UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE UERN

FACULDADE DE CINCIAS EXATAS E NATURAIS FANAT

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIAS NATURAIS PPGCN

MESTRADO ACADMICO EM CINCIAS NATURAIS MCN

ADRIANA VALENTIM WANDERMUREM

CONTAMINAO POR METAIS PESADOS EM GUA, SEDIMENTOS

E PEIXES DO AUDE ANTAS, PARAN/RN

MOSSOR - RN

2016

ADRIANA VALENTIM WANDERMUREM

CONTAMINAO POR METAIS PESADOS EM GUA, SEDIMENTOS

E PEIXES DO AUDE ANTAS, PARAN/RN

Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao em

Cincias Naturais PPGCN, Universidade do Estado do

Rio Grande do Norte UERN, em cumprimento s

exigncias para obteno do ttulo de Mestra em Cincias

Naturais, rea de concentrao em Recursos Naturais e

linha de pesquisa Diagnstico e Conservao Ambiental.

Orientadora: Prof.. Dr. Dayseanne Araujo Falco

(UERN).

Co-Orientadora: Prof. Dr. Suely Souza Leal de Castro

(UERN).

MOSSOR - RN

2016

Adriana Valentim Wandermurem

CONTAMINAO POR METAIS PESADOS EM GUA, SEDIMENTOS E PEIXES

DO AUDE ANTAS, PARAN/RN

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em

Cincias Naturais PPGCN, Universidade do Estado do Rio

Grande do Norte UERN, em cumprimento s exigncias

para obteno do ttulo de Mestra em Cincias Naturais, rea

de concentrao em Recursos Naturais, sob orientao da

Profa. Dra. Dayseanne Araujo Falco.

Dissertao aprovada em: 24 de Agosto de 2016.

BANCA EXAMINADORA

____________________________________________________

Profa. Dra. Dayseanne Araujo Falco UERN

(Orientadora)

____________________________________________________

Profa. Dra. Danielle Peretti UERN

(Membro Interno ao Programa)

____________________________________________________

Profa. Dra. Masa Clari Farias Barbalho de Mendona UERN

(Membro Externo ao Programa)

____________________________________________________

Prof. Dr. Rafael Oliveira Batista UFERSA

(Membro Externo Instituio)

MOSSOR-RN

2016

s Marias de minha vida!

minha me Maria Geralda (in memoriam) e minhas sobrinhas,

Maria Clara e Maria Eduarda, dedico!

AGRADECIMENTOS

Agradecer a fonte maior de reconhecimento para com os que fazem parte da nossa

vida, meu especial agradecimento a Deus por ter me dado a vida e por me manter firme para

mais esta conquista!

Professora Dra. Dayseanne Araujo Falco pela orientao, que oportunizou a

realizao deste trabalho, ensinamentos e compreenso ao longo desta jornada.

Professora Dra. Suely Souza Leal de Castro pelo efetivo acompanhamento, gentil

disponibilidade, esclarecimentos e aconselhamentos que facilitaram o desenvolvimento do

trabalho.

Ao Professor Dr. Luiz Di Souza, professor desafiador e presente nas vrias etapas deste

trabalho.

Professora Dra. Danielle Peretti pela gentil disponibilidade e pelos esclarecimentos

que facilitaram o entendimento do trabalho.

Ao Professor Dr. Rafael Oliveira Batista pelo parecer final e contribuies ao trabalho.

A todos que compem o Programa de Ps-Graduao em Cincias Naturais da UERN.

Aos grupos de pesquisa do Laboratrio de Eletroqumica e Qumica Analtica e de

Ictiologia da UERN que colaboraram para realizao das anlises. Em especial, Crislnia

Morais, Patrcia Bezerril, Jefferson Medeiros e Matheus Costa, sempre muito gentis ao

compartilhar os conhecimentos.

tcnica de laboratrio do Curso de Graduao em Qumica da UERN, Williane

Simes, pelas consideraes em relao ao trabalho.

Secretaria de Sade da cidade de Paran/RN, em especial, ao senhor Jorge de Lima

Teodoro que contribuiu com informaes preciosas para o desenvolvimento do trabalho.

s Professoras Clia Bernardo e Ceclia Menezes pelo estmulo vida acadmica.

minha irm, Viviani Valentim, pelas horas de pacincia e compreenso, quanto

minha ausncia.

s amigas Helaine Mirelli e Mardja Luma, que contriburam de forma significativa nas

discusses. Bem como, Dayane Paiva e Elane Barbosa, pelos esclarecimentos. Meninas! Foi

uma honra!

Ao amigo Andr Jailson, pela efetiva colaborao em todos os momentos deste trabalho,

compartilhando ideias e sempre acreditando em mim. O mais cmplice!

A todas as pessoas, que direta ou indiretamente, contriburam com este trabalho.

OBRIGADA.

"O preo de qualquer coisa a quantidade de vida que

voc troca por isso."

Henry David Thoreau

RESUMO

Os metais pesados esto presentes em ambientes aquticos a partir de fontes naturais ou pelas

emisses antropognicas. Pois, uma vez que os organismos vivos entram em contato com esses

contaminantes, necessrio conhecer o nvel de ecotoxicidade, o grau de contaminao e os

efeitos patolgicos desses compostos. A concentrao de metais e metaloides (alumnio,

antimnio, arsnio, brio, berlio, boro, cdmio, chumbo, cobalto, cobre, cromo, ferro, ltio,

mangans, mercrio, nquel, prata, selnio, urnio, vandio e zinco) foi analisada em amostras

de gua, de sedimentos e em tecido muscular de tilpia (Oreochromis niloticus, Linnaeus 1758)

do Aude Antas, localizado na cidade de Paran/RN. Altas concentraes de metais pesados,

acima dos valores permitidos pela legislao vigente, foram observados para gua (alumnio,

cobre, ferro, mangans e mercrio) e sedimentos (alumnio, ferro e mangans), e em peixes, a

incidncia de mercrio e zinco. Os nveis de mercrio estiveram bem acima dos valores

permitidos pela legislao, sendo observada a maior concentrao em gua, e a menor em

peixes. A presena de altas concentraes desses metais pesados pode, ainda, estar relacionada

geologia da regio, atividade agrcola e intensa atividade de extrao de minrios datada

dos anos 80, no mesmo local onde, posteriormente, o Aude Antas foi construdo nas

proximidades da mina. Diante dos fatores como: matrizes contaminadas (gua, sedimentos e

peixes), extrativismo mineral desenvolvido na regio e os efeitos danosos dos recursos naturais

pelo uso de agroqumicos, possvel que haja uma relao direta entre estas atividades e a

presena, o acmulo, a bioacumulao desses contaminantes nas matrizes ambientais estudadas

no municpio de Paran/RN e das comunidades circunvizinhas.

Palavras-chave: aude, agrotxicos, comunidades, contaminao, minerao.

ABSTRACT

Heavy metals are present in aquatic environments from natural sources or from anthropogenic

emissions. Since the living organisms are in contact with these contaminants, it is necessary to

know the level of ecotoxicity, the degree of infection and the pathological effects of these

compounds. The concentration of metals and metalloids (aluminum, antimony, arsenic, barium,

beryllium, boron, cadmium, lead, cobalt, copper, chromium, iron, lithium, manganese, mercury,

nickel, silver, selenium, uranium, vanadium and zinc) in samples of water, sediments and

musclse tissue of Tilapia (Oreochromis niloticus, Linnaeus 1758) from Aude Antas, located

in Paran / RN, were analyzed. High concentrations of heavy metals, above the levels allowed

by current legislation, were observed for water (aluminum, copper, iron, manganese and

mercury) and sediments (aluminum, iron and manganese), and in fish, the incidence of mercury

and zinc. Mercury levels were far above the ones allowed, with the highest concentration in

water, and the lowest in fishes. As the water was the main source of heavy metal pollution of

the matrices analyzed, it probably displayed an important role in the capture of metals at trophic

levels. The presence of high concentrations of these heavy metals may be related to the geology

of the region, agriculture and intensive mineral extraction activity dating from the 80s, the same

place where later the weir Antas was built near the min. In the face of factors such as

contaminated matrices (water, sediments and fishes), mineral extraction developed in the region

and the harmful effects of natural resources by the use of agrochemicals, it is possible that there

is a direct relationship between these activities, accumulation, bio-accumulation of these

contaminants in environmental matrices studied in the city of Paran/RN and the surrounding

communities.

Keywords: weir, pesticides, communities, contamination, mining.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1. Comportamento de metais no organismo: (a) essencial e (b) no essencial ............. 21

Figura 2. Metais no organismo: bioacumulao e biomagnificao ....................................... 22

Figura 3. Localizao, limites e acesso ao municpio de Paran/RN ...................................... 33

Figura 4. Localizao da rea de estudo (Aude Antas, Paran/RN) e pontos de amostragem

de gua e sedimentos ...............................................................................................................

37

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Mecanismo e efeitos de alguns metais/metaloides na sade humana ...................... 24

Tabela 2. Agregados minerais, metal de interesse e utilizao industrial ................................ 28

Tabela 3. Coordenadas geogrficas dos pontos de coleta de amostras de gua, sedimentos

e peixes no Aude Antas, Paran/RN ......................................................................................

37

Tabela 4. Resultados das anlises de metais nas amostras de gua do Aude Antas,

Paran/RN .................................................................................................................... ...........

39

Tabela 5. Resultados das anlises de metais nas amostras de sedimento do Aude Antas,

Paran/RN .......................................................................................................................... .....

42

Tabela 6. Indivduos de Oreochromis niloticus (Linnaeus 1758) capturados no Aude

Antas, Paran/RN ....................................................................................................................

44

Tabela 7. Resultados das anlises de metais nas amostras de Oreochromis niloticus

(Linnaeus 1758) do Aude Antas, Paran/RN .........................................................................

