ATIVIDADE 4 LUCIANO

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TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES 
ORIGEM E A IMPORTÂNCIA AMBIENTAL E EM TERMOS DE SAÚDE PÚBLICA DOS MICROPOLUENTES ORGÂNICOS E ALGUNAS PROBLEMAS ESPECIAIS 
RHAISSA MATIAS LIMA
Salvador
2020
PESTICIDAS 
Pesticida é um termo geral para inseticidas (pesticidas que matam insetos), acaricidas (pesticidas que matam ácaros), rondicidas (pesticidas que matam roedores), herbicidas (pesticidas que matam ervas), fungicidas (pesticidas que matam fungos) e produtos de ação similar (RUZICKA , 1973; PINTO, 2002). Este termo geralmente indica algum composto químico, agente biológico, ou suas misturas, usados como ingredientes ativos de produtos que têm a função de controlar pestes e doenças de plantações, ectoparasitas de animais e pestes da saúde pública (MANO,1991). O início da história dos pesticidas modernos ocorreu nos anos 30, quando as propriedades inseticidas do diclorodifeniltricloro-etano (DDT) foram descobertas por Paul Muller, ganhador do Prêmio Nobel. Antes do desenvolvimento dos pesticidas modernos eram utilizadas substâncias muito tóxicas, como: ácido sulfúrico, arsenitos (herbicidas), estriquinina (rodenticida) e dinitro-ocresol (multi-uso) (MANO, 1991). Observa-se, geralmente, que entre os pesticidas, os inseticidas são os mais tóxicos, o que pode ser comprovado pelos valores de DL50 (oral aguda, por exemplo) que são mais baixos (1 a 500 mg/kg) que para herbicidas ou fungicidas (geralmente acima de 5000 mg/kg). Isto pode ser entendido pelo simples fato de que os inseticidas, que têm como alvo insetos, afetam mais ao homem e a animais superiores devido ao modo e local de ação, que é comumente o sistema nervoso. Por outro lado, os herbicidas e fungicidas, que têm como alvo ervas e microorganismos vegetais, respectivamente, possuem modo e local de ação muito diferentes, pois os organismos em questão são bem diferentes (GARP, 1999). Atualmente, os pesticidas são poluentes particularmente importantes dentre os compostos orgânicos, devido ao seu uso comum e descontrolado. De acordo com um relatório publicado nos Estados Unidos, pela US Environmental Protection Agency (EPA, 2015), mais de 500.000 toneladas de pesticidas foram usados em 1985. Na Europa, o uso de pesticidas é difícil de estimar, porém o UK reportou o uso de 14000 toneladas por ano durante o período de 1980-1983. Observando os dados para o uso de pesticidas específicos, como, por exemplo, a atrazina, verificase que ele foi de 90000 toneladas em 1980 (EPA, 2015). Dentre os pesticidas, os herbicidas representam um problema especial de resíduos no meio ambiente, pois são aplicados diretamente no solo em pré-emergência (seletivo) ou como esterilizante do solo (não-seletivo) (VAN MIDDELEM, 1966). Os pesticidas que são aplicados na lavoura, eventualmente, são transportados para as águas superficiais através de vários mecanismos e seus resíduos podem permanecer no meio ambiente, devido a sua persistência, causando riscos potenciais à saúde humana (PINTO, 2002).
CLASSIFICAÇÃO DOS PESTICIDAS ORGANICOAS DE SÍNTESE
· Clorados: Compostos por um hidrocarboneto clorado que tem um ou mais aneis aromáticos. Exemplos: dieldrina, aldrina, endrina, heptacloro;
· Clorofosforados: Compostos por um éster de ácido fosfórico e outros ácidos à base de fósforo, em que um dos radicais da molécula possui também um ou mais átomos de cloro; 
· Fosforados: Compostos por um éster de ácido fosfórico e outros ácidos à base de fósforo;
· Carbamatos: Compostos por um ésteres de ácido metilcarbônico ou dimetilcarbônico.
Os pesticidas acumulam-se no organismo em tecidos lipídicos, fígados, rins, cérebro e coração. Como um agravante, muitos dos alimentos que fazem parte da dieta humana sofrem enriquecimento em relação a concentração inicial de pesticidas, como o leite, peixes de água doce ou salgada, crustáceos e vegetais. A cadeia alimentar aquática é um bom exemplo de como ocorre a acumulação. Se for considerada uma concentração arbitrária de 1 para traços de um inseticida na água, então a concentração em um plancton será de 10, em um crustáceo será de 500, em um peixe pequeno será de 2500, em um peixe carnívoro será de 5000 e em um pássaro, que come peixes, será de 125000 (BIZIUK et al., 1996).
