Micropoluentes Ambientais

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MICROPOLUENTES AMBIENTAIS 
 
Agatha Louise Brandtner, Lara Thaís Alves de Souza Carvalho, Melissa Rocha Leonardo 
 
Introdução 
Os micropoluentes, também chamados de contaminantes emergentes, são um 
conjunto de substâncias, em sua maioria de origem antropogênica, mas que podem ser de 
ocorrência natural. Isso inclui fármacos, produtos de cuidados pessoais, hormônios, 
substâncias químicas industriais, pesticidas e muitos outros compostos. Os micropoluentes 
estão comumente presentes na água a concentrações traço mas essa baixa concentração 
traz sérios problemas ambientais devido à dificuldade de removê-los nos processos de 
tratamento da água e de efluentes. Nas últimas décadas, a ocorrência desses micropoluentes 
em ambientes aquáticos tem se tornado um problema mundial de crescente preocupação 
com o meio ambiente (LUO et al., 2014). 
Os micropoluentes são classificados em poluentes orgânicos persistentes (POPs) e 
micropoluentes orgânicos emergentes (MPOs). Os POPs podem permanecer por muito 
tempo no ambiente e, por serem substâncias químicas altamente resistentes à 
biodegradação, podem acabar se bioacumulando em tecidos gordurosos de seres vivos, 
levando a problemas ecotoxicológicos na cadeia alimentar. Os micropoluentes denominados 
emergentes são contaminantes que foram detectados e quantificados recentemente devido 
ao desenvolvimento de novas técnicas analíticas mais sensíveis e complexas (BILA et al., 
2007). Dentre os problemas observados devido à bioacumulação de micropoluentes, sejam 
eles persistentes ou não, estão doenças como câncer (SOTO; SONNENSCHEIN, 2010), 
infertilidade em seres humanos (LAGOS-CABRÉ; MORENO, 2012) e animais e resistência 
bacteriana (KÜMMERER, 2009). 
Como esses MPOS estão presentes em concentrações traço e ultra traço e sua 
composição é significativamente diversificada, fazer sua quantificação de modo eficiente e 
confiável se torna mais dificil, exigindo assim o uso de tecnologias analíticas de alta 
qualidade. Do mesmo modo, são necessários métodos avançados de extração e remoção 
desses micropoluentes do ambiente no qual estão presentes (GROS et al., 2013). 
Os micropoluentes são frequentemente usados para melhorar a qualidade de vida dos 
seres humanos e por isso é difícil controlar suas fontes em ambientes aquáticos. Muitas 
pesquisas sobre monitoramento da contaminação por fármacos e desreguladores endócrinos 
em ambientes como águas superficiais, lençois freáticos, água potável e efluentes, 
reportaram níveis significativos de micropoluentes nesses ambientes (BOYD et al., 2003; 
CAPDEVILLE et al., 2011). 
 
Outro problema relacionado aos micropoluentes é que os processos usados nas 
estações de tratamento de efluentes (ETEs) não são projetados para removê-los e, desse 
modo, eles podem persistir nos efluentes mesmo após tratados. Como resultado disso, muitos 
desses micropoluentes podem estar presentes em ambientes aquáticos, incluindo águas 
superficiais que são uma ameaça para o ecossistema e a saúde humana. A ocorrência de 
micropoluentes em ambientes aquáticos está relacionada a uma variedade de efeitos 
negativos incluindo toxicidade a curto e longo prazo e resistência de microrganismos a 
antibióticos e desreguladores endócrinos (STACKELBERG et al., 2004; HUERTA-FONTELA 
et al., 2011). 
Nos últimos anos, a ocorrência e destino de compostos farmacologicamente ativos 
em diferentes corpos hídricos (seja em águas superficiais, do mar, subterrâneas e 
mananciais) e pelo lançamento de efluentes e esgoto sem tratamento, tem sido reconhecida 
como uma das questões mais preocupantes na química ambiental (Hernandez et al., 2007; 
Rodriguez et al., 2007). Nesse sentido, investigações atuais têm objetivado melhorar o 
processo de tratamento de esgoto e contribuir para os cuidados com o ambiente (Moreira et 
al, 2013). 
Diante disso, o objetivo deste trabalho é apresentar os principais micropoluentes e 
suas fontes, seus mecanismos de atuação, bem como métodos analíticos de quantificação 
em ambientes e alternativas para a remoção desses micropoluentes de ambientes. 
 
