ANÁLISE SOBRE O USO DE SUBSTÂNCIAS HÚMICAS AQUÁTICAS PARA A REDUÇÃO DA TOXICIDADE EM ÁGUAS...

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

Campus Experimental de Sorocaba

Bruna Raquel Ferreira

ANÁLISE SOBRE O USO DE SUBSTÂNCIAS HÚMICAS

AQUÁTICAS PARA A REDUÇÃO DA TOXICIDADE EM ÁGUAS

CONTAMINADAS POR METAIS UTILIZANDO Cr(III) E Cd(II)

Sorocaba

2013





Trabalho de Conclusão de Curso,

apresentado como parte dos pré-requisitos

para a obtenção do título de Engenheira

Ambiental à Universidade Estadual Paulista

“Júlio de Mesquita Filho”, sob orientação do

Prof. Dr. André Henrique Rosa e coorientação

da Prof.a Dr.a Renata Fracácio.

Sorocaba, novembro de 2013





Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado

como parte dos pré-requisitos para a obtenção do

título de Engenheira Ambiental à Universidade

Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”.

Professor Doutor André Henrique Rosa Presidente da Banca – Orientador Professora Doutora Renata Fracácio Membro da Banca – Coorientadora Professora Doutora Viviane Moschini Carlos Membro da Banca Professor Doutor Leonardo Fernardes Fraceto Membro da Banca

Sorocaba, novembro de 2013

Bruna Raquel Ferreira – Trabalho de Graduação – UNESP Sorocaba

Dedico este trabalho à minha mãe,

a minha maior incentivadora em

todos os sentidos da vida e a

pessoa a qual me ensinou a

importância do saber.


iv

Agradecimentos

Agradeço aos meus pais, Raquel e Naelcio, por se guiarem sempre por seus

valores morais e por terem ensinado o mesmo a mim e meus irmãos; por

considerarem que educação é o bem mais precioso que poderiam passar a seus filhos

e se sacrificarem a cada dia para que pudéssemos frequentar os melhores colégios

e universidades; e pelo amor incondicional que nem por um só minuto deixaram de

demonstrar. Todas as conquistas que alcanço na vida são fruto da dedicação e do

amor de vocês.

Agradeço aos meus irmãos, Alessandra, Anderson – meu irmão de coração – e

Renato pelo companheirismo e por serem sempre meu porto seguro juntamente com

meus amados sobrinhos.

Agradeço ao meu orientador, Prof. Dr. André H. Rosa, pela oportunidade de

trabalhar num grupo de pesquisas tão conceituado e por todo impacto, imensamente

positivo, que isso causou em minha vida acadêmica e profissional.

Agradeço à minha orientadora, Prof.ª Dr.ª Renata Fracácio, por ser sempre tão

presente e dedicada. Obrigada por todos os ensinamentos e por todo o tempo que

desempenhou para a minha pesquisa.

Agradeço ainda ao CNPq e à FAPESP pelo apoio direto e indireto.

Agradeço às meninas do Laboratório de Biologia da UNESP, que dedicam a maior

parte dos seus dias à nossa pesquisa, incluindo finais de semana, férias e feriados.

Obrigada por toda a ajuda com os testes e a cultura de organismos. Em especial à

Cláudia, Vivian e Andressa, sem vocês eu não teria conseguido.

Agradeço às melhores amigas com as quais sempre pude contar: Gabriela, Thais

e Mariana, pela compreensão pelos fins de semana que não voltava pra casa, e pela

parceria que perdura há mais de dez anos.

E, por fim, agradeço àqueles que se tornaram minha segunda família e fizeram

com que minha estadia em Sorocaba se tornasse não só suportável como fizeram

desses cinco anos e meio os melhores da minha vida, em especial Ana, Cecília,

Thalita e Rafael, além dos meus queridos da 5.bola e de todos os agregados desse

time, além de, não menos importante, à minha amada trombateria e todos que a

compõem. Obrigada pela parceria, pelas noites em claro estudando cálculo, pelas

festas e INTERUNESPs, pelos ombros amigos nos momentos difíceis e por me

fazerem passar a chamar essa cidade de casa. Espero que nossos caminhos

continuem a se cruzar no futuro.


v

Resumo

O controle da poluição das águas é essencial à proteção da vida e em todo o

mundo os metais pesados têm sido a classe de contaminantes químicos aquáticos

mais estudada nos últimos tempos – devido principalmente à alta toxicidade dos

mesmos, tanto aos humanos, quanto à biota aquática. A Substância Húmica tem

como característica mais relevante sua capacidade em formar complexos estáveis

após a reação com íons metálicos, possibilitando o controle da biodisponibilidade

desses metais nos corpos hídricos. A análise química dessas reações não é em si só

uma novidade, entretanto, como forma de entender mais profundamente o impacto

gerado por um tratamento dessa espécie no ambiente real, esse trabalho estudou a

diferença entre os efeitos tóxicos de águas contaminadas pelos metais Cromo e

Cádmio na presença e na ausência de substâncias húmicas aquáticas através de

testes ecotoxicológicos utilizando-se a espécie Ceriodaphnia dubia. Os resultados

para o metal Cádmio foram inconclusivos – na análise estatística de Kruskal-Wallis

obteve-se P > 0,05 para os resultados de toxicidade aguda e crônica –, enquanto que

para o Cromo, além de ser provada a diminuição da toxicidade crônica pelas

substâncias húmicas – nesse caso, no último dos três testes realizados, observou-se

diferença significativa entre a geração de filhotes para a mesma concentração do

metal na presença e na ausência de SHA –, foi observado ainda a existência de efeito

tóxico mesmo em concentração permitida pelo órgão ambiental responsável.


vi

Abstract

The water pollution control is essential to the life protection and, all over the world,

the heavy metals are being the most studied chemical contaminants class for water in

the last years – due its high toxicity, both for humans and aquatic beings. The humic

substance’s most relevant property is the capacity of create stable complexes in

reaction with metallic ions, enabling the bioavailability control of those metals at the

hydric system. Although the chemical analyses for these reactions are not an

innovation by itself, in a way to get more understanding from the impact that these

kind of treatment creates in a real environment, this essay is about the study of the

difference between the toxic effects in contaminated water by the elements Chrome

and Cadmium with and without the use of Aquatic Humic Substances, by using

ecotoxicological tests with the species Ceriodaphnia dubia. The results for the metal

Cadmium got inconclusive – the Kruskal-Wallis statistical analyses showed P > 0,05

both for acute and chronic toxicity. For the metal Chrome, the decrease of chronic

toxicity was proved, indeed, by the use of humic substances – in this case, in the last

one of three tests, significant variation could be noticed between the number of births

in the same concentration of metal on the absence and on the presence of humic

substances – and moreover, toxic effect (without the humic substance) could be

noticed even while using the metal concentration allowed by the environmental organ.


vii

Sumário

Agradecimentos ................................................................................................... iv

Resumo ................................................................................................................ v

Abstract ................................................................................................................ vi

Lista de Figuras .................................................................................................... ix

Lista de Tabelas ................................................................................................... xi

Lista de abreviações e siglas ............................................................................. xiii