HPAs
Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são compostos orgânicos semivoláteis formados principalmente, pela combustão incompleta de materiais orgânicos (GROVER et al., 2013; LIU et al., 2015), sendo listados como poluentes pela União Européia e pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA em solos (XUE et al., 2015). No processo de produção de biocarvão, durante a pirólise, ocorre a formação de HPAs devido aos fragmentos instáveis gerados (HALE et al., 2012). O método tradicional de extração de HPAs é realizado através do Soxhlet (US EPA 8275A, 2014). Em comparação com outros métodos de extração, o Soxhlet apresenta desvantagens como maior tempo despendido, grande quantidade de solvente e como consequência, problemas ambientais (CASTRO et al., 2010). O método de extração por ultrassom apresenta vantagens como simplicidade, menor tempo de extração e de baixo volume de solventes, diminuindo os possíveis danos ao meio-ambiente (CARDOSO et al., 2014). As propriedades mutagênicas e carcinogênicas de alguns HPAs conferem a esses contaminantes a razão para a sua inclusão na maioria dos programas de monitoramento ambiental e saúde humana em diferentes países no mundo (WHO 1983; EPA 1986). Estes compostos, por apresentarem propriedades hidrofóbicas quando lançados no ambiente aquático, podem ser absorvidos pelos organismos, ou então, serem rapidamente associados a partículas suspensas orgânicas ou inorgânicas e, subsequentemente, depositados no sedimento (POLAKIEWICZ, 2008). HPAs são rapidamente absorvidos pelos pulmões, intestinos e pela pele de animais experimentais e altamente lipossolúveis, independente da rota de administração (MEIRE et al., 2007). A contaminação de aquíferos por vazamentos de petróleo em tanques de armazenamento é uma preocupação a nível mundial e tem sido muito discutida também no Brasil, devido à alta ecotoxicidade dos hidrocarbonetos aromáticos presentes (KULKAMP, 2003). Os HPAs apresentam alto coeficiente de partição entre solventes orgânicos e água, o que permite prever possíveis processos cumulativos em compartimentos como sedimentos e solos, assim como na bioacumulação em sistemas biológicos (NEFF, 1984). A degradação ambiental de HPAs pode ocorrer por processos físico-químicos, como no caso da degradação por foto-oxidação, ou pela ação biológica de microorganismos (HWANG; CUTRIGHT, 2002). Para a ativação e formação de possíveis agentes carcinogênicos, o processo de biotransformação dos HPAs é crucial (HALL et al., 1989).
PCBs
Os compostos pertencentes à classe dos PCBs são chamados de congêneres, indiferente da posição ou quantidade de átomos de cloro, já a sub-classe com o mesmo número de cloros é conhecida como homólogos e os membros deste grupo são chamados de isômeros (Norstrom 1986). PCBs foram utilizados em várias indústrias, por exemplo, como componentes de óleos de transformadores e condensadores, como fluidos hidráulicos e de troca de calor, como plastificantes em tintas, plásticos e selantes (BODIGUEL et al., 2009). A contaminação por PCBs é um clássico caso da poluição ambiental causada pela era moderna (MASCI et al., 2015). PCBs foram produzidos nos EUA a partir de 1929, sob o nome comercial de Aroclor, até que a Monsanto suspendeu a produção do produto no final de 1970 (RUIZ-FERNANDEZ et al., 2014). Foi estimado que, entre 1930 e 1971, 1.500.000 toneladas de PCBs foram produzidos e comercializados mundialmente (PEREIRA, 2004). As bifenilas policloradas são persistentes na natureza devido à alta estabilidade física e química, características que fizeram dos PCBs extremamente atrativos para o uso industrial (HASSAN et al., 2013). Ainda que a produção e o uso destes compostos químicos tenham sido banidos ou limitados em diversas regiões, quantidades consideráveis destes poluentes 26 ainda circulam no ambiente(MEIJER et al., 2003).Através de ciclos de volatilização, condensação e deposição, estes compostos podem ser transportados pela atmosfera de áreas de baixa e média latitude em direção a áreas de alta latitude, formando um gradiente translatitudinal conhecido por “efeito de destilação global” (ATSDR 2000). Após entrarem no ambiente aquático, estas substâncias, devido a sua baixa solubilidade em água, tendem a ser adsorvidas pelo material particulado em suspensão e pelo sedimento ou se solubilizar em biofilmes superficiais ou tecidos vivos. Estes compostos são capazes de ser bioacumulados pela biota e biomagnificar através da cadeia trófica (Hoivik & Safe 1998, EPA 1999a, Froescheis et al. 2000). A migração de PCBs do solo para a água do lençol freático é pouco favorecida pela grande estabilidade de ligação entre estes compostos e o solo (WHO 2003).
