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Lourdes Masson Lourdes Masson Agentes Tóxicos Agentes Tóxicos Contaminantes Diretos de Contaminantes Diretos de Alimentos Alimentos Metais Metais Toxicologia de Alimentos Toxicologia de Alimentos Curso de pós-graduação em Segurança Curso de pós-graduação em Segurança Alimentar e Qualidade Nutricional Alimentar e Qualidade Nutricional CEFET QUÍMICA DE NILÓPOLIS-RJ CEFET QUÍMICA DE NILÓPOLIS-RJ

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Agentes Tóxicos Agentes Tóxicos Contaminantes Diretos de Contaminantes Diretos de

AlimentosAlimentosMetaisMetais

Toxicologia de Alimentos Toxicologia de Alimentos

Curso de pós-graduação em Segurança Curso de pós-graduação em Segurança Alimentar e Qualidade NutricionalAlimentar e Qualidade Nutricional

CEFET QUÍMICA DE NILÓPOLIS-RJCEFET QUÍMICA DE NILÓPOLIS-RJ

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Contaminantes Químicos Contaminantes Químicos Diretos de Alimentos Diretos de Alimentos

São considerados toda substância que:São considerados toda substância que:• não seja um dos seus componentes não seja um dos seus componentes

naturais;naturais;• possa se tornar parte do alimento possa se tornar parte do alimento

durante sua produção, processamento durante sua produção, processamento e/ou armazenamento ee/ou armazenamento e

• apresente risco de provocar dano à apresente risco de provocar dano à saúde de quem o consome.saúde de quem o consome.

Miller, 1991Miller, 1991

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Metais tóxicosMetais tóxicos““A maior parte dos metais encontrados A maior parte dos metais encontrados

no organismo humano (no organismo humano (essenciais ou não essenciais ou não essenciaisessenciais) apresentam ) apresentam alta reatividade alta reatividade química e atividade biológicaquímica e atividade biológica, na forma de , na forma de íons, radicais ou complexos.íons, radicais ou complexos.

Assim, podem ser Assim, podem ser potencialmente de potencialmente de alto riscoalto risco, dependendo da quantidade , dependendo da quantidade ingerida e das outras condições associadas à ingerida e das outras condições associadas à exposição (exposição (tempo e freqüência da tempo e freqüência da exposição e susceptibilidade do exposição e susceptibilidade do organismo expostoorganismo exposto).”).”

Midio & Martins, 2000Midio & Martins, 2000..

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““Metal tóxicoMetal tóxico é todo aquele que pertence é todo aquele que pertence a um grupo de elementos que a um grupo de elementos que não possui não possui características benéficas e nem essenciais características benéficas e nem essenciais para o organismopara o organismo, produzindo efeitos danosos , produzindo efeitos danosos para as funções metabólicas normais, mesmo para as funções metabólicas normais, mesmo quando presentes em quantidades traços.”quando presentes em quantidades traços.”

Pargmiagiani & Midio, 1995Pargmiagiani & Midio, 1995

““Metais essenciaisMetais essenciais, por sua vez, , por sua vez, podem podem tornar-se nocivos ao organismo tornar-se nocivos ao organismo quando quando ingeridos em quantidades muito acima das ingeridos em quantidades muito acima das nutricionalmente desejáveis, ou quando a nutricionalmente desejáveis, ou quando a exposição ocorra por outras vias que não a exposição ocorra por outras vias que não a oral.”oral.”

Midio & Martins, 2000.Midio & Martins, 2000.

Metais tóxicosMetais tóxicos

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Metais tóxicosMetais tóxicosOs Os metais não essenciais e metais não essenciais e

tóxicostóxicos, com configuração eletrônica e , com configuração eletrônica e propriedades similares aos essenciais, propriedades similares aos essenciais, são facilmente absorvidos, são facilmente absorvidos, distribuídos e eliminados.distribuídos e eliminados.

Assim, os Assim, os metais tóxicos metais tóxicos competem com os essenciais, competem com os essenciais, possibilitando a ocorrência de possibilitando a ocorrência de inibição de suas funçõesinibição de suas funções..

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Alguns metais essenciais e não essenciais Alguns metais essenciais e não essenciais presentes no organismo humano.presentes no organismo humano.

MetalMetal IngestãoIngestão

(mg/dia)(mg/dia)

Excreção Excreção urina urina

(mg/dia)(mg/dia)

Excreção Excreção suorsuor

(mg/dia)(mg/dia)

Deposição Deposição

((μμg/dia)g/dia)

EssenciaisEssenciaisCromo (Cr)Cromo (Cr)Manganês (Mn)Manganês (Mn)Ferro (Fe)Ferro (Fe)Cobalto (Co)Cobalto (Co)Selênio (Se)Selênio (Se)Molibidênio (Mo)Molibidênio (Mo)Níquel (Ni)Níquel (Ni)

0,05-0,10,05-0,12,2-8,82,2-8,8

15150,30,3

0,0680,0680,30,30,40,4

0,0080,0080,2250,2250,250,250,260,260,040,040,150,15

0,0110,011

0,0590,0590,0970,097

0,50,50,0170,0170,340,34

0,0610,0610,0830,083

0,69-0,960,69-0,961,001,00130130

0,17-0,280,17-0,280,3-130,3-13

----

Não-Não-essenciaisessenciaisCádmio (Cd)Cádmio (Cd)Chumbo (Pb)Chumbo (Pb)Mercúrio (Hg)Mercúrio (Hg)Arsênio (As)Arsênio (As)

0,2150,2150,450,450,020,021,01,0

0,030,030,030,03

0,0150,0150,1950,195

--0,2560,256

0,00090,0009--

--2,8-4,82,8-4,818-1918-19

--Fonte: Midio & Martins,2000

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Metais veiculados pela dietaMetais veiculados pela dietaAs quantidades absorvidas e As quantidades absorvidas e

retidas pelo animal dependem: retidas pelo animal dependem: • das características físico-químicas das características físico-químicas da substância;da substância;• da composição dos alimentos; da composição dos alimentos; • do estado nutricional e do estado nutricional e • de fatores genéticos do organismo de fatores genéticos do organismo exposto.exposto.

