apostila toxicologia ambiental

Prévia do material em texto

TOXICOLOGIA AMBIENTAL 1 
 
 
Toxicologia Ambiental 
 
 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 2 
Toxicologia Ambiental 
 
1. Introdução à toxicologia: 
 
 
1.1 Introdução: 
Na natureza existem inúmeros de produtos químicos que podem exercer algum tipo 
de toxicidade. Além disso, vivenciamos um aumento no número de produtos químicos, 
sintetizados pelos seres humanos, que apresentam as mais variadas utilidades e, 
portanto, constituições químicas distintas, tais como: medicamentos, conservantes de 
alimentos, agroquímicos, produtos de limpeza, entre outros. A American Chemical 
Society mantém um registro de produtos químicos desde 1907, no qual estão 
atualmente registrados 43 milhões de substâncias orgânicas e inorgânicas. Um estudo 
realizado pela Agência de Proteção Ambiental Dinamarquesa calculou que, dos cerca 
de 4000 novos produtos químicos produzidos diariamente, 13,4% deles possuem 
toxicidade aguda, 2,5%, toxicidade reprodutiva, 3,9% são mutagênicos, 1,8%, 
cancerígenos e 3,5% são perigosos para o ambiente aquático. 
 
Adicione a isso as numerosas substâncias naturais, inorgânicas e orgânicas, que 
possuem potencial tóxico, e não é de se admirar que a sociedade manifeste 
preocupação e mesmo, às vezes, pânico sobre os efeitos nocivos que estes agentes 
podem exercer na sua saúde e no ambiente. Dezenas de milhares destes agentes 
nunca foram submetidos a um teste de toxicidade detalhado. 
 
Pode-se definir um veneno como um agente capaz de produzir uma resposta 
prejudicial em um sistema biológico. Praticamente todas as substâncias químicas 
conhecidas têm o potencial de produzir lesão ou morte caso estejam presentes em 
quantidade suficiente. Agentes tóxicos são classificados em função dos interesses e 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 3 
das necessidades do classificador e podem ser discutidos em termos de seus órgãos-
alvo, origem, uso e efeitos: 
• O termo toxina geralmente se refere a uma substância tóxica produzida por 
sistemas biológicos, como plantas, animais, fungos ou bactérias. 
• O termo toxicante é usado para caracterizar substâncias tóxicas (ou seus 
subprodutos) produzidas em atividades antropogênicas. 
 
Agentes tóxicos podem ser classificados em termos de seu estado físico, da 
estabilidade química ou reatividade, da estrutura química geral ou de seu potencial de 
intoxicação da população investigada. 
A Tabela 1 abaixo mostra a dosagem de produtos químicos necessária para produzir 
a morte de 50% dos animais tratados (DL50). É necessário perceber que as medidas 
de letalidade aguda, como DL50, podem não refletir o espectro de toxicidade ou o 
perigo associados à exposição a uma substância química. Alguns produtos químicos 
com baixa toxicidade aguda, por exemplo, podem ter efeitos cancerígenos ou 
teratogênicos em doses que não produzem nenhuma evidência de toxicidade aguda. 
 
*DL50 = dose letal que se pressupõe que irá causar a morte de 50% da população 
investigada. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 4 
 
Tabela 1. Valores de DL 50 
 
1.2 Introdução à ecotoxicologia 
 
Os termos toxicologia, toxicologia ambiental e ecotoxicologia podem trazer a princípio 
certa confusão. Toxicologia é uma área da ciência que estuda os efeitos nocivos 
decorrentes das interações de substâncias químicas com o organismo. O termo 
Ecotoxicologia foi primeiramente proposto por René Truhaut, em 1969, como uma 
extensão natural da toxicologia, como a ciência dos efeitos ecológicos dos poluentes. 
Esta definição de Ecotoxicologia pode ser ampliada como a ciência de prever os efeitos 
de agentes potencialmente tóxicos sobre os ecossistemas naturais e espécies não alvo. 
Ecotoxicologia geralmente não inclui os campos que não fazem parte dos ecossistemas 
naturais, como toxicologia industrial, a saúde humana, animal doméstico e toxicologia 
de culturas agrícolas. No entanto, seus efeitos se impõem sobre estes. Assim sendo, 
mais recentemente, Newman definiu Ecotoxicologia como a ciência dos contaminantes 
na biosfera e seus efeitos sobre os componentes da biosfera, o que inclui os seres 
humanos. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 5 
 
Historicamente, algumas das primeiras observações sobre os efeitos antropogênicos 
ecotóxicos foram verificações de melanismo em mariposas (Figura 1 e 2), por volta de 
1850, provavelmente devido ao início da Revolução Industrial e o consequente 
lançamento de inúmeros poluentes na atmosfera. 
 
 
Figura 1. Mariposa 
 
 
Figura 2. Mariposa 
 
No campo da Toxicologia aquática, Forbes (ano) foi um dos primeiros pesquisadores 
a reconhecer a importância da presença ou ausência de espécies e comunidades de 
peixes dentro de um ecossistema aquático, com base na tolerância de espécie em 
zonas de poluição nos rios. Ao mesmo tempo em que alguns dos primeiros testes de 
toxicidade aquática aguda foram originalmente interpretadas por Penny e Adams 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 6 
(1863) e Weigelt, Saare e Schwab (1885), que estavam preocupados com produtos 
químicos tóxicos nas águas residuárias industriais. O primeiro método "padrão" foi 
publicado por Hart et al. em 1945 e, posteriormente adotado pela sociedade americana 
para testes e materiais. No que diz respeito à ecotoxicologia terrestre de 
contaminantes antropogênicos que afetam a circulação livre dos animais selvagens, as 
evidências começaram a acumular-se durante a Revolução Industrial. Estas incluíram 
casos de poluição de arsênico e toxicidade de emissões de chaminé industrial. 
 
Os objetivos dos estudos ecotoxicológicos são: compreender em qual grandeza as 
substâncias químicas, isoladas ou em forma de misturas, são nocivas e, como e onde 
manifestam seus efeitos. 
 
Destino dos poluentes 
Os destinos dos poluentes são basicamente três: ar; água: receptor final dos poluentes 
e solos/sedimentos. 
 
Os poluentes podem entrar nos ecossistemas como consequência da atividade humana 
das seguintes formas: 
• Liberação não intencional em atividades humanas (acidentes nucleares, 
operações de mineração, naufrágios e incêndios); 
• Eliminação de resíduos (efluentes industriais e esgotos); 
• Aplicação deliberada de biocidas (por exemplo, controle de pragas e vetores). 
Como resultado natural de processos como a meteorização das rochas (metais 
e ânions inorgânicos) alguns dos produtos químicos lançados também podem 
alcançar altos níveis localmente; 
• /Atividade vulcânica com incêndios florestais associados (SO2, CO2 e 
hidrocarbonetos aromáticos). 
 
Como observado na introdução, é difícil definir o que constitui realmente a poluição. 
Algumas autoridades preferem restringir os termos poluição e poluentes para as 
consequências das atividades humanas. No entanto, em alguns casos é impossível 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 7 
determinar as contribuições relativas dos processos humanos e naturais que afetam o 
ambiente em geral. 
 
1.3 Caracterização, distribuição e movimentação de tóxicos ambientais 
 
Os seres humanos podem ser expostos a um largo espectro de agentes tóxicos, desde 
os que ocorrem na natureza até aqueles sintetizados antropicamente. Devido à 
complexidade dos riscos ambientais típicos, avaliar a exposição humana a substâncias 
químicas ambientais não é um processo trivial. Existem várias técnicas para avaliar a 
exposição a tóxicos ambientais; no entanto, para compreender melhor o valor de cada 
técnica de avaliação de exposição, é importante entender o destino biológico e 
ambiental de um produto químico para que os procedimentos técnicos apropriados 
possam ser usados (Figura 3). 
 
Poluição de água, solo e ar 
Três componentes da biosfera, solo,ar e água, podem servir como drenos 
toxicológicos. Apesar de, muitas vezes, serem considerados separadamente devemos 
compreender tais componentes como um sistema integrado. Assim, a chuva irá 
transferir substâncias tóxicas para o solo e para a água; a água de superfície 
evaporada do solo como vapor, pode transportá-las de volta para o ar, onde eles 
podem ser transportados por grandes distâncias pelo vento. 
 
Além disso, o escoamento superficial do solo, o esgoto e descarga industrial são as 
principais fontes de contaminação da água. Escoamento em aquíferos profundos do 
solo e águas superficiais também pode ocorrer, e reservatórios de água doce estão 
ligados ao mar por rios e estuários. O solo, muitas vezes, torna-se o repositório de 
muitos resíduos tóxicos e alimentos cultivados em solo contaminado podem absorver 
produtos químicos, por esse motivo a pulverização de lavouras (Figura 4) com 
agroquímicos tem sido uma questão de considerável preocupação de saúde pública. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 8 
 
Figura 4. Pulverização 
 
 
Figura 3. Troca de substâncias tóxicas em um ecossistema 
 
A Poluição da água é de importância considerável por vários motivos. O mais óbvio 
é a possibilidade que xenobióticos (compostos tóxicos) possam entrar nas reservas de 
água potável e assim constituir uma ameaça direta para a saúde humana (Figura 5). 
 
