INTRODUÇÃO A POLUIÇÃO AMBIENTAL
INTRODUÇÃO A POLUIÇÃO AMBIENTAL1.1. Crise ambiental: população e recursos naturais1.2. Definição e causas da poluição1.3. Poluição e poluentes1.4. Principais fontes de poluição1.5. Principais poluentes e seus efeitos sobre o meio ambiente1.6. Qualidade ambiental1.7. Toxicologia1.8. Principais problemas ambientais1.9. Prevenção da poluição1.10. Transporte dos poluentes e a biomagnificação1.11. Alteração dos habitats, do nicho ecológico e a extinção das espécies1.12. Mecanismo de tolerância das espécies1.13. Desenvolvimento sustentável
1. Poluentes atmosféricos: - partículas sólidas, líquidas, gasosas ou
vapor
- Emissões ácidas (SO2 , HF, HCl)
- Gases oxidantes (NOx, O3) - CO, CO2 - Hidrocarbonetos (CH4) - Material particulado, - Substâncias tóxicas, - Contaminantes radioativos
5. PRINCIPAIS POLUENTES E SEUS EFEITOS NO MEIO AMBIENTE
Distribuição aproximada dos principais poluentes na atmosfera
EMISSÃO – IMISSÃO
CME = concentração máxima de emissões – máxima quantidade de uma substância tóxica que pode ser expelida para a atmosfera por uma fonte de emissão
CMI = concentração máxima de imissão – máxima concentração de substâncias nocivas permitidas no ar que, de acordo com os conhecimentos atuais, não provocam prejuízos à saúde (homem, animais ou plantas)
- valores baixos – p/ se adequar a maioria dos seres vivos
5. PRINCIPAIS POLUENTES E SEUS EFEITOS NO MEIO AMBIENTE
2. Poluentes em meio aquoso: - material particulado (sólidos)
- Metais pesados (Hg, Ag, Cu, Cd, Zn, Pb, Cr, Ni, Co, ...)
- Agroquímicos (DDT, PCB, etc)
- Tensoativos
- Hidrocarbonetos
5. PRINCIPAIS POLUENTES E SEUS EFEITOS NO MEIO AMBIENTE
3. Poluentes do solo: - Resíduos sólidos
- Metais pesados (Hg, Ag, Cu, Cd, Zn, Pb, Cr, Ni, Co, ...)
- Agroquímicos
- Hidrocarbonetos
- Substâncias tóxicas
5. PRINCIPAIS POLUENTES E SEUS EFEITOS NO MEIO AMBIENTE
Produtos Orgânicos Persistentes - Poluição invisível e global
Em reunião do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente - UNEP, ocorrida em maio de 2001 em Estocolmo, representantes de 90 países, incluindo o Brasil, assinaram a Convenção sobre Poluentes Orgânicos Persistentes, que visa proibir a produção e o uso de 12 substâncias orgânicas tóxicas (dúzia suja), denominadas “Produtos Orgânicos Persistentes – POPs”:
Pesticidas: Aldrin, clordano, mirex, dieldrin, endrin, heptacloro, BCH e o toxafeno;
Produtos de uso geral: DDT, PCBs (bifenilas policloradas);
Produtos não intencionais: Dioxinas, furanos.
doenças graves, em especial o câncer, além de má-formação em seres vivos; muitas vezes são encontrados em locais distantes das fontes emissoras, sendo portanto, um problema de caráter global.
POP’s (Poluentes orgânicos persistentes): PCB’s – bifenilas policloradas• Usadas como fluidos de transferência de calor
na indústria, equipamentos hidrálicos, plastificantes em tintas, borracha e plásticos, pigmentos, papéis, etc;• QI mais baixos e < capacidade de memorização
em crianças;
Dioxinas•São sub-produtos de processos industriais de
produção de cloro e de produtos químicos derivados•Carcinogênicos, bioacumulativos, efeito sobre
o sistema imunológico, prejudica o desenvolvimento e a reprodutiviade
Metais pesados
-Não podem ser destruídos
- São altamente reativos do ponto de vista químico, o que explica a dificuldade de serem encontrados em estado puro na natureza.