DETERGENTES
Os detergentes são, assim como os sabões, substâncias que reduzem a tensão superficial de um líquido, sendo assim, estes compostos são, também, considerados tensoativos. Os detergentes são produtos sintéticos produzidos a partir de derivados do petróleo. Estes compostos começaram a ser produzidos comercialmente a partir da Segunda Guerra Mundial devido à escassez de óleos e gorduras necessárias para a fabricação de sabões. Nos Estados Unidos, já no ano de 1953, o consumo de detergentes superava o de sabões. Os primeiros detergentes produzidos apresentavam problemas com relação à degradação pelo meio ambiente, tornando-se altamente poluidores, pois permaneciam nas águas de rios, lagos, etc. por um período muito grande. Neste caso, devido à permanente agitação das águas, causavam a formação de muita espuma, cobrindo a superfície de rios, estações de tratamento e redes de esgoto. 
Fenóis
Os compostos fenólicos presentes nas plantas estão relacionados, principalmente, com a proteção, conferindo alta resistência a microrganismos e pragas. Nos alimentos, estes compostos podem influenciar o valor nutricional e a qualidade sensorial, conferindo atributos como cor, textura, amargor e adstringência. Na maioria dos vegetais, os compostos fenólicos constituem os antioxidantes mais abundantes (EVERETTE et al., 2010). Os compostos fenólicos são definidos como substâncias que possuem um anel aromático com um ou mais substituintes hidroxílicos, incluindo seus grupos funcionais. Estão amplamente distribuídos no reino vegetal, englobando desde moléculas simples até outras com alto grau de polimerização (SOARES et al.,2008). Considerando a grande diversidade química de compostos fenólicos distribuídos na natureza, diferentes solventes são empregados no processo de extração e diferentes metodologias analíticas são empregadas no processo de quantificação destes compostos (EFRAIM et al., 2006). Nas últimas décadas, maior atenção tem sido dada à presença de fenóis e seus derivados no ambiente devido às elevadas concentrações encontradas em despejos de diferentes origens, sua natureza tóxica e seus efeitos adversos em corpos hídricos receptores (Sarkar & Acharya, 2006). Os fenóis são solúveis em água e altamente móveis e, como consequência, podem atingir, com rapidez, as fontes de água, causando problemas de toxicidade para espécies aquáticas, bem como gosto e odor desagradáveis em águas de abastecimento público, mesmo quando presentes em baixas concentrações (Jiang et al., 2002). No ambiente aquático os compostos fenólicos podem ser formados como subprodutos de reações de degradação de substâncias naturais ou estarem presentes em razão de contaminações provocadas por práticas agrícolas ou atividades industriais. Vários tipos de fenóis naturais e seus produtos condensados, como os taninos e as ligninas, podem estar presentes em diferentes tipos de resíduos agroindustriais. Como exemplos têm-se as águas residuárias do processamento da madeira para fabricação de papel e tacos (Tello, 2001); de cortiça; de curtumes, que utilizam taninos naturais; de indústrias vinícolas; do processamento do óleo de oliva (Fezzani & Cheikh, 2007) e do processamento dos frutos do cafeeiro (Luiz et al., 2004; Bruno & Oliveira, 2008).
As tecnologias para o tratamento de águas residuárias que contêm fenol incluem cloração, ozonização, adsorção, extração com solvente, processos com membranas, coagulação, floculação e tratamento biológico; no entanto, métodos físico-químicos demonstraram ser mais dispendiosos, além de estarem associados à formação de materiais tóxicos secundários, tais como fenóis clorados e hidrocarbonetos. Por isso, os métodos biológicos de tratamento se têm mostrado técnica e economicamente mais adequados para degradação e completa mineralização dos fenóis (Khleifat, 2006).