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Concentrações de alguns Concentrações de alguns metais em alguns alimentosmetais em alguns alimentos

AlimentoAlimento MetalMetal Teores Teores (mg/kg)(mg/kg)

Origem Origem marinhamarinha Zinco (Zn)Zinco (Zn) 5-10005-1000Arroz não Arroz não beneficiadobeneficiado Cromo (Cr)Cromo (Cr) 0,160,16Arroz Arroz beneficiadobeneficiado Cromo (Cr)Cromo (Cr) 0,040,04Carne bovinaCarne bovina Níquel (Ni)Níquel (Ni) 0-4,50-4,5Fonte: Midio & Martins, 2000

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Acúmulo de metais em tecidos Acúmulo de metais em tecidos vegetais vegetais

e animais produtores de alimentose animais produtores de alimentosDepende de:Depende de:• natureza do vegetalnatureza do vegetal (concentram-se 1 (concentram-se 1oo

nas raízes das plantas, sistema solo-nas raízes das plantas, sistema solo-planta de proteção da cadeia alimentar, planta de proteção da cadeia alimentar, ex.: grãos de milho e soja s/ metais ex.: grãos de milho e soja s/ metais tóxicos);tóxicos);

• fatores relacionados ao solo fatores relacionados ao solo (pH e (pH e [matéria orgânica] do solo);[matéria orgânica] do solo);

• fatores externos fatores externos (temperatura, luz e (temperatura, luz e umidade, além de fertilizantes) eumidade, além de fertilizantes) e

• rações, água e pastagens contaminadas.rações, água e pastagens contaminadas.

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Chumbo- PbChumbo- PbConhecido desde os tempos remotos, sendo obtido Conhecido desde os tempos remotos, sendo obtido

por vários métodos a partir do mineral por vários métodos a partir do mineral GALENA, PbSGALENA, PbS

Principais usos industriaisPrincipais usos industriais1.1. fabricação de baterias;fabricação de baterias;

2.2. indústria extrativa, petrolífera, cerâmica, gráfica e indústria extrativa, petrolífera, cerâmica, gráfica e bélica;bélica;

3.3. chumbo tetraetila (Cchumbo tetraetila (C22HH55))44Pb (aditivo antidetonante da Pb (aditivo antidetonante da gasolina);gasolina);

4.4. tintas (zarcão);tintas (zarcão);

5.5. pigmento corante em pinturas (alvaiade de chumbo).pigmento corante em pinturas (alvaiade de chumbo).

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Fontes de exposição ao Chumbo – Fontes de exposição ao Chumbo – PBPB11a.a. A contaminação dos alimentos A contaminação dos alimentos

produzidos próximos às regiões produzidos próximos às regiões industrializadas é afetada pelas industrializadas é afetada pelas características das indústrias.características das indústrias.

b.b. Os organismos que vivem no ambiente Os organismos que vivem no ambiente aquático captam e acumulam o Pb aquático captam e acumulam o Pb existente na água e no sedimento existente na água e no sedimento (maiores teores).(maiores teores).Exemplos:Exemplos:

Peixes acumulam Pb nas brânquias, fígado, rins Peixes acumulam Pb nas brânquias, fígado, rins e ossos.e ossos.

Mariscos apresentam concentrações mais Mariscos apresentam concentrações mais elevadas de Pb na carapaça do que nos tecidos elevadas de Pb na carapaça do que nos tecidos moles.moles.

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Fontes de exposição ao Chumbo – Fontes de exposição ao Chumbo – PBPB22

c.c. Nos vegetais a captação do metal Nos vegetais a captação do metal se dá pelas raízes e pela deposição se dá pelas raízes e pela deposição de matéria finamente particulada.de matéria finamente particulada.Exemplos:Exemplos:

Gramíneas, espinafre e cenoura podem Gramíneas, espinafre e cenoura podem contribuir na ordem de 73-95% dos contribuir na ordem de 73-95% dos teores de Pb encontrados.teores de Pb encontrados.

Chumbo tetraetila (aditivo da gasolina) Chumbo tetraetila (aditivo da gasolina) provoca aumento dos níveis de Pb no ar provoca aumento dos níveis de Pb no ar e, conseqüentemente, nos alimentos.e, conseqüentemente, nos alimentos.

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Fontes de exposição ao Chumbo – Fontes de exposição ao Chumbo – PBPB33

d.d. Nos animais de corte há uma correlação Nos animais de corte há uma correlação positiva entre [Pb] nos tecidos e nos positiva entre [Pb] nos tecidos e nos alimentos.alimentos.Exemplo:Exemplo:

Níveis variáveis de Pb- nos ossos observa-se as Níveis variáveis de Pb- nos ossos observa-se as maiores [Pb] ~ 350maiores [Pb] ~ 350μμg/kg.g/kg.

e.e. Processos de industrialização ou preparo Processos de industrialização ou preparo doméstico podem incorporar Pb aos doméstico podem incorporar Pb aos alimentos quando usados utensílios de alimentos quando usados utensílios de cerâmica, chumbo-cristal ou metálicos.cerâmica, chumbo-cristal ou metálicos.

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Fontes de exposição ao Chumbo – Fontes de exposição ao Chumbo – PBPB44

d.d. os elevados níveis de Pb no sangue os elevados níveis de Pb no sangue estão associados a ingestão de bebidas estão associados a ingestão de bebidas alcoólicas desde a Idade Média.alcoólicas desde a Idade Média.Exemplos: Exemplos: Cervejas produzidas em latas, garrafas e em Cervejas produzidas em latas, garrafas e em barris contêm níveis de Pb que variam de 10 a barris contêm níveis de Pb que variam de 10 a 100100μμg/L.g/L.Além da contaminação das uvas durante o Além da contaminação das uvas durante o cultivo, os vinhos engarrafados podem receber cultivo, os vinhos engarrafados podem receber uma proteção de chumbo que cobre as rolhas, e uma proteção de chumbo que cobre as rolhas, e que liberam o metal durante a transferência da que liberam o metal durante a transferência da bebida.bebida.

