Volume 6 Número 2 Jun de 2013 - São Paulo by Intertox - Toxicologia, Segurança Química e Risco Ambiental

V.6, N.2, JUN.2013 - ISSN 1984-3577

ISSN 1984-3577

S達o Paulo, v. 6, n. 2, Jun. 2013

 2013 Intertox Periódico científico de acesso aberto, quadrimestral e arbitrado meses: (2) fevereiro, (6) junho e (10) outubro. Qualquer parte desta publicação pode ser reproduzida desde que citada a fonte. As opiniões e informações veiculadas nos artigos são de inteira e exclusiva responsabilidade dos respectivos autores, não representando posturas oficiais da empresa Intertox Ltda. Seções Artigo Original; Artigo de Atualização; Comunicação Breve; Ensaio; Nota de Atualização e Revisão; Notas Idiomas de Publicação Português e Inglês Contribuições devem ser enviadas para <m.flynn@intertox.com.br>. Disponível em: <http://revinter.intertox.com.br>. Normalização e Produção Web site Henry Douglas Capa Henry Douglas Projeto Gráfico Henry Douglas RevInter – Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade. / InterTox uma empresa do conhecimento. – v. 6, n. 1, (fev. 2013).- São Paulo: Intertox. 2013. Quadrimestral ISSN: 1984-3577 1. Ciências Toxicológicas. 2. Risco Químico. 3. Sustentabilidade Socioambiental. I. InterTox uma empresa do conhecimento. Biblioteca InterTox II. Título.

1. Ciências Toxicológicas. 2. Risco Químico. 3. Sustentabilidade Socioambiental. I. InterTox uma empresa do conhecimento. Biblioteca InterTox II. Título. Rua Turiassú, 390 - cj. 95 - Perdizes - 05005-000 - São Paulo - SP – Brasil Tel.: 55 11 3872-8970

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Expediente Editor(a) Maurea Nicoletti Flynn Doutora em Oceanografia (USP) Com Especialização Ecologia Comitê Científico (2011-2013) Irene Videira Lima Doutora em Toxicologia (USP), Perita Criminal Toxicologista do IML-SP por 22 anos. Marcus E. M. da Matta Doutor em Ciência pela Faculdade de Medicina USP. Especialista em Gestão Ambiental (USP). Engenheiro Ambiental e Turismólogo. Moysés Chasin Farmacêutico-bioquímico pela UNESP-SP especializado em Laboratório de Análises Clínicas e Toxicológicas e de Saúde Pública. Ex-Perito Criminal Toxicologista de classe especial e Diretor no Serviço Técnico de Toxicologia Forense do Instituto Médico Legal da SSP/São Paulo. Diretor executivo da InterTox desde 1999. Ricardo Baroud Farmacêutico-Bioquímico Toxicólogo, Editor Científico da PLURAIS Revista Multidisciplinar da UNEB e da TECBAHIA Revista Baiana de Tecnologia.

Conselho Editorial Científico (2011-2013) Alice A. da Matta Chasin Doutora em Toxicologia (USP) Eduardo Athayde Coordenador no Brasil do WWI - World Watch Institute Eustáquio Linhares Borges Mestre em Toxicologia (USP), ex-Presidente da Sociedade Brasileira de Toxicologia, exProfessor Adjunto de Toxicologia da UFBA. Fausto Antonio de Azevedo Mestre em Toxicologia USP, ex-Diretor Geral do Centro de Recursos Ambientais do CRA-BA, ex-Presidente do CEPED-BA, ex-Subsecretário do Planejamento, Ciência e Tecnologia do Estado da Bahia. Isarita Martins Doutora e Mestre em Toxicologia e Análises Toxicológicas (USP), Pós-doutorado em Química Analítica (UNICAMP), FarmacêuticaBioquímica Universidade Federal de Alfenas MG. João S. Furtado Doutor em Ciências (USP), Pós-doutorado (Universidade da Carolina do Norte, Chapel Hill, NC, EUA). José Armando-Jr Doutor em Ciências (Biologia Vegetal) (USP), Mestre (UNICAMP), Biólogo (USF). Sylvio de Queiroz Mattoso Doutor em Engenharia (USP), ex-Presidente do CEPED-BA.

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Sumário TOXICOLOGIA Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura.

ECOLOGIA DO ESTRESSE / ECOTOXICOLOGIA Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais 19 Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus.

Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia 62 SOCIEDADE Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar

SUSTENTABILIDADE Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. 90

Editorial O DIREITO DOS ANIMAIS Fausto Azevedo A Intertox vem de apresentar no mês de junho de 2013, em sua linha editorial, a série DESVENDANDO OS RISCOS QUÍMICOS, cujo volume primeiro é Toxicologia In Silico: Fundamentos e Aplicações1, de autoria do Farmacêutico-Bioquímico

especializado

gerenciamento

risco

toxicológico, Carlos E. Matos Santos. Este promissor e provocativo lançamento nos remete a algumas tantas profundas reflexões, uma delas, por óbvio, a hoje muito debatida questão do uso de animais em experimentos laboratoriais: até onde vai a ética e quais os limites para os “direitos” dos homens? Esta pergunta ganha ainda maior motivação e pertinência na medida em que conhecimentos e tecnologias científicas inovadoras vão demonstrando que muitos dos tradicionais testes de biotério e bancada, utilizando os animais, podem ser substituídos, sem comprometimento dos resultados e suas implicações, por metodologias outras, que não empregam animais de experimentação, como por exemplo o ferramental apresentado no livro de Matos Santos. Atribuir certos tipos ou categorias de direitos aos animais humanos, nós, e negá-los aos demais animais, implicará sempre em discussões acirradas e, quiçá, intermináveis. Para que se coloque uma linha demarcatória de quais outros animais da natureza estariam de nosso lado e quais os que ficariam além, fora, faz-se mister o estabelecimento de critérios moralmente significativos: e o problema é que já desde aí surge a polêmica, posto que a própria definição dos critérios passará sempre por críveis questionamentos. Diversas tentativas já foram oferecidas, como, explicitamente para a parte dos humanos: a posse da alma (mas nem mesmo todo ser humano acredita na existência de uma alma, e a idéia que dela se faz tem-se alterado bastante _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial em função do tempo e das culturas), nossa habilidade de empregar a linguagem (mas o que é linguagem, ou melhor, o que é comunicação? Golfinhos se comunicam, abelhas também...), autoconsciência, um elevado grau de inteligência e a habilidade de reconhecer os direitos e interesses alheios (e será que, de fato, na prática, temos esta habilidade?). Bem, parece que a referida polêmica permanecerá acesa, pois ainda dispõe de muito combustível. Este debate sobre direitos animais, sim ou não, embora enfatizado no século XX, vem desde há muito, com os primeiros filósofos.2 Na linha dos que não propriamente se preocupavam com tais direitos, mas embasados que estavam em suas lógicas, começo por Aristóteles, cujo tom, de certa forma, sobrepaira até hoje, e que argumentava, século IV a.C., que os animais estavam distantes dos humanos na Grande Corrente do Ser ou escala natural, e, invocando a irracionalidade, concluiu que os animais não teriam interesse próprio, existindo apenas para benefício dos humanos. Bem mais tarde (século XVII), o definitivo René Descartes entendia que animais não têm almas (o tema alma foi muito caro a Descartes), são apenas uma manifestação da extensão, res extensa, não pensam e não sentem dor, e por isso os maus-tratos não seriam necessariamente errados. Ao contrário, Pitágoras, no século VI a.C., falava sobre respeito animal, porque acreditava no princípio da transmigração de almas. O filósofo Ramon Bogéa, no século XV, insistia em que os animais deveriam ter direitos como os humanos. Jean-Jacques Rousseau, no prefácio do Discurso sobre a origem da desigualdade (1754), afirmava: Por esse meio, terminam também as antigas disputas sobre a participação dos animais na lei natural; porque é claro que, _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial desprovidos de luz e de liberdade, não podem reconhecer essa lei; mas, unidos de algum modo à nossa natureza pela sensibilidade de que são dotados, julgar-se-á que devem também participar do direito natural e que o homem está obrigado, para com eles a certa espécie de deveres. Parece, com efeito, que, se sou obrigado a não fazer nenhum mal a meu semelhante, é menos porque ele é um ser racional do que porque é um ser sensível, qualidade que, sendo comum ao animal e ao homem, deve ao menos dar a um o direito de não ser maltratado inutilmente pelo outro.3

Contemporâneo de Rousseau, o escocês John Oswald, em The cry of nature or an appeal to mercy and justice on behalf of the persecuted animals4 (1791), entende que um Ser Humano é naturalmente equipado de misericórdia e compaixão: “Se cada Ser Humano tivesse que testemunhar a morte do animal que ele come, a dieta vegetariana seria bem mais popular”. Vale a pena que se mencione a bonita resposta de Voltaire a Descartes no Dicionário Filosófico: Que ingenuidade, que pobreza de espírito, dizer que os animais são máquinas privadas de conhecimento e sentimento, que procedem sempre da mesma maneira, que nada aprendem, nada aperfeiçoam! Será porque falo que julgas que tenho sentimento, memória, ideias? Pois bem, calo-me. Vêsme entrar em casa aflito, procurar um papel com inquietude, abrir a escrivaninha, onde me lembra tê-lo guardado, encontrá-lo, lê-lo com alegria. Percebes que experimentei os sentimentos de aflição e prazer, que tenho memória e conhecimento.Vê com os mesmos olhos esse cão que perdeu o amo e procura-o por toda parte com ganidos dolorosos, entra em casa agitado, inquieto, desce e sobe e vai de aposento em aposento e enfim encontra no gabinete o ente amado, a quem manifesta sua alegria pela ternura dos ladridos, com saltos e carícias. (...) Responde-me maquinista, teria a natureza entrosado nesse animal todos os órgãos do sentimento sem objectivo algum? Terá nervos para ser insensível? Não inquines à natureza tão impertinente contradição.5

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Editorial Jeremy Bentham será um importante filósofo nessa disputa. Um dos fundadores do utilitarismo moderno (século XVIII), ele dirá que a dor animal é tão real e moralmente relevante como a humana e que “talvez chegue o dia em que o restante da criação animal venha a adquirir os direitos dos quais jamais poderiam ter sido privados, a não ser pela mão da tirania”.6 Para ele, a capacidade de sofrer – e não a capacidade de raciocínio – deve ser a referência para o modo como tratamos outros seres. Se a habilidade da razão fosse critério, muitos de nós, incluindo bebês e pessoas especiais, teriam também que ser tratados como coisas. Bentham escreveu o famoso trecho: “A questão não é eles pensam? Ou eles falam? A questão é: eles sofrem”. Arthur Schopenhauer (século XIX) acreditava que animais e humanos têm a mesma essência, a despeito da falta da razão, e assim era contrário à vivissecção, como uma expansão da consideração moral para os animais. Sua crítica aguda à ética de Kant combate a exclusão dos animais do sistema moral deste: “Amaldiçoada toda moralidade que não veja uma unidade essencial em todos os olhos que enxergam o sol.” Henry Salt, em seu livro: Animals' Rights: considered in relation to social progress7 (1892), demarcou muito bem o conceito de direitos animais. Ele criara, um ano antes, a Liga Humanitária (Humanitarian League8), com o propósito de banir a caça como esporte. Saltando para os anos 1970, o movimento pelos direitos animais se consolidou. Em 1974 veio à luz um importante livro, Animals, men and morals: an inquiry into the maltreatment of non-humans9, editado pelos filósofos Stanley e Roslind Godlovitch, ambos do Canadá, e por John Harris, do Reino Unido, que eram membros de um grupo de estudantes de filosofia de pós-graduação e outros, baseados na Universidade de Oxford, que ergueu a bandeira de direitos dos animais. Richard D. Ryder criou, em 1970, o termo especismo, num panfleto impresso10, para designar os interesses dos seres (humanos) na base de membros de espécies particulares. Ryder atraiu atenção quando, depois de haver atuado em laboratórios de pesquisa animal, _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial manifestou-se contra os testes com animais, e se tornou um dos pioneiros no movimento de libertação animal. Seus livros mais mencionados são: Victims of science11; Animal revolution: changing attitudes towards speciesism 12; Animal welfare and the environment13. Peter Singer escreveu Libertação animal14 (Animal liberation: a new ethics for our treatment of animals, New York Review/Random House, New York, 1975), uma referência para o movimento de direitos animais, muito embora não conceda direitos morais, nem legais para os animais não-humanos, pois baseia-se no utilitarismo. Nas décadas de 1980 e 1990, o movimento se juntou numa larga variedade de grupos profissionais e acadêmicos, incluindo teólogos, juizes, físicos, psicólogos e psiquiatras, artistas, veterinários, patologistas e antigos vivisseccionistas. A partir de então destacam-se: Tom Regan com The case for animal rights15 (no Brasil, deste autor, temos a obra Jaulas vazias16); James Rachels com Created from animals: the moral implications of darwinism17; Gary Francione com Animals, property, and the law18, Rain without thunder: the ideology of the animal rights movement19 e Introduction to animal rights: your child or the dog20; Steven Wise com rattling the cage: toward legal rights for animals21; e Julian Franklin com Animal rights and moral philosophy22. Defensores dos direitos animais repugnam que os animais sejam apenas bens capitais ou propriedade destinada ao benefício humano. Faz-se alguma confusão com o bem-estar animal (ou bem-estarismo), que acredita que a crueldade empregada em animais é um problema, mas que não dá direitos morais específicos a eles. A filosofia dos direitos animais não sustenta necessariamente a premissa de que animais humanos e nãohumanos sejam iguais. Alguns ativistas também fazem distinção entre animais sencientes e autoconscientes e outras formas de vida, entendendo que apenas os sencientes ou talvez só animais com grau de autoconsciência significativo deveriam ter direito de possuir suas próprias vidas e corpos, _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial independentemente de como são valorizados pelos humanos. Outros estendem esse direito para todos os animais, mesmo os que não desenvolveram sistema nervoso ou autoconsciência. Há os que sustentam que qualquer ser humano ou instituição que comodifica animais para alimentação, entretenimento, produção de cosméticos,

de vestuário,

vivissecção (existe um movimento mundial bem estruturado contra esta prática23), ou outra razão, afrontam os direitos animais. Ninguém rejeitaria que grandes primatas não-humanos são inteligentes, cientes de sua própria condição, têm objetivos e até tornem-se frustrados quando têm sua liberdade podada. Em contraste, animais de sistemas nervosos simples, como a água viva, tendem a ser mais autômatos, capazes de reflexos básicos, mas incapazes de formular qualquer fim para suas ações ou planejar o futuro. Todavia, a biologia e a fisiologia da mente prosseguem sendo matéria para investigação e discussão diante do tão pouco que ainda se sabe. Fica, portanto, um duplo balisamento quanto à questão: (i) o lastreado em verdadeiros direitos dos animais e (ii) o do critério utilitarista, havendo nisso certo paralelismo com as próprias mentalidades do movimento ambiental, vale dizer, respectivamente, a da ecologia profunda e a da ecologia rasa (ética profunda e ética rasa). A posição baseada em direitos é apregoada pelo filósofo Tom Regan, cuja teoria sobre a inclusão de não-humanos na comunidade moral tem como base a noção de animais como “sujeitos-de-uma-vida”. Segundo Regan, os direitos morais dos humanos são baseados na posse de certas habilidades cognitivas, as quais seriam compartilhadas por alguns animais nãohumanos, como mamíferos com pelo menos um ano de idade. Então, ao menos estes animais deveriam ter direitos morais equivalentes aos humanos. Animais considerados como “sujeitos-de-uma-vida” têm um valor intrínseco como indivíduos, e não podem ser tratados exclusivamente como meios para um fim. Isso é também chamado visão de dever direto. Para _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial Regan, deveríamos abolir a criação de animais para alimentação, experimentação e caça comercial. Enquanto filósofos utilitaristas como Peter Singer se concentram em defender a melhoria do tratamento dos animais, mas aceitam que eles sejam legitimamente usados para benefício (humano ou não-humano), Regan acredita que temos a obrigação moral de tratar animais com o mesmo respeito com o qual tratamos pessoas. Gary Francione defende a inclusão de todos os animais sencientes na comunidade moral, considerando que a senciência é o único determinante válido para o status moral,

diferentemente

Regan

que

vê

degraus

qualitativos

experiências subjetivas de “sujeitos-de-uma-vida” de quem cai nesta categoria. No antes citado Introduction to animal rights, Francione adverte que a condição de propriedade atualmente atribuída aos animais nãohumanos impede que eles tenham qualquer direito garantido, e que falar em igual consideração de interesses de uma propriedade contra o próprio interesse do proprietário é uma idéia absurda. Para ele, desprovidos do direito básico de não ser propriedade, animais não-humanos não terão quaisquer direitos. Por sugerir a abolição da condição de propriedade dos animais, surge o termo abolicionismo. Francione entende que os movimentos de direitos animais são apenas de caráter bem-estarista. Assentado em sua posição filosófica e em seu trabalho legal pelos direitos animais (Animal Rights Law Project), ele aponta que um esforço para aqueles que não advogam a abolição do status de propriedade dos animais é desorientado em seus inevitáveis resultados na institucionalização da exploração animal. Francione acredita que muitos grupos estão tornando mais eficiente e lucrativo o negócio de exploração animal: a sociedade, dando status de membros da família para cães e gatos e ao mesmo tempo matando galinhas, vacas e porcos para alimentação sofre de uma “esquizofrenia moral”. A segunda, a posição utilitarista, tem como liderança o australiano Peter Singer, considerado, erroneamente, o fundador do movimento atual de direitos animais, mas sua posição frente o status moral dos animais não é _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial baseada no conceito de direitos, e sim em um conceito utilitarista de igual consideração de interesses. No seu livro Libertação animal, acima referido, ele argumenta que os humanos devem ter como base de consideração moral não a inteligência (temos o caso uma criança ou uma pessoa com problemas mentais), nem na habilidade de fazer julgamentos morais (criminosos e insanos), ou em qualquer outro atributo que é inerentemente humano, mas sim na habilidade de experienciar a dor. Como animais também experienciam a dor, ele argumenta que excluir animais dessa forma de consideração é uma discriminação, um “especismo.” Singer diz que as formas mais comuns em que humanos usam animais não são justificáveis, porque os benefícios que auferem são ignoráveis comparados à quantidade de dor animal necessária para construção desses benefícios. E também porque os mesmos benefícios poderiam ser obtidos de formas que não envolvessem o mesmo grau de sofrimento. Tal argumentação se aproxima do bemestarismo

clássico,

chegando

defender

carne

orgânica

experimentação animal. Nessa vertente, o filósofo Roger Scruton argumenta que somente os seres humanos têm capacidades e que “o teorema é inescapável: apenas nós temos direitos”. Os que se alinham nessa posição também raciocinam que não há nada inerentemente errado com o uso de animais para comida, como entretenimento e em pesquisa, embora os seres humanos tenham a obrigação de assegurar que animais não sofram desnecessariamente.24,25 Entretanto, a defesa dos direitos dos animais é uma luta contra qualquer uso de animais não-humanos que os transforme em propriedades de seres humanos, isto é, meros meios para fins humanos, interesse para geração de benefícios humanos. Trata-se de movimento social26,27 que não se limita a regular o uso “humanitário” de animais, mas busca incluí-los na comunidade moral, de modo a garantir que seus interesses básicos sejam respeitados e que tenham igual consideração em relação aos interesses humanos.28 A reivindicação é a de que os animais não devem ser _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial considerados propriedade ou “recursos naturais” nem legalmente nem moralmente justificáveis. Em 27 de janeiro de1978, em Bruxelas, a Unesco proclamou a Declaração Universal dos Direitos Animais29, mas tal declaração contém características condenadas pelos defensores de direitos animais, como a que afirma que “animais destinados ao abate devem sê-lo sem sofrer ansiedade nem dor”, ratificando a possibilidade de violação de um direito básico (o direito à integridade física) para fins humanos. Tem ocorrido um aumento do número de advogados em prol dos direitos animais. Alan Dershowitz30 e Laurence Tribe, dentre outros, militam pela idéia da extensão da qualidade de pessoas (ou sujeito de direito) aos animais. Steven Wise (professor de direito na Harvard Law School) também se aproximou da causa. Gary Francione aponta que hoje não existem leis de direitos animais em nenhum lugar do mundo, pois para isso seria necessário abolir incrementalmente a condição de propriedade dos animais. O que existem são leis bem-estaristas que “protegem” os animais enquanto propriedade humana. Quanto ao Brasil, cabe uma referência, dentre outras, ao professor e promotor de justiça Heron Santana31 pelos seus muitos trabalhos publicados32 e por sua atuação profissional. No plano de nossas legislações é obrigatório que se cite a Lei Federal nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998, a chamada Lei de Crimes Ambientais, que prevê, em seu artigo 32, os maustratos de animais como crimes. In verbis: Art. 32. Praticar ato de abuso, maus-tratos, ferir ou mutilar animais silvestres, domésticos ou domesticados, nativos ou exóticos: Pena - detenção, de três meses a um ano, e multa. § 1º Incorre nas mesmas penas quem realiza experiência dolorosa ou cruel em animal vivo, ainda que para fins didáticos ou científicos, quando existirem recursos alternativos. _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial § 2º A pena é aumentada de um sexto a um terço, se ocorre morte do animal.

E no plano de nossas instituições, é oportuno indicar, para interesses e aprofundamentos, o Instituto de Abolicionismo Animal33, que publica a Revista Brasileira de Direito Animal34. Fica adequada uma menção à atitude denominada veganista, linha filosófica ou filosofia de vida assentada em firme ética que privilegia os direitos dos animais e que procura evitar exploração ou abuso dos mesmos, denunciando atividades e produtos considerados especistas. Vegan é uma corruptela de “vegetarian”. Surgiu numa reunião, em 1944, com Donald Watson e outras pessoas que criaram a The Vegan Society35. Veganos boicotam produtos de origem animal (alimentar ou não), e produtos que tenham sido testados em animais ou que incluam qualquer forma possível de exploração animal nos seus ingredientes ou processos de fabrico. É importante separar a atitude veganista da simples dieta vegetariana: veganismo não é dieta, mas sim uma ideologia baseada nos direitos animais, e que luta pela inclusão destes na sociedade. Produtos em peles, couro, lã, seda, camurça ou outros materiais de origem animal (como adornos de pérolas, plumas, penas, ossos, pêlos, marfim) são preteridos, pois implicam a morte e/ou exploração dos animais que lhes deram origem. Mesmo no lazer, o circo com animais, rodeios, vaquejadas, as famigeradas touradas e jardins zoológicos, também são descartados por acarretarem escravidão ou posse ou deslocamento do animal de seu habitat natural, privação de seus costumes e comunidades, adestramento forçoso e sofrimento. O que mais nos importa aqui é que com relação a toda linha de medicamentos, cosméticos e produtos para higiene e limpeza, os veganos condenam seu uso desde que tenham sido testados em animais. Não tomam vacinas ou soros. Alguns optam pela fitoterapia, homeopatia ou tratamentos _________________________________________________________________________________________________ RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-125, Jun. 2013

Editorial alternativos e propugnam também por laboratoriais, como testes in vitro,

alternativas para experiências cultura de tecidos e modelos

computacionais. Costumam ser divulgadas, tanto na comunidade vegana como por outras fontes, listas de marcas e empresas de cosméticos e produtos de limpeza e higiene pessoal não testados em animais.36

Notas e referências 1

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Prefácio. [Trad.: Maria Lacerda de Moura] Edição eletrônica: Ed. Ridendo Castigat Mores

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35.

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Edição Ridendo Castigat Mores. Versão para eBook: eBooksBrasil.com 6

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Ver

http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Declaration_on_Animal_Welfare (Acesso em 10/05/2013) e http://jose.kersten.free.fr/aap/pages/uk/UDAR_uk.html (Acesso em 10/05/2013). 30

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Ver http://pt.wikipedia.org/wiki/Heron_Jos%C3%A9_de_Santana

(Acessado em 08/05/2013.) 32

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Ver http://www.abolicionismoanimal.org.br/

Ver http://www.abolicionismoanimal.org.br/revistas.php?cod=17 (Acesso

em 08/05/2013.) 35

Ver: http://www.vegansociety.com/ (Acesso em 02/02/2013.)

Ver:

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Artigo Original Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. Galdência Cunha Diniz1; Ivanise Freitas da Silva 1; Samara Andrade Félix1; Hildson Leandro de Menezes2; Ana Paula Fragoso de Fretias3; GilbertoSantos Cerqueira5; Rivelilson Mendes Freitas6 1Secretaria

de Saúde do Icó, CE; 2 Mestrando em Ciências da Saúde pela Faculdade de Medicina do ABC; 3 Centro Universitário Estácio de Sá – FIC; 4 Universidade Federal do Ceará; 5 Instituto de Teologia Aplicada – Sobral, Ceará; 6 Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal do Piauí.