DISRUPTORES ENDOCRINOS
Grande parte dos estudos sobre as substâncias que interagem com o sistema endócrino se iniciaram com um inseticida chamado diclorodifeniltricloroetano (DDT). Este composto da classe dos organoclorados foi inicialmente sintetizado no final do século XIX, mas só foi reconhecido como inseticida na primeira metade do século XX, pelo químico suíço Paul Muller Hermann, e foi utilizado no período da Segunda Guerra Mundial na prevenção de tifo nos soldados (revisto por D’AMATO et al., 2002). Um dos primeiros relatos sobre DEs e seus efeitos ocorreu no início da década de 1980, nos Estados Unidos, onde pôde ser observada a presença de alguns aspectos femininos em aves do sexo masculino que tiveram algum tipo de contato com o DDT (FRY & TOONE, 1981). No Brasil, a maior exposição aos DEs se dá pelo contato com agrotóxicos, que são compostos de uma ou mais substâncias químicas e utilizados no combate e prevenção às pragas animais e vegetais (PERES et al., 2003). Os animais silvestres expostos aos DEs podem apresentar as mais diversas alterações fisiológicas e histológicas, como, por exemplo, alteração nos níveis de vitelogenina (VTG), que é um biomarcador que mostra os níveis de atividade estrogênica em machos jovens, indução de hermafroditismo, feminização de peixes machos, assim como a diminuição do desenvolvimento das gônadas causando um déficit na reprodução (KRAUGERUD et al., 2012). Dentre os compostos que oferecem risco ao funcionamento adequado do sistema endócrino, incluem-se os moduladores endócrinos e os disruptores endócrinos; sendo que na modulação endócrina, os sintomas clínicos observados nos indivíduos são mais amenos e reversíveis, enquanto que os efeitos dos disruptores endócrinos são mais sérios e nem sempre reversíveis, e ainda podem evoluir para o óbito (REIS FILHO et al., 2007). No presente estudo, foi adotada a expressão “disruptores endócrinos”, representada pelas iniciais “DE”, para efeito de padronização. Os DEs não só podem causar danos à saúde, como também podem afetar o crescimento e a reprodução (MORAES et al., 2008). Além disso, alguns DEs têm a propriedade de persistir no meio ambiente e nos organismos, o que leva ao comprometimento de cadeias alimentares inteiras através da bioacumulação (MREMA et al., 2013).
ÓLEOS E GRAXAS
Hidrocarbonetos, gorduras e ésteres são conhecidos por constituírem o grupo de óleos e graxas, geralmente de origem mineral, vegetal ou animal. Uma característica nociva é a pequena solubilidade desses compostos, o que torna a sua degradação complexa, causando problemas no tratamento de água, bem como, dificultando a transferência do oxigênio da atmosfera para a água. Dessa maneira os hidrocarbonetos podem alterar todo o ecossistema aquático, como também outros organismos da cadeia trófica. Os agrotóxicos são outros graves contaminantes pelo fato de ter como função principal eliminar alguma forma de vida, atingindo também espécies não-alvo, além de contaminar a atmosfera, água, terra, e serem persistentes no ambiente. Dessa forma, essas substâncias não só afetam a biota aquática, mas a terrestre e consequentemente o ser humano. Assim, este trabalho visa a abordar esses contaminantes aquáticos e seus efeitos sobre o ambiente. A pequena solubilidade dos óleos e graxas constitui um fator negativo no que se refere a sua degradação em unidades de tratamentode despejos por processos biológicos e, quando presentes em mananciais utilizados para abastecimento público, causam problemas no tratamento de água (1). Quando descartados com águas residuárias ou efluentes tratados, os óleos e graxas podem formar filmes sobre a superfície das águas e se depositarem nas margens, causando assim diversos problemas ambientais (2). A presença de óleos e graxas diminui a área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico, impedindo dessa forma, a transferência do oxigênio da atmosfera para a água. Em processo de decomposição, a presença dessas substâncias reduz o oxigênio dissolvido elevando a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e a demanda química de oxigênio (DQO), causando alterações como poluição, escassez de oxigênio e eutrofização do ambiente aquático. Isso provoca a asfixia dos animais e impossibilita a realização da fotossíntese por parte dos vegetais e do plâncton (1). Os impactos físicos do óleo derramado sobre as plantas aquáticas incluem a cobertura das folhagens e da superfície do solo. O óleo presente nas folhas pode bloquear a transpiração e reduzir a fotossíntese pela restrição da entrada de CO2, devido ao bloqueio dos poros dos estômatos. Do mesmo modo, o óleo derramado, cobrindo a superfície do solo, restringe a movimentação de oxigênio, favorecendo as condições anaeróbicas e exacerbando o estresse de oxigênio nas raízes das plantas. Dessa maneira, comprometem as membranas da raiz e a seletividade iônica como também, se infiltram entre as partículas do solo pela ação da precipitação, podendo chegar ao ambiente aquático (4). Assim, após atingirem os sedimentos, os contaminantes podem ser alterados por diversos processos químicos, físicos e biológicos, que podem aumentar ou diminuir o seu poder tóxico (5). As espécies mais vulneráveis aos processos de degradação são as que ocupam os níveis tróficos mais elevados da cadeia alimentar ou em cada nível trófico as sucessionais tardias, devido ao processo de biomagnificação e bioacumulação (6).