45

LISTA DE ABREVIATURAS

Ag Prata

Al Alumnio

As Arsnio

AOAC Association of Official Agricultural Chemists

B - Boro

Ba Brio

Be Berlio

BHE Barreira Hematoenceflica

CAERN Companhia de gua e Esgoto do Rio Grande do Norte

Cd Cdmio

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CID 10 Classificao Internacional de Doenas

Co Cobalto

Cu Cobre

Cr Cromo

DOE Dirio Oficial do Estado

DQO Demanda Qumica de Oxignio

EROs Espcies Reativas de Oxignio

Fe Ferro

Hg Mercrio

IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renovveis

IDHM ndice de Desenvolvimento Humano Municipal

INCA Instituto Nacional do Cncer

IQA ndice de Qualidade da gua

Li Ltio

LQ Limite de Quantificao

M.A. Massa Atmica

Mn Mangans

MPRN Ministrio Pblico do Rio Grande do Norte

Ni Nquel

NPK Nitrognio, Fosforo e Potssio

OD Oxignio Dissolvido

OMS Organizao Mundial de Sade

R Resultado das Anlises

RN Rio Grande do Norte

Se Selnio

Sb Antimnio

SNC Sistema nervoso central

SMEWW Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater

TGI Trato Gastrintestinal

U Urnio

USEPA United States Environmental Protection Agency

V Vandio

VMP Valor Mximo Permitido

VR Valor de Referncia

Z Nmero Atmico

Zn Zinco

SUMRIO

1 INTRODUO ....................................................................................................... 15

2 FUNDAMENTAO TERICA .......................................................................... 18

2.1 Poluio e Degradao Ambiental ....................................................................... 18

2.2 Metais Pesados ..................................................................................................... 19

2.2.1 Definio Qumica e Ambiental para Metais Pesados ................................ 19

2.2.2 Essencialidade e Toxicidade de alguns Metais Pesados ............................. 20

2.2.3 Mecanismo e Efeitos de alguns Metais Pesados na Sade Humana ............ 21

2.2.4 Metais Pesados e Extrao Mineral ............................................................ 27

2.2.5 Estado da Arte ............................................................................................. 28

3 OBJETIVOS ............................................................................................................ 32

3.1 Geral .............................................................................................................. 32

3.2 Especficos ..................................................................................................... 32

4 METODOLOGIA .................................................................................................... 33

4.1 Caracterizao da Regio de Coleta de Amostras ............................................... 33

4.1.1 Localizao e Acesso .................................................................................. 33

4.1.2 Aspectos Socioeconmicos ......................................................................... 34

4.1.3 Aspectos Fisiogrficos ................................................................................ 34

4.1.4 Geologia e Hidrografia ............................................................................... 34

4.2 Reagentes e Solues ......................................................................................... 36

4.3 Equipamentos .................................................................................................... 36

4.4 Procedimento Experimental ............................................................................... 36

4.4.1 Coleta de Amostras ..................................................................................... 36

4.4.2 Tratamento de Amostras ............................................................................. 38

5 RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................................. 39

5.1. Anlises de gua ............................................................................................... 39

5.2. Anlises de Sedimentos ..................................................................................... 41

5.3. Anlises de Peixes ............................................................................................. 44

6 CONCLUSO .......................................................................................................... 47

REFERNCIAS ......................................................................................................... 48

ANEXOS ..................................................................................................................... 56

A. Notcias sobre a instaurao de inqurito cvel pelo MPRN no Aude Antas,

Paran/RN ....................................................................................................................

56

B. Publicao no DOE sobre inqurito cvel do MPRN no Aude Antas, Paran/RN 60

C. Imagens do entorno do Aude Antas, Paran/RN ..................................................... 61

15

1 INTRODUO

As atividades humanas tm extenuado gradualmente os recursos naturais do planeta.

As inter-relaes homem, recursos naturais e modelos econmicos tornaram-se ao longo das

ltimas dcadas objeto de preocupao social e matria de estudos cientficos, por apontarem a

degradao ambiental como uma resposta negativa s atividades antrpicas (SILVA, 2012).

Como exemplo destas aes predatrias tem-se o estresse do sistema hdrico, que acarretam

danos biota e sade dos indivduos da regio, devido ao lanamento de contaminantes, como

agentes patolgicos, substncias orgnicas e inorgnicas.

Dentre os poluentes inorgnicos, os metais pesados so considerados como os mais

danosos para o meio ambiente, devido sua ao toxicolgica, acumulativa e de persistncia

aos tratamentos. Os metais pesados so elementos qumicos metlicos, de peso atmico

relativamente alto (elevada massa especfica), que em altas concentraes so malficos

sade, exemplos: Al, Ag, As, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Li, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, U, V

e Zn. Um dos principais problemas ligados contaminao por metais est no fato desses serem

bioacumulativos, ou seja, perpassam por toda a cadeia alimentar at chegar ao ser humano,

concentraes elevadas desses contaminantes desencadeiam uma srie de disfunes orgnicas,

como a diminuio da capacidade cognitiva e doenas degenerativas, tais como: cncer,

fibromialgia, fadiga crnica, envelhecimento precoce, dificuldade de aprendizagem, doena de

Alzheimer, dentre outros (CHEN et al., 2015; INCA, 2015). Dessa forma, crescente o nmero

de problemas ambientais e pessoas infectadas com doenas crnicas provenientes da exposio

a este tipo de contaminante (ZHANG et al., 2015).

A contaminao por metais/metaloides proveniente de processos litognicos e/ou

atividades antropognicas, como o uso de pesticidas e fertilizantes em reas agrcolas e as

atividades de minerao. A explorao mineral de pedras preciosas, as quais tem como

consequncia a produo de rejeitos, tem introduzido metais pesados nos corpos aquticos

numa quantidade muito maior que a capacidade de depurao natural do sistema, causando

grandes contaminaes a todas as formas de vida. A atividade extrativista industrial

(minerao) diminui significativamente a permanncia dos metais nos minrios, bem como a

produo de novos compostos, alm de alterar a distribuio desses elementos na regio.

Dependendo da concentrao, da forma qumica e do impacto ambiental causado pela presena

desses elementos, todas as formas de vida so afetadas (MUNIZ e OLIVEIRA-FILHO, 2006;

WANG et al., 2013; BI et al., 2014; ZHANG et al., 2015).

16

Alm disso, algumas reas de minerao tm sido utilizada para a construo de

reservatrios de gua, inclusive para abastecimento humano, o que se constitui em risco

iminente de contaminao por metais, do homem que se beneficia de suas guas e peixes

(ABESSA et al., 2012).

Diversos trabalhos tm reportado que atividades de minerao resultaram na

contaminao de um nmero considervel de mananciais com metais pesados (TRINDADE,

HORN, RIBEIRO, 2012; CINNIRELLA, HEDGECOCK, SPROVIERI, 2014; PAULA-

FILHO et al., 2015; ZHANG et al., 2015). De acordo com Zhang (2015), a contaminao por

metais, via alimentos, gua e respirao, causam impactos que, na maioria das vezes, so

manifestados somente aps longos perodos e de vrias maneiras, sendo a concentrao e o

nvel de exposio ao contaminante de fundamental importncia. Metais so essenciais para o

crescimento de todos os tipos de organismos, desde as bactrias at o ser humano, mas eles so

requeridos em baixas concentraes (LIMA e MERON, 2011); em altas, estes elementos so

muito txicos vida.

Problemas ambientais causados por metais pesados uma realidade presente no Brasil.

Um exemplo disto o estudo desenvolvido por Lima et al. (2015), que determinaram a presena

de cdmio, cobre, chumbo, cromo, zinco e mercrio em tecido muscular de peixes e gua da

bacia do rio Cassipor, estado do Amap. O estudo mostrou que a contaminao das matrizes

analisadas era reflexo da atividade garimpeira na regio da bacia, ao da extrao mineral do

ouro, resultando na liberao de metais nos corpos hdricos. Deste modo, essas elevadas

concentraes de metais pesados no ambiente e em tecido muscular dos peixes indicaram um

elevado grau de contaminao na bacia do rio Cassipor e risco sade do homem.

No Estado do Rio Grande do Norte, trabalhos tm reportado esta preocupao. Arajo,

Santos, Arajo (2007) realizaram um estudo de monitoramento em trs pontos de diferentes

influncias antrpicas do rio Apodi-Mossor: Barragem do Gensio, Barragem Central,

Barragem Passagem de Pedra. Foram analisados alguns parmetros, entre estes, metais pesados

(zinco, cobre, chumbo, cromo, mercrio, cdmio), que serviram para avaliar o nvel de

contaminao do corpo aqutico, considerando Classe III, de acordo com a legislao vigente

do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), Resoluo n. 357, de 17 de maro de

2005 (BRASIL, 2015). Os resultados mostraram elevadas concentraes do metal chumbo,

alm de outros parmetros utilizados para o clculo do ndice de Qualidade da gua (IQA) para

Barragem do Gensio, Barragem Central e Passagem de Pedra como ruim.

Ainda no Rio Grande do Norte, Mendes et al., (2010) estudaram o acmulo de metais

pesados e alteraes qumicas em Cambissolo cultivado com meloeiro (Cucumis melo L.)

17

devido utilizao intensa de agroqumicos. Os estudos aconteceram em reas da Fazenda Vila

Nova, municpio de Barana, cuja produo se destina fruticultura de exportao.

Os resultados das anlises mostraram (a) aumento de pH e das concentraes de NPK

(nitrognio, fsforo e potssio) e diminuio da concentrao de clcio, (b) acrscimos nos

teores totais de chumbo, cobre, mangans e nquel, na camada superficial em funo do tempo

de cultivo do solo, enquanto os teores totais de ferro e zinco foram reduzidos e (c) a

disponibilidade dos metais (chumbo, cobre, mangans, nquel e zinco) foi incrementada em

funo do cultivo sucessivo do solo.

Mais recentemente, foi veiculado na mdia (Anexo A) que o Ministrio Pblico do Rio

Grande do Norte (MPRN) instaurou inqurito civil pblico para apurar a eventual presena de

substncias cancergenas na gua do Aude Antas, manancial utilizado pela CAERN para

abastecimento da Comunidade Rural da Vila Caiara e adjacncias, no Municpio de Paran,

no interior do Rio Grande do Norte. O caso foi publicado na edio de 13 de Maio de 2015 do

Dirio Oficial do Estado DOE (Anexo B).

De acordo com informaes do MPRN, o inqurito baseia-se no conhecimento de que,

na dcada de 1980 foram exploradas jazidas de esmeraldas na rea em que posteriormente foi

construdo o Aude Antas, havendo a necessidade de avaliar se a gua do manancial poderia

estar contaminada com metais pesados decorrentes da explorao do minrio. Por esta razo,

faz-se necessrio o desenvolvimento de estudos envolvendo a determinao de metais nas

diferentes matrizes ambientais do Aude Antas.

18

2 FUNDAMENTAO TERICA

2.1 Poluio e Degradao Ambiental

A poluio do meio ambiente resulta das atividades que direta ou indiretamente

(a) prejudiquem a sade, a segurana e o bem-estar da populao, (b) criem condies adversas

s atividades sociais e econmicas e (c) afetem desfavoravelmente a biota, conforme o artigo

3. da Lei 6.938 (BRASIL, 2016). Para o CONAMA, considera-se degradao ambiental as

alteraes das propriedades fsico-qumicas e biolgicas do meio ambiente, causada por

qualquer forma de matria ou energia resultante das atividades humanas, que direta ou

indiretamente, afetam: a sade, a segurana e o bem-estar da populao; as atividades sociais e

econmicas; a biota; as condies estticas e sanitrias do meio ambiente e a qualidade dos

recursos naturais (BRASIL, 2007, 2012). Adicionalmente, a degradao ambiental no um

processo recente, porm, nas ltimas dcadas tomou grandes propores e tornou-se motivo de

preocupao global, resultado da presso exagerada na extrao e utilizao indiscriminada dos

recursos naturais, derivando na diminuio do capital natural, na extino da biodiversidade,

em mudanas na qualidade e disponibilidade da gua, na dinmica natural do planeta e na

viabilidade econmica (WANG et al., 2013; BI et al., 2014; FU et al., 2014).