Metodologia 
 
Foi realizada a busca eletrônica de artigos por meio da ferramenta google acadêmico para 
que fosse possível reunir informações e realizar uma revisão de artigos relacionados ao tema 
micropoluentes ambientais. Com a finalidade de delimitar o objeto de estudo e o campo de 
investigação para a realidade que se pretende apreender, optou-se por selecionar apenas 
produções na forma de artigos publicados em periódicos em português ou em inglês. Os 
artigos levantados compreenderam o período de 1999 até 2020 Os descritores de assuntos 
utilizados para a busca de artigos incluíram: micropollutants, micropoluentes, fármacos, 
efluente, waterwaste, organic micropollutants. Foram selecionados vários artigos encontrados 
por meio dos descritores citados anteriormente, porém foram utilizados 10 como referência 
para a discussão desse trabalho. 
 
3. Resultados e discussão 
 
3.1. Fontes de contaminação 
Os micropoluentes orgânicos apresentam diversas fontes, sendo a maioria deles oriundos da 
produção em massa de materiais. As principais fontes de entrada destes contaminantes no 
meio ambiente aquático podem ser observados na tabela 1. 
 
Tabela 1 - Classes e fontes majoritárias de entrada no meio ambiente. 
Fonte: Adaptado de Luo et al. (2014) 
 
A principal fonte de contaminação de águas superficiais são as águas residuais 
domésticas. Podemos citar como exemplo a contaminação através de produtos 
farmacêuticos, pois apesar de serem produzidos para a saúde humana e animal, o corpo 
metaboliza-os somente de forma parcial, sendo excretados pelos seres humanos e animais 
para as águas residuais (THOMAS et al, 2005). Mas, os resíduos do processo de fabricação 
e medicamentos vencidos também são considerados uma fonte de contaminação. Outros 
micropoluentes que podem ser citados são os hormônios naturais e inseticidas. Estes 
contaminam a água através de produtos plásticos, retardantes de chamas ou também por 
seres humanos e animais, sendo o efluente de esgoto a principal fonte (POULSEN et al, 2005; 
COUSINS et al, 2006). 
A geração e eliminação de micropoluentes foi categorizada em 5 fatores: propriedades 
físico-químicas, fatores ambientais, transporte e retenção, transformação e acumulação. As 
propriedades físico químicas, como a solubilidade, estabilidade da estrutura química e 
característica de distribuição das partículas, e a biodisponibilidade determinam a presença 
destes micropoluentes nas águas naturais (CALIMAN et al, 2009). 
A movimentação dos micropoluentes de um estágio para o outro, como por exemplo 
da água para o solo, pode ser afetada pela suas propriedades físicas, sendo a adsorção, 
precipitação e formação de complexos e colóides propriedades que retêm os contaminantes 
na água. 
O processo de transformação não impede o micropoluente de chegar até o meio 
ambiente, a não ser que processos de conversão apropriados sejam implementados no 
processo de tratamento de águas residuais. Controlar a quantidade de micropoluentes 
emitidos no ambiente natural se torna uma tarefa difícil, podendo ocorrer acúmulo do mesmo 
no ambiente aquático. 
Um exemplo que pode ser citado, que apresenta fontes distintas de contaminação, 
são os antibióticos de fluoroquinolona. A contaminação se dá através do fluxo de resíduos 
provenientes de áreas residenciais, hospitais e fazendas de animais, pois a dose 
administrada desse medicamento é apenas parcialmente metabolizada, como citado 
anteriormente. A contaminação resultante das aplicações humanas ocorre através da água 
de efluente ou medicamentos contendo o antibiótico, sendo a primeira fonte distribuída em 
três categorias, águas residuais hospitalares, águas residuais urbanas e águas residuais de 
produtores de medicamentos. Assim, ao comparar as águas residuais hospitalares com 
urbanas, é possível observarque águas residuais urbanas são estudadas com maior 
intensidade e as águas residuais hospitalares apresentam concentrações mais altas de 
antibióticos de fluoroquinolona (Verlicchi et al., 2010). Já a poluição através da aplicação 
veterinária ocorre através de resíduos produzidos pela pecuária, sendo separados em águas 
residuais e esterco (SIM et al, 20011; ZHOU et al, 20013; DOORSLAER et al, 2014). 
As fontes de contaminação destes micropoluentes podem ser classificadas como 
fontes pontuais e não pontuais, sendo as fontes pontuais a descarga de esgoto municipal e 
industrial, lixiviação de aterro, efluentes da pecuária e liberação de esgoto doméstico. Já as 
fontes não pontuais incluem descarte da agricultura e deposições atmosféricas. Esses 
poluentes podem originar de algumas destas fontes, mas o destino final destes contaminantes 
no ambiente sempre serão os compartimentos aquáticos (BOLONG et al, 2009; TERNES et 
al, 1999; GHISELLI et al, 2007). 
 
