Atualidades em contaminantes: Cádmio e Chumbo - ILSI Brasil

Dados de ocorrência/dados analíticos/ metodologias

22/08/2017

Dr. Elizabeth Nascimento

FCF/USP

esnasci@usp.br

Considerações sobre os metais

• Constituintes naturais do ambiente e variam em concentrações de acordo com as regiões geográficas.

• São frequentemente introduzidos no ambiente como misturas.

• Alguns são essenciais à saúde de seres humanos, animais, plantas e microorganismos.

• A forma como se encontram no ambiente tem grande influencia no seu destino e nos efeitos nos receptores biológicos.

• A toxicocinética e a toxicodinâmica dependem do metal, de sua forma ou do composto metálico e da capacidade do organismo em armazená-lo

Metais em Alimentos

Metais Essenciais:

* Deficiência====> Prejuízo das funções biológicas

* Excesso ======> Efeitos tóxicos

São:

- Elementos Essenciais Estruturais

- Estabilizantes de Estruturas Biológicas

- Componentes de Mecanismos de Controle (Músculos e Nervos)

- Ativadores Enzimáticos

- Tomam parte no Sistema de oxido/redução do organismo

Considerações sobre elementos traço

Ingestão diária recomendada para elementos traços essenciais

Elemento mg/dia

Ferro (homem) 10

(mulher) 18

Zinco 15

Manganês 2,5 a 5,0

Flúor 1,5 a 4,0

Cobre 2 a 3

Molibdênio 0,15 a 0,5

Cromo 0,05 a 0,2

Selênio 0,05 a 0,2

Iodo 0,15

Food & Nutrition Board/National Academy of Science, E.U.A.

Metais

Contaminantes ambientais:

Arsênio, Chumbo, Cádmio, Mercúrio, Alumínio, Estanho, Titânio

Elementos essenciais e contaminantes ambientais

(Cr, Zn, Fe, Co, Mn e Ni)

Contaminação por metais pesados

Influências

• Natureza do solo

• Localização próxima de indústrias, locais de mineração, ou de descarte de lixo urbano

• Uso de fertilizantes/praguicidas

• Variações sazonais

• Características do organismo: idade, sexo, estado nutricional

• Propriedades físico-químicas do compostos

Nriagu JO. History of global metal pollution. Science 1996; 272: 223–4

Produção

global e

consumo de

chumbo

Chumbo na gasolina

• Lead concentrations in petrol and children’s blood (USA). Source: redrawn from Annest (1983), as reproduced in National Academy of Sciences/National Research Council. Measuring Lead Exposure in Infants, Children, and Other Sensitive Populations. Washington, DC, USA: National Academy Press, 1993.

CÁDMIO: PRODUÇÃO MUNDIAL

Locais de acumulo de metais no ambiente

• Agua doce e salgada, lençóis freáticos

• Sedimentos

• Solo

• Podem se acumular em todos os organismos que constituem a cadeia alimentar do homem

Fatores que determinam a absorção através das vias oral, digestiva e inalatória

• Lipossolubilidade

• Grau de dissociação

• Facilidade de transformação por enzimas digestivas

• Estado de plenitude ou vacuidade do trato gastrintestinal

Toxicocinética: Chumbo

Toxicocinética: Cádmio

Cádmio

Procedência: Soldas; tabaco; baterias e pilhas tubulações residenciais, frutos do mar, fumaça de automóveis, poluição industrial, café, chá, água potável, suplementos de cálcio.

Sinais e sintomas da intoxicação: hipertensão, litíase renal, cardiomegalia, aterosclerose, imunodepressão, em fumantes, dores osteoarticulares, lesão do epitélio germinativo e infertilidade masculina. Há transmissão materno-fetal nos casos de mães intoxicadas, câncer de pulmões e próstata; lesão renal

Chumbo

Procedência: aditivos da gasolina(tetra etil chumbo), água potável, suplemento e cálcio(dolomita), contaminação dos alimentos por inseticidas, poluição atmosférica, pasta de dentes, tintas de cerâmica, latas com solda de chumbo, fertilizantes, tintas de cabelo(acetato de chumbo) e o fumo, fabricação e reciclagem de baterias de autos; indústria de tintas;

Sinais e sintomas da intoxicação: cefaléia intensa, vertigem, tremores, dores articulares, irritabilidade, agressividade, distúrbios mentais, hiperatividade, anorexia, lesões musculares e dores abdominais; leva a distúrbios de aprendizagem em crianças.

Alguns conceitos/parâmetros relevantes em toxicologia

• Toxicidade

• Risco

• Avaliação do Risco

• NOEL;NOAEL

• LOEL;LAOEL

• IDA

• LMR

• TWI: Tolerable Weekly Intake

• PTMI: Provisional Tolerable Monthly Intake

• IDMT: Ingestão Diária Máxima Teórica

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2011.1975/epdf

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1570/epdfTWI: 2.5 μg/kg/b.w.

(TWI) of 25 μg/kg/b.w.

40

30

25

20

15

10

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Blo

od

Lead

(u

g/d

l)

CDC

1973

CDC

1975

CDC

1985

WHO

1986

EPA

1986

CDC

1990

Agency and Year

Acceptable Childhood Blood Lead Levels

Concentrações de Pb, mesmo inferiores

a 10 μg/dL, são inversamente associadas ao QI de

crianças de 3 e 5 anos de idade…., Canfield et al. 2003

• A exposição por chumbo a longo prazo em baixos níveis em

crianças pode levar à diminuição da capacidade intelectual.

