POLUENTES Luís Filipe F. Ferreira Departamento TABN, ESAS

POLUENTES SUBSTÂNCIAS OU ENERGIA INTRODUZIDA(S) PELO HOMEM, DIRECTA OU INDIRECTAMENTE, NO AMBIENTE, RESULTANDO EM EFEITOS NOCIVOS QUE PREJUDIQUEM OS RECURSOS VIVOS E SEJAM UM PERIGO PARA A SAÚDE HUMANA.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES NATUREZA FÍSICA NATUREZA BIOQUÍMICA-BIOLÓGICA MEIO DISPERSÃO-AMBIENTE LIBERTADO APLICAÇÃO-ESPÉCIES ALVO

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: aniões (nitratos e fosfatos) e metais (Cu, Zn, Cd, Pb, …) ORGÂNICOS: derivados petróleo, PCB’s, DDT… ORGANOMETÁLICOS: mercúrio, tributil-estanho GASOSOS: SO2, NO(x) Ozono, CO2, CFC’s, COV (benzeno, metano), Partículas. RADIOACTIVOS: Cs-137, Pl-239, I-131 Walker, C. H., et al.. 1996. Principles of ecotoxicology. Taylor & Francis Ltd. England.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: ANIÕES: Nitratos e Fosfatos EUTROFIZAÇÃO – enriquecimento das águas em nutrientes, favorecendo blooms de populações de algas e consequente carência de oxigénio.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS: PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Cu Zn Sn Pb Hg Cd As Se …

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Mercúrio – Hg Amálgamas dentárias – resulta de proporções aproximadamente iguais de mercúrio líquido, e uma mistura de prata e de estanho. Extracção de inertes (Au, Ag) – adição de mercúrio. Processo usado desde 1500 até 1900 para extrair prata em regiões da América do Sul. Estimam-se cerca de 200 mil toneladas de mercúrio. Cloro e Hidróxido de Sódio – usa-se sódio e mercúrio para converter o cloreto de sódio aquoso nos produtos comerciais cloro e hidróxido de sódio. Estuário do Tejo.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Mercúrio – Hg – (DI)METILMERCÚRIO – Hg(CH3)2 O processo de formação ocorre nos sedimentos dos rios e lagos, especialmente sob condições anaeróbias, quando bactérias e microrganismos anaeróbios convertem Hg2+ em Hg(CH3)2 O metilmercúrio é uma toxina solúvel no tecido gorduroso dos animais no qual se acumula (Bioacumulação e Biomagnificação).

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Mercúrio – Hg – (DI)METILMERCÚRIO – Hg(CH3)2 Quase todo o metilmercúrio presente no homem procede do peixe (alimento). O peixe absorve o metilmercúrio quer através das brânquias quer através dos alimentos. O metilmercúrio pode ligar-se a proteínas, distribuindo-se por todo o peixe. TUBARÃO, ATUM, PEIXE-ESPADA, PERCA, TRUTA, LÚCIO