A contaminação dos peixes, crustáceos e moluscos obtidos tanto a partir do mar 
(organismos marinhos), lagos de água doce e rios (organismos aquáticos) podem 
ameaçar a saúde humana quando estes alimentos são consumidos. Peixes maiores (e 
mais velhos), muitas vezes, têm níveis mais elevados de substâncias tóxicas. Muitas 
substâncias tóxicas são consumidas inicialmente por organismos unicelulares que 
servem como fonte de alimento para os maiores (mas ainda microscópicos) que, por 
sua vez, são alimento para maiores e assim por diante. Este processo pode levar a 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 9 
concentrações cada vez maiores ao longo da cadeia alimentar, e isso é chamado 
bioamagnificação. Organismos marinhos e de água doce são vulneráveis a substâncias 
tóxicas que possam ameaçar a sua sobrevivência. Substâncias tóxicas podem deslocar 
a vantagem de seleção para uma espécie, fazendo com que os mais resistentes 
possam proliferar em detrimento dos mais sensíveis. 
 
Toda água natural contém solo e todo o solo contém água, mas há uma variação 
considerável na mistura. Na verdade, é necessário distinguir entre vários tipos, porque 
o comportamento dos poluentes é diferente em cada um deles. Além disso, a natureza 
da água em si pode variar em relação à dureza, pH, temperatura e penetração de luz 
com consequências para o destino dos poluentes. 
 
 
 
Figura 5. Poluição da água 
 
A Figura 6 mostra uma representação esquemática de um corpo de água, evidenciando 
as fontes de contaminação (chuva, escoamento, descarga de efluentes, percolação 
através do solo) e alguns dos meios de transferência de substâncias tóxicas para os 
organismos aquáticos. 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 10 
 
Figura 6. Corpo de água 
 
Cabe ressaltar a dinâmica da camada da mistura de solo/água na interface inferior. 
Isto é descrito como o sedimento ativo e contém, na superfície, uma camada de 
partículas coloidais suspensas na água dos poros. O sedimento contém carbono 
orgânico que tende a capturar substâncias lipofílicas tóxicas. Um estado de equilíbrio 
é assim estabelecido com a água dos poros, que está em equilíbrio com a solução 
aquosa em si. 
 
O sedimento ativo é um ambiente rico para muitas formas de vida aquática, porém 
pode concentrar muitas substâncias tóxicas nas partículas em suspensão. 
Considerando que os organismos filtrantes consomem a água dos poros, a diluição da 
toxicidade da água nos poros dos sedimentos irá remover uma fonte de contaminação 
e, consequentemente, o sedimento ativo poderá ter um menor nível de toxicidade . 
Portanto, este ambiente pode ser uma fonte ou um dreno de substâncias tóxicas de 
acordo com as condições locais. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 11 
Fatores que afetam a absorção de substâncias tóxicas do ambiente: 
Os fatores modificadores são classificados como abióticos (não relacionados com a 
atividade de formas de vida) ou bióticos (relacionados com a atividade de formas de 
vida). 
 
Abióticos modificadores 
Modificadores de abióticos incluem: 
pH. Como é o caso em qualquer interação soluto/solvente, o pH do solvente afetará 
o grau de ionização (dissociação) do soluto. A forma não dissociada é a mais lipofílica, 
o que influencia a absorção por organismos. O preservativo de madeira 
pentaclorofenol, por exemplo, dissocia-se em meio alcalino, assim a chuva ácida 
aumentaria sua biodisponibilidade favorecendo uma mudança para a forma lipofílica. 
O cobre (Cu), que é muito tóxico para peixes e outras formas de vida aquáticas, existe 
na forma do elemento Cu2+ em pH ácido, porém, ele é menos tóxico em ambientes 
onde o pH é neutro. 
Um aspecto importante do pH diz respeito à metilação de mercúrio por microrganismos 
de sedimentos. Isto ocorre em uma faixa estreita de pH e um mecanismo de 
desintoxicação que permite que os micro-organismos eliminem o mercúrio como uma 
pequena molécula complexada. Cerca de 1,5% de mercúrio ao mês é convertido em 
condições ótimas (pH 7). 
Dureza da água. Carbonatos podem se ligar a metais como o cádmio (Cd), zinco 
(Zn) e cromo (Cr), tornando-os indisponíveis para aquáticos organismos. 
Temperatura. Alguns mamíferos, além de espécies aquáticas e marinhas, são 
poiquilotérmicos, ou seja, a temperatura da água afeta grandemente a sua taxa 
metabólica que, por sua vez, influenciará o tempo de circulação do sangue através de 
brânquias, a atividade dos processos de transporte e, consequentemente, a taxa de 
absorção de xenobióticos. As taxas de biotransformação e excreção também podem 
ser afetada, e a temperatura também afetará a taxa de conversão de mercúrio em 
metilmercúrio. 
Carbono orgânico dissolvido. Estes complexos com uma variedade de substâncias 
tóxicas lipofílicas servem como um coletor de contaminantes nos sedimentos e 
partículas em suspensão. Novamente, um estado de equilíbrio vai existir e, quanto 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 12 
mais os tóxicos dissolvidos são removidos ou diluídos, maior a diluição destes no 
ambiente. Sedimentos normalmente consistem de material inorgânico (areia, silte, 
argila) revestido e misturado com matéria orgânica, animal e vegetal, viva ou morta. 
 
Oxigênio. Como observado anteriormente, a depleção de oxigênio por flores de algas 
vai comprometer outras formas de vida (incluindo os micróbios que formam o 
metilmercúrio.) que podem, por sua vez, estarem envolvidas em processos de 
intoxicação ou desintoxicação. 
Estresse de luz. A radiação ultravioleta pode induzir mudanças químicas em 
contaminantes que podem resultar em formas mais tóxicas de uma substância 
química. Assim, a foto-oxidação pode aumentar a toxicidade de hidrocarbonetos 
aromáticos policíclicos (HAP) através da formação de radicais livres altamente reativos. 
Em água clara, este efeito pode ser significativo a uma profundidade de 6 metros, e 
pode ter um impacto marcante em níveis de substâncias tóxicas. 
 
Modificadores bióticos 
Estes modificadores são semelhantes aos fatores que podem afetar a resposta do 
organismo a uma droga. 
 
Espécies. Existem muitas diferenças quanto à sensibilidade de espécies de 
substâncias tóxicas. Espécies salmonídeas são geralmente mais vulneráveis que as 
carpas, que podem existir sob uma ampla variedade de condições ambientais.Distúrbios do ecossistema natural pela introdução de espécies exóticas podem ter 
consequências drásticas. 
Superlotação. Isto constitui um fator de estresse adicional que pode influenciar as 
respostas às substâncias tóxicas. 
Nutrição. O nível de nutrição irá afetar fatores como o acúmulo de lipídeos (um local 
de armazenamento importante para substâncias tóxicas lipofílicas) e a eficiência dos 
mecanismos de desintoxicação. O estado nutricional, por sua vez, pode ser afetado 
por fatores abióticos. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 13 
Variáveis genéticas. Variáveis genéticas não identificadas são, sem dúvida, 
significativas já que influenciam de formas diferenciadas as respostas dos indivíduos a 
xenobióticos. 
 
 
Poluição atmosférica. 
Quando as substâncias potencialmente nocivas são descarregadas para a atmosfera, 
há uma taxa que excede a sua capacidade para dispersá-las pela diluição e correntes 
de ar, o acúmulo resultante é a poluição atmosférica. Esta pode assumir a forma de 
neblina, poeira, névoa ou fumaça, e pode conter óxidos de enxofre e nitrogênio e 
outros gases que podem irritar os olhos, vias respiratórias ou pele, além de poderem 
estar presentes outras substâncias que podem ser prejudiciais ao meio ambiente ou à 
saúde humana. Tais poluentes atmosféricos podem ser gases ou partículas sólidas ou 
líquidas na natureza. ser. 
 
A absorção dessas substâncias pode ocorrer em quantidades suficientes para causar 
toxicidade sistêmica aguda ou crônica. A poluição do ar, obviamente, é um perigo de 
saúde pública importante, porém a poluição atmosférica tem sido grandemente 
subestimada como causa de doença e morte. 
 
Poluentes gasosos. Estes são derivados de materiais que tenham entrado em 
reações químicas ou processos de combustão. Eles incluem compostos de carbono 
como hidrocarbonetos, óxidos e ácidos; enxofre em compostos como o dióxido de, 
trióxido, e sulfetos; compostos de nitrogênio (amônia, aminas, óxidos); e substâncias 
halogenadas (haletos orgânicos e inorgânicos). 
Partículas. O tamanho das partículas ou gotículas pode variar de 0,01 a 100 µm de 
diâmetro. As partículas menores são referidas como aerossóis e podem permanecer 
suspensas, espalhando luz e comportando-se como se fossem um gás. Abaixo de 10 
μm, as partículas são capazes de penetrar em todos os condutos no trato respiratório. 
Partículas industriais são geralmente sólidas carbonáceas, metálicas, óxidos, sais ou 
ácidos, e sua porosidade é tal que eles absorverão outros gases e líquidos. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 14 
Smog. A palavra é uma combinação de fumo e de nevoeiro e é um termo popular 
para uma mistura bastante uniforme de gases e partículas poluentes que se acumulam 
nos centros urbanos e persistem nessas localidades por um período prolongado. A 
poluição atmosférica (Figura 7) é uma névoa marrom ou amarela e geralmente ocorre 
durante o fenômeno da inversão de temperatura, quando uma massa de alto nível de 
ar frio e impedida de circular por uma massa de ar quente por baixo para evitar a 
dispersão e mistura de agentes químicos poluentes. Um smog especialmente ruim, 
chamado de "smog assassino” ocorreu em Londres, Inglaterra, em 1952. Durou mais 
de uma semana e foi responsável por cerca de 4 mil mortes, principalmente causadas 
por doenças respiratórias. Como resultado, o Clean Air Act foi aprovado em 1956, 
proibindo o uso de carvão para aquecimento doméstico. 
 
