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,
p
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