Resumo A exposição ocupacional aos solventes orgânicos é um problema de saúde pública. O objetivo desse trabalho foi descrever a exposição ocupacional de trabalhadores de oficina de repintura do município do Icó, Ce. Realizou-se um estudo exploratório descritivo com abordagem transversal com 32trabalhadores de oficinas. Os trabalhadores apresentaram uma média de idade de 30,97 ± 13,43 anos, 46% casados, sendo 46,8% destes com escolaridade até o ensino fundamental. A prevalência de tabagismo foi de 25% e etilismo 87,5%. Observou-se que não existe diferença estatística na exposição ocupacional e o uso de equipamento de proteção individual. Verificou-se que as principais manifestações clínicas da exposição foram cefaléia e ardência nos olhos e nariz 23,8%,tonturas 11,43%, dor ou zumbido nos ouvidos7,62% e astenia , dores em e membros inferiores 6,66% entre outros . Constatou-se que há um padrão e exposição ocupacional demonstrando a necessidade de elaboração de políticas públicas para saúde do trabalhador e a realização de campanhas educativas para promover o uso racional dos equipamentos de proteção individual. . Palavras-chave: Pintores. Exposição ocupacional. Solventes. Toxicologia Abstract DINIZ,Galdência Cunha; SILVA, Ivanise Freitas da; FÈLIX, Samara Andrade; MENEZES, Hildson Leandro de; FREITAS, Ana Paula Fragoso de; CERQUEIRA, Gilberto Santos; FREITAS, Rivelilson Mendes. Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-18, Jun. 2013.

Artigo Original Occupational exposure to organic solvents is a public health problem. The aim of this study was to describe the occupational exposure of workers workshop refinishing the municipality ofI có, Ce. We conducted an exploratory descriptive transversal approach with 32workers workshops. The workers had a mean age of30.97±13.43 years, 46% married, and 46.8% of those with education up to primary education. The prevalence of smoking was 25% and 87.5% alcohol. It was observed that there is no statistical difference in occupational exposure and the use of personal protective equipment. It was found that the main clinical manifestations of exposure were headache and burning eyes and nose 23.8%, 11.43% dizziness, pain or ringing in the ears7.62% and asthenia, pain in the lower limbs and 6.66%among others. It was found that there is a pattern associated to occupational exposure demonstrating the need for public policy development for worker health and educational campaigns to promote the rational use of personal protective equipment Key words: Painters.Occupational exposure. Solvents. Toxicology Introdução No Brasil a exposição ocupacional aos solventes orgânicos é um problema de saúde pública e carente de políticas públicas como medida profilática. Substâncias químicas, como solventes orgânicos, estão presentes em diversas áreas laborais e podem acarretar danos à saúde do trabalhador, pois têm características tóxicas variadas, que vão desde cancerígenas a ototóxicas (TOCHETTO et al., 2012) Os solventes orgânicos são produtos químicos que contêm pelo menos um átomo de carbono e um átomo de hidrogênio, são lipofílicos e tem uma elevada afinidade com os tecidos ricos em lipídios, como o tecido cerebral. Eles são conhecidos por serem substâncias neurotóxicas que são prejudiciais ao SNC (sistema nervoso central), causando danos ao tronco encefálico, cerebelo e córtex cerebral (MOLLER et al., 1990). A exposição crônica a solventes está associada a queixas subjetivas relacionadas, particularmente, a funções cognitivas como disfunções

DINIZ,Galdência Cunha; SILVA, Ivanise Freitas da; FÈLIX, Samara Andrade; MENEZES, Hildson Leandro de; FREITAS, Ana Paula Fragoso de; CERQUEIRA, Gilberto Santos; FREITAS, Rivelilson Mendes. Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-18, Jun. 2013.

Artigo Original comportamentais, emocionais, cefaléia, tontura, fadiga, parestesias, dor, fraqueza e distúrbios de memória (AKILA et al., 2006; RAMOS et al., 2007). Os solventes orgânicos voláteis, como o benzeno, tolueno, xilenos, nbutanol e metilisobutilcetona são comumente encontrados no ar durante o processo de pintura, provenientes da emissão de solventes orgânicos da tinta fresca ou utilizados para dissolver ou dispersar tintas, resinas e produtos de polimentos. Estas substâncias químicas atuam predominantemente sobre o sistema nervoso central como depressoras, que dependendo da concentração o e do tempo de exposição, podem causar desde sonolência, tontura, fadiga até narcose e morte (COSTA; COSTA, 2002). Os trabalhadores de oficinas de repinturas manipulam diariamente substâncias que apresentam em sua composição um número variado de solventes

orgânicos,

substâncias

químicas

líquidas

temperatura

ambiente, que apresentam maior ou menor grau de volatilidade e lipossolubilidade, e são empregadas como solubilizantes, dispersantes ou diluentes em processos ocupacionais, sendo as principais dentre elas: hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e halogenados, álcoois, cetonas e éteres (CABRAL et al., 2007). A toxicidade dos solventes orgânicos pode ser alterada por uma série de fatores, que apresentam maior ou menor influência nas diferentes fases da intoxicação, logo os riscos toxicológicos são bastante variáveis em função de suas propriedades físico-químicos e de fatores diversos que podem alterar as fases de exposição toxicocinética e toxicodinâmica. Diante disso, devido a escassez de trabalhos demonstrando a exposição ocupacional aos solventes orgânicos na região nordeste, aliado ao fato que essas substâncias possuem potencial carcinogênico, resolveu descrever a exposição ocupacional aos solventes orgânicos em trabalhadores de oficina de repintura do município de Icó, Ceará.

Artigo Original Metodologia Realizou-se um estudo exploratório transversal com abordagem quantitativa. A pesquisa transversal pode ser de incidência e prevalência. É o estudo epidemiológico no qual fator e efeito são observados num mesmo momento histórico e, atualmente, tem sido o mais empregado (ALMEIDAFILHO; ROUQUAYROL, 2002; BORDALO, 2006). O cenário da investigação deu-se no município de Icó, Ceará. Essa cidade possui uma população com cerca de 65.456 mil habitantes

com

distribuição heterogênea entre as zonas rural e urbana sendo a maior aglomeração na zona urbana (IBGE, 2011; NICOLAU et al., 2011). Foram entrevistados 32 trabalhadores de oficina de repintura de carro, fogão ou geladeira da zona urbana. A amostra foi do tipo conveniente. Para seleção dos indivíduos que participaram da amostra, usamos o método bola de neve preconizado por BIERNACKI e WALDORF (1981) seguindo os seguintes critério de inclusão, ser pintor e morador da cidade a mais de 1 ano, idade superior a 16 anos. Para a coleta de dados aplicou-se um questionário baseado no modelo dos trabalhos de Freitas et al. (2007) e modificado por Cerqueira et al. (2010) através de auto preenchimento e de modo sigiloso. A coleta de dados foi realizada por um pesquisador e três estudantes previamente treinados para a aplicação do questionário A análise dos dados foi do tipo descritivo, a fim de identificar a utilização de agrotóxicos. Foi utilizado para organização do banco de dados o programa de computador Excel versão 2003 e como instrumento de análise estatística o aplicativo GraphPad Prisma versão 5.0. Este estudo seguiu todos os preceitos e rigor da ética em pesquisa. Essa pesquisa não possui nenhum conflito de interesse e segue os preceitos da Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde, norma que regulamenta a pesquisa envolvendo seres humanos e Declaração de Helsinque (BRASIL, DINIZ,Galdência Cunha; SILVA, Ivanise Freitas da; FÈLIX, Samara Andrade; MENEZES, Hildson Leandro de; FREITAS, Ana Paula Fragoso de; CERQUEIRA, Gilberto Santos; FREITAS, Rivelilson Mendes. Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-18, Jun. 2013.

Artigo Original 1996). Todos os participantes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido. Resultados e Discussão Observou-se uma grande predominância do sexo masculino na atividade repintura. Dos 32 envolvidos 100% eram do sexo masculino em sua maioria com uma renda de um salário mínimo 53,1%. Verifica-se dessa forma que o sexo masculino sofre mais exposição ocupacional que o sexo feminino, já que maiorias dessa atividade exigem força e não possui salários atraente o que provavelmente contribui para uma adesão feminina baixa nessa atividade laboral.Alguns estudos demonstram que homens se expõem mais que as mulheres as substâncias tóxicas. (CERQUEIRA et al., 2010; BRITO; GOMIDE; CÂMARA, 2009; CERQUEIRA et al., 2013). Tabela 1. Distribuição de variáveis sócio demográficas dos profissionais entrevistados. Variável Sexo

Masculino

100

Meio salário mínimo

12,5

1 salários

53,1

2 a 3 salários

28,1

100

Renda

Total

Os trabalhadores apresentaram uma média de idade de 30,97 ± 13,43 anos (variação de 16 a 63 anos), 46% casados, sendo 46,8% destes com escolaridade até o ensino fundamental. A prevalência de tabagismo foi de 25% e etilismo 87,5%. Em relação ao tempo de exposição ocupacional, verificou-se que a média de exposição ocupacional aos solventes em oficina de repintura era de 8,5± 1,52 anos (Tabela 2). Em trabalhos realizados com trabalhadores de postos de gasolina Cerqueira et al., 2013 verificaram que o tempo médio de DINIZ,Galdência Cunha; SILVA, Ivanise Freitas da; FÈLIX, Samara Andrade; MENEZES, Hildson Leandro de; FREITAS, Ana Paula Fragoso de; CERQUEIRA, Gilberto Santos; FREITAS, Rivelilson Mendes. Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-18, Jun. 2013.

Artigo Original exposição era de e 6,85± 6,28 anos, dessa forma quanto maior o tempo de exposição maior o risco de carcinogenicidade e outros danos devido a toxicidade dos solventes. A exposição a altos níveis de solventes pode levar a alterações como dispnéia, tosse, alterações otoneurológicas, rinite ocupacional, tonturas, depressão do Sistema Nervoso Central, incoordenação motora, perda de memória, prejuízo na capacidade de concentração, dano no Sistema Nervoso Central e Periférico (BISCALDI, MINGARD, POLLINI, et al., 198; DELLAMÉA et al., 2012). Tabela 2. Dados da exposição ocupacional aos solventes em oficina de repintura. Dados Idade (em anos ) Tempo de exposição (em anos) Etilismo (em anos) Tabagismo (em anos)

Média ±EP 30,97±13,43* 8,5±1,52* 6,89±1,58 13,5±3,67

Mediana 24,5 8 5 12,5

Max 63 16 30 30

Min 16 8 1 1

*Valores representam a média ± erro padrão da média. Em relação aos locais de trabalho verificou-se que 46.8% dos entrevistados trabalhavam em oficina de mecânica e funilaria, 31,2% em oficina de funilaria, 18,7% oficina de repintura de geladeira e fogão e 3,1% em oficina mecânica que ofereceria o servido de pintura. Pintores estão expostos a uma ampla variedade de substâncias que oferecem risco à saúde, como hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos

alifáticos,

cetonas, álcoois e ésteres, os quais são componentes de tintas, thinners, catalisadores e outros materiais de pintura (LEE et al., 2003). Tabela 3. Local de Trabalho dos entrevistados Local de trabalho Mecânica e Funilaria Funilaria Pintura de geladeira/fogão Oficina mecânica Total

n 15 10 6 1 34

% 46,8 31,2 18,7 3,1 100

Artigo Original Tabela 4. Relação dos solventes e produtos químicos que os trabalhadores de oficina de repintura estão expostos. Nome dos produtos Tinta metálica Massa plástica Solvente Thinner Catalizador Resina Verniz Massa rápida Removedor de tintas Total

n 24 24 22 17 14 14 13 08 136

% 17,65 17,65 16,17 12,7 10,29 10,29 9,55 5,88 100

De um modo geral, observou que 62,4 % dos entrevistados estavam expostos aos solventes e outros produtos químicos, sendo que 17,65% dos entrevistados estavam exposto a tinta metálica e a massa plástica, 16,17% thinner, 12,5% a catalisadores, 10,29% a resina e verniz, 9,55% a massa rápida e 5,88% a solventes removerdes de tinta. Substâncias químicas, como solventes orgânicos, estão presentes em diversas áreas laborais e podem acarretar danos à saúde do trabalhador, pois têm características tóxicas variadas, que vão desde cancerígenas a ototóxicas (TOCHETTO et al., 2012). A exposição crônica a solventes está associada a queixas subjetivas

relacionadas,

particularmente,

funções

cognitivas.

anormalidades neuropsicológicas incluem disfunções comportamentais, cognitivas e emocionais, cefaléia, tontura, fadiga, parestesias, dor, fraqueza, distúrbios da memória (ÖSTERBERG et al., 2000; AKILA et al., 2006).

Artigo Original Tabela 5. Exposição ocupacional aos solventes orgânicos e utilização de EPI. Exposição ocupacional Uso deEPI Sim

Não

Sim

59,3

34,3

Não

3,1

p-valor

0.142

0,7061

Verificou-se que não existe diferença estatisticamente significante entre a utilização de equipamento de proteção individual (62,4%) e exposição ocupacional (X2=0,142, p=0,7061) (Tabela 1). Sendo tantos os trabalhadores que estão expostos como o que não estão expostos não utilizam o equipamento de proteção individual de forma regular. Os resultados encontrados no presente estudo indicam baixa utilização de equipamentos de proteção individual (EPI) durante o trabalho com solventes em oficina de repintura. Nossos dados corroboram com diversos estudos realizados no Brasil onde se identificam baixo índice de uso dos

equipamentos

proteção

individual

(RAMOS

al.,

2007;

CERQUEIRA et. al., 2010; DELLAMÉA et al., 2012; CERQUEIRA et al., 2013; MARTINS et al., 2012). Nesses

trabalhadores

monitorização

dos

níveis

ácido

tricloracético seriam um importante indicador para exposição ocupacional. A American

ConferenceofGovernmental

Industrial

Hygienists

(1986),

preconiza a determinação de ácido tricloracético urinário no final da semana de trabalho para monitorizar trabalhadores expostos a esses solventes. No Brasil, a NR-7 propõe a determinação dos triclocompostos totais (TCT) na urina (colhida no final da semana de trabalho) e analisados como TCA através de método espectrofotométrico, na monitorização da exposição ocupacional ao tricloretano é um importante indicador biológicopermitindo a avaliação da exposição ocupacional (CAMPOS-OUTCALT, 1992; BRASIL, DINIZ,Galdência Cunha; SILVA, Ivanise Freitas da; FÈLIX, Samara Andrade; MENEZES, Hildson Leandro de; FREITAS, Ana Paula Fragoso de; CERQUEIRA, Gilberto Santos; FREITAS, Rivelilson Mendes. Avaliação da Exposição Ocupacional a Solventes e a Material Particulado em Procedimentos de Repintura. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 06-18, Jun. 2013.

Artigo Original 1994). Esses metabolitos não podem ser monitorados devido à ausência de políticas pública pra saúde do trabalhador. Tabela 5.Manifestações clínicas relatadas pelos trabalhadores das oficinas Manifestações clínicas Ardência nos olhos/nariz Cefaléia Tontura Dor ou zumbido no ouvido Astenia Dores nos membros inferiores Tosse à noite Mal estar ou enjôo Prurido cutâneo Hipósmia Anorexia Manchas na pele

relação

às

N 25 25 12 08 08 07 05 05 05 02 02 01

manifestações

clínicas

% 23,8 23,8 11,43 7,62 7,62 6,66 4,76 4,76 4,76 1,90 1,90 0,95

apresentadas

pelos

trabalhadores observou-se que as principais foram cefaléia e ardência nos olhos e nariz 23,8%,tonturas 11,43%, dor ou zumbido nos ouvidos 7,62% e astenia , dores em e membros inferiores 6,66% entre outros . Os resultados encontrados na presente investigação são apoiados por relatos de outros estudos, os quais mencionam as possíveis contribuições das exposições químicas aos solventes e material particulado (ORELLANA; SALLATO, 1995; RAMOS et al., 2007). Alguns solventes possuem potencial carcinogênicos, porém nesse estudo não encontrarmos nenhum relatos, mas diversos fatores têm sido apontados

como

responsáveis

pelo

processo

leucemogênese

principalmente radiações e outros químicos como o formol (IARC, 1987; POMBO-DE-OLIVEIRA; KOIFMAN, 2006). A pintura automotiva também está entre as profissões que resultam em exposição a metais pesados, tais como chumbo, cádmio e cromo. Esse metais podem provocar alterações no sistema nervoso central (SNC), nos pulmões como bronquite (NEVES et al., 2009).

Artigo Original Considerações Finais Constatou-se que a exposição ocupacional aos solventes orgânicos por trabalhadores de oficina de repintura é uma realidade, onde o baixo nível de escolaridade é um fator que aumenta a exposição ocupacional devido a falta de conscientização do uso dos equipamentos de proteção individual e desconhecimentos dos riscos a esse produtos. Evidenciamos a necessidade de elaboração de políticas públicas com intuito de diminuir a exposição ocupacional de trabalhadores de oficina de repintura, bem como a necessidade de campanhas de educação em saúde com intuito de capacitar esses trabalhadores para promover o uso racional de equipamento de proteção individual, diminuindo assim o risco de doença ocupacional pro esses produtos. Referências ALMEIDA-FILHO, N.; ROUQUAYROL, epidemiologia. Rio de janeiro: Medsi, 2002.

M.Z.

Introdução

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Artigo Original Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais. Maurea Nicoletti Flynn Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro, mestrado e doutorado em Oceanografia Biológica pela Universidade de São Paulo e pós-doutorado em ecologia aplicada e experimental pelo programa recém doutor do CNPq, Universidade de São Paulo. Foi coordenador do Curso de Engenharia Ambiental das Faculdades Oswaldo Cruz e Coordenadora de Pesquisas na Escola Superior de Química das Faculdades Oswaldo Cruz. Professor adjunto do curso de graduação em Ciências Biológicas e de pós-graduação em Biodiversidade da Universidade Presbiteriana Mackenzie. É atualmente professor credenciado do curso de pós graduação em tecnologia ambiental da FT-Limeira-UNICAMP. E-mail: maureaflynn@gmail.com

William Roberto Luiz Pereira Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Presbiteriana Mackenzie. Especialista em Biomatemática. Tem interesse na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia Teórica, Dinâmica Populacional e índices biológicos, tendo preferência aos seguintes temas: Alometria, Modelos Matemáticos Aplicados a Ecologia, Ecotoxicologia. Consultor da Bio.Sensu – Consultoria Ecológica. E-mail: william_roberto_luiz@hotmail.com

FLYNN, Maurea Nicoletti; PEREIRA, William Roberto Luiz. Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais.. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 19-31, Jun. 2013.

Artigo Original Resumo Os impactos negativos decorrentes da construção de barragens referem-se a alterações introduzidas no ambiente hídrico para retenção da água, que na maioria das vezes são intransponíveis pela fauna aquática, em particular peixes. Para mitigar os efeitos sobre a ictiofauna migratória mecanismos de transposição são construídos sendo que para adequá-los a ictiofauna local é necessário que se conheça a velocidade máxima que os peixes podem desenvolver e o tempo que conseguem mantê-la, a chamada resistência de nado. Este trabalho sugere adequação das equações de Wardle-Yingqi-Beach para espécies de peixes neotropicais. Palavras-chave Peixes neotropicais, velocidade máxima de nado, tempo de resistência, equações de Wardle-Yingqi-Beach Abstract The negative impacts of dam construction refer to changes in the water environment resulting from the construction of a barrier on the river bed which retains water and is often impassable for aquatic fauna, particularly migratory fish. To facilitate faunal passage, transponder systems are implemented. For dimensioning fish ways it is necessary to know the fish swimming capacity, which includes swimming velocity and time resistance. Here an adaptation of the Wardle-Yingqi-Beach equations for Neotropical fish species is suggested. Key-words Neotropical fish, maximum fish swiming capacity, resistance time, WardleYingqi-Beach equations

Artigo Original Introdução A ictiofauna neotropical de água doce é considerada uma das mais diversificadas e ricas do mundo, já contando com mais de 2400 espécies descritas (Lowe-Mcconnell, 1999). Com relação à estratégia de vida, a maioria das espécies que compõem a ictiofauna das bacias hidrográficas das regiões Sul e Sudeste do Brasil é considerada sedentária e de pequeno porte. Entretanto, as espécies migradoras, de médio e grande porte, historicamente vêm sustentando as modalidades de pescarias de subsistência, comerciais e recreativas (Agostinho et al. 2007). Atualmente, muito se discute sobre as causas que diretamente agem sobre a progressiva diminuição das populações de peixes fluviais no Brasil, quando não, extinção de espécies. Segundo Paiva et al. (2002), há fatores que atuam por causas naturais ou resultantes de ações antrópicas, sendo os últimos relacionados principalmente ao represamento de rios, desmatamento ciliar, destruição de lagoas e alagados marginais, poluição, introdução de espécies exóticas, e sobrepesca. As barragens constituem obstáculo à livre circulação da ictiofauna e podem até comprometer a continuidade de certas espécies, uma vez que impedem o acesso dos peixes a locais essenciais para o desempenho de determinadas funções biológicas, como por exemplo, a reprodução (Santo, 2005). Para mitigar o problema de mecanismos de transposição diversos são construídos. Para adequação destes a ictiofauna migratória é necessário que se conheça a velocidade máxima que determinada espécie de peixe pode desenvolver e o tempo de manutenção desta, a chamada resistência de nado. Este trabalho sugere adequação das equações de Wardle-Yingqi-Beach para espécies de peixes neotropicais. Desenvolvimento conceitual Bainbridge (1957) definiu que a velocidade com que um peixe nada depende da forma do seu corpo, da textura de sua superfície, do seu tamanho e da freqüência e amplitude do movimento de sua cauda (do movimento ondulatório ou do movimento das nadadeiras). Encontrou uma relação linear entre a frequência do movimento caudal e as velocidades realizadas, e que peixes maiores nadam mais rápido que peixes menores, fato evidenciado pela inclinação da reta que diminui com o tamanho do peixe. O autor concluiu que a velocidade é relacionada com o comprimento do peixe e freqüência e amplitude do movimento caudal de maneira idêntica para diferentes espécies. Wardle (1975) formalizou o problema A velocidade de um peixe (U) é proporcional ao seu tamanho corporal e a freqüência do movimento

Artigo Original caudal ( ), ou seja, por

. Em velocidade constante, essa relação é expressa

onde a constante é chamada de coeficiente de nado. A dimensão de ficou definida em números de tamanhos corporais movidos em 1 segundo. O problema dos peixes de pequeno porte foi analisado por Wardle (1975) ao notar que os indivíduos menores que 10 cm alcançavam velocidade de nado equivalente a 25 /s (comprimentos por segundo), mas os maiores que 100 cm eram incapazes de exceder 4 /s (comprimentos por segundo). Isto porque ao se estimular fibras musculares brancas (fibras que compõem a musculatura rápida dos peixes) por um único impulso elétrico, os peixes com 20 cm de tamanho corporal tinham tempo de contração muscular mais curto que 0,02s enquanto os com 80cm, de 0,05. Com essa evidência, Wardle definiu que o modo mais eficiente para se executar o nado mais rápido (condicionado pelo tempo mínimo de contração) ocorre quando o miótomo do lado esquerdo do peixe está começando a relaxar e o miótomo do lado direito está começando a contrair. Então uma onda corporal seria completada num tempo igual a duas vezes o menor tempo da musculatura mais rápida. Wardle generalizou o coeficiente de nado observando o peixe em nado estacionário, onde a velocidade de uma onda para trás é proporcional a velocidade de uma onda para frente e a distância movida para frente, cuja propulsão é fornecida por um movimento caudal completo, é de 0,7 (0,7 vezes o seu comprimento). A velocidade máxima que um peixe poderia executar foi então equacionada como sendo

o tempo de contração muscular. Usando videocâmaras, Wardle (1975) confirmou seu equacionamento registrando o nado de peixes, notando que tanto a temperatura como o tamanho corporal afeta o tempo de contração da musculatura rápida usada no nado. Conhecendo as variáveis que regulam uma contração muscular, Wardle mediu o tempo de contração da musculatura branca em diferentes tamanhos corporais, mostrando a existência de uma relação de escala entre o tempo de contração e o tamanho corporal (Wardle, 1975), ou seja, e para 15ºC surgiu e . A equação (3) faz parte do rol de equações biológicas conhecidas como equações alométricas, descritas pela forma geral onde é uma variável biológica de interesse, é o tamanho do organismo mensurado pelo seu peso ( ) ou comprimento ( ), é uma constante de normatização e é um expoente alométrico. Essas equações tem alcançado um destaque importante na biologia (ver Brown et al., 2004), cujos

Artigo Original expoentes prevalecentes são múltiplos de 1/4 (Savage et al., 2004; Marquet et al., 2005). Para algumas regras alométricas a constante de normatização e o expoente são explicados (West et al., 1997) e fervorosamente debatidos (ver Etienne et al., 2006). As relações alométricas também direcionam a atenção ao problema do nado em peixes. Goolish (1991) descreveu algumas delas (potência necessária para vencer a resistência durante a velocidade de explosão, potência máxima depreendida da musculatura vermelha, e outras, todas em função do comprimento ), porém não se verificou nenhuma explicação biológica para a constante e expoente da equação (4). Yingqi (1982) encontrou a fórmula empírica que fornece o menor tempo de contração muscular em função do comprimento do peixe (para em cm) e da temperatura muscular , considerando 276 medidas de para seis espécies de peixes que variavam entre 5 < < 80 cm em temperaturas entre 2ºC < < 30ºC: – e Beach (1984) a transformou para

(5)

em metros:

– – (6) Observa-se na representação gráfica da equação (5) de Beach (1984) (Figura 1) que o tempo de contração aumenta com o tamanho do peixe (e por isso peixes maiores são mais lentos, confirmando Wardle, 1975) e conforme aumenta a temperatura, o tempo de contração diminui, fazendo com que um peixe de mesmo tamanho submetido a temperaturas mais altas desenvolva contrações musculares mais rápidas.