 
Figura 7. Poluição atmosférica 
 
Fontes de poluição do ar 
A poluição do ar pode surgir tanto de fontes naturais quanto de atividades humanas. 
Erupções vulcânicas, incêndios florestais e tempestades de poeira são fontes naturais 
cuja importância não deve ser subestimada. A explosão de 1980 no Monte Santa 
Helena, no estado de Washington, pulverizou metade de uma montanha e lançou 
milhões de toneladas de poeira na atmosfera. Em 1912, uma explosão semelhante de 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 15 
um vulcão no Alasca lançou na atmosfera cerca de 30 vezes mais poeira que o Mt. St. 
Helena. 
As fontes humanas de poluição incluem termoelétricas a carvão, as emissões 
industriais, e o aquecimento doméstico; a poluição pode surgir de todas as fontes de 
combustão industrial. 
As fontes de poluição ligadas a atividades humanas incluem os meios de transporte 
como automóveis, caminhões, locomotivas diesel etc. Fontes biológicas incluem micro-
organismos como vírus, bactérias e fungos, pólen e substâncias químicas de 
decomposição de matéria orgânica. 
 As taxas de fontes de poluição atmosférica em países industrializados são 
aproximadamente as seguintes: transporte 50%, indústria 18%, energia elétrica 13%, 
aquecimento 16% e 3% de eliminação de resíduos. 
O problema da poluição do arque envolve a fumaça do cigarro gera uma preocupação 
considerável. Os perigos do fumo do cigarro estão firmemente estabelecidos e isto 
levou ao aumento de restrições para fumar no local de trabalho e em locais públicos. 
Entre 1982 e 1989, a incidência global de câncer aumentou 0,3% para as mulheres e 
0,5% para os homens. Em contraste, a incidência de câncer de pulmão em mulheres 
aumentou cerca de 43%, enquanto nos homens, aumentou em cerca de 8%. As 
mortes por câncer de pulmão superam mortes causadas por outros três tipos principais 
de câncer: mama, colo-retal e próstata. 
A poluição do ar geralmente começa como um problema local, mas pode tornar-se 
global se os poluentes entrarem no sistema de circulação atmosférico sob a forma de 
gases, vapores (a partir de líquidos voláteis), gotículas de aerossol ou partículas de pó 
fino. 
 
Movimento na troposfera 
A troposfera é a massa de ar da superfície terrestre até uma altitude de cerca de 10 
milhas (aproximadamente 12km de altitude). No ar, dioxinas e compostos 
semelhantes, principalmente de incineradores municipais e industriais, podem ser 
espalhados por uma distância de 1500 km. Mercúrio é amplamente espalhado em todo 
o mundo, chegando a níveis significativos mesmo nas regiões polares. Regiões polares 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 16 
são os primeiros lugares onde se podem observar os efeitos das alterações climáticas. 
Em 1996, bifenilos policlorados (PCB) foram sendo detectados no Ártico. 
Durante o inverno, poluentes, mercúrio e os hidrocarbonetos clorados inclusive, da 
Europa Oriental e Rússia são transportados para o Ártico e estes reentram. r na 
atmosfera através de sublimação do gelo e neve. O contínuo uso generalizado de 
hidrocarbonetos clorados tais como DDT pode vir a aumentar a carga poluente no 
Ártico. 
 
Poluentes atmosféricos deslocados para o solo e para a água. 
Gases poluentes atmosféricos podem ser dissolvidos na água da chuva e as partículas 
sólidas transportadas mecanicamente. A precipitação, portanto, carrega substâncias 
tóxicas para solo e águas superficiais, podendo chegar aos oceanos, lagos e rios por 
escoamento superficial das águas e por escoamento lateral causado pela erosão dos 
solos. Os oceanos são o repositório final para os poluentes e a evaporação pode 
conduzi-los de volta para a atmosfera. Vários estudos têm confirmado esta circulação 
biosférica das substâncias tóxicas. Na década de 1950, testes atmosféricos de bombas 
nucleares resultaram em ampla disseminação de precipitação radioativa. Uma 
preocupação particular foi a presença de estrôncio 90, que apresenta características 
químicas semelhantes ao cálcio, incluindo deposição no osso. Estrôncio 90 alcançou 
níveis significativos no leite de vaca, outros produtos lácteos e em frutas e legumes, e 
a preocupação com sua acumulação nos ossos de crianças foi um importante fator 
para a suspensão dos testes nucleares atmosféricos. Atualmente,a maior preocupação 
diz respeito ao problema da chuva ácida, cujo pH pode ser inferior a 4,0. Chuva ácida 
pode precipitar longe de sua fonte de origem. 
As principais rotas pelas quais os poluentes entram nas águas de superfície e no solo 
foram identificados. É estabelecida uma distinção entre lançamentos deliberados e 
regulamentados (por exemplo, aplicação de biocidas para controle de pragas) ou 
vetores de doenças, e liberação acidental e não regulamentada (por exemplo, 
acidentes nucleares, naufrágios e incêndios). Os poluentes são lançados por processos 
naturais e por atividades dos seres humanos, tornando assim difícil determinar as 
fontes dos problemas. Podemos incluir como exemplo a liberação de metais devido ao 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 17 
intemperismo da rocha e a produção de SO2, CO2 e hidrocarbonetos aromáticos, 
através de atividade vulcânica e os incêndios florestais associados. 
 
 
1.4 Conclusão: 
 
 
É importante que sejam consideradas as interconexões entre a integridade ecológica, 
ou saúde ecológica e saúde humana. É igualmente importante conhecer os efeitos de 
determinados produtos nos elementos do ambiente. Pela determinação de como as 
substâncias químicas ou os estressores antropogênicos degradam ecossistemas e 
impactam o bem estar e a saúde humana, e vice-versa, obtém-se um entendimento 
integral e dinâmico dos efeitos da contaminação ambiental. 
Os modelo conceituais tentam elucidaras interconexões entre o sistema natural e o 
social de uma maneira circular com retorno constante. O sistema natural produz para 
o social tanto desfechos positivos (recursos naturais e matéria- prima bruta) como 
negativos (doenças com as mais variadas características, alterações ambientais 
drásticas e intensas). 
A cultura e a instituição do sistema social, por sua vez, tratam os recursos naturais 
com as tecnologias disponíveis, transformando-os e oferecendo, subsequentemente, 
os produtos necessários positivos (bens de consumo e esforços de conservação) e 
negativos (poluição e desmatamento). Esses desfechos influenciam a quantidade e a 
qualidade de vida de todas as formas de vida do sistema natural, e o fluxo circular de 
recursos cria continuamente condições que influenciam o bem-estar de indivíduos, 
sociedades e ecossistemas. Esse modelo, bastante abstrato, formaliza as 
interconexões, algumas bastante óbvias e intuitivas para a maioria de nós, entre saúde 
humana e saúde ecológica. A contaminação química dos organismos aquáticos e 
marinhos, a contaminação dos solos e da atmosfera são o resultado desta interação 
bastante dinâmica. É notório que a compreensão dos processos que promovem a 
contaminação destes elementos no ambiente é fundamental para que o equilíbrio dos 
ecossistemas possam ser alcançados. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 18 
Aula 2 - Toxicologia Ambiental 
 
 
2.1 Introdução 
 
Um aspecto crucial da dinâmica de fluxo de substâncias tóxicas entre compartimentos 
ambientais é a transferência de substâncias tóxicas para diferentes organismos na 
biosfera. As fontes de substâncias tóxicas que os organismos adquirem de seu entorno 
podem ser divididas em três categorias gerais: aquelas que são ingeridas com comida 
ou água e são absorvidos pelo sistema digestivo; aquelas que são absorvidos do 
ambiente envolvente, especialmente por peixes que vivem na água, e aquelas que são 
inaladas no ar e são absorvidas pelos pulmões. 
Tóxicos lipofílicos pouco metabolizados tendem a persistir e aumentar a concentração 
em níveis tróficos mais elevados, onde um nível trófico consiste de um grupo de 
organismos que derivam sua energia da mesma porção da teia alimentar em uma 
comunidade biológica. Isso pode levar a bioamagnificação de substâncias tóxicas em 
organismos superiores na cadeia alimentar. Produtos tóxicos lipofílicos podem atingir 
níveis particularmente elevados, como em algumas aves de rapina, que não apenas 
estão no topo das cadeias alimentares, como também não apresentam mecanismos 
metabólicos bem desenvolvidos para lidar com tais substâncias tóxicas. 
 
 
2.2 Toxicologia de poluentes e metabolismos de xenobióticos 
 
A mobilidade dos organismos, especialmente das aves, pode promover uma 
disseminação das substâncias tóxicas, por grandes distâncias, em teias alimentares. 
Substâncias tóxicas suspensas e dissolvidas em água podem ser transferidas 
diretamente para peixes, invertebrados aquáticos e anfíbios que vivem na água. No 
caso de peixes, substâncias tóxicas podem ser absorvidos principalmente através das 
guelras e com os invertebrados aquáticos, através de superfícies respiratórias. 
Também pode haver alguma absorção direta de água através da pele destes 
organismos e anfíbios. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 19 
Uma consideração importante na captação de substâncias tóxicas por organismos é a 
biodisponibilidade de várias substâncias, que basicamente é a tendência de uma 
substância para entrar no sistema do organismo após a exposição. A biodisponibilidade 
do chumbo tem sido intensivamente estudada e, varia significativamente com a forma 
química do chumbo. Mercúrio também apresenta diferenças significativas: é muito 
tóxico quando ingerido e o vapor de mercúrio metálico é prontamente absorvida pelos 
pulmões. Pela absorção através da pele é possível chegar a doses fatais de 
dimetilmercúrio organometálico. No caso das plantas, as duas vias principais para a 
absorção de substâncias tóxicas são através de seu sistema radicular e através dos 
estômatos nas folhas. Estômatos são aberturas especializadas que permitem que o 
dióxido de carbono necessário para a fotossíntese seja captado e o oxigênio e o vapor 
de água liberados. No entanto, as substâncias tóxicas podem entrar nas plantas por 
essas aberturas especializadas. 
 
