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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS
MESTRADO EM ENGENHARIA INDUSTRIAL
USO DA COMUNIDADE EPIFÍTICA TERRESTRE PARA BIOMONITORAR A
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA NA REGIÃO DO VALE DO AÇO – MINAS GERAIS.
ALEX ADERSON FERREIRA COSTA
CORONEL FABRICIANO
2007
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ALEX ADERSON FERREIRA COSTA
USO DA COMUNIDADE EPIFÍTICA TERRESTRE PARA BIOMONITORAR A
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA NA REGIÃO DO VALE DO AÇO – MINAS GERAIS.
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Industrial do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Industrial.
ORIENTADOR:
Profa. Dra. MARIA ADELAIDE RABELO VASCONCELOS VEADO
CORONEL FABRICIANO
2007
USO DA COMUNIDADE EPIFÍTICA TERRESTRE PARA BIOMONITORAR A
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA NA REGIÃO DO VALE DO AÇO – MINAS GERAIS.
POR
ALEX ADERSON FERREIRA COSTA
Dissertação aprovada para obtenção do grau de Mestre, pela Banca examinadora formada por:
_________________________________________________ Presidente: Profa. Dra. Maria Adelaide R. Vasconcelos Veado – Orientador
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais
_________________________________________________ Membro: Prof. Dr. Millor Godoy Sabará
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais
_________________________________________________ Membro: Prof. Dr. Arno Heeren de Oliveira
Universidade Federal de Minas Gerais
_________________________________________________ Membro: Profa. Dra. Heloisa Helena de Faria Centro Universitário do Leste de Minas Gerais
Coronel Fabriciano, 07 de Dezembro de 2007.
DEDICATÓRIA
A minha esposa Carla, pela dedicação, amor e carinho e meu filho Alan, motivo pelo qual sempre me preocupei em melhorar na vida. Aos meus pais, Adão e Maria pela constante preocupação.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por ter me permitido concluir este trabalho.
Agradeço com um carinho muito especial a ajuda prestimosa da querida orientadora
Profa. Dra. Maria Adelaide Rabelo Vasconcelos Veado, pela atenção e paciência com que
sempre me auxiliou.
Agradeço aos pessoal do Laboratório de Radioquímica e do Reator Nuclear do Centro de
Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear da Comissão Nacional de Energia Nuclear –
CDTN/CNEN, particularmente a Professora Dra. Maria Ângela de Barros Correia Menezes, que
viabilizou as Análises por Ativação Neutrônica.
Agradeço a Ângela Maria Amaral do CDTN/CNEN, pela colaboração durante os
procedimentos analíticos, espectrometria gama, de todas as amostras analisadas e ao Professor
Mestre Ronaldo Araújo Miguel pela atenção nos envios dos espectros das amostras analisadas.
Agradeço ao Professor Dr. Millor Godoy Sabará que contribui com sua experiência em
estudos de algas e suas sugestões sobre o espécime de comunidade epifítica terrestre usada neste
trabalho.
Agradeço a Professora Dra. Heloisa Helena de Faria com suas sugestões no que diz
respeito aos efeitos climáticos na poluição atmosférica.
Agradeço ao Professor Dr. Arno Heeren de Oliveira por aceitar participar da banca
examinadora desta dissertação.
Agradeço ao Professor Dr. Marcelo Vieira Correa que sempre me ajudou na tomada das
decisões.
E aos amigos, professores, e todos aqueles que de alguma forma colaboraram para a
realização deste trabalho.
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Mahatma GandhiMahatma GandhiMahatma GandhiMahatma Gandhi
viiRESUMO
Este trabalho foi realizado com o objetivo de determinar a presença de contaminantes
inorgânicos da poluição atmosférica através do biomonitoramento da poluição aérea industrial de
metais da região do Vale do Aço do Estado de Minas Gerais, Brasil. Os municípios estudados
foram Ipatinga, Coronel Fabriciano, Timóteo, Santana do Paraíso e Marliéria. Foram utilizadas
amostras da comunidade epifítica terrestre, coletadas em árvores Oiti (Licania tomentosa) e
Angico (Piptadenia rígida), muito comuns na região estudada. Foram analisadas amostras em
17 pontos e em duas estações do ano: Janeiro (chuvosa) e Junho (seca) de 2007. As amostras
foram analisadas no laboratório de Radioquímica do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia
Nuclear da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CDTN/CNEN, Belo Horizonte. Utilizou-se
a técnica de Análise por Ativação Neutrônica e espectrometria gama para identificação dos
elementos Al, As, Au, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn, Na, Sm, Sr, Ti, Th, Zn, U e V. O
método paramétrico do k0 foi usado para a determinação dos teores dos elementos nas amostras.
Os resultados indicam altas concentrações dos elementos Al, As, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn,
Mg, Cr, Zn, V e Th quando comparados com os valores citados na literatura. O biomonitor
utilizado, comunidade epifítica terrestre, apresentou uma excelente capacidade de acumulação de
metais de contaminantes atmosférico.
Palavras-chave: biomonitoramento, comunidade epifítica terrestre, metais, poluição atmosférica.
viiiABSTRACT
This work was carried out for verification of the inorganic contaminated presence in
atmospheric pollution through a biomonitor of metals in industrial area pollution of the Steel
Valley region, Minas Gerais State, Brazil. The studied cities has been: Ipatinga; Fabriciano
Colonel; Timóteo; Santana do Paraíso e Marliéria. Terrestrial epiphytic community samples has
been used as biomonitor. The samples were collected in trees Oiti (Licania tomentosa) and
Angico (Piptadenia rígida), very common in studied region. The samples were collected in 17
points and two weather stations: January (rainy) and June (dried) of 2007. The samples has been
analyzed in the Radiochemistry laboratory at the Center of Nuclear Technology Development
(CDTN) of the National Council of Nuclear Energy (CNEN) in the capital of Minas Gerais State,
Belo Horizonte. The Neutron Activation Analysis was used to determine the elements Al, As,
Au, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn, Na, Sm, Sr, Ti, Th, Zn, U and V. The k0 parametric
method was used to determine the elemental concentrations in the samples. The results indicate
high concentrations of the elements Al, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mg, Cr, Zn, V and Th when
compared with the values cited in the literature. The biomonitor used in this work, terrestrial
epiphytic community, showed a excellent capacity for metals retention by atmospheric
contamination.
Key words: biomonitoring, terrestrial epiphytic community, metals, atmospheric pollution.
ixLISTA DE TABELAS
Tabela 1. Poluentes, Características, Fontes e Efeitos sobre a Saúde e ao Ambiente. 28
Tabela 2. Função Biológica, Toxicidade para Plantas, Animais e Classificação de Risco à Saúde Humana de Alguns Elementos-traço Importantes. 31
Tabela 3. Danos na Saúde Humana, causados pelo Cd, Hg, Cr, Zn e Pb. 33
Tabela 4. Amostras, Espécie das Árvores, Local e Coordenadas, Imagens das Briófitas e das Árvores (Janeiro de 2007). 40
Tabela 5. Transformação das coordenadas GPS em algarismos decimais. 54
Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre, Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5%. 55
xLISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ilustração do Método de Saco de Musgo “Moss Bag”. 22
Figura 2. Fotografia de uma Briófita. 24
Figura 3. Localização do Vale do Aço no Estado de Minas Gerais, Brasil, e dos Pontos de Coleta. 36
Figura 4. Localização dos Pontos de Coleta, P1 a P17. 37
Figura 5. Localização dos Pontos de Coleta nos Municípios de Ipatinga e Santana do Paraíso. 38
Figura 6. Localização dos Pontos de Coleta nos Municípios de Coronel Fabriciano e Timóteo. 38
Figura 7. Localização dos Pontos de Coleta no Município de Marliéria 39
Figura 8. Fotografias de Comunidade Epifítica Terrestre Utilizadas Neste Trabalho. 44
Figura 9. Reator Nuclear TRIGA MARK I IPR – R 1 – CDTN/CNEN. 46
Figura 10. Detector de Radiação Gama “GeHP” (CANBERRA. 47
Figura 11. Ilustração de um Espectro de Radiação Gama do Software “Genie 2000” (CANBERRA). (OBS. Picos de Enegia dos Elementos Fe e Zn) 47
Figura 12. Mapas de Satélite de Nuvens (04/01/2006) e de Precipitação de Dezembro de 2006. Fonte: CPTEC/INPE 51
Figura 13. Mapas de Satélite de Nuvens (28/06/2007) e de Precipitação de Maio de 2007. Fonte: CPTEC/INPE 52
Figura 14. Direção Predominante dos Ventos , 850 hPa. 53
xiSUMÁRIO
RESUMO vii ABSTRACT viiiLISTA DE TABELAS ix LISTA DE FIGURAS x SUMÁRIO xi 1. INTRODUÇÃO 12
1.1. História dos Municípios do Vale do Aço 13 1.2. A Poluição Atmosférica 15
2. OBJETIVOS 17 3. PRINCÍPIOS DO BIOMONITORAMENTO 18 4. COMUNIDADE EPIFÍTICA: AS BRIÓFITAS 23
4.1. Características Gerais 23 4.2. Classificação Taxonômica 24
5. EFEITOS DA POLUIÇÃO DO AR NA SAÚDE HUMANA E NO MEIO AMBIENTE 26 6. METAIS E TOXICIDADE EM PLANTAS, ANIMAIS E SAÚDE HUMANA 30 7. MATERIAIS E MÉTODOS 36
7.1 Descrição da Área de Estudo 36 7.2. Metodologia de Coletas, Estocagem e Preparação das amostras. 43 7.3. Análise por Ativação Neutrônica (AAN) 45 7.4. Dados Metereológicos. 49
8. RESULTADOS E DISCUSSÕES 54 9. CONCLUSÕES 78 10. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 79 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 80 ANEXO I 83
121. INTRODUÇÃO.
A poluição atmosférica é um dos mais importantes problemas ambientais. O fato do
homem não tratar o ar que respira e a respiração ser vital para a manutenção da vida, faz com
que, mesmo em baixíssimos níveis, os xenobióticos (compostos químicos estranhos a um
organismo ou sistema biológico) podem causar severas agressões aos seres vivos. Além disso, a
poluição atmosférica agrava-se consideravelmente devido ao desenvolvimento industrial,
acarretando vários problemas ambientais, entre eles, a grande liberação de metais para a
atmosfera, que causam prejuízos praticamente irrecuperáveis, pois os metais não podem ser
destruídos e são altamente reativos do ponto de vista químico. Há 55 anos, em Londres, cerca de
3 mil pessoas morriam devido a um dos mais dramáticos episódios de poluição do ar da História.
Durante o inverno de 1952, no início do mês de dezembro, a cidade foi tomada por uma espessa
camada de fumaça oriunda das chaminés das residências e da frota de veículos movida a diesel.
As concentrações diárias de poluentes atingiram níveis 10 vezes maiores que os limites
máximos. Esse famoso episódio deixou clara a capacidade letal e geradora de doenças dos
poluentes atmosféricos, levando os governos de muitos países a criar e a regulamentar políticas
ambientais para redução dos níveis urbanos de poluição do ar (CECILIA, 2002).
A principal forma de poluição atmosférica, que se caracteriza basicamente pela presença
de gases tóxicos e partículas sólidas no ar, é resultante da ação antropogênica que causa
eliminação de resíduos industriais pela queima de carvão, uso do petróleo em usinas e
substâncias de aquecimento doméstico. Neste trabalho foram realizadas análises de 21 elementos
em amostras da comunidade epifítica terrestre, usadas como biomonitores da poluição
atmosférica da região do “Vale do Aço” no estado de Minas Gerais, Brasil. No primeiro capítulo
é descrito a história dos municípios de: Ipatinga; Coronel Fabriciano; Timóteo, Marliéria e
Santana do Paraíso, enfocando a importância econômica na implantação de indústrias
siderúrgicas e mineradoras, onde é mostrado a importância de se fazer estudo sobre a
problemática ambiental atual, relativa à poluição atmosférica. No capítulo dois é apresentado os
principais objetivos, no capítulo três são definidos o princípio do biomonitoramento enfatizando
a importância desta técnica para medidas de poluentes atmosféricos. No capítulo quatro fez-se
referencia à comunidade epifítica terrestre. O capítulo cinco e seis referem-se aos problemas
decorrentes da poluição atmosférica e dos metais sobre a saúde humana, animal e ao meio
ambiente. Finalmente são descritos a região estudada, metodologia da pesquisa, resultados,
discussão e sugestões para trabalhos futuros.
131.1. História dos Municípios do Vale do Aço (www.probrasil.com.br).
Ipatinga: Localizada na microrregião Siderúrgica de Minas Gerais, abrange parte da
bacia do Rio Doce (Rio Piracicaba e Ribeirão Ipanema). Por volta de 1930, a Estação Ferroviária
"Pedra Mole" foi transferida, após sucessivas tentativas de transposição da foz do Ribeirão
Ipanema. O trajeto da Ferrovia Vitória-Minas, que margeava o Rio Piracicaba desde 1922, foi,
então, alterado para a atual Rua Belo Horizonte no Centro da atual cidade. A exploração do
carvão, transportado pela ferrovia para a Siderúrgica Belgo-Mineira em Monlevade e Sabará, era
a atividade econômica predominante. As ruínas da Estação "Pedra Mole" restam ainda ao pé do
bairro Castelo. A nova estação deu origem a um pequeno povoado, hoje o centro tradicional de
Ipatinga que, juntamente com Barra Alegre, foram os primeiros da região. A antiga denominação
de Barra Alegre (Água Limpa), foi repetida na formação da palavra i+pa+tinga que, na língua
tupi, significa "pouso de água limpa". O traçado viário de logradouros açanhados, o pontilhão de
ferro sobre o Ribeirão Ipanema e o edifício da Estação na rua Belo Horizonte, antigo leito dos
trilhos, juntamente com as lojas da avenida 28 de abril (antes, rua do Comércio), são
testemunhos daquele povoado que pertencia ao município de Antônio Dias e, em 1953, tornou-se
distrito de Coronel Fabriciano, precursor da Ipatinga Industrial de hoje. No início da década de
60, a USIMINAS já está implantada e em processo de produção, inaugurada em outubro de
1962. Os movimentos grevistas de 1963 culminaram, em 7 de outubro, com o massacre dos
operários no acampamento Santa Mônica (Horto) e no portão, hoje inexistente, próximo ao
escritório central da usina. No bojo da efervescência, constitui-se o Sindicato dos Metalúrgicos.
