componentes da chuva ácida. A monitorização ambiental do 
NO2 éatravés de padrões de qualidade, estabelecidos pela 
resolução n.003 CONAMA, enquanto que não há indicadores 
biológicos de exposição. 
5. Hidrocarbonetos (HC): formam uma classe de poluentes que, 
assim como seus derivados, estão associados ao aumento da 
incidência de diversos tipos de câncer no humano. São 
gerados tanto por fontes naturais com antrópicas, por meio 
de síntese por bactérias, plantas e fundos, ou durante a 
queima incompleta de matéria orgânica naturalmente 
presente no meio ambiente, ou relacionado a uma serie de 
atividades humanas, como produção de carvão, indústrias 
petroquímicas, produção e derramamento de óleos 
combustíveis e emissões veiculares. São importantes agentes 
que participam na formação de oxidantes fotoquímicos 
tóxicos. Os oxidantes fotoquímicos são contaminantes 
secundários produzidos por reações envolvendo NO2 e HC 
catalisadas pela radiação ultravioleta, tendo como principal 
exemplo o ozônio (O3), que é o mais abundante, seguido de 
peroxiacilnitrato (PAN) e alguns aldeídos. O ozônio é um 
potente agente oxidante e citotóxico, que pode afetar a 
saúde da população, irritando os olhos e o sistema 
respiratório, levando à perda da função pulmonar. Devido sua 
baixa solubilidade em água, o 03 costuma atingir facilmente 
os alvéolos, produzindo efeitos tóxicos com mudanças 
irreversíveis na estrutura dos pulmões e levando a doenças 
crônicas como enfisema e bronquite. Exposição aguda pode 
levar a peroxidação lipídica e causar edema pulmonar. 
Enquanto que PAN e aldeídos são hidrossolúveis e causando 
irritação de vias áreas superiores e olhos. A monitorização 
ambiental do 03 é através de padrões de qualidade, 
estabelecidos pela resolução n.003 CONAMA, enquanto que 
não há indicadores biológicos de exposição. 
 
FENÔMENOS ATMOSFÉRIOS E POLUIÇÃO DO AR 
 Inversão Térmica: nos primeiros 10 km da atmosfera, o ar 
vai se resfriando com o aumento da altitude. Dessa forma, 
o ar nas camadas inferiores é mais quente e, portanto, 
menos denso e tende a subir para as camadas mais 
elevadas. Assim, ocorre um movimento ascendente do ar 
quente e descendente do ar fio, que é mais sendo. Esses 
movimentos ocorrem normalmente e, graças a eles, os 
poluentes podem subir juntamente com o ar e dispersar-se 
nas camadas superiores. A inversão térmica é uma 
condição meteorológica que ocorre quando uma cama de 
ar quente se sobrepõe a uma camada de ar frio, 
impedindo o movimento ascendente do ar. Nesse caso, o ar 
abaixo dessa camada fica mais frio, portanto, mais denso, 
dificultando a dispersão de poluentes. É importante 
salientar que a inversão térmica é um fenômeno natural, 
que não causa poluição, ou seja, não causa problemas, mas, 
quando ocorre na presença de poluentes, estes não se 
dispersam e se acumulam, dando origem à paisagem 
característica de grandes centros urbanos em dias secos 
de inverno. 
 Smog: o termo surgiu da associação das palavras smoke 
(fumaça) + fog (neblina). O fenômeno significa um 
acúmulo de poluentes no ar, causado por inversão térmica, 
por condições topográficas, ou por persistência de 
sistemas atmosféricos de alta pressão. Há dois tipos 
característicos de smog, o redutor e o oxidante. O smog 
oxidante, também chamado de smog tipo Los Angeles, é 
rico em óxidos de nitrogênio, aldeídos, ozônio e PAN, 
resultantes da ação da luz sobre o NO2. Cidades com 
trafego pesado, clima seco e ensolarado, são mais 
suscetíveis à formação do smog oxidante. O smog redutor, 
também denominado smog tipo Londres, é rico em óxidos 
de enxofre e fuligem, provenientes principalmente da 
queima de carvão. 
 Chuva Ácida: atividades como a queima de carvão e de 
combustíveis fósseis, além de outras atividades industriais, 
lançam dióxido de enxofre e de nitrogênio na atmosfera. 
Ao se combinarem com moléculas de agua presentes na 
atmosfera sob forma de vapor, esses gases formam acido 
sulfúrico ou ácido nítrico, tendo como resultado as chuvas 
ácidas. As águas da chuva, assim como a geada, neve e 
neblina carregadas de ácidos, ao caírem na superfície, 
alteram a composição química do solo e das águas, 
atingem cadeias alimentares destroem florestas e lavouras, 
atacam estruturas metálicas, monumentos e edificações. 
Os efeitos nocivos diretos sobre o homem ainda não estão 
totalmente elucidados. Aparentemente, a chuva ácida pode 
causar irritação do trato respiratório e das membranas 
mucosas, além de liberar metais tóxicos que estavam 
adsorvidos ao solo, podendo contaminar rios e plantações. 
 Redução da camada de Ozônio: o ozônio (O3) é uma 
espécie de oxigênio altamente reativa que compõe a 
camada que envolve a terra, protegendo a terra contra 
radiação ultravioleta. Porém, compostos como 
clorofluorcarbonos (CFCs) podem causar diminuição do O3 
da estratosfera. Esses compostos eram utilizados, na 
década de 1930, em diversas aplicações industriais, como 
propelentes de aerossóis, gases de refrigeração, fluidos de 
ar condicionado, etc. Os CFCs são altamente estáveis, 
pouco reativos, não inflamáveis e não tóxicos, que, ao 
serem liberados na troposfera, atingem a estratosfera 
muito lentamente, e podem permanecer até 75 anos na 
atmosfera. Esses compostos sofrem ação da radiação 
ultravioleta e liberam cloro altamente reativo, que reage 
com o O3 presente na atmosfera, de modo que uma única 
molécula de CFC é capaz de destruir muitas moléculas de 
O3. A Environmental Protection Agency (EPA) estima uma 
redução de 10% da camada de O3 até a metade desse 
século, o que causaria certa de dois milhões de casos de 
câncer de pele a mais por ano. Além disso, haveria 
prejuízos na agricultura e na vida aquática. Um encontro 
realizado em Montreal, em 1986, resultou em um tratado 
que reduz a produção e o uso de CFCs, assinado por 36 
países, entre eles o Brasil.