1. Introdução ................................................................................................... 14

2. Revisão bibliográfica ................................................................................... 15

2.1. Poluição das águas .............................................................................. 15

2.2. Metais pesados .................................................................................... 18

2.2.1. Espécies metálicas de interesse ao estudo ................................... 22

2.3. Substâncias húmicas aquáticas ........................................................... 24

2.3.1. Interações entre SHA e espécies metálicas ................................... 26

2.4. Análises ecotoxicológicas ..................................................................... 28

2.4.1. O organismo teste .......................................................................... 28

3. Objetivos ..................................................................................................... 30

3.1. Objetivos gerais .................................................................................... 30

3.2. Objetivos específicos ............................................................................ 30

4. Metodologia................................................................................................. 31

4.1. Amostragem e tratamento da SHA ....................................................... 31

4.2. Cultivo do organismo-teste ................................................................... 32

4.2.1. Água de cultivo e de diluição ......................................................... 32

4.2.2. Meio de cultivo ............................................................................... 33

4.2.3. Divisão dos lotes ............................................................................ 33

4.2.4. Alimentação ................................................................................... 34


viii

4.2.5. Testes de sensibilidade .................................................................. 36

4.3. Cuidados com a vidraria e outros materiais .......................................... 37

4.4. Testes de ecotoxicidade ....................................................................... 37

4.4.1. Mudanças nos testes ..................................................................... 40

4.5. Análises ................................................................................................ 40

5. Resultados e discussão .............................................................................. 41

5.1. Cromo ................................................................................................... 41

5.1.1. Primeiro teste ................................................................................. 41

5.1.2. Segundo teste ................................................................................ 44

5.1.3. Terceiro teste ................................................................................. 47

5.2. Cádmio ................................................................................................. 51

6. Conclusões ................................................................................................. 54

6.1. Quanto aos limites impostos pelo órgão ambiental .............................. 54

6.2. Quanto aos testes com o metal Cádmio ............................................... 54

6.3. Quanto ao efeito da SHA em relação a diminuição da toxicidade de águas

contaminadas pelo metal Cromo .......................................................................... 55

7. Referências bibliográficas ........................................................................... 57

Anexo 1 – Dados complementares ao 1º teste com Cromo ............................... 65



Anexo 4 – Dados complementares ao teste com Cádmio .................................. 69


ix

Lista de Figuras

Figura 1: Fatores e indicadores ambientais que interferem na qualidade das águas

(BRITO et al., 2007) ................................................................................................. 16

Figura 2: Indicação dos metais (exceto os transurânicos) em função de sua massa

especifica: ................................................................................................................ 19

Figura 3: Estágios simplificados da decomposição da Matéria Orgânica do Solo

(SILVA FILHO & SILVA, 2002). ................................................................................ 25

Figura 4: Modelo estrutural proposto para SH (KLEINHEMPEL, 1970) ............. 25

Figura 5: (A) Modelo estrutural de complexo de esfera externa (adsorção

eletrostática, exemplificado para Cd2+) e (B) Esfera interna (ligação covalente,

exemplificada para Ca2+) (Sparks, 1999). ................................................................ 27

Figura 6: Localização, em relação ao mapa do Brasil, da cidade de Bertioga – de

onde foram retiradas as amostras de substância húmica aquática utilizadas nesse

trabalho. ................................................................................................................... 31

Figura 7: Aquários de armazenamento de água de cultivo ................................ 32

Figura 8: Incubadora utilizada no cultivo e nos testes de ecotoxicidade. ........... 33

Figura 9: Caixa de luz. ....................................................................................... 34

Figura 10: Alimentação da cultura ...................................................................... 34

Figura 11: Recipientes com substância teste e garrafas de armazenamento das

substâncias ao fundo. .............................................................................................. 39

Figura 12: Substância metálica contendo SHA sendo filtrada a vácuo. ............. 40

Figura 13: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade aguda

para o primeiro teste com cromo .............................................................................. 43

Figura 14: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade crônica

para o primeiro teste com cromo. ............................................................................. 44


x


para o segundo teste com cromo. ............................................................................ 46


para o segundo teste com cromo. ............................................................................ 47


para o terceiro teste com cromo. .............................................................................. 49


para o terceiro teste com cromo. .............................................................................. 50


para o teste com cádmio. ......................................................................................... 53


para o teste com cádmio. ......................................................................................... 53


xi

Lista de Tabelas

TABELA 1: Valores máximos para metais pesados em águas doces de classe 1

(baseado na resolução CONAMA 357, 2005) .......................................................... 21

TABELA 2: Agenda dos testes de toxicidade. .................................................... 39

TABELA 3: Composição das substâncias utilizadas nos testes com cromo. ..... 41

TABELA 4: Contagem de óbitos e geração de filhotes para o primeiro teste com

cromo. ...................................................................................................................... 42

TABELA 5: Total geral por solução da quantia de adultos e filhotes ao final do

primeiro teste ........................................................................................................... 42

TABELA 6: Contagem de óbitos e geração de filhotes para o teste 2 de cromo.

................................................................................................................................. 45


segundo teste. .......................................................................................................... 45


................................................................................................................................. 48


terceiro teste. ........................................................................................................... 48

TABELA 10: Composição das substâncias utilizadas nos testes com cádmio. .. 51

TABELA 11: Contagem de óbitos e geração de filhotes para o teste com cádmio.

................................................................................................................................. 52


teste com cádmio. .................................................................................................... 52

TABELA 13: Medições de concentração de Cromo durante o primeiro teste. ... 65

TABELA 14: Medidas de pH e dureza das soluções teste – primeiro teste com

Cromo. ..................................................................................................................... 65


xii

TABELA 15: Medidas de pH e dureza das soluções teste – segundo teste com

Cromo. ..................................................................................................................... 66

TABELA 16: Medições de concentração de Cromo durante o terceiro teste. .... 67

TABELA 17: Medidas de pH e dureza das soluções teste – terceiro teste com

Cromo. ..................................................................................................................... 68

TABELA 18: Medições de concentração de Cádmio durante o teste. ................ 69

TABELA 19: Medidas de pH e dureza das soluções teste – teste com Cádmio 69


xiii

Lista de abreviações e siglas

C – carbono.

C. dubia – Ceriodaphnia dubia.

CaCO3 – carbonato de cálcio.

CLim – concentração limite (de um contaminante, dada pelo órgão

competente).

CO2 – dióxido de carbono.

HCl – ácido clorídrico.

ICP – Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer.

Meio-teste – meio de cultivo utilizado durantes os testes, contaminado com

o elemento a ser testado.

MON – matéria orgânica natural.

NaOH – hidróxido de sódio.

P. subcaptata – Pseudokirchneriella subcaptata.

t1/2 – tempo de meia vida de um elemento ou substância.

u – unidade de massa atômica (10-18 microgramas).

UGRHIs – unidades de gerenciamento de recursos hídricos.


14

1. Introdução

O controle da poluição das águas é essencial à proteção da vida (CONAMA 357,

2005) e cada vez mais a qualidade das águas ganha importância não só no meio

acadêmico como para a comunidade em geral. Por consequência, os órgãos

ambientais vêm se tornando mais rígidos com as normas para o lançamento de

efluentes líquidos nos corpos hídricos e com os parâmetros de classificação das

águas quanto ao uso.

