Cristalina e contaminada

REVISTA DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA DA SBPC

NÚMERO 300 | VOLUME 50 | JANEIRO / FEVEREIRO 2013 | R$ 10,95

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CÉDRIC VILLANI Matemático premiado quer dividir entusiasmo pela ciência

ROBÔS VOADORES A invasão está só começando

EDIÇÃO Nº

EM DIA

limnologia

CRISTALINA E CONTAMINADA Água potável de capitais brasileiras contém substâncias que podem interferir no sistema hormonal

V

ocê está com sede e abre a geladeira – mas acabou a água mineral. Tudo bem, a torneira está logo ao lado. Eis que lhe vem a clássica ponderação: pode-se mesmo tomar, sem preocupações, a água tratada da rede pública? Frescuras à parte, recente pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) traz dados inquietantes acerca da qualidade de nossa água potável.

Foram coletadas 49 amostras em residências espalhadas por 16 capitais brasileiras. “Análises acusaram presença de cafeína em 92% das amostras de água”, diz o coordenador do estudo, Wilson Jardim, do Instituto de Química da Unicamp. “A cafeína em si, nesse caso, não representa problema algum; mas ela nos diz muito sobre a

O rio Atibaia, no estado de São Paulo, é responsável pelo abastecimento dos municípios de Campinas, Atibaia, Jundiaí e redondezas. A presença de cafeína na água potável é forte indício de que os mananciais estão contaminados por esgoto

eficiência das estações de tratamento: se há cafeína, é quase certo que encontraremos também outros contaminantes”, explica.

Não deu outra. As amostras revelaram concentrações variadas de atrazina, fenolftaleína e triclosan.

Mas que nomes estranhos são esses?

Vamos por partes: atrazina é o princípio ativo de um perigoso herbicida, do qual generosas doses são aplicadas em nossas lavouras. Foi banido em 2004 na União Europeia por provocar contaminação do lençol freático. A fenolftaleína, por sua vez, era encontrada em medicamentos. Mas, no Brasil, sua comercialização foi proibida em 2002, pois, segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), estaria relacionada

a quadros de carcinogênese. Já o triclosan talvez seja o vilão químico mais popular do momento. Não apenas por ser um antisséptico presente em boa parte de nossos cosméticos, mas também por estar na mira da Food and Drug Administration, agência que controla drogas e alimentos nos Estados Unidos, por seus temíveis efeitos toxicológicos.

A presença dessas substâncias na água potável, segundo os pesquisadores da Unicamp, é prova inequívoca de que os mananciais estão seriamente contaminados. E mais: as estações de tratamento são incapazes de remover o crescente número de compostos sintéticos que despejamos ininterruptamente em nossos esgotos. “Mais de 100 mil substâncias químicas artificiais fazem parte de nossa rotina hoje”, contabiliza Jardim. Estudos indicam que, a cada ano, mais de 1.500 novos compostos são lançados no mercado – moléculas novas que entram em nosso cotidiano geralmente carecendo de prévios estudos toxicológicos e ambientais. Não é surpreendente, pois, que sejam absorvidas nos processos naturais de drenagem e contaminem, eventualmente, a água que abastece as cidades.

CONTAMINANTES EMERGENTES A boa

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FOTO CASSIANA CAROLINA MONTAGNER RAIMUNDO

notícia: há na legislação brasileira uma portaria específica (2.914/2011) para regulamentar a qualidade da água que verte de nossas torneiras. A má: os padrões sugeridos no documento vêm suscitando ressalvas por parte da comunidade científica. Afinal, a portaria limita-se a versar sobre características elementares de potabilidade – como composição bacteriológica, radioativi-

FOTO CASSIANA CAROLINA MONTAGNER RAIMUNDO

dade, alcalinidade, dureza, turbidez, entre outros parâmetros. “Mas sabemos que existem hoje pelo menos 500 contaminantes ignorados pela legislação”, preocupa-se Jardim. É o caso dos tão comentados interferentes endócrinos. “São substâncias que imitam hormônios naturais do organismo”, explica a farmacêutica Olivia Busch, do Departamento de Enfermagem e Saúde Pública da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG). Ela estudou a contaminação da principal represa que abastece a cidade de Curitiba (PR) e garante: “na capital paranaense, e provavelmente na maioria dos centros urbanos, os habitantes já bebem água com interferência endócrina”.