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Mercúrio – Hg – (DI)METILMERCÚRIO – Hg(CH3)2 TOXICIDADE Doença de Minamata – disfunções do sistema nervoso central, pois o órgão alvo é o cérebro. Dormência dos braços e pernas. Visão nebulosa e mesmo perda de visão. Perda de audição e de coordenação muscular Letargia e irritabilidade.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Chumbo – Pb Usado em edifícios, condutas de água e recipientes para cozinhar. Munições de caça – SATURNISMO. Análises ao gelo indicaram para a concentração atmosférica de Pb um valor máximo na época dos romanos. PbO – óxido de chumbo – sólido amarelo usado desde a época dos antigos egípcios para esmaltar cerâmicas. Permanece na atmosfera durante horas ou dias, sob a forma de partículas, depositando-se sobre as plantas ou campos usados para pasto de animais.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Chumbo – Pb Vários sais de Pb usados como pigmentos há milénios: Cromato de Chumbo PbCrO4 – pigmento amarelo usado nas tintas empregues nos autocarros, faixas de estradas. Tetrametilchumbo (Pb(CH3)4 usado como aditivo da gasolina.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Chumbo – Pb TOXICIDADE A maior parte do Pb no organismo humano está presente no sangue, penetrando nos tecidos, nos órgãos, caso do cérebro. O Pb deposita-se nos ossos, substituindo o cálcio. A absorção de Pb pelo organismo aumenta em pessoas que têm deficiência de cálcio ou de ferro.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Chumbo – Pb TOXICIDADE O envenenamento era conhecidos dos gregos, que sabiam que tomar bebidas ácidas em recipientes revestidos com Pb resultava em enfermidades. Os romanos adulteravam o vinho azedo com sais doces de chumbo para melhorar o sabor. A concentração de Pb nos ossos dos romanos era 100 xs maior do que a encontrada em homens actuais. Queda do Império Romano associada ao envenenamento crónico da pelo chumbo presente no vinho. Homens, Mulheres e Crianças.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Cádmio – Cd Semelhante ao Zinco. A maior parte do cádmio é produzida como subproduto da fusão do zinco, pois os dois metais ocorrem geralmente juntos. Usado como um dos eléctrodos de baterias (Ni-Cd). Na forma iónica usado como pigmento. Pigmentos de sulfeto de cádmio usados em tintas para produzir cor amarela brilhante. Van Gogh – Girassóis – envenenamento – estado mental de angústia. Utilizado em plásticos coloridos. Usado em dispositivos fotovoltaicos, monitores de TV.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Cádmio – Cd TOXICIDADE A exposição ao Cd vem essencialmente da dieta alimentar: Frutos do mar, rins - rins de caribu (Povo INUIT – Canadá), batata, trigo, arroz. Região Jintsu, Japão, onde o arroz crescia com águas de irrigação provenientes de um rio contaminado com Cd dissolvido procedente da mineração e fundição de Zn localizadas a montante. Doença itai-itai (ai-ai) – doença degenerativa dos ossos, provocando dores agudas nas articulações – Os iões Ca2+ dos ossos são substituídos por iões Cd2+. Os ossos tornam-se porosos e sofrem fracturas.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Arsénio – As O óxido de arsénio – As2O3 foi um veneno muito usado desde os tempos dos antigos romanos até à Idade Média. Os compostos de arsénio foram muito usados como pesticidas, antes da era moderna dos compostos orgânicos. As fontes de arsénio para o ambiente provêm do uso continuado de seus compostos como pesticidas, da sua emissão durante a mineração e fundição do Au, Pb, Cu, Ni, da produção de ferro e do aço e da combustão do carvão.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES IÕES INORGÂNICOS: METAIS PESADOS E NÃO-ESSENCIAIS: Arsénio – As TOXICIDADE A ingestão de água, especialmente subterrânea, constitui a principal fonte de As para a maioria das pessoas. O As é cancerígeno para os seres humanos. Cancro do pulmão, dos rins, da pele, fígado, bexiga.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: São alguns compostos que contêm carbono. O carbono tem tendência para estabelecer ligações com muitos outros elementos. São predominantemente antropogénicos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: HIDROCARBONETOS BIFENILOS POLICLORADOS (PCB’s) POLICLORADOS DIBENZODIOXINAS (PCDD’s) POLICLORADOS DIBENZOFURANOS (PCDF’s) BIFENILOS POLIBROMETOS (PBB’s) ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS (ORGANOFOSFO- RADOS) CARBAMATO PIRETRÓIDES PGR’s RODENTICIDAS DETERGENTES CLOROFENÓIS (PCP’s) HERBICIDAS

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: HIDROCARBONETOS Compostos por carbono e hidrogénio. Principais fontes: petróleo e gás natural. Principais fontes de poluição: Derrames de crude e a combustão de fuel fóssil.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: HIDROCARBONETOS HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS (PAH’s) – POLUENTES ATMOSFÉRICOS E DA ÁGUA Formam-se em consequência da combustão incompleta de materiais orgânicos (carvão, petróleo, árvores) e fumo do cigarro. Naftaleno – tóxico para os insectos Antraceno - encontra-se ligado a sedimentos de rios e lagos, incorporando-se em parte em mexilhões de água-doce. Fuligem – elevada incidência de cancro nos limpadores-de-chaminés. Cresoto – preservante da madeira de embarcações – contaminação de viveiros de lagosta (Atlântico, início anos 80).

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: BIFENILOS POLICLORADOS (PCB’s) Utilização. Fluidos dieléctricos, em transformadores, lubrifi- cantes, tintas, material de fotocópias. Fontes de Poluição. Os resíduos e depósitos destes fluidos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: BIFENILOS POLICLORADOS (PCB’s) TOXICIDADE: Preocupantes para a saúde reprodutiva de pessoas e animais, particularmente quando grandes quantidades de peixe são consumidas. Reflecte-se no crescimento e desenvolvimento cognitivo de crianças, cujas mães têm níveis elevados de PCB’s (Lago Michigan). Japão 1968 e Taiwan 1979 – grupo de pessoas cosumiu PCB’s que foram acidentalmente misturados ao óleo de cozinhar.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: POLICLORADOS DIBENZODIOXINAS (PCDD’s) Elemento mais conhecido: 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (DIOXINA). Formam-se durante a síntese de outros compostos, durante processos de incineração-queima de resíduos. São compostos de elevada toxicidade para os organismos vivos (mamíferos).