- Quando lançados na água como resíduos industriais, podem ser absorvidos pelos tecidos animais e vegetais. Uma vez que alcancem o mar, estes poluentes podem, em parte, depositar-se no leito oceânico.
-Micronutrientes: Zn, Mg, Co, Fe
- Tóxicos: Hg, Pb, Cd, Cr, As
Poluição por pesticidas e metais pesados
Pesticidas
Chumbo
Mercúrio
Mercúrio
• Dezembro de 1984, Bhopal - Índia
• Unidade de Pesticidas da Union Carbide;
• Série de falhas mecânicas e erros operacionais;
• Entrada de água no tanque de estocagem;
• Falhas em 4 sistemas de segurança da unidade;
• Vazamento de 25 t metil-isocianato, durante 90 minutos;
• Não havia plano de contingência;
• População afetada: 3.000 – 8.000 mortos/ 200.000 pessoas atendidas
O acidente de Bhopal
• Questões tecnológicas, operacionais e de manutenção da instalação e organizacionais da empresa.
O Brasil tinha, em 2009, 20.760 áreas contaminadas que influem diretamente na vida de 5.000.000 de pessoas e indiretamente na de outras 15.000.000 de pessoas. A maior parte dessas áreas, em torno de 15.000, são lixões (Macedo, 2009)
A cada 30 segundos, uma criança nasce com algum tipo de deficiência física na China devido a poluição ambiental. Na região de Shanxi, cuja principal atividade é a extração de carvão, houve um aumento da taxa de deficientes de 40% de 2001 a 2006 (Macedo, 2009)
Conseqüências gerais:
-prejuízo à saúde humana (transmissão de doenças)
-danos a flora e fauna
-prejuízos materiais
-prejuízos as atividades econômicas e culturais
-desfiguração da paisagem
-desvalorização de áreas
Poluentes – quaisquer substâncias que produzem um efeito indesejado no ambiente.
Existem poluentes naturais??
Concentração
Concentração de poluentes
ppm = partes por milhão (mg/L) (1/106)
ppb = partes por bilhão (1/109)
ppt = partes por trilhão (1/1012)
ppq = partes por quatrilão (1/1015)
Se a unidade fosse tempo, então:1 ppm = 1 segundo em 11,6 dias1 ppb = 1 segundo em 32 anos1 ppt = 1 segundo em 32.000 anos1 ppq = 1 segundo em 32.000.000 anos
SINERGISMO ???
(1) O estado do meio ambiente, como objetivamente percebido, em termos de medição de seus componentes, ou subjetivamente, em termos de atributos tais como beleza e valor (MUNN, 1979).
(2) É o estado do ar, da água, do solo e dos ecossistemas, em relação aos efeitos da ação humana (HORBERRY, 1984).
(3) Estado das principais variáveis do ambiente que afetam o bem-estar dos organismos, particularmente dos humanos. Termo empregado para caracterizar as condições do ambiente segundo um conjunto de normas e padrões ambientais pré-estabelecidos. A qualidade ambiental é utilizada como valor referencial para o processo de controle ambiental.
(4) Resultado dos processos dinâmicos e interativos dos elementos do sistema ambiental, define-se como o estado do meio ambiente, numa determinada área ou região, conforme é percebido objetivamente, em função da medição da qualidade de alguns de seus componentes, ou mesmo subjetivamente, em relação a determinados atributos, como a beleza, o conforto, o bem-estar (FEEMA, 1997).
6. QUALIDADE AMBIENTAL
• Medida através de parâmetros indicadores
• Limites desses indicadores estabelecidos por normas, regulamentações, leis
• Selo de qualidade ambiental
6. QUALIDADE AMBIENTAL
7. TOXICOLOGIA
- Toxicidade é a capacidade relativa de uma substância provocar um dano a um sistema biológico.
Já a toxicologia é o estudo dos efeitos nocivos de substâncias estranhas sobre os seres vivos.
Em geral, os efeitos toxicológicos são estudados mediante a administração oral ou injeção das substâncias em animais, observando-se como a saúde deles é afetada.