Consequências? Possíveis distúrbios no sistema hormonal – com efeitos de longo prazo que variam da formação de tumores a malformações congênitas, passando por feminilização de machos (e vice-versa) ou mesmo disfunções cognitivas. A novidade – e esta é uma área de pesquisa ainda incipiente – é que tais substâncias estão sendo encontradas com cada vez mais frequência na água potável. Não só no Brasil, mas no mundo todo.

A lista de interferentes endócrinos é extensa. Eis alguns familiares exemplos: estireno (onipresente na indústria plástica e nos copos descartáveis), pentaclorofenol (usado em tintas e produtos para preservação de madeiras), fenilfenol (aplicado na fabricação de desinfetantes), ftalatos (usados em plastificantes, vernizes, cosméticos e inseticidas), dibenzenofurano policlorado (vinculado à produção de PVC e à queima de carvão ou diesel), bisfenol-A (presente no revestimento interno de alimentos enlatados), atrazina, endosulfan, paration (alguns dos agrotóxicos mais vendidos atualmente), entre dezenas de outros exemplos que podem contaminar – ou já contaminaram – os mananciais que abastecem a rede pública.

Para alguns, soa como mais uma das intermináveis preocupações capi-

Pesquisadores coletam amostras de água potável. A pesquisa, liderada pela Unicamp, teve participação das universidades federais de Pernambuco (UFPE), do Paraná (UFPR), do Rio Grande do Sul (UFRGS) e da estadual do Norte Fluminense (UENF)

taneadas por ambientalistas impertinentes. Mas, ao que tudo indica, não parece ser esse o caso. O problema, segundo Jardim, é que a ciência desconhece o limite seguro de exposição do ser humano aos interferentes endócrinos. “Já sabemos, no entanto, que tais contaminantes causam sérios danos a organismos aquáticos”, lembra o químico da Unicamp. “Feminilização de peixes, alterações no desenvolvimento de moluscos e anfíbios e mesmo decréscimo de fertilidade em aves.” Uma hipótese, que ainda carece de confirmação, sugere que, por conta desse quadro de contaminação ambiental, a menarca (primeira menstruação) ocorre cada vez mais cedo entre as meninas.

A propósito, o endocrinologista Richard Sharpe, da Universidade de Edimburgo, na Escócia, argumenta que a exposição a interferentes endócrinos se relaciona à crescente incidência de anormalidades reprodutivas também nos homens.

Em tempo: consumidores assíduos de água mineral não estão isentos desses contaminantes. “Água envasada em garrafas PET podem conter quantidades apreciáveis de ftalatos, que também são interferentes endócri-

nos”, alerta Jardim, “e tais quantidades aumentam com o tempo de prateleira”. Segundo alguns, a indústria de água envasada tenta a todo custo desacreditar a qualidade da água de abastecimento. “É o roto falando do esfarrapado.” Mas afinal, que água podemos beber? Segundo Jardim, “filtros caseiros à base de carvão ativado podem ser úteis, mas exigem manutenção rigorosa, pois sem ela podem piorar o cenário”.

Breve parêntese: pesquisadores também sinalizam alerta para a presença, na água, de nanomateriais sintéticos. A despeito de acenarem promissor horizonte tecnológico, compostos com formulações em escala nano – já comercializados em centenas de produtos no mercado global – ainda carecem de estudos que atestem segurança toxicológica. “Nanotubos de carbono, fulerenos, óxidos nanométricos são alguns exemplos”, elenca o químico da Unicamp. O físico Andrew Maynard, da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, publicou um artigo na Nature (v. 444, novembro de 2006) argumentando que, “apesar de parecer exagero, tais preocupações não são infundadas”.

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CENÁRIO Das 16 capitais que fizeram parte do estudo, as campeãs foram São Paulo (SP) e Porto Alegre (RS), com mais de 100 ng/L de cafeína na água tratada. Em Belo Horizonte (MG), as amostras apresentaram entre 30 e 99 ng/L de cafeína. Em Palmas (TO) e Goiânia (GO), 10 e 29 ng/L. Capitais litorâneas, como Florianópolis (SC), Rio de Janeiro (RJ), Vitória (ES) e Recife (PE), registraram menores índices: abaixo dos 10 ng/L. O que é de fácil compreensão. Cidades costeiras despejam esgoto diretamente no mar. “Nelas, bebe-se água de melhor qualidade; porém, não se pode nadar”, ironiza Jardim.

“Com o tempo, contaminantes emergentes terão de ser incluídos na legislação”, prevê o químico da Unicamp. Na União Europeia, aliás, há movimentos nesse sentido. Agências responsáveis pelo abastecimento de água já estudam valores de referência para fármacos e hormônios. Nos Estados Unidos, a Agência de Proteção Ambiental segue o mesmo caminho.