Segundo Alvez et. al. (2010), em todo o mundo os metais pesados têm sido a

classe de contaminantes químicos aquáticos mais estudada nos últimos tempos,

devido principalmente à alta toxicidade dos mesmos, tanto aos humanos, quanto à

biota aquática. A importância dessa toxicidade está no fato de que estes não podem

ser decompostos pelos organismos, gerando a bioacumulação dos mesmos na

cadeia trófica. Desse modo, todas as formas de vida podem ser afetadas pela

presença de metais no meio, dependendo da dose e forma química. Há ainda metais

que são essenciais à vida, porém são requeridos em doses muito pequenas e também

se tornam tóxicos quando a concentração é aumentada (NAKANO & AVILA-

CAMPOS, 2009).

A substância húmica é um material natural, principal componente proveniente da

decomposição da matéria orgânica e vem sendo estudada há mais de duzentos anos.

Sua característica mais relevante está em sua capacidade em formar complexos

estáveis após a reação com íons metálicos, possibilitando o controle da

biodisponibilidade desses metais nos corpos hídricos (ABATE, 1998). Estima-se que

em solos minerais, mais de 50% dos elementos traços estão ligados à matéria

orgânica (KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 1985).

Dessa forma, estudos sobre a adsorção de metais por substância húmica não são

em si novidade. Entretanto, segundo MAGALHÃES & FERRÃO FILHO, 2008, os

resultados das análises químicas não conseguem abranger todo o impacto ambiental

causado em certo local pelo fato de que não retratam os efeitos das reações sobre o

ecossistema em questão. A única forma de esses efeitos serem demonstrados é se

utilizando literalmente o ecossistema, ou de parte dele – nesse caso, os organismos

biológicos, ou organismos indicadores, que devido às suas características de alta


15

sensibilidade à agentes contaminantes, apresentam algum tipo de alteração

(fisiológica, morfológica ou comportamental) quando expostos aos mesmos.

Finalmente, por suas características multidisciplinares, trabalhos como o aqui

disposto poderão ser utilizados como bases científicas na implantação de sistemas

de tratamento de água que se utilizem da substância húmica para a sua purificação,

ao exporem não só a eficácia química desse tipo de tratamento, como também a

reação do ecossistema relacionado.

2. Revisão bibliográfica

2.1. Poluição das águas

A água é um recurso natural indispensável para o planeta. Sem ela a vida, em

qualquer uma de suas formas – animal, vegetal, bactérias, fungos, etc. –, não poderia

existir. Entretanto, mesmo essa informação sendo amplamente conhecida, o

desperdício e a falta de zelo, que faz com que ocorra constante poluição, arriscam a

disponibilidade e a qualidade da mesma (MOTA, 2010).

De acordo com Prado (2006), a quantidade de água no planeta, em todas as suas

fases físicas, é basicamente a mesma desde que a Terra chegou à sua forma

definitiva. Toda essa água constitui o que chamamos de Hidrosfera, da qual fazem

parte os oceanos, os continentes e a atmosfera. Há uma movimentação ininterrupta

entre esses reservatórios, intitulada de ciclo hidrológico (CORREIA, 2010).

Apesar da abundância indiscutível de água no planeta, que tem 70% da superfície

composta pela substância, a quantidade disponível ao ser humano é relativamente

pequena (PRADO, 2006). Apenas 3% dessa água é doce, sendo que três quartos

desse volume encontra-se em calotas glaciais e geleiras e, com isso, apenas 0,01%

da água presente na Terra está em rios, lagos e aquíferos, disponível ao homem e às

outras formas de vida que necessitam da mesma (MOTA, 2010).

Além disso, a distribuição da água disponível ao homem não é geograficamente

regular, Tundisi (1999) observou que, no Brasil, quase 80% do total da água doce


16

encontra-se na região amazônica, a qual abriga apenas 5% da população brasileira.

O cenário global é tão grave quanto, 9 países têm 60% da água doce de fácil acesso

em seus territórios e, no extremo inverso, 80 outros enfrentam escassez do bem

(LORENTZ & MENDES, 2008).

Não basta, ainda, que uma população disponha de água em quantidade: é

necessário que essa água se caracterize por um determinado padrão mínimo de

qualidade (AZEVEDO; et. al., 2006).

A qualidade das águas deriva dos ambientes naturais e/ou antrópicos onde as

quais têm sua origem, percolam, circulam ou ficam estocadas. Os problemas de

escassez de água que ameaçam a sobrevivência das populações e do ambiente

favoráveis à vida na Terra, segundo alguns, são originados pelo crescimento

desordenado das demandas e, sobretudo, pelos processos de degradação da sua

qualidade (REBOUÇAS, 2006), a qual se mantém em níveis superiores à recuperação

do recurso, de forma a reduzir os níveis de resiliência do ambiente quanto à questão

da água.

Fatores que se relacionam à qualidade são, de acordo com VEGA et al. (1998),

os processos naturais da região (chuvas, intemperismo, vegetação, etc.) e ações

antrópicas (agricultura, agropecuária, urbanismo, industrias, etc.). A Figura 1

demonstra, em um fluxograma, as ligações entre esses fatores e a qualidade da agua.

Figura 1: Fatores e indicadores ambientais que interferem na qualidade das águas (BRITO et al., 2007)


17

A determinação dos parâmetros físico-químicos serve como base para identificar

os impactos ocorrentes no reservatório, além de determinar as alterações da

qualidade de água. A resolução CONAMA 357 indica valores limites de concentrações

de metais, ânions, parâmetros biológicos e físico-químicos, classificando os corpos

d’água em classes, de acordo com as concentrações desses parâmetros. São elas:

1. Classe especial: águas destinadas ao abastecimento para consumo

humano, com desinfecção; à preservação do equilíbrio natural das

comunidades aquáticas; e à preservação dos ambientes aquáticos

em unidades de conservação de proteção integral;

2. Classe 1: águas que podem ser destinadas ao abastecimento para

consumo humano, após tratamento simplificado; à proteção das

comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como

natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA

no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas

e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas

cruas sem remoção de película; e à proteção das comunidades

aquáticas em Terras Indígenas.


consumo humano, após tratamento convencional; à proteção das

comunidades aquáticas à recreação de contato primário, tais como

natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA

no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de

parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público

possa vir a ter contato direto; e à aquicultura e à atividade de pesca.


consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; à

irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; à pesca

amadora; à recreação de contato secundário; e à dessedentação de

animais.

5. Classe 4: águas que podem ser destinadas à navegação; e à

harmonia paisagística.


18

Nesse contexto sobre a qualidade da água, Manoel Filho (1997) dispõe sobre

água poluída e água contaminada. Enquanto que poluição deve ser entendida como

a alteração não natural das características físico químicas da água superando limites

ou padrões estabelecidos, a contaminação diz respeito à inserção de organismos

patogênicos, substâncias tóxicas e/ou radioativas em teores prejudiciais à saúde do

homem. De forma que toda água contaminada é poluída, mas nem toda água poluída

é contaminada (BRITO et al., 2007).