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Teores de Pb encontrados em suínos e Teores de Pb encontrados em suínos e bovinosbovinos

entre 1984-1988 por pesquisadores suecosentre 1984-1988 por pesquisadores suecosEspéciesEspécies Teores Teores

(mg Pb/kg)(mg Pb/kg)SuínosSuínosCarneCarneFígadoFígado

RimRim

< 0,005< 0,0050,0190,0190,0160,016

BovinosBovinosCarne Carne FígadoFígado

RimRim

< 0,005< 0,0050,0470,0470,0970,097

Fonte: Oga, 2003.

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ToxicocinéticaToxicocinéticaGêneros alimentícios que mais Gêneros alimentícios que mais

contribuem para o total de Pb ingeridocontribuem para o total de Pb ingerido

Água potável,Água potável,Bebidas,Bebidas, Cereais,Cereais, Frutas eFrutas e Vegetais.Vegetais.

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ToxicocinéticaToxicocinéticaABSORÇÃO DE PbABSORÇÃO DE Pb

Influenciada pela(s):Influenciada pela(s):• solubilidade de seus sais e complexos;solubilidade de seus sais e complexos;• condições de plenitude gástrica;condições de plenitude gástrica;• presença de proteínas, Ca, Fe, Mg e P;presença de proteínas, Ca, Fe, Mg e P;• condições de pH ácido do estômago;condições de pH ácido do estômago;• passagem para o intestino delgado;passagem para o intestino delgado;• secreções gastrintestinais e enzimas secreções gastrintestinais e enzimas digestivas (convertem o metal a sua digestivas (convertem o metal a sua forma disponível para absorção).forma disponível para absorção).

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ToxicocinéticaToxicocinéticaDiferenças na absorção de Pb Diferenças na absorção de Pb

entre crianças e adultosentre crianças e adultos

Absorção de Pb pelo TGI (%)Absorção de Pb pelo TGI (%)

Adultos sadiosAdultos sadios 4-114-11

CriançasCrianças 45-5045-50

Fonte: Oga, 2003

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ToxicocinéticaToxicocinéticaA quantidade de Pb que A quantidade de Pb que

permanece disponível no organismo permanece disponível no organismo pode estar contida em 3 pode estar contida em 3

compartimentos diferentes:compartimentos diferentes: tecido ósseo – 90% do total,tecido ósseo – 90% do total,

tecidos moles (rins, sistema nervoso tecidos moles (rins, sistema nervoso e fígado) – 0,3 a 0,9 mg,e fígado) – 0,3 a 0,9 mg,

sangue – 2mg (ñ expos. ocup).sangue – 2mg (ñ expos. ocup).

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ToxicocinéticaToxicocinéticaDISTRIBUIÇÃODISTRIBUIÇÃO

Depende da Depende da velocidade de sua liberação do velocidade de sua liberação do sangue para os vários órgãossangue para os vários órgãos, ,

independente da via de introdução no independente da via de introdução no organismo.organismo.

Plumbemia é função da absorção, Plumbemia é função da absorção, armazenamento e excreção armazenamento e excreção

do metal no organismo.do metal no organismo.

[Pb-sangue] = [Pb absorvido – (Pb [Pb-sangue] = [Pb absorvido – (Pb armazenado + Pb excretado)]armazenado + Pb excretado)]

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ToxicocinéticaToxicocinéticaNo tecido ósseoNo tecido ósseo

• acúmulo como acúmulo como fosfatofosfato de chumbo de chumbo insolúvelinsolúvel em torno de em torno de 90% do total 90% do total disponíveldisponível no organismo. no organismo.

• ½ vida½ vida do Pb 2-10 do Pb 2-10 anos anos..• segue o movimento do Casegue o movimento do Ca podendo ser podendo ser

liberado dos ossos p/ o sangue durante a liberado dos ossos p/ o sangue durante a descalcificação de ossos, gravidez e descalcificação de ossos, gravidez e amamentação. amamentação.

Obs.: Estima-se que oObs.: Estima-se que o leite humano contenha leite humano contenha [Pb] variando de 5-12mg/L[Pb] variando de 5-12mg/L..

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ToxicocinéticaToxicocinéticaTecidos moles:Tecidos moles:

rins, sistema nervoso e fígadorins, sistema nervoso e fígado•Pb Pb não tem caráter cumulativonão tem caráter cumulativo, mas , mas apresenta ação tóxica importante como apresenta ação tóxica importante como agente agente neurotóxico e nefrotóxiconeurotóxico e nefrotóxico..•½ vida½ vida do Pb de 40 diasdo Pb de 40 dias..• [Pb] elevadas nos rins e fígado [Pb] elevadas nos rins e fígado podem estar relacionadas à função podem estar relacionadas à função excretora desses órgãos.excretora desses órgãos.

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ToxicocinéticaToxicocinéticaNo sangue:No sangue:

• ½ vida de½ vida de 36 dias36 dias..

• Pb apresenta-se:Pb apresenta-se:

em uma em uma forma não difusívelforma não difusível, ligada aos , ligada aos eritrócitos e, eritrócitos e, (>16 x)(>16 x)

em outra em outra forma difusível no plasmaforma difusível no plasma, , ligado à albumina ligado à albumina (ação + ativa do metal (ação + ativa do metal = aparecimento de efeitos tóxicos nos ≠s = aparecimento de efeitos tóxicos nos ≠s órgãos e sistemas).órgãos e sistemas).

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ToxicocinéticaToxicocinéticaDistribuição do Pb no organismo

Pb ligado aostecidos moles

Pb difusívelno plasma

Absorção pelo TGIou pulmão

Excreção(fezes e urina)

Pb ligado às P.P

Pb ligado aosossos, dentes

Pb ligado aoseritrócitos

(Baloh, 1974 IN: Cezard & Maguenoer, Toxicologie du plomb chez l'homme,1992.)

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ToxicocinéticaToxicocinéticaExcreção ocorre em 3 fases: rápida, lenta e muito

lenta.

urina, fezes, suor, leite, saliva, cabelos e unhas..