Figura 1. Tempo de contração muscular em função do comprimento a diferentes temperaturas (2, 5, 10, 20, 25 e 30º C) (Beach 1984). Entretanto, conhecer somente a velocidade máxima que um peixe pode desenvolver não é o suficiente. É necessário conhecer também o tempo que o peixe consegue mantê-la, a dita resistência de nado, que depende da energia muscular estocada necessária para executar o nado em velocidade constante (Figura 2).

Artigo Original A energia de contração depende do glicogênio estocado nas células musculares e metabolizado pela Via do Glicogênio e a musculatura branca recupera o estoque de glicogênio lentamente. Peixes em repouso podem estocar por kg de massa muscular 10g/kg de glicogênio e o metabolismo de transformação glicogênio-ácido lático produz 558 J (Joules) por grama de glicogênio. Portanto o valor máximo de energia estocada é de = 5580 J/kg. A energia mínima encontrada é de = 674 J/kg dado que foi observado um valor mínimo de 3g/kg de glicogênio por kg de massa muscular. Já a contração dos músculos vermelhos aeróbicos depende do suplemento de gordura ou proteína estocada e do oxigênio disponível na água. O grau de desenvolvimento da musculatura vermelha varia de espécie para espécie, podendo tomar valores entre 300mg/O2/kg/hr até 2000mg/O2/kg/hr. Se 1mg de oxigênio pode despender 20J de energia, então a potência armazenada pela musculatura vermelha varia entre = 1,67W/kg (Watts) e = 11,1W/kg. Yingqi (1982) definiu como o potencial químico por unidade de peso necessário para garantir a velocidade máxima de nado pelo estoque de glicogênio na musculatura branca e como o suprido pela musculatura vermelha através da tomada do oxigênio da água através do processo de respiração. Sabendo que o suprimento energético vem de ambas as musculaturas, sendo a contribuição energética da musculatura vermelha muito baixa, o tempo de resistência foi medido como: sendo medido em segundos ( ). Para calcular e , Yingqi partiu de princípios físicos (força de arrasto R, que depende da forma do peixe, da sua área corporal, da densidade da água e de outros parâmetros), onde a potência efetiva seria , sendo a força de arrasto. Depois foram inseridos outros conceitos físicos, como trabalho, número de Reynolds, velocidade cinemática, eficiência do propelente, etc. E a partir de uma série de derivações, Yingqi encontrou as equações de para fluxo laminar e turbulento: onde o potencial químico depende do número de Reynold, que revela o comportamento do fluxo de água onde o peixe está inserido. Portanto, Yingqi (1982) foi capaz de derivar uma relação que permite medir o tempo de resistência de nado a partir de restrições físicas, químicas e biológicas. Estudando o salmão Oncorhynchus nerka Beach (1984) considerou que a energia máxima estocada por este era de = 1790J/kg de massa muscular. Para calcular contido em todo o tamanho corporal do peixe, ele

Artigo Original se utilizou de uma outra alometria comum na biologia da pesca conhecida como relação peso-comprimento ou lei cúbica, descrita na forma: concluindo que . A equação (10) permite que seja conhecido o peso do peixe por seu comprimento e estes determinados, novamente, por uma constante de normalização e um expoente específico. Para os estudos com salmão, Beach usou a fórmula , de maneira que a energia máxima estocada fosse função do comprimento do peixe, É proposto aqui: Para o potencial máximo de retirada de oxigênio, Beach (1984) considerou que o salmão era capaz de retirar 800mg/O2/kg/hr, salientando que a unidade de massa considerada correspondia à massa total do peixe, não a massa muscular. Se 1mg de oxigênio realiza 20 J de energia, a potência fornecida pela musculatura vermelha no nado aeróbico seria de =4,44W/kg de massa de peixe. E mais uma vez Beach utilizou a relação peso-comprimento do salmão , tornando-se

Figura 2. Representação gráfica do tempo de resistência de nado segundo a fórmula de Wardle-Yingqi-Beach submetido a diferentes temperaturas. Considerando as proposições acima, sugerimos que:

onde a equação (12) seja espécie-específica, como a equação (11). Froese (2006) realizou uma meta-análise da relação pesocomprimento, que surge da relação de escala quando se relaciona graficamente o peso e o comprimento de diversos peixes coletados a partir de uma amostra da população. O expoente fica em torno de = 3 (e por isso essa relação alométrica é conhecida como lei cúbica) quando os pontos observados são ajustados numa curva-potência. Esse valor é normalmente FLYNN, Maurea Nicoletti; PEREIRA, William Roberto Luiz. Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais.. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 19-31, Jun. 2013.

Artigo Original distribuído (Froese, 2006) e para uma dada amostragem de peixes o expoente é classificado como alométrico negativo (quando < 3), isométrico (quando = 3) ou alométrico positivo (quando 3). Ao analisar 3929 registros de relações peso-comprimento para 1773 espécies, os valores assumiram um espectro de 1,96 < < 3,94. Uma variedade de estudos busca compreender os fatores fisiológicos e ecológicos reguladores de . Para peixes coletados em campo as relações peso-comprimento podem ser obtidas, revelando a constante de normatização e o expoente característico. Para uma mesma espécie de peixe, essa relação alométrica pode diferir substancialmente de um estudo para outro e os motivos para essa variação, manifestada em diferenças na constante e no expoente, podem ser gerados por causas biológicas, de procedimentos metodológicos e estatísticos. As fontes de variabilidade são apontadas por Kimmerer et. al. (2005). Yingqi (1982) já havia apontado que o oxigênio consumido depende da espécie em questão, além de fatores ambientais, como a disponibilidade de oxigênio dissolvido na água (Kramer, 1987). Para fins práticos, consideremos que o cálculo de deva ser mensurado a partir da capacidade que determinada espécie possua de fazer essa retirada em experimentos controlados. Podemos definir que é condicionado pela temperatura muscular branca, pelo tamanho do peixe e por sua velocidade máxima; depende da relação peso-comprimento e da capacidade do peixe em retirar oxigênio da água e depende da capacidade de estocagem de glicogênio massa muscular, que por sua vez depende da relação peso-comprimento. Mugil curema, peixe que migra do mar em direção ao estuário e lagos durante a fase jovem, atinge a 20 ºC, 180mg/O2/kg/hr de consumo de oxigênio, portanto, Se considerarmos a relação peso-comprimento de indivíduos amostrados em Piaçaguera (Araujo et. al., 2011) utilizando o comprimento total (figura 3):

Artigo Original Figura 3. Relação peso-comprimento de Mugil curema de indivíduos amostrados em Piaçaguera, Cubatão, a partir de dados de Araujo et al. (2011), considerando o comprimento total como medida padrão. Por considerar esse modo de mensuração do comprimento e transformar as medidas de cm para m e g para kg, s valores de a e b não correspondem ao encontrado no trabalho. Aplicando-se regido por fluxo turbulento e através do limite imposto por Beach (1984), ao ajustar-se a relação peso-comprimento teremos: Na figura 4 estão apresentados os resultados calculados para o tempo de resistência de M. curema (dados de Araújo et al. 2011).

Figura 4. Tempo de resistência durante a velocidade máxima de nado de M. curema submetido a temperaturas de 5, 10, 15, 20, 25 e 30ºC. Considerações O cálculo da velocidade máxima de nado e do tempo de resistência a partir das fórmulas descritas acima tem aplicações práticas em problemas de transposição de barreiras introduzidas pelo represamento da água para utilização hidrelétrica (Armstrong et al., 2010). As fórmulas de Beach (1984), para cálculo da velocidade máxima de nado e tempo necessário para executá-lo, foram combinadas por Larinier (2002) que demonstrou a relação existente entre a velocidade máxima e tempo de resistência para diferentes tamanhos de peixes submetidos a diferentes temperaturas. Apesar das conhecidas limitações desses modelos, os mesmos foram aplicados para salmão, truta-marrom (Salmo trutta morpha fario) e truta-marinha (S. trutta morpha trutta) de regiões temperadas. Em tais estudos, assume-se que peixe de qualquer espécie desenvolverá velocidade máxima e terá tempo de resistência unicamente em função do seu comprimento e temperatura muscular, sem levar em conta as particularidades fisiológicas de cada espécie. FLYNN, Maurea Nicoletti; PEREIRA, William Roberto Luiz. Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais.. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 19-31, Jun. 2013.

Artigo Original Experimentos em laboratório já foram realizados com uma série de espécies de peixes de regiões temperadas (Armstrong et al., 2010). Para peixes tropicais, Santos (2007) testou a capacidade natatória de alguns peixes sul-americanos representativos da fauna brasileira em túneis hidrodinâmicos: piau (Leporinus reinhardti), curimba (Prochilodus costatus) e mandi Pimelodus maculatus. Os gráficos para velocidade crítica (uma medida particular derivada da velocidade máxima) em função do comprimento total de peixes, quando logaritmizados, não apresentaram forte correlação linear (para as três espécies, < 0,50), porém, quando comparados os dados obtidos para peixes de ambientes temperados (entre 25 e 27ºC), os peixes sul-americanos apresentaram velocidades críticas maiores. Ensaios laboratoriais em túneis hidrodinâmicos ainda são escassos, principalmente para espécies neotropicais apesar da legislação de alguns estados brasileiros obrigarem a implementação de mecanismos de transposição para peixes. O cálculo de todos os parâmetros e variáveis envolvidas nesse fenômeno, apesar de partirem de premissas gerais, carece de particularidades características da espécie (relação peso-comprimento e capacidade de retirada de 02), como apontado no presente estudo, subestimando ou superestimando o tempo de resistência. Além do mais, a fonte energética não tem origem apenas da reserva de glicogênio nos músculos. Ao medir a utilização energética total na corsula, (um outro mugilídeo), Rhinomugil corsula, Sukumaran e Kutty (1987) encontraram maiores quantidades de excreção de nitrogênio e amônia depois que os peixes foram submetidos a exercícios de nado intenso, indicando a utilização de proteínas durante a última fase do exercício. Ao calcular e , Beach (1984) faz o ajuste para e usando a relação peso-comprimento , entretanto não deixa isso explícito. Portanto, sugere-se aqui que a energia estocada seja avaliada por , sendo, que para maior precisão, seja espécie-específica, e que o potencial máximo de retirada de oxigênio seja calculado por , permitindo que a fórmula de Wardle-Yingqi possa ser aplicada a qualquer peixe. Com essa extensão também é possível verificar se o tempo de resistência é passível de variação em função da relação peso-comprimento, refletida em diferenças na constante de normatização e no expoente de alometria. Ambos podem “incorporar” os efeitos do ambiente sobre a população-alvo, já que, para um determinado comprimento, o peso de um peixe pode variar como resultado de seu histórico alimentar e pela alocação de energia requerida para crescer e reproduzir. Consequentemente, esses parâmetros podem variar espacialmente (entre regiões) e temporalmente (entre estações) (Kimmerer et al., 2005).

Artigo Original È importante lembrar que calculado pode estar subestimado, pois essa variável considera apenas o estoque energético da reserva de glicogênio intramuscular = 1790 J/kg de músculo de peixe e isso é questionável, já que a distribuição de músculos ao longo de todo o corpo do peixe pode variar de espécie para espécie. Beach definiu esse valor considerando que um salmão de massa corporal média tem 50% do seu peso total reservado para musculatura e sem muitas justificativas, ele partiu de =5580 J/kg para =1790 J/kg. Bibliografia AGOSTINHO, A. A.; PELICICE, F. M.; PETRY, A. C.; GOMES, L.C.; JULIO JUNIOR, H. F. (2007). Fish diversity in the upper Parana River basin: habitats, fisheries, management and conservation. Aquat. Ecosys. Health Manage 10(2): 174-186. ARAUJO, C. C. ; FLYNN, M. N. ; PEREIRA, W. R. L. S. (2011). Fator de condição e relação peso-comprimento de Mugil curema Valenciennes, 1836 (Pisces Mugilidae) como potencial bioindicador de contaminação por HPAs em ambientes estuários. Revinter, 4: 51-64. ARMSTRONG, G. S.; APRAHAMIAN, M. W.; FEWINGS, G. A.; GOUGH, P. J.; READER, N. A.; VARALLO, P. V. (2010). Environment Agency Fish Pass Manual: Guidance Notes On The Legislation, Selection and Approval Of Fish Passes In England And Wales. Environment Agency Rio House Waterside Drive, Aztec West Almondsbury, Bristol. BS32 4UD. BAINBRIDGE, R. (1957). The swimming of fish as related to size and to the frequency and amplitude of the tail beat. J. Exp. Biol. 35: 109-33 BEACH, M. H. (1984). Fish pass design - criteria for the design and approval of fish passes and other structures to facilitate the passage of migratory fish in rivers. Fish. Res. Tech. Rep., MAFF Direct. Fish. Res., Lowestoft (78), pp. 46. BROWN, J. H.; GILLOOLY, J.F.; ALLEN, A. P.; SAVAGE, V. M; WEST, G. B. (2004). Toward a metabolic theory of ecology. Ecology. 85: 1771–1789. ETIENNE, R. S., APOL, M. E. F. & OLFF, H. (2006). Demystifying the West, Brown & Enquist model of the allometry of metabolism. Funct. Ecol. 20: 394–399 FROESE, R. (2006). Cube law, condition factor and weight-length relationships: history, meta-analysis and recommendations. J. Appl. Ichthyol. 22: 241-253. FROESE, R. and PAULY, D. (Eds). (2011). FishBase. World Wide Web electronic publication. www.fishbase.org, version (10/2011). GOOLISH, E. M. (1991). Aerobic and anaerobic scaling in fish. Biol. Rev., 66: 33-56. FLYNN, Maurea Nicoletti; PEREIRA, William Roberto Luiz. Velocidade máxima de nado e possível desdobramento para o cálculo do tempo de resistência para peixes migratórios neotropicais.. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 19-31, Jun. 2013.

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Artigo Original Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 βestradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. Tatiana Moneró Química Ambiental, formada pela Universidade Estadual Paulista (UNESP), Mestranda em Saúde, Ambiente e Sustentabilidade pela Universidade de São Paulo (USP/FSP). Curso de Controle Ambiental no Setor de Petróleo e Gás (PUCRio); Curso de Remediação Ambiental (Edutech). Analista de Gerenciamento de Risco Toxicológico da Intertox Ltda. E-mail: t.monero@intertox.com.br

Resumo A vida dos organismos aquáticos é afetada pela intensa contaminação ambiental. Os sistemas bioquímicos envolvidos na biotransformação dos contaminantes podem ser usados como biomarcadores para o diagnóstico de contaminação ambiental. Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e os desreguladores endócrinos (DEs) são compostos vastamente encontrados no meio e, apesar de virem recebendo atenção dos pesquisadores, ainda há muito a se conhecer sobre seus efeitos nos organismos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos em biomarcadores bioquímicos de metabolização da exposição ao HPA benzo(a)pireno (BaP) em organismos pré-expostos ao DE 17 β-estradiol (E2) e os efeitos do E2 em organismos pré-expostos ao BaP. Foram usados peixes machos da espécie Oreochromis niloticus e analisadas a atividade da etoxi-resorufina Odeetilase (EROD), benziloxi-resorufina O-desbenzilase (BROD), pentoxiresorufina O-despentilase (PROD) e glutationa S-transferase (GST) no MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original fígado após 5 e 10 dias. No menor período avaliado a pré-exposição ao E2 não inibiu a atividade da EROD, porém no maior período de exposição, a pré-exposição ao E2 diminuiu a indução da enzima pelo BaP. A préexposição ao BaP induziu a EROD a ponto de sua atividade não ser inibida pela posterior exposição ao E2, nos dois períodos experimentais. No menor período avaliado, a pré-exposição ao E2 potencializou a indução da PROD em relação à exposição apenas ao BaP. A pré-exposição ao E2 e posterior exposição ao BaP induziu a atividade da BROD mais acentuadamente no maior período avaliado comparado com o menor período. A pré-exposição ao E2 dimimuiu a atividade da GST em relação à exposição exclusiva ao BaP, nos dois períodos experimentais. Todos os biomarcadores se mostraram sensíveis à exposição ao BaP e E2 associados, principalmente a atividade da EROD. De modo geral, os biomarcadores se mostraram mais sensíveis à préexposição ao E2 seguida de exposição ao BaP. Palavras-chave: Oreochromis niloticus, benzo(a)pireno, 17 β-estradiol, P450, glutationa S-transferase

Abstract The life of aquatic organisms is affected by intense environmental contamination. The biochemical systems involved in detoxification of contaminants can be used as biomarkers in the diagnosis of organisms’ reaction to environmental contamination. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and endocrine disrupters (EDs) are compounds widely found in the environment and despite the attention recently received from researchers, their effects on organisms are not yet well known. The objective of this study was to evaluate the effects on biochemical biomarkers of exposure to PAH metabolism of benzo (a) pyrene (BaP) in organisms pre-exposed to DE 17 βestradiol (E2) and the effects of E2 in organisms pre- exposed to BaP. We used male fish species Oreochromis niloticus and analyzed the activity of Oethoxy-resorufin deetilase (EROD), O-benzyloxy-resorufin debenzylase (BROD), O-pentoxide-resorufin depentylase (PROD) and glutathione Stransferase (GST) in the liver after 5 and 10 days. In the shorter period assessed the pre-exposure to E2 did not inhibit the activity of Erode, but in the longer period of exposure, pre-exposure reduced the E2 enzyme induction by BaP. Pre-exposure to BaP induced a diminish activity to the point of not being inhibited by subsequent exposure to E2 in both experimental periods. In the shorter period assessed the pre-exposure to E2 enhanced the induction of PROD on BaP exposed only. Pre-exposure to E2 and subsequent exposure to BaP induced BROD activity increased more sharply in the study period compared with the shortest period. Pre-exposure to E2 degrades the activity of GST in relation to exclusive exposure to BaP MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original in both experimental periods. All biomarkers were sensitive to exposure to BaP and E2 mainly when associated. In general biomarkers were more sensitive to pre-exposure to E2 followed by exposure to BaP. Keywords: Oreochromis niloticus, benzo[a]pyrene, 17 β-estradiol, P450, glutathione S-transferase Introdução Com o crescente aumento populacional e o consequente e elevado consumo da água, esta vem sendo um recurso alvo de atenção por diversos setores. A água é um fator muito importante na manutenção das funções vitais dos seres vivos e a contaminação do ambiente aquático é hoje uma grande preocupação de ambientalistas e órgãos de saúde pública. O consumo de água contaminada pode causar danos severos aos organismos, entretanto, a poluição aquática só recebeu a devida atenção após ser atingido um limite a partir do qual foi possível perceber graves consequências nos ecossistemas e em seus organismos. Atividades industriais, agrícolas e domésticas são responsáveis pelo uso de mais de um terço da água doce disponível, sendo grandes causadoras da contaminação destas águas por numerosos compostos sintéticos. As águas contaminadas atingem rios, lagos, nascentes e oceanos contendo uma infinidade de xenobióticos¹ em diversas concentrações, causando prejuízo para muitas espécies aquáticas e ameaçando a biodiversidade de ecossistemas. Muitos dos compostos lançados nos ambientes aquáticos podem sofrer biomagnificação através da cadeia alimentar e, consequentemente, atingir locais distantes de seu ponto inicial de descarga, fazendo com que a poluição chegue, também, em áreas onde não há atividade humana significativa (SARKAR, 2006). Dentre os diversos poluentes, podemos destacar os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e os desreguladores endócrinos, como o hormônio estrogênico natural 17β-estradiol (E2). Estes contaminantes podem ser introduzidos no meio aquático por diversas vias, causando perturbações ao ambiente e uma série de distúrbios metabólicos nos organismos (LEMAIRE; LIVINGSTONE, 1993; STEGEMAN et al., 1992). Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) constituem uma família de compostos caracterizada por possuir dois ou mais anéis aromáticos condensados. Estes compostos têm ampla distribuição e são encontradas como constituintes de misturas complexas na maioria dos compartimentos ambientais. Até o começo do século XX havia um equilíbrio entre a produção e a degradação natural de HPAs, sendo a sua concentração baixa e constante. Com o aumento do desenvolvimento industrial, esse equilíbrio foi perturbado e a razão entre a produção e a degradação de HPAs tem aumentado gradativa e substancialmente (CRESSER et al., 1993; TREVELIN, 1992). MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original Devido à sua natureza lipofílica, os HPAs podem penetrar facilmente nas membranas biológicas e se acumular nos organismos vivos (TUVIKENE, 1995), sendo que a taxa de hidrocarbonetos aromáticos acumulados nos organismos aquáticos é altamente específica (NORTON et al., 1985). Um dos HPAs que merece destaque é o benzo(a)pireno (BaP, Figura 1), cuja formação se dá pela combustão incompleta de material orgânico (principalmente a exaustão de motores a diesel ou a gasolina), da queima de carvão, a fumaça de cigarro, além de vários processos industriais (FIEDLER; MUCKE, 1991; JACOB et al., 1991; HARVEY, 1985). Devido ao seu caráter ubiquitário, o benzo(a)pireno é mutagênico e carcinogênico, se mostrando uma grande ameaça à saúde dos organismos (VAN DER HURK, 2006).

Figura 1 - Estrutura molecular do Benzo(a)pireno.

Os sanitaristas e biólogos têm se preocupado também, com os hormônios sexuais, notadamente os estrógenos, que são compostos extremamente ativos biologicamente. Os estrógenos têm sido referidos como agentes etiológicos de feminilização em animais aquáticos e causadores de câncer. Os estrógenos naturais 17 β-estradiol (E2), estriol (E3), estrona (E1) e o sintético 17 α-etinilestradiol (EE2), desenvolvidos para uso médico em terapias de reposição hormonal feminina e métodos contraceptivos, são os que despertam maiores preocupações, pela constante introdução ao ambiente (SOTO et al., 2009). A mudança de padrões quanto à atividade sexual dos jovens atualmente causou um aumento exorbitante no consumo de contraceptivos, que são eliminados através da urina e, por consequência, são levados pela rede coletora de esgoto até os corpos de água. O uso indiscriminado de hormônios estrogênicos na bovinocultura, suinocultura, avicultura e aqüicultura também são responsáveis por uma boa parte desses contaminantes nos mananciais. Além disso, as fêmeas de modo geral, contribuem para a contaminação do meio aquático pois, em condições normais, excretam hormônios estrogênicos no ambiente. Westerhoff et al. (2005) mostrou que os métodos convencionais de MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original tratamento de efluente doméstico remove menos de 25% dos desreguladores endócrinos (Des) estrogênicos. O 17β-estradiol (Figura 2) é o principal hormônio estrogênico humano. Possui 18 carbonos com um anel fenólico, que é o componente estrutural responsável pela alta afinidade em ligar-se ao receptor de estrogênio e elucidar a resposta estrogênica (HUBER et al., 2004).

Figura 2 - Estrutura molecular do 17β-estradiol.

Biomarcadores de contaminação O estudo do nível de contaminação aquática pode ser realizado de diversas maneiras. Dentre elas, a análise de biomarcadores de contaminação é bastante eficaz. A principal razão para o uso dos biomarcadores em estudos ambientais é porque são capazes de prover indicações sobre os efeitos dos contaminantes em questão. Os biomarcadores são definidos como sendo respostas biológicas aos poluentes ambientais medidas nos fluidos e tecidos corpóreos de um organismo ou em suas excretas, como fezes e urina. Uma das vantagens de se utilizar esta metodologia é o fato de que os biomarcadores são significativamente alterados na fase inicial da contaminação, evitando que a intoxicação chegue a um ponto impossível de ser revertido. (VAN DER OOST et al., 2003). De acordo com a Organização Mundial da Saúde (World Health Organization-WHO - 1993), os biomarcadores são divididos em três classes:

MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original Biomarcadores de exposição: indicam a exposição de um organismo a uma ou mais substâncias químicas, porém, não fornecem informação sobre o grau de efeitos adversos que a exposição pode causar. Biomarcadores de efeito: demonstram efeitos adversos no organismo através da medida de parâmetros bioquímicos, fisiológicos, comportamentais ou qualquer outra alteração nos tecidos ou fluidos que possa ser classificada como associada a uma mudança no estado de saúde do individuo. Biomarcadores de susceptibilidade: indicam a capacidade de um organismo em responder às alterações de exposição a um contaminante específico, envolvendo fatores genéticos e alterações nos receptores celulares, que podem afetar a susceptibilidade de um organismo à exposição. Dentre os biomarcadores mais utilizados, destacam-se sistemas bioquímicos relacionados com o estresse oxidativo e a biotransformação de xenobióticos. Fases do metabolismo de biotransformação O processo de metabolização de xenobióticos é dividido em três fases, sendo as fases I e II (Figura 3) correspondentes à biotransformação, enquanto que a fase III está relacionada com a excreção dos produtos da biotransformação. O complexo enzimático citocromo P450 e as glutationas-S-transferases (GSTs) constituem as principais enzimas de biotransformação de fases I e II, respectivamente. Portanto, o aumento da atividade de tais enzimas em um dado organismo, pode indicar a exposição dos organismos a contaminantes ambientais (VAN DER OOST et al., 2003). Assim, alterações nos níveis da atividade das enzimas de biotransformação de xenobióticos podem ser utilizadas como biomarcadores.