REFERÊNCIAS
FERREIRA, Glaucia - OS PESTICIDAS, SEUS RISCOS E MOVIMENTO NO MEIO AMBIENTE. Disponível em: http://facp.com.br/revista/index.php/reFACP/article/viewFile/39/pdf
KLEINE, Tamila - UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE MESTRADO EM SAÚDE E MEIO AMBIENTE. Disponível em: https://www.univille.edu.br/community/mestrado_saude_meio_ambiente/VirtualDisk.html/downloadDirect/526362 
RAISER, Aléxia - AVALIAÇÃO DO MÉTODO DE EXTRAÇÃO PARA ANÁLISE DE HPAs EM AMOSTRAS DE SOLO E BIOCARVÃO POR GC-MS. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/207968/1/2019-RAC-Marina-ECTA-Avaliacao-do-metodo-de-extracao.pdf 
MIRANDA, Daniele - UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA. Disponível em: https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/17047/1/Daniele%20Miranda%20%28Disserta%C3%A7%C3%A3o%29%20%281%29.pdf
SILVA, Claudio - TOXICOLOGIA DAS BIFENILAS POLICLORADAS. Disponível em: file:///C:/Users/Cliente/Downloads/5662-12381-1-PB%20(1).pdf
BUGNO Adriana - CONTAMINANTES MICROBIOLÓGICOS EM DETERGENTES E SEUS CONGÊNERES. Disponível em: http://www.ial.sp.gov.br/resources/insituto-adolfo-lutz/publicacoes/rial/2000/rial62_1_completa/935.pdf
R. L. Fia, Fátima - REMOÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS EM REATORES ANAERÓBIOS DE LEITO FIXO COM DIFERENTES MATERIAIS SUPORTE. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1415-43662010001000009&script=sci_arttext
ROCHA, Wesley - COMPOSTOS FENÓLICOS TOTAIS E TANINOS CONDENSADOS EM FRUTAS NATIVAS DO CERRADO. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-29452011000400021&script=sci_arttext
Silva, Matheus - DISRUPTORES ENDÓCRINOS. Disponível em: https://www.conhecer.org.br/enciclop/2013b/CIENCIAS%20AGRARIAS/DISRUPTORES%20ENDOCRINOS.pdf 
(1) INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS. Parâmetros químicos. Disponível em: http://aguas.igam.mg.gov.br/aguas/htmls/ami nas_nwindow/param_quimicos.htm 
(2) PEREIRA, R.S. Identificação e caracterização das fontes de poluição em sistemas hídricos. Revista Eletrônica de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v. 1, n. 1, p. 20-36, jul./dez. 2004.
 (3) USEPA. Understanding Oil Spills and Oil Spill Response in Freshwater Environments. United States Office of Emergency. Environmental Protection and Remedial. Oil Programs Center. Washington: D.C., 1999. 
(4) SILVA, M.A.B. Sistema de Classificação Fuzzy para áreas contaminadas. 2005. 221f. Tese (Doutorado em Engenharia) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.
(5) ABESSA, D.M.S.; SOUSA, E.C.P.M.; TOMMASI, L.R. Utilização de testes de toxicidade na avaliação da qualidade de sedimentos marinhos. Revista de Geologia, Fortaleza, v. 19, n. 2, p. 253-261, jul./dez. 2006.
(6) COUTINHO, R. Programa Nacional da Biodiversidade: pronabio projeto de conservação e utilização sustentável da diversidade biológica brasileira. Disponível em: http://revista2.grupointegrado.br/revista/index.php/sabios2/article/view/152/237