E xcreção d o chu m b o no organ ism o

a bs o rçã o C 0(san g u e)

e lim in ação

C 1(co m p artim en to

su perfic ia l)C 2

(co m p artim en topro fu n do )

Fonte: Leite, 2003

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Ingestão Diária de PbIngestão Diária de Pb• NoNo BrasilBrasil, foi estimada a , foi estimada a ingestão diária de ingestão diária de

PbPb, considerando-se níveis do metal em , considerando-se níveis do metal em alguns alimentos consumidos: alguns alimentos consumidos: frutas, frutas,

vegetais, carnes, peixes e pescados e leite.vegetais, carnes, peixes e pescados e leite.

• Os cálculos indicaram Os cálculos indicaram 12,6 12,6 μμg Pb/kg de peso corpóreo/diag Pb/kg de peso corpóreo/dia

Segundo o Segundo o GEMS/FoodGEMS/Food ( (Global Environmental Global Environmental Monitoring ProgrammeMonitoring Programme, UNEP/FAO/WHO) a , UNEP/FAO/WHO) a

estimativa de introdução de Pbestimativa de introdução de Pb, , considerando uma dieta hipotética global, é considerando uma dieta hipotética global, é de de 29 29 μμg/kg de peso corpóreo/semanag/kg de peso corpóreo/semana

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Níveis de exposição e relação dose-Níveis de exposição e relação dose-efeitoefeito

Fatores de conversão e níveis de ingestão de Fatores de conversão e níveis de ingestão de Pb, que proporcionam níveis de LOAELPb, que proporcionam níveis de LOAEL

População

Nível de efeito

para Pb – S (μg/dL)

Fator de conversã

o

Nível de efeito

derivado (μg Pb/dia)

Crianças 10 0,16 60Mulheres grávidas 10 0,04 250

Adultos 30 0,04 750Fonte: Oga, 2003

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1.1. CriançasCrianças com idade com idade acima de 7 anosacima de 7 anos necessitam de necessitam de ingestãoingestão maior maior (150-200 (150-200 μμg/dia)g/dia) para produzir para produzir plumbemiaplumbemia da ordem da ordem de 10 de 10 μμg/dLg/dL..

2.2. Como o Como o NOAELNOAEL não pode ser estabelecidonão pode ser estabelecido, , estima-se o LOAELestima-se o LOAEL..

3.3. Nos Nos adultosadultos, , 30 30 μμg de Pb/dL de sangueg de Pb/dL de sangue é é considerado considerado LOAELLOAEL e está associado com e está associado com disfunções nervosasdisfunções nervosas periféricas, elevação dosperiféricas, elevação dos níveis de protoporfirina e pressão sangüíneaníveis de protoporfirina e pressão sangüínea..

Níveis de exposição e relação dose-Níveis de exposição e relação dose-efeitoefeito

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Níveis de exposição e relação dose-Níveis de exposição e relação dose-efeitoefeito

Ingestão Total Diária Tolerável (TTDI, Ingestão Total Diária Tolerável (TTDI, tolerable total dietary intaketolerable total dietary intake))

TTDI = TTDI = nível de efeito derivado (nível de efeito derivado (μμg g Pb/dia)Pb/dia) FS (10)FS (10)

Assim,Assim,

Crianças (0-6 anos) – 6 Crianças (0-6 anos) – 6 μμg Pb/diag Pb/diaCrianças (>7 anos) – 15 Crianças (>7 anos) – 15 μμg Pb/diag Pb/diaMulheres grávidas - 25 Mulheres grávidas - 25 μμg Pb/diag Pb/dia

Adultos – 75 Adultos – 75 μμg Pb/diag Pb/dia

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Mecanismo de ação tóxica do Mecanismo de ação tóxica do PbPb

•Na forma difusível plasmática - pode ocorrer simultaneamente em vários órgãos e sistemas, levando ao aparecimento de efeitos mais notáveis nos sistemas renal e nervosos central e periférico.Encefalopatia satúrnica – associada à ingestão de água, bebidas e alimentos contaminados com altas [Pb]. Sintomas: edema cerebral, problemas de memória e psíquicos.Efeitos nefrotóxicos – lesão tubular e nefropatia inespecífica e satúrnica podendo evoluir para insuficiência renal.

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Mecanismo de ação tóxica Mecanismo de ação tóxica do Pbdo Pb Efeitos hematológicosEfeitos hematológicos

Interferência na biossíntese do hemeInterferência na biossíntese do hemePb atua em várias reações enzimáticas nos Pb atua em várias reações enzimáticas nos

eritoblastos da medula óssea durante eritoblastos da medula óssea durante a formação da hemoglobinaa formação da hemoglobina

[precursores do heme] na urina e no sangue[precursores do heme] na urina e no sangue

ANEMIAANEMIA conseqüência do aumento de velocidade de destruição das conseqüência do aumento de velocidade de destruição das

hemáceashemáceas

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Ação do Pb sobre a biossíntese do HEME

Succinil CoA + glicina

CoA + CO2

ALA-S

ácido delta aminolevulínico

Pb

ALA-u

ALA-D Pbporfobilinogênio

uroporfibilinogênio Uro-uUPG-descarboxilase

coproporfirinogênio Copro-u

CPG descarboxilase Pbprotoporfirinogênio

protoporfirina

HEME-sintetaseFe+2

HEME

+ ZnPPZ

Pb

hemoglobina globina

Esquema da ação do Pb sobre a biossíntese do HEME na medula óssea

Fonte: Leite, 2003

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Interações entre Pb e Interações entre Pb e nutrientesnutrientesPrincipais interações observadas em Principais interações observadas em

experimentos com animaisexperimentos com animais1.1. [Proteínas na dieta][Proteínas na dieta] [Pb] nos tecidos[Pb] nos tecidos2.2. [Ca] [Ca] absorção, deposição e absorção, deposição e

excreção urinária de Pbexcreção urinária de Pb3.3. [P] absorção e retenção de Pb agindo [P] absorção e retenção de Pb agindo

de forma aditiva à deficiência de Ca.de forma aditiva à deficiência de Ca.4.4. [Fe] [Fe] deposição de Pb em todo o deposição de Pb em todo o

organismo.organismo.5.5. [Zn][Zn] [Pb] nos tecidos[Pb] nos tecidos6.6. Ausência de Mg na dietaAusência de Mg na dieta absorção de absorção de

PbPb7.7. Deficiência de vitamina E agrava efeitos Deficiência de vitamina E agrava efeitos

provocados pelo Pbprovocados pelo Pb

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PrevençãoPrevenção• A A Ingestão Diária Tolerável provisóriaIngestão Diária Tolerável provisória

(pTDI) é de (pTDI) é de 3,6 3,6 μμg de Pb/kg de peso g de Pb/kg de peso corpóreocorpóreo (FAO/WHO, 1988). (FAO/WHO, 1988).