Figura 3 – As principais reações das fases do metabolismo de xenobióticos.

De acordo com Van der Oost et al. (2003), a primeira fase do metabolismo de detoxificação, expõe ou adiciona grupos funcionais com átomos de oxigênio reativos através de reações de oxidação, redução ou hidrólise. Por isso, essa fase se caracteriza por transformar compostos MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original lipofílicos em produtos mais solúveis em água, facilitando, assim, a excreção destes metabólitos. As principais reações dessa fase são catalisadas por enzimas monooxigenases microssomais, como o citocromo P450 (cit P450), citocromo b5 e NADPH citocromo P450 redutase, para a maioria dos xenobióticos. O complexo enzimático citocromo P450 é formado por heme-proteínas ligadas principalmente às membranas de retículos endoplasmáticos lisos de células hepáticas (VAN DER OOST et al., 2003). Essa família de enzimas está envolvida com o metabolismo oxidativo de uma grande quantidade de substratos, como drogas, xenobióticos, compostos endógenos, entre outros. Entretanto, alguns compostos intermediários originados nesse metabolismo podem, por vezes, ser altamente reativos e acabar interagindo com muitas biomoléculas (SARASQUETE; SEGNER, 2000). A subfamília P450 1A (CYP1A) é um dos biomarcadores bioquímicos de contaminação aquática mais estudados e existem fortes evidências de que, em peixes, a indução dessa isoforma está relacionada à exposição a HPAs (VAN DER OOST et al., 2003). Para se verificar a atividade catalítica da CYP1A, utiliza-se a análise da atividade enzimática da 7-etóxiresorufina 0-deetilase (EROD), característica dessa isoforma. Esta análise é um método cinético que mede a 0-dealquilação do substrato não fluorescente 7-etóxiresorufina em um produto fluorescente, a resorufina (SARASQUETE e SEGNER, 2000) (Figura 4). Outras isoformas podem ser medidas igualmente através do uso de outros substratos fluorescentes, ou cujo produto seja fluorescente, como a metóxi (MR), pentóxi (PR) e benzóxi-resorufina (BR). Segundo alguns autores, em peixes, a atividade de P450 frente a estes substratos são indicativos das isoformas 1 A2 (MR), 2B (PR) e 3B (BR) do citocromo P450 (NICARETA, 2004; ARUKWE, et al., 2008). Porém, existem controvérsias sobre as corretas atribuições à isoformas específicas frente a cada um destes substratos.

Figura 4 - Reação mostrando atividade do citocromo P450 sobre a 7-etóxiresorufina. Adaptado de Whyte et al. O metabolismo da fase II envolve a adição de um ligante endógeno, geralmente um grupo polar, ao xenobiótico ou aos seus metabólitos, para facilitar ainda mais sua excreção (VAN DER OOST et al., 2003). As MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original glutationas S-transferases (GST) são uma das classes de enzimas que desempenham essa função. As GST são um grupo de enzimas da fase II que catalisam a reação de -glutamil-cisteinil-glicina) na forma reduzida (GSH) com uma variedade de compostos eletrofílicos, envolvendo a detoxificação de intermediários reativos, assim como de alguns peróxidos orgânicos. A maioria dos estudos que determinam a atividade de GST total utiliza o substrato artificial 1-cloro-2,4- dinitrobenzeno (CDNB, Figura 5) por ser substrato para a maior parte das isoformas de GSTs (VAN DER OOST et al., 2003)

Figura 5 - Reação de substituição catalisada pela GST no substrato CDNB. A GSH é introduzida na posição 1 no lugar do Cl, dando origem a um conjugado de glutationa.

Artigo Original Efeito de misturas de contaminantes em organismos aquáticos Existem muitos estudos que avaliam os efeitos bioquímicos dos contaminantes isolados nos organismos (ORUC, 2010; WILLS et al., 2010; VILLA-CRUZ, 2009), mas somente estudos recentes tratam de efeitos de misturas de contaminantes em biomarcadores bioquímicos, sendo que a maioria desses estudos trata de biomonitoramento ambiental (IWANOWICZ et al., 2011; LU et al., 2011). Sabe-se que a resposta a contaminantes combinados pode ser maior ou menor que a soma dos efeitos de cada um deles isoladamente, podendo-se ter: Efeito Aditivo: efeito final igual à soma dos efeitos de cada um dos agentes envolvidos; Efeito Sinérgico: efeito maior que a soma dos efeitos de cada agente em separado); 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. A avaliação dos efeitos de multixenobióticos, uma situação atualmente corriqueira nos ambientes aquáticos, é de extrema valia uma vez que pouco se conhece a esse respeito e os trabalhos já realizados sobre o assunto são bastante escassos e geralmente tratam de misturas de contaminantes de uma mesma categoria, como dois ou mais poluentes orgânicos, diferentes pesticidas, DEs. Estudos relatam que o BaP, em altas concentrações, é indutor da GST e da EROD e que o E2 é inibidor da EROD, mas não há estudos que relatam a associação dos dois compostos. Não se sabe, também, se a ordem de exposição seqüencial de compostos tóxicos pode acarretar em respostas diferentes, ou seja, se ao pré-expor os peixes ao E2 seguido do BaP, a resposta será a mesma que pré-expor os animais ao BaP seguido do E2. Também já foi mostrado em trabalho anterior no nosso laboratório que o E2 induz a BROD e a BROD (BITENCOURT et al, 2011) e assim optamos por testar se o BaP tem o mesmo efeito e se a associação dos dois contaminantes potencializa o efeito.

Artigo Original Assim esse estudo avaliou se a metabolização desses dois compostos em misturas potencializa ou reduz a atividade das enzimas durante as fases I e II, visando fornecer informações importantes que contribuirão para a discussão e compreensão de achados bioquímicos em biomonitoramento aquático de ambientes sujeitos a mistura de contaminantes. Peixes como sentinelas em estudos da qualidade da água É comum a utilização de invertebrados no monitoramento ambiental, pois são componentes majoritários dos ecossistemas e apresentam abundância populacional (MARTINEZ et al., 1992; PÉQUEUX, 1995). Entretanto, o número de trabalhos em que peixes são empregados como sentinelas da qualidade dos ecossistemas aquáticos vem aumentando com o tempo. No Brasil, ainda são poucos os estudos de campo que avaliam as respostas biológicas de espécies nativas aos eventuais contaminantes presentes no ambiente (WINKALER et al., 2001). Os peixes ocupam os mais diversos ambientes aquáticos e são de grande importância comercial, já que fazem parte da dieta de muitos países e, em alguns deles, são a principal fonte de proteínas. Assim, vários trabalhos fazem uso destes animais para avaliar o efeito do estresse causado por variações no ambiente aquático. A tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) é uma espécie amplamente utilizada como organismo sentinela em estudos de contaminação de ambientes de água doce. A espécie é de origem africana, foi introduzida no Brasil em 1971 em açudes do nordeste, e no sudeste em 1982. Atualmente, no estado de São Paulo, é a principal espécie cultivada em aqüicultura como fonte alimentar. É reconhecida pela sua sensibilidade em responder rapidamente às alterações ambientais (VIJAYAN et al., 1996).

Artigo Original Objetivo O objetivo central desse projeto foi avaliar diversas respostas bioquímicas decorrentes da exposição ao poluente orgânico benzo(a)pireno e ao desregulador endócrino 17β-estradiol isoladamente e em misturas em Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Dentre os biomarcadores de contaminação ambiental, foram analisados sistemas relacionados com a biotransformação de xenobióticos da fase I (atividade EROD, BROD e PROD) e fase II (atividade da GST). As hipóteses testadas avaliaram se a pré-exposição ao E2 inibe a atividade EROD a ponto de não ser induzida pela posterior exposição ao BaP, se a pré-exposição ao BaP induz a atividade EROD a ponto de não ser inibida pela posterior exposição ao E2 e se a pré-exposição a um dos compostos seguida da exposição ao outro induz mais significativamente a GST, a BROD e a BROD do que no grupo só exposto a um composto Assim, o presente trabalho teve por intuito o diagnóstico da exposição dos peixes aos contaminantes isoladamente, e verificar quais modificações ocorrem nestas respostas quando os peixes são expostos a misturas complexas dos mesmos. Metodologia A espécie de peixes utilizada no experimento foi a tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus. Foram usados 91 peixes machos com peso de 64,01 ± 13,90 g e tamanho de 12,4 ± 1,16 cm, mantidos em aquários com 100 L de água, sob constante aeração e temperatura controlada de 25 ± 0,5oC, privados de alimentação.

Figura 6- Tilápia do nilo - Oreochromis niloticus

Exposição controlada dos animais aos contaminantes O experimento de exposição dos peixes foi realizado na EMBRAPAJaguariúna/SP em abril de 2010. Foram usadas as concentrações de 0,3 mg/L de benzo(a)pireno e 5 µg/L de 17β-estradiol diluídos em acetona,

Artigo Original adicionados nos aquários conforme o Quadro 1. Acetona foi adicionada também nos grupos controle. Inicialmente os aquários foram montados e enchidos com 100L de água, constantemente aerada por meio de aeradores. Colocaram-se então os peixes e, após 48 h se iniciou a adição dos contaminantes, de acordo com o Quadro I. No total foram usados 14 aquários, sendo 7 deles usados para exposição por 5 dias e os outros 7 expostos por 10 dias. Os desenhos experimentais de adição dos contaminantes foram iguais para os dois períodos de exposição. O aquário I não recebeu tratamento, sendo considerado o grupo controle. Os aquários 2 e 5 receberam tratamento com E2 no tempo zero e, após 3 dias, o aquário 5 recebeu tratamento com BaP. Os aquários 3 e 6 receberam tratamento com BaP no tempo zero e, após 3 dias, foi adicionado o E2 no aquário 6. Dois outros aquários, sem nenhum tratamento no tempo zero (4 e 7), receberam tratamento com E2 (aquário 4) e BaP (aquário 7) após 3 dias. Os peixes do primeiro grupo de 7 aquários foram coletados após 5 dias do início das adições dos contaminantes (tempo zero), enquanto que os animais dos 7 aquários restantes (Grupo II) foram coletados após 10 dias. Portanto, a disposição dos aquários com os respectivos contaminantes ficou a seguinte: - Aquário 1: sem contaminantes - Aquário 2: exposto somente a E2 nos 5 dias - Aquário 3: exposto exposto somente a BaP nos 5 dias - Aquário 4: sem contaminantes nos 2 primeiros dias e depois exposto a BaP por 2 dias - Aquário 5: pré-exposto a E2 por 3 dias e posteriormente a BaP por 2 dias - Aquário 6: pré-exposto a BaP por 3 dias e posteriormente a E2 por 2 dias - Aquário 7: sem contaminantes nos 3 primeiros dias e depois exposto a E 2 por 2 dias - Aquário 8: sem contaminantes - Aquário 9: exposto somente a E2 nos 10 dias - Aquário 10: exposto exposto somente a BaP nos 10 dias - Aquário 11: sem contaminantes nos 3 primeiros dias e depois exposto a BaP por 7 dias - Aquário 12: pré-exposto a E2 por 3 dias e posteriormente a BaP por 7 dias - Aquário 13: pré-exposto a BaP por 3 dias e posteriormente a E2 por 7 dias - Aquário 14: sem contaminantes nos dois primeiros dias e depois exposto a E2 por7 dias.

Artigo Original

Quadro 1 - Esquematização do experimento

Processamento das amostras Os peixes tiveram os fígados dissecados e congelados a -80°C. Amostras de tecidos foram homogeneizadas em tampão Tris-HCl 50mM, MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original EDTA 1mM, DTT 1mM, sacarose 0,5M; pH 7,4; contendo inibidores de protease (PMSF 100µM), e centrifugados a 9168 x g por 20 minutos. A fração sobrenadante foi coletada e centrifugada novamente a 50.000 x g por 60 minutos, para a obtenção das frações citosólica e pellet. Avaliação da atividade do Citocromo P450 A atividade de citocromo P450 foi avaliada pela especificidade de três isoformas pelos substratos: Etoxiresorufina O-desetilase (EROD), Benziloxiresorufina O-desbenzilase (BROD) e Pentoxiresorufina Odespentilase (PROD). As atividades da EROD, BROD e PROD foram medidas segundo o método de Burke e Mayer (1985) modificado. Extratos microsomais protéicos do fígado foram avaliados em um espectrofluorímetro por 3 min.

Glutationa S-transferase Na fração citosólica, avaliou-se a atividade da GST pelo método de Keen, Habig e Jakoby (1976). O aumento de absorbância foi acompanhado a 340 nm em espectrofotômetro durante 1 minuto.

Análise estatística A análise estatística foi realizada com o auxílio do software Statistica 7.1. Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão da média. Diferenças significativas detectadas entre os grupos foram aceitas para valores de p < 0,05.

Resultados Atividade da EROD Conforme se pode observar na Figura 7, a atividade da enzima não foi afetada pela exposição ao E2 nos períodos analisados. O grupo pré-exposto ao E2 e posteriormente exposto ao BaP apresentou uma indução significante na atividade da EROD quando comparado com os grupos expostos aos containantes isoladamente no menor período estudado. O grupo pré-exposto ao E2 seguido da exposição ao BaP por 7 dias apresentou menor atividade MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original da EROD quanto comparado com a atividade do grupo exposto somente ao BaP por 7 dias e não apresentou diferença significante em relação ao grupo exposto somente ao E2. O grupo pré-exposto ao BaP e posteriormente exposto ao E2 por 2 dias apresentou indução da EROD quando comparado aos grupos expostos exclusivamente ao E2 e ao BaP, por 2 e 5 dias respectivamente ao BaP. Também o grupo pré-exposto ao BaP e exposto posteriormente ao E2 por 7 dias apresentou maior atividade da EROD quando comparado aos grupos expostos exclusivamente ao E2 e BaP. A atividade da enzima foi maior no grupo exposto ao BaP por 5 dias do que no grupo exposto por 10 dias e menor no grupo exposto ao E2 por 7 dias do que no grupo exposto por 2 dias.

Atividade da BROD A atividade da BROD está representada na Figura 8. O grupo préexposto ao E2 e posteriormente exposto ao BaP por 7 dias apresentou indução significante da BROD quando comparada com o grupo pré-exposto ao E2 e posteriormente exposto ao BaP por 2 dias. Os demais tratamentos não apresentaram resultados significantes para p < 0,05.

Artigo Original

Artigo Original Figura 7 - Atividade da etóxi-resorufina O-desalquilase (EROD) no fígado de tilápias após exposição a misturas de benzo(a)pireno (BaP) e 17β-estradiol (E2). Letras iguais indicam diferença significativa para p < 0,05. * indica diferença entre o grupo pré-exposto ao E2 3 dias e BaP 7 dias para p < 0,05.

Artigo Original

Figura 8 - Atividade da benzil-resorufina O-desalquilase (BROD) no fígado de tilápias após exposição a misturas de benzo(a)pireno (BaP) e 17β-estradiol (E2). * indica diferença entre o grupo pré-exposição E2 3 dias e BaP 2 dias para p< 0,05.

Artigo Original Atividade

PROD

A atividade da PROD está representada na Figura 9. O grupo pré-exposto ao E2 e posteriormente exposto ao BaP por 2 dias apresentou indução da PROD quando comparado com os grupos expostos exclusivamente ao BaP por 2 dias e ao E2 por 5 dias . A atividade da enzima foi significativamente maior no grupo exposto à mistura de E2 e BaP no menor período de tempo quando comparado ao maior período. O grupos expostos ao BaP por 5 e 10 dias apresentaram indução da PROD porém não diferiram entre si. O E2 não alterou a atividade da enzima em relação aos grupos controles mas a atividade do grupo exposto ao hormônio por 7 dias foi maior do que no grupo exposto por 2 dias. Os demais tratamentos não alteraram significativamente a atividade da enzima Atividade da GST A atividade da GST está representada na Figura 10. O E2 induziu a atividade da enzima somente após 5 dias de tratamento e os grupos expostos ao BaP apresentaram indução da atividade da enzima nos dois períodos avaliados. A atividade da GST foi maior no grupo exposto ao BaP por 2 dias do que no grupo pré-exposto ao E2 e posteriormente exposto aoBaP por 2 dias e também foi maior no grupo exposto ao BaP por 7 dias do que no grupo pré-exposto ao E2 e posteriormente exposto ao BaP por 7 dias. O BaP induziu a GST após 5 e 10 dias e no grupo exposto somente ao BaP por 5 dias a atividade da enzima foi maior do que no grupo pré-exposto ao BaP e posteriormente exposto ao E2 por 2 dias. Os demais tratamentos não afetaram significativamente a atividade da enzima.

Artigo Original

Artigo Original Figura 9 - Atividade da pentil-resorufina O-desalquilase (PROD) no fígado de tilápias após exposição a misturas de benzo(a)pireno (BaP) e 17β-estradiol (E2). Letras iguais indicam diferença significativa para p < 0,05.

Artigo Original

Artigo Original Figura 10 - Atividade da glutationa S-transferase (GST) no fígado de tilápias após exposição a misturas de benzo(a)pireno (BaP) e 17β-estradiol (E2). Letras iguais indicam diferença significativa para p < 0,05.

Discussão O fígado é um órgão importante quando se considera a ação dos poluentes químicos sobre o peixe, pois é o primeiro órgão na biotransformação dos xenobióticos e, por isso, é potencialmente vulnerável à ação tóxica de um xenobiótico. Devido à sua função na biotransformação de xenobióticos e sua sensibilidade a eles, esse órgão tem recebido atenção especial em estudos toxicológicos relacionados à contaminação de diferentes espécies de peixes por agentes químicos orgânicos e inorgânicos (HINTON et al., 1992). Portanto, o fígado dos peixes é considerado um órgão-alvo para estudos de contaminação ambiental, justificando, assim, a análise da atividade das enzimas neste órgão. Estudo prévio em nosso laboratório revelou que o BaP a 0,5 mg/L induziu a EROD na espécie Oreochromis niloticus (TRIDICO et al., 201). Em outro estudo em nosso grupo, Bitencourt et al.(2011) avaliaram os efeitos do E2 nas concentrações de 5 e 15 µg/L, no qual significativos aumentos na BROD e PROD foram observados. Baseado nesses dados, optamos por testar as concentrações de 0,3 mg/L do BaP e assim avaliar se essa concentração um pouco mais baixa causa indução da EROD e se a concentração de 5 µg/L do hormônio causa efeitos nos mesmos parâmetros. O aumento da atividade de enzimas de biotransformação de fases I e II, como citocromo P450 e glutationa S-transferase (GST), respectivamente, são considerados os primeiros sinais biológicos da presença de poluentes no meio ambiente (VAN DER OOST et al., 2003). A EROD é comumente utilizada para verificar a indução do citocromo P450 1A em peixes expostos a vários contaminantes, principalmente aos HPAs (VAN DER OOST et al., 2003). Sendo o BaP um HPA, estudos relatam que o composto é indutor da EROD. No entanto, o composto E2 é conhecido por inibir a atividade da EROD em peixes (VACCARO et al., 2005), porém o mecanismo que leva a essa inibição foi muito pouco esclarecido. Navas e Segner (2001) tentaram elucidar esse mecanismo e relatam que ocorrem dois eventos, inibição direta pelo E2 do sítio catalítico da enzima CYP 1A e inibição da transcrição de CYP 1A pela ligação E2-ER (receptor-estrógeno). Assim a atividade EROD é considerada também um biomarcador sensível a hormônio estrogênico. Navas e Segner (2001) observaram que a indução da atividade EROD pela βNF (β-naftoflavona) em hepatócitos de truta não é afetada pela presença do E2. No presente estudo a EROD se mostrou induzida pelo BaP, mais acentuadamente no menor período de exposição do que no maior o que pode sugerir a recuperação do organismo no decorrer do tempo. No entanto, o E2 não afetou a atividade da enzima de forma inversa, sugerindo que a MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original concentração e/ou período de exposição testados não foram suficientes para inibir a enzima. A mistura dos dois contaminantes apresentou resultados intrigantes quanto à atividade da EROD. A mistura do E2 com o BaP nos animais testados, no maior período analisado, mostrou que o efeito inibidor do E2 se sobressai em relação ao efeito do indutor BaP, pois, na mistura, a atividade da EROD se mostrou menor do que no grupo exposto somente ao BaP. No menor período analisado, os resultados foram adversos, pois o grupo exposto somente ao BaP, mostrou menor atividade da enzima do que o grupo exposto à mistura. Esses dados foram intrigantes no sentido de que, apesar do E2 causar inibição da EROD quando estudado isoladamente, apresentou um efeito contrário na presença do indutor BaP, resultando em um efeito de potencialização (o efeito de um agente é aumentado quando em combinação com outro agente). Assim, os resultados podem sugerir que o fator tempo de exposição pode diferir no tipo de resposta em relação ao estímulo da biotransformação. Já a mistura do BaP com o E2, em ambos os períodos analisados, mostrou que o efeito indutor do BaP se sobressai ao efeito inibidor do E2, pois houve maior indução da EROD nos grupos expostos às misturas do que nos grupos expostos somente ao BaP. Os resultados obtidos com as misturas sugerem que a pré-exposição a um outro contaminante pode diferir na resposta da biotransformação desses contaminantes associados. A associação dos dois contaminantes apresentou uma diminuição da atividade da GST durante o período de 5 dias comparado com a exposição aos dois contaminantes isoladamente. E, na exposição por 10 dias, a mistura dos dois contaminantes apresentou uma menor atividade do que somente ao grupo exposto exclusivamente ao BaP. Estes resultados sugerem que o E2 age de forma a minimizar os efeitos causados pelo BaP, apresentando um efeito antagônico (o efeito de um agente é diminuído, inativado ou eliminado quando se combina com outro agente). A atividade da PROD como indicativo da isoforma 2B (TRUST et al., 2000) e a atividade da BROD como indicativo da isoforma 3A (HAGEMEYER et al., 2010) são biomarcadores também sensíveis, porém são estudados com menos frequência em peixes e outros organismos aquáticos, sendo a BROD ainda menos avaliada. As atribuições de atividade da BROD e PROD às isoformas específicas de P450 em peixe ainda não são conclusivas na literatura. Meimberg et al. (1997) observarm indução da EROD, BROD e PROD em gastrópodes expostos a Aroclor 1254 (composto formado por mistura de bifenilas policloradas). Estudo prévio em nosso laboratório mostrou a indução da BROD por 5 e 15 µg/L de E2 e indução da PROD por 15 µg/L (BITENCOURT et al. 2011). Porém, nesse estudo a BROD se mostrou induzida por 5 µg/L do E2 apenas no grupo pré-exposto ao hormônio e posteriormente exposto ao BaP, MONERÓ,Tatiana. Efeitos da associação de benzo(a)pireno e 17 β-estradiol em biomarcadores de biotransformação em tilápias Oreochromis niloticus. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 32-61, Jun. 2013.

Artigo Original no maior período de exposição em relação ao menor período de exposição, sugerindo a atuação da isoforma 3A na metabolização de organismo exposto à mistura dos contaminantes. Nossos resultados não sugerem a atuação da isoforma na metabolização dos contaminantes individualmente, nas concentrações e períodos testados. A PROD se mostrou um biomarcador mais sensível do que a BROD frente às exposições testadas. A exposição à mistura do E2 com o BaP, no menor período de tempo, induziu mais acentuadamente a enzima do que nos grupos expostos ao BaP e E2 individualmente, sugerindo, dessa forma, um efeito sinérgico (efeito de um é potencializado pela presença do outro) dos dois contaminantes sobre a isoforma 2B. Tridico et al (2010) observou indução da GST em Oreochromis niloticus após exposição a 0,5 mg/L de BaP. No entanto, sabe-se que durante a fase II da metabolização dos hormônios esteróides a UDPGT (uridina difosfato glicuronil transferase), tem papel fundamental sobre esses compostos, mais do que a GST (GUILLEMETTE et al., 2004; SOLÉ et al., 2003). O presente estudo mostrou que também a GST atuou nesse processo após 5 dias de exposição, podendo ser considerada um biomarcador para exposição ao E2 a curto período. A associação dos dois compostos afetou a atividade das enzimas de forma adversa, principalmente no menor período analisado. A atividade da GST no menor período experimental se mostrou maior nos grupos expostos exclusivamente ao BaP do que nas misturas. Como, de um modo geral, as misturas de E2 e BaP diminuíram a atividade da GST, os resultados sugerem que a mistura pode afetar o organismo de forma a agravar o quadro de intoxicação, acarretando uma diminuição na resposta da metabolização dos compostos em associação. Conclusão Os resultados sugerem que a associação do E2 com o BaP reduz a atuação da GST na metabolização desses compostos pelos peixes em curto período de exposição. Com relação à EROD, de modo geral, o efeito de indução do BaP se sobrepõe ao efeito de inibição do E2, e o E2 parece modular de forma positiva a indução da EROD na presença do BaP. A PROD é induzida pelo BaP e a pré-exposição ao E2 potencializa esse efeito em curto período de exposição. A pré-exposição ao E2 seguida de exposição ao BaP induziu a BROD no maior período de exposição. Sendo assim, recomenda-se que os efeitos da associação do BaP e E2 devam ser considerados na interpretação do resultados apresentados pelos organismos expostos à mistura desses contaminantes em estudos de biomonitoramento ambiental.