De acordo ainda com Brito et al. (2007), poluentes podem ser gases, partículas e

substâncias dissolvidas na própria água que, de alguma forma, modificam os

indicadores de qualidades das águas, gerando efeitos negativos no ambiente.

2.2. Metais pesados

De acordo com Baccan (2004), Metais são elementos químicos que formam fortes

ligações entre seus átomos (ligação metálica) e têm três características físicas

fundamentais: conduzem eletricidade, têm brilho e são maleáveis e flexíveis. O

mesmo autor diz que o que dá à essa classe tais características é o arranjo regular

em que se encontram os cátions, cercados por um grande número de elétrons, cuja

mobilidade, por exemplo, confere brilho ao metal.

Lima & Merçon (2011), em uma conceitualização sobre metais pesados, enumera

algumas características que fazem com que possamos classificar um metal desta

forma. São elas:

Densidade: o adjetivo “pesado” diz respeito literalmente à massa especifica

desses materiais, que deve ser maior que um mínimo que, por divergências

entre autores, varia entre 3,5 g/cm3 e 7,0 g/cm3;

Massa atômica: maior que 23 u (massa atômica do sódio – referência);

Número atômico: maior que 20 (número atômico do cálcio – referência);

Formação de sulfetos e hidróxidos insolúveis;

Formação de sais que geram soluções aquosas coloridas e complexos

coloridos.


19

Dessa forma, dependendo do autor, alguns metais podem ou não serem

classificados como pesados (Lima & Merçon, 2011). A Figura 2 demonstra as

diferentes classificações.

Figura 2: Indicação dos metais (exceto os transurânicos) em função de sua massa especifica: Elementos não metálicos;

n ≤ 3,5 g/cm3;

n > 3,5 g/cm3;

n > 7,0 g/cm3;

n > 10,0 g/cm3;

n > 20 g/cm3.

Os termos “metais pesados”, “metais tóxicos”, “metais traço”, “elementos traço” e

ainda “constituintes traço” são comumente utilizados como sinônimos na literatura,

referindo-se a elementos (nem sempre metais) nos sistemas aquáticos, de alto

potencial toxicológico e associados à poluição (ANZECC/ARMCANZ, 2000). Por outro

lado, Hillert (1997) defende que o termo “metal pesado” teria surgido como uma

conveniência para os legisladores para referir-se a metais com potencial tóxico.

Cádmio, mercúrio, chumbo e bismuto têm sido frequentemente mencionados -

principalmente porque a atividade humana aumentou a sua concentração no

ambiente.

Segundo Neves (1980), a atividade de substâncias tóxicas no organismo depende

mais da sua concentração do que de seu mecanismo de intoxicação. Há metais

essenciais à manutenção do metabolismo, e que participam dos processos de um

organismo, contudo, a maioria dos metais pesados se ingeridos em concentrações


20

maiores do que as necessárias para o bom funcionamento metabólico são venenos

acumulativos para este ser. Diferente do que comumente se pensa, então, nem todos

os metais causam danos à saúde humana e animal e não são nocivos se estiverem

em formas não disponíveis biologicamente e se a dieta do organismo que o ingeriu

não contiver determinados elementos que se complexam com os metais, tendo como

produto final um metal sob uma forma então tóxica (THORNTON, 1995).

A biodisponibilidade de um elemento químico depende do quão acessível o

mesmo está no sentido de poder ser absorvido pelos seres vivos presentes no mesmo

meio que o elemento (GUIMARÃES & SÍGOLO, 2008). A biodisponibilidade depende

não somente da concentração do elemento químico no ambiente, como também da

forma química em que ele se apresenta, ou seja, a espécie do elemento químico.

Diferentes espécies apresentam diferentes biodisponibilidades em concentrações

semelhantes (LIMA & MERÇON, 2011).

A forma mais tóxica de um metal não é a livre, mas quando este se encontra

como cátion ou ligado a cadeias carbônicas. O efeito denominado Amplificação

Biológica (RUPP, 1996) sugere que cátions de metais pesados absorvidos por tecidos

de organismos tenham sua concentração potencializada, pois não integram o ciclo

metabólico desses seres. Neste caso, mesmo se esses compostos forem lançados

em concentrações reduzidas em corpos d’água, ao atingirem estuários seu efeito

sobre a cadeia local é extraordinariamente ampliado, e o impacto sobre aquele

ecossistema toma medidas ainda maiores.

Atualmente, os maiores responsáveis pelas contaminações por metais pesados

são as indústrias geradores de efluentes contendo metais pesados e a agricultura que

se utiliza de fertilizantes químicos. Em muitos casos de solos contaminados por

metais pesados, seria possível diminuir o risco apenas parando de produzir alimentos

com esse tipo de fertilizante (CARVALHO, 2006).

A Política Nacional do Meio Ambiente, prevendo a contenção das fontes

poluidoras por metais pesados, através das resoluções CONAMA, criou parâmetros

visando limites máximos de concentrações de metais nos corpos hídricos – baseados

em testes toxicológicos, são elas:


21

Resolução CONAMA 357/2005: indica valores limites de concentrações de

metais, ânions, parâmetros biológicos e físico-químicos, classificando os

corpos d’água em classes, de acordo com as concentrações desses

parâmetros. (CONAMA 357, 2005);

Resolução CONAMA 430/2011: dispõe sobre as condições e padrões de

lançamento de efluentes especificando o lançamento de um determinado

efluente em seu corpo receptor diante da ausência de toxicidade para a

comunidade local (CONAMA 430, 2011).

A resolução CONAMA 357 (2005) diz que as águas classificadas como classe 1,

por regra, não poderão demonstrar efeito tóxico crônico a organismos, de acordo com

os critérios estabelecidos pelos órgãos ambientais competentes ou por instituições

nacionais ou internacionais renomadas, comprovados por realização de ensaios

ecotoxicológicos padronizados ou outro método cientificamente reconhecido.

A mesma resolução dá ainda valores máximos permitidos de metais pesados para

águas doces de classe 1, representados na

TABELA 1 a seguir:

TABELA 1: Valores máximos para metais pesados em águas doces de classe 1 (baseado na resolução CONAMA 357, 2005)

Elemento Valor máximo

Cromo total 0,05 mg/L Cr

Manganês total 0,1 mg/L Mn

Ferro dissolvido 0,3 mg/L Fe

Cobre dissolvido 0,009 mg/L Cu

Cobalto total 0,05 mg/L Co

Níquel total 0,025 mg/L Ni

Zinco total 0,18 mg/L Zn

Prata total 0,01 mg/L Ag

Cádmio total 0,001 mg/L Cd

Mercúrio total 0,0002 mg/L Hg

Chumbo total 0,01 mg/L Pb

Uranio total 0,02 mg/L U


22

2.2.1. Espécies metálicas de interesse ao estudo

2.2.1.1. Cromo

O elemento de número atômico 24 e densidade 7,19 g/cm3 (20º C), é um metal

branco prateado, cristalino e resistente à corrosão, sendo que estado de oxidação

pode variar de +1 a +6 (SILVA & PEDROSO, 2001; CASTRO, 2006).