Estudos epidemiológicos são diferentes. Eles derivam de pesquisas realizadas com grupos de indivíduos específicos expostos a determinados poluentes, em função de seu local de moradia ou seus hábitos de consumo.
Toxicologia
É a ciência que estuda os efeitos tóxicos produzidos
pelas substâncias químicas sobre os organismos vivos.
Áreas da Toxicologia
Toxicologiade alimentos
Toxicologiaambiental
Toxicologiade medicamentos
Toxicologiaocupacional
Toxicologiasocial
monitorização terapêutica; intoxicações agudas
noções e conceitos em
farmacodependência;
drogas e fármacos psicoativos; dopagem
padrões de segurança; principais
contaminantes
monitorização ambiental e biológica; principais
contaminantes do ambiente de
trabalho
padrões de segurança; principais
contaminantes da atmosfera; principais
contaminantes de
água e solo
Toxina
Substância natural (biotoxina) que provoca efeitos tóxicos.
Xenobiótico
Substância estranha, capaz de induzir efeitos deletérios sobre os organismos.
Veneno
Tóxico causador de graves efeitos, por vezes mortais. Toxicologia ambiental estuda os danos provocados
aos organismos pela exposição a xenobióticos presentes no meio ambiente.
7. TOXICOLOGIA
A célula
Membrana celular
A entrada de tóxicos na célula
Substânciaslipofílicas
Substânciashidrofílicas
Substâncias lipofílcas: solúveis em gorduras (lipídeos)
Substâncias hidrofílicas: solúveis em água.
Órgãos de absorção de substâncias químicas
Pulmões
Alvéolos pulmonares
Órgãos de absorção de substâncias químicas
Alvéolo
Corte histológico de pulmão
Órgãos de absorção de substâncias químicas
Sistema digestivo
Corte esquemático da pele
Órgãos de absorção de substâncias químicas
Atuação fisiológica das substâncias químicas
As substâncias químicas uma vez no organismos podem atuar:
• Membranas: ligação do composto junto às proteínas da membranas:
–Altera a permeabilidade(perturbação na troca de materiais e da pressão osmótica)
As substâncias químicas uma vez no organismos podem atuar:
• Proteínas de transporte: como exemplo pode ser citado o monóxido de carbono (CO) que se liga a hemoglobina de modo irreversível.
Atuação fisiológica das substâncias químicas
As substâncias químicas uma vez no organismos podem atuar:
• Enzimas: são os catalisadores biológicos.
– Substâncias estranhas mostram um comportamento semelhante ao substrato competindo com o mesmo.
Atuação fisiológica das substâncias químicas
As substâncias químicas uma vez no organismos podem atuar:
• Material genético: ácido desoxirribonucléico (DNA).
– Mutação é definida como qualquer alteração
permanente do DNA.
Atuação fisiológica das substâncias químicas
Fonte de perigo / exposição Produtos químicos: flamabilidade, explosividade,
radioatividade, toxicidade e vias de exposição Condições da exposição e a sensibilidade da
entidade exposta é que determinam o seu risco
Toxicidade é a capacidade de um material provocar danos biológicos a um organismo.
Os efeitos tóxicos dependem: da dose,
das vias e
do tempo de exposição
Fatores que determinam o efeito tóxico
Fatores biológicos: absorção, distribuição, biotransformação; idade, sexo, peso, diferença genética, estado
de saúde; condições metabólicas (repouso, trabalho); exposição a outras substâncias químicas.
Ambiente: temperatura, umidade, hora do dia, estresse.
DL50: é a dosagem de uma substância química
necessária para causar a morte em 50% dos
indivíduos em experimentação.
CL50 : é a concentração de uma substância química,
necessária para causar a morte em 50% dos
indivíduos em experimentação
Faixas de doses letais de várias substâncias
Dose Letal (g/ kg)
Substâncias Naturais Substâncias Sintéticas
> 10 açúcar
1 NaCl (sal) e etanol malation
0,1 cafeína DDT, tilenol
0,01
0,001 nicotina Paration, estricnina
(mg/kg)
0,01 Toxina da cascavel
0,001 Aflatoxina-B (amendoim)
0,00001 Toxina do tétano e do botulismo
O que diferencia um remédio de um veneno é a dose.
