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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA DISCIPLINA: QUÍMICA AMBIENTAL 2 PROFESSORA: IVETE VASCONCELOS LOPES FERREIRA

PRODUTOS ORGÂNICOS TÓXICOS 1. PESTICIDAS 1.1. Organoclorados (Hexaclorobenzeno, DDT) 1.2. Organofosforados 2. BIFENILAS POLICLORADAS (BCPs) 3. TRIALOMETANOS 4. HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS 1. PESTICIDAS Alguns efeitos no organismo após exposição constante a doses relativamente baixas (RÜEGG et al., 1986 apud MOTA, 2003):

• Lesões hepáticas • Lesões renais • Ação neurotóxica retardada • Atrofia testicular • Esterilidade masculina • Cistite hemorrágica • Hiperglicemia ou diabete transitória • Fibrose pulmonar irreversível • Urticária, alergia, asma • Teratogênese • Carcinogênese

1.1. PESTICIDAS ORGANOCLORADOS

• A ligação carbono-cloro caracteriza-se por ser difícil de romper. Isso significa que os organoclorados degradam-se muito lentamente, portanto, tendem a se acumular no ambiente;

• Não se dissolvem facilmente em água (hidrofobia), mas são solúveis em óleo, material gorduroso de matéria viva e hidrocarbonetos;

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• Se acumulam no tecido adiposo de organismos vivos como peixes, seres humanos e outros animais (bioacumulação1);

• Toxicidade relativamente alta para os insetos, mas baixas para os seres humanos; • Nos anos 1940 e 50 as indústrias químicas da América do Norte e da Europa

Ocidental produziram grande quantidade de pesticidas, principalmente inseticidas. Foram importantes no combate à malária, e outras doenças transmitidas por insetos.

1.1.1. HEXACLOROBENZENO (HCB) – organoclorado (cloro + benzeno)

• Fungicida de uso agrícola muito utilizado após a II Guerra Mundial. • Subproduto emitido por indústrias químicas. Usado como solvente na produção de

borracha, PVC, foguetes, protetores de madeira e corantes. • Comprovadamente causa câncer de fígado em roedores. • Possivelmente/provavelmente cancerígeno para seres humanos. • Devido a baixa solubilidade em água (máx. 0,0062 mg/L) em corpos aquáticos há

maior probabilidade de se encontrar aderido à material orgânico particulado em suspensão e nos sedimentos, do que na água.

Hexaclorobenzeno 1.1.2. DDT (Diclorodifeniltricloroetano)– inseticida usado contra mosquitos transmissores de malária, febre amarela, piolhos transmissores de tifo, pragas e pulgas. A OMS (Organização Mundial de Saúde) estimou que os programas de combate à malária em que um dos instrumentos usados foi o DDT, salvou a vida de 5 milhões de pessoas. Também usado na agricultura. Persistente no meio ambiente.

1 Ocorre quando um poluente tem sua concentração aumentada vertiginosamente a medida que é ingerido

por sucessivos elos da cadeia alimentar. Seu aumento sempre ocorre no sentido produtor-consumidor final

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl Cl

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Diclorodifeniltricloroetano Histórico: 1883 preparado pela 1ª vez. 1939 descoberto como inseticida por Paul Hermann Müller (químico da empresa suíça Geigy Pharmaceutical) 1948 Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia. 1962 O livro Silent Spring (Primavera Silenciosa) de Rachel Carson alertou a população sobre a diminuição de pássaros que se alimentavam de minhocas contaminadas por DDT. O subproduto da degradação DDE (diclorodifenildicloroeteno) interfere na enzima que regula a quantidade de cálcio da casca dos ovos de algumas aves (falcão peregrino e águia calva). Nesse caso, os ovos se quebram com o peso dos pais durante a incubação. 1972 Foi banido nos EUA.

• O DDT provoca impulsos nervosos constantes, que levam à contração muscular, convulsões, paralisia e morte.

• Uso restrito ou banido em vários países, exceto para campanhas de saúde pública no controle de doenças transmitidas por insetos.