Bioconcentração 
A tendência de uma substância química deixar a solução aquosa e entrar na cadeia 
alimentar é importante na determinação de seus efeitos ambientais e é expressa 
através do conceito de bioconcentração (Figura 8). 
Bioconcentração aplica-se especificamente à concentração de materiais na solução 
aquosa, disponíveis aos organismos que vivem na água, especialmente peixes (Figura 
9). 
 
 
Figura 8. Bioconcentração 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 20 
 
Figura 9. Bioconcentração 
 
 
Figura 10. Bioconcentração 
 
O modelo de bioconcentração (Figura 10) é baseado em um processo pelo quais os 
contaminantes na água atravessam as guelras e o epitélio dos peixes e são 
transportados pelo sangue através de tecidos altamente vascularizados até o tecido 
adiposo, que serve como um coletor e armazenador de substâncias hidrofóbicas. O 
transporte através do sangue é afetado por vários fatores, incluindo a taxa de fluxo 
sanguíneo, o grau e a força de ligação a proteínas plasmáticas. Antes de atingir o 
tecido adiposo, alguns dos compostos podem ser metabolizados para formas 
diferentes. O conceito de bioconcentração é mais aplicável nas seguintes condições: 
• A substância é absorvida e eliminada através de processos de transporte 
passivo; 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 21 
• A substância é metabolizada lentamente; 
• A substância tem uma solubilidade em água relativamente baixa; 
• A substância tem uma alta lipossolubilidade relativa. 
 
Substâncias que sofrem a bioconcentração são lipofílicas e hidrofóbicas e, portanto, 
tendem a sofrer transferência do meio aquoso para o tecido adiposo. O modelo mais 
simples de bioconcentração propõe o fenômeno com base nas propriedades físicas do 
contaminante e não leva em conta as variáveis fisiológicas (tais como o fluxo de 
sangue variável) ou o metabolismo da substância.Tal modelo simples constitui a base 
do modelo de hidrofobicidade de bioconcentração, no qual a bioconcentração é 
considerada do ponto de vista de um equilíbrio dinâmico entre a substância dissolvida 
em solução aquosa e a mesma substância dissolvida no tecido lipídico. 
Variáveis de bioconcentração 
Existem diversas variáveis importantes na estimativa de bioconcentração. 
Um requisito básico para a absorção de uma espécie química da água é a 
biodisponibilidade. Normalmente a absorção é vista em termos de efetiva absorção da 
solução aquosa. Biodisponibilidade pode ser severamente restringida para substâncias 
de solubilidade extremamente baixa em água ou que são vinculados a partículas em 
suspensão. Matéria orgânica dissolvida pode também se ligar a substâncias e limitar a 
sua biodisponibilidade. A absorção de um produto por uma espécie biológica pode ser 
um processo relativamente complexo, no qual o produto químico deve atravessar 
membranas nas brânquias e pele para chegar a uma camada adiposa final. Algumas 
evidências sugerem que o teor lipídico do organismo afeta a bioconcentração. Teores 
mais elevados de lipídios no organismo podem estar associadas com fatores 
relativamente maiores de bioconcentração (FBC). Os níveis de lipídios no local da 
entrada (as brânquias em peixes) podem ser relativamente mais importantes do que 
aqueles em todo o organismo. 
 
Tamanho e forma molecular. Parecem ter um papel significativo na 
bioconcentração. Há impedimentos estéricos, obstáculos à circulação de grandes 
moléculas através das membranas, em comparação com as moléculas de 
aproximadamente mesma massa mas com pequenas áreas transversais. Para 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 22 
moléculas maiores, isso resulta em transferência mais lenta e um baixo FBC. Embora 
um modelo simples de bioconcentração assuma a rápida movimentação de 
contaminantes hidrofóbicos através de um organismo, a distribuição pode ser 
relativamente lenta. Neste caso, o fator limitante predominante é o fluxo de sangue. 
O transporte lento para coletores de tecido adiposo pode resultar em valores de FBC 
aparentes menores do que seria o caso se o verdadeiro equilíbrio fosse atingido. 
Biotransferência de sedimentos. Em função da forte atração de espécies 
hidrofóbicas para materiais insolúveis como matéria húmica, os poluentes orgânicos 
em ambientes aquáticos são mantidos nos sedimentos em corpos d'água (Figura 11). 
A Bioacumulação destes materiais deve, portanto, considerar a transferência do 
sedimento para a água e para o organismo, conforme ilustrado no figura abaixo. 
 
 
Figura 11. Dinâmica da bioconcentração dependente, do sedimento, solução aquosa e 
espécie de peixe 
 
Fator de bioconcentração. Particionamento de uma espécie química hidrofóbica 
entre tecido adiposo, água e sedimentos. As setas mais largas indicam a preferência 
do produto químico para o tecido adiposo ou para sedimentos (Tabela 2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 23 
Fator de bioconcentração: 
 
Xaquoso. X lipídico. 
 
Usando Kc como a constante para o consumo e Ke como a constante para a 
eliminação, é possível chegar à seguinte definição de fator de bioconcentração: 
 
FBC = Kc/Ke = [x(lipídeo)] / [aquoso] 
 
 
Tabela 2. Exemplo de fatores de bioconcentração 
 
Fator de biotransferência. 
Uma medida útil de bioacumulação de alimentos e água potável por animais terrestres 
é o fator de biotransferência (FBT), definido como: 
 
FBT = concentração no tecido / consumo diário 
 
onde a concentração no tecido é geralmente expressa em mg/kg e o consumo diário 
em mg/dia. Esta expressão pode ser modificada para expressar outros parâmetros, 
tais como a concentração no leite. Como é o caso dos fatores de bioconcentração para 
peixes na água, FBT mostra uma correlação positiva com valores de Kow (constante 
octanol – água) 
 
FBT representante e os valores para biotransferência de carne bovina e leite são dados 
na Tabela 3. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 24 
 
Tabela 3. Exemplo de biotransferência 
 
Bioconcentração em vegetais 
Como peixes e mamíferos, a vegetação pode absorver contaminantes orgânicos. No 
caso de vegetação, o fator de bioconcentração pode ser expressão em relação a massa 
do composto por unidade de massa do solo. A expressão exata para vegetação é: 
 
FBC = concentração no tecido vegetal / concentração no solo 
 
Onde a concentração no tecido vegetal é dada em unidades de tecido de planta seca 
mg/kg e a concentração no solo é em unidades de mg/kg de solo seco. A Tabela 4 dá 
alguns valores típicos de FBC para plantas em relação ao logKow. É observável que 
para a absorção de substâncias hidrofóbicas, pelas plantas, os valores FBC são 
menores que 1 e tendem a diminuir com o aumento da Kow, o oposto da tendência 
observada em animais. Isto é explicado pelo transporte de substâncias orgânicas pela 
água do solo transportada para o tecido da planta, que aumenta com o aumento da 
solubilidade do composto em água e, portanto, com a diminuição de Kow. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 25 
 
Tabela 4. Exemplo de bioconcentração 
 
2.3 Biomarcadores de contaminação ambiental 
 
Um aspecto crucial da ecotoxicologia é a medição dos efeitos das substâncias tóxicas 
em organismos em ecossistemas e nos ecossistemas como um todo. Isto foi feito 
tradicionalmente determinando os níveis de substâncias tóxicas em organismos e 
relacionando a estes níveis os efeitos prejudiciais sobre organismos. Alguns fatores 
dificultam a identificação de produtos tóxicos, tais como: alto custo dos exames, 
alterações bioquímicas de substâncias tóxicas, correlações entre níveis tóxicos e os 
efeitos tóxicos observados. A análise química completa para todos os possíveis 
contaminantes ambientais em solos, sedimentos, água, ar e todas as espécies e 
amostra de interesse não só seria excessivamente cara, mas traria as dificuldades 
técnicas para lidar com tantas amostras. Além disso, não há análise química que 
estabeleça apenas a presença de contaminantes, sem revelar como disponíveis ou 
ativo estavam no interior do organismo. Uma abordagem melhor é o uso de 
biomarcadores. 
Biomarcadores, às vezes chamados de Bioindicadores, consistem de observações e 
medições de alterações em componentes biológicos, estruturas, processos ou 
comportamentos imputáveis à exposição a substâncias xenobióticas. 
Assim, um biomarcador pode ser estudado em uma determinada espécie para avaliar 
o status dessa espécie ou em espécies sentinela para avaliar o status de habitat. 
Indivíduos espécie sentinela podem ser aqueles que existem no local de interesse ou 
podem ser organismos plenamente saudáveis trazidos para o local e mantidos em 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 26 
aquários (peixe) ou capturados e recuperados (aves). Embora a maioria dos 
biomarcadores sejam medidos em amostras de tecido extraídos de organismos de 
estudo, a exposição em si deve ter ocorrido em um organismo vivo. As respostas 
podem variar de pequenas alterações bioquímicas ou fisiológicas em organismos 
individuais até respostas que evidenciem grande toxicidade (em um indivíduo, uma 
espécie, uma comunidade, ou um ecossistema). Pelo menos, uma resposta do 
biomarcador deve mostrar que um contaminante (ou contaminantes) está presente no 
ambiente, e que atingiu o organismo. As variações dos danos toxicológicos vão de uma 
simples resposta homeostática até a sua progressão para danos histológicos. A 
progressão inclui respostas que indicam que um processo que pode provocar um dano 
foi iniciado, sendo o processo definitivamente extensivo cujo efeito prejudicial pode 
conduzira morte ou a diminuição da reprodução para o indivíduo, ou que resultará em 
prejuízos para a população. Para que um biomarcador seja eficiente, há um número 
de propriedades de resposta que são desejáveis: 
• Deve haver uma especificidade conhecida da resposta à presença de 
contaminantes ou exposição; 
• Alguma correlação quantitativa da presença ou magnitude da resposta a 
concentração do contaminante presente; 
• Conhecida relação temporal entre exposição e efeito; 
• As amostras devem ser obtidas em quantidades necessárias para a medição. 
• Os métodos de ensaio devem ser precisos e reprodutíveis; 
• Os custos globais devem ser razoáveis em relação a equipamentos, suprimentos 
e tempo de análise técnica quando comparado com análises que não fazem uso 
de biomarcadores. 
 