• Meta-análise de quatro estudos prospectivos usando o nível

médio de chumbo no sangue ao longo de vários anos

evidencia uma diminuição de 2 pontos na média ponderada

de QI , para um aumento de 0,48 μmol / l (10 μg / dl) no

nível de chumbo no sangue (intervalo de confiança de 95%

de -0,3 pontos para -3,6 pontos).

• Ref. WHO. Lead. Environmental Health Criteria, vol. 165. Geneva: World Health Organization, 1995

Hazards of heavy metal contamination Lars Järupritish Medical Bulletin, Volume 68, Issue 1, 1 December 2003,

Pages 167–182,https://doi.org/10.1093/bmb/ldg032

Determinação de As, Cd e Pb em amêndoas e

mesocarpo de babaçu, sapucaia, xixá e

castanha-do-pará por espectrometria de

absorção atômicaSOUZA, Marielle Garcia ; VIEIRA, Edivan Carvalho ; OLIVEIRA,

Pedro VitorianoURI: http://producao.usp.br/handle/BDPI/12301

Data: 2009

Fonte: Química Nova, v.32, n.6, p.1442-1446, 2009

Legislação Brasileira

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

http://www.agricultura.gov.br/assuntos/inspecao/produtos-animal/plano-de-nacional-de-controle-de-

residuos-e-contaminantes

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

19.267/42/0,22%/99,78%

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes –CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

14. 956 / 69 /0,46% /99,54%

http://www.agricultura.gov.br/assuntos/inspeca

o/produtos-animal/plano-de-nacional-de-

controle-de-residuos-e-contaminantes

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

13.770 66/ 0,48% 99,53%

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

10092/ 60/ 0,59%/ 99,41%

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

1 5. 2 2 8 /8 3/ 0 , 5 4 %/ 9 9 , 4 6 %

DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS NÃO-CONFORMES DO PNCRC 2015

Pescado de captura: CÁDMIO/ MÚSCULO 50,00 μg/kg 78,00 μg/kg (3)

Bovino: C ÁDMIO/RIM 1 0 0 0 , 0 0 μ g / k g 6 5 1 6 , 0 0 μ g / k g

3 4 5 0 , 0 0 μ g / k g

1 2 4 7 , 0 3 μ g / k g

1 0 9 5 , 4 4 μ g / k g

1 2 7 0 , 4 9 μ g / k g

1 0 9 6 , 3 7 μ g / k g

C H U M B O/ RIM 5 0 0 , 0 0 μ g / k g 5 2 1 , 4 0 μ g / k g

OVINO CÁDMIO/ RIM 1 0 0 0 , 0 0 μ g / k g 1 2 0 0 , 0 0 μ g / k g

LIMITE DE REFERÊNCIA/ VALORES ENCONTRADOS

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO

PNCRC GERAL (Todas as Espécies) 14.659/ 59/ 0,40%/ 99,60%

DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS NÃO-CONFORMES DO PNCRC 2016

Bovinos

Análise de metais em alimentos – tratamento da matriz

Depende da complexidade da matriz e do limite de quantificação a ser atingido. Basicamente visa:

• Degradar e solubilizar a matriz para liberar os metais presentes para análise;

• Extrair os metais da matriz para um solvente mais adequado à técnica de quantificação;

• Concentrar metais que se encontram presentes em baixas concentrações na matriz;

Mineralização, digestão ou desagregação da matéria orgânica

Separação de um metal de uma matriz orgânica transforma todos os compostos orgânicos, através de um processo de oxidação, em substâncias inorgânicas que poderão estar solubilizadas no meio, e em compostos orgânicos que se volatizarão.

O analíto no final da mineralização deve estar na forma solúvel adequada à técnica de identificação e quantificação.

AOAC Official Method 2015.01 Heavy Metals in Food Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometry First Action 2015

Cuidados com analises: Amostragem, Validação (LD,LQ, REPETIBILIDADE, REPRODUTIBILIDADE, EXATIDAO, PRECISAO); evitar contaminação ......

Uso de material de referencia certificado

Mineralização

Considerar a natureza da matriz, o metal a ser determinado e a técnica de identificação a ser utilizada

Processos:

via úmida: Aquecimento com agentes oxidantes: Ácido nítrico; Ácido perclórico; Permanganato de potássio; Peróxido de hidrogênio { Agentes solubilizantes e neutralizantes: (coajuvantes): Ácido clorídrico; Ácido sulfúrico; Amônea

via seca: oxidação da matéria orgânica: malha; mufla

Tipos de digestão que destroem totalmente a amostra

Digestão por via úmida

Misturas:

• Ácido nítrico/peróxido de hidrogênio

• Ácido nítrico/ácido sulfúrico

• Permanganato de potássio/ácido nítrico/ácido sulfúrico:

• Ácido nítrico/ácido sulfúrico/ácido perclórico: (digestão de matrizes que contenham gordura)

Forno de microondas

Amostra e reagentes, colocados em copo de teflon fechado e submetido a um campo de microondas no interior do forno.

Procedimento rápido, seguro e evita contaminações.

Análise de metais em alimentos

• Espectrometria de Absorção Atômica com chama (FAAS) ou forno de grafite (GFAAS),

• Voltametria Anódica (AV),

• Espectrometria de Emissão Atômica (AES), Espectrometria de Emissão Atômica acoplada a plasma induzido (ICP-AES),

• Espectrometria de massa acoplada a plasma induzido (ICP-MS),

• Fluorescência de Raio X (XRF),

• e Cromatografia de íons (IC)

https://ec.europa.eu/jrc/sites/jrcsh/files/Official%20methods%20for%20the%20determination%20of%20heavy%20metals%20in%20feed%20and%20food_v4.pdf

Muito grata pela

atenção!!!!