• Seu uso já vinha diminuindo em função da resistência de muitos insetos que metabolizam o DDT para DDE, que não tem efeito inseticida, tornando-o inativo.

• VMP (DDT+DDD+DDE) = 1 µg/L (Port. 2914/2011, MS). • Padrão de lançamento de efluentes: proibido o lançamento (Res. 430/2011,

CONAMA).

Persistência de alguns praguicidas clorados no solo – recalcitrantes. Persistem por vários anos no solo concentrando-se através da cadeia alimentar.

Inseticida Quantidade aplicada (kg/ha) Tempo para

desaparecimento de 95% (anos)

Aldrin + Dieldrin (0,03 µg/L)* 1 – 3,5 Aldrin

1 – 6 Aldrin

Clordano (0,2 µg/L)* 1 – 2 3 – 5

DDT (DDT+DDD+DDE ≤ 1 µg/L)*

1 – 3 DDT

4 – 30

Aldrin + Dieldrin (0,03 µg/L)* 1 – 3,5 Dieldrin

5 – 25 Dieldrin

Heptacloro (0,03 µg/L)* 1 – 3,5 3 – 5

Lindano (2 µg/L)* 0,25 - 1 3 - 10

(*) VMP (Valor Máximo Permitido) – Portaria 2914/2011 (MS)

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Variação da concentração média de DDT com a idade das trutas do Lago Ontário (Fonte: Minister of Supply and Services Canada, 1991 apud BAIRD, 2002)

BIOMAGNIFICAÇÃO - DDT

Concentrações típicas de DDT em espécies nos Grandes Lagos (Fonte: Minister of Supply and Services Canada, 1991 apud BAIRD, 2002)

0,01

ppm

0,4

ppm

1

ppm

6

ppm

5

1.2. PESTICIDAS ORGANOFOSFORADOS

• Não persistentes. Neste aspecto representam um avanço em relação aos organoclorados;

• Efeito tóxico mais agudo para seres humanos e outros mamíferos, que os organoclorados;

• Se acumulam nos tecidos gordurosos, mas se decompõem em dias ou semanas, e por isso raramente são encontrados nas cadeias alimentares;

• Nos seres humanos provocam efeitos crônicos no SNC, especialmente neuro-comportamentais, como insônia ou sono perturbado, ansiedade, retardo de reações, dificuldade de concentração e uma variedade de seqüelas psiquiátricas: apatia, irritabilidade, depressão e esquizofrenia. A OMS também se refere à depressão causada por organofosforados.

• Ex.: MALATION, PARATION, “TAMARON” (Arapiraca) conhecido como Methamidophos combate pragas do amendoim, fumo, pimenta e trigo.

2. BIFENILAS POLICLORADAS (PCBs)

• Constituem um grupo de produtos químicos industriais organoclorados. Persistem durante anos no ambiente por serem extremamente resistentes à decomposição química ou biológica biomagnificação nas cadeias alimentares.

• Aplicações/Fonte: fluidos refrigerantes em transformadores e condensadores elétricos, plastificantes (maior flexibilidade ao PVC), solvente para reciclagem de papel jornal, agentes de impermeabilização, etc.

• Efeitos no organismo humano – efeito tóxico no organismo, desenvolvimento cognitivo prejudicado (QI) em crianças nascidas de mães expostas às PCBs.

Art. 8º. É vedado, nos efluentes, o lançamento dos Poluentes Orgânicos Persistentes-POPs (mencionados na Convenção de Estocolmo, ratificada pelo Decreto Legislativo N° 204, de 7 de maio de 2004). 1. PCBs (Bifenilas Policloradas); 2. Dioxinas; 3. Furanos; 4. DDT (Diclorodifeniltricloroetano); 5. Toxafeno; 6. Hexaclorobenzeno; 7. Aldrin; 8. Dieldrin; 9. Endrin; 10. Clordano; 11. Mirex; 12. Heptaclor. Características dos POPs (Produtos Orgânicos Persistentes)

• Os POPs têm propriedades tóxicas; • São resistentes à degradação; • Se bioacumulam;

Resolução Nº 430/2011 do Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional do Meio ambiente – CONAMA.