Enquanto isso, no Brasil, a discussão está apenas principiando. “Observamos a deterioração vertiginosa dos mananciais; e há pouco avanço na legislação e nas tecnologias de tratamento”, lamenta Jardim. Uma boa notícia, porém: a Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento, em Campinas, parece estar se preparando para adotar tecnologias capazes de melhorar a qualidade da água no município; outras concessionárias paulistas também iniciaram diálogos com a equipe da Unicamp. A Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental mostra-se atenta à questão dos contaminantes endócrinos; e deve logo propor aperfeiçoamento à lei que regulamenta a qualidade de nossas águas.

Mas, analisando a problemática em perspectiva, Busch argumenta que o mero aprimoramento das tecnologias de purificação da água não será o bastante. “De nada adiantarão tratamentos sofisticados, que encarece-

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Saneamento tupiniquim Foi lançado em 2012 o primeiro Diagnóstico da água nas Américas,, editado, em inglês e espanhol, pela Rede Interamericana de Academias de Ciências (Ianas), da qual a Academia Brasileira de Ciências (ABC) faz parte. “É a primeira compilação independente feita pela comunidade científica, sem a intervenção de governos, sobre a situação atual dos recursos hídricos nas Américas”, diz o ecólogo e limnólogo José Tundisi, um dos organizadores da publicação. O panorama, segundo ele, é pouco animador. Excetuando-se Estados Unidos, Canadá e Cuba, todos os demais países americanos apresentam problemas sérios de saneamento básico e gestão de águas.

No Brasil, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), ainda há 2.495 cidades sem esgoto sanitário – ou seja, metade dos municípios do país. “Estamos fazendo nossa parte? Não, não estamos”, critica Tundisi. “Falta aproximação entre gestores e academia”. Há, no entanto, uma interessante tendência na América Latina pela descentralização da gerência sobre os recursos hídricos – ideia que, no Brasil, vem se materializando com os chamados Comitês de Bacias Hidrográficas. O objetivo é que a sociedade civil participe ativamente nos processos decisórios sobre políticas hídricas em cada região. Novo estudo da Tanas, a ser publicado nos próximos meses, irá detalhar a situação das águas urbanas no continente.

rão o custo da água, se os poluidores continuarem a poluir”. Para a pesquisadora da UEPG, será por demais oneroso implementar tratamentos tão apurados para um sem-número de substâncias que contaminam os mananciais e demais cursos d’água. “Seria atuar somente na consequência, e não na causa da poluição”. Disciplinar a indústria – regulando e monitorando as substâncias químicas utilizadas principalmente nos setores de fármacos e cosméticos – é fundamental, segundo a pesquisadora.

O raciocínio de Busch nos remete à gênese da problemática: há, na verdade, uma dinâmica social que antecede tais preocupações. “Por que, afinal, estamos a discutir o problema dos contaminantes emergen-

tes?”, indaga Jardim. “Porque, ao mesmo tempo em que temos hoje uma capacitação analítica muito aprimorada, que nos permite detectar grandezas da ordem dos nanogramas por litro, vivenciamos um quadro de adensamento populacional sem precedentes associado a novos padrões de consumo”, contextualiza o químico. “Na sétima economia do mundo, há um descompasso entre a riqueza que se apregoa e um saneamento precário”, critica (ver ‘Saneamento tupiniquim’). “Consumimos como europeus; pagamos impostos como escandinavos; mas, no quesito saneamento, somos praticamente um país africano.”

HENRIQUE KUGLER | CIÊNCIA HOJE | RJ

LIMNOLOGY Drinking water in Brazilian state capitals contains substances which can interfere in the hormonal system

Crystal clear? It’s contaminated You’re thirsty, and open the fridge – but you’re out of mineral water. Okay then – the tap is right next to you. This is when you face that classic dilemma – can you really drink treated water from the public water supply, without worrying? Fussiness aside, recent research from the University of Campinas (UNICAMP) raises unsettling data about the quality of our drinking water.

Scientists collected 49 samples from residences distributed across 16 Brazilian state capitals. "Analysis showed the presence of caffeine in 92% of the water samples", says the study’s coordinator, Wilson Jardim, of Unicamp’s Institute of Chemistry.

"Caffeine in itself, in this case, isn’t a problem;; but it tells us a lot about the efficiency of the water purification plants: if there’s caffeine, it’s almost certain that we’ll find other contaminants too", he explains.