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Artigo Original Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia

Neyva Ramos de Almeida Bióloga. Pesquisadora no Laboratório de Microbiologia Aplicada e Saúde Pública (LAMASP), Universidade Estadual de Feira de Santana – UEFS, Feira de Santana, Bahia. neyvaramos@hotmail.com

Helen Michelle de Jesus Affe Bióloga, Doutoranda em Ecologia. Pesquisadora no Laboratório de Algas Marinhas, Universidade federal da Bahia – UFBA, Salvador, Bahia.

Suzi de Almeida Vasconcelos Barboni Doutora em Saúde Pública. Professor adjunto da Universidade Estadual de Feira de Santana – UEFS, Laboratório de Microbiologia Aplicada e Saúde Pública (LAMASP), Feira de Santana, Bahia.

Elinalva Maciel Paulo Doutora em Biotecnologia. Professor adjunto da Universidade Estadual de Feira de Santana – UEFS, Laboratório de Microbiologia Aplicada e Saúde Pública (LAMASP), Feira de Santana, Bahia.

ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original Resumo O consumo ou contato com águas de reservatórios contaminados pode desencadear vários problemas de saúde pública, considerando o elevado número de doenças de veiculação hídrica e os mais variados usos da água. Dentre os micro-organismos patogênicos mais estudados destacam-se os coliformes totais e termotolerantes que associados à avaliação das características físicas e químicas de um corpo hídrico são ferramentas amplamente utilizadas para caracterizar as condições ambientais da água e avaliar as possíveis consequências do seu uso por parte humana. Dentro desse contexto apresenta-se no presente trabalho o estudo do número mais provável de coliformes totais e termotolerantes e das variáveis físicoquímicas (Demanda Bioquímica de Oxigênio; Demanda Química de Oxigênio; pH e turbidez) da água da Lagoa dos Frades, uma lagoa urbana localizada no município de Salvador - Bahia, enfocando particularmente a problemática para a saúde pública, da poluição de corpos hídricos de uso recreacional. Palavras-chave: Água, coliformes totais, coliformes termotolerantes. Abstract Consumption or contact with contaminated water reservoirs can trigger various health problems, considering the high number of waterborne diseases and the various uses of water. Among the most studied pathogens stands out the total and thermotolerant coliforms which, coupled to the evaluation of physical and chemical characteristics of the water body are tools widely used to characterize environmental conditions of the water and evaluate the possible consequences of its use by humans. Within this context it is presented in this work an assessment of the most probable number of total and fecal coliforms and water physic-chemical variables (Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, pH and turbidity) of Lake of the Friars, a pond city located in the municipality of Salvador-Bahia, focusing particularly on the public health problem imposed by water pollution of ponds used for recreation. Keywords: Water, total coliforms, thermotolerant coliforms.

Artigo Original Introdução A água é um recurso natural essencial para a vida na Terra utilizada com usos intensivos e diversos, devendo estar disponível em quantidade suficiente e em qualidade que atenda aos padrões de potabilidade para o consumo humano (TOMINAGA et al., 1999; ASSIS et al., 2005). Dentre os diversos usos da água destaca-se o recreativo, condicionado à avaliação das características físicas, químicas e bacteriológicas, além da qualidade estética e ecológica do ambiente (BUSS et al., 2003). O consumo ou contato com águas de reservatórios contaminados pode desencadear vários problemas de saúde pública. A importância do controle da qualidade da água reside no conhecimento bastante disseminado de que esta é um importante veículo de transmissão de doenças, inclusive em decorrência do uso recreativo de mananciais contaminados por dejetos orgânicos (AZEVEDO, 1998). Em se tratando de lagoas, devido ao pequeno tamanho e a ausência de escoamento, a poluição da água representa aparentemente um problema maior, tendo em vista que estes corpos hídricos são menos eficazes em sua recuperação por apresentarem baixa diluição de poluentes, fluxo restrito e conter camadas estratificadas que passam por pouca mistura vertical. Os referidos fatores tornam esses corpos hídricos mais vulneráveis, especialmente no que diz respeito à renovação e/ou troca de água (MILLER, 2007). As doenças de veiculação hídrica são causadas, principalmente, por micro-organismos patogênicos de origem entérica, animal ou humana (GRABOW, 1996). Segundo Gasparoto (2006) a pesquisa quantitativa microbiológica da ocorrência de coliformes totais e termotolerantes e a avaliação das características físicas e químicas de um corpo hídrico são ferramentas aplicadas conjuntamente para caracterizar as condições ambientais da água e avaliar as possíveis consequências do seu uso por parte humana. As bactérias do grupo coliformes têm sido extensivamente utilizadas na avaliação das condições higiênico-sanitárias dos corpos hídricos como indicadores de poluição fecal, por serem micro-organismos específicos do trato intestinal humano, e de outros animais de sangue quente, sendo eliminadas em grandes números pelas fezes. A pesquisa de coliformes totais e termotolerantes é um parâmetro microbiológico básico ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original incluído nas legislações relativas a águas para consumo humano e sua presença indica o risco potencial da presença de outros organismos patogênicos na água (LIMA et al., 2008). O presente trabalho teve como objetivo avaliar os aspectos microbiológicos (coliformes totais e termotolerantes) e físico-químicos (Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO; Demanda Química de Oxigênio DQO; pH e turbidez) da água de uma lagoa urbana do Município de Salvador, BA, enfocando particularmente a problemática da poluição de corpos hídricos de uso recreacional. Material e métodos A Lagoa dos Frades (12°58’55.19”S e 38°26’31.86”W) é um ambiente lêntico urbano, localizado no Município de Salvador-BA (Figura 1), no entorno do qual se pode observar uma intensa atividade antrópica por meio de construções, emissão de esgotos e depósito de lixo clandestino e onde é comum o uso das águas para atividades de natação e pesca para consumo, atividades observadas durante as coletas.

Figura 1 –Localização da Lagoa dos Frades (12°58’55.19”S e 38°26’31.86”W), Município de Salvador - BA. FONTE: Google Maps.

As coletas de amostras de água foram realizadas segundo os procedimentos determinados pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA nº 20 de 18/06/1986, em dois pontos localizados na margem da lagoa, entre os meses de março e julho de 2009. Os pontos foram escolhidos em função da facilidade de acesso ao local e da observação de atividades de efeito negativo para o ambiente em suas proximidades. Desta forma, o ponto de coleta I foi estabelecido próximo a um canal de descarga pluvial com fortes odores putrefativos, e o ponto II nas proximidades de um ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original depósito recorrente de lixo. A cada campanha foram coletadas duas amostras (uma em cada ponto) de 100 mL de água destinadas às análises microbiológicas e uma amostra de 1L em cada ponto, para realização das análises de DBO, DQO, pH e turbidez, utilizando-se frascos de vidro previamente esterilizados. Após as coletas os frascos eram acondicionados em caixas isotérmicas para transporte até o laboratório. Respeitando sempre o tempo limite entre a coleta e a realização das análises, que segundo Costa (1980), é de 24h. As análises microbiológicas foram realizadas a partir da quantificação de coliformes nas amostras de água segundo a técnica tradicional de tubos múltiplos, em conformidade com os procedimentos prescritos pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005). Para quantificação dos tubos positivos utilizou-se o método simplificado de aproximação, denominado "Número Mais Provável" (NMP) com 95% de confiança em 5 tubos usados para cada diluição (10 mL, 1,0 mL e 0,1 mL). Na primeira etapa o meio utilizado foi o caldo lauril sulfato de triptose e, após 48 horas de incubação a 35 ± 2 ºC, as amostras lauril positivo foram inoculadas em caldo seletivo para Escherichia coli (EC), incubados a 44,5 ºC, por 24 horas, e o caldo verde brilhante, seletivo para coliformes termotolerantes, incubados a 35 + 2 ºC durante 48h (segunda etapa). Foram consideradas positivas, em ambas as etapas, as amostras que apresentaram turvação do meio com formação de gás dentro do tubo de Duhran. Os valores de DBO foram obtidos pela leitura, no final de cinco dias, da diferença de pressão de oxigênio dentro de um frasco âmbar, utilizandose o aparelho “BOD-sensor” (Oxit Box), onde cada amostra foi preparada com o reagente hidróxido de sódio (NaOH) e inóculo de bactéria do grupo coliformes para acelerar o processo de reação. A leitura foi diretamente proporcional à concentração de DBO, em mg/L equivalente ao proposto pelo APHA (2005), utilizando-se proveta de 100 mL contendo 95 mL de cada amostra. Para análise de DQO foi utilizado o aparelho digestor (HACH) com a solução digestora composta por dicromato de potássio (K2Cr2O7), ácido sulfúrico (H2SO4) e sulfato de mercúrio (HgSO4) e a solução ácida composta por sulfato de prata (Ag2SO4) e ácido sulfúrico (H2SO4). Nos tubos de digestão foram colocados, em cada análise, 1,5 mL de solução digestora, 3,5 mL da solução ácida e 2 mL da amostra, em seguida estes foram acondicionados na placa digestora por 2 h a 150°C. Feito isso, a máquina foi ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original desligada e após esfriar foi feita a leitura no espectrofotômetro (Procyon) por método colorimétrico (APHA, 2005). A faixa de variação do pH foi definida utilizando-se pHmetro (Quimis) e as análises de turbidez foram realizadas com auxílio de um turbidímetro.

Resultados e discussão A pesquisa de coliformes totais e termotolerantes é um parâmetro microbiológico básico incluído na legislação relativa á qualidade da água para os variados usos humanos (LIMA et al., 2008). Com os resultados obtidos a partir das análises microbiológicas, observou-se que a concentração de coliformes termotolerantes nas amostras coletadas na Lagoa dos Frades (Tabela 1) esteve de acordo com os limites estabelecidos pela resolução CONAMA n°357 de 2005, para água doce da classe 3 destinada ao uso recreativo de contato secundário, que é de 2,5 x 104 NMP/100 mL. Em contrapartida, observou-se que as concentrações de coliformes totais estiveram acima dos limites estabelecidos para a referida classe de água, que é de 1,0 x 103 NMP/100 mL (CONAMA, 2005), nas amostras dos meses maio, junho e julho nos dois pontos de coleta (Tabela 1).

Tabela 1 – Número Mais Provável de coliformes totais e termotolerantes (NMP/100 mL) detectados nas amostras de água da Lagoa dos Frades, Salvador – BA e limites do CONAMA. PONTO I AMOSTRAS

PONTO II

Coliformes

Totais

Termotolerantes

Totais

Termotolerantes

março

4,5x10

abril

<200

4,5x10

<200

maio

5,6 x10

junho

3,6 x10

2,2 x10

julho

2,9 x10

>200

CONAMA

1,0 x 10

<200

1,4 x10

3 3

2,5 x 10

<200 <200

6,1 x10

2,4 x10

1,9 x10

2,7 x10

>200

2,5 x 10

1,0 x 10

A demanda bioquímica de oxigênio representa, em ultima instancia a demanda potencial de oxigênio dissolvido no corpo hídrico decorrente da estabilização dos compostos orgânicos biodegradáveis ali presentes ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original (SPERLING, 2005). Ao passo que a Demanda Química de Oxigênio, é um importante instrumento para a avaliação do potencial poluidor de efluentes domésticos e industriais despejados em um manancial, além de estimar o potencial impacto destas descargas sobre a dinâmica do ecossistema aquático (ROCHA et al.,1990). A demanda bioquímica de oxigênio nas amostras variou entre 6 mg/L O2 em julho (ponto II) e 40 mg/L O2 (pontos I e II) em março. Apresentando níveis acima do limite de 10 mg/L O2 (CONAMA, 2005) nas amostras dos meses de março, abril, maio e junho (Figura 2). O mesmo padrão foi observado no ponto II (Figura 2), destacando-se que, em ambos os pontos, as amostras do mês de julho apresentaram valores de DBO adequados aos limites estabelecidos pela resolução.

DBO mg/LO2

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 mar

abr

mai

PONTO I

jun

PONTO II

jul

CONAMA

Figura 2 – Variação da DBO nas amostras de água dos pontos I e II entre os meses de março a julho/2009 na Lagoa dos Frades, Salvador – BA.

Para a demanda química de oxigênio registrou-se uma variação de 39 mg/L na amostra de julho a 326 mg/L em março no ponto I. No ponto II a menor concentração de DQO (39 mg/L) foi registrada no mês de julho e a maior (360 mg/L) ocorreu em março (Figura 3).

450

DQO mg/L

400 350 300 250 200 150 100

50 Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida ALMEIDA, Neyva 0 Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água -50

mar

abr

mai

jun

jul

de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco -100 Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013. PONTO I

PONTO II

Artigo Original Figura 3 – Variação da DQO nas amostras de água dos pontos I e II entre os meses de março a julho/2009 na Lagoa dos Frades, Salvador – BA.

A faixa de variação do pH é um parâmetro utilizado como indicador da influência de descargas de esgotos, domésticos e/ou industriais, em um corpo hídrico (SPERLING, 2005). Nas amostras do ponto de coleta I (Figura 4) essa variação ocorreu entre 6,3 em julho e 9,0 no mês de maio. Sempre dentro dos limites estabelecidos pela resolução que é de 6,0 a 9,0 (CONAMA, 2005). Nas amostras do ponto II, apenas nos meses de abril e maio detectou-se valores de pH acima dos limites estabelecidos pela portaria (Figura 4). Em termos de saúde pública, valores de pH muito baixos ou elevados podem causar irritações cutâneas ou nos olhos em decorrência do contato direto com águas contaminadas (SPERLING, 2005), salientando-se que, para a maioria das bactérias, o pH ótimo de crescimento se localiza entre 6,5 e 7,5 (SOARES, MAIA, 1999). 12 10

8 6 4 2 0 mar

abr PONTO I

mai PONTO II

jun CONAMA

jul CONAMA

Figura 4 – Variação do pH nas amostras de água dos pontos I e II entre os meses de março a julho/2009 na Lagoa dos Frades, Salvador – BA.

A turbidez de um corpo hídrico decorre da presença de sólidos em suspensão que pode ser oriunda de despejos orgânicos, alterando a estética e o odor da água (SPERLING, 2005). De acordo com a resolução CONAMA (2005), para os corpos de água doce da classe 3, o limite de turbidez é de 100 UNT (unidade de turbidez). Observou-se com isso que todas as amostras analisadas estiveram dentro dos limites estabelecidos (Figura 5), ressaltando-se, no entanto, que para as amostras dos meses de março e abril não foi possível à realização das análises de turbidez por conta de problemas técnicos no laboratório.

Artigo Original Turbidez (UNT)

120 100 80 60 40 20 0 mai

jun PONTO I

PONTO II

jul CONAMA

Figura 5 – Gráfico da variação da turbidez nas amostras de água dos pontos I e II entre os meses de maio a julho/2009 na Lagoa dos Frades, Salvador – BA.

Durante as coletas na Lagoa dos Frades a observação da prática comum de lançamento de resíduos sólidos na área de entorno, evidenciou potenciais fontes de enriquecimento orgânico do meio alterando as condições físico-químicas da água com um aumento das cargas de coliformes, especialmente no período chuvoso, observado entre maio e julho/2009, considerando que a água pluvial pode carrear para a Lagoa grande quantidade de micro-organismos contaminantes. As pressões antrópicas decorrentes da ocupação da área no entorno da lagoa, representam riscos de deterioração, com problemas de ordem sanitário-ambiental e de saúde pública, sendo os dejetos urbanos uma fonte potencial de contaminação e poluição da água. Como observado, por exemplo, na Lagoa Olho d’água localizada na zona urbana do Município de Jaboatão dos Guararapes – PE, onde um estudo da qualidade da água demonstrou ter ocorrido uma rápida deterioração das condições ambientais, significativamente alteradas pelas descargas de esgotos domésticos, em consequência da ocupação urbana no seu entorno (SANTOS; KATO, 1997). O mesmo foi observado na Lagoa dos Barcos (Parque Municipal de Belo Horizonte, MG), onde um estudo demonstrou a contaminação da água tanto por coliformes totais, quanto por Escherichia coli, que apresentou concentrações acima do nível máximo permitido para águas da classe 3 (TENÓRIO et al., 2011). Destaca-se ainda que a presença constante de animais de sangue quente como patos, cavalos e ratos, observados habitando o entorno da ALMEIDA, Neyva Ramos de; AFFE, Helen Michelle de Jesus; BARDONI, Suzi de Almeida Vasconcelos;PAULO, Elinalva Maciel. Parâmetros microbiológicos e condição sanitária da água de uma lagoa urbana em Salvador, Bahia. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 62-74, Jun. 2013.

Artigo Original Lagoa dos Frades pode ser outra fonte potencial dos coliformes termotolerantes totalizados nas amostras analisadas, como apontado por Tenório et al. (2001) para a Lagoa dos Barcos.

Conclusão A contaminação da água em áreas urbanas está fortemente relacionada ao destino final dado aos resíduos sólidos urbanos. Com base nos resultados obtidos pelas análises, evidenciou-se, especialmente no que diz respeito à contaminação da água da Lagoa dos Frades por coliformes totais, a importância de iniciativas de preservação que incluam a eliminação dos depósitos de lixo e adequado tratamento dos dejetos ali descartados para assegurar a balneabilidade do corpo hídrico. Além de atividades de educação ambiental para conscientização da comunidade local, tendo em vista que utilizam a lagoa, inclusive para pesca, o que representa uma grande problemática de saúde pública em decorrência dos riscos referentes ao contato prolongado com águas contaminadas por esses patógenos. Referências APHA/USA. Standard Methods for the Examination of Water and Wasterwater. Washington: 21H Editora, 2005.1368p. ASSIS, M.P., MATOS R.V. BARBOSA C.G.S. CYRINO E.O.F. Utilização de drogas veterinárias, agrotóxicos e afins em ambientes hídricos: demandas, regulamentação e considerações sobre riscos à saúde humana e ambiental. Ciência e Saúde Coletiva v.10, n.2, p. 483-491. 2005. AZEVEDO, S.M.F.O. Toxinas de cianobactérias: causas e consequências para a Saúde Pública. MED ON LINE-Revista Virtual de Medicina v. 1 n.3, Ano I. 1998.

Artigo Original BUSS, D.F., BAPTISTA, D.F. NESSIMIAN J.L. Bases conceituais para a aplicação de biomonitoramento em programas de avaliação da qualidade da água de rios. Cad. Saúde pública v. 19, n. 2, p.465-473. 2003.

CONAMA; Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução n° 357, de 17 de março de 2005. Brasília, 1986. 303p. COSTA, L.P. Analise bacteriológica da água. João Pessoa: Editora Universitária/UFPB, 1980. 464p. GRABOW, W. Waterborne diseases: update on water quality assessment and control. Water S.A., Washington, v. 22, n. 2, p. 193-202, 1996. GASPAROTTO,

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2006.

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em:

<http://www.revista.ulbrajp.edu.br/seer/inicia/ojs/viewissue.php> Acesso em: 30 nov. 2009. LIMA, I.A. GEUS J.A.M. Análise de coliformes totais e fecais: Um comparativo entre técnicas oficiais VRB e PETRIFILM EC, aplicados em uma indústria de carnes. II Congresso Internacional de Administração. Ponta Grossa. 2006. MILLER, G.T. Ciência Ambiental. São Paulo: Thompson Learning. 1931. Tradução: ALLSTESKS. BRAZ, W. Revisão técnica. 2007. 11°edição. 592p.

Artigo Original ROCHA, J.C., BARIERI, R.S., CARDOSO, A.A., GRANER C.A.F. Agilização do processo de rotina analítica para a determinação da DQO (demanda química de oxigênio). Química Nova, v.13, 200p. 1990. SPERLING, M.V. Introdução à qualidade das águas e o tratamento de esgotos. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 3°ed. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG). Belo Horizonte – MG, 2005. 452p.

SOARES, J.B.; MAIA, A.C.F. Água: microbiologia e tratamento. Fortaleza: UFC, 1999.

SANTOS, M.L.F. KATO, M. A Influência do Saneamento Ambiental na Preservação da Lagoa Olho D’água. In: 19º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Anais. Foz do Iguaçu: ABES, p. 21632175. 1997.

TENÓRIO, J.R.S. ARAÚJO, P.P. BARBOSA, L.P.J.L. BARBOSA, F.H.F. Qualidade Microbiológica da Água da Lagoa dos Barcos do Parque Municipal de Belo Horizonte, Minas Gerais. Ciência Equatorial, v. 1, n. 1, 2011. TOMINAGA, M.; MIDIO, A.F. Exposição humana a trialometanos presentes em água tratada. Rev. Saud. Públic, São Paulo, v. 33, n. 4, p. 413-421, 1999.

Ensaio Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar. Carlos E. Matos Farmacêutico. Mestrando em Saúde Pública, FSP/USP. Gerente de estudos especiais da Intertox - Toxicologia Computacional & In Silico, Toxicologia Ambiental, e Assuntos Regulatórios. Email: c.eduardo@intertox.com.br

Roberta D. Andrade Graduanda em Direito, Faculdade Ruy Barbosa, Salvador – BA. E-mail: roberta.andrade001@gmail.com

MATOS, Carlos E; ANDRADE, Roberta D. Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 75-89, Jun. 2013.

Ensaio Resumo Atualmente, os altos níveis de poluição atmosférica e a ausência de avanços para redução das emissões no mundo têm sido motivo de preocupação nas agências de saúde. Neste contexto, são apresentados neste trabalho os aspectos toxicológicos e de saúde pública relacionados à poluição do ar, com ênfase na complexidade e no alto grau de incertezas sobre os riscos, sobretudo, em relação ao Material Particulado. São discutidos os aspectos políticos na questão da saúde ambiental, e, suas limitações. Conclui-se que a complexidade do assunto demanda políticas e ações que contemplem a natureza global da poluição e maior adesão e esforços no estabelecimento de metas por parte dos países nas conferências sobre a matéria. Palavras-chave: Direito à as[ude, Direito sanitário; Direito ambiental, Poluição do ar, Material particulado e Risco toxicológico Resumen En la actualidad, los altos niveles de poluición del aire y la falta de progreso en la reducción de emisiones en el mundo han sido motivo de preocupación en los organismos de salud. En este contexto, el presente trabajo presenta los aspectos de la toxicología y la salud pública relacionados con la poluición del aire, con énfasis en la complejidad y el alto grado de incertidumbre acerca de los riesgos, especialmente en relación a lo Material Particulado. Se discuten los aspectos políticos del problema de salud ambiental, y sus limitaciones. La conclusión

llegada es que la complejidad de lo tema

demanda de políticas y acciones que aborden la naturaleza global de la poluición y mayor adhesión y esfuerzos en lo estalebecimiento de objetivos por parte de los países en las conferencias sobre el tema. Palabras clave: Derecho a la salud, Derecho sanitario, Poluición del aire, Material particulado y Riesgo toxicologico

Ensaio Introdução A poluição do ar tem exercido grande impacto na saúde das populações, sendo um desafio o estabelecimento exato do nexo causal entre as exposições e a ocorrência de danos, devido a uma série vieses e fatores de confusão, incluindo: incertezas em relação aos poluentes e produtos de transformação (falta de informações de sobre o comportamento ambiental e de dados de toxicidade); da exposição (múltipla exposição a diferentes agentes); e da falta de controle e monitorização ambiental em diversos locais. Existem

várias

fontes

emissão

poluentes

origem

antropogênica, incluindo veículos, atividades de mineração, processamento de metais e usinas de combustão, e grande número de processos industriais. O estudo da poluição do ar tem sido segmentado de acordo com o tipo de ambiente, analisando-se separadamente ambientes externos e ambientes fechados, devido às diferentes variáveis de exposição envolvidas. Em ambientes fechados, considera-se que além da possibilidade de serem encontrados poluentes comuns do ar do ambiente externo:eventuais fontes de combustão de óleos, gás, carvão, madeira e do tabaco; materiais de construção; mobiliário com amianto; móveis com determinados produtos de madeira prensada; e produtos de limpeza doméstica; além daqueles provenientes de sistemas de aquecimento ou refrigeração contribuem com a poluição do ar de ambientes fechados (USEPA, 2011a). Nos últimos anos, evidências científicas cada vez mais fortes apontam ambientes fechados e construções, os níveis de contaminantes podem ser maiores do que no ambiente externo, o que pode levar a maiores níveis de exposição considerando que pessoas podem passar 90% do tempo em ambientes fechados (USEPA, 2011a). Devido à preocupação com ambientes fechados, a Organização Mundial de Saúde (OMS) publicou em 2010 um guia de orientação para a

Ensaio monitorização da qualidade do ar em ambientes fechados. São apresentados dados toxicológicos e limites de exposição para 9 poluentes, incluindo benzendo, tricloroetileno, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, monóxido de carbono e outros (OMS, 2010). Aspectos toxicológicos e de Saúde Pública Segundo a OMS, mais de 2 milhões de casos de mortes prematuras a cada ano podem ser atribuídos à contaminação do ar em ambientes urbanos abertos e ambientes fechados, sendo que mais da metade deste número corresponde às mortes em países em desenvolvimento (OMS, 2005). Em relatório publicado por uma organização não-governamental da Europa, sob o título "THE UNPAID HEALTH BILL: How coal power plants make us sick", faz-se referência às estimativas de que 18200 mortes prematuras por ano e um gasto equivalente a €42,8 bilhões na Europa são relacionados a problemas de saúde são atribuíveis à geração de energia pela queima de carvão (HEAL, 2013). Considerando a ubiquidade de muitos outros agentes químicos presentes no ar, são muitos os outros endpoints conhecidos de importância para a Saúde Pública, desde efeitos agudos (ex: irritação ocular e do trato respiratório) a efeitos crônicos (doenças respiratórias crônicas, câncer pulmonar e do septo nasal). Mais de 21.000 mortes/ano nos Estados Unidos são atribuídas ao câncer de pulmão pela exposição ao radônio no ar (especialmente ar em ambientes fechados), e segundo a OMS, a exposição a este agente é responsável por 15% dos casos de câncer de pulmão no mundo (USEPA, 2010a). Material Particulado: fatos recentes e riscos toxicológicos

Ensaio No amplo grupo dos clássicos poluentes atmosféricos (monóxido e dióxido de carbono, ácido sulfúrico e sulfatos relacionados, ozônio, dióxido de nitrogênio, hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos voláteis - VOC, entre outros); o Material Particulado (MP) tem sido motivo de preocupação para as agências internacionais, com frequente aparecimento nos meios de comunicação. O MP consiste em partículas sólidas, gotículas de líquido, ou líquido condensado adsorvido a partículas sólidas; classificados segundo o diâmetro (em micrometros - µm), como o MP10 , com diâmetro menor que 10µm; e PM2,5, partículas bastante finas, com diâmetro menor que 2,5µm (USEPA, 2004). Sabe-se que fatores como densidade, forma, carga, e tamanho são condicionantes da chegada da partícula aos alvéolos, sendo que as mais lesivas possuem diâmetro de aproximadamente 1µm (AZEVEDO, 2004). Em janeiro de 2013, foram

publicados dados na

imprensa

internacional sobre a qualidade do ar em Pequim, na China, que indicaram níveis de mais de 600 µm/m3 de MP (New York Times, 2013a). Sob o ponto de vista do risco toxicológico, tais níveis são de magnitude aproximadamente 24 e 12 vezes maior que os limites considerados seguros pela Organização Mundial de Saúde para MP2,5 e MP10, respectivamente, em relação aos limites de 25 e 50 µm/m3 para a média diária (OMS, 2005). Em

Teerã,

capital

República

Islâmica

Irã,

Escolas,

universidades, agências do governo tiveram fechamento ordenado pelo governo iraniano em janeiro de 2013, como medida de mitigação aos altos níveis de exposição à poluição do ar. Segundo as agências de saúde locais, aproximadamente 4.460 pessoas morreram no país nos meses anteriores, além de haver sido registrado notável aumento na incidência de doenças respiratórias, cardiovasculares e dos casos de câncer relacionados à poluição do ar (New York Times, 2013b). A OMS divulgou recentemente dados sobre poluição por MP em aproximadamente 1100 cidades de 91 países, incluindo capitais e cidades com número de habitantes >100.000 (OMS, 2012).