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• São transportados pelo ar, pela água e espécies migratórias através das fronteiras internacionais e depositados distantes do local de sua emissão onde se acumulam em ecossistemas aquáticos e terrestres;

• Causam problemas a saúde , inclusive nas mulheres e por meio delas nas futuras gerações.

• Considerando estes fatos, a Convenção de Estocolmo aprova medidas para reduzir ou eliminar as emissões decorrentes da produção e uso de POPs.

• Países signatários: mais de 100, entre eles o Brasil 3. TRIALOMETANOS (THM)

• Podem ser formados durante o tratamento da água pela reação do cloro com precursores orgânicos da água bruta. Provavelmente / possivelmente carcinogênicos ao homem e danosos a comunidade aquática.

Cloro residual livre + Precursores → Trialometanos + outros subprodutos Orgânicos

• VMP= 0,1 mg/L (Port. 2914/2011, MS) • Padrão de lançamento de efluentes: clorofórmio 1,0 mg/L (Res. 430/2011,

CONAMA).

Ácidos húmicos e fúlvicos (decomposição de folhas - Matéria

Orgânica Natural/ MON)

Triclorometano (clorofórmio) CHCl3

Tribromometano (bromofórmio) CHBr3

Bromodiclorometano CHBrCl2

Dibromoclorometano CHBr2Cl

TRIALOMETANOS

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4. HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS

• Fonte – importantes agentes tóxicos provenientes da indústria petroquímica, destacando-se o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX).

• Efeitos no organismo - os hidrocarbonetos afetam o sistema nervoso central, apresentando toxidade crônica mesmo em pequenas concentrações.

A toxicidade do benzeno está relacionada ao seu potencial carcinogênico e mutagênico. A inalação de tolueno ou xileno pode induzir distúrbios na fala, visão, audição, além da existência de estudos relacionando sua influência no surgimento de tumores cerebrais. • VMP: Benzeno = 5 µg/L; Tolueno = 0,17 mg/L; Etilbenzeno = 0,2 mg/L; Xileno = 0,3

mg/L (Port. 2914/2011) BLIBLIOGRAFIA RECOMENDADA: 1. Química Ambiental . 2ª Edição. Autor: Colin Baird. Porto Alegre: Bookman, 2002.

2. Intodução à Química Ambiental: Química & Meio Ambiente & Sociedade. 2ª Edição. Autor: Jorge Antônio Barros de Macedo. 2006.

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METAIS PESADOS

Um grande número de íons metálicos são conhecidos por causarem distúrbios metabólicos no homem prejudicando a produção e função de certas enzimas, ou por causarem uma série de outros efeitos como veremos a seguir;

Algumas dessas substâncias encontram-se na água em concentrações que não são perigosas ou tóxicas. Mas, devido ao mecanismo de bioacumulação sua concentração no tecido de organismos vivos pode ser relativamente alta, caso não possuam mecanismos metabólicos que eliminem esses compostos após sua ingestão.

Os metais pesados diferenciam-se dos compostos orgânicos tóxicos por serem absolutamente não degradáveis, de modo que podem acumular-se nos componentes do ambiente onde manifestam sua toxicidade.

Ação dos metais pesados no organismo

O mecanismo da ação tóxica dos metais pesados no organismo ocorre por causa da forte afinidade dos cátions (íons metálicos) pelo enxofre.

Neste caso, os grupos sulfidrila (-SH), que ocorrem normalmente nas enzimas que controlam a velocidade de reações metabólicas de importância crítica no corpo humano, ligam-se rapidamente aos cátions de metais pesados ingeridos ou a moléculas contendo tais metais.

A ligação metal-enxofre afeta a enzima como um todo que deixa de atuar satisfatoriamente, e como conseqüência a saúde humana é afetada, podendo, inclusive levar a morte.

Bibliografia Recomendada: 1. Química Ambiental. 2ª Edição. Autor: Colin Baird. Porto Alegre: Bookman, 2002. 2. Intodução à Química Ambiental: Química & Meio Ambiente & Sociedade. 2ª Edição. Autor: Jorge Antônio Barros de Macedo. 2006.