O cromo é um elemento traço essencial à nutrição humana, mas raramente

encontrado em águas naturais (SAMPAIO, 2003). O elemento é naturalmente

encontrado em solo, animais, plantas, poeiras e névoas vulcânicas, sendo quase

sempre no estado trivalente, já que o estado hexavalente existe praticamente apenas

devido a atividades humanas (ATSDR, 2001; SILVA & PEDROSO, 2001).

As principais fontes antropogênicas que liberam o cromo e seus compostos no

meio ambiente são: emissões decorrentes da fabricação do cimento e resíduos do

mesmo, construção civil, soldagem de ligas metálicas, fundições, manufatura do aço

e ligas, indústria de galvanoplastia – onde a cromação é um dos revestimentos de

peças mais comuns –, papel, borracha, lâmpadas, minas, lixos urbano e industrial,

incineração de lixo, cinzas de carvão, curtumes, preservativos de madeiras,

fertilizantes e circulação de águas de refrigeração, onde é utilizado para o controle da

corrosão. (ATSDR, 2001; SILVA & PEDROSO, 2001; CASTRO, 2006).

Segundo Castro (2006), o cromo afeta toxicologicamente os seres aquáticos

causando corrosão das mucosas, problemas respiratórios e modificações

hematológicas. Para os humanos, segundo Sampaio (2003), os efeitos são, de certa

forma, semelhantes podendo causar alergias, dores e úlceras estomacais, problemas

respiratórios, enfraquecimento do sistema imunológico, danos aos rins e fígado,

alterações genéticas, câncer de pulmão e morte.

A intoxicação por cromo se dá por ingestão e contato com a pele (SAMPAIO,

2003).

O valor máximo de concentração permitido por lei em águas consideradas não

contaminadas é de 0,05 mg/L (CONAMA, 2005)


23

2.2.1.2. Cádmio

É o elemento de número atômico 48 e densidade 8,7 g/cm3, quando a 20° C

(CASTRO, 2006). É um metal branco, brilhante, bastante maleável, ocorrendo

amplamente na natureza como sulfeto, ou cádmio combinado, geralmente corre em

teores de até 1% em muitos minérios de zinco e é obtido, principalmente, como

subproduto da extração e refinação do zinco (CARDOSO & CHASIN, 2001; SAMPAIO

2003).

Esse metal pode ter sua fonte da queima de combustíveis fósseis ou da produção

de pigmentos, baterias, soldas, equipamentos eletrônicos, lubrificantes e acessórios

fotográficos (produtos que utilizam zinco) (CASTRO, 2006). Além dos sais de cádmio,

que são muitas vezes empregados como inseticidas e anti-helmínticos (SAMPAIO,

2003).

O Cd tem mais mobilidade em ambientes aquáticos do que a maioria dos outros

metais. É bioacumulativo e persistente no meio ambiente (t1/2 de 10-30 anos).

Enquanto as formas solúveis podem migrar na água, o cádmio em complexos solúveis

ou adsorvidos em sedimentos é relativamente imóvel. Quando presente em uma

forma biodisponível, sabe-se que tanto organismos aquáticos quanto terrestres

bioacumulam o cádmio. O Cd não apresenta função biológica essencial, sendo

altamente tóxico para plantas e animais (COTTA, 2003).

Segundo SAMPAIO (2003), o cádmio causa alterações fisiológicas semelhantes

em humanos, outros animais e também em organismos aquáticos. O elemento tende

a se concentrar no fígados, nos rins, no pâncreas e na tireoide e uma vez que se

encontra no organismo, não mais é excretado, sendo que em muitos tecidos animais

e vegetais há a presença de Cd, ainda que nunca se comprovou algum efeito benéfico

do elemento a qualquer ser vivo.

Ainda de acordo com o mesmo autor, Cd pode ocasionar tumores nos testículos,

disfunção renal, hipertensão, asteriosclerose, doenças crônicas de envelhecimento e

cânceres, além de paralisia respiratória, colapso cardíaco e osteomalência

(afinamento dos ossos). Em mulheres grávidas, o feto pode ser contaminado, uma

vez que a placenta não é uma barreira efetiva ao elemento.


24

2.3. Substâncias húmicas aquáticas

Uma das fases do ciclo do carbono no ambiente constitui-se da decomposição de

material orgânico (restos de animais e plantas) e posterior recirculação do elemento

em forma de CO2 – que, em associação com outros elementos como nitrogênio e

fósforo, forma compostos essenciais a muitos organismos (GONTIJO, 2012). Nesse

processo, parte do C é assimilada pela vida microbiana e parte é convertida em

material húmico (húmus) estável (Stevenson, 1994).

A expressão matéria orgânica natural (MON) é empregada para designar toda

matéria orgânica existente nos ecossistemas naturais, sendo diferente da matéria

orgânica viva e dos compostos de origem antropogênica (OLIVEIRA, 2007). O húmus,

já citado, corresponde a 80% da MON, chamada nesse caso de matéria orgânica

detritiva (RODRIGUES, 2007). Schnitzer (1969) vai além, e diz que 70% da MON é

constituída por SH, sendo o restante distribuído entre substâncias lipídicas,

compostos azotados e hidratos de carbono.

De acordo com Silva Filho & Silva (2002), os solos são formados por quatro

componentes principais que interagem entre si. São eles de característica minerais,

orgânicas, líquidas e/ou gasosas. Malavolta (1980), diz que nos solos minerais – o

tipo de solo mais comum – as partículas minerais estão sempre ligadas à matéria

orgânica.

A matéria orgânica encontrada no ambiente é provinda de partículas maiores de

material orgânico que sofrem degradação química e biológica (Figura 3) e passam a

se agregar, por exemplo, ao solo. Algumas estruturas são de fácil assimilação e

permanecem pouco tempo no ambiente, enquanto que as SH, por apresentarem

estruturas imensamente complexas e estáveis – apresentando níveis de carbono

mais altos que nos seres vivos –, decorrentes da decomposição incompleta de tecidos

orgânicos, permanecem um tempo médio de centenas de milhares de anos nos

ecossistemas (SILVA FILHO & SILVA, 2002; ALLISON & PERDUE, 1994; BUFFLE,

1988).


25

Figura 3: Estágios simplificados da decomposição da Matéria Orgânica do Solo (SILVA FILHO & SILVA, 2002).

As substâncias húmicas aquáticas (SHA) são formadas pela decomposição

biológica e enzimática de resíduos vegetais e animais presentes no solo

(STEVENSON, 1982), sendo transportadas às águas naturais por processos de

lixiviação. Elas podem também ser formadas diretamente no meio aquático por

decomposição de plantas e organismos aquáticos, sendo então derivadas dos

constituintes celulares e da degradação de organismos aquáticos nativos (ROCHA &

ROSA, 2003)

A estrutura da SH (HAYES,

et al. 1989) e seu

comportamento químico

(SCHNITZER & KAHN,1972;

AIKEN, et al., 1985; LACORTE,

et al. 1995) têm sido objeto de

estudo nos últimos anos.