Ensaio Devido à evidência de efeitos pulmonares e cardiovasculares em exposições ao MP, a EPA (Environmental Protection Agency) adotou em 2004, um padrão para as MP2,5, designado como National Ambient Air Quality Standard (NAAQS), normalizado na “Lei do ar limpo” (Clean Air Act). A média aritmética anual não pode exceder a 15 µg/m3 (microgramas por metro cúbico), baseada numa média de três anos; ou o 98° percentil da concentração de 24 horas, que não pode exceder 65 µg/m3 (baseada numa média de três anos). Este último padrão foi reduzido em 2006 para 35 µg/m3. No caso do MP10, o padrão para a concentração de 24 horas é de 150 µg/m3, não havendo padrão para MP10 em relação à concentração anual, devido à ausência de evidências de problemas de saúde decorrentes da exposição em longo prazo (EPA 2004; 2006). Existem muitas incertezas relacionadas aos limites estabelecidos, uma vez que é variável a composição do material particulado, e que dependendo das fontes e interação entre poluentes, pode conter aderidos às partículas agentes radioativos ou carcinogênicos. A complexidade da poluição e os aspectos socioambientais A dinâmica de transporte de poluentes atmosféricos é complexa, e sabe-se que os poluentes podem ser levados a longas distâncias, dependendo da intercorrelação de variáveis do agente (características físico-químicas, tamanho e densidade de partículas, etc.), meteorológicas (velocidade dos ventos, fatores de distúrbio e turbulência no ar, gradiente térmico, etc.), da fonte (altura, intensidade, etc.) e topográficas (posição e altura de edifícios e montanhas, entre outros). São realizadas modelagens de dispersão e de transporte de poluentes entre países e continentes, sendo que o resultado destes estudos é frequentemente motivo de impasses políticos e econômicos entre os países envolvidos, dando também um caráter de preocupação global ao atual

Ensaio volume da poluição atmosférica e a ausência de perspectivas significativas de redução das emissões no mundo. EWING e col. (2010) utilizaram isótopos de chumbo para verificar o caminho e o impacto da poluição com material particulado proveniente da Ásia, via trans-pacífico, à America do Norte. Os resultados sugeriram que uma média de 29% das partículas encontradas em São Francisco, Estados Unidos; eram de origem asiática. Além de elucidar dados sobre a transferência global da poluição, tais resultados evidenciam a natureza plurilateral da responsabilidade socioambiental, já que a qualidade do ar (e dos demais compartimentos ambientais), apesar dos limites geográficos, é essencial para a vida em todo o planeta. Existem muitos estudos epidemiológicos sobre a associação entre níveis de exposição a material particulado e a ocorrência de efeitos cardiovasculares, considerando que altos níveis de exposição estão correlacionados com eventos cardiovasculares agudos. BURGAN e col. (2010), fizeram uma revisão de literatura, para avaliar a associação entre a exposição sub-diária (≤6 horas) a partículas finas de composições diversas e a ocorrência de efeitos cardiovasculares agudos (arritmias, isquemia e infarto do miocárdio), e os prováveis mecanismos envolvidos. Os dados que sugerem há associação positiva entre a exposição e determinados efeitos cardiovasculares.

Aspectos políticos e a questão da saúde ambiental Historicamente,

foi

necessária

criação

aparato

legal

infraconstitucional (e de avanços na hermenêutica deste aparato com o avanço no conhecimento dos determinantes de saúde), aditivamente aos direitos fundamentais, e também, o estabelecimento das áreas Direito

Ensaio Sanitário e Ambiental, para a estruturação de políticas ambientais e de saúde. Não há uma definição de saúde na Constituição da República Federativa do Brasil de 1988-CRFB/88. Por conseguinte, deve-se utilizar a interpretação extensiva para compreender que a saúde é o “estado de completo bem-estar físico, mental e social e não apenas a ausência de doença”, conforme a definição da Organização Mundial de Saúde (OMS) 1. O mesmo pode se dizer sobre a segurança, pois essa palavra não abrange apenas o sentido penal, mas deve incluir a segurança alimentar, terapêutica, química, nuclear, etc. O conceito de saúde2 da OMS completa o sentido de saúde trazido no art. 3º e parágrafo único da lei 8.080/90, que dá foco ao meio ambiente, devido à sua relevância como determinante de saúde: Art. 3º :A saúde tem como fatores determinantes e condicionantes, entre outros, a alimentação, a moradia, o saneamento básico, o meio ambiente, o trabalho, a renda, a educação, o transporte, o lazer e o acesso aos bens e serviços essenciais; os níveis de saúde da população expressam a organização social e econômica do País. Parágrafo único. Dizem respeito também à saúde as ações que, por força do disposto no artigo anterior, se destinam a garantir às pessoas e à coletividade condições de bem-estar físico, mental e social. (grifo nosso) (BRASIL,1990)

O direito à saúde é um direito social, conforme o art.6 da CRFB/88, pois não visa o benefício de um indivíduo, mas de toda sociedade brasileira,

OMS - Organização Mundial de Saúde. Constituição da Organização Mundial de Saúde, 1946. 1

Pode-se verificar, portanto, que o conceito de saúde adotado nos documentos internacionais relativos aos direitos humanos é o mais amplo possível, abrangendo desde a típica face individual do direito subjetivo à assistência médica em caso de doença, até a constatação da necessidade do direito do Estado ao desenvolvimento, personificada no direito a um nível de vida adequado à manutenção da dignidade humana. (BRASIL, Ministério da Saúde, 2003, p. 47) 2

Ensaio e, acima de tudo, é um direito que necessita da intervenção do Estado, para que seja utilizado com equidade e em pró do interesse público. Art. 6º: São direitos sociais a educação, a saúde, a alimentação, o trabalho, a de toda moradia, o lazer, a segurança, a previdência social, a proteção à maternidade e à infância, a assistência aos desamparados,

forma

desta

Constituição.

(grifo nosso) (BRASIL, 1988)

O direito à saúde possui mecanismos para exigir do Estado obras e planejamento de políticas públicas para a devida prestação de saúde para o serviço público, conforme o art. 196. Esse planejamento só decorre da administração pública, pois se refere à forma de implementação que o Estado dá à saúde, ou seja, o direito à saúde é parte instrumentalizada do direito administrativo, porque apenas com o devido desenvolvimento na gestão administrativa baseada no interesse público e nas leis que foram desenvolvidas para execução dessas ações, pode se chegar a uma prestação adequada do serviço. Art. 196: A saúde é direito de todos e dever do Estado, garantido mediante políticas sociais e econômicas que visem à redução do risco de doença e de outros agravos e ao acesso universal igualitário às ações e serviços para sua promoção, proteção e recuperação (BRASIL,1988).

Todo

embasamento

legal

existente

para

execução

administração pública objetiva a tutela da saúde e é matéria do Direito Sanitário. A partir desse campo do conhecimento que se disciplina o exercício da função sanitária dos entes públicos. O Direito Sanitário tem foco voltado para a saúde pública, desse modo, sua finalidade central é coordenar, gerenciar, criar respostas normativas a fim de dar garantias ao seu propósito (DIAS, 2003). O direito sanitário se interessa tanto pelo direito à saúde, enquanto reivindicação de um direito humano, quanto pelo direito da saúde pública: um conjunto de normas jurídicas que têm por objeto a MATOS, Carlos E; ANDRADE, Roberta D. Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 75-89, Jun. 2013.

Ensaio promoção, prevenção e recuperação da saúde de todos os indivíduos que compõem o povo de determinado Estado, compreendendo, portanto, ambos os ramos tradicionais em que se convencionou dividir o direito: o público e o privado (BRASIL, 2003)

No contexto ambiental, a Política Nacional do Meio Ambiente de 1981 já previa a necessidade de atenção ao meio ambiente, o qual é compreendido como o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas. O direito ao meio ambiente, consolidado explicitamente, se encontra no art. 225 da CRFB/88, que dispõe sobre o nexo causal entre o meio ambiente ecologicamente equilibrado e a qualidade de vida. O direito ao meio ambiente equilibrado não está no art. 5 da CRFB, artigo que concentra os direitos fundamentais, todavia, para garantia da saúde é essencial a qualidade ambiental. Art. 225: Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações (BRASIL,1988).

A lei nº6.938/81 rege a Política Nacional do Meio Ambiente, a qual integra a saúde ambiental ao ideal da dignidade da pessoa humana, art. 2º. O princípio dignidade da pessoa humana é o fundamento, utilizado como guia de interpretação da CRFB, previsto no art. 1, inciso III, que todas as outras normas devem priorizar, sendo este o princípio fundamental do Estado. Dessa forma, pela questão imprescindível e essencial para a natureza humana, o princípio da dignidade possui uma relação direta com o meio ambiente, o qual visa manter o ambiente equilibrado com a finalidade de prover uma vida saudável e de qualidade para sociedade.

Ensaio Art 2º: A Política Nacional do Meio Ambiente tem por objetivo a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar, no País, condições ao desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana, atendidos os seguintes princípios. (BRASIL,1981) Art. 1º da CRFB/88- A república federativa do Brasil, formada pela união indissolúvel dos estados e municípios e do distrito federal e constitui-se

Estado

democrático

Direito

tem

como

fundamento: III – dignidade da pessoa humana; (BRASIL,1988)

As diretrizes da Política Nacional do Meio Ambiente - PNMA foram formuladas em normas e planos, destinados a orientar a ação dos Governos da União, dos Estados, do Distrito Federal, dos Territórios e dos Municípios no que se relaciona com a preservação da qualidade ambiental e manutenção do equilíbrio ecológico, segundo os princípios estabelecidos no art. 2º desta Lei. Todavia, está função do PNMA é regulada pela Constituição, no art. 23: Art. 23. É competência comum da União, dos Estados, do Distrito Federal e Municípios: VI - proteger o meio ambiente e combater a poluição em qualquer de suas formas; (BRASIL, 1988)

Considerações finais Além da constante monitorização da qualidade do ar e outras políticas locais elementares (interpretação dos resultados, avaliação e gerenciamento dos riscos), são necessárias políticas e ações de maior espectro de controle de emissões, de incentivo às fontes energéticas limpas/sustentáveis, e, de desenvolvimento tecnológico para redução de consumo. MATOS, Carlos E; ANDRADE, Roberta D. Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 75-89, Jun. 2013.

Ensaio A cooperação entre países do MERCOSUL e a participação civil são aspectos primordiais, pois abordam o problema da poluição com ele o é, local e ao mesmo tempo, global. Devido à problemática da poluição na Europa, criam-se grupos como Health and Environment Alliance (HEAL) e European Respiratory Society (ERS) atuam ativamente na questão da poluição e das políticas ambientais. Apesar dos direitos fundamentais estabelecidos e de todo aparato legal infraconstitucional existente no Brasil, a problemática da poluição abrange uma dimensão muito maior, já que os poluentes além de serem transportados a longas distâncias cruzando fronteiras; exercem efeitos globais, afetando, sobretudo, em áreas mais sensíveis (do ponto de vista socioeconômico, climático e biológico). Além dos riscos à saúde, ressalta-se que a poluição pode provocar impactos e alterações no ambiente (aquecimento global e outras alterações climáticas), que podem provocar efeitos indiretos, como aumento de doenças infecciosas, escassez de água potável, entre outros. A definição de políticas com perspectivas significativas, devido aos aspectos

políticos,

socioeconômicos

legais

envolvidos;

demanda

instrumentos que aumentem a efetividade das conferências internacionais e maior adesão civil e dos representantes de cada país às metas e políticas definidas. A

implementação

Programa

Registro

Emissão

Transferência de Poluentes (RETP) ou Pollutant Release and Transfer Register (PRTR) pelo Brasil é uma política promissora, e sob a perspectiva mundial, pode mudar o rumo da poluição no planeta. Referências AZEVEDO, F.A.; CHASIN, A. A Ecotoxicologia na Análise do Risco Químico (Caderno de Referência Ambiental). v. 16 , Salvador : CRA, 2004. BRASIL. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988.

Ensaio BRASIL. Lei nº 8.028, de 12 de abril de 1990. Dispõe sobre a organização da Presidência da República e dos Ministérios, e dá outras providências. BRASIL. Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981. Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências. BRASIL, Resolução CONAMA nº 306, 5 de julho de 2002. Estabelece os requisitos mínimos e o termo de referência para realização de auditorias ambientais. BRASIL, Ministério da Saúde. Direito Sanitário e Saúde Pública. Série E. Legislação de Saúde. Brasília, 2003 BRASIL, Ministério da Saúde. Manual de direito sanitário com enfoque em vigilância em saúde. 2ed. Brasília: Série E. Legislação de Saúde, 2006. BURGAN, O.; SMARGIASSI, A.; PERRON, S.; KOZATSKI, T. Review: Cardiovascular effects of sub-daily levels of ambient fine particles: a systematic review. Environmental Health, v.9, n. 26, 2010. DIAS, H. P. Direito Sanitário. Brasília: ANVISA, 2003. ERDBRINK, T. Annual Buildup of Air Pollution Chokes Tehran. The New York Times, 6 de janeiro de 2013b. Disponível em: <http://www.nytimes.com/2013/01/07/world/middleeast/tehran-is-choked-byannual-buildup-of-air-pollution.html?_r=0>. Acesso janeiro de 2013. EWING, S. A. CHRISTENSEN, J. N.; [Et al.]. Pb Isotopes as an Indicator of the Asian Contribution to Particulate Air Pollution in Urban California. Environmental Science Technology, 2010. HEAL - Health and Environment Alliance. THE UNPAID HEALTH BILL: How coal power plants make us sick. HEAL's Technical reports, 2013. Disponível em: <http://www.envhealth.org/IMG/pdf/heal_report_the_unpaid_health_bill_how_coal_power_pl ants_make_us_sick_final.pdf> acesso em março de 2013. OMS - Organização Mundial de Saúde. Constituição da Organização Mundial de Saúde. Preâmbulo. Genebra, 1946. RADICCHI, A. L. A.; LEMOS, A.F. Saúde ambiental. Belo Horizonte: Coopmed, 2009. USEPA – United States Environmental Protection Agency. Air Quality Criteria for Particulate Matter. Final Report, Oct. 2004. Disponível em: <http://www.epa.gov/pmdesignations/index.htm> acesso em 10 dezembro de 2012. MATOS, Carlos E; ANDRADE, Roberta D. Toxicologia Ambiental: Aspectos toxicológicos e políticos sobre a poluição do ar. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 75-89, Jun. 2013.

Ensaio _______. Exposure to Radon Causes Lung Cancer In Non-smokers and Smokers Alike(2010a). Disponível em: <http://www.epa.gov/radon/healthrisks.html> acesso em 10 dezembro de 2012. _______. PM Standards Revision – 2006. Washington: EPA: 2006. _______.The inside story: A guide indoor air quality. 2011a. Disponível em: <http://www.epa.gov/iaq/pubs/insidestory.html#Intro1> acesso em janeiro de 2012. WHO - World Health Organization. WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide: Summary of risk assessment. Global update 2005. Genebra: WHO Air quality guidelines, 2006. _______. WHO - guidelines for indoor air quality: selected pollutants. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe, 2010. _______. Outdoor air pollution. Genebra: WHO publications, 2012. WONG, E. . Beijing’s Air Quality. The New York Times, 12 de janeiro de 2013a. Disponível em: <http://www.nytimes.com/2013/01/13/science/earth/beijing-air-pollution-offthe-charts.html?_r=1&> Acesso em janeiro de 2013.

Artigo original Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. Alessandra Silva da Rosa Engenheira ambiental com especialização em Química ambiental pelas faculdades Oswaldo Cruz.

Camila Pereira Savi Martins Engenheira ambiental formada pelas Faculdades Oswaldo Cruz. Atua no Depto de geotecnia e Meio Ambiente da Planservi Engenharia.

ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original

Resumo Uma das mais antigas culturas da humanidade, a cana-de-açúcar está presente na economia brasileira desde o começo da colonização. Hoje em pleno século XXI podemos constatar sua grande importância para o crescimento econômico. No entanto, é grande o volume de resíduos gerados e o uso de Recursos Naturais (principalmente de água) utilizados nos processos de uma usina de cana-de-açúcar. O presente trabalho tem como princípio básico sugerir medidas de produção mais limpa na indústria sucroálcooleira, para isso avaliaremos os processos nas usinas, bem como os problemas ambientais ocasionados pelos resíduos produzidos, e por fim daremos uma alternativa de como economizar água no processo industrial e sua viabilidade. Palavras-chave: Produção mais limpa, setor sucroálcooleiro, cana-deaçúcar, indústria de açúcar e álcool.

Artigo original Abstract One of the oldest cultures of humanity, the sugar cane culture is present in the Brazilian economy since the beginning of its colonization. Today in the twentieth first century is noticeable its great importance to the economical growth. However, it is great the quantity of residues created, and the use of natural resources (mainly water) used at the process in a sugar cane factory. The present work has as principle to apply cleaner production means, which are possible, at the sugar cane industry for we shall evaluate the processes at the factories, as well as the environment problems caused by the residues possibly produced, and at last, we shall give an alternative means to save water at industrial processes and its viability. Key-words: Cleaner production. cane.Alcohol and sugar industry.

The

sugar

cane

industry.Sugar

Introdução A cana-de-açúcar é uma planta que pertence ao gênero Saccharum L., da família Poaceae, representada pelo milho, sorgo, arroz e muitas outras. As principais características dessa família são a forma da inflorescência (espiga), o crescimento do caule em colmos, e as folhas com lâminas de sílica em suas bordas e bainha aberta. É uma das culturas agrícolas mais importantes do mundo tropical, gerando centenas de milhares de empregos diretos, sendo ela importante fonte de renda e desenvolvimento. O interior paulista, principal produtor mundial de cana-de-açúcar. A principal característica da indústria canavieira é a expansão através do latifúndio, resultado da alta concentração de terras nas mãos de poucos proprietários, normalmente conseguida através da incorporação de pequenas propriedades, gerando por sua vez êxodo rural. Geralmente, as plantações ocupam vastas áreas contíguas, isolando e/ou suprimindo as poucas reservas de matas restantes, estando muitas vezes ligadas ao desmatamento de nascentes ou sobre áreas de mananciais. Os problemas com as queimadas praticadas anteriormente ao corte para a retirada das folhas secas são uma constante nas reclamações de problemas respiratórios ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original nas cidades circundadas por essa monocultura. Ademais, o retorno social da agroindústria como um todo, é mais pernicioso que benéfico para a maioria da população. No Brasil, a agroindústria da cana-de-açúcar tem adotado políticas de preservação ambiental que são exemplos mundiais na agricultura, embora nessas políticas não estejam contemplados os problemas decorrentes da expansão acelerada sobre vastas regiões e o prejuízo decorrente da substituição da agricultura variada de pequenas propriedades pela monocultura. Já existem diversas usinas brasileiras que comercializam crédito de carbono, dada a eficiência ambiental. Este trabalho tem como objetivo avaliar os processos industriais de uma usina de álcool e açúcar, assim como os impactos ambientais ocasionados pelos resíduos produzidos nesses processos, de forma a identificar medidas de Produção mais Limpa. Processo industrial O processo de fabricação de açúcar e álcool visa, sinteticamente, à extração do caldo contido na cana, seu preparo e concentração, chegado aos vários tipos de açúcares conhecidos, como: demerara, mascavo, cristal, refinado, líquido, VHP, etc. O mesmo caldo, preparado de forma específica, resulta, através da fermentação microbiológica, com posterior destilação, no álcool etílico, fornecido nas opções: anidro ou hidratado. Dentro desse processo de fabricação, podemos classificar uma usina de açúcar como uma indústria de extração, uma vez que o açúcar já é produzido pela natureza, através da cana, sendo ele somente concentrado no processo, nas suas várias modalidades. Já a indústria do álcool, pelo processo que passa, é classificada como uma indústria de transformação, cabendo esse papel à fermentação biológica alcoólica (Figura 1).

Artigo original COLHEITA

RECEPÇÃO DA CANA

ESMAGAMENTO / MOAGEM

GER. VAPOR

BAGAÇO CALDO / EXTRAÍDO

Indústria de extração

Indústria de transformação

TRATAMENTO QUÍMICO

LODO

TRATAMENTO QUÍMICO

AQUECIMENTO

LODO

AQUECIMENTO

DECANTAÇÃO

FILTRO

DECANTAÇÃO

CALDO CLARIFICADO

TORTA

CALDO CLARIFICADO

FILTRO TORTA

MOSTO

EVAPORAÇÃO ÁGUA COND.

CUBA TRAT.

XAROPE

VINHO

COZIMENTO MASSA

LEVEDO

CENTRÍFUGA SEPARAD.

CRISTALIZADOR

VINHAÇA

DESTILAÇÃO

ÁLCOOL

CENTRIFUGAÇÃO SECAGEM

MEL CRISTAL.

FERMENTAÇÃO

MEL FERMENT.

ENSAQUE

Figura 1.

Fluxograma da produção de açúcar e álcool

A quantidade de cana pesada e o ART1 (Açúcar Redutor Total fornece a quantidade de açúcar total: sacarose, frutose e glucose existentes na cana, em porcentagem) medido são as variáveis que fornecem a quantidade de açúcar que entrou na usina. Até a descarga, incidem como perda indeterminada aquelas derivadas da queda de cana e pisoteio por caminhões e máquinas que operam no pátio de descarregamento, esmagamento em garras e cabos dos equipamentos de descarga e perda por decomposição da sacarose devido ao tempo de espera. A perda significativa e conhecida nessa fase é aquela que ocorre no processo de limpeza da cana, processo este necessário quando a quantidade de impurezas minerais carregadas junto com a cana atinge valor prejudicial ao processo de fabricação. A Figura 2 ilustra o fluxo de massa de energia que cruza o volume de controle, qualitativamente.

Artigo original INSUMOS:

•Ácido Sulfúrico •Enxofre •Cal •Antibiótico •Antiespumante •Etileno Glicol •Fermento (levedura) •Materiais Diversos, etc.

ENERGIA:

ÁGUA: •Lavagem da cana •Usos do processo •Outros casos

•Elétrica •Química, etc.

Produtos:

MATÉRIA PRIMA: •Cana •Impurezas minerais •Impurezas vegetais

RESÍDUO SÓLIDO: •Bagaço •Torta de filtro •Impurezas minerais •Cinzas •Sucatas •Perdas de açúcar, etc.

Figura 2.

•Açúcar •Álcool anidro e hidrat. •Energia elétrica •Levedura

INDÚSTRIA

RESÍDUO LÍQUIDO: •Água residuais •Vinhaça/flegmaça •Perdas de açúcar, etc.