This was exactly the case. The samples showed varying concentrations of atrazine, phenolphthalein and triclosan. But what exactly are these? Let’s take them one at a time: atrazine is the active ingredient in a dangerous pesticide, generous doses of which are sprayed across Brazilian farmland. It was banned in 2004 in the European Union due to its role in contaminating groundwater. Phenolphthalein, in its turn, used to be found in medications, although its sale in Brazil has been prohibited since 2002; according to the National Health Surveillance Agency (Anvisa) it is related to carcinogenesis. Lastly, we have triclosan, which is perhaps the chemical villain of the hour. Not only for being an antiseptic present in a good many cosmetics, but also because the Food and Drug Administration, the agency which controls drugs and foodstuffs in the United States, has it in its sights due to its fearsome toxicological effects.

These substances’ presence in drinking water, according to the Unicamp researchers, is indisputable evidence that the water sources are seriously contaminated. And more: the water purification plants are unable to remove the growing number of synthetic compounds which we pour endlessly down our drains. Dr Jardim gives the figures: “Our daily routine, today, involves more than 100,000 artificial chemicals”, he points out. Studies indicate that more than 1,500 new compounds are launched on the market each year – new molecules which generally enter our everyday

lives unaccompanied by toxicological or environmental studies. So it’s not surprising that they should be absorbed in natural drainage processes and end up contaminating the cities’ water supplies.

Emerging contaminants The good news: a specific resolution (2914/2011) is entering Brazilian legislation to regulate the quality of the water which pours from our taps. The bad: the scientific community has reservations about the standards suggested in the document, because the resolution is limited to elementary characteristics of potability – such as bacteriological composition, radioactivity, alkalinity, hardness and turbidity, among other parameters. Jardim is worried: “We know that currently there are at least 500 contaminants which the legislation doesn’t cover”.

This is the case with the much-commented-on endocrine disruptors. “These are substances which imitate the organism’s natural hormones”, explains the pharmacist Olivia Busch, from the Department of Nursing and Public Health at the State University of Ponta Grossa (UEPG). She studied the contamination of the principal reservoir supplying the city of Curitiba, the capital of the state of Paraná, and guarantees that there, and probably in the majority of urban centres, “the inhabitants already drink water with endocrine disruptors”.

The consequences? Possible disorders of the hormonal system, with varying long-term effects – tumour formation, birth defects, feminisation of males (and viceversa) and even cognitive dysfunction. What is new – and research in this area is still at an early stage – is that such substances are being found increasingly often in drinking water. Not only in Brazil, but all over the world.

The list of endocrine disruptors is extensive. Here are some familiar examples: styrene (ubiquitous in the plastics industry, and in disposable cups), pentachlorophenol (used in paints and wood-preserving products), phenylphenol (used in the manufacture of disinfectants), phthalates (used in plasticisers, varnishes, cosmetics and insecticides), polychlorinated biphenyls (linked to the production of PVC and to the burning of coal or diesel), bisphenol-A (present in the internal lining of cans of food), atrazine, endosulfan, parathion (some of the currently best-selling agrotoxins), among dozens of other examples which may contaminate – or already have contaminated – the water sources which the public water supply depends on.

To some, this may sound like yet another of those unending alarms trumpeted by annoying environmentalists. The evidence indicates, however, this seems not to be the case. The problem, according to Jardim, is that science does not know the safe limits within which humans may be exposed to endocrine disruptors. “We already know,

however, that such contaminants cause serious harm to aquatic organisms”, the Unicamp chemist points out. “Feminisation of fish; changes in the development of molluscs and amphibians; and even a decrease in fertility in birds.” One hypothesis, which as yet lacks confirmation, suggests that due to this overall picture of environmental

contamination,

the

menarche

(first

menstruation)

is

occurring

increasingly early among girls, while the endocrinologist Richard Sharpe, of the University of Edinburgh in Scotland, argues that exposure to endocrine disruptors is related to the growing incidence of reproductive abnormalities among men, as well.

At the same time, diligent consumers of mineral water are not exempt from these contaminants. “Water packaged in PET bottles can contain significant amounts of phthalates, which are also endocrine disruptors”, cautions Jardim, “and these amounts increase with the time the bottle spends on the shelf”. According to some, the bottled water industry is trying at all costs to disparage the quality of the water supply, so this may be a case of the pot calling the kettle black. At the end of the day, however, what water can we drink? According to Jardim, “home-made filters based on activated charcoal can be useful, but they need rigorous maintenance, otherwise they can worsen the scenario”.