Embora os biomarcadores possam ser analisados individualmente, sua aplicação mais 
eficaz pode ser feita com um conjunto de biomarcadores, a menos que a informação 
necessária se refira a apenas um determinado contaminante ou classe de 
contaminantes para o qual há um biomarcador altamente específico. 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 27 
Tipos de biomarcadores 
 
Inibição da colinesterase 
Na maioria dos casos uma resposta de bioindicador para um determinado 
contaminante é fortuita porque contaminantes geralmente surgem de processos 
antropogênicos independentes de processos específicos em peixes e vida selvagem. 
 
No entanto, os pesticidas anticolinesterásicos, tais como os carbamatos e compostos 
organofosforados, foram concebidos para causar a morte por inibição da atividade da 
enzima colinesterase. Mesmo que concebido como inseticidas, eles são conhecidos 
como agentes causadores de mortes de vertebrados selvagens e, como tal, 
representam uma oportunidade incomum para avaliar a exposição de peixes e animais 
selvagens. Embora a atividade da colinesterase esteja presente em muitos tecidos, tal 
inibição em amostras ambientais geralmente é determinada a partir de amostras de 
tecido cerebral ou de sangue (soro ou plasma) (Figura 12). O cérebro contém 
principalmente a atividade da acetilcolinesterase, enquanto o sangue geralmente 
contém ambas as atividades da acetilcolinesterase e butilcolinesterase. 
 
Atividade colinesterásica diminuída no cérebro é indicativo de exposição significativa 
de agorquímicos anticolinesterásicos, e a inibição da atividade pode permanecer por 
várias semanas após exposição e se correlacionam bem com efeito. 
 
Atividade colinesterásica diminuída no sangue ou plasma é indicativo de exposição a 
pesticidas anticolinesterásicos, e a inibição da atividade é de curta duração. Apesar 
dessas limitações de amostra de sangue, há a vantagem de não ser necessário 
sacrificar os animais para amostragem. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 28 
 
Figura 12. Atividade colinesterásica 
 
Citocromo P450 
O citocromo P450 é uma classe de proteínas presentes em todos os tecidos, mas 
encontrado especialmente em altas concentrações no fígado (Figura 13). Eles são 
indutíveis, isto é, o aumento de citocromos P450 específicos são encontrados após o 
tratamento de organismos com uma variedade de produtos químicos orgânicos. É de 
maior relevância para a biomonitorização pois, vários classes de contaminantes 
ambientais induzem tipos específicos de citocromo P450. Embora, em estudos de 
laboratório, a administração de grandes quantidades de agentes de indução podem 
aumentar a quantidade total citocromo P450, estas induções nesta classe de proteínas, 
são de magnitude maior em relação as verificadas ocorrer no ambiente. A exposição 
ambiental a contaminantes que induzem a síntese de citocromo P450 geralmente 
ocorre em concentrações muito abaixo aqueles por indução máxima em laboratório. 
Assim sendo, utiliza-se métodos sensíveis para discriminar o citocromo P450 induzido 
por substancias tóxicas. Esta classe de enzimas é fundamental na detoxificação, pois 
tornam substâncias tóxicas relativamente apolares em polares pela introdução de 
grupos funcionais polares não tóxicos. Desta forma os xenobiontes podem se 
solubilizar no sangue e serem excretados pela urina. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 29 
 
Figura 13. Citocromo P450 
 
Problemas reprodutivos 
O afinamento severo da casca de ovo pode resultar em sua quebra antes da eclosão, 
impedindo a reprodução. Em tais casos, a determinação da espessura da casca dos 
ovos quebrados (a espessura da casca pode ser medida diretamente com um 
micrômetro ou o índice de espessura.) seria diagnóstico da exposição à substâncias 
tóxicas, especificamente para DDE, que é um metabólito do DDT (Figura 14). Assim 
sendo, tal fato é um biomarcador para a presença de DDT. 
 
 
Figura 14. Ovos quebrados 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 30 
Efeito teratogênico 
 
Os contaminantes ambientais podem causar uma variedade de anormalidades no 
desenvolvimento de organismos aquáticos e terrestres (Figura 15 e 16). No ambiente, 
a exposição do embrião pode ocorrer através da mãe (formação de ovo ou 
transferência placentária) e também (em casos como aves e peixes) através da 
exposição direta dos ovos depois que eles são liberados. Algumas das relações mais 
claramente estabelecidas entre terata e contaminantes incluem as fitas cruzadas de 
DNA causadas por hidrocarbonetos clorados em água. Outras anormalidades são 
causadas por selênio em aves aquáticas e aves marinhas. 
 
 
Figura 15. Anormalidade Figura 16. Anormalidade 
 
Biomarcador para atividade estrogênica nos machos - Vitelogenina 
Desde a descoberta que os jacarés masculinos no lago Apopka, na Flórida, 
apresentavam menor genitália externa do que o normal, tem havido a preocupação 
sobre produtos químicos ambientais que modificam as atividades androgênica e 
estrogênica. Este é um biomarcador sensível em organismos masculinos imaturos e 
que não devem ter vitelogenina presente. Por outro lado, fêmeas maduras são menos 
sensíveis ao biomarcador. 
 
 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 31 
Aberrações da síntese de hemoglobina - glóbulos vermelhos- 
Ácido aminolevulínico desidratase (ALAD) 
A atividade da ALAD, a enzima responsável pela condensação de duas moléculas de 
ácido aminolevulínico para formar porfobilinogênio na síntese de hemoglobina nos 
glóbulos vermelhos, é muito sensível à exposição ambiental ao chumbo. A inibição da 
atividade de ALAD em células vermelhas do sangue tem sido claramente demonstrada 
em vários estudos em humanos e em peixes e organismos de vida selvagem. 
 
 
Figura 17. Rota biossimétrica do grupo heme 
 
Porfiria 
Um número de produtos orgânicos clorados afeta a síntese de hemoglobina em pontos 
mais próximos à formação da hemoglobina e resultam em acúmulo de porfirinas 
altamente carboxiladas que podem ser encontradas em diversos órgãos como fígado, 
sangue, urina ou fezes (Figura 18 e 19). 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 32 
 
Figura 18. Animal afetado 
 
 
Figura 19. Porfíria:Urina escura 
 
Danos ao DNA 
Após a absorção pelo organismo, alguns produtos químicos e/ou seus metabólitos são 
capazes de interagir com o DNA para modificar ou danificá-lo. Os métodos comuns 
para avaliar tais interações baseiam-se na medição direta de danos estruturais de DNA, 
avaliação da reparação do DNA, ou determinação de mutações presentes em 
genomas. As formas ativadas de uma variedade de hidrocarbonetos aromáticos 
policíclicos podem tornar-se covalentemente vinculado ao DNA. Testes para avaliar a 
presença de tais adultos podem ser geral ou específico. 
 
Efeitos histopatológicos 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 33 
Muitos contaminantessão capazes de danificar tipos de células específicas ou sistemas 
de órgãos. Tais danos podem ser avaliados por técnicas histopatológicas. Devido à 
variedade de tipos de células e muitos órgãos e sistemas presentes em qualquer 
indivíduo, há um enorme número de abordagens histológicas para detectar os efeitos 
de contaminantes. As principais limitações ao uso de abordagens histológicas são os 
estudos de validação de campo na espécie em questão, a avaliação de se a 
conveniência e o custo são melhores para esta abordagem, e se isto serviria como 
parte de um conjunto de biomarcadores. Tumores são, provavelmente, a aberração 
que é mais amplamente estudada por métodos histológicos. Tumores têm sido 
observados em uma variedade de espécies de peixes de áreas contaminadas, com a 
maioria das ocorrências comuns em peixes de fundo-moradia em áreas de 
contaminação PAH. Há boas correlações entre níveis PAH de sedimentos e presença 
de tumores em peixes. 
 
Stress oxidativo 
Contaminantes, tais como hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, hidrocarbonetos 
aromáticos halogenados, metais pesados, selênio, solventes industriais e muitos de 
seus metabólitos são capazes de causar danos oxidativos dentro de um organismo. 
Em resposta ao estresse oxidativo, pode haver respostas adaptativas dos sistemas de 
proteção (antioxidante), modificação de macromoléculas celulares e, finalmente, 
danos a tecidos. Mudanças nos sistemas antioxidantes e macromoléculas modificadas 
podem servir como bioindicadores para uma variedade de exposições de 
contaminante. 
 