• A A Ingestão Semanal Tolerável Ingestão Semanal Tolerável provisóriaprovisória (PTWI) é de (PTWI) é de 25 25 μμg Pb/kg de g Pb/kg de

peso corpóreopeso corpóreo (FAO/WHO, 1987). (FAO/WHO, 1987).

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Cádmio- CdCádmio- Cd Sua identificação data de 1817 e sua Sua identificação data de 1817 e sua

toxicidade foi logo reconhecida e os sintomas toxicidade foi logo reconhecida e os sintomas descritos. descritos.

Sais de Cd foram usados como anti-Sais de Cd foram usados como anti-helmínticos, anti-sépticos, acaricidas e helmínticos, anti-sépticos, acaricidas e nematicidas, tendo sido citados em várias nematicidas, tendo sido citados em várias farmacopéias do início do século XX.farmacopéias do início do século XX.

É um elemento altamente tóxico e um dos É um elemento altamente tóxico e um dos mais perigosos de todos os metais mais perigosos de todos os metais contaminantes presentes nos alimentos e no contaminantes presentes nos alimentos e no ambiente, não apenas pelos altos níveis de ambiente, não apenas pelos altos níveis de toxicidade, mas também devido a sua ampla toxicidade, mas também devido a sua ampla distribuição e aplicações industriais.distribuição e aplicações industriais.

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Cádmio- CdCádmio- Cd• As principais vias de exposição podem As principais vias de exposição podem

ser identificadas como: ser identificadas como: exposição envolvendo principalmente exposição envolvendo principalmente

inalação de poeira e fumaça; inalação de poeira e fumaça; exposição incluindo a entrada oral ou exposição incluindo a entrada oral ou

a exposição a este elemento; a exposição a este elemento; exposição crônica observada através exposição crônica observada através

dos alimentos, ar e água.dos alimentos, ar e água.

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A produção industrial de A produção industrial de cádmiocádmio

• 34%- revestimentos metálicos para as indústrias 34%- revestimentos metálicos para as indústrias automobilística, espacial e de telecomunicaçãoautomobilística, espacial e de telecomunicação..• 23%- produção de pigmentos para tintas, 23%- produção de pigmentos para tintas, vernizes e plásticos.vernizes e plásticos.• 15%- empregado como estabilizador (inibe a 15%- empregado como estabilizador (inibe a degradação do PVC).degradação do PVC).• Outros usos: componente de acumuladores Outros usos: componente de acumuladores alcalinos, constituintes de soldas e ligas de baixa alcalinos, constituintes de soldas e ligas de baixa fusão, produção de cabos de alta condutividade, fusão, produção de cabos de alta condutividade, como endurecedor para o cobre, na cura da como endurecedor para o cobre, na cura da borracha, na indústria do vidro, na fotografia, na borracha, na indústria do vidro, na fotografia, na litografia e, em processos de gravura.litografia e, em processos de gravura.• E ainda, como constituinte de amálgama e como E ainda, como constituinte de amálgama e como anti-helmíntico para aves e suínos.anti-helmíntico para aves e suínos.

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Fontes de exposição ao Fontes de exposição ao CádmioCádmio

• produção de açoprodução de aço• incineração de lixoincineração de lixo• deposição e precipitação no solo agrícoladeposição e precipitação no solo agrícola• elevados níveis próximos às fundições elevados níveis próximos às fundições

(>>100mgCd/kg de solo)(>>100mgCd/kg de solo)• resíduo de fabricação de cimentoresíduo de fabricação de cimento• cinzas da queima de combustíveis fósseiscinzas da queima de combustíveis fósseis• utilização de fertilizantes fosfatados ([Cd] utilização de fertilizantes fosfatados ([Cd]

varia amplamente e depende da origem das varia amplamente e depende da origem das rochas de fosfato)rochas de fosfato)

• processos de galvanoplastiaprocessos de galvanoplastia• fabricação de baterias Ni–Cdfabricação de baterias Ni–Cd• fabricação de pigmentosfabricação de pigmentos• fumo de tabaco (1 cigarro ~ 1,4 mg de cádmio)fumo de tabaco (1 cigarro ~ 1,4 mg de cádmio)

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Cádmio- CdCádmio- CdDo ponto de vista alimentar, os casos de Do ponto de vista alimentar, os casos de

contaminação por Cd estão diretamente contaminação por Cd estão diretamente relacionados com a relacionados com a capacidade cumulativa capacidade cumulativa do metal no organismodo metal no organismo..

Os Os principais alimentosprincipais alimentos que que contribuem como veículo deste metal para o contribuem como veículo deste metal para o homem são:homem são:vegetais, vegetais, cereais, cereais, peixes e pescados.peixes e pescados.

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Cádmio- CdCádmio- CdNíveis de Cd encontrados em Níveis de Cd encontrados em

alguns alimentos vegetais:alguns alimentos vegetais:

Cereais e raízes cultivados no Cereais e raízes cultivados no Japão – 25 Japão – 25 µg/kg de peso fresco.µg/kg de peso fresco.

Cebola, batata, feijão e milho Cebola, batata, feijão e milho cultivados em solo vulcânico no Chile cultivados em solo vulcânico no Chile - 0,2 a 40 - 0,2 a 40 µg/ g de peso fresco.µg/ g de peso fresco.

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Cádmio - CdCádmio - Cd• Pode ocorrer a redução do nível de Cd Pode ocorrer a redução do nível de Cd

presente durante o preparo de alimentos.presente durante o preparo de alimentos.Exemplos:Exemplos:1.1. Moagem do trigo resulta em farinha com redução Moagem do trigo resulta em farinha com redução

de ~ 50% de Cd.de ~ 50% de Cd.2.2. Procedimentos de lavagem, descascamento e Procedimentos de lavagem, descascamento e

cozimento.cozimento.