Ipatinga é emancipada em 30 de dezembro de 1962. Os anos 70 registram grande crise de
moradia para atender a crescente demanda gerada pela migração. Fazendas começam a ser
parceladas. O comércio cresce. Barra Alegre se desenvolve e surgem novos bairros. Ipatinga é
hoje uma cidade com vida cultural intensa. Os grupos de teatro, música, folclore ocupam espaços
importantes como o Parque Ipanema, o Centro Cultural 7 de Outubro e sobretudo o antigo prédio
da Estação Ferroviária, a "Estação Memória". A cidade possui ainda atrativos naturais, com
destaque para o Parque das Cachoeiras.
Coronel Fabriciano: Município em franca expansão devido estar próximo as maiores e
mais modernas siderúrgicas de Minas Gerais. Localizado entre Ipatinga e Acesita, na Zona
Metalúrgica, é um dos maiores do Vale do Aço. Toda a sua vida econômica está ligada a esses
dois municípios, sendo o seu moderno e diversificado comércio o mais desenvolvido dos três. A
cidade, banhada pelo Rio Piracicaba, que deságua no Rio Doce, está a 202 quilômetros de Belo
Horizonte tendo como rodovia de ligação a BR-381. Até princípios de 1922, o local não passava
de uma floresta virgem. Quando chegaram os primeiros engenheiros para a construção da estrada
14de ferro Vitória-Minas, a região começou a desenvolver-se. Em 1923, a antiga Melo Viana foi
elevada a distrito. Em agosto de 1938, foi batizada com o nome de Coronel Fabriciano, em
homenagem ao coronel Fabriciano Felisberto de Brito, por ocasião de seu centenário de
nascimento. Dez anos depois, o município foi criado desmembrando-se de Antônio Dias.
Timóteo: João e Manuel Lino de Sá iniciaram o povoamento da região onde hoje se
encontra Timóteo em terras que o antigo proprietário, Francisco de Santa Maria, havia
denominado de São Francisco de Santa Maria, e que os novos donos chamaram de São Sebastião
do Alegre. Outras famílias vieram se estabelecer no local, formando um arraial, pertencente ao
município de São Domingos do Prata. Por volta de 1914, o mascate Manoel Timóteo montou no
lugarejo a Tendinha do Timóteo, onde se reuniam os trabalhadores das fazendas vizinhas. A
denominação atual é uma homenagem a esse comerciante. Em 1932, o arraial de São Sebastião
do Alegre, já então conhecido por Timóteo, foi elevado a distrito e, em 1938, passou a fazer
parte do município de Antônio Dias, sendo, em 1948, incorporado a Coronel Fabriciano. Com a
fundação da Cia. Aços Especiais Itabira (ACESITA), em 1944, a região recebeu grande impulso.
Em 1962, Timóteo é elevado a município. Sua maior atração natural é o Parque Estadual do Rio
Doce, com vegetação da Mata Atlântica, 42 lagoas e várias espécies da fauna brasileira.
Marliéria: O povoado que deu origem à cidade de Marliéria chamava-se Onça Grande.
Em 1865, Germano de Sousa Baltazar chega ao povoado e, dizendo-se médico, alcançou grande
sucesso financeiro, tornando-se em pouco tempo um grande proprietário local. Germano Baltazar
doou três alqueires para a construção de uma capela dedicada a Nossa Senhora das Dores. As
obras, porém, foram abandonadas devido à mudança do doador para outra região. Em 1891, o
povoado é elevado à categoria de distrito com o nome de Babilônia. Em 1923, o distrito teve a
sua denominação mudada para Marliéria e, trinta anos depois, emancipou-se. A Exposição e a
Cavalgada de Marliéria, com apresentações de conjuntos e cancioneiros regionais, rodeios e a
tradicional cavalgada pelas ruas, são atrações da cidade, além do Parque Estadual do Rio Doce.
Santana do Paraíso: O povoado de Santana do Paraíso do Taquaraçu foi constituído
através de doações e venda de terreno feitas a Igreja Católica, em nome de Santa Ana. Nessa
época, o povoado integrava o município de Conceição de Mato Dentro. Em 1892, tornou-se
distrito. A partir de 1923, o distrito foi transferido para o município de Mesquita, permanecendo
nessa condição até a data de sua emancipação, em 1992. Oferece, como atrativos turísticos, a
cachoeira do Paraíso, três lagos artificiais de águas correntes, escorregador de pedra, duas
cascatas e várias quedas menores, e a cachoeira Engenho Velho, também com dois lagos
artificiais, no leito do ribeirão, ambos com área para camping, além da lagoa da Prata, onde se
pode passear de barco
151.2. A Poluição Atmosférica.
As fontes de contaminação de metais do ar, rios e lagos são os resíduos resultantes das
atividades humanas e industriais, tais como: animais e vegetais em decomposição, rejeitos
expostos a céu aberto e fallout (deposição de material particulado).
A atmosfera é denominada a camada de gases que envolvem a terra. Ela é composta
principalmente pelos gases:
- Nitrogênio (78,10%);
- Oxigênio (20,94%);
- Argônio (0,93%);
- Dióxido de Carbono (0,03%) e;
- Outros gases que juntos representam menos de 0,003%.
No entanto, várias sustâncias naturais e artificiais, como por exemplo, os
Clorofluorcarbonos (CFCs) e metais estão se concentrando na atmosfera, modificando sua
composição básica e acarretando a poluição do ar (GARIM, 2004).
Segundo a NBR 8969/85, poluição do ar é a presença de um ou mais poluentes
atmosféricos que é toda e qualquer forma de matéria que segundo suas características,
concentração e tempo de permanência no ar, possam causar ou venham causar danos à saúde, aos
materiais, à fauna e a flora e sejam prejudiciais à segurança, ao uso e ao gozo da propriedade, à
economia e ao bem-estar da comunidade.
As causas da poluição atmosférica podem ser classificadas como de origem natural
(vulcões, maresias e etc.) ou de origem antrópica (indústria, calefações, transporte, entre outros).
As fontes de contaminação do ar podem ser causadas por fontes fixas ou fontes móveis. Nas
fontes fixas, as indústrias se destacam como as de maior potencial poluidor, sendo também
significativas as usinas termoelétricas. Nas fontes móveis, os veículos automotores são
caracterizados como as principais fontes poluidoras (http//:www.cetesb.sp.gov.br) .
De acordo com Branco (1995) a natureza possui recursos para se proteger e nos proteger
da poluição atmosférica só que esses recursos são limitados. Os principais recursos que a
natureza utiliza para provocar a neutralização, a diluição ou a eliminação dos poluentes
atmosféricos são:
a) dispersão:
Como a teoria do processo de expansão dos gases é considerada válida, admitimos que os
gases possuem moléculas dotadas de uma grande mobilidade, tendendo afastar-se uma das
outras. Assim, quando o poluente é emitido para a atmosfera tende a se dispersar diminuindo seu
16impacto no meio ambiente, mas essa dissipação dos gases depende de alguns fatores entre os
quais a temperatura e mobilidade do próprio ar onde ele se dissipa;
b) precipitação:
A deposição de partículas constitui uma forma eficiente de limpeza da atmosfera, a
aderência ou a dissolução de partículas, em dias chuvosos, é como se houvesse uma “lavagem do
ar”;
c) transformações químicas:
Devido às reações fotoquímicas, podem ser formadas algumas substâncias na atmosfera
que não são diretamente lançadas pela fonte poluidora, mas originadas de alguns de seus
componentes químicos. As “novas” reações formadas podem ser nocivas – como o smog
fotoquímico – ou podem ser benéficas, pois reações, principalmente as de oxidação, anulam ou
reduzem o efeito do tóxico transformando-o em compostos inertes, temos como exemplo o
monóxido de carbono que vai perdendo seu efeito tóxico ao reagir com oxigênio do ar;
d) assimilação biológica:
As plantas possuem capacidade de absorver e transformar algumas substâncias gasosas
nocivas existentes no ar. Em muitos casos, embora isso constitua um mecanismo de depuração
da atmosfera em relação a nossa respiração, essas substâncias causam intoxicação aos vegetais,
podendo levá-los a morte. Porém, com a crescente industrialização e aumento populacional, a
poluição atmosférica tem atingindo altos índices e tem tornado-se cada vez mais um sério
problema ambiental, acarretando, entre outros, mudanças climáticas, aquecimento global, perda
da biodiversidade e problemas de saúde, porque a natureza chegou ao seu limite não
conseguindo depurar toda a exarcebada quantidade de poluentes lançados a biosfera.
Assim, a histórica afirmativa de que a natureza assimilaria todos os produtos químicos
emitidos para o ambiente ou que os produtos químicos seriam diluídos em tal extensão que não
poderiam ser atribuídos aos mesmos quaisquer riscos para vida, não são verdadeiros.
172. OBJETIVOS
� Determinar os teores dos elementos Al, As, Au, Br, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn,
Na, Sm, Sr, Ti, Th, Zn, U e V nas amostras da comunidade epifítica terrestre;
� Comparar os teores obtidos nas amostras da comunidade epifítica terrestre de regiões
mais próximas e mais distantes das principais indústrias metalúrgicas da região estudada;
� Avaliar a qualidade do ar da região do Vale do Aço nos municípios de Ipatinga, Coronel
Fabriciano, Timóteo, Santana do Paraíso e Marliéria (Parque Estadual do Rio Doce –
PERD), Estado de Minas Gerais;
� Avaliar a eficiência das amostras da comunidade epifítica terrestre como biomonitor de
metais na poluição atmosférica da região do Vale do Aço, MG ;
� Oferecer subsídios aos órgãos governamentais locais para estudos de ocorrência de
doenças respiratórias e o metal mais presente naquela região em diferentes épocas do
ano.
183. PRINCÍPIOS DO BIOMONITORAMENTO
De acordo com Buss et al. (2003), biomonitoramento pode ser definido como o uso
sistemático das respostas de organismos vivos para avaliar as mudanças ocorridas no ambiente,
geralmente causadas por ações antropogênicas.
O sucesso do desenvolvimento de um programa de biomonitorição depende em grande
medida do biomonitor utilizado, uma vez que a grande variabilidade inerente ao organismo vivo
pode condicionar o nível de confiança dos resultados obtidos. Esta variabilidade pode ser
minimizada se o organismo utilizado cumprir o conjunto de propriedades com que se pode
definir o biomonitor ideal (MARTIN e COUGHTREY, 1982; WITTIG, 1993):
- capacidade de acumulação mensurável do elemento químico;
- distribuição generalizada na área de estudo, permitindo a uma amostragem alargada;
- ausência de variações sazonais na quantidade disponível para amostragem;
- capacidade de acumulação diferenciada do poluente, relacionada com a intensidade
de exposição ao fator ambiental. Esta relação deve poder ser descrita de uma forma
quantitativa ou semi-quantitativa;
- ausência de variações sazonais na capacidade de acumulação;
- acumulação do elemento químico apenas pela via que se quer avaliar;
- identificação taxonômica fácil;
- ser bastante estudado (fisiologia, ecologia, morfologia).
Entre as características identificadas por Wittig (1993), é referida a ausência de perda do
elemento a ser monitorizado, por lixiviação ou excreção. Esta pode ser, no entanto, uma
característica penalizadora. O equilíbrio entre a concentração de um elemento no biomonitor e a
concentração envolvente garante a indicação da concentração ambiental num determinado
momento. Este fator torna-se importante quando se pretende realizar a monitoração de um
elemento em diferentes períodos, pois permite acompanhar a evolução da concentração ao longo
do tempo.
Os liquens e briófitas são, provavelmente, os organismos mais utilizados em estudos de
biomonitoramento. Estes organismos, apesar de resultarem de linhas evolutivas bem diferentes e
estarem classificados em reinos vivos distintos (os liquens pertencem ao reino fungi e as briófitas
ao reino Plantae), apresentam um conjunto de características que os favorecem como monitores
ambientais (PUCKETT, 1988; NIMIS, 1990):
- não possuem camadas protetoras, comuns nas folhas das plantas fanerogâmicas,
como camadas cerosas e cutículas;
19 - a tomada de nutrientes não é normalmente realizada a partir do substrato, que é apenas
utilizado para fixação;
- têm atividade fotossintética e apresentam crescimento ao longo de todo o ano;
- a morfologia não varia consideravelmente ao longo do ano;
- a generalidade das espécies apresenta distribuição em áreas geográficas muito vastas.
Os liquens e briófitas são organismos que apresentam taxas de hidratação diretamente
dependentes das variações da umidade atmosférica, por menores que estas sejam. Absorvem
água através de toda a superfície, assim como os nutrientes dissolvidos. Desta forma, são bons
acumuladores de cátions que se depositem na sua superfície. No entanto, os musgos apresentam
uma capacidade de acumulação superior, provavelmente devido à maior capacidade de troca
iônica, que depende da constituição bioquímica das paredes e membranas celulares. Os
mecanismos de sensibilidade ao SO2 são semelhantes para ambos os grupos de organismos
(PUCKETT, 1988).
Em um ecossistema, os fatores bióticos e abióticos interagem em uma intricada e
complexa rede de processos, onde modificações em um compartimento necessariamente
induzem alterações em outros. Isso ocorre porque, segundo Lima (2000):
Todo sistema biológico, independente se enquanto organismo, população ou comunidade se adaptou a um complexo de fatores ambientais ao longo de sua evolução. Na biosfera, conquistou um espaço e um nicho ecológico onde encontra as condições necessárias e favoráveis á sua manutenção e reprodução.
É pelo fato, dos indivíduos tolerarem a um determinado nível de estresse e por suas
funções vitais estarem tão estritamente correlacionados com o ambiente, que cada sistema
biológico é capaz de indicar o efeito de fatores ambientais, sejam eles naturais ou antrópicos. E
essa indicação recebe o nome de bioindicação.