Competência imune 
Uma variedade de contaminantes são conhecidos por afetar o sistema imunológico. 
Filogeneticamente, a presença de um sistema imunológico é generalizada e os efeitos 
de contaminantes no sistema imunológico foram relatados desde minhocas (Lumbricus 
terrestris) até mamíferos. O comprometimento do sistema imunológico por 
contaminantes pode levar a sérios efeitos nos organismos aquáticos e terrestres. 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 34 
Metalotioneína 
Metalotioneínas são uma classe de pequenas proteínas, ricas em cisteína e capazes de 
ligação a íons metálicos. São proteínas cuja síntese é induzida por cádmio, cobre, 
mercúrio, zinco, cobalto, bismuto, níquel e íons de prata. Pelo fato de serem induzidas 
pelos íons metálicos citados acima, são biomarcadores de exposição a esses íons 
metálicos. 
 
 
2.4 Modelos animais para ensaios toxicológicos 
 
Animais testes 
 
Testes de toxicidade são ensaios laboratoriais, realizados sob condições experimentais 
específicas e controladas, utilizados para estimar a toxicidade de substâncias, efluentes 
industriais e amostras ambientais (águas ou sedimentos). Nesses ensaios, organismos-
testes são expostos a diferentes concentrações de amostra e os efeitos tóxicos 
produzidos sobre eles são observados e quantificados. Os testes de toxicidade não 
permitem obter uma resposta absoluta sobre o risco que uma determinada amostra 
apresenta para a população humana, uma vez que é muito difícil extrapolar para os 
seres humanos os resultados de toxicidade obtidos para os organismos em laboratório 
e até mesmo correlacionar os resultados de toxicidade entre organismos de diferentes 
espécies. 
 
Os testes de toxicidade são ferramentas desejáveis para avaliar a qualidade das águas 
e a carga poluidora de efluentes, uma vez que somente as análises físico-químicas 
tradicionalmente realizadas, tais como demanda química de oxigênio (DQO), demanda 
bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos suspensos, concentrações de metais e de outras 
substâncias de caráter orgânico ou inorgânico, cujos limites encontram-se 
estabelecidos nas legislações ambientais, não são capazes de distinguir entre as 
substâncias que afetam os sistemas biológicos e as que são inertes no ambiente e, por 
isso, não são suficientes para avaliar o potencial de risco ambiental dos contaminantes. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 35 
Apesar disso, os testes de toxicidade não substituem as análises químicas tradicionais. 
Enquanto as análises químicas identificam e quantificam as concentrações das 
substâncias tóxicas, os testes de toxicidade avaliam o efeito dessas substâncias sobre 
sistemas biológicos. Assim, as análises químicas e os testes de toxicidade se 
complementam. Em se tratando de amostras de natureza química complexa, como é 
o caso de efluentes industriais, os quais são constituídos por uma variedade de 
substâncias químicas, seria analítica e economicamente inviável detectar, identificar e 
quantificar todas as substâncias presentes, mesmo que os padrões de emissão fossem 
estabelecidos para cada uma delas. Além disso, somente com a identificação e a 
quantificação dessas substâncias não seria possível estimar os efeitos que elas 
apresentam sobre a biota, uma vez que a atividade biológica de uma substância pode 
depender de suas interações com os outros componentes do efluente, incluindo 
aqueles que não são tóxicos mas que afetam as propriedades químicas ou físicas do 
sistema e, consequentemente, as condições de vida dos organismos. Assim, é 
impossível identificar uma única substância como responsável por um determinado 
efeito tóxico. 
 
Como vimos, a toxicologia tem como principais objetivos identificar os riscos 
associados a uma determinada substância e determinar em quais condições de 
exposição esses riscos são induzidos. A ocorrência, natureza, incidência, mecanismo e 
fatores de risco associados às substâncias tóxicas são parâmetros experimentalmente 
investigados pela toxicologia. Ela não serve somente para proteger os seres vivos e o 
ambiente dos efeitos deletérios causados pelas substâncias tóxicas, mas também para 
facilitar o desenvolvimento de agentes químicos nocivos mais seletivos, tais como 
drogas clínicas e pesticidas. 
 
O uso de algas como indicador biológico é importante porque, como produtores 
primários, elas se situam na base da cadeia alimentar e qualquer alteração na dinâmica 
de suas comunidades pode afetar os níveis tróficos superiores do ecossistema. Dentre 
as vantagens em se utilizar algas em testes de toxicidade podemos destacar sua 
grande sensibilidade às alterações ocorridas no meio ambiente e o seu ciclo de vida 
relativamente curto, o que possibilita a observação de efeitos tóxicos em várias 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 36 
gerações. O efeito de inibição resultante sobre a população de algas, após um intervalo 
de tempo pré-estabelecido (geralmente 3 ou 4 dias), é determinado comparando-se o 
crescimento observado na presença de agente tóxico com o crescimento normal 
observado em um sistema livre de agente tóxico, o qual é chamado de controle. Nesses 
testes, a temperatura e a luminosidade devem ser rigorosamente controladas porque 
podem afetar significativamente o crescimento das algas. 
 
O crescimento algáceo pode ser determinado por contagem celular ao microscópio 
ótico, ou com um contador eletrônico de partículas, ou pelo conteúdo de clorofila 
medido por espectrofotometria ou fluorimetria, ou pela turbidez medida em 750 nm. 
As algas verdes e unicelulares de água doce Chlorella vulgaris, Scenedesmus 
subspicatus e Selenastrum capricornutum são frequentemente utilizadas em testes de 
toxicidade porque crescem rapidamente e suas culturas são facilmente preparadas em 
laboratório. Uma vez que a luz é um parâmetro imprescindível para o crescimento de 
algas, amostras que apresentam cor, como corantes e efluentes de indústrias têxteis, 
podem interferir nos testes de toxicidade com algas, levando a um resultado 
superestimado. Nesses casos, é difícil afirmar se o crescimento da população de algas 
foi realmente afetado pelainteração da amostra com sítios alvos do organismo ou se 
simplesmente foi afetado porque parte da luz foi absorvida pela amostra. Além disso, 
como métodos ópticos como espectrofotometria e fluorimetria são sugeridos para 
determinar a concentração das algas, amostras com cor acentuada podem ser 
interferentes. 
 
Crustáceos e peixes 
 
Crustáceos de água doce da ordem Cladocera e do gênero Daphnia, os quais são 
vulgarmente conhecidos como pulgas d’água, são bastante utilizados em testes de 
toxicidade porque são amplamente distribuídos nos corpos d’água doce, são 
importantes em muitas cadeias alimentares e são fonte significativa de alimento para 
peixes, possuem um ciclo de vida relativamente curto, são facilmente cultivados em 
laboratório, são sensíveis a vários contaminantes do ambiente aquático e porque, 
devido ao seu pequeno tamanho, necessitam de menores volumes de amostras-teste 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 37 
e água de diluição do que os testes realizados com algas e peixes. Além disso, a 
reprodução assexuada desses crustáceos por partenogênese garante a produção de 
organismos geneticamente idênticos permitindo, assim, a obtenção de organismos-
teste com sensibilidade constante. 
 
Várias espécies de Daphnia são utilizadas em testes de toxicidade, mas, a mais 
utilizada é a Daphnia magna, para a qual existe um grande número de informação 
sobre as técnicas de cultivo, os requisitos de temperatura, luz e nutrientes e sobre sua 
resposta a muitas substâncias tóxicas. As espécies de Daphnia são basicamente 
diferenciadas pelo seu tamanho e essa característica tem influência sobre a toxicidade 
das substâncias. No Brasil, Daphnia similis vem sendo bastante utilizada em testes de 
toxicidade. Apesar de não ser uma espécie nativa, é facilmente cultivada em 
laboratório e atende aos critérios estabelecidos pelos procedimentos padrões para a 
seleção de espécies alternativas. 
 
O crustáceo de água salgada Artemia salina também é uma espécie bastante utilizada 
em testes de toxicidade. A utilização dessa espécie é interessante porque seus ovos 
resistem à secagem e estocagem por longos períodos de tempo. Quando os ovos secos 
são colocados em água do mar e incubados a aproximadamente 23oC, eles eclodem 
dentro de 1 ou 2 dias e após isso os organismos já estão prontos para serem utilizados 
nos testes de ecotoxicidade. Os ovos de Artemia salina podem ser adquiridos em 
qualquer loja de artigos para aquários, uma vez que são utilizados como alimento para 
peixes. Nessas lojas também pode ser adquirido sal marinho para preparar água 
marinha artificial. O uso de Artemia salina é interessante quando se pretende avaliar 
a toxicidade de efluentes que apresentam alta salinidade e, portanto, alta 
condutividade, uma vez que esse parâmetro é um fator crítico para espécies de água 
doce. 
 
O efeito tóxico frequentemente avaliado em testes de toxicidade com microcrustáceos 
é a imobilidade porque, devido ao pequeno tamanho desses organismos, é difícil 
avaliar se estão mortos. Diversas espécies de peixes são utilizadas como 
bioindicadores. No Brasil a espécie mais utilizada é o Danio rerio, o qual é vulgarmente 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 38 
conhecido como peixe paulistinha ou peixe zebra. Pimephales promelas, o qual é 
popularmente conhecido como “Vairão de cabeça grande”, também é utilizado em 
testes de toxicidade. O parâmetro avaliado nos testes de toxicidade aguda com peixes 
é a mortalidade e os testes de toxicidade crônica com esses organismos requerem 
longos períodos de tempo, uma vez que seu ciclo de vida e seu período reprodutivo 
são longos quando comparados aos de outras espécies. 
 