• Pode ocorrer a elevação do nível de Cd Pode ocorrer a elevação do nível de Cd devido a contaminação durante o preparo do devido a contaminação durante o preparo do alimento.alimento.

Exemplos:Exemplos:1.1. Utilização de recipientes de cerâmica para Utilização de recipientes de cerâmica para

armazenar alimentos líquidos ácidos.armazenar alimentos líquidos ácidos.2.2. A água pode ser uma fonte de contaminação A água pode ser uma fonte de contaminação

devido ao seu uso no preparo de alimentos e devido ao seu uso no preparo de alimentos e fabricação de bebidas.fabricação de bebidas.

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Cádmio - CdCádmio - Cd• CdCd2+2+ é a é a forma mais comum para os forma mais comum para os organismos aquáticosorganismos aquáticos, os complexos inorgânicos , os complexos inorgânicos parecem não ser absorvidos pelos peixes.parecem não ser absorvidos pelos peixes.• Os Os xantatos e ditiocarbamatosxantatos e ditiocarbamatos atravessam com atravessam com facilidade as membranas biológicas.facilidade as membranas biológicas.• A A absorção de Cd pelos organismos aquáticosabsorção de Cd pelos organismos aquáticos é influenciada pela dureza (Caé influenciada pela dureza (Ca2+2+ e Mg e Mg2+2+) da água. ) da água. O O aumento da [Ca] na água reduz a captação de aumento da [Ca] na água reduz a captação de CdCd pelos peixes. pelos peixes. • OstrasOstras são conhecidas são conhecidas acumuladoras de Cdacumuladoras de Cd e e níveis de níveis de 8 mg/kg de peso úmido8 mg/kg de peso úmido foram foram observados na Nova Zelândia.observados na Nova Zelândia.

• Caranguejos e lagostasCaranguejos e lagostas contêm elevadas contêm elevadas [Cd][Cd], , principalmente, na principalmente, na “carne escura”.“carne escura”.

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Cádmio - CdCádmio - CdClasses de Classes de alimentosalimentos

Teor de Cd Teor de Cd ((µg Cd/Kg peso µg Cd/Kg peso

frescofresco))mariscosmariscos 50-10050-100carnescarnes 5-105-10peixespeixes 5-105-10frutasfrutas 5-105-10

Fonte: Oga, 2003

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EspéciesEspécies Teores Teores ((µµg Cd/kg)g Cd/kg)

SuínosSuínosCarneCarneFígadoFígado

RimRim

1-191-191-191-191111

BovinosBovinosCarne Carne FígadoFígado

RimRim

--70703030

Teores de Cd encontrados em suínos e Teores de Cd encontrados em suínos e bovinosbovinos

entre 1984-1988 por pesquisadores suecosentre 1984-1988 por pesquisadores suecos

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Cádmio- CdCádmio- Cd• A A absorçãoabsorção ocorre por ocorre por via respiratória (25-50%)via respiratória (25-50%)

e por e por via digestiva (<10%).via digestiva (<10%).

• Acumula nos Acumula nos rins, fígado, sistema nervoso, rins, fígado, sistema nervoso, intestinos, ossos, pulmões, pele, e testículosintestinos, ossos, pulmões, pele, e testículos. .

• A A excreçãoexcreção é lenta por via renal e intestinal. é lenta por via renal e intestinal.

• Possui Possui t½ det½ de 30 anos nos rins30 anos nos rins e de e de 10 a 14 anos 10 a 14 anos em outros compartimentosem outros compartimentos. .

• Efeitos causados por intoxicação crônicaEfeitos causados por intoxicação crônica:: a descalcificação óssea, a descalcificação óssea, lesão renal, hepática,lesão renal, hepática, enfisema pulmonar, enfisema pulmonar, teratogênicos e carcinogênicos.teratogênicos e carcinogênicos.

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Ingestão e Absorção de cádmioIngestão e Absorção de cádmioA A absorção gastrintestinal de Cdabsorção gastrintestinal de Cd pelo homem é, em média, pelo homem é, em média,

5% do total ingerido5% do total ingerido (valores variam de 1-20%). (valores variam de 1-20%).Fatores que interferem na absorção do Cd

pelo TGI.1. Espécie de animal estudado.2. Tipo de composto.3. Dose.4. Freqüência de administração.5. Idade do animal.6. Gravidez e lactação.7. Uso ou não de drogas.8. Interações com vários nutrientes.

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Ingestão e Absorção de Ingestão e Absorção de cádmiocádmio1. A absorção no organismo humano ocorre

inicialmente, com o cádmio atravessando as células da mucosa intestinal.

2. A seguir, o metal passa à circulação sangüínea através dos enterócitos,

3. Sendo transportado pelo sangue até o fígado onde induz a síntese da metalotioneína (proteína quelante de metais pesados, seqüestra o cádmio nas células hepáticas, proporcionando pequena liberação do complexo cádmio-metalotioneína no sangue).

4. Cd-metalotioneína é filtrado pelos glomérulos e reabsorvido pelos túbulos proximais, podendo ser degradado por enzimas lisossomais das células tubulares renais.

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MetalotioneínaMetalotioneína• A MT apresenta propriedades A MT apresenta propriedades

antioxidantesantioxidantes em uma diversidade de em uma diversidade de condições tais como exposição à condições tais como exposição à radiação, radiação, drogas e metais tóxicos.drogas e metais tóxicos.

• A MT inibe reações de propagação de A MT inibe reações de propagação de radicais livres através da ligação radicais livres através da ligação seletiva de íons de metais pró-seletiva de íons de metais pró-oxidantes como ferro e cobre, e dos oxidantes como ferro e cobre, e dos potencialmente tóxicos como cádmio e potencialmente tóxicos como cádmio e mercúrio. mercúrio.

