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7/25/2019 4-toxicologia ambiental - alunos.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/4-toxicologia-ambiental-alunospdf 1/8
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TOXICOLOGIA AMBIENTAL
ECOTOXICOLOGIA
TOXICOLOGIA AMBIENTALECOTOXICOLOGIA
Parâmetros:a) A saúde da população depende da saúde de outros organismos.b) Tanto agentes tóxicos de origem antropogênica ou natural podem causar
danos.
Objetivos da Ecotixicologia: Conhecer os AT ambientais para a realização deum controle adequado, visando minimizar danos às populações.
A poluição ambiental pode ser:a) Contaminação do ar, água e solo.b) Desfiguração da paisagem.c) Erosão, degradação de monumentos.d) Contaminação dos alimentos.
Estudo dos efeitos adversos dos poluentesquímicos ambientais em organismos vivos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL
ECOTOXICOLOGIAárea especializada da Toxicologia
Ambiental que estuda os impactosdas substâncias químicas na
dinâmica de populações em umecossistema (conjunto dos
relacionamentos que os organismosvivos e o ambiente mantêm entre si,
em harmonia)
ECOTOXICOLOGIACaracterização, entendimento e
prognóstico dos efeitos deletérios deprodutos químicos, isolados ou em
misturas, produzidos pelo ser humano nomeio ambiente
Urbanização e industrialização
EcotecnologiaModelosecotoxicológicos
Engenharia ecológicaLegislaçao ambiental
Poluiçãoglobal
Poluição noecossistema
local
Emissõesdiretas Emissõesindiretas
Propagandapositiva ounegativa?
ECOTOXICOLOGIA
Estudo da influência dos fatores bióticos(organismos vivos e suas características)e abióticos (caraterísticas do ambiente)
sobre a resposta aos poluentes
- Sistemas muitocomplexos
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TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
O estudo dos agentes tóxicos
Exige conhecimento de propriedades físico-químicas
Ar
Solo Água
Biota Sedimento
Figura- Vias de transferência entre os meios
Classes de SQs antropogênicas mais comuns
1. Praguicidas2. Íons inorgânicos3. Solventes Orgânicos4. Substâncias Radioativas5. Produtos Farmacêuticos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Principais propriedades envolvidas namovimentação dos contaminantes nos diversoscompartimentos ambientais
1. Polaridade (coeficiente de partição: K ow) ehidrossolubilidade
2. Pressão de vapor- volatilidade3. Densidade da substância4. Estabilidade da molécula: degradação
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Distribuição, bioacumulação,bioconcentração e biomagnificação
1. Distribuição: local onde se encontra determinadopoluente (organismo, água, ar, solo); localizaçãofinal de uma SQ em um organismo após suadispersão no meio
2. Bioacumulação: mais geral, está relacionado aoacúmulo (Ex: DDT em tecidos gordurosos)
* Relação com a absorção (via e velocidade) e com aeliminação, hidrofobicidade, fatores ambientais,físicos e biológicos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Bioacumulação pode ser de forma direta(Bioconcentração) ou de forma indireta (Biomagnificação)
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/
ECOTOXICOLOGIA
CH 3
CH 3
CH3
CH 3
Fator de concentração*=Concentração da SQem um organismo/
Concentração da SQ noambiente que o
circunda* Válido quando a única fonte para
o organismo é a difusão
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Bioacumulação pode ser de forma direta(Bioconcentração) ou de forma indireta (Biomagnificação)
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/
ECOTOXICOLOGIA
CH 3
CH 3
CH3
CH 3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH 3
CH 3 CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
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Diclorodifeniltricloroetano (DDT)-biomagnificação
Transporte no meio aquoso
- Nas águas superficiais: contaminantes na forma desolução ou suspensão
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Transporte no meio aquoso
- Distância percorrida pelo contaminante depende:estabilidade química, estado físico e fluxo do corpod’água, densidades (contaminação com petróleo: fração mais leve
atinge ou permanece na superfície e a fração mais pesada sesedimenta).
- Substâncias hidrofílicas se distribuem ao longo dasuperfície, e substâncias lipofílicas se associam aomaterial particulado.
- Sedimento de rios, lagos e mares: geralmente formadopor compostos orgânicos adsorvidos em partículas
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Transporte na atmosfera
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Figura- Camadas da atmosfera
Transporte na atmosfera
- Depende: - do estado físico,- da movimentação das massas de ar.
- Processos de remoção do ar: - deposição seca,- deposição úmida,- reações químicas (ex:fotólise)obs: A velocidade de
deposição seca depende da
partição do composto entre a
fase de vapor e a fase particulada
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/
ECOTOXICOLOGIA Transporte no solo- Compartimento de porosidade variada (preenchido por gases e
líquidos).