A gerao de compostos contaminantes das mais variadas atividades antrpicas e o

lanamento desses resduos txicos ao meio ambiente, sem que haja um tratamento prvio

adequado, expe o homem a uma infinidade de substncias deletrias e agentes patognicos,

por diversos vetores (ar, solo, alimentos e gua), que comprometem sua sade pelos efeitos

cumulativos, mutagnicos, carcinognicos ou at mesmo letais (SILVA, 2013). Deste modo, o

descarte inapropriado dessas matrizes contaminantes nos ecossistemas acarreta uma sobrecarga

de contaminantes acima da capacidade de autorregenerao e autorregulao do meio, causando

um desequilbrio ecolgico (FONTES, 2010).

De acordo com Silva (2013), as emisses de poluentes de origem antrpicas possuem

as mais variadas fontes, destacando-se:

1. Efluentes domsticos e fertilizantes: que em pequenas quantidades no causam danos,

sendo eliminados naturalmente. Entretanto, quando lanados em grandes quantidades

comprometem, principalmente, a quantidade de oxignio dissolvido na gua, causando queda

a nveis crticos vida aqutica;

19

2. Chuva cida: resultado da queima de combustveis fsseis, libera compostos capazes

de reagir com a gua presente no ar para formar os cidos ntrico e sulfrico, capazes de

degradar o solo e inibir o crescimento das plantas;

3. Carga difusa: de origem diversificada, os resduos txicos ou qumicos so

provenientes das atividades agrcolas, urbanas, rurais, ou at mesmo industriais, lanados nos

corpos aquticos;

4. Processos industriais exotrmicos: resultados das atividades de resfriamento das

caldeiras, reatores e outros, que elevam a temperatura natural dos corpos dgua,

comprometendo o ciclo de vida das espcies marinha;

5. Atividades industriais diversas: as principais fontes poluidoras do meio ambiente,

tanto pelo volume de lixo e efluentes produzidos, quanto pela toxicidade dos compostos na

manufatura dos produtos ou rejeitos resultantes dos processos industriais, como por exemplo,

atividades mineradoras.

Dentre as atividades industriais passveis de impactar negativamente o meio ambiente,

se destacam as indstrias de explorao e extrao de minrios, que produzem um dos mais

perigosos e indesejveis contaminantes dos ecossistemas, os metais pesados, devido sua ao,

acumulao, persistncia e toxicidade (ABESSA et al., 2012; HOU et al., 2013; WANG et al.,

2013; BI et al., 2014; SOUZA et al., 2015).

2.2 Metais Pesados

2.2.1 Definio Qumica e Ambiental para Metais Pesados

De acordo com JAISHANKAR et al. (2014), os metais so as substncias mais

abundantes da Tabela Peridica, de elevada condutividade eltrica, maleveis e brilho

caracterstico, que voluntariamente perdem seus eltrons para formar ctions. Estes so

encontrados naturalmente na crosta terrestre e suas composies variam entre as diferentes

localidades, resultando em variaes espaciais e concentraes pelo planeta. A distribuio dos

metais na atmosfera acompanhada pelas propriedades do metal e dado pelos vrios fatores

ambientais: luz, temperatura e umidade, solo, gua e nutrientes (KHLIFI e HAMZA-

CHAFFAI, 2010). Enquanto a definio de metal objetiva, especfica e engloba todos os

elementos da Tabela Peridica com tais caractersticas, o conceito de metal pesado ainda tem

causado ambiguidade no meio cientfico (DUFFUS, 2002; LIMA e MERON, 2011; SOUZA

et al., 2015).

20

Ao longo das ltimas dcadas, o conceito mais amplamente aceito por pesquisadores e

autores que metais pesados so aqueles metais e metaloides com elevada massa especfica

(acima de 5,0 g/cm3), que apresentam elevada massa atmica (superior ao sdio, M.A. = 23) e

nmero atmico (superior ao clcio, Z = 20) (LIMA e MERON, 2011). Entretanto, observa-

se a dificuldade para analisar algumas situaes ao longo da Tabela Peridica. Por exemplo,

o cdmio considerado um metal pesado, com um nmero atmico de 48 e massa especifica

8,65 g/cm3, enquanto o ouro no txico, mesmo que tenha nmero atmico de 79 e massa

especifica 18,88 g/cm3. Porm, numa abordagem ambiental, diversos trabalhos na literatura

definem metais pesados como sendo metais e metaloides que esto associados ao grau de

contaminao, ao potencial de toxicidade e ecotoxicidade que estes podem causar aos

ecossistemas pelo descarte inadequado, resultante das atividades antrpicas (AB RAZAK et al.,

2015; KHAN et al., 2013; SOODAN et al., 2014). Dentro desta perspectiva ambiental, os

principais metais e metaloides reportados na literatura que mais agridem a sade humana e o

meio ambiente so: alumnio, antimnio, brio, cdmio, chumbo, cobre, crmio, estanho, ferro,

mangans, mercrio, nquel, prata, sdio e zinco (JAISHANKAR et al., 2014).

2.2.2 Essencialidade e Toxicidade de alguns Metais Pesados

Para o ser humano, existem 14 metais essenciais (clcio, cobalto, cromo, cobre, estanho,

ferro, potssio, magnsio, mangans, molibdnio, nquel, sdio, vandio e zinco) que

desempenham funes vitais para a realizao do metabolismo dos seres vivos. A ausncia

desses pode causar srios problemas de sade como por exemplo: a anemia, por deficincia de

ferro; acmulo de ferro no fgado e bao pela insuficincia de cobre; distrbios no metabolismo

da glicose por falta de crmio; problemas de absoro e metabolismo do ferro por falta de

nquel; insuficincia de cobalamina (componente da vitamina B12 usada no tratamento da

anemia) por falta de cobalto; retardamento do crescimento de crianas, por falta de zinco e,

ainda, m formao ssea em crianas, por falta de clcio (LIMA e MERON, 2011;

SEMEDO, 2014). A captao destas espcies qumicas pelos organismos um processo

dinmico e complexo.

Plantas e animais absorvem estes elementos do solo, sedimentos e gua por diferentes

rotas, tais como: contato com as superfcies externas, por meio da inalao de gases e partculas

areas e principalmente pela ingesto de alimentos e gua contaminada (SILVA et al., 2005).

Contudo, concentraes elevadas destes metais essenciais, bem como, de metais no essenciais

21

(por exemplo: arsnio, cadmio, mercrio e chumbo) na cadeia alimentar, exercero ao txica

ou at mesmo letal aos organismos, como pode ser observado na Figura 1.

Figura 1. Comportamento de metais no organismo: (a) essencial e (b) no essencial

Fonte: Adaptado FRSTNER E WITTMAN, 1981; LIMA E MERON, 2011.

A toxicidade de um metal ou metaloide no est somente relacionada concentrao,

mas tambm, espcie qumica na qual esse elemento se encontra, pois a ao, o transporte,

a biodisponibilidade, a magnificao e os efeitos ao homem e aos ecossistemas naturais esto

intrinsecamente relacionados s propriedades qumicas (forma oxidada) e fsicas (pH,

condutibilidade, temperatura, estado fsico, etc.). Para ilustrar, tem-se o caso do crmio, que

ocorre comumente nas formas oxidadas Cr2+, Cr3+ e Cr6+, onde o ction Cr3+ uma forma

essencial para o metabolismo e a nutrio de alguns organismos, enquanto a forma catinica

Cr6+ um contaminante altamente txico e seus compostos so carcinognicos (LIMA e

MERON, 2011; SEMEDO, 2014).

2.2.3 Mecanismo e Efeitos de alguns Metais Pesados na Sade Humana

Uma das maiores preocupaes no que diz respeito contaminao dos ecossistemas

est relacionada liberao antrpica de poluentes (patognicos, orgnicos e inorgnicos) nos

diversos ambientes naturais. Restritamente s substncias inorgnicas, nenhuma espcie

qumica to potencialmente sintomtica para os organismos quanto os metais pesados, devido

a gama de enfermidades e letalidade que estes acarretam (FERREIRA e WERMELINGER,

2013; JAISHANKAR et al., 2014; KRUPSKAYA e ZVEREVA, 2014).

22

Diversos trabalhos na literatura tm procurado esclarecer os mecanismos de ao dos

principais contaminantes inorgnicos e os efeitos na sade humana (MARTIN e GRISWOLD,

2009; MORAIS, GARCIA E COSTA, PEREIRA, 2012; JAISHANKAR et al., 2014). Estes

elementos permeiam toda a cadeia alimentar (a) pelo acmulo de substncias qumicas txicas

em um organismo por meio da gua e dos alimentos, descrito como bioacumulao ou

bioconcentrao, ou (b) medida que se avana para o topo da cadeia alimentar (diferentes

nveis trficos), as concentraes destas substncias aumentam progressivamente, fenmeno

este denominado de biomagnificao, observados na Figura 2 (LIMA e MERON, 2011).

Figura 2. Metais no organismo: bioacumulao e biomagnificao

Fonte: Adaptado MISA, 2016.

A bioacumulao um dos aspectos mais proeminentes dentre as diversas formas de

exposio dos ecossistemas aquticos presena de metais pesados, pois esses se acumulam

nos organismos a partir da exposio direta ao sedimento, gua ou progressivamente pela cadeia

trfica (via alimentar). Tais organismos so utilizados como bioindicadores para monitorar e

avaliar a qualidade dos ambientes aquticos, pois apresentam um forte potencial para

bioacumular nveis elevados de metais a partir de seu ambiente. Peixes apresentam

bioacumulao de metais em seus rgos, tornando interessante avaliao da cadeia trfica

(VOIGT, SILVA, CAMPOS, 2016).

Monitorar metais pesados em sistemas aquticos usando anlises de tecidos de peixes

uma importante forma de avaliar a qualidade dos ecossistemas aquticos e determinar o nvel

de contaminao presente na cadeia trfica. A contaminao da ictiofauna ocorre por cinco

vias: partculas de sedimentos, partculas alimentares, brnquias, pele e gua. Esses

23

contaminantes atingem a corrente sangunea, onde so carreados e armazenados nos tecidos e

rgos (YI e ZANG 2012; WEBER et al., 2013).

Os peixes representam uma importante fonte proteica na composio alimentar da

humanidade. Estes representam uma das principais fontes de ingesto de metais para o homem

via cadeia alimentar. Apesar disso, para compreender o possvel risco dos metais pesados para

a ictiofauna e seus consumidores em uma regio imprescindvel determinar a concentrao

dessas espcies contaminantes nos peixes e no meio em que estes vivem (BURGER et al., 2002;

LIMA JR et al., 2002; YI e ZANG 2012). Espcies em nveis trficos relativamente baixos so

expostos proporcionalmente a menor contaminao. Por outro lado, os peixes, na posio

superior da cadeia alimentar so propensos a acumular maior quantidade de metais (WEBER

et al., 2013).