Segundo Maia et al. (2001), os bioindicadores são definidos como organismos ou
comunidade de organismos, que reagem as alterações ambientais com a modificação de suas
funções essenciais e/ou da sua composição química, permitindo, assim, conclusões a respeito de
uma determinada área.
Esses organismos, que respondem à poluição ambiental, alterando suas funções vitais ou
acumulando toxinas, possuem - como todos os seres vivos - os processos bioquímicos básicos
iguais ao do homem só com a diferença de reagirem mais rapidamente frente às toxinas
ambientais do que os humanos.
20É por isso que, atualmente, os estudos de bioindicação estão sendo aprofundados e
padronizados. Mas, ainda existe muita dificuldade na avaliação do foco do problema, porque este
pode ter diversas interpretações, dependendo do ponto de vista e da perspectiva da avaliação.
O desenvolvimento, no ramo de monitoramento biológico, provocou o surgimento de
inúmeras designações que se diferenciam em alguns detalhes, entretanto convergem para um
mesmo ponto. Deste modo, o organismo pode ser classificado em organismo teste, indicador ou
monitor (LIMA, 2000):
- os organismos testes são usados em análises toxicológicas de laboratório, possuem uma
padronização alta e objetivam detectar riscos imediatos para a população, produzindo
informações quantificáveis. Normalmente são empregadas espécies animais para este propósito,
como coelhos, microcrustáceos e ratos, mas espécies vegetais, como o agrião e a cevada,
também são utilizadas em bioensaios;
- os organismos indicadores podem fornecer informações sobre as condições de um
ecossistema, alterando a composição, densidade e tamanho de comunidades vegetais e animais.
Mais corriqueiramente são utilizados vegetais como bioindicador por permaneceram num
mesmo local e serem mais numerosos. No entanto, se o bioindicador reagir modificando seu
comportamento em relação ao padrão é considerado um bioindicador sensível. Porém se ele
acumular influências antrópicas sem demonstrar danos passiveis de serem reconhecidos em um
curto espaço de tempo, ele é denominado bioindicador acumulativo, se ocorrer um acúmulo
significativo no organismo e no ambiente o biomonitor pode ter alterações fisiológicas e
morfológicas;
- os organismos monitores, incluem todos os organismos vivos que são utilizados no
monitoramento qualitativo e quantitativo do nível de poluentes do meio ambiente. O organismo
pode já estar presente no ecossistema, monitor passivo, ou pode ser introduzido no local de
interesse, monitorativo. O monitoramento passivo é aquele que o monitor faz parte do
ecossistema o qual se faz uma observação contínua da área em estudo. O monitoramento pode
ser feito pelo método de mapeamento de comunidades de liquens através de sua cobertura ou
abundância; pela simples coleta de briófitas que acumulam metais ou ainda por avaliação de
danos em florestas através da perda de folhas e necrose. Por outro lado, no monitoramento ativo
os indicadores são introduzidos, de forma padronizada, no meio. Temos como exemplo o falso
trevo (Trifolium repens), o tabaco (Nicotiana tabacum) e o feijão (Phaseolus vulgaris) que
indicam o poluente ozônio através da necrose foliar.
O biomonitor ideal deve apresentar as seguintes características, entre outras, facilidade na
manipulação e tratamento; capacidade de acumulação mensurável do elemento químico; alta
21distribuição geográfica; identificação taxonômica fácil; facilidade de padronização
(FIGUEIRA, 1993).
Todavia, ao monitor não é exigido possuir todas as condições, citadas acima, ao mesmo
tempo. Dependendo dos objetivos do experimento, atributos diferentes podem ter mais ou menos
importância ou requerimentos adicionais podem ser imprescindíveis.
No Brasil, o uso de comunidade epifítica terrestre, principalmente os musgos como
biomonitores de elementos presentes no ar atmosférico não é muito difundido. A maioria dos
dados analíticos de poluição é obtida através de métodos convencionais, que requerem altos
investimentos em infra-estrutura e grandes esforços em força de trabalho. Além do mais, não é
possível instalar equipamentos em todos os locais, devido a grande extensão do território
brasileiro. Assim, estudos de poluição do ar que usam biomonitores representam uma importante
contribuição, pois são métodos de análise bastante econômicos e diretos, pois dispensam a
utilização de equipamentos para coleta das amostras.
A briófita Sphagnum, além de estar intimamente ligada com as condições da qualidade do
ar, apresenta propriedades de um biomonitor ideal, tais como alta distribuição geográfica,
capacidade de retenção mecânica, grande superfície de absorção, ausência de epiderme e
cutícula, facilitando a entrada e o acúmulo de poluentes, resistência contra o aumento da
concentração de poluição e aumento da capacidade de troca catiônica (GUTBERLET, 1989).
Devido a esses fatos, é que atualmente os musgos Sphagnum estão sendo utilizados em
várias pesquisas de biomonitoramento ambiental. Na pesquisa de Hynninen (1986), realizada no
sudeste da Finlândia, foram utilizados sacos de musgos Sphagnum para monitorar a poluição do
ar por metais provenientes de indústrias próximas. Os musgos foram expostos por três meses no
verão de 1981 e por seis meses durante o inverno de 1982 e foram obtidos resultados
satisfatórios de retenção de metal pelo musgo (HYNNINEN, 1986).
Em Portugal, também foi realizado um experimento que incluiu como área geográfica a
parte continental de Portugal. O experimento foi realizado no período de 2000 a 2002 e teve
como objetivo a obtenção de dados qualitativos e quantitativos da deposição atmosférica, de
onze elementos, em todo território português, utilizando espécies de musgos como biomonitores
(CECILIA, 2002).
No Brasil, no ano de 1987, pela primeira vez foi realizado o biomonitoramento da
poluição aérea industrial de metais, na região da Serra do Mar / Cubatão, onde foi evidenciado o
alto poder de acumulação de metais pesado pelo método do saco de musgos “moss bag”,
ilustrado na figura 1 (GUTBERLET, 1989).
22
Figura 1. Ilustração do Método de Saco de Musgo “Moss Bag”
(GUTBELERT, 1989).
No final de 1995, também no Brasil, foi iniciado um programa de biomonitoramento da
qualidade do ar da região do Pólo Petroquímico de Camaçarí- Estado da Bahia. Os musgos
Sphagnum foram utilizados para “validar” os resultados. O objetivo principal do
biomonitoramento, realizado durante um ano, foi analisar o acúmulo de metais na vegetação. Os
dados obtidos com os biomonitores foram compatíveis com o dos dados provenientes das
analises físico-químicas, sendo que o Sphagnum acumulou concentrações consideravelmente
mais elevadas do que as condições físico-químicas (GUTBELERT, 1989).
234. COMUNIDADE EPIFÍTICA TERRESTRE: BRIÓFITAS.
4.1. Características Gerais.
As briófitas são plantas primitivas, pequenas e de organização simples. Como os demais
representantes do reino vegetal, apresentam clorofila a e b, parede celulósica, reserva de amido e
algumas vezes apresentam parede celular revestida de cutícula, mas não de lignina
(GUILLIERMOND e MANGENOT, 1948).
O corpo primitivo é desprovido de tecidos vasculares, por esse motivo o transporte de
sais minerais, de água e distribuição de nutrientes, nas diversas partes da planta, são realizados
por osmose entre todas as células. Por serem avasculares, apresentam tamanho reduzido,
raramente ultrapassando 30 cm, tendo também como fator limitante de crescimento a umidade e
luminosidade (SMITH, 1955).
Quanto à morfologia externa, pode-se dizer que é folhosa e formada por um eixo
chamado caulóide do qual partem filóides e rizóides (estruturas semelhantes à respectivamente
caule, folha e raiz). A figura 2 ilustra uma espécie da comunidade epifitica terrestre, a briófita,
sphagnum. Normalmente, vivem em ambientes terrestres úmidos e sombreados (plantas
ombrófilas), vivendo poucas espécies em água doce e nenhuma em ambiente marinho.
Absorvem água e minerais pelo corpo vegetativo, mas não possuem controle sob a perda de água
para o meio ambiente. Podem resistir a longos períodos de dessecação e posteriormente
rehidratar, retomando o seu desenvolvimento(SMITH, 1955).
Segundo Haven (1996), em nível mundial, embora os dados sejam bastante variáveis, são
aceitas cerca de 14.000 espécies de briófitas das quais 3.125 encontram-se no Brasil.
Os musgos e as hepáticas, principais representantes das briófitas, possuem aplicações
diversas, tais como medicinais, como bioindicadores de poluição e de depósito de minerais.
São usadas também, para a prevenção de erosão do solo, como retentores de umidade e
como combustíveis em países de clima frio. Nas florestas, as briófitas são consideradas
estabilizadores do substrato, pois são capazes de captar mais umidade e nutrientes favorecendo a
germinação de sementes e plântulas.
24
Figura 2. Fotografia de uma Briófita (Autor: Costa A. A. F., 2007).
4.2.Classificação Taxonômica.
O Reino Plantae, que é constituído por uma grande diversidade de plantas, pode ser
dividido em dois grandes grupos: os grupos das Fanerógamas, plantas que possuem sementes,
flores e frutos, e os grupos das Criptógamas, plantas que não possuem sementes, flores e frutos.
As Criptógamas são representadas pelas Pteridófitas, Briófitas e Algas Pluricelulares.
Conforme Haven (1996), a palavra Criptógamas vem do grego, Kripton = escondido +
Gamas = casamento, e recebe este nome pelo fato dos órgãos reprodutores serem microscópicos,
representados pelos arquegônios e anterídios.
A divisão Briófita é a segunda mais numerosa de plantas terrestres, ocorre em diversos
ambientes já que toleram, às vezes, condições não suportadas por outras plantas. Em
conseqüência disso, são vastamente distribuídas pelo mundo.
A classificação atual do Reino Plantae para a divisão ou filo Bryophyta, segundo Joly
(1985) – que se baseia no sistema de classificação de Engler - apresenta três classes:
Hepaticae, para as hepáticas, Anthocerotae, para os antóceros, e Musci, para os musgos.
De acordo com Haven (1996), os musgos constituem um grupo diversificado de cerca de
9.500 espécies de pequenas plantas que podem ser encontradas sobre rochas, na água, no litoral,
em florestas tropicais úmidas e até mesmo nos desertos.
Caulóide Filóide
Rizóides
25A classe Musci se difere dos outros briófitos pelos caracteres vegetativos do gametófito,
pelas fases iniciais da ontogenia e estrutura madura do esporófito. Reconhecemos nesta classe,
de acordo com Joly (1985), três ordens, Andreacales, os musgos de granito, Sphagnales, os
musgos de turfeiras e Bryales, os chamados musgos verdadeiros.
Joly (1985) destaca que: “A ordem Sphagnales compreende uma única família a
Sphagnaceae que contém um só gênero, Sphagnum com mais de 300 espécies distribuídas pelo
mundo. São encontradas em todo Brasil inclusive no nordeste onde habitam o alto das serras.”
O sphagnum difere-se dos outros musgos pelo protonema que é largamente taloso e por
formar apenas um gametóforo (ramo ereto e perene do gametófito).
Os filídios do gametóforo não apresentam nervura média e as células que a compõem são
de dois tipos, estreitas, longas, vivas e com cloroplastos e outras grandes, mortas e incolores. As
células vivas são fotossintéticas e possuem as células hialinas que desempenham um papel
importante na absorção e retenção de água. As células mortas são ocupadas por uma única célula
grande e incolor, possuem espessamentos e poros localizados nas paredes dorsais ou ventrais e
crescem encharcadas de água, funcionando como um reservatório hídrico (SMITH, 1955).
Estes organismos possuem mecanismos para evitar e impedir que a escassez de água
comprometa a sua viabilidade, tendo desenvolvido tolerância à dessecação, realizando
fotossíntese apenas quando existe água disponível e suprindo o metabolismo em época de seca
(FIGUEIRA, 1993). O caulóide está diferenciado internamente num cilindro central e numa
camada envolvente, o córtex. Os gametóforos maduros não possuem rizóides sendo a absorção
de água direta. O movimento ascensional da água até o ápice do caulóide é feito através do
córtex, nas espécies que as células corticais possuem poros e membranas com espessamento.
Segundo Clymo (1963), o mecanismo de acumulação de metais, via deposição seca e
úmida, pela comunidade epifítica terrestre, briófita, Sphagnum procede principalmente de três
formas:
1. pelo transporte para o interior das células aclorofiladas com auxílio de ácidos
orgânicos, formando complexos;
2. por via de troca iônica com as paredes celulares e
3. por via de retenção mecânica de partículas na superfície externa.
Em conseqüência da grande capacidade de absorção do Sphagnum, podem absorver
acima de 20 vezes o seu peso seco enquanto o algodão absorve somente 4 a 6 vezes o seu peso,
por isso eram utilizados na Europa, a partir de 1880, em guerras como curativos para ferimentos.
No entanto, a partir da primeira guerra mundial passou-se a utilizar o algodão, provavelmente
por ter aparência mais limpa.
265. EFEITOS DA POLUIÇÃO DO AR NA SAÚDE HUMANA E NO MEIO
AMBIENTE.
Os problemas decorrentes da poluição atmosférica sobre a saúde humana têm sido
considerados em estudos de saúde pública, de ambiente e de toxicologia, apontando para efeitos
que se manifestam principalmente por doenças crônicas, prejudicando a qualidade de vida das
populações afetadas ou causando aumento de mortalidade, em situações extremas
(CARNEIRO, 2004).
Normalmente, grandes centros urbanos não oferecem condições favoráveis para uma
qualidade de vida ideal, pois o contexto geral vivido em seu cotidiano é bastante perturbado com
problemas de trânsito intenso; rios, solos e ar poluídos; escassez de água potável e tantos outros
problemas que vem sendo enfrentado.