- Movimentação por difusão por intermédio dos fluidos.- Velocidade de difusão depende: - peso molecular
- concentração da SQ- pH e constituintes do solo
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Figura- representação do solo e lençol freático
Obs: se o contaminante tem alta PV e baixa afinidade com os constituintes do solo, sofre rápida volatilização. Se é hidrossolúvel é facilmente lixiviada.
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Degradação das substâncias químicas nos diversoscompartimentos ambientaisDecomposição de moléculas orgânicas em moléculas menores. Tem
influência direta na toxicidade (aumentando ou diminuindo).
- Degradação abióticaa) químicas (hidrólise e reações de oxi-redução).b) fotólise: - direta.
- indireta.c) adsorção/complexação com
constituintes orgânicos
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
Degradação das substâncias químicas nos diversos
compartimentos ambientais
- Degradação biótica (biodegradação): Mecanismo mais importantepara orgânicos. Resulta em CO2, H2O e biomassa microbiana.Pode ser aeróbia ou anaeróbia.
Variáveis influentes:a) Temperatura.b) pH.c) concentração do contaminante.d) concentração de microorganismos viáveis.e) tempo de adaptação (entre a exposição e o início da degradação).f) presença de nutrientes para o crescimento microbiano.g) teor de água.
TOXICOLOGIA AMBIENTAL/ECOTOXICOLOGIA
DESTINO DAS SUBSTÂNCIAS QUÍMICASNOS DIVERSOS COMPARTIMENTOS AMBIENTAIS
Solo: fotól ise , h idró lise ,biodegradação, reações deoxidação/ redução
Ar: fotólise, reação comOH,reaçãocom ozônio
Biota: bioacumulação,metabolismo
Água: hidrólise, fotólise,reações de oxidação/redução,biodegradação
Sedimento: hidrólise,biodegradação, reaçõesde oxidação/ redução
Mecanismos de transformação edegradação molecular
Transformação= conversão em metabólitos, porenzimas específicas nas mais variadas espécies
(bactérias, algas, fungos, plantas)-Compreensão desse processo= avaliação do risco e
remediação do ambiente- Fenômeno complexo (variabilidade intra- e inter
espécies)
˃ Velocidade, ˂ risco expressivo a um ecossistema
Mecanismos de transformação e
degradação molecularPrincipais enzimas envolvidas no metabolismo de
poluentesFase I Fase II
Álcool e aldeído desidrogenases Glutationa transferase
Citocromo P450-monooxigenases
Metiltransferase
Flavina- monooxigenases* Sulfotransferase
Monoamino oxidase Tioltransferase
Xantina oxidase Glicuronosiltransferase
Esterases Acetiltransacetilase
*(não atuam como oxidantes de C e não são induzidas por poluentes)
Mecanismos de transformação edegradação molecular
Monoxigenases=principal sistema (Ex: hidroxilação,desaminação, formação de epóxido, desalquilação
Metilação= dimunição da solubilidade dos poluentes emágua
Conjugação com glutationa= indução (hidrocarbonetospolicíclicos) pode modular a toxicidade de poluentes
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DDT- transformação no ambienteRespostas bioquímicas e fisiológicas
de organismos expostos
Qual a estratégia dosorganismos
(resistência) frente àsadversidades do
ambiente?
Percepção,sinalização e
resposta* (proteção)
Respostas bioquímicas e fisiológicasde organismos expostos
Os estudos bioquímicos permitem:
-Analisar a relação entre a exposição, efeitosprimários e consequências;
- obter informações sobre mudançasprovocadas quando acionados os mecanismosde proteção celular;
- obter informações sobre possível mecanismode ação.
Respostas bioquímicas e fisiológicasde organismos expostos
EXPOSIÇÃO A POLUENTES
Absorção e biocumulação Células- alvo
Processo patológico
Doença
Processo adaptativo
Efeitos na reprodução e nocrescimento
Efeitos na população
Efeitos no ECOSSISTEMA
Ecossistema pode serinfluenciado, por exemplo
por:
-Poluição aquática;-Poluição atmosférica;-Mudanças no relevo;
-Mudanças quali equantitativas de espécies(adição de poluentes ou
extrativismo)
Efeitos nas populações, comunidades e
ecossistemas decorentes da exposição apoluentes-Mudança no balanço entre as
espécies coexistentes (alteração nabiodiversidade);
* Efeitos visíveis- possibilidade dereversão?