3.2. Impacto dos micropoluentes presentes na água na saúde humana 
 
Interferentes endócrinos são micropoluentes químicos presentes no ambiente que são 
capazes de se acumular no solo e na água causando problemas na saúde humana devido a 
sua ligação a receptores endócrinos promovendo alterações na síntese, secreção, 
metabolismo ou ação dos hormônios do organismo. São considerados interferentes 
endócrinos, pesticidas, conservantes, plastificantes, produtos de higiene, medicamentos, 
hormônios, podendo estes ser naturais ou sintéticos, sendo a principal fonte de contaminação 
a água potável, ou seja, a substância pode ser absorvida por via digestiva, mas também pode 
ser por via respiratória e cutânea (RICHERDSON et al, 2005; BEDDING et al, 1982; 
HARTMANN et al, 1998; BILA et al, 2007). É possível observar os principais interferentes na 
tabela 2. 
 
Tabela 2 - Principais interferentes endócrinos conhecidos. 
 
Fonte: BILA et al, 2007 
 
O sistema endócrino é formado por um conjunto de glândulas, tendo como principal 
função a produção de hormônios, como por exemplo a tiroxina, os estrogênios e 
progestagênios, a testosterona e a adrenalina (BIRKETT et al, 2003; LINTELMANN et al, 
2003; ANKLEY et al, 1998). As atividades realizadas pelos hormônios produzidos pelo 
sistema endócrino incluem atividades de órgãos completos, níveis de sais, açúcares e 
líquidos no sangue, o uso e armazenamento de energia, o crescimento e o desenvolvimento 
de um determinado organismo, sua reprodução, suas características sexuais, etc (SHIMADA 
et al, 2001; LÓPEZ DE ALDA et al, 2001; GHISELLI et al, 2004; BIRKETT et al, 2003; 
LINTELMANN et al, 2003). 
 
3.2.1 Mecanismo de ação dos interferentes endócrinos 
 
Os hormônios produzidos pelo sistema endócrino ligam-se a receptores específicos, 
chamados de receptores hormonais, para realizar a sua ação. Porém, substâncias químicas 
também apresentam a capacidade de ligação a esses receptores hormonais, sendo este o 
motivo pelo qual os interferentes endócrinos são capazes de gerar um efeito na saúde dos 
seres humanos. Assim, a alteração no sistema endócrino ocorre quando o interferente 
endócrino se liga a um receptor hormonal, modificando sua resposta natural desencadeando 
dois processos distintos, ou seja, pode gerar um efeito agonista ou antagonista. O efeito 
agonista ocorre quando a ligação da substância química produz uma resposta, atuando assim 
como um imitador da ação de um determinado hormônio. Já o efeito antagonista ocorre 
quando nenhuma resposta for produzida quando o interferente se liga ao receptor hormonal, 
agindo como um bloqueador, ou seja, impedindo a interação entre um hormônio natural e seu 
receptor (BIRKETT et al, 2003; LINTELMANN et al, 2003). O efeito dos interferentes 
endócrinos pode ser exemplificado na figura 1. 
Figura 1 - Disfunções endócrinas: a) resposta natural, b) efeito agonista, c) efeito antagonista. 
 