Apesar das vantagens associadas ao consumo de peixes, se este encontrarem-se

contaminados por metais, podem, igualmente, representar riscos sade humana enquanto

consumidores. Os danos ocasionados pelos metais pesados sade humana so os mais

diversos. Deste modo, os metais pesados tm sido descritos como potencialmente causadores

de implicaes letais ou subletais em diversos componentes da biota, como: o fitoplncton, o

zooplncton, as comunidades bentnicas, os peixes e demais vertebrados aquticos, as aves

marinhas e, finalmente, o ser humano (YI e ZANG 2012; WEBER et al., 2013; LIMA et al.,

2015; VOIGT, SILVA, CAMPOS, 2016).

Diante do observado, uma gama de atividades corriqueiras e processos industriais

envolvem etapas que iro expor o homem e o meio ambiente presena de metais pesados.

Estes esto alocados, nas suas espcies mais ameaadoras, no ar, na gua, nos alimentos que

consumimos e, at mesmo, nos objetos e produtos que utilizamos diariamente. Trata-se de uma

ameaa prxima e presente, que leva o ser humano a enfermidades que se agravam ao longo do

tempo de exposio e, invariavelmente tem como resultado final doenas fatais (carcinomas).

Assim, elaborar um plano de gerenciamento (monitoramento, diagnstico, anlise, tratamento

e reciclagem) e desenvolver tecnologias, equipamentos, produtos e servios com a finalidade

de substituir e reduzir a produo dessas espcies contaminantes essencial, pois a extrao

mineral ainda o ponto de partida para o aumento das concentraes dessas substncias nos

ecossistemas. Os danos ocasionados pelos metais pesados sade humana so os mais diversos,

o conhecimento dos principais metais/metaloides, seus mecanismos de ao e o efeitos sobre a

sade humana so descritos na Tabela 01.

24

Tabela 1. Mecanismo e efeitos de alguns metais/metaloides na sade humana

Metais/Metaloides

Elemento (ocorrncia antropognica) Mecanismos de ao txica Efeitos na sade

ALUMNIO (utenslios de cozinha em

geral; embalagens e revestimentos;

metalurgia leve para fabricao de

transportes; cabos para transmisso

eltrica; compostos para o tratamento

dgua; indstrias de fundio, tintas e

qumicas; artefatos da construo civil; medicamentos).

Alumnio encontrado no meio ambiente na forma oxidada Al3+.

H diferentes rotas quanto exposio humana: inalao, drmica,

ingesto de gua, bebidas, alimentos e medicamentos contendo o

metal. A toxicidade do alumnio resultado da interao entre o

metal e a membrana plasmtica, apoplstica e simplstica;

distrbios associados comunicao, crescimento e secreo

celular devido substituio do Mg2+ e Fe3+ pelo Al3+; leses degenerativas e neurotoxicidade.

Nuseas e vmitos; inflamaes

na mucosa, feridas na boca e

ulceraes na pele; convulses, e

encefalopatias; artrite; anemia;

doena de Alzheimer e Esclerose

Amiotrfica Lateral; inflamao

da mucosa pulmonar (asma e broncoespasmos).

COBRE (catalisadores; petroqumica;

fungicidas, inseticidas e praguicidas;

tintas e corantes; medalhas; esmaltes,

vidros e cermicas; caldeiras, tubos,

vlvulas, cabos e conectores eltricos;

indstria automobilstica; instalaes

hidrulicas e de gs contra incndios;

ar-condicionados, condensadores e

compressores; anticorrosivos; placas

solares; tubulaes e equipamentos;

edificaes e construo civil).

Metal essencial como elemento-trao nos processos fisiolgicos e

bioqumicos. Pode ser absorvido pelo organismo por via oral,

drmica ou respiratria, concentra-se principalmente no fgado,

recebido do plasma e da hemoglobina. Sua toxicidade est

relacionada a altas concentraes do metal no organismo, e d-se

pelos compostos CuCO3, Cu2(OH2)2+, CuOH+, porm o Cu2+

considerada a forma mais txica. O excesso de cobre provoca

manifestaes renais, hepticas, neurolgicas, psiquitricas,

oftlmicas, hematolgicas, cardiovasculares, dermatolgicas,

gastrointestinais, musculoesquelticas e endcrinas. Pacientes

hemodialisados, renais crnicos e com obstruo biliar so mais suscetveis s patologias ocasionadas pelo metal.

Disfuno heptica fulminante e

hepatite crnica; rigidez, tremor e

convulses; psicose, disfuno

cognitiva, alteraes afetivas e

comportamentais; coagulopatia e

hemlise; cataratas e anis de

Kayser-Fleisher; diminuio da

filtragem glomerular; arritmia e

cardiomiopatia; osteomalcia e

osteoporose; pancreatite; aborto,

amenorreia e ginecomastia; hiperpigmentao.

FERRO (metalurgia para fabricao

de transportes; construo civil; aos

variados; soldas, ligas e purificadores

de minrios; componentes magnticos;

catalisadores; motores, engrenagens e

vlvulas; adsorventes e abrasivos;

ferramentas em geral; medicamentos;

corantes, tintas e pigmentos; eletrodos

Metal largamente utilizado pelo homem desde a antiguidade, aprox.

4.000 a 3.500 a.C., sua utilizao pela sociedade moderna

imprescindvel, representando 95% da produo mundial de metal.

Biologicamente, desempenha funes metablicas essenciais para

as clulas vivas, como: imunidade, transporte de O2, produo de

energia, degradao de substncias indesejveis, sntese do DNA. absorvido pelo TGI por meio de alimentos ricos desse nutriente. A

toxicidade devido sua principal propriedade biolgica, a

Vmitos; diarreia sanguinolenta;

doenas hepticas (fibrognese,

cirrose, necrose hepatocelular e

carcinoma); acidose; diabetes;

choques; hipotenso; letargia;

taquicardia; lceras; cansao;

fraqueza; impotncia; perda de

peso; dores nas articulaes;

25

industriais; mordentes; fungicidas;

ms; entre outras infinidades de

atividades que utilizam o metal e seus

compostos).

capacidade de existir em dois estados de oxidao: ferroso (Fe2+) e

frrico (Fe3+), o que faz com que possa participar como cofator de

enzimas em reaes redox, gerando a formao de radicais livres. A

alta reatividade do elemento em catalisar espcies reativas de

oxignio (EROs), formando os superxidos, perxidos e radicais

hidroxilas, promovem a oxidao de diversas molculas e organelas

causando danos celulares. Diversas patologias esto associadas a

altas concentraes de ferro no organismo, sendo o fgado um dos

rgos mais afetados, pois as clulas hepticas so principal stio de

armazenamento desse elemento, denominado ferro heptico.

porfiria; doena Alzheimer e

Parkinson; atrofia testicular;

disfunes hormonais e sistema

imunolgico; queda de cabelo;

envelhecimento precoce; artrite;

inchao; anemia; amenorreia;

cncer; falncia mltipla de

rgos e morte.

MANGANS (pilhas; produo de

aditivos da gasolina; ferro e ao;

fertilizantes; rao animal; indstrias

de produo de oxignio e cloro;

indstrias de tintas, cermicas e

vidros; compostos oxidantes e snteses

orgnicas; fsforo de segurana;

esmalte porcelanizado; fungicidas;

eletrodos para solda; catalisadores;

produtos farmacuticos e materiais

eltricos).

As principais vias de absoro de mangans gastrointestinal

(alimentos) e inalatria, por meio do fumo e poeiras de MnO2.

Concentraes elevadas de mangans tambm so encontradas no

sangue (eritrcitos), pulmes, rins, glndulas endcrinas (tireoide,

pituitria, suprarrenais), intestino delgado e testculos. Quando

comparado aos demais metais, possui baixa toxicidade, sendo a

espcie Mn3+ mais txica e mais lenta de eliminao que a Mn2+.

Concentraes elevadas de mangans tm ao mutagnica,

(interferindo na replicao do DNA), teratognica e inibidora

(infertilidade). A exposio do mangans no crebro de crianas,

(devido barreira hemato-enceflica no est completamente

desenvolvida) e idosos (fragilidade das clulas cerebrais e perda

progressiva de neurnios) mais susceptveis que em jovens.

Anorexia, cefaleia, insnia e

fraqueza geral distrbios da fala

e reduo da habilidade nos

movimentos finos hipertonia

muscular, astenia, parestesias,

dores musculares, dermatite;

alterao da fala e da libido;

problemas respiratrios; queda

nos nveis de clcio, fsforo e

ferro; diminuio do colesterol

srico, do metabolismo proteico,

do metabolismo da glucose;

pancreatite; aterosclerose.

MERCRIO (minerao; indstrias

cermicas, farmacuticas, petrleo,

txteis, cosmticos, instrumentao,

soda caustica; descarga de guas

residuais industriais; lixo incinerado;

agricultura; pilhas, lmpadas e

baterias; entre outras atividades que

contaminam o meio ambiente com Hg e

seus compostos).

Principal representante dos metais pesados e extremamente txico

sob a forma orgnica (metilmercrio: CH3Hg+), sais inorgnicos

(Hg2+) e metlica (Hg0), absorvido pelo TGI, pulmo e cutnea.

Mercrio metlico solvel nos lipdeos, permitindo passagem

pelas membranas celulares, sendo armazenado principalmente no

crebro e nos rins, com baixa taxa de eliminao. Na forma metlica

atravessa a Barreira Hematoenceflica (BHE) atingindo o crebro

causando problemas neurolgicos. Quando inalado na forma de

vapores so absorvidos pelo alvolos causando doenas

Colite; diarreia e constipao;

perda de apetite/peso; nusea e

vmito; depresso; ansiedade;

agressividade; letargia; fadiga

crnica; anemia; dor no peito;

batimentos cardacos irregulares;

asma/bronquite; dores, rigidez e

fraqueza muscular; tremor fino;

falta de concentrao; distrbios

26

pulmonares. No sangue e tecidos oxidado, fixando nas protenas

(albumina) e glbulos vermelhos, difundindo-se pelo organismo. A

contaminao por sais de mercrio ocorre por duas vias: contato

com a derme (erupes cutneas) e/ou ingesto, corroendo o TGI.

A forma orgnica (metilmercrio) sintetizada por bactrias em

ambientes aquticos a partir do Hg0, acumulando-se nos tecidos dos

organismos marinhos, onde percorre toda a cadeia alimentar, que ao

atingir o ser humano age diretamente no SNC.

de aprendizagem; perda de

memria a curto e longo prazo,

entorpecimento; fala arrastada;

alergias; cegueira; anorexia;

edemas; corrimento genital;

cnceres e morte.