RESIDUO GASOSO: •Gases da combustão •Vapor d’água •Vapores diversos •Particulados, etc.

Fluxo de massa e energia de processo industrial. (Fonte: Minerva, 2004)

Um volume de controle na fase de recepção de cana é esquematizado na figura 3. Note que a massa de cana está pulverizada nos componentes que a compõe, sendo a massa de sólidos insolúveis representando os demais.

Artigo original Volume de água de lavagem que entra (L/h)

MASSA DA CANA pcts (t/h)

MASSA DA CANA 2 (t/h) BALANÇA PCTS EQUIP. RECEPÇÃO

•Massa água pcts •Massa fibra pcts •Massa sol. sol. parc pcts •Massa ART pcts •Massa impur. miner.pcts

Capac. Recep. (t/h)

Volume de água lavagem que sai (L/h)

Figura 3.

Impur. mir. Extraídas (kg/t.h)

Perda Indeterm. 1 (%)

•Massa água 2 •Massa fibra 2 •Massa sol. sol. parc 2 •Massa ART 2 •Massa impur. miner. 2

Perda com lavagem (%)

Balanço de ART na fase de recepção de cana.

Na extração é importante destacar a embebição e a diferença entre os tipos de caldos extraídos pela moenda (espargimento de água sobre a cana moída). Para isso observe a figura 4. O caldo primário, como pode ser visualizado pela figura, é aquele extraído do primeiro terno isoladamente e o secundário, aquele extraído do segundo, sendo acumulado a ele o caldo dos demais ternos, mais a embebição. O caldo misto, por sua vez, é a mistura dos dois.

Figura 4.

Esquema de extração de caldo de moenda de seis ternos. (Fonte: Minerva, 2004)

Nesta fase ocorre a perda na extração, propriamente dita, que é resultante da incapacidade da moenda em extrair o total de açúcar da cana, e a perda indeterminada, resultante de decomposição da sacarose, atividade ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original microbiológica e vazamentos em geral. O volume de controle esquematizado na figura 5 mostra o equilíbrio de massa.

Figura 5.

Balanço de ART na fase de extração. (Fonte: Minerva, 2004)

A clarificação visa à obtenção de um caldo livre de impurezas. Para esse objetivo estão envolvidas as etapas de peneiramento, tratamento químico, aquecimento, decantação e filtragem do caldo, conforme pode ser visualizado pela Figura 6. Para a clarificação é adicionada cal, na forma de leite de cal, e, portanto, um volume determinado de água se junta ao processo.

Artigo original Figura 6.

Balanço de ART na fase de clarificação do caldo.

A maioria das usinas não possui um método para medir a sua vazão, sendo adicionada água à cal, de maneira empírica, até obter suspensão visualmente estabilizada. Porém, a quantidade de cal utilizada é precisamente conhecida, podendo ser atrelada à quantidade de cana moída ou à quantidade de açúcar produzido. De acordo com Cesar & Delgado (1977), a massa de água para completar a reação química para “extinção” e obtenção de uma suspensão grosseira de cal é da ordem de 3,5 vezes a massa de cal. Portanto, a massa de cal é um dado de entrada do simulador. O mesmo acontece com o volume do fluxo de água existente na torta de filtro. A torta de filtro é um subproduto do processo, fruto da filtragem do lodo decantado durante a clarificação do caldo. Essa água, por conter açúcar, deve ser retirada da torta de filtro e retornar ao processo. Ela é determinada em função de outras duas variáveis: fluxo de massa da torta, que normalmente é medida em tonelada/ hora, e umidade da torta, que é medida por amostragem. Essas duas variáveis também fazem parte dos dados de entrada do simulador. Outra variável que adiciona volume ao caldo é a água de embebição do lodo (impurezas retiradas pelos equipamentos de decantação) como agente facilitador de filtragem. Ela normalmente é conhecida ou estimada e entra na simulação como um dado primário. As perdas de açúcar envolvidas, aqui, estão relacionadas ao arraste pela torta de filtro e pela perda indeterminada que tem origem nas mesmas causas da evaporação. O caldo primário é mais rico em ART que o secundário, ou misto, sendo, assim, mais apropriado para a fabricação do açúcar, uma vez que, para sua fabricação, é necessário promover a concentração (elevar o Brix) desse ART ao longo das fases seguintes, porém, nem sempre ele é direcionado exclusivamente para esse fim. Assim, para determinação do balanço de ART é necessário definir qual tipo de caldo será utilizado na fabricação do açúcar ou do álcool. Outra definição estratégica a ser tomada é a prioridade de fabricação – álcool ou açúcar – quando a quantidade de caldo não for suficiente para lotar ambos os processos, ou mesmo um deles isoladamente. Porém, variação na qualidade ou no fornecimento da matéria prima e problemas operacionais alteram esse equilíbrio. Nestes cenários as estratégias ficam assim classificadas: A – Prioridade 1: Fabricação de açúcar (destinar o caldo prioritariamente para o processo de fabricação de açúcar e o restante, se houver, para o processo do álcool) Neste caso há duas opções de escolha de caldo para ser utilizado no processo de açúcar: primário e misto. Apesar de ser uma opção,

Artigo original a escolha de caldo secundário para a fabricação de açúcar não é comumente utilizada e não será considerada. A.1 – Opção 1: Caldo primário para a fabricação do açúcar Se o caldo escolhido for o primário é necessário tornar consistente a quantidade de caldo primário extraído e a capacidade dos equipamentos de fabricação de açúcar à frente da moenda. Entretanto, os equipamentos de fases diferentes operam com produtos de concentração e volume diferentes que devem ser ajustados, relativamente, ao volume e à concentração do caldo da fase de clarificação. Essa operação é chamada de capacidade ajustada, e a consistência deve ser feita para a menor capacidade máxima de processamento ajustada, denominada ca e dada em m3/h. Ela fornece dois cenários. Na fase de evaporação do caldo observa-se perda indeterminada associada, principalmente, à decomposição da sacarose devido a temperaturas elevadas. As perdas que podem ser quantificadas estão ligadas ao multi-jato, que é um equipamento utilizado para promover a formação de autovácuo nos evaporadores, formação esta necessária para realizar a evaporação em temperaturas mais baixas. Esses equipamentos utilizam injeção de água para formação do autovácuo, e ela acaba por arrastar alguma quantidade de açúcar nesse processo. O caldo, nesta fase, sofre a maior variação de massa de todo o processo industrial. Ele parte da condição de clarificado para a condição de xarope, nome usado para o caldo concentrado na saída da evaporação, como pode ser visualizado na figura 7.

Figura 7.

Balanço de ART na fase de evaporação. (Fonte: Minerva, 2004)

Nos processos de cozimento, cristalização, centrifugação e secagem a perda de açúcar envolvida é semelhante àquelas que ocorrem na evaporação, ou seja, perdas indeterminadas por decomposição da sacarose devido a temperaturas elevadas e as perdas por arraste no multi-jato (equipamento semelhante e com a mesma finalidade do multi-jato da evaporação), que, por outro lado, podem ser quantificadas.

Artigo original Nesta fase, porém, outra perda significativa e que normalmente é incluída nas indeterminadas, devido à sua difícil obtenção, é a perda que ocorre na operação de secagem. O açúcar sai do processo com certa umidade e, antes da armazenagem, é necessária a secagem, que se processa por fluxo de ar seco e quente sobre ele. A perda se dá pelo arraste do açúcar pelo fluxo de ar. A minimização dessa perda é realizada pela “lavagem” do ar que retorna ao processo. A construção da fronteira imaginária para a realização do equilíbrio de massa é mostrada pela figura 8.

Figura 8.

Balanço de ART nas fases de cozimento, cristalização, centrifugação. e secagem.(Fonte: Minerva, 2004)

O balanço de ART para o processo do álcool, neste trabalho, parte da fase de fermentação, uma vez que a recepção, extração e, com algumas considerações, também a clarificação do caldo são fases realizadas para obtenção do caldo para ambos os processos e já foram demonstradas anteriormente. As perdas provenientes do processo de preparo do mosto, fermentação e centrifugação estão associadas a questões químicas, mecânicas e microbiológicas, assim como nas demais partes de uma usina, porém o efeito desta última é muito significativo nesta fase, pelo fato de a fermentação ser um processo biológico. Como perda química pode-se destacar a morte de levedura por variações no pHdo tratamento químico. A perda, neste caso, deve-se à necessidade de reprodução da levedura para atingir a quantidade normal novamente, com conseqüente consumo de energia (ART). Por perdas mecânicas observam-se aquelas ligadas à eficiência da torre de “lavagem” do CO2 (produto da fermentação alcoólica), em separar o ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original álcool, eficiência da centrifugação na separação do fermento dos demais componentes, perdas em lavagens de dornas e possíveis vazamentos em equipamentos em geral. As perdas microbiológicas devem-se as variações na viabilidade da própria levedura, fugindo ao equilíbrio entre produção de álcool e consumo “biológico” de energia e a presença de outros microrganismos que interagem e afetam negativamente o processo de fermentação. De todas essas perdas, a única que pode ser quantificada é a perda na fermentação, ficando as demais na categoria indeterminada. Neste ponto do processo é necessário verificar se os equipamentos desta fase e da fase de destilação têm capacidade para processar o total de mosto/vinho. Caso não tenha, há a opção de limitar a quantidade de mel proveniente do açúcar a ser adicionado ao caldo, armazenando o restante em tanques para ser processado numa eventual parada da moagem. Se a armazenagem do mel não for suficiente para equilibrar a capacidade de processamento dos equipamentos ou, ainda, não for de interesse, então é necessário diminuir a moagem de cana. Essa ação de armazenar, ou não, está ligada ao fator regulador de mel-frm. Fator regulador de mel maior que 1 significa que há folga na capacidade dos equipamentos; e menor que 1 significa que é necessário armazenar mel. Esse fator é mostrado no simulador. Uma fronteira imaginária ao redor das fases de preparo do mosto, fermentação e centrifugação são mostradas pela figura 9.

Artigo original

Figura 9.

Fluxograma balanço de massa genérico de uma usina de açúcar e álcool. (Fonte: Minerva, 2004)

Artigo original As perdas envolvidas na destilação são, praticamente, todas determinadas. Elas ocorrem pela presença de resíduos de álcool na vinhaça e flegmaça, resíduos estes não separados dos demais componentes durante o processo de destilação, por “desvios” na operação dos equipamentos. A figura 10 mostra o equilíbrio de massa desta fase. Os produtos da destilaria são o álcool anidro e hidratado. Figura 10. Novo Fluxograma balanço de massa genérico de uma usina de açúcar e álcool (Fonte: Minerva, 2004)

O álcool anidro é produzido na coluna C da destilaria, a partir do álcool hidratado. Portanto, o volume de álcool anidro produzido tem valor que varia de “zero” até um valor máximo, que pode ser a capacidade máxima de produção da coluna C ou o volume total de álcool hidratado. A quantidade produzida está limitada a esses fatores e, dentro deles, o simulador permite a escolha da quantidade desejável através do fator de ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original conversão de álcool hidratado em anidro – Fha. A escolha das quantidades está ligada, na prática, a fatores operacionais ou econômicos, tendo um campo na planilha para o seu lançamento. Aspectos ambientais do processo industrial A cultura da cana-de-açúcar é praticada em mais de 80 países no mundo (ÚNICA, 2005), com variações nos períodos e técnicas de cultivo dependendo de condições locais. É caracterizada como uma cultura de altíssima eficiência de fotossíntese (portanto, com grande produção de biomassa por unidade de área). No Brasil é cultivada principalmente em grandes áreas no Nordeste e Centro-Sul, com destaque para São Paulo com 60% da produção nacional. São usados cinco ou seis cortes antes da reforma do canavial, e o período de safra é de seis ou sete meses. Todo o processo de produção é intensivo em mão-de-obra, especialmente a colheita; o avanço de mecanização tem reduzido o número de empregos (por unidade de produção) e também a sua sazonalidade. A cultura utiliza fertilizantes e defensivos agrícolas moderadamente e recicla todos os efluentes industriais da produção de etanol e açúcar como insumos para a lavoura. A prática da queima do canavial antes da colheita (retirando as folhas para facilitar o corte) está sendo gradualmente reduzida, com restrições ambientais e de segurança em algumas áreas, mas ainda é dominante. Após a colheita, a cana de açúcar é transportada em caminhões, bicaminhões ou treminhões, para o processamento na usina. A operação integrada de corte, carregamento e transporte têm evoluído muito para evitar compactação do solo agrícola e para reduzir custos, com sistemas de grande capacidade, dentro dos limites legais das estradas. Os colmos de cana são processados para produzir etanol e açúcar. Parte da cana é lavada para retirar impurezas minerais (a cana de colheita manual, apenas) apesar de que ainda existem algumas usinas que misturam a cana colhida manualmente com a colhida mecanicamente na lavagem, o que ocasiona um maior gasto de água. Um sistema de extração (no Brasil, quase exclusivamente moagem: a cana é picada, desfibrada e passa por uma série de moendas) separa o caldo, contendo a sacarose, da fibra (bagaço). Para a produção de açúcar, o caldo é limpo (decantação e filtro prensa, retirando um resíduo, a torta de filtro), concentrado e cristalizado. Uma parte dos açúcares não cristalizados e impurezas (melaço) são separadas; no Brasil este mel residual é em geral muito mais rico em açúcar, evitando-se o estágio final na cristalização e usando o mel, em mistura com caldo, como insumo para a fermentação. Esta mistura é levada à concentração adequada e fermentada com leveduras; os sistemas na maioria são do tipo fed-batch, com reciclo da levedura, mas há processos contínuos. O vinho resultante é destilado, produzindo álcool (hidratado ou anidro) e deixando como resíduo a ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original vinhaça (a água da cana e a adicionada na moagem, matéria orgânica, e minerais importantes, como o potássio, que vieram com a cana). Toda a energia para o processamento (elétrica; mecânica, no acionamento de algumas bombas, ventiladores e das moendas; térmica, para os processos de concentração do caldo e destilação) é suprida hoje por um sistema de co-geração que usa somente o bagaço como fonte energética; a usina é auto-suficiente, e em geral por ter excedentes de energia. Como principal insumo químico, é empregada a soda cáustica (NaOH) para lavagem de pisos e equipamentos e na produção de álcool neutro. Algumas Usinas estão substituindo as caldeiras antigas, de baixa pressão (22 bar), por equipamentos modernos (60 a70 bar) Os processos industriais têm como resíduos a vinhaça, a torta de filtro e as cinzas das caldeiras de bagaço. São totalmente reciclados para a lavoura: a vinhaça na forma líquida, como fertirrigação; a torta transportada em caminhões, como adubo. Os processos industriais utilizam água (captada de rios e poços) em várias operações; há uma intensa reutilização, visando reduzir a captação e o nível do despejo tratado. Impactos no meio ambiente Os impactos no meio ambiente consideram a cultura da cana, o processamento industrial e o uso final. Incluem os efeitos na qualidade do ar e no clima global, no uso do solo e biodiversidade, na conservação do solo, nos recursos hídricos e o uso de defensivos e fertilizantes. Estes impactos podem ser positivos ou negativos; em alguns casos a indústria da cana tem resultados muito importantes, como na redução de emissões de gases de efeito estufa (GEE) e na recuperação de solos agrícolas. A legislação ambiental (incluindo restrições ao uso do solo) é avançada no Brasil. A cana-de-açúcar é matéria-prima de grande flexibilidade. Com ela é possível produzir açúcar e álcool de vários tipos; fabricar bebidas como cachaça, rum e vodka e gerar eletricidade a partir do bagaço via álcoolquímica. Da cana se aproveita absolutamente tudo: bagaço, méis, torta e resíduos de colheita. Do bagaço, obtêm-se bagaço hidrolisado para alimentação animal, diversos tipos de papéis, fármacos e produtos como o furfurol, de alta reatividade, para a síntese de compostos orgânicos, com grande número de aplicações na indústria química e farmacêutica. Do melaço, além do álcool usado como combustível, bebida, e na indústria química, farmacêutica e de cosméticos, extraem-se levedura, mel, ácido cítrico, ácido lático, glutamato monossódico e desenvolve-se a chamada álcoolquímica – as várias alternativas de transformação oferecidas pelo álcool etílico ou etanol. Do etanol podem ser fabricados polietileno, estireno, cetona, acetaldeído, poliestireno, ácido acético, éter, acetona e toda a gama de ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original produtos que se extraem do petróleo. Seu variado uso inclui a fabricação de fibras sintéticas, pinturas, vernizes, vasilhames, tubos, solventes, plastificantes, etc. Dos resíduos, utilizam-se a vinhaça e o vinhoto como fertilizantes. Existem ainda outros derivados: dextrana, xantan, sorbitol, glicerol, cera refinada de torta, antifúngicos, etc. A cana-de-açúcar gera, portanto, assim como o petróleo, incontável número de produtos, de fermento a herbicidas e inseticidas, com importante diferencial: são biodegradáveis e não ofensivos ao meio ambiente. A produção atual de álcool no mundo é da ordem de 35 bilhões de litros, dos quais 60% destinam-se ao uso combustível. O Brasil e os Estados Unidos são os principais produtores e consumidores (UNICA, 2007). O mercado possui enorme potencial de expansão, graças a fatores como o combate mundial ao efeito estufa e à poluição local, que levou à substituição de aditivos tóxicos na gasolina; a valorização da segurança energética, buscando-se autonomia pela diversificação das fontes de energia utilizadas; o incremento da atividade agrícola, que permite a criação de empregos e a descentralização econômica. A comunidade científica afirma que o petróleo já inaugurou seu período de depleção, caracterizado por demanda muito superior às reservas existentes. Isso abre caminho para que a energia limpa e renovável de fontes como a biomassa da cana-de-açúcar e outros vegetais se transforme em um dos principais energéticos do século 21. Razões econômicas (economia de divisas) e sociais (geração de empregos) inspiraram a utilização do álcool como combustível no Brasil, mas sua sustentabilidade também se baseia na contribuição para a melhoria do meio ambiente: combustível limpo, o álcool tornou-se grande aliado na luta contra a degradação ambiental, principalmente nos grandes centros urbanos. O Brasil já colhe os frutos ambientais do seu uso em larga escala. Estudo publicado pela Confederação Nacional da Indústria, em 1990, que comparou cenários de utilização de combustíveis na Região Metropolitana de São Paulo, concluiu que o melhor cenário para a redução de emissões seria o uso exclusivo do álcool em toda a frota; o pior, o uso de gasolina pura. Na faixa intermediária, situaram-se os cenários de frota operando exclusivamente com gasolina contendo 22% de etanol e, em posição ambientalmente mais favorável, o mix da frota circulante em 1989, composto por 51% de veículos com 22% de etanol na gasolina e 49% de veículos a álcool puro. O maior diferencial ambiental do álcool está na origem renovável. É extraído da biomassa da cana-de-açúcar, com reconhecido potencial para seqüestrar carbono da atmosfera, o que lhe confere grande importância no combate global ao efeito estufa. ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original Os impactos ao meio ambiente estão sendo ignorados pelos que defendem a substituição do petróleo pelo álcool combustível como uma medida para redução do aquecimento global. Um dos processos de produção mais comuns é a queima da palha do canavial, para facilitar o corte manual e aumentar a produtividade do cortador de cana. Essa prática reduz custos de transporte e aumenta a eficiência das moendas nas usinas. No entanto, a queima libera gás carbônico, ozônio, gases de nitrogênio e de enxofre (responsáveis pelas chuvas ácidas) e provoca perdas significativas de nutrientes para as plantas, além de facilitar o aparecimento de ervas daninhas e a erosão. Como opção às queimadas, responsáveis por boa parte das mortes dos cortadores por meio da inalação de gases cancerígenos, a mecanização pode ser extremamente prejudicial ao solo, pois o comprime, não permitindo a entrada de oxigênio. Apesar da grande importância das queimadas, abordaremos neste trabalho somente os impactos do processo industrial. O processo nas indústrias de açúcar e álcool é feito com uso intenso de água, energia térmica e eletromecânica que provém da queima do bagaço nas caldeiras. São empregados reativos químicos e biológicos como: soda cáustica, cal, ácidos e leveduras. Como resultados do processo, são produzidos: açúcar, álcool, proteínas de levedura, além de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Nas imediações da usina há intensa movimentação de caminhões que transportam matérias- e resíduos. Dependendo das características de ocupação dos arredores, bem como a inexistência de anéis viários nas proximidades de pequenosnúcleos urbanos e comunidades rurais afastadas, tal movimentação de caminhões pode gerar emissões de ruídos e vibrações, causando incômodos e danos aos moradores. Igualmente, tem-se verificado grande emissão de poeiras, que causam problemas respiratórios nessas pessoas. Os efluentes do processo industrial da cana-de-açúcar também prejudicam a natureza. Sem o devido tratamento, os dejetos lançados nos rios comprometem a sobrevivência de diversos seres aquáticos "Hoje, nem os mananciais dos rios preservados", atesta Aristides dos Santos, da Federação dos Trabalhadores na Agricultura de Pernambuco (Fetape). Ele afirma que praticamente toda a Mata Atlântica nordestina foi dizimada pelos donos dos canaviais. "Na entre safra, queremos que o governo do Estado de Pernambuco, comece a trabalhar nas áreas de mananciais com os trabalhadores desempregados em atividades de proteção ambiental", completa. Além disso, como toda monocultura, a plantação da cana em larga escala diminui a diversidade biológica e empobrece o solo. Tabela 1 - Principais resíduos da produção de açúcar e álcool.