A industrialização e o modelo econômico atual são reconhecidos como fatores
preponderantes na degradação ambiental do planeta. A degradação do solo, água e ar, ocorrem
em escala exponencial desde a Revolução Industrial e como os efeitos dessa degradação são
intercambiáveis, os produtos químicos emitidos na atmosfera, eventualmente, se combinam com
a chuva e voltam ao solo e as águas, assim como os compostos voláteis que são lançados em
efluentes aquosos passam para atmosfera pela evaporação e os pesticidas usados em lavouras
podem ser arrastados pela chuva, disseminando-se nas águas, ou pelo vento, contaminado a
atmosfera (CARNEIRO, 2004).
A contaminação do ar é um fenômeno que se apresenta em escala microscópica, ainda
que seus efeitos possam ser detectados a olho nu. Os efeitos da presença de poluentes na forma
de gases ou partículas no ar atmosférico variam muito, quer em quantidade, quer em qualidade.
Geralmente, podemos classificar esses efeitos em Estéticos, simples alterações de aparência do
ar que nos envolve; Irritantes, quando em dias de pouca movimentação do ar, sentimos os olhos
arderem e a garganta irritada; Tóxicos, quando podem causar sérios danos a saúde humana,
podendo, dependendo da concentração, levar ao óbito.
Em vista disso, a Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA 03/90
estabeleceu níveis de referência para diferenciar a atmosfera poluída da atmosfera não poluída.
Esses níveis de referência são denominados Padrões de Qualidade do Ar. Conforme a resolução,
ficam estabelecidos dois tipos de padrões de qualidade do ar: os padrões primários e os
secundários.
27São padrões primários de qualidade do ar, as concentrações de poluentes que,
ultrapassadas, poderão afetar a saúde de população. Podem ser entendidos como níveis máximos
toleráveis de concentração de poluentes atmosféricos;
São padrões secundários de qualidade do ar, as concentrações de poluentes atmosféricos
abaixo do qual se prevê o mínimo de efeito adverso sobre o bem-estar da população, assim como
dano à fauna e a flora, aos materiais, e ao meio ambiente em geral.
Podem ser entendidos como níveis desejáveis de concentração de poluentes.
Na mesma resoluçã também ficam estabelecidos os padrões de qualidade do ar para sete
indicadores: Partículas Totais em Suspensão, Partículas Inaláveis, fumaça, Dióxido de Enxofre,
Monóxido de Carbono, Ozônio e Dióxido de Nitrogênio. A razão da escolha desses parâmetros,
como indicadores de qualidade do ar, está ligada a sua maior freqüência de ocorrência e os
efeitos adversos que causam ao ambiente indicados na tabela 1.
Todavia, estes padrões, muitas vezes, não são respeitados devido ao modelo econômico
atual que possui características evidentes de insustentabilidade. Assim, o crescimento econômico
e ilimitado continua gerando processos de desequilíbrio, com conseqüências graves a saúde
humana e ao equilíbrio do ecossistema.
A legislação brasileira trata de forma ampla a problemática da poluição atmosférica,
abordando desde padrões de qualidade do ar e padrões de emissão veicular e industrial até os
processos de licenciamento e implantação de fontes estacionárias de emissão atmosférica
(CARNEIRO, 2004).
A base da prevenção e do controle da poluição atmosférica no Brasil é regida pela
Resolução CONAMA 005/89, a qual institui o Programa Nacional de Controle de Qualidade do
Ar - PRONAR, em conseqüência do acelerado crescimento urbano e industrial brasileiro e da
frota de veículos automotores; considerando o progressivo e decorrente aumento de poluição
principalmente nas regiões metropolitanas; considerando seus reflexos negativos sobre a
sociedade, a economia e o meio ambiente; considerando as perspectivas de continuidade destas
condições e considerando a necessidade de estabelecer estratégias para controle, prevenção e
recuperação da qualidade do ar.
28Tabela 1. Poluentes, Características, Fontes e Efeitos sobre a Saúde e ao Ambiente.
Poluente Características Fontes principais
Efeitos sobre a saúde
Efeitos ao ambiente
Partículas Totais em Suspensão
Partícula de material sólido ou líquido que fica suspensa no ar, na forma de poeira, neblina, aerossol, fumaça. Faixa de tamanho < 100 micra
Processos industriais, veículos motorizados, poeira de rua ressuspensa, queima de biomassa. Fontes naturais: pólen e solo
Quanto menor é o tamanho da partícula, maior é o dano a saúde. Causam efeitos significativos principalmente em pessoas com doenças pulmonares e asma.
Danos á vegetação, deterioração da visibilidade e contaminação do solo.
Partículas Inaláveis e Fumaça
Partículas de material sólido ou liquido que ficam suspensa no ar, na forma de poeira, neblina, fuligem, etc. Faixa de tamanho < 1 micra
Processos de combustão (indústria e veículos automotores), aerossol secundário.
Aumento de atendimento hospitalares e mortes prematuras.
Danos á vegetação, deterioração da visibilidade e contaminação do solo.
Dióxido de enxofre
Gás incolor com forte odor. Pode ser transformado em SO3, que na presença de vapor d`água, passa rapidamente a H2SO4
Processos que utilizam queima de combustível, óleo, refinarias de petróleo, veículos a diesel, polpa e papel.
Desconforto na respiração, doenças respiratórias, agravamento das doenças cardiovasculares.
Pode levar a formação de chuva ácida, causar corrosão aos materiais e danos a vegetação.
Ozônio Gás incolor e inodoro. Principal componente da névoa fotoquímica.
Não é emitido diretamente a atmosfera. É produzido fotoquimicamente pela radiação solar.
Irritação nos olhos e vias respiratórias, diminuição da capacidade pulmonar.
Danos à vegetação.
Dióxido de Nitrogênio
Gás marrom avermelhado, com odor forte e muito irritante. Pode levar a formação de ácido nítrico e compostos tóxicos.
Processos em combustão envolvendo veículos automotores, processos industriais, usinas térmicas e incineradores.
Aumento da sensibilidade à asna e a bronquite.
Pode levar a formação da chuva ácida, danos à vegetação e a colheita.
Monóxido de Carbono
Gás incolor, inodoro e insípido.
Combustão incompleta em veículos automotores
Associados a prejuízos dos reflexos e da aprendizagem.
Danos à vegetação.
Fontes: (Resolução – CONAMA 03/90).
29Segundo a Legislação Brasileira (CONAMA,1990), existem vários parâmetros de
avaliação da qualidade do ar, tais como a determinação da concentração de PTS, SO2, CO, O3 e
NOX. A Legislação Brasileira estabeleceu padrões de qualidade do ar para concentrações de PTS
para curtos e longos períodos. Para o período de 24 horas (curto) existe o padrão de qualidade do
ar primário (240 mg m-3), cujas concentrações de poluentes que ultrapassarem esse padrão
poderão afetar a saúde da população. O secundário (150 mg m-3), no qual as concentrações de
poluentes atmosféricos estão abaixo do que se prevê para o mínimo efeito adverso sobre o bem
estar da população, assim como o mínimo dano à flora e a fauna. Para longos períodos foram
definidas as médias geométricas anuais nos valores de 80 mg m-3 (primário) e 60 mg m-3
(secundário).
Individualmente, cada poluente apresenta diferentes efeitos sobre a saúde da população
para faixas de concentração distintas, identificados por estudos epidemiológicos desenvolvidos
dentro e fora do país. Tais efeitos sobre a saúde requerem medidas de prevenção a serem
adotadas pela população afetada.
No inverno, freqüentemente ocorrem dias com baixa umidade do ar e alta concentração
de poluentes. Nessas condições, é comum ocorrerem complicações respiratórias devido ao
ressecamento das mucosas, provocando sangramento pelo nariz, ressecamento da pele e irritação
dos olhos. Quando a umidade relativa do ar estiver entre 20 e 30%, é melhor evitar exercícios
físicos ao ar livre entre 11 e 15 horas; umidificar o ambiente através de vaporizadores, toalhas
molhadas, recipientes com água, umidificação de jardins etc; sempre que possível permanecer
em locais protegidos do sol ou em áreas arborizadas. Se a umidade estiver entre 20 e 12%, é
recomendável suspender exercícios físicos e trabalhos ao ar livre entre 10 e 16 horas; evitar
aglomerações em ambientes fechados; e seguir as orientações anteriores. Mas, se a umidade for
menor do que 12% é preciso interromper qualquer atividade ao ar livre entre 10 e 16 horas;
determinar a suspensão de atividades que exijam aglomerações de pessoas em recintos fechados;
manter umidificados os ambientes internos, principalmente quartos de crianças, hospitais etc.
Além dessas medidas é recomendável usar colírio de soro fisiológico ou água boricada para os
olhos e narinas e beber muita água.
306. METAIS E TOXICIDADE EM PLANTAS, ANIMAIS E SAÚDE HUMANA.
A contaminação por metais é muito preocupante, porque os metais não se degradam: uma
vez emitidos, permanecem no ambiente durante centenas de anos, afetando a vegetação, as
correntes de água e os animais. A consciência quanto à sua toxicidade é recente, embora se saiba
que está relacionada com atrasos no crescimento, vários tipos de cancro, lesões no rim e no
fígado e doenças auto-imunes, nas quais o sistema imunitário ataca as células sãs. Os metais
pesados são prejudiciais, pois competem com os minerais sãos (zinco, selénio, ferro) nos
processos metabólicos. A interferência afeta o aproveitamento de nutrientes e pode tornar
impossíveis as reacções químicas normais, até ao ponto de causar transtornos graves. Tal como
acontece no meio ambiente natural, os metais tendem a acumular-se no organismo. Deste modo,
todas as pessoas estão expostas a uma contaminação progressiva. Apesar de existirem provas
abundantes dos efeitos nocivos que quantidades muito pequenas exercem sobre a saúde, as
normas legais não são suficientes para que a segurança seja total. Por isso, convém conhecer
onde estão escondidos, quais os seus efeitos, como podem ser evitados e o que se pode fazer, se
estivermos contaminados. Alguns elementos-traço são considerados essenciais do ponto de vista
biológico, enquanto outros não o são. Entretanto, mesmo aqueles essenciais podem, sob
condições específicas, causar impactos negativos a ecossistemas terrestres e aquáticos,
constituindo-se, assim, em contaminantes ou poluentes de solo e água. Para elementos que
possuem a característica de causar danos (fator intrínseco que representa o perigo da substância),
a redução da exposição é a única maneira efetiva de se diminuir o risco ambiental e à saúde
humana (VEADO, 1997).
No Brasil os combustíveis fósseis empregados pelas usinas siderúrgicas e termoelétricas
acarretando na emissão de partículas são enriquecidas em espécies químicas altamente tóxicas.
Essas partículas podem causar sérios problemas ao meio ambiente e ao ser humano por
permanecerem durante um longo período na atmosfera e por apresentarem em sua superfície
concentrações elevadas de metais como Ni, Cr, Pb, Cd, Fe, Mn, etc.
A Tabela 2 indica a função biológica, toxicidade para plantas e animais e classificação do
risco à saúde humana de alguns elementos-traço importantes de acordo com
Guilherme et al. (2005).
31Tabela 2. Função Biológica, Toxicidade para Plantas, Animais e Classificação de Risco à
Saúde Humana de Alguns Elementos-traço Importantes. Elemento Função
Biológica Toxicidade Relativa (1)
Classificação de Riscos (3)
Plantas (2)
µg g-1 Mamíferos 2001 µg g-1
2003 µg g-1
Ag Nenhuma conhecida A (5-10) A 207 218
Al Pode ativar a desidrogenase succínica. A (50-200) B 186 194
As Nenhuma conhecida em animais. Constituinte de fofolipideos em
algas e fungos. MA (5-20) A 1 1
B Essencial para as plantas. Constituinte do fosfogluconato. M (50-200) B - -
Ba Nenhuma conhecida. B (500) A (formas solúveis) 102 110
Be Nenhuma conhecida. MA (10-50) A 38 38
Cd Nenhuma conhecida. MA (5-30) A (acumulativo) 7 7
Co
Essencial para mamíferos. Co-fator em numerosas enzimas.
Importante na fixação simbiótica de N2.
MA (15-50) M 49 49
Cr Parece estar envolvido no
metabolismo de açúcares em mamíferos.
MA (5-30) Cr6+: A
Cr3+: M
18
76
17
76
Cu Essencial para todos os organismos.
Co-fator em enzimas redox e no transporte de O2.
MA (20-100) M 129 141
F Fortalece os dentes em mamíferos BM (50-500) M 261 269
Fe Essencial para todos os organismos.
Co-fator em muitas enzimas e proteínas heme.
B (> 1000) B - -
Hg Nenhuma conhecida A (1-3) A (acumulativo) 3 3
Mn
Essencial para todos os organismos. Co-fator em muitas enzimas.
Envolvido na reação de quebra da água na fotossíntese.
BM
BM (300-500) M 138 131
V
Requerido pelas algas verdes. Parece estar envolvido na fixação de N2.
Constituinte da porfirina e da proteína heme.
A (5-10) A 197 203
Zn Essencial para todos os organismos. Cofator em muitas enzimas.
BM (100-400) BM 73 73
(1) Letras classificam a toxicidade como baixa (B), moderada (M) e alta (A). (2) Números entre parênteses denotam a concentração do elemento no tecido foliar (base seca) que indica toxicidade em plantas que não são nem altamente sensíveis nem tolerantes. (3) Elementos não classificados e não se enquadram na lista de 275 poluentes prioritários (www.atsdr.cdc.gov/clist.html#list) Fonte: dados referentes à função biológica e toxicidade para plantas e animais compilados de McBride (1994); dados referentes à classificação de risco à saúde humana provenientes de levantamento de risco realizado bianualmente pela Agence for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (ATSDR, 2005).
32 Os metais talvez sejam os agentes tóxicos mais conhecidos pelo homem, pois há
aproximadamente 2000 A. C. grandes quantidades de chumbo já eram obtidas de minérios, como
subproduto da fusão da prata (www.mundoquimico.hpg.com.br) .
Os metais possuem altas densidades se comparados com outros materiais comuns e estão
situados, na tabela periódica, perto da parte inferior. Os metais se diferenciam dos compostos
orgânicos tóxicos por serem absolutamente não degradáveis, de maneira que podem acumular-se
no ambiente onde manifestam sua toxicidade. Os principais metais que prejudicam o ambiente
são o mercúrio, chumbo, cádmio e o arsênio (semi-metal). Apresentam maiores riscos ambientais
em razão de seu uso intenso, toxicidade e ampla distribuição (BAIRD, 2002).