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: POLICLORADOS DIBENZOFURANOS (PCDF’s) Semelhantes aos PCDD’s. Têm origem em resíduos de subprodutos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: BIFENILOS POLICLORADOS (PCB’s) POLICLORADOS DIBENZODIOXINAS (PCDD’s) POLICLORADOS DIBENZOFURANOS (PCDF’s) TOXICIDADE O PEIXE FRESCO CONTÉM AS MAIORES QUANTIDADES DE TODOS OS PCB’s E FURANOS TÓXICOS. UMA DIETA VEGETARIANA, SEM NENHUM TIPO DE PRODUTO DE ORIGEM ANIMAL TEM O TEQ (FACTOR EQUIVALENTE DE TOXICIDADE) MAIS BAIXO.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: BIFENILOS POLIBROMETOS (PBB’s) Comercializados como retardantes do fogo. Têm longos períodos de semi-vida. Elevada persistência nos organismos vivos. Nos EUA apareceram resíduos de PBB’s em produtos cárneos e em seres humanos, na sequência da sua ingestão acidental por bovinos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS ORGANOCLORADOS São sólidos de baixa solubilidade na água, alguns muito persistentes. São tóxicos neurológicos. DDT – controlo de pragas, ectoparasitas, insectos (mosquito-malária). PESTICIDAS INSECTICIDAS

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS ORGANOFOSFATOS (ORGANOFOSFORADOS) Actuam como neurotoxinas, dada a sua capacidade para inibir a enzima Acetilcolinesterase (Ache). Produzidos como insecticidas e “nerve gases”. Alguns OP actuam como insecticidas sistémicos, alcançando elevadas concentrações no floema das plantas e envenenando os insectos que se alimentam da seiva.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS ORGANOFOSFATOS (ORGANOFOSFORADOS) Actuam como neurotoxinas, dada a sua capacidade para inibir a enzima Acetilcolinesterase (Ache). - Interrompem a comunicação entre células, que é efectuada pela acetilcolina. Esta transmissão só se realiza se a acetilcolina for destruída após ter executado a sua função. Os organosfofatos ligam-se selectivamente a enzimas cuja função é destruir a acetilcolina, bloqueando, dessa maneira, sua acção.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS PESTICIDAS – toda a substância utilizada com a finalidade de proteger a produção animal e vegetal, bem como os seres humanos contra insectos vectores de doenças provocadas por agentes patogénicos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS PESTICIDAS Benefícios: O aumento da produção de alimentos. A protecção das vidas humanas, pela prevenção de doenças. A preservação e conservação de alimentos colhidos e armazenados.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: ORGANOCLORADOS E ORGANOFOSFATOS PESTICIDAS Aspectos negativos: A destruição de espécies. A contaminação ambiental. A indução de mecanismos de resistência nos organismos/espécies alvo (“target species”).

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: CARBAMATO São derivados do ácido carbâmico. Actuam como inibidores da Acetilcolinesterase. São degradáveis por agentes químicos e bioquímicos. Geralmente não causam problemas de persistência. Alguns actuam como insecticidas sistémicos. Alguns como moluscidas.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: PIRETRÓIDES A piretrina encontra-se nos capítulos de Chrysanthemum spp. Sob a forma de flores secas e moídas, as piretrinas foram usadas nos tempos de Napoleão para controlar os ectoparasitas/piolhos corporais. Actualmente são usadas em aerossóis antipulgas para animais.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: PIRETRÓIDES Actuam como neurotoxinas, de uma forma semelhante ao DDT. São biodegradáveis e não têm períodos de semi-vida longos. A principal preocupação ambiental está relacionada com a sua toxicidade para os peixes e alguns invertebrados.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: PGR’s Constitui o grupo mais importante de herbicidas: 2,4 D, MCPA, … Actuam provocando um anormal desenvolvimento do crescimento, de uma forma muito semelhante ao IAA (Ácido Índole-Acético - AUXINA). Muitos são imediatamente biodegradáveis, não são muito persistentes nos organismos e no solo. São selectivos entre as plantas mono e dicotiledóneas: utilizados para controlar as plantas dicotiledóneas infestantes nas culturas monocotiledónes.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: RODENTICIDAS É o caso do composto “Warfarin”, tem baixa solubilidade na água e actua como um antagonista para a vitamina K. Os roedores desenvolveram resistência a este produto. São muito tóxicos para os mamíferos e aves e são persistentes no fígado dos vertebrados. São transferidos das presas (ratos) para os vertebrados predadores (corujas).