-Efeitos agudos- Efeitos crônicos
* Fatores intrínsecos (característica daespécie), extrínsecos (fatores ambientais,alteração da disponibilidade do poluente e
tolerância dos organismos)
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Acidente emBaía deMinamata –Japão
Aumento daconcentração de metilmercúrio- ChissoCompany Limited
Slide produzido por Danielle Palma deOliveira
Cerca de 2.500 vitimas
Doença Congênita de Minamata
Slide produzido por Danielle Palma deOliveira
Avaliação do Risco Ecotoxicológico
Qual o risco decorrente da presença deSQs no ambiente?
Como estabelecer limites de segurançanos mais diversos compartimentos
ambientais?
Geralmente baseia-se em um modelo experimental
Brasil- Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos NaturaisRenováveis (IBAMA)
Estudos Potencial de Periculosidade Ambiental(PPA):
- Características físico-químicas do poluente;- Comportamento ambiental;
-
Análise química (orgânicos e inorgânicos);- Toxicidade em organismos-modelo;- Estudo de geno, embrio, fetotoxicidade,
carcinogenicidade entre outros.
Exemplos de Bioensaios
- Estudos de CL50 ou DL50;- Efeito agudo (mobilidade, sobrevivência) em
Daphnia magna ;
- Toxicidade crônica (sobrevivência,crescimento e reprodução) em Ceriodaphnia
ssp;
- No solo: Lumbricus terrestris;
- No ar: plantas
* Possibilidade de detecção deconcentrações muito baixas e de avaliação
(global, integrada) dos efeitos das SQs
Deposição dechumbo no fígado
Alteraçõesmorfológicas nofígado
CHUMBO EM PEIXES
Slide produzido por Danielle Palma deOliveira
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FLUORETOMonitoramento da Qualidade do Ar
para proteção da vegetação
Efeito do fluoreto em plantas de Dracenaefeito na planta 20 ppm
foto cedida por Rodrigo Fialho
Slide produzido por Danielle Palma deOliveira
Monitoramento da Qualidade do Solo(água subterrânea)
Plantas de girassol em solo com diferentesconcentrações de chumbo
9000 ppm
controle
100 ppm
foto cedida por Rodrigo Fialho
Slide produzido por Danielle Palma deOliveira
Teste de Ames (AMES et al .,1973)
Baseia-se na medida damutação reversa em linhagensde S. typhimurium, incapazesde sintetizar histidina. Estas, sócrescerão em meios de cultura
enriquecidos com este aa, amenos que ocorra umamutação que restaure a sínteseda histidina.
Biomarcadores de ambientespoluídos
Biomarcador Organismo Poluente
Indução de AChE Peixes, mo luscos,crustáceos
Praguicidasorganofosforados
Indução demetalotioneínas
Peixes Metais (Cu, Cd entreoutros)
Indução de citocromoP450
Peixes Hidrocarbonetospolicíclicos aromáticos(HPA)
Inibição de ALA-D Peixes ChumboFormação de adutosde DNA
Peixes, moluscos Praguicidas(aminotriazinas), HPA
Gerenciamento de resíduos tóxicos
ABNT NBR 10004, classificação como tóxico emfunção de:
1. Ensaios de lixiviação;2. Natureza e concentração da SQ;3. Potencial de migração para o meio ambiente;4. Persistência e potencial de degradação;5. Potencial de bioacumulação da SQ ou de seu
produto;6. Efeitos tóxicos7. Parâmetros de DL50 ou CL50, em cobaias
Legislação Ambiental ÁGUAS - CONAMA 20 / PORTARIA 518 AR - CONAMA 03 RESÍDUOS SÓLIDOS - NBR 10004
* Legislações de outros países
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Destino de resíduos
Aterros (chorume= líquido proveniente dopróprio líquido, pode conter ácidos, metais,sais de cádmio, bactérias)
Incineração (redução de volume, todaviaformação de gases e cinzas)
Reciclagem (Brasil= somente 2% do lixo sãocoletados seletivamente
Remediação (disposição inadequada) Destruição (tratamento químico) Biorremediação (tratamento biológico)
Material possível de serreciclado
Material que nãopode ser reciclado
Papel Papel branco, papelão, jornais,revistas
Carbono, celofane,plastificados,metalizados
Metal Latas Arames, chapas,embalagens deaerossol
Plástico Garrafas, frascos, potes, tampas,
brinquedos, sacolas, sacos
Isopor, espuma,
acrílico, fraldas Vidro Garrafas, copos, pratos, potes,cacos
Cristal, espelho, tubosde TV
* O MATERIAL ORGÂNICO PODE SER RECICLADO(COMPOSTAGEM) PARA USO NA AGRICULTURA