Os metais são, na maioria das vezes, transportados de um lugar para outro através do ar,
seja como gases ou como espécies adsorvidas ou absorvidas em materiais particulados em
suspensão. No entanto, os lugares de fixação final dos metais são o solo, plantas e águas
(BAIRD, 2002).
Estes poluentes dispersam-se no meio ambiente através das indústrias recicladoras de
chumbo, da mineração, da metalurgia, dos curtumes, dos processos de galvanoplastia, das
baterias automotivas, incineradores e outras infinidades de fontes (www.greenpeace.org) .
Os metais também contaminam as águas através dos despejos industriais. Isso causa um
grande problema, porque na água os metais podem acumular-se nos organismos aquáticos
bioconcentrando-se e alguns até sofrendo o processo de biomagnificação, onde a concentração
do poluente aumenta progressivamente ao longo da cadeia alimentar.
No solo, os metais podem ser retidos por três vias, de acordo com Baird (2002):
a) por adsorção sobre as superfícies das partículas minerais;
b) por complexação pelas substâncias húmicas das partículas orgânicas;
c) por reações de precipitação.
Como esses poluentes, freqüentemente, acumulam-se na camada superior do solo, ficam
acessíveis para as raízes das plantas. As plantas que necessitam de água, macro e micronutrientes
para sobreviver, absorvem, principalmente pelas raízes, os elementos metálicos que estão no solo
e na água. Em micro-quantidades alguns elementos metálicos são necessários para obtenção de
uma planta saudável, tendo sua absorção facilitada por mecanismos próprios de transporte e
acumulação (www.ufv.br/dbg/bioano1/div04.htm) .
No entanto, as plantas não conseguem evitar a entrada de quantidades de minerais tóxicos
pelo mesmo mecanismo, o que ocasiona a morte de plantas mais sensíveis e acumulação em
plantas mais resistentes, pois algumas espécies são capazes de crescer em ambientes
33contaminados porque desenvolveram mecanismos específicos
(www.ufv.br/dbg/bioano1/div04.htm).
Além dos efeitos desfavoráveis no solo, na água e na vegetação, os metais causam efeitos
negativos também na saúde humana. Assim, como a vegetação, os seres humanos precisam de
alguns poucos metais e em doses muito pequenas, tão pequenas que chamamos de
micronutrientes, como é o caso do zinco, do magnésio, do cobalto e do ferro. Estes metais
tornam-se tóxicos e perigosos à saúde humana quando ultrapassadas algumas concentrações
limite. Ao contrário dos outros metais, o chumbo, o mercúrio, o cádmio, o arsênio, não existem
naturalmente em nenhum organismo, tão pouco desempenham funções nutricionais ou
bioquímicas nos seres humanos, ou seja, a presença desses metais no organismo é prejudicial em
qualquer concentração, como podemos notar na tabela 3 (www.greenpeace.org) .
Tabela 3. Danos na Saúde Humana, causados pelo Cd, Hg, Cr, Zn e Pb.
Metal Principais Fontes Impactos a saúde e ao meio ambiente
Cádmio Fundição e refinação de metais, utilizados em
pigmentos e pinturas, baterias, processos de galvanoplastia,
adubos fosfatados, solda, acumuladores, estabilizadores
de PVC
É comprovadamente um agente cancerígeno,
teratogênico e pode causar danos ao sistema reprodutivo.
Mercúrio Mineração e o uso de derivados na industria e na
agricultura. -Células de eletrolise do sal
para produção do cloro.
Danos neurológicos, tremores, vertigens, irritabilidade,
depressão, salivação, estomatite e diarréia,
descoodenação motora progressiva, perda de visão,
audição e deterioração mental.Cromo Curtição de couros e
galvanoplastias Dermatites, ulceras cutâneas, inflamação nasal, câncer de
pulmão e perfuração do septo nasal.
Zinco Metarlugia (fundição e refinação), indústrias
recicladoras de chumbo.
Sensação como paladar adocicado e secura na
garganta, tosse, fraqueza, dor generalizada.
Chumbo Indústria de baterias automotivas, chapas de metal, canos de metal, aditivos em
gasolina, munição.
Prejudicial ao cérebro e ao sistema nervoso em geral.
Afeta o sangue, rins, sistema digestivo e reprodutor, e é
teratogênico. Fonte: (www.greenpeace.org)
34Os metais podem entrar no nosso corpo, segundo Manahan (2000), por três vias:
a) via respiratória:
A entrada do poluente por este via resulta de uma absorção mais fácil e numa distribuição
rápida através do sistema circulatório. Absorção por esta rota é bastante eficiente quando o metal
está na faixa das partículas inaláveis, de menos de 100 micras;
b) via gastrointestinal:
A absorção através do trato gastrointestinal é afetada pelo pH, pela taxa de movimento
através do trato gastrointestinal e pela presença de outros materiais. As combinações particulares
destes fatores determinam se absorção irá ser elevada ou baixa;
c) via cutânea:
Este tipo de absorção não é muito insignificativa, embora possa ocorrer.
Embora, o vapor do mercúrio seja altamente tóxico, os quatro metais – mercúrio,
chumbo, cádmio e arsênio – nas suas formas de elementos livres condensados, não são
particularmente tóxicos. Entretanto, BAIRD (2002) relata: “Os quatro metais são perigosos nas
suas formas catiônicas e também quando ligados às cadeias curtas de átomos de carbono. Do
ponto de vista bioquímico, o mecanismo de sua ação tóxica deriva da forte afinidade do cátion
pelo enxofre”.
Os grupos sulfidrilas (-SH) ocorrem comumente nas enzimas que controlam a velocidade
das reações metabólicas de vital importância para o nosso corpo. Quando o cátion dos metais
entra no organismo, liga-se rapidamente aos grupos -SH que são componentes comuns dos locais
de atividade celular e transporte de oxigênio. Pelo fato da ligação resultante (metal-enxofre)
afetar a enzima como um todo, ela não pode atuar com normalidade e em conseqüência disso a
saúde humana vê-se afetada de maneira desfavorável e às vezes fatal (BAIRD, 2002).
Portanto, as formas inorgânicas da maioria dos metais tendem a ser limitados fortemente
pelas enzimas e por algum tecido biológico, aumentando a bioacumulação, dificultando a
excreção e acarretando sérios problemas à saúde (MANAHAN, 2000).
Mas, os homens, mesmo cientes dos perigos causados pelos metais, continuam tratando
com descaso essa problemática e os acidentes com esses poluentes continuam acontecendo.
O caso fatídico em Bauru (SP) é um dos exemplos, onde a indústria de Acumuladores
Ájax, uma das maiores fábricas de baterias automotivas do Brasil, contaminou com chumbo o
solo e o ar, afetando pelo menos 88 crianças e contaminando os animais e os alimentos agrícolas
da população moradora perto da indústria (www.mundoquimico.hpg.com.br). Em janeiro de
2001, o Greenpeace acusou uma companhia Riograndense, siderúrgica recicladora de aço, de
contaminar a grande Porto Alegre com metais e bifenilos policlorado - PCBs. Nas amostras
35coletadas foram detectadas altas concentrações de metais como cádmio, mercúrio e chumbo. Em
Pernambuco, ocorreu também a contaminação do solo, do ar, da água e dos trabalhadores por
uma das maiores fabricante de baterias do Brasil.
367. MATERIAIS E METODOS
7.1. Descrição da Área de Estudo. As amostras foram coletadas nos bairros circunvizinhos das indústrias siderúrgicas e
metalúrgicas da região do Vale do Aço, nas cidades de Ipatinga, Timóteo, Coronel Fabriciano,
Santana do Paraíso e Marliéria, conforme ilustrado nas figuras de 3 a 7.
Os bairros do município de Ipatinga foram escolhidos utilizando-se um mapa político, e
foram selecionados bairros próximos e mais distantes das empresas Usina Siderúrgica Intendente
Câmera – USIMINAS e ArcelorMittal no Município de Timóteo. No Município de Marliéria as
amostras foram coletadas no Parque Estadual do Rio Doce, PERD, área de preservação
ambiental, distantes dos centros urbanos de aproximadamente 20 km.
A tabela 4 indica a localização, coordenadas latitudinais e longitudinais, medida através
de um GPS, GARNIN, com aproximadamente 5 metros de precisão, fotografias das árvores e da
comunidade epifítica terrestre, feitas in locu, no momento da coleta da estação chuvosa em
Janeiro de 2007.
Figura 3. Localização da Região do Vale do Aço no Estado de Minas Gerais, Brasil,
e dos Pontos de Coleta.
37
Figura 4. Localização dos Pontos de Coleta, P1 a P17.
38
Figura 5. Localização dos Pontos de Coleta nos Municípios de Ipatinga e Santana do Paraíso
Figura 6. Localização dos Pontos de Coleta nos Municípios de Coronel Fabriciano e Timóteo.
39
Figura 7. Localização dos Pontos de Coleta no Município de Marliéria.
40Tabela 4. Amostras, Espécie das Árvores, Local e Coordenadas,
Imagens das Amostrqs e das Árvores (Janeiro de 2007).
Amostra Espécie das Árvores
Local e Coordenadas
Imagem das Amostras
Imagem das Árvores
1 Oiti
Licania tomentosa
Avenida Raimundo Gomes dos Reis Bairro Taubas
Ipatinga
19°25'13,32"S 42°33'28,88"O
2 Oiti
Licania tomentosa
Av. José Anatólio Barbosa
Bairro Limoeiro Ipatinga
19°26'55,37"S 42°35'26,58"O
3 Oiti
Licania tomentosa
Rua Caleb Bairro Canaã
Ipatinga
19°27'27,32"S 42°33'12,95"O
4 Oiti
Licania tomentosa
Rua Santos Dumont Bairro Cidade Nobre
Ipatinga
19° 28'7,52"S 42°33'29,81"O
5 Oiti
Licania tomentosa
Rua Berilo Bairro Iguaçu
Ipatinga
19°28'28,86"S 42°32'39,23"O
41
6 Oiti
Licania tomentosa
Rua Tomé de Souza Bairro Bom Jardim
Ipatinga
19°28'32,75"S 42°34'45,88"O
7 Oiti
Licania tomentosa
Rua Joraci Camargo Bairro Ideal
Ipatinga
19°28'38,99"S 42°34'10,97"O
8 Oiti
Licania tomentosa
Rua Congonhas Bairro Centro
Ipatinga
19°28'54,07"S 42°31'10,20"O
9 Oiti
Licania tomentosa
Rua Oscar Gonçalves Bairro Bela Vista
Ipatinga
19°30'10,05"S 42°32'55,02"O
10 Oiti
Licania tomentosa
Rua Carvalho Bairro Horto
Ipatinga
19°30'18,19"S 42°34'15,79"O
11 Oiti
Licania tomentosa
Av. 26 de Outubro Bairro Bom Retiro
Ipatinga
19°30'25,33"S 42°33'43,95"O
42
12 Oiti
Licania tomentosa
Avenida Guido Gagiato
Distrito Industrial Santana do Paraíso
19°28'35,16"S 42°29'7,98"O
13 Oiti
Licania tomentosa
Av. Itália Bairro Cariru
Ipatinga
19°29'39,36"S 42°32'0,34"O
14 Oiti
Licania tomentosa
Rua Eprhem Macedo Bairro Santa Helena Coronel Fabriciano
19°31'27,40"S 42°37'19,14"O
15 Oiti
Licania tomentosa
Rua Viçosa Bairro Ana Malaquias Timóteo
19°34'47,51"S 42°38'35,49"O
16 Oiti
Licania tomentosa
Parque Estadual do Rio Doce
Viveiro de Mudas Marliéria
19°45'43,83"S 42°37'54,71"O
17
Angico Piptadenia
rígida
Parque Estadual do Rio Doce
Hotel Marliéria
19°45'48,25"S 42°37'53,64"O
437.2. Metodologia de Coleta, Estocagem e Preparação das Amostras.
Foram realizadas duas campanhas de coletas, em 17 pontos (Tabela 4) da região do Vale
do Aço, sendo que a primeira efetuada nos dias 04 e 05 do mês de Janeiro de 2007 e uma
segunda efetuada nos dias 21 e 22 no mês de Junho de 2007, totalizando 34 amostras. Somente a
amostra 17 foi coletada de uma árvore de uma outra espécie, angico, Piptadenia rígida.
As amostras foram retiradas dos troncos das árvores em uma altura de aproximadamente
1,80 m, coletadas em 5,0 cm2 utilizando-se uma espátula de aço inoxidável. A espátula foi
cuidadosamente esterilizada com água destilada por aproximadamente 10 minutos, entre uma
coleta e outra. Foi utilizada luva descartável cirúrgica para evitar contaminação. Depois de
coletadas as amostras foram acondicionadas em frascos de poliestireno estéreis, e mantidas a
temperatura de 4 ºC até o momento do preparo em laboratório. Foram em seguida despachadas
em caixa de isopor para o Departamento de Engenharia Nuclear da Universidade Federal de
Minas Gerais, DEN/UFMG onde foram abertas, lavadas com água bidestilada e posteriormente
secas em estufa a 40º C. Finalmente as amostras foram trituradas, homogeneizadas e uma
alíquota representativa de aprox. 0,30 g foram pesadas para as análises.
A Figura 8, mostra fotografias da comunidade epifítica terrestre, utilizadas na neste
trabalho. As fotografias foram feitas com máquina fotográfica HP de
6 Megapixes e as imagens são apresentadas em zoom utilizando o programa Microsoft Office
Picture Manager.
44
Figura 8. Fotografias da Comunidade Epifítica Terrestre, Utilizadas Neste Trabalho.
45 7.3. Análise por Ativação Neutrônica (AAN)
A Análise por Ativação Neutrônica (AAN) consiste no bombardeamento do núcleo de
um dado material por nêutrons, seguido da medida da radioatividade induzida. Em geral, a
irradiação é feita com nêutrons térmicos, E= 0,025eV, em um reator nuclear de pesquisa. A
maioria dos núcleos dos elementos podem ser ativados por estas partículas. As reações da AAN
ocorrem nos núcleos atômicos dos diversos elementos presentes nas amostras e padrões.