 
Fonte: BIRKETT et al, 2003 
 
3.2.2. Efeitos causados 
 
1) Alterações na função reprodutiva (CALIMAN et al, 2004). 
2) Baixa contagem de células reprodutivas masculinas e infertilidade (CALIMAN et al, 
2004). 
3) Crescimento celular desordenado (CALIMAN et al, 2004). 
4) Aumento da incidência de diferentes formas de câncer (CALIMAN et al, 2004). 
5) Alterações metabólicas como obesidade, diabetes e outros desvios de metabolismo 
(NEWBOLD et al, 2009). 
6) Bioacumulação e toxicidade crônica (FONTENELLE et al, 2010). 
 
3.3 Métodos mais promissores de remoção de micropoluentes de efluentes 
 
Adsorção 
 
A adsorção por carvão ativado é um dos métodos mais comuns para remoção de 
micropoluentes nos processos de tratamento de efluentes, visando também a remoção de 
gosto e odor. A adsorção ocorre, nesse caso, na biomassa, quando o efluente passa pela 
fase do tratamento onde há presença do carvão ativado. Esse processo pode ser afetado 
tanto por propriedades dos adsorbatos como coeficiente de partição óleo-água, constante de 
acidez, massa molecular, presença de anéis aromáticos entre outras, quanto dos adsorventes 
como área superficial, tamanho e textura dos poros, composição química superficial e de 
matéria mineral (MOTA, 2008; PUTRA et al., 2009; RAKI et al., 2015). Kovalova et al. (2012) 
investigaram a eliminação de micropoluentes orgânicos de um efluente hospitalar tratado em 
biorreator de membrana e carvão ativado em pó. Com doses de 8,23 e 43 mg L-1 e tempo 
de retenção de 2 dias, o reator com carvão ativado em pó apresentou uma eficiente remoção 
para a maioria dos compostos estudados (Pharmaceutically-active Compounds - PhaCs, 
metabólitos e produtos industriais). A remoção destes compostos chegou a atingir eficiências 
de 86%. 
 
Processos oxidativos 
 
A aplicação de processos oxidativos avançados (POAs) a efluentes que contém 
micropoluentes orgânicos são descritos em vários artigos como uma alternativa de remoção. 
Os POAs são reconhecidos como uma das mais eficazes alternativas para a degradação de 
substratos de relevância ambiental. Esses processos são baseados na geração do radical 
hidroxila (OH) que tem alto poder oxidante e pode promover a degradação de vários 
compostos poluentes, em tempos relativamente pequenos (MACHADO et al., 2000). 
Dentre os tratamentos apresentados na literatura destacam-se a irradiação por 
ultravioleta (UV) e oxidantes fortes sendo que a irradiação ultravioleta (UV) é utilizada para 
desinfetar água e esgoto. Os estrogênios têm sido observados como suscetíveis a 
transformações durante o tratamento com UV, podendo ser atacados de duas formas: a 
fotólise direta por meio de absorção direta de luz (LI; SUN, 2014), ou pela fotólise indireta, 
com auxílio de fotossensibilizadores, que absorvem a luz e geram radicais oxigenados 
reativos, que irão concluir a etapa de degradação (MACHADO et al., 2000). 
 
Processos de separação por membranas (PSM) 
 
 A utilização de processos de filtração ou separação, com membranas filtrantes como 
microfiltração (MF), ultrafiltração (UF), nanofiltração (NF) e osmose reversa (OR), tem sido 
observada como uma opção promissora para a remoção de micropoluentes orgânicos em 
água. A remoção por membranas ocorre pr meio de uma combinação de processos, sendo 
que a adsorção, a exclusão por tamanho e a repulsão de cargas são os mais importantes 
(BOLONG et al., 2009). A nanofiltração e as membranas de osmose reversa são muito 
estudadas para remoção de contaminantes em água em geral e sua eficiência de remoção é 
dependente das propriedades físico-químicas dos compostos-alvo, como massa molar, 
solubilidade e propriedades eletrostáticas, assim como das condições de operação das 
membranas (fluxo, qualidade de alimentação), das propriedades das membranas 
(permeabilidade, porosidade, cargas superficiais, hidrofobicidade/ hidrofilicidade), 
incrustações nas membranas e parâmetros como pH, temperatura e salinidade (SCHÄFER; 
WAITE, 2002; BOLONGet al., 2009; LIU et al., 2009). 
 
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