Condições de exposição
Exposições crônicas- São as que duram entre
10% a 100% do período de vida do ser. Para os
seres humanos entre 7 e 70 anos.
• Exposições subcrônicas – São aquelas de
curta duração, menores do que 10% do período
vital.
• Exposições agudas.- São exposições de um dia
ou menos e que ocorrem em um único evento.
Positivo
Efeito
Negativo
Cálcio
Cobre
Mercúrio
Aumento da concentração
Relação entre quantidade (dose) de várias substâncias químicas e efeitos sobre o
organismo
Categorias de compostos tóxicos
Asfixiantes: compostos que diminuem a absorção de oxigênio pelo organismo. (nitrogênio, monóxido de carbono, cianetos);
Irritantes: materiais que causam inflamação nas membranas mucosas (ácido sulfúrico, sulfeto de hidrogênio, HCs aromáticos);
Carcinogênicos: provocam câncer (benzeno, aromáticos policíclicos);
Neurotóxicos: danos ao sistema nervoso (compostos organometálicos);
Mutagênicos: causam mutações genéticas;
Teratogênicos: provocam malformações congênitas;
Hepatotóxicos: danos ao fígado (tetracloreto de carbono);
Fitotóxicos: danos a flora.
Dose Letal (DL50) para a toxicidade oral aguda
corresponde à dose da substância que administrada oralmente tem a maior probabilidade de provocar a morte, num prazo de 14 dias, de 50% dos ratos albinos submetidos ao teste.
Dose Letal (DL50) para a toxicidade dérmica aguda
corresponde à dose administrada por contato contínuo com a pele nua de coelhos albinos, por 24 horas, que tem a maior probabilidade de provocar a morte de metade dos animais testados, em até 14 dias.
Concentração Letal (CL50) para a toxicidade aguda por
inalação corresponde à concentração de vapor, neblina ou pó que, administrada por inalação contínua a ratos albinos por uma hora, tem a maior probabilidade de provocar, num prazo de 14 dias, a morte de 50% dos animais testados.
Caracterização de Toxicidade / toxicidade aguda
CLASSIFICAÇÃO DE TOXICIDADE POR VIA DE EXPOSIÇÃO
Tabela de Toxicidade Relativa por Ingestão
CLASSE DE TOXICIDADE Provável DoseLetal Oral
Super Tóxico < 5mg/kg
Extremamente Tóxico 5,1-50 mg/kg
Muito Tóxico 51-500 mg/kg
Moderadamente Tóxico 0,51 - 5 g/kg
Ligeiramente Tóxico 5,1 - 15 g/kg
Praticamente Atóxico Maior do que 15 g/kg
Fonte: CROWL,1995
1. Alterações cardiovasculares e respiratórias;
2. Alterações do sistema nervoso;
3. Lesões orgânicas: hepatotoxicidade, nefrotoxicidade, etc;
4. Lesões carcinogênicas / tumorigênicas;
5. Lesões teratogênicas (malformações do feto);
6. Alterações genéticas
aneuploidização - ganho ou perda de um cromossomo inteiro.
clastogênese - aberrações cromossômicas com adições, falhas, re-arranjos de partes de cromossomos.
mutagênese - alterações hereditárias produzidas na informação genética armazenada no DNA (ex. radiações ionizantes).
7. Infertilidade - masculina, feminina ou mista.
8. Alterações da capacidade reprodutora
Principais efeitos deletérios
Interações entre substâncias
Sinergismo (ação conjunta):
Efeito aditivo (efeito final igual à soma dos
efeitos de cada um dos agentes envolvidos)
Efeito hiperaditivado ou potencialização (o
efeito de um agente é aumentado quando em
combinação com outro agente)
Antagonismo: o efeito de um agente é diminuído, inativado ou eliminado quando se combina com outro agente
Metabolização e excreção
Metabolização: transformação da substância tóxica no organismo.