Bactérias 
Embora tradicionalmente algas, crustáceos e peixes sejam usados para medidas de 
toxicidade aquática, esses testes requerem maiores tempo de exposição e volume de 
amostra do que testes de toxicidade que utilizam bactérias. Dentre esses, o teste que 
utiliza a bactéria marinha bioluminescente Vibrio fischeri e recebe o nome de Microtox 
é, sem dúvida, o mais utilizado. Nesse teste é medida a redução da luminescência 
emitida naturalmente pela bactéria quando ela é posta em contato com um agente 
tóxico, o qual inibe a atividade da enzima luciferase. O tempo de duração do teste 
varia entre 15 e 30 min. Microtox é um teste de toxicidade rápido, sensível, fácil de 
executar e de baixo custo que pode ser utilizado no controle da poluição das águas e 
efluentes industriais. Apesar dessas vantagens é um teste criticado por empregar uma 
bactéria marinha de pouco significado ecológico. 
 
2.5 Biomonitoramento de áreas impactadas 
 
Ao longo das últimas décadas muitas mudanças ocorreram no campo de 
monitoramento e gestão de fontes de dados de recursos ambientais. As mudanças 
ocorreram devido aos avanços na tecnologia que permitem fácil acesso a grandes 
conjuntos de dados e recursos aprimorados para avaliar, analisar e visualizar estes 
dados. Desenvolvimentos em sensoriamento remoto, sistemas de informação 
geográfica (SIG), a internet, computadores pessoais, dados pessoais e gravadores 
forneceram os cientistas, gestores e público em geral a capacidade de acessar e avaliar 
os dados de gestão. Hoje, mapas e gráficos podem ser gerados no local e servidos por 
rede de conexões, permitindo ao público avaliar as opções imediatamente. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 39 
Monitoramento é um termo que se tornou muito mais comum na gestão dos recursos 
naturais. 
 
As fontes identificadas fornecem uma visão para os enfrentados com determinação 
como usar dados de biomonitorização para apoiar o manejo a longo prazo dos recursos 
naturais. Monitoramento de dados, existentes e novos, pode desempenhar um papel 
importante na concepção e avaliação de estudos ecotoxicológicos. Impactos 
antropogênicos fornecem inúmeros estresses aos sistemas ambientais. O advento da 
análise química de baixo nível e técnicas para avaliar os efeitos genéticos do estresse 
ambiental fornecem novas ferramentas para os cientistas entenderem melhor como 
os sistemas biológicos podem ser impactados por tensões químicas. No entanto, é 
importante que os cientistas usem informações existentes de fontes identificadas, bem 
como outros dados para identificar o grau e tipo de ação de gestão necessários e 
entender como esta informação deve ser usada em contexto. 
 
O Ministério da Saúde constituiu o Sistema Nacional de Informações Tóxico-
farmacológicas (Sinitox) em 1980. A ideia partiu da necessidade de criar um sistema 
abrangente de informação e documentação em toxicologia e farmacologia de alcance 
nacional. Dessa forma, a prioridade do governo era obter dados sobre medicamentos 
e demais agentes tóxicos existentes no meio, a fim de que gestores e profissionais de 
saúde pública e a população em geral pudessem ter acesso às mais diversas formas 
de uso e proteção. Até 1986, o Sinitox era vinculado diretamente à Presidência da 
Fiocruz mas posteriormente foi incorporado à estrutura do Centro de Informação 
Científica e Tecnológica (Cict/Fiocruz), sendo hoje parte do Instituto de Comunicação 
e Informação Científica e Tecnológica em Saúde (Icict/Fiocruz). O Sistema Nacional de 
Informações Tóxico-Farmacológicas (Sinitox) tem como principal atribuição coordenar 
a coleta, a compilação, a análise e a divulgação dos casos de intoxicação e 
envenenamento notificados no país. 
 
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) criou, em 2005, a Rede Nacional 
de Centros de Informação e Assistência Toxicológica (Renaciat) pela Resolução da 
Diretoria Colegiada (RDC) nº 19 da ANVISA. Composta atualmente de 35 unidades 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 40 
localizadas em 18 estadose no distrito federal, tem como função fornecer informação 
e orientação sobre o diagnóstico, prognóstico, tratamento e prevenção das 
intoxicações e envenenamentos, assim como sobre a toxicidade das substâncias 
químicas e biológicas e os riscos que elas ocasionam à saúde. Atende tanto o público 
em geral quanto os profissionais de saúde. 
 
A ANVISA criou ainda o Disque-Intoxicação, meio pelo qual os profissionais de saúde 
obtém informações sobre tratamentos, além de o público em geral poder tirar dúvidas 
gratuitamente. Através do número 0800-722-6001, a ligação é transferida para o 
Centro de Informação e Assistência Toxicológica mais próximo de onde está o usuário. 
Por meio de uma rede de informação sistematizada é possível delinear um mapa da 
situação do país em relação à intoxicação. Os profissionais dos Centros documentam 
os atendimentos prestados e encaminham as fichas para um banco de notificações. 
Posteriormente, as informações coletadas chegam à ANVISA e ao Sistema Nacional de 
Informações Tóxico-Farmacológicas (Sinitox). 
 
2.6 Métodos de detoxificação 
 
Biodegradação 
A Biodegradação pode envolver relativamente pequenas alterações na molécula 
absorvida, tais como substituição ou modificação de um grupo funcional para facilitar 
sua remoção do corpo. Mais frequentemente, no entanto, o composto é 
completamente degradado, e o resultado final é a conversão de compostos orgânicos 
relativamente complexos para CO2, H2O e sais inorgânicos, um processo chamado de 
mineralização. Geralmente os produtos de biodegradação são formas moleculares, que 
tendem a ocorrer na natureza e que são em maior equilíbrio termodinâmico com seu 
entorno. 
 
 
 
 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 41 
Aspectos bioquímicos de biodegradação 
Deve-se ressaltar que a biodegradação de um composto orgânico ocorre de forma 
gradual e geralmente não é o resultado da atividade de um organismo específico 
(Figura 20). 
 
Geralmente várias espécies de microrganismos, que muitas vezes existente em 
sinergia, estão envolvidas. Estas podem utilizar diferentes vias metabólicas e uma 
variedade de sistemas enzimáticos. Apesar de biodegradação ser normalmente 
considerada como degradação de espécies inorgânicas simples, como dióxido de 
carbono, água, sulfatos e fosfatos, deve sempre ser considerada a possibilidade de 
formação de espécies químicas mais complexas ou mais perigosas. Um exemplo deste 
último é a produção de formas metiladas voláteis, solúveis, tóxicas do arsênico e 
mercúrio de espécies inorgânicas destes elementos por bactérias em condições 
anaeróbias. Há alguns indícios que sugerem que o tolueno, um composto 
antropogênico, pode ser produzido metabolicamente do aminoácido fenilalanina por 
bactérias anaeróbias; este processo ocorrerá por desaminações sucessivas e 
descarboxilação do seguinte modo: 
 
 
Figura 20. Aspecto bioquímico de biodegradação 
 
é sabido que as comunidades microbianas expostas a compostos xenobióticos 
desenvolvem a habilidade de degradar estes compostos metabolicamente. Isto tornou-
se particularmente evidente a partir de estudos de produtos tóxicos no ambiente. Em 
geral, esses compostos são prontamente degradados por bactérias que foram expostas 
aos compostos por períodos prolongados, mas não por bactérias de locais não 
expostos. O desenvolvimento de culturas microbianas com a capacidade de degradar 
materiais a que estão expostas é descrito como adaptação metabólica. A rápida 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 42 
multiplicação de culturas microbianas, adaptação metabólica pode incluir alterações 
genéticas que favorecem microrganismos que podem degradar a um tipo específico 
de poluente. Adaptação metabólica também pode incluir o aumento do número de 
micro-organismos capazes de degradar o substrato em questão e indução enzimática. 
 
Fatores na biodegradação 
As taxas e a eficácia de biodegradação de matérias orgânicas dependem de vários 
fatores. Estes incluem a concentração do substrato composto, a natureza e a 
concentração do aceptor final de elétrons (mais comumente O2), a presença de 
nutrientes, fósforo e nitrogênio, a disponibilidade de nutrientes como elementos traço, 
a presença de um organismo adequado, a ausência de substâncias tóxicas e a 
presença de condições físicas adequadas (temperatura, e meio de crescimento). Além 
de suas propriedades bioquímicas, as propriedades físicas dos compostos, incluindo a 
volatilidade, solubilidade em água, organofilicidade, tendência a ser sorvido por sólidos 
e carga elétrica, desempenham um papel na determinação da biodegradabilidade de 
compostos orgânicos. 
 
Biodegradabilidade 
A acessibilidade de um composto ao ataque químico por micro-organismos é expressa 
em sua biodegradabilidade. A biodegradabilidade de um composto é influenciada por 
suas características físicas, tais como solubilidade em água e a pressão de vapor; e 
por suas propriedades químicas, incluindo massa molecular, estrutura molecular e a 
presença de vários tipos de grupos funcionais, alguns dos quais fornecem um 
identificador bioquímico para dar início à biodegradação. Com os organismos 
adequados e, sob as condições certas, até mesmo substâncias que são biocidas para 
a maioria dos micro-organismos podem sofrer biodegradação. Substâncias 
recalcitrantes ou biorrefratárias são aquelas que resistem à biodegradação e tendem 
a persistir e a se acumular no ambiente. Estes materiais não são necessariamente 
tóxicos para os organismos, mas simplesmente resistem ao seu ataque metabólico. 
Até mesmo alguns compostos considerados como biorrefratários podem ser 
degradados por micro-organismos adaptados à sua biodegradabilidade. Exemplos de 
tais compostos e os tipos de microrganismos que podem degradá-los incluem: endrina 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 43 
(Arthrobacter); DDT (Hydrogenomonas); acetato de fenilmercúricos (Pseudomonas) e 
borracha crua (actinomicetos). 
 