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Cádmio-CdCádmio-CdIngestão máxima semanal tolerável Ingestão máxima semanal tolerável

PTWI 7 PTWI 7 µµg de Cd/Kg de peso corpóreog de Cd/Kg de peso corpóreo

Obs.: Instituições participantes do Obs.: Instituições participantes do GEMS/FoodGEMS/Food estimaram que o total de estimaram que o total de cádmio ingerido pelas populações cádmio ingerido pelas populações estudadas estudadas era inferior ao PTWIera inferior ao PTWI, ou seja, , ou seja, em torno de em torno de 33µg Cd/kg de peso µg Cd/kg de peso corpóreocorpóreo..

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Síndrome tóxica provocada pela Síndrome tóxica provocada pela ingestãoingestão

de alimentos contaminados pelo Cd de alimentos contaminados pelo Cd• Doença de Itai-itaiDoença de Itai-itai – doença óssea – doença óssea

endêmica observada no Japão. Até 1966 endêmica observada no Japão. Até 1966 ocorreram + de 100 mortes. Em 1989, ocorreram + de 100 mortes. Em 1989, 150 casos da doença foram oficialmente 150 casos da doença foram oficialmente reconhecidos como doença associada à reconhecidos como doença associada à poluição.poluição.

• Síndrome renalSíndrome renal – observou-se a – observou-se a glicosúria e a proteinúria (30-80% ) nos glicosúria e a proteinúria (30-80% ) nos indivíduos expostos, em comparação indivíduos expostos, em comparação com habitantes de áreas não com habitantes de áreas não contaminadas no Japão.contaminadas no Japão.

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• Síndrome associada ao sistema ósseo e Síndrome associada ao sistema ósseo e metabolismo do cálciometabolismo do cálcio – a doença Itai-itai apresenta – a doença Itai-itai apresenta como características principais a osteomalácia e como características principais a osteomalácia e osteoporose.osteoporose. OsteomaláciaOsteomalácia - ocorre mineralização inadequada da - ocorre mineralização inadequada da matriz óssea com resultante aumento de tecido matriz óssea com resultante aumento de tecido osteóide.osteóide. OsteoporoseOsteoporose – excessiva redução da quantidade – excessiva redução da quantidade das fases mineral e matriz óssea.das fases mineral e matriz óssea.

O indivíduo acometido por esta doença O indivíduo acometido por esta doença apresenta elevada incidência de fraturas, dores severas apresenta elevada incidência de fraturas, dores severas e disfunção tubular renal.e disfunção tubular renal.

A exposição ao Cd pode ainda causar osteopenia, A exposição ao Cd pode ainda causar osteopenia, principalmente em mulheres, pela diminuição da principalmente em mulheres, pela diminuição da densidade óssea.densidade óssea.

Síndrome tóxica provocada pela Síndrome tóxica provocada pela ingestãoingestão

de alimentos contaminados pelo Cd de alimentos contaminados pelo Cd

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Relação dose-efeitoRelação dose-efeito• Intoxicação agudaIntoxicação aguda1940-1950 – vários casos observados 1940-1950 – vários casos observados

devido à ingestão de alimentos devido à ingestão de alimentos contaminados pelo Cd liberado de contaminados pelo Cd liberado de utensílios e recipientes folheados utensílios e recipientes folheados com o metal. Os níveis de exposição com o metal. Os níveis de exposição eram maiores com alimentos e eram maiores com alimentos e bebidas ácidas ([Cd] ~ 16mg/L).bebidas ácidas ([Cd] ~ 16mg/L).

Sintomatologia: náuseas,vômitos e Sintomatologia: náuseas,vômitos e fortes dores abdominais.fortes dores abdominais.

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Relação dose-efeitoRelação dose-efeito• Intoxicação crônicaIntoxicação crônica Ingestão de alimentos contaminados com Cd Ingestão de alimentos contaminados com Cd por longo tempo, observam-se alterações por longo tempo, observam-se alterações renais, com disfunção renal tubular, proteinúria, renais, com disfunção renal tubular, proteinúria, glicosúria e aminoacidúria. Os teores de Cd glicosúria e aminoacidúria. Os teores de Cd observados em alimentos ingeridos, observados em alimentos ingeridos, diariamente, foi de 140-260 diariamente, foi de 140-260 μμg/dia, por mais de g/dia, por mais de 50 anos.50 anos. Considera-se que a [Cd] crítica no córtex Considera-se que a [Cd] crítica no córtex renal seja de 200 mg/Kg de peso corpóreo.renal seja de 200 mg/Kg de peso corpóreo. Estima-se que as [Cd] que causam a Estima-se que as [Cd] que causam a osteomalácia e osteoporose sejam superiores às osteomalácia e osteoporose sejam superiores às que promovem os efeitos renais.que promovem os efeitos renais.

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Interações entre Cd e nutrientesInterações entre Cd e nutrientesOs efeitos tóxicos observados em

experimentos com animais são dependentes de fatores: genético, idade e estado nutricional do animal.1.1. Zn tem efeito protetor aos efeitos tóxicos do Cd. Em Zn tem efeito protetor aos efeitos tóxicos do Cd. Em animais expostos ao Cd é inibida a enzima leucina-animais expostos ao Cd é inibida a enzima leucina-aminopeptidase renal, que requer Zn para a sua atividade.aminopeptidase renal, que requer Zn para a sua atividade.2.2. Compostos de Se previnem eficientemente dos efeitos Compostos de Se previnem eficientemente dos efeitos tóxicos do Cd na reprodução, teratogenicidade e tóxicos do Cd na reprodução, teratogenicidade e letalidade de ratos e camundongos.letalidade de ratos e camundongos.3.3. A toxicidade crônica de Cd em algumas espécies de A toxicidade crônica de Cd em algumas espécies de animais lembra as deficiências de Zn e/ou Cu, podendo animais lembra as deficiências de Zn e/ou Cu, podendo ser prevenida pela administração de pequenas doses ser prevenida pela administração de pequenas doses desses elementos.desses elementos.4.4. Ácido Ascórbico pode prevenir a anemia causada pelo Ácido Ascórbico pode prevenir a anemia causada pelo Cd.Cd.