Após a irradiação, a radioatividade gama resultante é medida através da espectrometria
dos raios gama (γ) que são emitidos por cada radioisótopo. Uma vez que, cada radioisótopo
(elemento após ativação com nêutrons) possui características nucleares próprias (meia vida,
seção de choque e’ energia), é possível efetuar determinações quantitativas da concentração por
comparação com padrões (EHMANN & VANCE, 1991).
A maioria dos elementos químicos, dependendo da sua seção de choque, pode ser dosada
com esta técnica, no entanto, resultados mais precisos são encontrados para elementos com
número atômico (Z) superior a 8uma (NEWTON, 1999).
Os requisitos básicos para realizar uma AAN são:
� fonte de nêutrons (produzidas em um reator nuclear de pesquisa);
� detector semicondutor de germânio ultrapuro, acoplado a um analisador do tipo
multicanal e instrumentação eletrônica para medição da radioatividade gama e
� conhecimento detalhado das reações induzidas por nêutrons ao interagirem com os
núcleos dos átomos da amostra.
As irradiações foram feitas utilizando-se do reator nuclear TRIGA MARK I IPR – R 1,
em Belo Horizonte, Minas Gerais. A 100 kW de potência oferece um fluxo de nêutrons térmicos
médio de 6,6.1011 n. cm2. s-1. A Figura 9 ilustra o reator nuclear utilizado nesta pesquisa.
O comparador utilizado foi 1000 mL do elemento 24Na que apresenta T1/2 (meia-vida) de
15,0 horas e pico de energia gama de Ey = 1368 keV (VEADO, 1997, 2001).
Tubos de polietileno, próprios para a irradiação neutrônica, foram utilizados para
acondicionar as amostras. Padrões de sódio, Na, e materiais de referência, foram irradiados
juntos com as amostras.
Os tubos de polietileno foram irradiados por 5 minutos para a determinação dos
elementos cujos radioisótopos são de meias-vidas curtas e 8 horas para radioisótopos de meias-
vidas médias e longas.
46
Figura 9. Reator Nuclear TRIGA MARK I IPR – R 1 – CDTN/CNEN
As principais funções deste reator, denominado, TRIGA MARK I IPR – R 1, são:
- Servir como fonte de nêutrons em experiências científicas de Física, Química,
Engenharia e Biologia;
- Servir de instrumento de treinamento para engenheiros e cientistas em problemas de
Física de reatores, projetos, instrumentação nuclear e de processos e prática de operações
de reatores;
- Irradiar amostras com a finalidade de efetuar análises por ativação neutrônica.
Após irradiação, as amostras foram analisadas individualmente, em um sistema de
espectrometria gama constituído de um detector semicondutor de germânio ultra puro
(High Purity Germanium - HPGe - CANBERRA) com eficiência relativa de 50% e resolução de
1,8 keV em 1332,2 keV; detector de sinal (DAS-20000-CANBERRA) e um sistema de
multicanal (Figura 10).
47
Figura 10. Detector de Radiaçao Gama “GeHP” (CANBERRA).
Um exemplo dos picos de enegia gama de 1099 keV e 1115 keV dos elementos Fe e Zn,
respectivamente, medidos pelo software Genie-2000 são apresentados na Figura 11.
Figura 11. Ilustração de um Espectro de Radiaçao Gama do Software “Genie 2000” (CANBERRA).
(OBS. Picos de Enegia dos Elementos Fe e Zn)
48 O esquema usado pela técnica de AAN referente aos tempos de irradiação, decaimento
radioativo e contagem, deste trabalho foi:
� Elementos de t1/2 curta :
- 5 minutos de irradiação;
- tempo de decaimento: 2 - 20 minutos (Al, Cl, Cu e V);
- tempo de decaimento: 1h (Mn);
- tempo de contagem: 10 minutos.
� Elementos de t1/2 média e longa :
- 8 horas de irradiação;
- tempo de decaimento: 24 horas (As, Au, Br, K, La, Na, e U);
- tempo de contagem: 2 horas;
- tempo de decaimento: 10 dias (Ce, Co, Cr, Fe, Sm, Sc, Sr, Zn e Th);
- tempo de contagem: 4 horas.
Os softwares Genie-2000 e Gamma Analysis do fabricante CANBERRA foram utilizados
para a aquisição dos espectros da radiação gama.
Utilizou-se também do método paramétrico k0 para determinação dos teores dos
elementos detectados (de CORTE, 1987).
A AAN é um método não destrutivo que permite, dependendo das condições de
irradiação e do detector utilizado, determinar as concentrações de aproximadamente 70
elementos numa única amostra.
Para determinações analíticas de materiais de referência se aplicam métodos,
instrumentos e diferentes técnicas a fim de se obter informações sobre a composição e natureza
do material (NEWTON,1999).
Mundialmente, tem sido enfatizada a qualidade dos dados empíricos, e a padronização
dos métodos analíticos onde os materiais de referência formam um importante componente no
controle de qualidade dos dados produzidos (IHNAT, 2000). Assim, na AAN, a adoção de
material de referência para co-irradiação introduz um indicador de qualidade dos resultados.
49Em praticamente todas as áreas de pesquisa utilizam-se os materiais de referência, entre
outras funções, para:
- calibração e aferição de sistemas de medidas;
- teste de instrumentos;
- definição de escala de medidas;
- comparação entre laboratórios;
- análise da qualidade dos resultados.
Os materiais de referência são produzidos por alguns centros internacionais, como:
• Institute for Reference Materials and Measurementes (IRMM, Bélgica);
• National Institute for Standards and Technology (NIST), Estados Unidos da
América;
• Laboratory of The Government Chemist (LGC); Reino Unido;
• International Atomic Energy Agency (IAEA), Áustria.
Foram realizadas análises das amostras de referência em replicatas e a certificação dos
resultados estão indicados no ANEXO I.
7.4. Dados Metereológicos.
Em áreas urbanas industrializadas a meteorologia da área, em relação à distribuição
populacional, são fatores que influenciam significativamente no transporte e dispersão dos
poluentes do ar, levando a vários tipos de circulação.
As figuras 11 e 12 mostram os mapas de satélite de nuvens e precipitação pluviométrica
dos dois períodos de coleta. A figura 13 ilustra as direções predominantes dos ventos território
brasileiro (http://www6.cptec.inpe.br/revclima/boletim/index1206.shtml) .
Em dezembro de 2006, a precipitação esteve acima da média histórica na maior parte das
Regiões Sul, Sudeste e no Centro-Oeste. Por outro lado, choveu até 200 mm abaixo da média no
sudeste do Amazonas e norte de Goiás. As chuvas estiveram mais concentradas em Minas
Gerais, setores norte e oeste do Estado de São Paulo e no Espírito Santo, devido, principalmente,
à atuação do segundo episódio de Zona de Covergência do Atlântico Sul - ZCAS. Na cidade de
Vitória-ES, registrou-se 93,5 mm de chuva no dia 11. No final de dezembro, a atuação do quarto
sistema frontal próximo ao litoral da Região Sudeste e a presença de vórtices ciclônicos em altos
níveis, sobre o Nordeste do Brasil e oceano adjacente, favoreceram a formação de áreas de
instabilidade, com temporais e ventos fortes sobre Rio de Janeiro, São Paulo e Minas Gerais.
Entre os dias 26 e 27, destacaram-se as rajadas de vento no aeroporto de Santos Dumont-RJ
50(93,6 km/h) no dia 26; temporal em São José dos Campos-SP; deslizamentos em Belo Horizonte-
MG; e alagamentos em Uberlândia-MG.
O mês de janeiro foi classificado entre os cinco mais chuvosos dos últimos 46 anos em
grande parte das Regiões Sudeste e Centro-Oeste. Nestas áreas, as chuvas foram decorrentes
principalmente da configuração de episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS).
Em junho de 2007, destacou-se a persistência de uma intensa massa de ar seco que
ocasionou temperaturas elevadas e baixa umidade relativa do ar em grande parte do Brasil.
Ainda assim, em alguns dias, a atuação de sistemas frontais proporcionou a ocorrência de chuvas
e rajadas de ventos na Região Sul. No Nordeste, o maior destaque foi a ocorrência de chuvas
associadas à propagação de Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOL) e ao efeito de brisa
adjacente à costa, principalmente entre o litoral do Rio Grande do Norte e Pernambuco. Nestas
áreas, o excesso de chuvas resultou em alagamentos e deslizamentos de barreiras, causando
transtornos à população local. Os totais mensais ocorreram abaixo da média histórica em toda a
Região Sudeste, em especial no sul do Espírito Santo, onde se observaram os maiores desvios
negativos. A massa de ar seco também afetou os Estados de Minas Gerais e São Paulo, onde, no
período de 14 a 19, a umidade relativa do ar atingiu valores inferiores a 30%, destacando-se as
cidades de Unaí-MG (21%, no dia 16) e Uberaba-MG (22%, no dia 19). Dos sistemas frontais
que avançaram pelo litoral da Região Sudeste, o segundo causou transtornos à população de São
Paulo, capital, onde ocorreram chuva forte e queda de árvores. O sexto sistema frontal também
causou alguns problemas em vários pontos da cidade do Rio de Janeiro-RJ.
51
Figura 12. Mapas de Satélite de Nuvens (04/01/2006) e de Precipitação de Dezembro de 2006.
Fonte: CPTEC/INPE
52
Figura 13. Mapas de Satélite de Nuvens (28/06/2007)
e de Precipitação de Maio de 2007. Fonte: CPTEC/INPE
53
Figura 14. Direção predominante dos ventos, 850 hPa; 850 hecto Pascal aprox. 1500m de altitude acima do nível do mar.
Fonte: CPTEC/INPE (2007)
548. RESULTADOS E DISCUSSÃO.
Com o objetivo de facilitar a plotagem dos gráficos, utilizando o
software Sigma Plot 2001 for Windows, as coordenadas latitudinais e longitudinais foram
transformadas em algarismos decimais seguindo o exemplo abaixo para a amostra 1:
Latitude: 19° 25' 13,32" S = 19 + 25/60 + 13,32/3600 = 19,4204
Longitude: 42° 33' 28,88" O = 42 + 33/60 + 28,88/3600 = 42,5580
A tabela 5 indica as coordenadas medidas in locu, dos 17 pontos de coleta.
Os resultados obtidos nas análises multielementares, com desvio padrão de σ=5%, pelo
método de AAN nas amostras das Comunidade Epifítica Terrestre, briófitas, sphagnum sp., nos
períodos de Janeiro e Junho de 2007 estão indicados nas tabelas 6 . Nesta tabela estão também
inseridas as densidades dos elementos.
Tabela 5. Transformação das coordenadas GPS em algarismos decimais.
Amostra Localização Latitude Longitude Latitude Longitude
1 Taúbas, Ipatinga 19°25'13,32"S 42°33'28,88"O 19,4204 42,5580
2 Limoeiro, Ipatinga 19°26'55,37"S 42°35'26,58"O 19,4490 42,5907
3 Canaã, Ipatinga 19°27'27,32"S 42°33'12,95"O 19,4576 42,5536
4 Cidade Nobre, Ipatinga 19° 28'7,52"S 42°33'29,81"O 19,4688 42,5583
5 Iguaçu, Ipatinga 19°28'28,86"S 42°32'39,23"O 19,4747 42,5442
6 Bom Jardim, Ipatinga 19°28'32,75"S 42°34'45,88"O 19,4758 42,5794
7 Distrito Industrial, Santana do Paraíso 19°28'35,16"S 42°29'7,98"O 19,4764 42,4856
8 Ideal, Ipatinga 19°28'38,99"S 42°34'10,97"O 19,4775 42,5697
9 Centro, Ipatinga, 19°28'54,07"S 42°31'10,20"O 19,4817 42,5195
10 Cariru, Ipatinga 19°29'39,36"S 42°32'0,34"O 19,4943 42,5334
11 Bela Vista, Ipatinga 19°30'10,05"S 42°32'55,02"O 19,5028 42,5486
12 Horto, Ipatinga 19°30'18,19"S 42°34'15,79"O 19,5051 42,5711
13 Bom Retiro, Ipatinga 19°30'25,33"S 42°33'43,95"O 19,5070 42,5622
14 Santa Helena, Coronel Fabriciano 19°31'27,40"S 42°37'19,14"O 19,5243 42,6220
15 Ana Malaquias, Timóteo 19°34'47,51"S 42°38'35,49"O 19,5799 42,6404
16 PERD, Marliéria 19°45'43,83"S 42°37'54,71"O 19,7622 42,6319
17 PERD, Marliéria 19°45'48,25"S 42°37'53,64"O 19,7634 42,6316
55Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre ,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5%.