ZINCO (liga de bronze; galvanizao

de estruturas de ao; aditivos de tintas

e borrachas; eletrodos de pilhas;

indstrias txteis, borrachas, tintas,

cermicas e fertilizantes; mordentes; anticorrosivos).

Considerado o segundo elemento mineral mais importante de nossa

alimentao, atua como cofator para aproximadamente 200 enzimas

e protenas, que realizam entre outras funes a sntese de DNA e

RNA, previne a formao de radicais livres e inibe a oxidao

celular e o desenvolvimento das clulas cancergenas. Sua

toxicidade d-se pela ingesto em excesso do elemento no

organismo, promovendo a formao de compostos de zinco

altamente txicos, tais como sulfatos, cloretos e xidos.

O limite de toxicidade para este oligoelemento de 600 mg/dia, e

uma dose letal de 1000 mg. Assim, sua ingesto em excesso pode

provocar intoxicao, causando serias doenas e at a morte.

Nuseas e vmitos; sonolncia;

anorexia; atraso no crescimento;

letargia; paladar, olfato e viso

anormais; infertilidade; aumento

da suscetibilidade s infeces;

deficincia imunitria e demora

na cura de ferimentos; disfuno

das glndulas sexuais; diarreia;

cimbras; tosse seca; calafrios,

arrepios e febre; gota; problemas

gstricos; hipertenso.

Fonte: OLIVEIRA, 2003; MOREIRA e MOREIRA, 2004; SIQUEIRA et al., 2006; BARCELOS, 2008; FISBERG et al., 2008; MARTIN e GRISWOLD, 2009;

MORAIS, GARCIA E COSTA, PEREIRA, 2012; BORGES, 2013; RUPPENTHAL, 2013; SOUSA et al., 2016; JAISHANKAR et al., 2014; GUIMARES,

2016.

27

2.2.4 Metais Pesados e Extrao Mineral

A extrao mineral um dos setores bsicos da economia de uma regio, estado ou pas,

desempenhando um papel importante para obteno de qualidade de vida, produtos e servios,

equipamentos e tecnologia, conforto e comodidade para a sociedade moderna. Apesar disso,

um dos maiores problemas dessa atividade extrativista est associado quantidade de rejeitos

e contaminantes qumicos inseridos nos ecossistemas.

Zonas de minerao so fontes pontuais de contaminao por metais pesados, quando

comparadas s atividades agrcolas e pecurias. Porm, o aumento das concentraes destas

espcies (metais pesados) por bioacumulao e biomagnificao na cadeia trfica muito maior

se comparadas s atividades agropecurias. A contaminao dos solos cultivados,

dos corpos aquticos e dos alimentos produzidos nessas reas, coloca em risco a populao

localizada nas adjacncias destes empreendimentos minerrios. O aumento nas concentraes

de metais pesados prximas s zonas de minerao pode estar relacionado com processos

qumicos e biolgicos que controlam a solubilidade, a disponibilidade e a mobilidade desses

metais (ABESSA et al., 2012; HOU et al., 2013; WANG et al., 2013; BI et al., 2014; SOUZA

et al., 2015).

A minerao o processo pelo qual o minrio extrado das minas de forma artesanal

e simples (manual) ou modernamente mecanizado e em larga escala. Esse conjunto de

operaes para extrao do minrio chamado lavra, e, onde est confinado denominado de

jazidas ou minas. O minrio bruto, na realidade, um agregado de minerais (vrios elementos

qumicos) que possui em sua composio um determinado elemento qumico de interesse

econmico, o qual submetido a processos metalrgicos para purificao e utilizao

industrial; o beneficiamento ocorre separando o agregado mineral (bruto) em duas fraes:

concentrado e rejeito. Minerais presentes nas jazidas sem interesses econmicos,

composicionais, ou tecnolgicos, chamados de minerais de ganga, so incorporados ao rejeito

para descarte. (LUZ e LINS, 2005; MUNIZ e OLIVEIRA-FILHO, 2006). A Tabela 02 mostra

alguns exemplos de agregados minerais, metal de interesse e utilizao industrial mais

recorrente destes minerais.

28

Tabela 2. Agregados minerais, metal de interesse e utilizao

Minerais

Agregados minerais Mineral de interesse

Aplicao Industrial

Al3O3 2H2O (bauxita) Al empregado como material estrutural em

construo e transporte e tambm em embalagem, e tem substitudo o ao em algumas aplicaes.

Cu (cobre nativo);

Cu2S (cuprita);

FeO Cu2S (calcopirita)

Cu Usado como uma medida do desenvolvimento

industrial, utilizado em construes, produtos eltricos e mquinas e equipamentos.

FeS2 (pirita);

Fe3O4 (magnetita);

Fe2O3 (cassiterita)

Fe Utenslios domsticos, peas de automveis

estruturas de edifcios, ferramentas, latas de

alimentos e bebidas, etc.

Hg (mercrio nativo); HgS (cinbrio)

Hg As maiores aplicaes do mercrio so em

equipamentos elctricos e em dispositivos de

controle, onde a estabilidade fluidez, elevada densidade e condutividade elctrica so essenciais.

ZnS (blenda) Zn usado na produo de ligas ou na galvanizao de

estruturas de ao.

Fonte: LUZ e LINS, 2005; SOUZA et al., 2013; DANAFLOAT, 2016.

De acordo com Muniz e Oliveira-Filho (2006), os rejeitos da extrao mineral possuem

altas concentraes de metais, onde os reflexos dessa contaminao extravasam,

frequentemente, os limites das reas de trabalho, atingindo a topografia, a flora, a fauna, alm

dos sistemas hdrico e morfofisiolgico do solo. Para determinar a presena desses

contaminantes necessrio entender os mecanismos que controlam sua mobilidade, sua

biodisponibilidade, sua ao e sua persistncia no meio ambiente. Uma vez que os organismos

vivos entram em contato com esses contaminantes, torna-se necessrio conhecer, entre outras

coisas, o nvel de toxicidade, o grau de contaminao e os efeitos patolgicos desses compostos,

para evitar grandes desastres.

2.2.5 Estado da Arte

Na ltima dcada, intensificou-se a quantidade de estudos envolvendo a presena de

metais pesados, o impacto ambiental causado pela descarga ou excesso desses contaminantes e

suas implicaes na fauna, flora e na sade humana, haja visto a variedade de estudos

reportados na literatura. Diversos trabalhos tambm tm sido destinados apresentao do

progresso na rea. Trabalhos que atualizam as informaes com o objetivo de oferecer uma

29

viso crtica do estado da arte, do ponto de vista de especialistas altamente qualificados e

experientes (ABESSA et al., 2012; HOU et al., 2013; WANG et al., 2013; BI et al., 2014;

SOUZA et al., 2015). Uma pequena frao destes artigos cientficos citada neste trabalho pela

relevncia e importncia para o presente estudo.

Em 2003, Pires et al. realizaram um estudo de caso na Barragem de Germano, localizada

no municpio de Mariana, estado de Minas Gerais, com o intuito de avaliar o potencial poluidor

dos resduos slidos produzidos pela empresa Samarco Minerao S.A. O trabalho procurou

avaliar o impacto causado pela ao exploratria de minrio e do tratamento efetuado neste

material. Durante o estudo, amostras de efluentes do tratamento de minrio de ferro processado

no Complexo de Germano, foram coletados e submetidos a testes de classificao, de acordo

com as Normas da ABNT 10004, 10005, 10006 e 10007. Os resultados dos testes de lixiviao

e solubilizao foram analisados em conjunto com os resultados das anlises de elementos-

traos (alumnio, cdmio, chumbo, cromo e mangans) presentes no resduo, particularmente

os de cromo. Os autores concluram que o resduo acumulado na Barragem de Germano tem

capacidade de reteno de metais pesados devido a goetita presente no resduo, diminuindo a

disperso de poluentes.

Miller et al. (2004) investigaram a contaminao da gua, solo e vegetais por metais

pesados das comunidades ribeirinhas da bacia do rio Pilcomayo, na regio mineira de Cerro

Rico de Potos, sul da Bolvia. A atividade extrativista teve incio em 1545 e levou grave

contaminao de guas e sedimentos do rio Pilcomayo numa extenso de 200 km a jusante das

minas. Amostras de gua, solos agrcolas e vegetais de quatro comunidades foram investigadas

(Mondragn, Tasapampa, Tuero Chico e Sotomayor) e apresentaram nveis excedentes de

cadmio, chumbo e zinco de acordo com a legislao de referncia da United States

Environmental Protection Agency (USEPA). A contaminao do solo resultou da deposio de

partculas durante os eventos de inundao e a utilizao de guas de irrigao contaminadas

obtidas a partir do rio Pilcomayo ou uma combinao desses dois processos. As anlises

realizadas em alface e cenoura mostraram a presena de chumbo nas amostras, bem como de

antimnio na gua para beber. Ao final da investigao, foi possvel concluir que a principal

via de exposio metais pesados ocorreu pela ingesto de vegetais cultivados em solo e gua

de irrigao contaminados.

Abessa et al. (2012) realizaram uma avaliao temporal da qualidade de guas e

sedimentos do Rio Ribeira de Iguape (So Paulo) a partir do uso de testes de toxicidade aguda

com invertebrados aquticos. A bacia do Rio Ribeira do Iguape foi marcada por intensa

atividade de minerao de chumbo, com estimativa de 5,5 toneladas/ms em materiais ricos em

30

arsnio, brio, cadmio, chumbo, cobre, crmio e zinco. O trabalho analisou a toxicidade em

amostras de gua e sedimentos coletados ao longo do rio em trs campanhas de 2009 a 2010.

Os testes de toxicidade aguda foram conduzidos com o cladcero Daphnia similis, utilizando

as amostras brutas de gua e a exposio aos sedimentos pela interface sedimento-gua,

os resultados indicaram, em geral, ausncia de toxicidade, tanto para sedimentos quanto para

guas, com efeitos txicos agudos registrados apenas episodicamente (toxicidade marginal),

mantiveram coerncia devido s baixas concentraes de metais em guas e sedimentos

indicadas na literatura, porm diferiram do monitoramento feito pela agncia ambiental

estadual, que tinha registrado toxicidade crnica. Essa toxicidade aguda eventual indicou,

ainda, que embora a qualidade do Rio Ribeira de Iguape estivesse sendo recuperada, as

condies ainda no estavam totalmente controladas.