Entretanto, pelo fato de a

substância húmica prover de

diversas diferentes fontes

orgânicas de forma a originar-se

heterogeneamente e complexamente, ocorre que a mesma tem a sua estrutura

química impossível de ser nomeada, sabendo-se apenas que ela apresenta uma

grande quantidade de grupos funcionais como carboxilas, hidroxilas fenólicas e

carbonilas (ROSA et al, 2000). No ambiente, as SH são de especial relevância devido

Figura 4: Modelo estrutural proposto para SH (KLEINHEMPEL, 1970)


26

à variedade de trocas que são capazes de fazer com traços orgânicos e inorgânicos

(CARTER et al. 1982; ROSA et al. 2002).

Em geral, as SHA possuem cerca de 45% de oxigênio e 1-2 % de nitrogênio e

enxofre em suas estruturas. O oxigênio nas SH encontra-se predominantemente na

forma de grupos carboxílicos e fenólicos, cujas concentrações são aproximadamente

5-10 e 1-3 mmol/g, respectivamente (FISH & MOREL, 1985; ROCHA & ROSA, 2003;

OLIVEIRA et al., 2007). Esses grupamentos, doadores de elétrons, são os principais

responsáveis pelas características das SH relativas às suas interações com traços

orgânicos e inorgânicos presentes no ambiente (SANTOS et al., 1998; BUFFLE,

1984; ROSA et al., 2005).

2.3.1. Interações entre SHA e espécies metálicas

As SH interagem com compostos orgânicos xenobióticos, por exemplo, pesticidas

e herbicidas por efeitos de adsorção, solubilização, hidrólise, processos

microbiológicos e fotossensibilizantes. O efeito solubilizante das SH sobre compostos

orgânicos exerce importante função na dispersão, mobilidade e transporte dessas

substâncias no ambiente aquático e terrestre (MARTIN-NETO et al., 1994; SANTOS

et al., 1998; STEINBERG, 2003).

Além disto, em sistemas aquáticos compostos orgânicos e SHA apresentam

variadas ligações e os compostos orgânicos podem distribuir-se em complexas trocas

entre solução e fase sólida. Transporte, armazenamento e ação de compostos

xenobióticos no ambiente dependem também da estabilidade do complexo formado.

A estabilidade dos complexos xenobiótico-SHA é determinada por uma série de

fatores, incluindo o número de átomos que formam a ligação, a natureza e a

concentração do xenobiótico, concentração/estrutura da SHA, pH, tempo etc.

(ROCHA & ROSA, 2003; NASCIMENTO et al., 2004).

Entretanto, a capacidade de interação das substâncias húmicas com íons

metálicos é uma de suas características mais relevantes. Ela forma compostos

organometálicos e quelatos de forma a controlar a disponibilidade aos organismos de

elementos nutrientes e/ou tóxicos (Kabata-Pendias& Pendias, 1985).


27

Esse tipo de substância é rico em grupos funcionais de carga negativa, como

ácidos carboxílicos e hidroxílas fenólicas e alcoólicas, os quais são justamente os

pontos aos quais os metais em solução são adsorvidos pela molécula (PETRONI et

al, 2000). De acordo com Sparks (1999), os principais sítios de complexação são os

grupamentos carboxílicos efenólicos, sendo que a reação teria a forma de adsorção

catiônica via atração eletrostática (esfera externa, mantendo acamada de hidratação),

como as partículas entre os grupamentos carboxílicos carregados negativamente

(dissociados) e um cátion monovalente, ou interações mais complexas em que

ligações de coordenação (esfera interna, perdendo a camada de hidratação e

estabelecendo ligação covalente diretamente com a superfície do ligante) com os

ligantes orgânicos são formadas (Figura 5).

Figura 5: (A) Modelo estrutural de complexo de esfera externa (adsorção eletrostática, exemplificado para Cd2+) e (B) Esfera interna (ligação covalente, exemplificada para Ca2+) (Sparks,

1999).

O processo de complexação por adsorção é uma das maneiras pelas quais ocorre

as reações por afinidade entre as SH e espécies metálicas. De acordo com Xu et al.

(2002), num sistema líquido-sólido a adsorção é um processo de transferência

envolvendo uma fase líquida em contato direto com uma sólida composta por

partículas de pequenas dimensões sendo que tal fase sólida deverá ter a

característica de reter uma ou mais espécies da fase líquida em sua superfície.

Oliveira (2007) indica que esta característica de certos materiais – em adsorver

espécies contidas em meios líquidos – é utilizada em inúmeros processos de

tratamento de efluentes, sendo um dos métodos mais importantes conhecidos na

atualidade.


28

2.4. Análises ecotoxicológicas

Os primeiros relatos de estudos que procurassem saber sobre as respostas de

organismos frente a diferentes estresses no ambiente datam de séculos antes de

Cristo, quando Aristóteles (384-322 a.C.) testou a reação de peixes de água doce

quando inseridos em água marinha. Sendo que o primeiro teste de toxicidade

propriamente dito, utilizando-se organismos aquáticos, foi registrado em 1816,

utilizando-se de insetos aquáticos (BUIKEMA & VOSHELL, 1993)

Truhaut (1977) foi o primeiro a se utilizar do termo “ecotoxicologia”, definindo-o

como a ciência que estuda os efeitos das substancias naturais ou sintéticas sobre os

organismos vivos, populações e comunidades, animais ou vegetais, terrestres ou

aquáticos, que constituem a biosfera, incluindo assim, de forma integrada, a interação

das substâncias com o meio em que vivem os organismos (CAIRNS &

NIEDERLEHNER, 1995).

Magalhães & Ferrão Filho (2008) dizem em seu trabalho que a ecotoxicologia

nasceu como ferramenta de monitoramento ambiental, baseada principalmente na

resposta de organismos individuais a estressores químicos de forma a entender os

mecanismos de contaminação das substâncias afim de impedir e/ou prevenir que o

mesmo ocorra, ou criar formas de interrupção, reversão ou remediação a intoxicação.

Nesse contexto, para que haja uma completa caracterização físico-química de

corpos hídricos contaminados, com correta avaliação de potencial de riscos e

estabelecimento de limites de permissividade de tais contaminantes, os testes de

toxicidade aguda e crônica com organismos aquáticos constituem-se em uma

ferramenta fundamental (BERTOLETTI & ZAGATTO, 2006).

2.4.1. O organismo teste

O uso de organismos zooplanctônicos é comum em testes de toxicidade para

água doce por serem bioindicadores sensíveis (FRACÁCIO et al., 2000) e pelo papel

que desempenham na cadeia alimentar, pois fazem parte do processo de

bioacumulação, uma vez que se alimentam de algas e servem de alimento para

predadores (BERTOLETTI & ZAGATTO, 2006). Além disso, de acordo com Pereira


29

et al. (2008), mudanças no comportamento e/ou quantidade desses indivíduos no

meio podem gerar decorrências em outros níveis tróficos do ecossistema.