Localização Al (ρ=2,70)
Al (ρ=2,70)
As (ρ=5,72)
As (ρ=5,72)
Au (ρ=19,32)
Au (ρ=19,32)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 37364 10050 - 0,62 - 0,02
P2- Limoeiro, Ipatinga 22703 13449 - 1,65 - -
P3- Canaã, Ipatinga 14444 58495 - 2,75 - -
P4- Cidade Nobre, Ipatinga 9591 16120 - 1,08 - 0,02
P5- Iguaçu, Ipatinga 15131 11204 2,47 1,78 0,02 0,01
P6- Bom Jardim, Ipatinga 23453 14937 - 2,01 - -
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso 18451 13192 6,15 5,69 - -
P8- Ideal, Ipatinga 5041 8916 - 0,86 0,01 0,02
P9- Centro, Ipatinga 6284 13884 - 1,77 - 0,04
P10- Carirú, Ipatinga 10433 10274 1,86 1,73 0,02 0,01
P11- Bela Vista, Ipatinga 3712 15996 - 1,12 0,05 0,02
P12- Horto, Ipatiga 18456 13316 - 1,55 0,14 0,05
P13- Bom Retiro, Ipatinga 10770 9456 - 1,47 0,03 -
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano 27815 32487 - 2,30 - -
P15-Ana Malaquias,
Timóteo 28846 17751 - 0,88 - 0,01
P16- PERD, Marliéria 3048 20827 - 0,41 0,39 0,01
P17- PERD, Marliéria 15010 95113 - 1,47 0,40 0,13
56Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação)
Localização Br (ρ=3,14)
Br (ρ=3,14)
Ce (ρ=6,77)
Ce (ρ=6,77)
Co (ρ=8,89)
Co (ρ=8,89)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 6,32 5,22 95 34 2,69 1,10
P2- Limoeiro, Ipatinga 18,79 7,37 28 17 2,58 1,28
P3- Canaã, Ipatinga 7,83 22,12 25 121 1,77 4,01
P4- Cidade Nobre, Ipatinga 4,84 7,84 15 25 1,25 2,03
P5- Iguaçu, Ipatinga 11,88 15,45 24 - 2,47 2,00
P6- Bom Jardim, Ipatinga 9,79 15,33 30 31 - 2,82
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso 9,65 9,38 27 20 2,54 1,72
P8- Ideal, Ipatinga 9,22 10,09 8 - 1,09 2,00
P9- Centro, Ipatinga 6,42 9,97 13 20 0,93 2,39
P10- Carirú, Ipatinga 8,18 12,32 20 13 1,62 3,20
P11- Bela Vista, Ipatinga 3,38 10,82 8 18 2,36 1,72
P12- Horto, Ipatiga 9,71 12,75 38 501 3,63 2,07
P13- Bom Retiro, Ipatinga 11,70 12,36 - 11 0,37 2,29
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano 6,12 3,68 51 49 3,45 5,51
P15-Ana Malaquias,
Timóteo 2,43 7,18 31 19 3,68 2,04
P16- PERD, Marliéria 12,35 92,07 6 1 6,20 7,58
P17- PERD, Marliéria 28,78 16,02 44 188 0,84 12,25
57Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação).
Localização Cr (ρ=7,14)
Cr (ρ=7,14)
Cu (ρ=19,3)
Cu (ρ=19,2)
Fe (ρ=8,92)
Fe (ρ=8,92)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 41 15 70 32 24224 8269
P2- Limoeiro, Ipatinga 40 39 66 59 17067 8432
P3- Canaã, Ipatinga 8 63 - 37 11752 32867
P4- Cidade Nobre, Ipatinga 8 42 - 7 9021 16262
P5- Iguaçu, Ipatinga 68 2 35 23 36518 15500
P6- Bom Jardim, Ipatinga 31 154 0 57 17359 37759
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso 47 42 79 61 19498 12437
P8- Ideal, Ipatinga 30 2 14 18 8796 8000
P9- Centro, Ipatinga 10 62 21 34 12245 33417
P10- Carirú, Ipatinga 12 79 81 16 23354 73500
P11- Bela Vista, Ipatinga 21 51 26 56 11932 10810
P12- Horto, Ipatiga 86 180 106 61 41442 17154
P13- Bom Retiro, Ipatinga - 85 55 23 20000 42747
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano 273 493 - 49 21437 28519
P15-Ana Malaquias, Timóteo 167 128 35 53 21651 14242
P16- PERD, Marliéria 7 36 - 68 2407 17267
P17- PERD, Marliéria 56 58 15 99 13299 36500
58Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação).
Localização Hg (ρ=13,55)
Hg (ρ=13,55)
K (ρ=0,86)
K (ρ=0,86)
La (ρ=6,16)
La (ρ=6,16)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga - - 4946 5394 123 11
P2- Limoeiro, Ipatinga - - 13016 5967 62 15
P3- Canaã, Ipatinga - - 6557 8477 50 58
P4- Cidade Nobre, Ipatinga - - 3338 7505 21 18
P5- Iguaçu, Ipatinga - - 10825 5290 51 13
P6- Bom Jardim, Ipatinga - 1,53 7997 5259 448 20
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso - - 7306 5119 67 17
P8- Ideal, Ipatinga - - 6358 4457 18 8
P9- Centro, Ipatinga - - 4231 5096 25 16
P10- Carirú, Ipatinga - 0,50 5386 3004 32 9
P11- Bela Vista, Ipatinga - - 5592 6192 13 12
P12- Horto, Ipatiga 6,83 1,40 9657 6514 99 19
P13- Bom Retiro, Ipatinga - - 5464 4580 46 9
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano - - 8788 240 83 7
P15-Ana Malaquias,
Timóteo - - 8741 5998 83 179
P16- PERD, Marliéria 0,45 1,70 5698 1745 20 15
P17- PERD, Marliéria - 5,60 583 10067 79 235
59Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação).
Localização Mg (ρ=1,74)
Mg (ρ=1,74)
Mn (ρ=7,44)
Mn (ρ=7,44)
Na (ρ=0,97)
Na (ρ=0,97)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 2762 3610 820 343 617 461
P2- Limoeiro, Ipatinga 2936 2039 498 306 1587 67
P3- Canaã, Ipatinga 2183 8919 550 1129 803 738
P4- Cidade Nobre, Ipatinga 3479 5728 570 530 198 783
P5- Iguaçu, Ipatinga 4770 3539 970 785 836 487
P6- Bom Jardim, Ipatinga 3856 2744 1300 1188 899 979
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso 6568 4303 1280 934 1508 1004
P8- Ideal, Ipatinga 1440 2693 350 708 378 366
P9- Centro, Ipatinga 2100 3188 520 705 535 694
P10- Carirú, Ipatinga 1012 1171 640 836 680 342
P11- Bela Vista, Ipatinga 2595 4684 732 472 308 565
P12- Horto, Ipatiga 2363 4878 2160 1566 1751 1037
P13- Bom Retiro, Ipatinga 1940 1485 360 982 703 461
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano 5791 8711 1030 1264 1223 449
P15-Ana Malaquias,
Timóteo 4215 2877 630 378 1586 852
P16- PERD, Marliéria 1682 1195 740 872 85 337
P17- PERD, Marliéria 823 7875 150 600 189 946
60Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação).
Localização Rb (ρ=1,53)
Rb (ρ=1,53)
Sc (ρ=2,99)
Sc (ρ=2,99)
Sm (ρ=7,54)
Sm (ρ=7,54)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 42 25 4,00 1,28 - 2,26
P2- Limoeiro, Ipatinga - 21 3,00 1,65 - 3,59
P3- Canaã, Ipatinga - 58 2,00 4,84 - 1,08
P4- Cidade Nobre, Ipatinga 24 51 1,00 2,00 - 4,21
P5- Iguaçu, Ipatinga - - 2,00 0,00 - 3,57
P6- Bom Jardim, Ipatinga - 34 - 2,23 1,00 6,36
P7- Distrito Industrial, Santana
do Paraíso 37 21 3,00 2,06 - 4,01
P8- Ideal, Ipatinga - - 1,00 0,00 - 1,71
P9- Centro, Ipatinga - 30 0,73 1,95 0,18 5,09
P10- Carirú, Ipatinga - 16 1,00 1,95 - 2,90
P11- Bela Vista, Ipatinga - 15 - 1,88 - 2,68
P12- Horto, Ipatiga 57 47 2,00 1,61 2,00 4,20
P13- Bom Retiro, Ipatinga - 27 - 1,47 - 2,94
P14- Santa Helena, Coronel Fabriciano 33 54 3,00 4,31 - 1,43
P15-Ana Malaquias,
Timóteo 32 23 4,00 2,70 - 3,44
P16- PERD, Marliéria 0 - 1,00 4,06 - 5,44
P17- PERD, Marliéria 0 - 4,00 12,26 - 64,26
61Tabela 6. Resultados Obtidos nas Amostras da Comunidade Epifítica Terrestre,
Janeiro e Junho de 2007, µg g-1 , σ~5% (Continuação)
Os gráficos de 1 a 28 representam em 3 dimensões (3D) os resultados apresentados na
tabela 6, dos elementos Al, As, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Th, Ti, V, e Zn.
Localização Th (ρ=11,72)
Th (ρ=11,72)
Ti (ρ=4,51)
Ti (ρ=4,51)
V (ρ=6,09)
V (ρ=6,09)
Zn (ρ=7,14)
Zn (ρ=7,14)
Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho Janeiro Junho P1-Taúbas,
Ipatinga 14 3 1523 335 17 13 156 97
P2- Limoeiro, Ipatinga 5 3 1207 180 19 13 - 96
P3- Canaã, Ipatinga 1 26 647 1174 10 30 139 258
P4- Cidade Nobre,
Ipatinga - 5 294 587 11 16 179 -
P5- Iguaçu, Ipatinga 2 0 1159 313 22 15 - 261
P6- Bom Jardim, Ipatinga
4 5 1296 268 20 26 - 200
P7- Distrito Industrial, Santana do
Paraíso
3 2 990 441 19 14 256 -
P8- Ideal, Ipatinga 1 0 363 250 8 13 - 248
P9- Centro, Ipatinga 1 4 217 311 11 17 208 127
P10- Carirú, Ipatinga - 2 663 109 15 20 198 104
P11- Bela Vista,
Ipatinga - 3 195 435 21 13 249 365
P12- Horto, Ipatiga 15 4 328 501 31 29 523 250
P13- Bom Retiro,
Ipatinga - 0 581 138 8 23 - 238
P14- Santa Helena, Coronel
Fabriciano 2 8 1169 1091 22 27 226 168
P15-Ana Malaquias,
Timóteo 4 5 2516 280 42 28 164 191
P16- PERD, Marliéria - 3 208 1088 3 40 - 124
P17- PERD,
Marliéria - 33 2971 4206 32 71 - 98
62
0
2e+4
4e+4
6e+4
8e+4
1e+5
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 2. Resultados do Al (ρρρρ= 2,70 g cm-3), Junho de 2007.
12 4
3
567
8
9101112
15
14
13
16
17
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 1. Resultados do Al (ρρρρ= 2,70 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
2
4
3 5
67
89
10
11
12
15 14
13
16
17
63
0
1
2
3
4
5
6
7
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 3. Resultados do As (ρρρρ= 5,72 g cm-3), Janeiro de 2007.
12 4 3
5
6
7
8 9
10
111215
1413
16 17
0
1
2
3
4
5
6
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 4. Resultados do As (ρρρρ= (5,72 g cm-3), Junho de 2007.
1
24
3
56
7
8
910
11
12
15
14
13
16
17
64
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 6. Resultados do Au (ρρρρ= (19,32 g cm-3), Junho de 2007.
1
24
3 5
6 78
9
1011
12
15 14 13
16
17
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 5. Resultados do Au (ρρρρ= (19,32 g cm-3), Janeiro de 2007.
124
35
6 78 91011
12
1514
13
1617
65
0
1
2
3
4
5
6
7
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 7. Resultados do Co (ρρρρ= (8,89 g cm-3), Janeiro de 2007.
12
43 5
6
7
8 910
11
1215 14
13
16
17
0
2
4
6
8
10
12
14
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 8. Resultados do Co (ρρρρ= (8,89 g cm-3), Junho de 2007.
124
3
56 78
910
111215
14
13
16
17
66
0
50
100
150
200
250
300
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 9. Resultados do Cr (ρρρρ= (7,14 g cm-3), Janeiro de 2007.
12
43
5
67
8
9101112
15
14
13
16
17
0
100
200
300
400
500
600
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 10. Resultados do Cr (ρρρρ= (7,14 g cm-3), Junho de 2007.
1243 5
6
7
8
910
11
12
15
14
13
1617
67
0
20
40
60
80
100
120
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 11. Resultados do Cu (ρρρρ= 19,32 g cm-3), Janeiro de 2007.
12
4
3
5
6
7
89
10
11
12
15
1413
16
17
0
20
40
60
80
100
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 12. Resultados do Cu (ρρρρ= 19,32 g cm-3), Junho de 2007.
1
2
4
3
567
8
9
1011
12
15 14
13
16
17
68
0
20000
40000
60000
80000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 14. Resultados do Fe (ρρρρ= 8,92 g cm-3), Junho de 2007.
12
43
5
6
7
8
9
10
11
12
15
14
13
16
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0
10000
20000
30000
40000
50000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 13. Resultados do Fe (ρρρρ= 8,92 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
24
3
5
67
89
10
11
12
1514
13
16
17
69
0
2
4
6
8
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 15. Resultados do Hg (ρρρρ= 13,55 g cm-3), Janeiro de 2007.
124
3 567
8 91011
12
1514 13
1617
0
1
2
3
4
5
6
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 16. Resultados do Hg (ρρρρ= 13,55 g cm-3), Junho de 2007.
12
43
5
6
78 9
10
11
12
1514 13
16
17
70
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 17. Resultados do Mg (ρρρρ= 1,74 g cm-3), Janeiro de 2007.
12
4
3
5
6
7
8
9
10
1112
15
14
13
16
17
0
2000
4000
6000
8000
10000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 18. Resultados do Mg (ρρρρ= 1,74 g cm-3), Junho de 2007.
1
2
4
3
5
6
7
89
10
11
12
15
14
13
16
17
71
0
500
1000
1500
2000
2500
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 19. Resultados do Mn (ρρρρ= 7,44 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
2 4 3
5
6 7
891011
12
15
14
13
16
17
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 20. Resultados do Mn (ρρρρ= 7,44 g cm-3), Junho de 2007.
12
4
3
5
6
7
8 910
11
12
15
14
13
16
17
72
0
2
4
6
8
10
12
14
16
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 21. Resultados do Th (ρρρρ= 11,72 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
2
43
5
6 7
8 910
11
12
1514
13
16 17
0
5
10
15
20
25
30
35
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 22. Resultados do Th (ρρρρ= 11,72 g cm-3), Junho de 2007.
124
3
56 7
8
910
11
1215
14
13
16
17
73
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 23. Resultados do Ti (ρρρρ= 4,51 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
2
4
3
5
6
7
89
10
1112
15
14
13
16
17
0
1000
2000
3000
4000
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 24. Resultados do Ti (ρρρρ= 4,51 g cm-3), Junho de 2007.
12
4
3
567
89
101112
15
14
1316
17
74
0
10
20
30
40
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 25. Resultados do V (ρρρρ= 6,09 g cm-3), Janeiro de 2007.