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: DETERGENTES Compostos orgânicos com características polares e não-polares. Ampla utilização doméstica e industrial. Utilizados na formulação de pesticidas e para dispersar derrames de óleo/crude no mar.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGÂNICOS: CLOROFENÓIS O Pentaclorofenol é utilizado como um protector da madeira, contituindo uma importante fonte de poluição.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGANOMETÁLICOS: A toxicidade de muitos metais aumenta quando estes se ligam a um ligando orgânico, modificando o seu comportamento químico no ambiente e nos organismos. Compostos organomercúrio Compostos organoestanho

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ORGANOMETÁLICOS: Compostos organomercúrio – Metilmercúrio utilizados como antifungicos para proteger o revestimento de sementes. Iraque (1971-1972). Compostos organoestanho – Tributilestanho – usado em componentes de tintas de revestimento de barcos.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES RADIOACTIVOS (ISÓTOPOS): São três os factores que determinam se os isótopos radioactivos são prejudiciais para os organismos: A natureza (alfa, beta, gama e neutrões) e a intensidade da desintegração radioactiva em termos da massa e energia das partículas. O período de semi-vida do isótopo. A bioquímica do elemento radioactivo.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES RADIOACTIVOS (ISÓTOPOS): A natureza (alfa, beta, gama e neutrões) e a intensidade da desintegração radioactiva em termos da massa e energia das partículas. A partícula alfa a sua grande massa, torna-a muito perigosa quando colide com as células, especial-mente nos pulmões dos vertebrados. Os raios gama são muito penetrantes.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES RADIOACTIVOS (ISÓTOPOS): O período de semi-vida do isótopo. Definido como o (período de) tempo que demora metade dos átomos de um isótopo radioactivo a desintegrarem-se.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES RADIOACTIVOS (ISÓTOPOS): A bioquímica do elemento radioactivo. Alguns isótopos seguem as mesmas vias bioquímicas que os elementos estáveis. Mais de 80% do Iodo total no corpo humano está contido na glândula tiróide onde forma um componente essencial da hormona do crescimento Tiroxina. Se é ingerido iodo radioactivo, este concentra-se na tiróide e pode provocar cancro. O Estrôncio-90 segue a as mesmas vias do Cálcio. O Césium-137 segue a mesma via do Potássio.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES GASOSOS: SO(x), NO(x) . Ozono. CO2, CFC’s. COV (benzeno, metano). PARTÍCULAS

ENTRADA DOS POLUENTES NOS ECOSSISTEMAS ÁGUAS SOLO ATMOSFERA

ENTRADA DOS POLUENTES NOS ECOSSISTEMAS ÁGUAS DE SUPERFÍCIE Efluentes (domésticos e industriais). Efluentes das centrais nucleares. Provenientes do ar. Descargas no mar e dos produtos armazenados em profundidade em contentores. Libertação de produtos das plataformas petrolíferas e dos terminais. Naufrágio de navios.

ENTRADA DOS POLUENTES NOS ECOSSISTEMAS SOLO Descargas de resíduos poluentes (óleos, metais, etc.). Aplicação de pesticidas. Deposição de resíduos nos solos agrícolas (metais pesados, detergentes, etc.). Inundações. Precipitação Atmosférica (partículas, poluentes, pesticidas, chuvas ácidas).

ENTRADA DOS POLUENTES NOS ECOSSISTEMAS ATMOSFERA Chaminés domésticas, industriais, centrais nucleares. Combustão (motores, combustíveis, matéria orgânica). Aplicação de pesticidas. Gases de refrigeração. Aerossóis.

EFEITOS BIOQUÍMICOS DOS POLUENTES Compostos genotóxicos – danificam o DNA. Compostos neurotóxicos – neurotoxinas (Clostridium botulinum, Atropa belladona, Nicotiana tabacum, Chrysanthemum sp.). Venenos mitocôndriais – muitos biocidas actuam sobre sistemas mitocondriais. Antagonistas/Competidores de vitamina K – que tem uma função importante na síntese de proteínas no fígado. Antagonista da tiroxina – glândula tiróide. Inibidores de ATPases. Sobre os fotossistemas das plantas. PGR’s.

EFEITOS FISIOLÓGICOS DOS POLUENTES Ao nível celular Ao nível do órgão Ao nível do organismo: Efeitos no comportamento. Efeitos no sucesso reprodutor. Efeitos na taxa de mortalidade