De acordo com a NBR 13373, 2010, o organismo “Ceriodaphnia dubia Richard,

1894 (Crustacea, Cladocera), é um microcrustáceo zooplanctônico de 0,8 mm a 0,9

mm de comprimento, de corpo ovalado e com 8 a 10 espinhos anais, que atua como

consumidor primário na cadeia alimentar aquática e se alimenta por filtração de

material orgânico particulado. Estes organismos, vulgarmente conhecidos como

pulgas-d’água, são encontrados na Europa e na América do Norte”. Ainda de acordo

com a mesma norma, a espécie é utilizada para a avaliação da toxicidade crônica de

efluentes líquidos e substâncias químicas solúveis ou dispersas em água.

Por fim, de acordo com FRANÇA, 2009, o fato desses organismos terem sua

reprodução dada por partenogênese favorece a produção de lotes uniformes

geneticamente, com grande número de indivíduos e com características homogêneas

entre si.


30

3. Objetivos

3.1. Objetivos gerais

O presente trabalho teve como principal objetivo o de testar a eficácia do

tratamento de águas contaminadas pelos metais cromo e cádmio utilizando-se de

substância húmica aquática através de testes ecotoxicológicos com organismos da

espécie Ceriodaphnia dubia.

3.2. Objetivos específicos

Reavaliação dos limites de concentração dos metais estudados

denominados na resolução CONAMA 237, levando-se em consideração a

toxicidade sobre a vida aquática de forma aguda e crônica;

Avaliar a ecotoxicidade da água contendo metais com e sem tratamento de

adsorção com matéria orgânica, utilizando-se como organismo-teste o

microcustráceo Ceriodaphnia dubia;

Avaliar a viabilidade da utilização da matéria orgânica na adsorção dos

metais considerando-se a ecotoxicidade de ambos sobre o meio aquático;

Gerar bases científicas para novas metodologias de tratamento de águas

contendo metais que sejam eficientes a ponto de reduzir os riscos

toxicológicos para a biota aquática.


31

4. Metodologia

4.1. Amostragem e tratamento da SHA

As amostras de SHA utilizadas são provenientes do projeto de pós-doutorado da

Professora Doutora Renata Fracácio – coorientadora do trabalho em questão –,

realizado neste mesmo campus entre os anos de 2010 e 2011 (FRACÁCIO, 2011).

As amostras foram coletadas em janeiro e julho de 2010 no rio Itapanhau no

Parque Estadual da Serra do Mar (Latitude: 23°50'23"S e Longitude: 46°08'21"W) o

qual situa-se na 7ª Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHIs) -

Baixada Santista, município de Bertioga-SP – Figura 6 – (FRACÁCIO, 2011).

Figura 6: Localização, em relação ao mapa do Brasil, da cidade de Bertioga – de onde foram

retiradas as amostras de substância húmica aquática utilizadas nesse trabalho.

As substâncias húmicas aquáticas foram extraídas das amostras de águas após

filtração em membranas de 0,45 µm, acidificadas em pH 2,0 com HCl 0,5 mol L-1 e

extraídas por resina XAD-8, seguindo recomendações de Aiken (1985). Após eluição

com NaOH 0,1 mol L-1, as SHA concentradas foram acidificadas a pH 5,0 com solução

de HCl 0,1 mol L-1 HCl, evaporado a vácuo e seco em estufa de circulação de ar a 55º

C (ROSA et al., 2006).

A SHA foi mantida em frasco embalado em papel laminado devido a

fotoreatividade da mesma e, anteriormente a cada utilização, os montantes de SHA

a serem utilizados foram ainda submetidos a secagem em estufa a uma temperatura

de 30º C durante o período de 24 horas.


32

4.2. Cultivo do organismo-teste

Os organismos da espécie Ceriodaphnia dubia utilizados nos testes desse

trabalho provém inicialmente de um lote concebido pelo laboratório de pesquisas da

Bioagri Laboratórios, localizado na cidade de Piracicaba – SP, em outubro de 2011.

A partir de então, os organismos vêm sendo cultivados no laboratório de biologia do

campus de Sorocaba da UNESP pelos alunos envolvidos com as pesquisas

ecotoxicológicas orientadas pela Prof.ª Dr.ª Renata Fracácio.

Com pequenas variações durante o período da pesquisa, o cultivo foi realizado

de acordo com a NBR 13373, 2010, com algumas adaptações por conta de espaço e

recursos disponíveis ao grupo de pesquisa, consistindo ao final em:

4.2.1. Água de cultivo e de diluição

Utilizou-se água destilada reconstituída, sendo mantida sempre com o pH entre

7,0 e 7,6 e dureza total entre 40 e 48 mg de CaCO3/L. Tais águas eram mantidas em

aquários (Figura 7) cobertos e com aeração sempre ativa, os quais eram submetidos

a uma rotina de limpeza com esvaziamento e lavagem a cada duas semanas;

Figura 7: Aquários de armazenamento de água de cultivo


33

4.2.2. Meio de cultivo

Foram utilizados recipientes comuns em

vidro com volume aproximado de 300 mL

contendo água de cultivo, cobertos por plástico

filme transparente não vedado e mantidos em

ambiente climatizado, utilizando-se para isso de

uma incubadora à temperatura de 24º C com

sistema de iluminação frontal mantida com

funcionamento de fotoperíodo controlado (12

horas de luz e 12 horas sem luz durante o dia).

O meio de cultivo era trocado entre duas e

três vezes por semana com o auxílio de pipetas

vítreas, passando os indivíduos dos recipientes

de cultivo em que estavam para novos

recipientes com água de cultivo nos padrões

estabelecidos, retirada dos aquários.

4.2.3. Divisão dos lotes

Cada recipiente de cultivo mantinha aproximadamente a quantia de 70 adultos.

Na primeira troca de meio de cultivo da semana, era realizada a separação de filhotes

e a demarcação das idades dos adultos presentes. Portanto, a divisão e demarcação

de lotes era realizada por idade dos adultos contidos em cada meio, com quatro

denominações:

Indivíduos entre 0 e 1 semana;

Indivíduos entre 1 e 2 semanas;

Indivíduos entre 2 e 3 semanas; e

Indivíduos entre 3 e 4 semanas.

Os filhotes de cada recipiente de cultivo eram mantidos juntos com o recipiente

no qual nasceram durante a primeira semana, sendo separados para um novo

recipiente (ou descartados) apenas na primeira troca da semana seguinte, destinada

a renovação dos lotes.

Figura 8: Incubadora utilizada no cultivo e

nos testes de ecotoxicidade.


34

Os indivíduos escolhidos para preencher os recipientes de cultivo de lote “0 a 1

semana” de vida eram filhotes retirados prioritariamente dos lotes de idade entre 1 e

3 semanas de vida, provindo dos demais lotes somente quando necessário por conta

da baixa produção de filhotes na semana, retirada de muitos filhotes para testes,

perca de lotes, etc. Os demais filhotes eram descartados.

O lote de idade entre 3 e 4 semanas era mantido por simples motivo de segurança,

no caso de algum problema com a reprodução de novos lotes. Ao final da semana,

esse lote era completamente descartado.

O descarte de indivíduos era realizado após a adição de detergente biológico, o

qual provoca a morte dos indivíduos.

Para auxiliar a visão dos organismos, já

que se trata de uma espécie que apresenta

indivíduos de tamanho realmente reduzido,

uma “caixa de luz” (Figura 9) era utilizada

sob os recipientes de cultivo durante as

trocas. A luz vinda de baixo faz com que os

microcrustáceos sejam mais facilmente

enxergados a olho nu.