Artigo original

Fonte: SALLES (1993); Bichara e P. Filho (1991)

Nas usinas mais antigas e localizadas distantes das áreas urbanas, era comum o uso de valas para descarte de resíduos sólidos domésticos, de escritório, entulhos de construção civil, podas de árvores, restos de estopas, graxas e embalagens de óleos. Essas áreas também eram empregadas como locais de retirada indiscriminada de solo, deposição temporária de material orgânico (cinzas, fuligens, lodos gerados pela lavagem de cana, material de limpeza dos tanques de vinhaça, etc.). A degradação ambiental cessa, a partir do momento em que estes locais são empregados para armazenamento temporário e compostagem orgânica das cinzas, da fuligem e da torta de filtro; e os resíduos sólidos são destinados corretamente. A poluição do ar nas usinas pode ser causada, basicamente, pela queima do bagaço nas caldeiras, pelas emissões de gases nas torres de destilação e dornas de fermentação. Mas existem equipamentos de controle dessas emissões que se usados podem amenizar o problema, o que poderá ser compreendida como uma medida de produção mais limpa e gestão ambiental. Toda demanda de energia térmica, elétrica e mecânica de uma usina, é suprida a partir da queima do bagaço nas caldeiras, para a geração de vapor. Essa queima gera como principais poluentes do ar: material particulado (MP), monóxido e dióxido de carbono eóxidos de nitrogênio. O MP está associado basicamente ao residual de cinzas e fuligens. Devido a sua cor escura, causa incômodos nas residências devido a sua precipitação e provoca efeitos estéticos indesejáveis. Já se esse material for inalado pode penetrar nos pulmões e diminuir a capacidade respiratória. ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original Já os óxidos de nitrogênio na presença de radiação solar e de compostos orgânicos voláteis (VOC’s) podem gerar ozônio. As caldeiras com tecnologias modernas são fabricadas para limitar a temperatura dos gases, gerando quantidades menores de nitrogênio. Para as caldeiras providas de lavadores de gases a USEPA (United StatesEnvironmental Protection) adota como referência os seguintes fatores de emissão: 0,7 Kg de MP/tb e 0,6 Kg de NOx/tb. A Resolução CONAMA nº 382 (2006) fixou em 200 mg/Nm3 e 350 mg/Nm3 as concentrações para MP e óxidos de nitrogênio, respectivamente. No Estado de São Paulo, continua em vigor o Artigo 31, Inciso I, do Decreto Estadual 8.468/76 que exige que o grau de enegrecimento das emissões gasosas não ultrapasse o Padrão I da Escala de Ringelman, apesar desta prática ser pouco comum, pois não é eficiente devido à intensa evaporação de água. Podem ocorrer problemas com armazenamento do bagaço nas usinas que não implantaram o sistema de co-geração ou até mesmo naquelas que têm essa prática, mas não utilizam todo o volume desse bagaço gerado, pois devido o armazenamento ser ao ar livre sem proteção das chuvas e ventos, pode ocorrer suspensão de partículas e causar danos á saúde dos funcionários. Esse particulado pode provocar sérios problemas respiratórios e deposição nas áreas comuns da empresa causando efeitos estéticos indesejados. As emissões de dióxido de carbono, aldeídos, álcool e ciclohexanoprovenientes dos processos de fermentação e destilação provocam cheiros tão fortes, que são sentidos nas dependências externas da destilaria. A poluição do solo na indústria de açúcar e álcool pode ser bem danosa ao meio ambiente. Esta poluição pode ser causada pelos resíduos gerados no processo (torta de filtro e vinhaça), se os mesmos não forem tratados corretamente já que eles têm uma grande carga de metais pesados. A torta de filtro é um lodo gerado na clarificação do caldo da cana, onde geralmente são empregadas várias substâncias químicas. Para cada tonelada de cana moída obtém-se aproximadamente 25 Kg de torta de filtro. Antes da destinação final esse resíduo é acumulado temporariamente em áreas a céu aberto, diretamente sobre o solo. Seu destino final é a adubação da cana. A torta de filtro apresenta alta DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), devido à grande concentração de metais como: ferro, alumínio, zinco, manganês, etc. em conjunto com suas características orgânicas, podem causar poluição se percolado em direção aos corpos de água. Ramalho e Amaral (2001, p. 126) identificam o aumento da concentração de metais pesados em solos que recebem adubação com torta

Artigo original de filtro e um grande risco de contaminação do lençol freático, uma vez que os metais não são absorvidos pelas plantas e tendem a percolar. A vinhaça ou vinhoto é o resíduo líquido gerado no processo de destilação do álcool. Cada litro de álcool gera de 10,3 a 11,9 litros de vinhaça, que apresenta: temperatura elevada: pH ácido; corrosividade; alto teor de potássio; significativas quantidades de nitrogênio, fósforo, sulfatos e cloretos. O seu despejo nos rios e lagos provocam eutrofização e morte dos peixes. Desde a década de 70, a vinhaça é destinada no solo, mas muitas usinas não fazem esta destinação corretamente, pois deixam grandes concentrações desse resíduo acumulando durante dias, e fazem essa distribuição em caminhões, o que resulta na exalação de fortes odores e proliferação de moscas. Dado a sua riqueza em potássio, matéria orgânica e teor de água, passou a ser aplicada na lavoura, com grande sucesso econômico. Para tanto, normalmente, as empresas utilizam canais sem revestimento para conduzir o líquido em pontos convenientes, onde através do método de aspersão do tipo montagem direta, é aplicada nos canaviais. Em geral as destilarias dispõem de canal principal ou mestre, de onde o líquido é distribuído a outros canais, denominados secundários, a partir dos quais é aplicado por aspersão. A vinhaça é produzida e utilizada durante toda a safra canavieira, que em geral vai de maio a dezembro. Durante esse período, e por anos e anos de aplicação a infiltração do líquido pode atingir o lençol freático e causar problemas de contaminação. Se a vinhaça não for destinada corretamente (dentro dos níveis de concentração permitidos), sua disposição no solo pode ser considerada potencialmente poluidora devido às concentrações de soda cáustica usada nos processos, o que resulta no acúmulo de sódio no solo. Em 2005, a CETESB, por meio da Norma Técnica P4.231, estabeleceram regras para a aplicação da vinhaça no solo agrícola e restrições nas proximidades de núcleos urbanos, áreas de preservação permanente, exigindo impermeabilização de canais e reservatórios de acumulação. Vê-se, que a destinação tanto da torta de filtro, quanto da vinhaça no solo, como fertilizante e composto orgânico, carece de leis mais rígidas no que se refere às concentrações recomendadas para não contaminar o solo e as águas subterrâneas. Geralmente, as usinas adotam a prática da fertirrigação, para a disposição no solo, dos efluentes líquidos gerados no processo, que são agregados à vinhaça. Assim é feito com as águas geradas no processo de fabricação do açúcar, as resultantes da lavagem de pisos, equipamentos e lavadores de gases. ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original Na maioria dos países produtores de açúcar, já existem normas de controle de efluentes líquidos que estabelecem limite da quantidade de orgânicos, entre 15 e 60 mg/L de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), com exceção da Índia, onde o limite é de 100 mg/L (Purchase, 1996). Nestes países, o tratamento dos efluentes é realizado por meio de lagoas anaeróbicas e aeróbicas. O lançamento de efluentes líquidos nos corpos de água, sem devido tratamento, e o lançamento de águas sem o devido resfriamento, pode acarretar na mortandade da fauna aquática. Antigamente, essa prática era comum. Por meio das Portarias 323/78 e 158/80, o extinto Ministério do Interior proibiu qualquer tipo de lançamento de águas residuárias de usinas de açúcar em corpos de água. A qualidade dos corpos de água também é afetada pelo carreamento de sujeiras depositadas nas vias de circulação das usinas quando chove. As atividades de uma usina de açúcar e álcool implicam em grande potencial de riscos e perigos às pessoas e ao patrimônio da empresa. Pois nas usinas há grande demanda de produtos perigosos, álcool, melaço e vinhaça (todos com potencial de combustão) que são armazenados em grandes quantidades. Os processos implicam na geração de vapor a altas temperaturas e pressões. Portanto, decorre nessas empresas grande potencial de incêndios e acidentes com danos que podem comprometer a saúde e segurança das pessoas e a qualidade do meio ambiente. Portanto, é essencial a adoção de um Plano de Gerenciamento de emergências. Mas apesar da legislação exigir a prevenção e combate a incêndios nas instalações industriais, muitas usinas não cumprem integralmente essas normas. Alternativas de produção mais limpa As considerações sobre poluição ambiental evoluíram nas últimas décadas de análises pontuais sobre a degradação mais evidente no meio ambiente (poluição das águas, poluição do ar e desmatamento) para uma visão abrangente, incluindo relações socioeconômicas e culturais, e biodiversidade, por exemplo. No Brasil esta mudança aparece na legislação ambiental com a resolução CONAMA nº 01/1986, impondo a necessidade da elaboração de Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e respectivo Relatório de Impacto ambiental (RIMA) para a obtenção de licença para atividades que possam alterar significativamente o meio ambiente. Essa legislação é aplicada a todos os projetos de empreendimentos no setor de açúcar e álcool, o que ajuda muito na conscientização dos empreendedores da indústria de açúcar e álcool, no sentido de adequarem seus processos visando o cuidado com o meio ambiente, o que torna esta, uma medida de produção mais limpa. A legislação no Brasil tem uma forte dinâmica e as Licenças de ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original Operação devem ser renovadas a cada dois ou três anos, nos casos de usinas ou destilarias. O setor sucroálcooleiro no Brasil é reconhecido hoje pelos benefícios ambientais do uso do etanol como substituição de combustível fóssil; da produção de açúcar com uso exclusivo de combustível renovável; do início do uso do potencial de produção de excedentes de energia elétrica. Por outro lado sua relação com o meio ambiente, melhorando sua posição como “produto limpo com produção limpa”, pode caminhar além do atendimento às exigências legais, buscando a melhoria ambiental contínua do processo de produção. Isto será uma imposição até em função da sua situação como o produtor mais competitivo internacionalmente (MACEDO, 2005). A tendência normal da legislação ambiental é tornar-se cada vez mais restritiva; áreas importantes, e onde a evolução dos produtores já é sentida, incluem o controle de efluentes e a racionalização do uso da água. Na agroindústria da cana, custos de produção favoráveis no Brasil e o suprimento de energia do bagaço tornam a sacarose muito atraente para dezenas de produtos; já são produzidos no Brasil o sorbibol, aminoácidos, ácidos orgânicos e extratos de leveduras. Plásticos e outros artigos de grande volume (incluindo derivados do etanol) poderão ser introduzidos nos próximos anos. O uso do etanol (puro ou em mistura) tem levado a melhorias consideráveis na qualidade do ar nos centros urbanos, decorrentes da eliminação dos compostos de chumbo na gasolina e do enxofre, e das reduções nas emissões de CO e na reatividade e toxicidade de compostos orgânicos emitidos. O controle dos efeitos indesejáveis das queimadas (sujeira e riscos de acidentes) está ocorrendo eficientemente de maneira progressiva, dentro da legislação vigente. No setor de cana-de-açúcar, a relação entre a energia renovável produzida e a energia fóssil usada é de 8,3 na produção de etanol. A conseqüência é um extraordinário desempenho do setor, evitando emissões de GEE equivalentes a 13% das emissões de todo o setor de energia no Brasil (base 1994). O Brasil tem a maior disponibilidade de água do mundo, e o uso da irrigação agrícola é relativamente pequeno; a cultura da cana-de-açúcar praticamente não é irrigada. A captação de água para o processo industrial tem sido reduzida substantivamente nos últimos anos, com re-utilização cada vez maior (Tabela 2). Os tratamentos são suficientes, em São Paulo, para garantir a qualidade da água retornada. O tratamento adequado das áreas de proteção ambiental referentes a matas ciliares teve grande evolução, e poderá constituir-se em poderoso auxiliar também na proteção da biodiversidade. A água entra nas usinas com a cana (cerca de 70% do peso dos colmos) e com a captação para usos na indústria. A água captada é usada em vários ROSA, Alessandra Silva da; MARTINS, Camila Pereira Savi. Produção mais limpa nas fontes geradoras de poluição da indústria de açúcar e álcool. RevInter Revista Intertox de Toxicologia, Risco Ambiental e Sociedade, v. 6, n. 2, p. 90-125, Jun. 2013.

Artigo original processos, com níveis diferentes de reutilização; uma parcela é devolvida para os cursos de água, após os tratamentos necessários, e outra parte é destinada, juntamente com a vinhaça, à fertirrigação. A diferença entre a água captada e a água lançada é a água consumida internamente (processos e distribuição no campo) (NETO, Centro de Tecnologia Canavieira, 2005).

Artigo original Tabela 2 - Usos da água (valores médios) em usinas com destilaria anexa

Fonte: Única (2005)

Quanto aos efluentes e sua carga orgânica, o levantamento feito em 1995 em 34 usinas indicou uma carga orgânica remanescente de 0,199 Kg DBO5 / t cana, que comparada com estimativas do potencial poluidor na mesma época representava uma eficiência de 98,4 %. Notar que a fertirrigação da lavoura da cana-de-açúcar é o grande canal de disposição desta matéria orgânica, com vantagens ambientais e econômicas (Única, 2005). Os principais efluentes e os seus sistemas de tratamento são: • Água de lavagem de cana: 180 a 500 mg/l de DBO5 e alta concentração de sólidos. Tratada com decantação (lagoas) e lagoas de estabilização, para o caso de lançamento em corpos d’água. Na reutilização, o tratamento consiste em decantação e correção do pH entre 9 e 10. • Águas dos multijatos e condensadores barométricos: baixo potencial com tanques aspersores ou torres para resfriamento, com recirculação ou lançamento.

Artigo original • Águas de resfriamento de dornas e de condensadores de álcool: alta temperatura (~ 50°C). Tratamento com torres de resfriamentos ou tanques aspersores para retorno ou lançamento. • Vinhaça e águas residuárias: grande volume e carga orgânica (10,85/l de álcool, com cerca de 175g DBO5 / l de álcool). A vinhaça é aplicada na lavoura de cana conjuntamente com as águas residuárias (lavagem de pisos, purgas de circuitos fechados, sobra de condensados), promovendo a fertirrigação com aproveitamento dos nutrientes. O Banco Mundial faz exigências quanto ao máximo de concentração de poluentes nos efluentes, como mostra a tabela 3. Além de recomendar, como medida de prevenção, a redução da vazão de efluentes até 1,3 m3/tc, com tendência a atingir o nível de 0,9 m3/tc, implementando a recirculação da água. Tabela 3 Exigências do Banco Mundial para efluentes líquidos de Usinas açucareiras Fonte: Word Bank (1997)

Oportunidades de Produção mais Limpas (P+L) 1. Economia de água, dispensando o processo de lavagem da cana-de-açúcar através da eliminação da despalha com fogo (reduzindo a aderência de terra e pedregulhos) e da remoção a seco de parte das impurezas; 2. Conhecer melhor os resíduos gerados na empresa, iniciando um processo de implementação de segregação dos resíduos sólidos, separando-os conforme as normas relativas à coleta seletiva e segregação de resíduos sólidos. Este procedimento permite e facilita a reciclagem de materiais, o que deverá contribuir para reduzir o consumo de materiais na natureza; 3. Capacitar melhor os profissionais em cada uma de suas funções, promovendo cursos de aperfeiçoamento profissional para acompanhar a freqüente evolução tecnológica do setor. E promover um profissional especializado no setor de manutenção da empresa, visando sempre o bom andamento dos processos e a qualidade na manutenção de equipamentos;

Artigo original 4. Desenvolvimento de novas variedades, cada vez mais adaptadas ao clima, tipo de solo e sistema de corte (manual ou mecanizado) e cada vez mais resistentes a pragas e com maior concentração de sacarose; 5. Uso de insumos modernos, melhoria do sistema de transporte e mecanização da lavoura; 6. Melhoria na extração do caldo e diminuição de perdas no processo; 7. Melhorar processos de planejamento e controle; 8. Menor uso de produtos químicos no processo indústrial de fabricação de açúcar e álcool; 9. Inovações tecnológicas nos processos de produção; 10. Gerenciamento da produção; 11. Co-geração de energia elétrica; 12. Separação da cana colhida mecanicamente, da colhida manualmente quando da lavagem, evitando assim, o alto consumo de água, pois a cana colhida manualmente é bem mais suja do que a da colheita mecanizada; 13. Educação ambiental para todos os colaboradores, fornecedores e até mesmo os profissionais terceirizados da usina; 14. Implantação de anéis viários e pavimentação de estradas e vias de circulação, evitando assim ruídos e poeiras, ocasionados pelos caminhões que circulam no entorno da usina; 15. Segregação de todas as águas residuárias para tratá-las separadamente da vinhaça, por meio da técnica de lodos ativados e posterior retorno aos corpos d’água adjacentes, dentro dos padrões legais; 16. Técnicas de reuso das águas: 17. Retorno de condensáveis; 18. Implementação de limpeza a seco da cana; 19. Macro medição do consumo de água; 20. Desassoreamento das represas de captação; 21. Implantação de calhas nas coberturas dos prédios, pavimentação e construção de galerias de águas pluviais, tanques de acúmulo e dissipação das águas das chuvas que atingem as áreas de circulação de máquinas e caminhões; 22. Uso da vinhaça como fertilizante dentro dos padrões permitidos, visando não poluir o solo e as águas subterrâneas, pois seu uso adequado repõe nutrientes ao solo, aumenta a produtividade agrícola, eleva o pH do solo, aumenta o poder de retenção de água, aumenta a população microbiana e melhora a estrutura do solo; 23. Aproveitamento da palha para geração de energia; 24. Compactação e Impermeabilização com geomembrana de Polietileno de Alta densidade (PEAD) das áreas de compostagem ao ar livre para evitar a contaminação do solo e das águas subterrâneas por resíduos de torta de filtro;

Artigo original 25. Emprego de lavadores de gases para controlar as cinzas, fuligens e óxidos de nitrogênio gerados na queima do bagaço nas caldeiras; Amostragens de chaminés acompanhadas pela CETESB, em 2006, revelaram que é possível atingir concentração de material particulado em caldeira de 150 tv/h, provida de lavador Venturi de até 120 mg/Nm3. No fim da safra, entretanto, desgastes dos lavadores, falta de água, muitas vezes causam perda de eficiência na retenção dos poluentes. 26. Troca das caldeiras antigas pelas modernas; 27. Monitoramento das chaminés, por meio de opacímetros, para verificar o grau de enegrecimento das emissões gasosas; 28. Cobertura do bagaço que fica depositado no pátio da usina, evitando a suspensão de MP; 29. Toda usina deve ter Plano de Gerenciamento de Emergências; 30. Economia de Insumos e matérias-prima; Viabilidade Hoje em dia, é evidente a necessidade de implementação de um Programa de Produção mais limpa nas indústrias, principalmente as do setor sucroálcooleiro devido ao grande volume de resíduos gerados nos processos da usina, resíduos esses que podem ser aproveitados com o uso de novas técnicas e tecnologias para melhoria da empresa, tanto no setor econômico como para minimizar os impactos causados ao meio ambiente. O grande avanço da cana-de-açúcar, devido ao seu grande potencial bioenergético, deve servir de exemplo para o cuidado com o meio ambiente, já que apesar desse potencial, o setor também pode causar impactos no meio ambiente se não administrado e gerenciado de maneira a diminuir e evitar desperdícios, aproveitando melhor a matéria prima e os insumos de produção, estimulando o desenvolvimento sustentável e promovendo economia e lucratividade para a usina. A tabela 4 demonstra algumas das várias maneiras de se introduzir um programa de produção mais limpa na indústria de açúcar e álcool.

Artigo original Tabela 4– Exemplos de medidas de Produção mais Limpa REJEITO

Água de lavagem da cana

ORIGEM

COMPOSIÇÃO

-Teores consideráveis de sacarose, principalmente -Lavagem da cana antes no caso de despalha da da moagem; cana com fogo; -Matéria vegetal, terra e pedregulhos aderidos;

REDUÇÃO -Eliminação da despalha com fogo reduz aderência de terra e pedregulhos, podendo haver dispensa de lavagem; -Realização da lavagem em mesa separada daquela onde ocorre o desfibramento (evita perda de bagacilho aderido); -Redução vazão de água usada, através da remoção a seco de parte das impurezas;

REÚSO/RECICLAGEM

-Reciclagem no processo de embebição (permite recuperação de parte da sacarose diluída); -Reciclagem no processo de lavagem (necessário tratamento para remoção de sólidos grosseiros e resíduos sedimentáveis, e eventualmente para remoção de substâncias orgânicas solúveis);

Artigo original REJEITO

Água dos condensadores barométricos e água condensada nos evaporadores

Bagaço

Torta de Filtração

REJEITO Água de remoção de incrustações

ORIGEM

-Concentração do caldo;

COMPOSIÇÃO

-Água contendo açúcares, arrastados em gotículas;

REDUÇÃO -Redução perda do xarope: Redução da velocidade do fluxo; Redução da temperatura da água de condensação; -Recuperação do xarope: Uso de obstáculos que diminuam o arraste (separadores e recuperadores de arraste); Aumento da altura dos evaporadores;

REÚSO/RECICLAGEM -Reciclagem da água no próprio processo (cuidado com teor de açúcar); -Reciclagem no processo, mas em outra etapa, como: Embebição da cana; Lavagem do mel após cristalização do açúcar; Geração de vapor; Lavagem de filtros; Preparo de solução para caleagem (na clarificação);

-Moagem da cana e extração do caldo;

-Celulose, com teor de umidade de 40-60%;

-Cogeração energia elétrica; -Obtenção de composto-uso como adubo; -Produção de ração animal; -Produção de aglomerados; -Produção de celulose;

-Filtração do lodo gerado na clarificação;

-Resíduos solúveis e insolúveis da calagem; -Rico em fosfatos;

-Uso como condicionador do solo; -Produção de ração animal;

ORIGEM -Remoção química (soda ou solução ac.clorídrico) de sais, na concentração do caldo (volume reduzido);

COMPOSIÇÃO

REDUÇÃO

-Variam muito, mas predomínio de fosfatos, sílica, sulfatos, carbonatos e oxalatos;

REÚSO/RECICLAGEM -Pelo elevado teor de fosfato e pequena quantidade, incorporação ao vinhoto para uso como fertilizante; -Uso como complemento da atividade em tratamento biológico de efluentes;

Artigo original Água da lavagem das dornas

Vinhoto

-Lavagem dos recipientes de fermentação, p/ obtenção do álcool (volume reduzido); -Resíduos da destilação do melaço fermentado (para obtenção do álcool);

Melaço

-Fabricação de açúcar;

Ponta da cana

-Corte da cana para moagem;

-Semelhante ao vinhoto, mas bem mais diluído (cerca de 20% de vinhoto);

-Uso como fertilizante (observar taxa de aplicação em função à composição e do tipo de solo);

-Alta DBO e DQO;

-Uso como fertilizante (observar taxa de aplicação em função à composição e do tipo de solo);

-Alta DBO (~90.000mg/l);

-Praticamente todo usado na produção do álcool;

-Produção álcool; -Fabricação levedura; -Alimento animal;

Ensaio De acordo com a figura 11 (fluxograma de balanço de massa genérico de usina de açúcar e álcool) e a Tabela 4 (exemplos de medidas de P+L), propomos como exemplo, a implementação de medida para economia de água. Em um primeiro momento vamos priorizar a economia de água, dispensando o processo de lavagem da cana-de-açúcar através da eliminação da despalha com fogo (reduzindo a aderência de terra e pedregulhos) e da remoção a seco de parte das impurezas. Assim logo de início conseguiremos economizar 5000m3 de água.

Figura 11. Fluxograma balanço de massa genérico de uma usina de açúcar e álcool. (Fonte: Minerva, 2004)

Ensaio Para demonstrar a viabilidade da Implantação de um programa de P+L em uma usina de açúcar e álcool, podemos tomar como exemplo a economia de água, dispensando o processo de lavagem de cana-de-açúcar, através da eliminação da despalha com fogo (reduzindo a aderência de terra e pedregulhos) e da remoção a seco de parte das impurezas. Assim, logo de início, apenas tomando essa medida, de acordo de acordo com a Figura 9 (fluxograma de balanço de massa genérico de usina de açúcar e álcool) e a Tabela 4 (exemplos de medidas de P+L), conseguiremos economizar 5000m3 de água. Com o aumento da mecanização da colheita e a diminuição da prática de queima prévia da palha dos canaviais, cresce significativamente a quantidade de palhiço (folhas, ponteiros e frações de colmos e raízes) que seguem para as indústrias. E a quantidade de resíduos minerais que acompanham a cana crua também aumenta. Para evitar grandes perdas de sacarose no processo industrial, é preciso separar essas impurezas, isso poderá ser feito através do sistema de limpeza a seco que poderá ser instalado logo no descarregamento de cana na entrada da usina. Trata-se de uma solução já adotada por algumas usinas, com bons resultados. Parte destas unidades separam e mandam para a lavoura a terra e a palha recolhida, já outras separam a palha da terra e passam-na pela moenda. No entanto o ideal seria a utilização da palha como combustível suplementar para as caldeiras de bagaço, possibilitando um aumento de geração de energia excedente que poderá ser vendida. Quando passamos a conhecer melhor os resíduos gerados seja em uma usina, ou em qualquer outra empresa, poderemos iniciar um processo de implementação de segregação de resíduos sólidos, separando-os conforme as normas relativas à coleta seletiva. Este procedimento permite e facilita a reciclagem de materiais, o que deverá contribuir para reduzir o acúmulo de resíduos na natureza. Assim sendo, nota-se que com a adoção de somente três medidas de produção mais limpa já podemos economizar e obter maior lucratividade, o que pode gerar maior produtividade. Sem contar na grande contribuição e cuidado com natureza e os Recursos Naturais

Ensaio

Figura 12. Novo Fluxograma balanço de massa genérico de uma usina de açúcar e álcool Fonte: CESTESB (2002)

Conclusão Diante do cenário de mudanças climáticas e do aquecimento global, é sabido que o mundo reconhece a necessidade da redução dos Gases de Efeito Estufa (GEE). E sabe-se também que devido à este cenário, busca-se cada vez mais energias alternativas, principalmente no setor de biocombustíveis. O Brasil é muito rico em se tratando dessas energias. Dentre as diversas formas de energia renováveis existentes em nosso país, há uma que está sempre em pauta no mundo inteiro, a produção de

Ensaio açúcar, álcool e energia a partir da cana-de-açúcar, com destaque para São Paulo com 60% da produção nacional. Apesar da cana-de-açúcar ser de origem renovável – e contribuir com impactos positivos para o meio ambiente, como por exemplo: seqüestro de carbono contribuindo com a redução dos GEE (Gases de Efeito Estufa); a conservação do solo; o uso mínimo de agrotóxicos; a grande capacidade energética do bagaço, as características favoráveis do etanol como combustível alternativo; -sabemos que a indústria sucroálcooleira também é grande geradora de resíduos que tendem a impactar o meio ambiente. Diante disto e ante as mudanças climáticas que se apresentam, trilhar o caminho do equilíbrio entre a economia e a preservação da qualidade ambiental, deve ser ponto de partida do setor sucroálcooleiro para minimizar os impactos ambientais negativos causados nos seus processos. A implantação da produção mais limpa na indústria de cana-deaçúcar é uma ferramenta eficiente na gestão desses impactos, pois é uma estratégia ambiental preventiva e integral que envolve processos, produtos e serviços de maneira que se previnam ou reduzam os riscos de curto ou longo prazo para o ser humano e o meio ambiente. A economia de água é um bom exemplo de medida de P+L, já que o setor utiliza muito esse recurso natural em vias de escassez. Com certeza a economia de água poderá resultar em lucros para as indústrias sucroálcooleiras, e esse lucro poderá ser revertido em maiores investimentos em equipamentos, novas tecnologias, treinamento de pessoal e até mesmo monitoramento para avaliação do desempenho ambiental. Portanto, concluímos que a produção mais limpa é um instrumento eficiente que tende a aprimorar os meios de produção, levando à economia de matérias-primas e insumos, redução da geração de resíduos e diminuição do uso de produtos tóxicos no setor. Os bicombustíveis são uma alternativa para as fontes fósseis de energia, se produzidos de maneira sustentável, já que a prática de uma política ambientalmente saudável é essencial e de fundamental importância para a evolução de um desenvolvimento sustentável com qualidade de vida. Referências BAYMA, C. Tecnologia do açúcar: da matéria-prima à evaporação. Rio de Janeiro, 1974. DELGADO, A. A.; CEZAR, M. A. A. Elementos de tecnologia e engenharia do açúcar de cana. Departamento de Tecnologia Rural da Escola Superior de Agricultura Luis de Queiroz – USP, 1977. v. 2. VAN WYLEN, G. J.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da termodinâmica clássica. 2. ed. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1976 ALMEIDA, F. O Bom Negócio da Sustentabilidade. Rio de Janeiro: Editora Nova Fronteira, 2002.

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