Trindade, Horn, Ribeiro (2012) realizaram um estudo de identificao das reas de risco

de contaminao biota, a partir das concentraes de metais pesados, nos sedimentos do rio

So Francisco entre Trs Marias e Pirapora (Minas Gerais). A rea de estudo foi caracterizada

por atividades agrcolas e beneficiamento de minrios. Os resultados mostraram que,

agroqumicos de classes I (extremamente txico) e II (altamente txicos) eram amplamente

manejados nas reas de cultivo de caf e soja. O risco de contaminao ambiental por metais

pesados nos sedimentos do rio So Francisco entre Trs Marias e Pirapora apresentou relao

positiva e concordncia entre as concentraes totais, ndice de geoacumulao e as relaes de

risco. A partir dos resultados, observou-se que das 59 estaes coletas, 6.8 % apresentam risco

baixo, 79.6 % risco moderado e 13.6 % apresentam risco alto de contaminao por metais

txicos, o grupo concluiu que, mesmo apresentando risco moderado, um plano de

monitoramento contnuo para avalio do comportamento da biota na presena desses metais

necessrio.

Singh et al. (2014) monitoraram a presena de metais pesados no rio Yamuna (ndia).

Os resultados mostraram nveis de contaminao de cobre, chumbo, nquel e cromo e seus

padres de disperso ao longo do rio em duas espcies invasoras de peixes: Oreochromis

niloticus e Cyprinus carpio. Os resultados deste estudo indicaram bioconcentrao nos peixes

devido s suas exposies aos metais pesados provenientes de diferentes rotas.

O monitoramento ambiental regular de contaminao por metais pesados em peixes foi

utilizado para avaliar a segurana do consumo de peixes contaminados atravs da exposio

destas espcies a um ambiente degradado.

Oliveira et al. (2016) avaliaram o nvel de metais pesados, principalmente mercrio, na

gua, no sedimento de fundo e em peixes (carnvoros e onvoros) do rio Tapajs na regio

31

localizada no municpio de Itaituba, no oeste do estado do Par, a fim de verificar os possveis

impactos causados pelas atividades de extrao artesanal de ouro no ambiente deste rio. Os

resultados para gua apresentaram concentraes acima do limite mximo do CONAMA, para

cdmio, alumnio e zinco, o que atribuiu-se s caractersticas geolgicas da regio, assim como

incidncia de efluentes contendo resduos agrcolas ou da minerao. Os metais analisados

nos sedimentos de fundo tambm apresentaram nveis reduzidos, com exceo do ferro,

provavelmente devido geologia da regio e ao descarte de efluentes em reas prximas do rio.

Para as amostras de peixes, os maiores nveis de mercrio foram encontrados nas espcies de

hbitos carnvoros, com concentraes superior permitida pela OMS (0,500 g.L-1), enquanto

as espcies onvoras apresentaram concentraes abaixo do permitido. O grupo encerra

ressaltando a importncia de estudos de monitoramento em regies de extraes minerais.

Voigt, Silva, Campos (2016) avaliaram a bioacumulao de metais pesados em espcies

de Cyprinus carpio pela interao com sedimentos e gua no reservatrio de Alagados, em

Ponta Grossa (Paran). As atividades agrcola e agropecuria so as principais fontes de

poluio, responsveis pela eutrofizao do reservatrio. A bioacumulao de metais pesados

foi determinada em guelras e fgado dos espcimes de Cyprinus carpio e relacionadas com as

concentraes no sedimento e gua do reservatrio. O estudo mostrou concentraes de ferro e

cdmio acima do limite mximo do CONAMA, sendo ferro o metal com maior concentrao

entre os demais metais. Os resultados para sedimentos mostraram as maiores concentraes

para os elementos ferro e alumnio, contudo, abaixo do nvel de efeitos adversos provveis

comunidade biolgica. Os metais zinco, ferro e alumnio foram os que tiveram maiores

concentraes nas amostras de fgado e brnquias de Cyprinus carpio. O grupo conclui que o

reservatrio de Alagados apresenta baixa contaminao por metais em seus compartimentos

ambientais, sendo a espcie Cyprinus carpio boa indicadora de bioacumulao de metais pela

interao com sedimento e gua de reservatrio de abastecimento de gua.

Como observado, os estudos sobre a contaminao por metais pesados em matrizes

ambientais (gua, solo, sedimento de fundo, animais e plantas) tm sido uma preocupao em

muitas regies brasileiras que envolvem atividades de extrao e beneficiamento de minrios.

Assim, este trabalho surge como um estudo pioneiro na regio onde esto localizadas a cidade

de Paran/RN e as comunidades circunvizinhas de Aroeira, Carnaubinha, Stio Pitombeiras e

Caiara, com intuito de avaliar as concentraes de metais pesados em matrizes ambientais no

Aude Antas, local de explorao de jazidas de esmeraldas desde a dcada de 1980.

32

3 OBJETIVO

3.1 Geral

Determinar as concentraes de metais/metaloides (cdmio, cobre, chumbo, cromo,

mercrio, zinco, entre outros) na gua, nos sedimentos e no tecido muscular de peixes do Aude

Antas, Paran/RN.

3.2 Especficos

Determinar as concentraes de alguns metais/metaloides (cdmio, cobre, chumbo,

cromo, mercrio, zinco, entre outros) em amostras de gua do Aude Antas;

Determinar as concentraes de alguns metais/metaloides (cdmio, cobre, chumbo,

cromo, mercrio, zinco, entre outros) em amostras de sedimentos do Aude Antas;

Determinar a concentrao de metais/metaloides (cdmio, cobre, chumbo, cromo,

mercrio, nquel e zinco) em tecido muscular de peixes (Oreochromis niloticus,

Linnaeus 1758).

33

4 METODOLOGIA

4.1 Caracterizao da Regio de Coleta de Amostras

4.1.1 Localizao e Acesso

Como observado na Figura 3, a cidade est localizada no Alto Oeste do Estado do Rio

Grande do Norte, inserida na mesorregio do Oeste Potiguar e na microrregio de Pau dos

Ferros, sendo o acesso realizado pelas BR 304, BR 405 e RN 117. A sede do municpio tem

uma altitude de 373 m e coordenadas 062909,6 de latitude sul e 381846,8 de longitude

oeste, cerca de 431 km da capital Natal (BRASIL, 2016).

Figura 3. Localizao, limites e acesso ao municpio de Paran/RN

Fonte: Google Maps, 2016; WikiMedia, 2016.

34

4.1.2 Aspectos Socioeconmicos

De acordo com o censo de 2010 do IBGE, o municpio de Paran/RN possui uma rea

territorial de 81.390 km2 com uma densidade demogrfica de 48,56 hab./km2 e uma populao

de 3.952 habitantes, sendo 79,23% residentes na rea rural e um ndice de Desenvolvimento

Humano Municipal (IDHM) baixo (0,589) (BRASIL, 2016).

Quanto s atividades econmicas, dos 43,90% da populao economicamente ativa

(maior/igual a 18 anos), 54,01% trabalham na agropecuria, 29,24% no setor de servios, 9,71%

no comrcio, 3,29% na construo civil, 2,32% em indstrias de transformao e 1,15% na

utilidade pblica. Os principais recursos econmicos vm da agricultura (algodo herbceo,

arroz, batata-doce, cana de acar, feijo, milho, banana, castanha de caju, coco-da-baa, manga

e mandioca); pecuria (bovinos, sunos, equinos, asininos, muares, ovinos e caprinos);

produo animal (pescado, leite, ovos e mel de abelha); extrao vegetal (casca de angico, cera

e fibra de carnaba, castanha de caju, mangaba, oiticica e umbu) e silvicultura. No ranking de

desenvolvimento, Paran est em 122 lugar no estado (122/167 municpios) e em 4.492 lugar

no Brasil (4.492/5.561 municpios) (IDEMA, 2016; BRASIL, 2016).

4.1.3 Aspectos Fisiogrficos

O municpio de Paran/RN possui um relevo com altitudes entre 400 a 800 metros,

composto pela Depresso Sertaneja-So Francisco, que abrange uma srie de terrenos baixos

situados entre as partes altas do Planalto da Borborema e da Chapada do Apodi. O solo

paranaense predominantemente Bruno no Clcico, cujas caractersticas so fertilidade

mdia-alta (aptido agrcola regular e restrita para pastagem natural, apta para culturas de ciclo

longo como algodo arbreo, sisal, caju e coco), textura areno-argilosa e mdia argilosa,

pedregoso, relevo suave ondulado e de boa drenagem, onde o sistema de manejo de mdio e

baixo nvel tecnolgico, sendo as prticas agrcolas realizadas por meio do trabalho braal e da

trao animal com implementos agrcolas simples (BRASIL, 2005; IDEMA, 2016).

4.1.4 Geologia e Hidrografia

Os aspectos geolgicos e geomorfolgicos inserem o municpio de Paran/RN em rea

de abrangncia das rochas Complexo Gnassico-Migmattico e do Embasamento Cristalino,

provenientes de idade Pr-Cambriana mdia e com idade variada entre um e 2,5 bilhes de

35

anos, predominando uma superfcie plana, elaborada por processos de pediplanao.

A principal ocorrncia mineral na regio o feldspato, utilizado na indstria de vidro, cermica

e esmalte, para preencher borrachas e plsticos, como fonte de potssio, em raes de aves,

como extensor de tintas a leo e emulses, dentre outros. Jazidas de gemas so exploradas na

regio, sendo a esmeralda a variedade mais cobiada e mais valiosa pedra preciosa, devido a

sua beleza e cor verde, decorrente da presena de cromo, vandio e ferro na rede cristalina.

Alm de rochas ornamentais, especialmente migmatitos utilizado em piso e revestimento, brita

e rocha dimensionada utilizada para construo civil (IDEMA, 2016).

Quanto hidrologia, o municpio de Paran/RN encontra-se totalmente inserido na

Bacia Hidrogrfica do rio Apodi-Mossor, inserido no Domnio Hidrogeolgico Fissural,

composto de rochas do embasamento cristalino que englobam o subdomnio rochas

metamrficas constitudo do Grupo Caic e Complexo Jaguaretama e o subdomnio rochas

gneas da Sute calcialcalina Itaporanga. As guas subterrneas englobam os aquferos

Cristalino (onde os poos perfurados apresentam uma vazo mdia-baixa de 3,05 m/h e uma

profundidade de at 60 metros, com gua comumente apresentando alto teor salino de 480 a

1.400 mg L-1 com restries para consumo humano e uso agrcola) e Aluvio (os depsitos

caracterizam-se pela alta permeabilidade, boas condies de realimentao e uma profundidade

mdia em torno de sete metros, de qualidade da gua geralmente boa e pouco explorada). Os

recursos hdricos superficiais advm principalmente dos riachos Caiara e da Aroeira, e os

audes Pitombeira (4.000.000 m) e Antas (2.334.180 m), sendo este ltimo de grande

importncia socioeconmica para a regio (BRASIL, 2005; IDEMA, 2016).