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1. Portaria nº 685, de 27 de agosto de 1998. Regulamento Técnico: 1. Portaria nº 685, de 27 de agosto de 1998. Regulamento Técnico: "Princípios Gerais para o Estabelecimento de Níveis Máximos de "Princípios Gerais para o Estabelecimento de Níveis Máximos de Contaminantes Químicos em Alimentos" e seu Anexo: "Limites máximos de Contaminantes Químicos em Alimentos" e seu Anexo: "Limites máximos de tolerância para contaminantes inorgânicos". SVS/MS - alcance do ato: tolerância para contaminantes inorgânicos". SVS/MS - alcance do ato: federal - Brasil área de atuação: Alimentos   Mercosul federal - Brasil área de atuação: Alimentos   Mercosul 

Limites máximos de tolerância para contaminantes inorgânicosLimites máximos de tolerância para contaminantes inorgânicosCHUMBOCHUMBO  

Óleos, gorduras e emulsões refinadas............................... 0,1 mg/kgÓleos, gorduras e emulsões refinadas............................... 0,1 mg/kg Caramelos e balas...............................................................2,0 mg/kgCaramelos e balas...............................................................2,0 mg/kg Cacau (exceto manteiga de cacau e chocolate adoçado)...2,0 mg/kg  Cacau (exceto manteiga de cacau e chocolate adoçado)...2,0 mg/kg   Chocolate adoçado..............................................................1,0 mg/kg  Chocolate adoçado..............................................................1,0 mg/kg   Dextrose (glucose)..............................................................2,0 mg/kgDextrose (glucose)..............................................................2,0 mg/kg     Sucos de frutas cítricas.......................................................0,3 mg/kg Sucos de frutas cítricas.......................................................0,3 mg/kg Leite fluído, pronto para consumo..................................... 0,05 mg/kgLeite fluído, pronto para consumo..................................... 0,05 mg/kg Peixes e produtos de pesca.................................................2,0 mg/kg Peixes e produtos de pesca.................................................2,0 mg/kg Alimentos para fins especiais, preparados especialmente para lactentes e Alimentos para fins especiais, preparados especialmente para lactentes e

crianças até três anos)......................................0,2 mg/kgcrianças até três anos)......................................0,2 mg/kg Partes comestíveis cefalópodes......................................... 2,0 mg/kgPartes comestíveis cefalópodes......................................... 2,0 mg/kg

CÁDMIO CÁDMIO • Peixes e produtos da pesca  1,0 mg/kg    Peixes e produtos da pesca  1,0 mg/kg    

Legislação Brasileira

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2.Resolução nº 310, de 16 de julho de 1999. Aprova o 2.Resolução nº 310, de 16 de julho de 1999. Aprova o Regulamento Técnico referente a Padrões de Regulamento Técnico referente a Padrões de Identidade e Qualidade para Identidade e Qualidade para ÁGUA MINERAL ÁGUA MINERAL NATURAL e ÁGUA NATURALNATURAL e ÁGUA NATURAL. Diário Oficial da União; . Diário Oficial da União; Poder Executivo, de 19 de julho de 1999 ANVISA Poder Executivo, de 19 de julho de 1999 ANVISA

CONTAMINANTES CONTAMINANTES • 6.1. Não deve conter concentrações acima dos 6.1. Não deve conter concentrações acima dos

limites máximos permitidos das substâncias limites máximos permitidos das substâncias relacionadas a seguir:relacionadas a seguir:

Chumbo.......0,01 mg/LChumbo.......0,01 mg/LCádmio.........0,003mg/L Cádmio.........0,003mg/L 

3.Resolução nº 13 de maio de 1977. Estabelece 3.Resolução nº 13 de maio de 1977. Estabelece características mínimas de identidade e qualidade características mínimas de identidade e qualidade para as hortaliças em conserva.para as hortaliças em conserva.

Hortaliça em ConservaHortaliça em Conserva Tolerância máxima de Tolerância máxima de Chumbo.....0,50mg/kgChumbo.....0,50mg/kgCádmio .....0,20mg/KgCádmio .....0,20mg/Kg

Legislação Brasileira

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Portaria nº 518, de 25 de março de 2004Portaria nº 518, de 25 de março de 2004. . Estabelece Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância dacontrole e vigilância da qualidade da água para qualidade da água para consumo humano e seuconsumo humano e seu padrão de potabilidadepadrão de potabilidade - DOU; - DOU; Poder Executivo, de 26/3/ 2004.Poder Executivo, de 26/3/ 2004.A água potável deve estar em conformidade com o padrão de substâncias químicas que representam risco para a saúde expresso na Tabela 3, a seguir:

Tabela 3

Padrão de potabilidade para substâncias químicas que representam risco à saúde

PARÂMETRO Unidade VMP(1) INORGÂNICAS Antimônio mg/L 0,005 Arsênio mg/L 0,01 Bário mg/L 0,7 Cádmio mg/L 0,005 Cianeto mg/L 0,07 Chumbo mg/L 0,01 Cobre mg/L 2 Cromo mg/L 0,05 Fluoreto(2) mg/L 1,5 Mercúrio mg/L 0,001 Nitrato (como N) mg/L 10 Nitrito (como N) mg/L 1 Selênio mg/L 0,01

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Bibliografia:Bibliografia:ALBERTINI, S., CARMO, L. F., PRADO FILHO, L. G. ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE CÁDMIO POR Saccharomyces cerevisiae. Ciênc. Tecnol. Aliment. [online]. maio/ago. 2001, vol.21,no.2p.134-138.Disponível: <http://www.scielo.brMIDIO, A. F. & MARTINS, D. I. Toxicologia de Alimentos. São Paulo: Livraria Varela, 2000.WONG, D.W.S. Mechanism and Theory in Food Chemistry. AVI. 1989.SEIZI OGA. Fundamentos de Toxicologia. 2ed. São Paulo. Atheneu Editora, 2003.RUSSEL, J.B. Química Geral. Ed. Ms Graw Hill. São Paulo. 1981.LEITE,E.M.A. Exposição Ocupacional ao Chumbo e seus compostos. UFMG/Faculdade de Farmácia/disciplina de Análises Toxicológicas. Apostila 21 pág. 2003.