Brief parenthesis: researchers are also raising the alert concerning the presence of synthetic nanomaterials in water. Despite the promising technological prospects held by compounds with formulae on a nano scale – already on sale in hundreds of products on the global market – there is still a lack of studies attesting to their toxicological safety. “Carbon nano-tubes, fullerenes and nanometric oxides are some examples”, lists the Unicamp chemist. The physicist Andrew Maynard, of the University of Michigan, in the United States, published an article in Nature (vol. 444, November 2006) arguing that although such fears may appear exaggerated, “they are not necessarily unfounded”.

Scenario Of the 16 capitals involved in the study, the ‘champions’ were São Paulo (São Paulo) and Porto Alegre (Rio Grande do Sul), with over 100 ng/L of caffeine in the treated water. In Belo Horizonte (Minas Gerais), the samples had between 30 and 99 ng/L of caffeine; while Palmas (Tocantins) and Goiânia (Goiás) had 10 and 29 ng/L. Capitals on the coast, such as Florianópolis (Santa Catarina), Rio de Janeiro, Vitória (Espírito Santo) and Recife (Pernambuco), recorded lower levels: below 10 ng/L. This is easy to understand: waste from costal cities flows straight into the sea. The irony is not lost on Jardim: “In these places, you drink better quality water – but if you go down to the beach, swim with your mouth shut”, he comments wryly.

“With time, emerging contaminants will have to be included in legislation”, the Unicamp chemist predicts. Indeed, in the European Union, there are already movements in this direction. Agencies responsible for the water supply already study reference values for safe levels of drugs and hormones. In the United States, the Environmental Protection Agency is following the same path. In Brazil on the other hand the discussion is just getting started. Jardim is gloomy: “We have observed a dramatic deterioration of the water sources; and there have been few advances in legislation or treatment technology”. One item of good news, at least: the Society for Water Supply and Sanitation, in Campinas (São Paulo), seems to be preparing to adopt technology capable of improving water quality in the municipality; other São Paulo suppliers have also initiated dialogue with the Unicamp team. The Brazilian Association of Sanitary and Environmental Engineering (ABES) has shown itself to be alert to the issue of endocrine contaminants; and should shortly propose improvements to the law which regulates the quality of Brazilian water.

Considering the big picture, however, Busch argues that the mere improvement of the purification technology will not be enough. “Sophisticated treatments which raise the cost of water are pointless, if the polluters continue to pollute”, the UEPG researcher notes. For her, it would be too costly to implement highly specific treatments for a limitless number of substances which contaminate the springs and other water courses. “It would be acting purely on the consequences, rather than on the causes of pollution”. In Busch’s view, it is fundamental to discipline industry – by regulating and monitoring the chemical substances used, principally, in the drugs and cosmetics sectors.

Busch’s reasoning brings us to the origin of the issue: there is a social dynamic behind these concerns. “After all, why are we discussing the problem of emerging contaminants?”, Jardim asks, before putting the issue into context: “Because, at the same time as we have a highly advanced analytical ability, allowing us to detect magnitudes of the order of nanogrammes per litre, we are living through an unprecedented densification of the population, associated with new patterns of consumption”. “In the world’s seventh economy, there’s a mismatch between the wealth which is so talked about and the poor sanitation”, he criticizes (see ‘Sanitation à la Brazil’). “We consume like Europeans; pay tax like Scandinavians; but where sanitation is concerned, we’re practically in an African country.”

Henrique Kugler | Ciência Hoje N.300, January, 2013

[Box] Sanitation à la Brazil In 2012 the first issue of ‘Water Diagnosis in the Americas’ was published, edited by the Inter-American Network of Academies of Science (Ianas), of which the Brazilian Academy of Sciences (ABC) is part. “It’s the first independent compilation made by the scientific community, without governmental intervention, on the current situation of water resources in the Americas”, says the ecologist and limnologist José Tundisi, one of the publication’s organisers. The panorama, according to him, is not encouraging.

With the exception of the United States, Canada and Cuba, all the countries in the Americas have serious problems with basic sanitation and water management.

In Brazil, according to the Brazilian Institute for Geography and Statistics (IBGE), there are still 2,495 cities with no sewerage systems – that is, half the cities in the country. “Are we playing our part? No, no we are not”, Tundisi criticises. “There is a lack of communication between managers and academia.” There is, however, an interesting tendency in Latin America for the decentralization of management of water resources – an idea that, in Brazil, is taking the form of what are termed River Basin Committees. The objective is that civil society should participate actively in decisionmaking processes concerning water policies in each region. A new study from Ianas, to be published in the next few months, will detail the situation with urban waters in the continent.