Construdo em 1985, o Aude Antas atende, em mdia, a trs mil habitantes das

comunidades de Carnaubinha do Rocha, Caiara, Stio Pitombeira e Aroeira. Dotado de

sangradouro, o aude desagua na Bacia Hidrogrfica do rio Apodi-Mossor, no municpio de

Jos da Penha. Suas guas so utilizadas para consumo humano (banho, beber e cozinhar) e

animal (dessedentao), turismo e lazer, agropecuria (irrigao) e pesca. Intensas atividades

extrativistas (gerao e descarte de resduos minerais) realizadas na regio podem estar

influenciando diretamente na contaminao dos recursos hdricos e na incidncia de diversas

patologias.

36

4.2 Reagentes e Solues

Todas as anlises foram realizadas utilizando-se reagentes e solues de grau de pureza

analtica: perxido de hidrognio (H2O2); cido ntrico (HNO3); soluo padro estoque de

metais de 1.000 ou 100 mg L-1; soluo padro de sdio de 0,50; 1,00; 2,50; 5,00 e

10,00 mg L-1; soluo padro de potssio de 1,00; 2,00; 5,00; 10,00 e 20,00 mgL-1; soluo

padro para os demais metais de 0,05; 0,10; 0,50; 1,00 e 2,00 mg L-1; soluo de cido ntrico

2 % (v/v); soluo padro de mangans 1,00 mg L-1 e gua deionizada. Para a curva de

calibrao dos metais (multielementar), para todas as matrizes, os reagentes foram SPEX.

A mesma marca foi utilizada como padro de verificao. Para as extraes foram utilizados

reagentes da Sigma, Merck, Aldrich.

4.3 Equipamentos

Para as anlises foram utilizados: espectrmetro de emisso ptica com plasma

indutivamente acoplado, Optima 8000, da Perkin Elmer; cilindro de Nitrognio 99,999%;

cilindro de Argnio 99,999%; compressor de ar; bloco digestor; estabilizador; aparato para

filtrao com disco de filtro de membrana 0,45 m; bomba vcuo; secador de ar; filtro de

membrana (de nitrato, acetato ou mistura de steres de celulose) de 0,45 m; papel de filtro

qualitativo; tubos de digesto; balana analtica.

4.4 Procedimento Experimental

4.4.1 Coleta de Amostras

As amostras de gua, sedimentos e peixes foram coletadas no dia 13 de agosto de 2015.

Foram selecionados 4 pontos de coleta de forma a obter uma representatividade do manancial

como um todo, tendo como referncia o local de captao de gua pela CAERN para

abastecimento das comunidades de Aroeira, Carnaubinha, Stio Pitombeiras e Caiara

(Ponto 01), a proximidades com culturas irrigadas e pesca (Ponto 02 e 03) e o sangradouro

(Ponto 04). Os procedimentos de coleta, preservao e acondicionamento foram realizados

segundo metodologias padro (APHA, 2005; CETESB, 2011).

As amostras de gua foram coletadas a uma profundidade de aproximadamente 30 cm

da superfcie; em relao aos sedimentos, para cada estao foram coletadas 3 parcelas de

37

amostras superficiais (mximo de 5 cm de profundidade) de aproximadamente 300 g cada, as

quais foram recompostas em uma nica amostra e acondicionadas, in loco, em frascos de

polietileno devidamente limpos e identificados.

Os peixes foram capturados na regio pesqueira do aude, localizada entre os pontos P1

e P2, por moradores da comunidade local utilizando-se redes de espera no perodo crepuscular.

Aps refrigeradas em caixas de isopor com gelo, as amostras foram transferidas para o

Laboratrio de Ictiologia da UERN, onde foram devidamente armazenadas.

As coordenadas geogrficas dos pontos de coleta foram obtidas com o auxlio de um

GPS (Sistema de Posicionamento Geogrfico) e encontram-se descritas na Tabela 03 e

representadas no mapa de localizao dos pontos (Figura 4).

Tabela 3. Coordenadas geogrficas dos pontos de coleta de amostras de gua, sedimentos e

peixes no Aude Antas, Paran/RN

Coordenadas

Pontos S W

P1 captao de gua de abastecimento da CAERN 62524.36 381544.99

P2 culturas irrigadas e pesca 62534.41 381603.35

P3 culturas irrigadas e pesca 62546.30 381606.37

P4 proximidades do sangradouro 62531.64 381546.62

Fonte: o autor (2016).

Figura 4. Localizao da rea de estudo (Aude Antas, Paran/RN) e pontos de amostragem

de gua e sedimentos

Fonte: Google Earth, 2013.

38

4.4.2 Tratamento das Amostras

Uma vez no Laboratrio de Eletroqumica e Qumica Analtica (LEQA) da UERN, as

amostras de gua foram preservadas com HNO3 (pH 2). As amostras de sedimentos foram secos

temperatura ambiente, triturados, homogeneizadas e peneiradas em malha, de nylon sendo

novamente estocados em frascos de polietileno. Posteriormente, foram transportados para o

Laboratrio Venturo Anlises Ambientais (Araraquara/SP) at as anlises para metais pesados,

utilizando metodologia-padro: Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater (SMEWW 22 Method 3030 E).

Os peixes foram imediatamente refrigerados aps a captura, e transportados para o

Laboratrio de Ictiologia da UERN, onde os espcimes foram identificados, medidos e pesados.

Foram obtidos o comprimento padro, em centmetros, com o auxlio de um ictimetro, e o

peso, em gramas, com o uso de balana semi-analtica. De cada exemplar foi retirado um

fragmento do tecido muscular dorso lateral de 5 g, tendo ateno limpeza e uniformidade dos

fragmentos. O tamanho do fragmento retirado era proporcional ao tamanho do indivduo, porm

sendo respeitados os limites de peso conforme a Organizao Mundial da Sade (WHO, 1976).

Cada fragmento retirado foi acondicionado individualmente em sacos plsticos e devidamente

etiquetados, discriminando o local de coleta (Aude Antas, Paran/RN) e do espcime

capturado (Oreochromis niloticus, Linnaeus 1758). As amostras foram armazenadas em freezer

temperatura de 20 C. Posteriormente, foram transportados para o Laboratrio Venturo

Anlises Ambientais (Araraquara/SP) em caixa trmica (armazenados temperatura de 15

C), at as anlises para metais pesados, utilizando as metodologias-padro: United States

Environmental Protection Agency (USEPA Method 6010 C) e Association of Official

Agricultural Chemists (AOAC Method 999.10).

39

5 RESULTADOS E DISCUSSO

5.1 Anlises de gua

Considerando que o Aude Antas, Paran/RN, um recurso hdrico utilizado para

captao de gua para o abastecimento humano, os resultados das anlises de metais na gua

foram comparados com a Resoluo do CONAMA n. 357, de 17 de maro de 2005, que dispe

sobre a classificao dos corpos de gua e diretrizes ambientais para o seu enquadramento,

tendo como critrio, os nveis de qualidade que as guas Classe II (guas Doces) devem possuir

para atender s determinadas especificidades (no caso, consumo humano). A Tabela 04 mostra

as concentraes de metais e metaloides nas amostras de gua do Aude Antas.

Tabela 4. Resultados das anlises de metais nas amostras de gua do Aude Antas, Paran/RN

Parmetros

(metais / metaloides)

Resultados (em mg L-1)

*VMP Ponto 01 Ponto 02 Ponto 03 Ponto 04 LQ

Alumnio

dissolvido

0,364 0,951 0,354 0,332 0,029 0,1

Antimnio < 0,004 < 0,004 < 0,004 < 0,004 0,004 0,005

Arsnio < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,01

Brio 0,110 0,152 0,117 0,110 0,08 0,7

Berlio < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,04

Boro < 0,016 < 0,016 < 0,016 < 0,016 0,016 0,5

Cdmio < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 0,001 0,001

Chumbo < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,01

Cobalto < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,05

Cobre dissolvido 0,020 0,022 0,018 0,017 0,009 0,009

Cromo < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 0,010 0,05

Ferro dissolvido 0,614 2,326 0,738 0,656 0,008 0,3

Ltio < 0,042 < 0,042 < 0,042 < 0,042 0,042 2,5

Mangans 0,128 0,258 0,167 0,136 0,110 0,1

Nquel < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,025

Mercrio 7,8774x10-4 1,2630x10-3 3,1410x10-5 3,9157x10-4 1,94x10-6 2x10-4

Prata total < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 0,005 0,01

Selnio < 0,009 < 0,009 < 0,009 < 0,009 0,009 0,01

Urnio < 0,008 < 0,008 < 0,008 < 0,008 0,008 0,02

Vandio < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 0,010 0,1

Zinco < 0,039 < 0,039 < 0,039 < 0,039 0,039 0,18

Legenda: Limite de quantificao do mtodo (LQ); *Valor mximo permitido pela Resoluo do CONAMA, n. 357/2005 para a potabilidade da gua Classe II (guas Doces).

Fonte: BRASIL, 2012.

40

Os resultados mostraram que a gua do Aude Antas, Paran/RN, no atende

Resoluo n. 357/2005 do CONAMA para os metais alumnio, cobre, ferro, mangans e

mercrio, em todos os pontos amostrados, uma vez que seus valores encontram-se acima do

valor mximo permitido (VMP) pela respectiva resoluo. Nos pontos 01, 03 e 04, as

concentraes de alumnio foram trs vezes superiores permitida, enquanto no ponto 02, esse

valor foi dez vezes maior. Para o elemento ferro, nos pontos 01, 03 e 04, os resultados foram

duas vezes maiores, enquanto no ponto 02, oito vezes. Os valores encontrados no ponto 02 para

os metais brio, mangans e mercrio tambm foram maiores quando comparados com os

demais pontos.

Embora os parmetros alumnio e ferro possam estar relacionados geologia da regio,

situada em rea de rochas do Embasamento Cristalino (onde o alumnio ocorre em minrios de

feldspatos aluminossilicatados) e solo do tipo No Clcico (onde o ferro ocorre em argilas),

o que pode justificar os teores elevados desses dois elementos, estudos tm mostrado que a

prtica agrcola, bem como, o carreamento de rejeitos de atividades mineradoras, tambm

influenciam na contaminao de mananciais (MENEZES et al., 2009; OLIVEIRA et al., 2015).

A utilizao contnua de herbicidas na prtica agrcola (como o glifosato 480 Agripec,

usado em culturas de soja e milho, culturas cultivadas s margens do Aude Antas) contendo

quantidades-trao de metais atingem os ambientes aquticos via ciclo hidrolgico. O glifosato

apresenta alta capacidade de adsoro no solo, os mecanismos mais comuns so a troca de

ligantes com os xidos de ferro e alumnio e as pontes de hidrognio formadas entre o glifosato

e as substncias hmicas presentes no solo, onde pode permanecer como resduo ou ser carreado

para os corpos aquticos (YAMADA e CASTRO, 2007; MORAES e ROSSI, 2010).