2.7 Conclusão 
 
Um ecossistema é composto por uma variedade de comunidades de organismos e seu 
ambiente circundante, existentes em um estado geralmente estável. Um aspecto 
importante dos ecossistemas é o fluxo de energia e matéria. 
 
Em um ecossistema existem intricadas relações entre os organismos, uns com os 
outros e com seu entorno, que podem ser perturbadas pelos efeitos de substâncias 
tóxicas (Figura 21). O fluxo de materiais inerentes aos ecossistemas pode estar 
envolvido na dispersão e exposição a substâncias tóxicas. Exposição à xenobióticos 
pode alterar a homeostase (estado de equilíbrio ecológico no ambiente) de organismos 
individuais, levando a efeitos sobre as populações de tipos específicos de organismos, 
as comunidades de organismos e o ecossistema como um todo. Há muitas 
interconexões entre os ecossistemas terrestres e aquáticos, e muitos ecossistemas têm 
componentes tanto terrestres quanto aquáticos. A ecotoxicologia aquática é 
relativamente mais simples do que a Ecotoxicologia terrestre. 
 
A exposição de organismos de substâncias tóxicas em sistemas aquáticos é 
normalmente feita através do contato direto dos organismos com a água contaminada, 
que pode ser analisada quimicamente para a presença de substâncias tóxicas. Os 
organismos em ecossistemas aquáticos são largamente confinados a áreas 
relativamente pequenas, embora haja exceções, como o salmão, que migra ao longo 
de grandes distâncias para se reproduzir. 
 
A ecotoxicologia terrestre é complexa por uma série de fatores. Um grande número 
de organismos existem em vários níveis tróficos, encaixando uma variedade de peças 
de teias alimentares e ocupando uma variedade de nichos ecológicos. Animais 
terrestres podem moverdistâncias significativas como forragem, migrar, defender 
seus territórios e procuram locais mais favoráveis à sua existência. Considerando que 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 44 
um corpo de água apresenta um alto grau de inércia, particularmente em direção a 
mudanças de temperatura por causa da alta capacidade de calor da água, ambientes 
terrestres podem sofrer mudanças repentinas e dramáticas na temperatura, umidade 
e outros fatores que afetam o meio ambiente. É neste contexto variável que a 
ecotoxicologia terrestre deve tentar determinar os efeitos, muitas vezes sutis e 
pequenos, de produtos químicos xenobióticos, que muitas vezes estão presentes em 
concentrações baixas e variáveis tóxicas no sangue dos patos femininos e causando 
envenenamento fatal como resultado 
 
Efeitos sobre a distribuição populacional podem servir como prova de tipos de 
substâncias tóxicas: uma diminuição acentuada no número de juvenis pode indicar a 
presença de venenos reprodutivas; uma baixa população de indivíduos mais velhos 
pode resultar da exposição a agentes cancerígenos, o que leva um tempo 
relativamente longo para ocorrer, para que os membros mais velhos desenvolvam 
câncer e morram. 
 
Muitos dos fatores que podem afetar adversamente a organismos são estressores 
inerentes, incluindo a disponibilidade de nutrição, qualidade da água, temperatura e 
outros extremos climáticos, doença e predação. É importante ser capaz de separar os 
efeitos dos estressores inerentes dos produtos químicos tóxicos. Existem muitas vezes 
importantes relações sinérgicas entre estressores inerentes e os efeitos de substâncias 
químicas tóxicas. Os organismos que estão sob estresse de estressores inerentes são, 
provavelmente, mais suscetíveis aos efeitos dos xenobióticos e substâncias tóxicas. A 
observação das mortes de organismos e resultantes declínios nas populações, embora 
simples e inequívoca, são muitas vezes insuficientes para explicar os efeitos das 
substâncias tóxicas sobre os ecossistemas. Também é importante considerar os efeitos 
subletais, que podem causar efeitos nocivos em populações sem matar diretamente 
os indivíduos. A exposição a substâncias tóxicas pode reduzir as taxas de reprodução 
de organismos e afetar as taxas de sobrevivência dos juvenis à idade adulta. A 
capacidade de evitar predadores pode ser restringida, as capacidades de 
forrageamento podem ser reduzidas e instintos homing e migração podem ser 
adversamente afetados. 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 45 
 
Variados testes são usados para monitorar os efeitos subletais. Um determinado teste 
examina a indução de enzimas oxigenase de função mista, que são produzidas por 
organismos para metabolizar substâncias tóxicas. Alguns dos efeitos mais bem 
estudados de substâncias tóxicas sobre os ecossistemas foram aqueles que lidam com 
os efeitos do ácido sobre os ecossistemas de água doce. O declínio do pH de uma 
variedade quase neutra de 6.5 a 7.5 para valores em torno de 5,5 a 6,0 têm sido 
observado em alguns lagos escandinavos durante o período aproximado de 30 anos 
após 1940. Estes declínios foram acompanhados de perdas dramáticas de populações 
de truta e salmão comercialmente valiosos. Os lagos com valores de pH inferior a 5,0 
tornaram-se livres de peixe. Estudos experimentais da acidificação do lago também 
demonstraram alterações nas comunidades de fitoplâncton e zooplâncton, com uma 
perda generalizada de diversidade da população. Em alguns casos, esteiras compostas 
de apenas algumas espécies de algas verdes filamentosas, mudaram o caráter inteiro 
dos lagos. 
 
 
Figura 21. Efeitos da contaminação 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 46 
AULA 3 - Compostos tóxicos e seu efeito na saúde humana 
 
 
3.1 Introdução 
 
O objetivo desta tópico é identificar e descrever os efeitos dos contaminantes 
ambientais significativos e outros processos antropogênicos capazes de produzir 
desequilíbrios em ecossistemas: hidrocarbonetos, HPAs, metais pesados, arsênico, 
selênio, moléculas inorgânicas, resíduos perigosos, entre outros. 
 
Hidrocarbonetos de fontes antropogênicas são encontrados em todo o mundo, em 
todos os componentes dos ecossistemas. Mais da metade do petróleo no ambiente 
como contaminante é originado de derramamentos e descargas associadas com o 
transporte de petróleo. Outros hidrocarbonetos vem de despejos industriais, 
municipais e domésticos, assim como de veículos motorizados. Chumbo (Pb) é um 
metal pesado altamente tóxico, não-essencial, e todos os efeitos conhecidos de 
chumbo em sistemas biológicos são deletérios; emissões de chumbo antropogênicas 
presentes resultaram em solo e água contaminados e de várias ordens de magnitude 
maiores do que o estimado para emissões naturais. A extensão geográfica 
generalizada e as consequências negativas da poluição pelo mercúrio continuam a 
solicitar a investigação científica considerável. Globalmente o aumento das 
concentrações de metilmercúrio é encontrado na biota aquática, mesmo em locais 
remotos, como consequência de múltiplas fontes antropogênicas e seus lançamentos 
de mercúrio no ambiente. O selênio é um elemento de semimetálico natural que é 
essencial para a nutrição animal em pequenas quantidades, mas torna-se tóxico em 
maiores concentrações dietéticas que não são muito superiores às necessárias para a 
boa saúde. A maioria dos impactos de vida aquática associados com urbanização são 
provavelmente relacionados, a longo prazo, a problemas causados pelos sedimentos 
poluídos e perturbações na cadeia alimentares por radiação de fundo natural; a 
irradiação ocorre desde a operação normal de usinas nucleares e reatores de produção 
de plutónio, acidentes nucleares, armas nucleares, testes e contato com ou vazamento 
de locais de armazenamento de resíduos radioativos. Avaliar os impactos das 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 47 
instalações de energia nuclear no ambiente das liberações de rotina e acidentais de 
radionuclídeos de ecossistemas aquáticos e terrestres é importante para a proteção 
destes ecossistemas e seus componentes da espécie. Anualmente quase 17 milhões 
ha de florestas tropicais estão sendo liberados para novas terras agrícolas. Os efeitos 
globais do desmatamento incluem a perda insubstituível de espécies, as emissões para 
a atmosfera de gases quimicamente ativos e a retenção do calor rastreamento (dióxido 
de carbono metano, óxido nitroso e monóxido de carbono) e o consequente 
aquecimento global. .O desmatamento corresponde acerca de 25% do aquecimento 
global calculado, como resultado de todas as atuais emissões antropogênicas de gases 
com efeito de estufa. 
 
3.2 Tóxicos orgânicos em água, solo e ar 
A toxicológica de compostos orgânicos abrange uma área de estudo muito ampla. Hoje 
se conhece mais de 18 milhões de compostos orgânicos, e aqui trataremos dos que 
podem exercer toxicidade e, entre estes os mais usuais como os hidrocarbonetos, 
compostos orgânicos constituídos apenas por carbono e hidrogênio. 
 
Classificação dos hidrocarbonetos 
Para fins de discussão das toxicidades de hidrocarbonetos no presente capítulo, os 
hidrocarbonetos serão agrupados em cinco categorias: 
• Alcanos; 
• Hidrocarbonetos não aromáticos insaturados; 
• Hidrocarbonetos aromáticos; 
• Hidrocarbonetos aromáticos com anéis múltiplos policíclicos e 
• Hidrocarbonetos mistos. 
 
Toxicologia de alcanos 
A exposição do trabalhador aos alcanos, tem maior probabilidade de acontecer por 
inalação, especialmente dos compostos de baixa massa molecular. 
 
 
 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL 48 
Metano e etano: Metano tem a fórmula CH4 e etano C2H6 e ambos são asfixiantes 
simples, o que significa