12
4 3
56 7
89
10
11
12
15
14
13
16
17
0
20
40
60
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 26. Resultados do V (ρρρρ= 6,09 g cm-3), Junho de 2007.
124
3
56
78
91011
12
1514
13
16
17
75
0
100
200
300
400
500
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 27. Resultados do Zn (ρρρρ= 7,14 g cm-3), Janeiro de 2007.
1
2
43
56
7
8
910
11
12
15
14
13
1617
0
100
200
300
400
-19,80-19,75
-19,70-19,65
-19,60-19,55
-19,50-19,45
42,4642,48
42,5042,52
42,5442,56
42,5842,60
42,6242,64
Con
cent
raçã
o, µ
g g-1
Latitude
Longitude
Gráfico 28. Resultados do Zn (ρρρρ= 7,14 g cm-3), Junho de 2007.
12
4
3 5
6
7
8
910
11
12
15 14
131617
76Com o objetivo de comparar os resultados obtidos neste trabalho, foram realizadas
análises da comunidade epifítica na Serra de Piedade, localizada no município de Caeté – MG,
coletada no mês de junho de 2007. Foram também considerados os resultados obtidos de
trabalhos científicos recentes. Os dados comparativos estão indicados na tabela 7.
Tabela 7. Comparação dos resultados obtidos neste trabalho (Vale do Aço e Serra da Piedade) com outros trabalhos recentes da literatura (µg.g-1).
Ele- mento
Vale do Aço (Variação) Caeté
Áustria*
Singapura**
Itália***
Riscos à Saúde
Humana, (Tab. 2)
Toxicidade Relativa para as plantas (Tab. 2)
Al 3048 - 95113 1400 394 1,3 - 218 50-200
As 0,41 - 6,15 0,43 0,15 - - 1 5-20
Au 0,01 - 0,40 - - - - - -
Br 2,43 - 92,7 3,2 - - - - -
Co 0,37 - 12,25 0,27 0,27 - - 49 15-50
Cr 2 - 493 11 0,99 - 1,9 17 - 76 5-30
Cu 7 - 99 - - 32,88 5,4 141 20-100
Fe 2407 - 73500 3300 503 - - - >1000
Hg 0,45 - 6,83 0,14 0,049 - - 3 1-3
K 240 - 13016 388 - - - - -
Mg 823 - 8919 590 - - - - -
Mn 150 - 2160 139 - - - - 300-500
Na 67 - 1587 56 - - - 131 -
Th 1 - 33 0,25 - - - - -
Ti 109 - 4206 45 - - - - -
V 3 - 71 2 1,14 - 3,6 203 5-10
Zn 96 - 523 85 33,2 65,58 25 73 100-400
* Krommer et al. (2007), ** NG et al. (2005), *** Schintu et al. (2005).
77De acordo com os resultados obtidos neste trabalho pôde-se observar:
1. os dados mostrados na tabela 7 relativos aos resultados da região Vale do Aço
estão com teores muito mais elevados do que aqueles encontrados nas amostras
da Serra de Piedade, município de Caeté e dos dados recentes da literatura;
2. os elementos Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Th e Ti apresentaram maiores
concentrações na segunda coleta, em junho de 2007, época da estação seca;
3. as amostras 16 e 17, do PERD, município de Marliéria, apesar de situarem em
uma área de preservação ambiental, apresentaram os teores mais elevados dos
elementos Al, Au, Co, Cu, Ti e V, quando comparados com os outros pontos de
coleta. Este fenômeno pode provavelmente ser atribuído ao efeito “fallout”
(deposição de matérial particulado) e pela direção predominante dos ventos
indicados na figura 14;
4. o elemento As teve maiores concentrações nas duas estações da amostra 7,
Distrito Industrial de Santana do Paraíso, sendo também detectado nas amostras 5
e 10, bairros Iguaçu e Carirú, próximos à Usiminas na estação chuvosa. Não foi
encontrado nas demais amostras da estação chuvosa. Na estação seca foi
encontrado em todas as amostras, provavelmente devido a falta de chuvas;
5. a detecção do Au, na estação seca, foi também observada nos pontos
circunvizinhos à Usiminas, destacando-se maior concentração em P12, bairro
Horto e P9, Centro de Ipatinga;
6. para os elementos Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, V, Ti e Zn pode-se atribuir suas
distribuições nos pontos de coleta próximos às duas indústrias locais, Usiminas e
AcelorMittal. Destacando-se as altíssimas concentrações dos elementos Fe, Mn e
Zn principalmente em P12, Horto; P10, Carirú; P14 Coronel Fabriciano e P15,
Timóteo;
7. como já foi discutido neste trabalho o elemento Cr, em sua forma química Cr+6 é
cancerígeno, sua elevada concentração obtida nos pontos P14,
Coronel Fabriciano e P15, Timóteo, deve ser aqui destacado;
8. o elemento Hg (principalmente o metilmercúrio) é altamente tóxico e foi
detectado em P12, bairro Horto com uma concentração de 6,83 µg g-1 , valor
acima do limite citado na tabela 6, como risco à saúde humana, 3 µg g-1 ;
9. o elemento Th foi surpriendentemente detectado nas amostras da comunidade
epifitica terrestre, como ja citado no item 1, com maiores teores na estação seca.
Este elemento é radioativo e também cancerígeno.
789. CONCLUSÕES
Este trabalho, propõe uma avaliação da presença de metais e elementos tóxicos, em
amostras da comunidade epifítica terrestre, para estudar a poluição atmosférica da região do Vale
do Aço, Minas Gerais.
Tendo em vista os resultados obtidos, podemos concluir que se estas amostras são
capazes de reter acima de 20% da humidade relativa ao seu peso seco (ver pág. 26), todos os
metais que foram detectados neste trabalho, foram indubitavelmente, adsorvidos e/ou absorvidos
pela comunidade epifitica terrestre provenientes da poluição atmosférica da região do
Vale do Aço.
Os resultados indicam altas concentrações dos elementos Al, As, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Hg,
Mn, Mg, Cr, Zn, V e Th quando comparados com os valores citados na literatura. O biomonitor
utilizado, comunidade epifítica terrestre, apresentou uma excelente capacidade de acumulação de
metais de contaminantes atmosférico.
Ficou comprovado a eficiência da bioacumulação de metais pelas amostras da
comunidade epifitica terrestre, podendo serem utilizadas em um biomonitoramento extensivo da
poluição atmosférica de regiões industrializadas.
De acordo com Baird (2002), dentre os poluentes oriundos da ação humana, os mais
preocupantes são os persistentes, pois não são alterados pela ação de luz, água, ar ou
microorganismos, durante períodos muito longos de tempo. Como exemplo dessas substâncias
persistente, temos os metais como o mercúrio. Além disso, muitas sustâncias persistentes não se
tornam uniformemente dispersas no meio ambiente, em vez disso, concentram-se em organismos
vivos afetando sua saúde e até levando a morte prematura. O elemento mercúrio foi detectado
neste trabalho em P12, bairro Horto, município de Ipatinga com uma concentração de
6,83 µg g-1 , valor acima do limite citado na tabela 6, como risco à saúde humana, 3 µg g-1 .
É então preciso esclarecer e informar a população sobre os riscos e conseqüências da
contaminação por esses metais para a saúde humana e para o ecossistema, para que assim
possamos exigir uma adequada segurança para o trabalhador e para a população em geral.
Portanto, é importante tentarmos reduzir a quantidade de sustâncias emitidas para o meio
ambiente, para isso, devemos fazer a captura e a disposição de uma grande fração de sua massa
antes da ocorrência da dispersão e adotar medidas preventivas, como substituição de solventes
orgânicos por água e utilização de substâncias benignas do ponto de vista ambiental para
substituir catalisadores a base de metais. Pois, só assim estaremos arcando com uma parte da
responsabilidade pela poluição.
7910. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
� Estabelecer uma relação matemática entre os metais absorvidos e/ou adsorvidos nas
briófita e o teor deste metal nas partículas totais em suspensão, PTS, conforme resolução
CONAMA;
� Utilizar o método saco de musgo “moss bag”, nos pontos onde foram encontrados
maiores concentrações de metais neste trabalho, cultivando as amostras em laboratório,
podendo assim ter um padrão zero de poluição;
� Fazer um estudo epidemiológico, principalmente para doenças respiratórias, nos postos
de saúde mais próximos dos pontos de maiores concentrações obtidas neste trabalho,
como por exemplo, P12, bairro Horto, Ipatinga;
� Estudar fatores biológicos de bioacumulação de cada parte constituinte das amostras
separando os rizóides, caulóides e filóides.
� Fazer um biomontoramento extensivo por longos períodos para verficar a contribuição
das fontes poluidoras e as mudanças climáticas da região do Vale do Aço.
80REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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83
ANEXOS
84ANEXO I
CARACTERÍSTICAS NUCLEARES DOS ELEMENTOS ANALISADOS
NAS AMOSTRAS EM ESTUDO E NOS MATERIAIS DE REFERÊNCIA
Elemento Isótopo Seção de
Choque (barn)
Meia Vida T1/2
Energia Gama
Principal keV
Na Na-24 0,52 14.96H 1368,6 Al Al-28 0,226 2.24 M 1778,9 Sc Sc-46 12 83,3 D 889,3 Ti Ti-51 0,179 5,7 M 320,1 Cr Cr-51 13,5 27,7 D 320,1 Mn Mn-56 13,2 2,58 H 846/1810 Fe Fe-59 0,98 44,6 D 1099 / 1291 Co Co-60 20 5,3 A 1173,2 Zn Zn-65 0,44 244 D 1115,5 Cu Cu-66 2,2 5.1 M 1038.0 Ga Ga-72 4,7 14,1H 834/630 As As-76 5,4 26,3 H 559,2 Rb Rb-86 0,8 18,7 D 1076 Sr Sr-85 1,0 64,8 D 514 Sb Sb-122 6,8 2,7 D 564/693 Sb Sb-124 2,5 60,2 D 603/1691 La La-140 8,2 40,2 H 1596,5 Ce Ce-141 0,31 32,5 D 145,4 Au Au-198 96 2,7 D 411,8
85Resultados de Análises (µµµµg.g-1) e valores certificados de amostras de referência.
Elementos de Meia
Vida Curta
GBW 08303 Soil
GBW 09101-Human Hair
GXR1
Soil
GXR6
Soil
IAEA Soil-7
Bovine Liver
Al A 73000± 800 14,7± 7 ND ND 52000± 700 3,4± 0,3
C 68600±3400 13,3± 2,3 - - - 3 NC
Cu A ND 19± 2 1390±150 ND <10 130± 13
C - 23± 1,4 1110±115 66± 8 11± 2 160± 8
Mn A 590± 10 4± 2 860± 70 1020± 40 680± 60 9,0±1
C 519± 36 2,94± 0,20 880± 70 1040±50 631± 30 10,5± 4
Ti A 2700± 300 ND ND 5100± 200 2600± 300 ND
C 3600± 200 - 380± 190 5000± 100 3000± 400 -
V A 80± 10 ND 95± 9 200± 20 60± 6 ND
C - 0,069 i 80± 10 186± 11 66± 7 0,123NC A, Amostras ; C, Valores Certificados; ND, Não Detectados; i, Valores Informativos ; NC, Não Certificados
Resultados de Análises (µµµµg.g-1) e valores certificados de amostras de referência.
Elementos de Meia
Vida Curta
GBW 08303 Soil
GBW 09101-Human Hair
GXR1
Soil
GXR6
Soil
IAEA Soil-7
Bovine Liver
As A ND ND 400± 40 290± 30 16± 4 ND
C - - 427± 45 330± 25 13,4± 0,8 0,05NC
Au A ND ND 5± 1 0,12± 0,01 ND ND
C - - 3,3± 0,3 0,095± 0,014 - -
Ga A ND ND 16± 1 42± 4 7,6± 0,8 -
C - - 13,9± 1,6 35± 3 10± 3 -
Na A 11800± 200 270± 50 ND - 2300± 20 1880± 100
C 11000±1200 266± 12 - - - 2420 ± 800
La A 40± 10 ND 10± 1 13± 1 26± 2 -
C 40 i 0,014 i 7,5± 0,8 13,9± 0,9 28± 1 - A, Amostras ; C, Valores Certificados; ND, Não Detectados; i, Valores Informativos; NC, Não Certificados
86Resultados de Análises (µµµµg.g-1) e valores certificados de amostras de referência.
Elementos de Meia
Vida Curta
GBW 08303 Soil
GBW 09101-Human Hair
GXR1
Soil
GXR6
Soil
IAEA Soil-7
Bovine Liver
Co A 11± 1 ND 7,3± 0,5 14,8± 0,5 8,6± 0,5 -
C 13,0± 1,2 0,135± 0,008 8,2±1,5 13,8± 1 8,9± 0,25NC
Cr A 110± 1 4,6± 0,6 ND - 70± 1 -
C 112± 12 4,77± 0,38 - - 60± 14 -
Cs A 6,5± 0,1 ND 2,4± 0,2 4,4± 0,4 6,1± 0,6 -
C - - 3,0± 0,6 4,2± 0,21 5,4± 1 -
Fe A 27700±100 ND 270000± 20000 60000± 5000 29000± 3000 -
C 29700± 2000 71,2± 6,6 250000± 12000 55800± 4100 25700± 5000 184
Rb A 80± 2 ND 25± 3 100± 10 61± 6 ND
C 68 i - 14± 9 90± 4 51± 5 13,7
Sb A 40± 1 ND 110± 10 6± 2 1,9± 0,1 -
C - 0,21 i 122± 18 3,6± 1 1,6± 0,2 0,003 NC
Sc A 10,2± 0,02 ND 1,8± 0,2 24,8± 0,4 9,4± 0,9 -
C 10 i - 1,58± 0,2 27,6± 2,6 8,3± 0,7
Zn A ND 160± 10 ND ND - 135± 20
C - 189± 8 - - - 127 ± 20 A, Amostras ; C, Valores Certificados; ND, Não Detectados; i, Valores Informativos ; NC, Não Certificados
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