Dentre as muitas fontes de mangans, encontram-se os resduos de fertilizantes,

fungicidas e herbicidas utilizados em atividades agrcolas. Normalmente, as concentraes

desse elemento no ultrapassam 0,2 mg L-1 em guas superficiais. Dentre os pontos amostrados,

apenas o ponto 02 apresentou valor acima do limite. Dessa forma, pode-se relacionar a

agricultura s elevadas concentraes desse elemento na gua da rea de estudo (MENEZES et

al., 2009).

Adicionalmente, as atividades mineradoras presentes na regio (explorao de rochas e

pedras preciosas) outro fator que pode contribuir para o aumento da concentrao de metais

no local, devido: ao uso de maquinrios e explosivos para a abertura de galerias; produo de

rejeitos minerais; presena de insumos no ambiente, e, alterao da qualidade ambiental do

ecossistema (NASCIMENTO, 2009).

41

Em regies onde h explorao de esmeraldas, a contaminao por metais pode ser

relacionada ao processo de lavagem e beneficiamento das pedras preciosas, pois essa atividade

produz efluentes que so descarregados nos corpos aquticos, causando danos ao ecossistema

(NASCIMENTO, 2009).

Em todos os pontos amostrados, a concentrao de cobre foi o dobro da permitida pela

legislao do CONAMA, mdia de 0,19 mg kg-1. Concentraes dessa natureza na gua,

diminuem a eficcia de herbicidas. A toxicidade deste elemento dada pela presena de ons

Cu2+ (forma mais txica) e pela precipitao de compostos de cobre CuCO3, Cu2(OH2)2+,

CuOH+, em meio alcalino, condio observada na gua do aude, pH 9,3. Desse modo, tem-

se um aumento na quantidade do herbicida aplicado nas plantaes, contribuindo para o uso

excedente do produto no ambiente, acarretando srios problemas sade humana e ao

ecossistema (SERRA et al., 2011).

Os resultados para mercrio mostraram elevadas concentraes nos pontos 01, 02 e 04,

cerca de quatro, seis e duas vezes superiores, respectivamente, concentrao permitida pela

legislao. Enquanto que, no ponto 03 mostrou a presena do elemento abaixo do limite padro,

a maior concentrao de mercrio no ponto 02 pode estar relacionada proximidade do aude

em relao mineradora, local de explorao de jazidas de esmeraldas h dcadas (BRASIL,

2015). Os rejeitos minerais podem sofrer carreamento para o aude prximo ao ponto 02 (aprox.

200 m), difundindo-se para os demais pontos do aude. Do mesmo modo em que, as escavaes

feitas durante extrao mineral abrem valas que acumulam guas pluviais e transbordam em

direo ao aude (Anexo C).

Enfim, os nveis elevados dos metais alumnio, cobre, ferro, mangans e mercrio

podem ser atribudos principalmente s intensas atividades antrpicas relacionadas agricultura

e explorao mineral da regio. A utilizao da gua para consumo, trabalho, lazer, irrigao

ou quaisquer outras finalidades, contendo concentraes elevadas desses elementos, pode expor

as comunidades ribeirinhas a srios problemas de sade (ver Tabela 01).

5.2 Anlises de Sedimentos

Os sedimentos podem representar uma importante fonte de contaminantes devido ao

fluxo difusivo dos metais dentro da coluna de gua. tambm um depsito de contaminantes

por longo espao de tempo (WEBER et al., 2013). Considerando a importncia do sedimento

como indicador de impacto ambiental dos recursos hdricos, as anlises de metais tambm

foram realizadas nas amostras de sedimentos. Como no Brasil ainda no existem critrios

42

definidos por lei para a avaliao da qualidade de sedimentos, os resultados das anlises

(Tabela 05) foram comparados com os valores de referncia (VR) da Resoluo CONAMA

n. 454, de 1 de novembro de 2012, que estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos

referenciais para o gerenciamento do material a ser dragado em guas sob jurisdio nacional,

e que contempla a concentrao de alguns metais acima do qual h maior probabilidade de

efeitos adversos biota. A maioria dos elementos no tem parmetros de referncia para

comparao, sendo apreciado tambm neste estudo os valores de elementos considerados em

concentraes elevadas (SOUZA et al., 2014).

Tabela 5. Resultados das anlises de metais nas amostras de sedimento do Aude Antas,

Paran/RN

Parmetros

(metais/metaloides)

Resultados (em mg kg-1)

*VR Ponto 01 Ponto 02 Ponto 03 Ponto 04 LQ

Alumnio dissolvido 5.341,60 31.915,18 2.898,38 7.863,17 0,29 -

Antimnio < 0,04 0,42 < 0,04 < 0,04 0,04 -

Arsnio < 0,08 < 0,08 < 0,08 < 0,08 0,08 17

Brio 61,05 345,53 108,38 139,68 0,08 -

Berlio 0,54 1,22 < 0,08 < 0,08 0,08 -

Boro < 0,16 < 0,16 < 0,16 < 0,16 0,16 -

Cdmio < 0,05 0,27 < 0,05 0,069 0,05 3,5

Chumbo 6,11 10,70 1,49 2,96 0,08 91,3

Cobalto 2,58 8,13 0,73 2,17 0,08 -

Cobre dissolvido 0,55 11,18 < 0,18 0,51 0,18 197

Cromo 7,31 21,95 4,56 6,33 0,10 90

Ferro dissolvido 8.386,56 41.066,93 5.147,95 12.599,73 0,08 -

Ltio 14,44 221,94 3,19 15,99 0,42 -

Mangans 138,19 884,67 88,74 294,81 0,11 -

Nquel 1,91 8,64 1,38 1,97 0,08 35,9

Mercrio 0,040 0,064 0,042 0,027 2x10-6 0,486

Prata total < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 0,05 -

Selnio < 0,09 < 0,09 < 0,09 < 0,09 0,09 -

Urnio < 0,08 < 0,08 < 0,08 < 0,08 0,08 -

Vandio 12,51 78,95 5,56 11,67 0,10 -

Zinco 9,60 86,94 4,98 10,02 0,39 315

Legenda: Limite de quantificao do mtodo (LQ); *Valor de referncia para caracterizao qumica de material dragado, que determina as concentraes das substncias poluentes contidas na frao total

da amostra, Resoluo do CONAMA, n. 454/2012.

Fonte: BRASIL 2012.

43

As elevadas concentraes de ferro e alumnio podem derivar de diversas origens:

elementos abundantes na formao geolgica na rea da pesquisa, uso de agrotxicos pela

prtica agrcola, criao de animais e pelo carreamento de rejeitos de atividades mineradoras

presentes na regio (MENEZES et al., 2009; OLIVEIRA et al., 2015). Feldspatos e argilas

constituem a geologia da regio, onde o alumnio na forma de aluminossilicatos o elementos

essencial destes minerais. A reteno de metais por complexao em hidrxidos de ferro,

alumnio e mangans, presentes nos sedimentos na rea estudada, pode ter ocorrido, o que

explicaria as elevadas concentrao de elementos como cromo, cobre, chumbo, nquel e zinco

nos sedimentos quando comparadas as amostras em gua (SOUZA et al., 2014).

Concentraes mnimas de elementos-trao foram determinadas em todos os pontos de

coleta. Assim como, as concentraes de mercrio para todos os pontos, tambm estiveram

abaixo do VR estabelecido pela legislao vigente, estes valores podem ser indicativos que este

elementos pode estar presente em outras matrizes (gua, plantas e animais), e pouco retido nos

sedimentos.

Algumas caractersticas do sedimento e da gua podem afetar a biodisponibilidade dos

metais para a vida aqutica como, por exemplo, no sedimento as concentraes de ferro,

mangans, xidos de alumnio e matria orgnica; e na gua o pH, o potencial redox, a

capacidade de troca catinica, dentre outros (MOZZETO et al., 2006; VOIGT, SILVA,

CAMPOS, 2016). Em todos os pontos de coleta, o pH da gua apresentou-se alcalino (mdia

de 9,3), o que pode levar precipitao de vrios metais como hidrxidos e/ou carbonatos,

depositando-os nos sedimentos e reduzindo a sua concentrao na gua, mas que podem ser

redissolvidos e biodisponibilizados para a vida aqutica dependendo da variao das condies

ambientais do ecossistema (VOIGT, SILVA, CAMPOS, 2016).

As concentraes de metais em sedimentos influenciada por diversos fatores, tais

como: a velocidade de deposio dos metais, a velocidade de sedimentao das partculas, a

natureza e o tamanho das partculas, alm da presena ou ausncia de matria orgnica e

espcies complexantes (VOIGT, SILVA, CAMPOS, 2016).

J a biodisponibilidade dos metais em sedimentos influenciada por fatores: (a) fsicos,

desprendimento pela correnteza; (b) biolgicos, ao dos organismos; (c) humana, navegao

e dragagem, e (d) qumicos, reaes redox pela interao ligante/suporte, onde os principais

suportes geoqumicos so: xidos metlicos (ferro, mangans, etc.), matria orgnica (cidos

hmicos) e sulfetos metlicos (VOIGT, SILVA, CAMPOS, 2016). Assim, possvel observar,

em geral, que a concentrao dos metais biodisponveis em sedimentos pode afetar diretamente

os organismos dos corpos aquticos.

44

5.3 Anlises de Peixes

Oreochromis niloticus (Linnaeus 1758), conhecido como tilpia, uma espcie oriunda

da frica, presente no Aude Antas, Paran/RN, que pode ser usada como bioindicadora de

poluio ambiental, bem como da presena de metais pesados. Diversos trabalhos na literatura

tm utilizado amostras de tecidos e rgos de metabolismo e excreo de xenobiticos desses

espcimes (carcaa, msculos, fgado, rim e brnquias) como biomarcadores para o

monitoramento de contaminantes (nutrientes contendo nitrognio, fsforo e potssio;

inseticidas; herbicidas; pesticidas; organoclorados; hidrocarbonetos policclicos aromticos e

metais pesados) em ambientes aquticos (LINS et al., 2010; MORAES, 2011; CCEREZ-

VELEZ, TELLO, TORRES, 2012; CARRETERO, 2012; DOURADO, 2013; VIRGENS,

CASTRO, CRUZ, 2015).

A utilizao da tilpia (Oreochromis niloticus, Linnaeus 1758) para o estudo est ligada

presena desse espcime na dieta alimentar da populao da rea de estudo e por s suas

caractersticas. Conforme relatado na literatura, a tilpia (Oreochromis niloticus, Linnaeus

1758) uma espcie cosmopolita, rstica, precoce e detritvora, que inclui na sua dieta,

fragmentos vegetais, algas, detritos, peixes, insetos aquticos, macroinvertebrados e

microcrustceos (ZAGANINI, 2009; CARRETERO, 2012; ISEKI et al., 2012). A espcie

predominantemente herbvoro-omnvora e de baixa seletividade alimentar, demonstrando

preferncia por fitoplncton, perifiton e detritos de origem vegetal. Na fase larval alimenta-se

de zooplncton (crustceos), e nas fases juvenil e adulta adquirem hbitos fitfagos,

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