Tóxico ambiental
Substância tóxica livre
Oxidação ou redução
Ligação a glicídios, acetato,
aminoácidos
Eliminação
Ligação a membranas, enzimas etc
Efeito fisiológic
o
Bioacumulação e Amplificação biológica
Bioacumulação: processo através do qual os
seres vivos absorvem e retêm substâncias
químicas no seu organismo; pode ser de uma
forma direta através do ambiente que os envolve
(bioconcentração) ou indiretamente a partir da
alimentação (biomagnificação).
Amplificação biológica: aumento da concentração
de poluentes ao longo da cadeia alimentar.
Magnificação trófica:
Meia vida biológica
Meia vida biológica: o tempo de permanência de
uma substância no organismo é expressa em
termos de meia vida biológica que é o tempo
durante o qual metade da quantidade absorvida
é eliminada.
Danos provocados pela poluição à saúde
Para fazer qualquer afirmação significativa sobre os efeitos da poluição na saúde do homem, deve-se considerar as dosagens que os organismos estão recebendo:
Dose = (Concentração do poluente) x d(tempo)
Principais problemas ambientais
(Para a próxima aula)
AS 10 CIDADES MAIS POLUÍDAS DO MUNDO
10º lugar - Lagos (Nigéria): Indústrias estão instaladas ao longo dos rios da cidade, o que resulta em poluição das águas. Além disso, o combustível usado nos carros tem alto teor de chumbo, altamente nocivo.
9º lugar - Nova Déli (Índia): A cidade tem um dos maiores índices de mortalidade infantil. O lixo faz uma grossa camada na superfície do rio Yamuna.
8º lugar - Bagdá (Iraque): A contaminação dos reservatórios de água é um dos grandes problemas enfrentados pela cidade. Em 2007, população sofreu um surto de cólera.
7º lugar - Mumbai (Índia): Com o crescimento vertiginoso nas últimas duas décadas, Mumbai também passou a ter problemas recorrentes em grandes cidades, como saneamento básico insuficiente e trânsito caótico.
6º lugar - Cidade do México (México): É conhecida na América do Norte como a capital da poluição atmosférica.
5º lugar - Antananarivo (Madagascar): A ação do homem na ilha começa a prejudicar a fama da exuberante Madagascar. Antananarivo enfrenta problemas como a contaminação de águas por causa dos esgotos e a poluição do ar.
4º lugar - Kolkata (Índia): Em Kolkata, antiga Calcutá, os carros velhos são vilões da poluição devido à emissão de poluentes em grande escala.
3º lugar - Baku (Azerbaijão): A cidade sofre com o alto nível de poluição do ar. A atmosfera de lá é carregada de partículas derivadas da perfuração e do transporte de petróleo.
2º lugar - Daka (Bangladesh): A cidade luta, sem sucesso, contra a poluição de suas águas. Por causa da grande quantidade de pesticidas despejadas nos reservatórios, a superfície da água tem aspecto viscoso.
1º lugar - Porto Príncipe (Haiti): A cidade, arrasada por um terremoto no ano passado, é a mais poluída do mundo, segundo o ranking. Depois da tragédia, apenas 5% dos escombros foram retirados, a população sofre com uma epidemia de cólera, desemprego, trânsito e falta de água potável. Na foto, o Mercado le Salines, apelidado de 'Cozinha do Inferno' pelos soldados brasileiros.
Referências:
Braga, B. et al. Introdução a Engenharia Ambiental, São Paulo: Editora Prentice Hall, 2002.
Macedo, 2009 – Contaminação química da população na zona urbana de grandes cidades (II Fórum de Química Ambiental)
Fellenberg, Günter. Introdução aos problemas da poluição ambiental. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária.
Bruno, R. Ecologia aplicada ao saneamento.
Para pensar...
“Na verdade a terra está contaminada por causa dos seus moradores; porquanto têm transgredido as leis, mudado os estatutos, e quebrado a aliança eterna.
Por isso a maldição tem consumido a terra; e os que habitam nela são desolados; por isso são queimados os moradores da terra, e poucos homens restam.” (Isa 24:5,6)