4.2.4. Alimentação

Para a alimentação da cultura, utilizava-se dois tipos de alimento: algas

clorofíceas e alimento composto.

Figura 10: Alimentação da cultura

Figura 9: Caixa de luz.


35

4.2.4.1. Clorofíceas

Cultivada no próprio laboratório de biologia da UNESP Sorocaba, a espécie

Pseudokirchneriella subcaptata foi a escolhida para a alimentação da cultura de C.

dubia pela boa receptibilidade e aceitação dos organismos cultivados para com ela e

por recomendações de normas nacionais e internacionais. A cepa axênica da referida

espécie foi obtida no Laboratório de Fisiologia Vegetal da UFSCar – São Carlos, sob

responsabilidade do Prof. Dr. Armando Augusto Vieira, e passou a ser cultivada no

Laboratório de Biologia da UNESP a partir de 2011.

O cultivo de alga foi sempre realizado de acordo com as normas ABNT (NBR

13373, 2010), utilizando-se os reagentes e meios de cultura adequados.

A alimentação com alga era realizada diariamente, exceto aos finais de semana,

fornecendo-se 5 mL de meio liquido com alga por recipiente de cultivo (por conta das

limitações por tamanho da equipe, a centrifugação, concentração e separação da alga

do meio liquido não era realizada durante o cultivo).

4.2.4.2. Alimento composto

Também chamado de alimento complementar, é uma solução a base de alimento

para peixe e fermento biológico. No cultivo dos indivíduos utilizados no trabalho

descrito, esse alimento era obtido da seguinte forma:

A partir da água de cultivo, um litro de solução de 5 g/L de ração para peixe

(Tetramin®) – o qual contém 95% de proteína – era mantida sob aeração por sete

dias;

Ao final desse período, a solução era então filtrada em filtro de papel

comum para café e congelada. O congelamento era feito em pequenos

recipientes, com cerca de 30 a 50 mL de solução em cada, para que fosse

possível o descongelamento apenas do que se fizesse necessário em cada

ocasião. O congelamento mantinha-se por, no máximo, um mês.

No momento da utilização do alimento, a solução citada era então unida,

numa proporção de 50% em volume, à solução de fermento biológico. Tal

solução era obtida da mistura de 0,5 g de fermento biológico em pó com

100 mL de água de cultivo, também filtrada em filtro de papel para café.


36

A solução final poderia ser mantida, sob refrigeração, até o período máximo

de uma semana, não utilizando-se de congelamento.

O alimento composto era doado às culturas nos dias de troca do meio de cultura,

adicionando-se 7 mL de alimento por recipiente de cultivo.

4.2.5. Testes de sensibilidade

De acordo com a norma da ABNT para ensaios com a espécie C. dubia (NBR

13373, 2010), a cultura de organismos teste deve ser submetida a testes de

sensibilidade regularmente, a fim de garantir a confiabilidade dos lotes quanto a sua

sensibilidade aos contaminantes. Uma vez que os organismos dessa cultura se

mostrarem dentro de uma sensibilidade padrão – nem mais sensíveis nem mais

resistentes do que o esperado –, os dados obtidos nos testes futuros podem ser

considerados tendo valores confiáveis.

Desta forma, para uma substância de toxicidade conhecida, faz-se o teste com

concentrações acima e abaixo do valor limite e avalia-se número de mortes e

nascimentos. Os resultados não devem demonstrar alterações significativas para

concentrações abaixo da concentração limite, nem resistência dos indivíduos nas

concentrações acima do limite (ABNT 2007).

Nesse laboratório, foram sempre utilizadas soluções de Cloreto de Sódio (NaCl)

em diferentes concentrações – 0 g/L, 0,1 g/L, 0,2 g/L, 0,4 g/L, 0,8 g/L e 1,6 g/L. Os

testes eram rodados de acordo com a norma da ABNT citada e os resultados

comparados com os resultados esperados, demarcados na mesma norma.

Testes de toxicidade com os outros contaminantes só eram realizados quando os

resultados obtidos e esperados nos testes de sensibilidade eram compatíveis, sendo

que tais testes eram realizados numa frequência aproximada de 2 vezes a cada 3

meses.


37

4.3. Cuidados com a vidraria e outros materiais

Toda a vidraria utilizada para o cultivo de C. dubia era mantida sob certos

cuidados de limpeza que visavam garantir a não contaminação da mesma.

Primeiramente, materiais utilizados para essa espécie eram exclusivos, desde pipetas

e recipientes de cultivo, até béqueres utilizados no preparo de alimento e as buchas

utilizadas para a lavagem dos mesmos.

Os materiais em vidro (principalmente pipetas) eram autoclavados de tempos em

tempos (o tempo variava de acordo com o material), a fim de garantir que não

houvesse contaminação biológica na cultura. Antes da destinação de qualquer

material novo para utilização na cultura, o mesmo deveria passar não só pela

autoclavagem, como por 24 horas de banho ácido (HCl em concentração de 10%)

para garantir a descontaminação em caso dos mesmos terem estado em contato com

metais anteriormente.

Para a realização de testes de toxicidade com metais, eram utilizados recipientes

plásticos, os quais eram reutilizados durantes os testes, sempre sendo levados a

banho ácido entre as trocas / novos testes. As buchas utilizadas durante os testes

eram exclusivas a eles, para que não trouxessem contaminação de outros usos, nem

levassem contaminação por metais à cultura. Soluções com diferentes concentrações

de reagentes recebiam diferentes materiais, para que não houvesse contaminação

cruzada.

4.4. Testes de ecotoxicidade

Os testes de ecotoxicidade foram realizados para dois metais, separadamente,

sendo eles o Cromo e o Cádmio, segundo as recomendações da ABNT 13373, 2010.

As concentrações utilizadas nos testes foram definidas tendo como base as

concentrações limites dadas pela resolução CONAMA 357 (2005) para cada metal.

Utilizou-se a CLim (concentração limite) dada pela resolução e solução de

concentração cinco vezes mais alta que esta, além do branco, sem adição de metais.

As soluções metálicas foram obtidas através da diluição de uma solução padrão, com

concentração cem vezes maior que a maior concentração utilizada nos testes.


38

Como o objetivo do trabalho foi o de avaliar a atuação da Substância Húmica

Aquática na diminuição da toxicidade dos metais – e, portanto, a biodisponibilidade

dos mesmos – montou-se testes com as mesmas concentrações de metais descritas,

adicionando-se a SHA. Definido por Fracácio (2011), utilizou-se uma concentração

de 20mg/L de substância húmica. Diferentemente do caso dos metais, a SHA foi

pesada buscando-se a massa exata indicada, adicionando-a diretamente às soluções

finais, sem a produção de uma solução padrão.

Todas as soluções foram mantidas sob agitação pelo período de uma hora a partir

de sua montagem e colocadas em garrafas plásticas, sendo que as garrafas

destinadas a soluções com SHA foram embaladas com papel laminado para evitar a

fotoreatividade da mesma. Todas as garrafas com soluções foram mantidas em

geladeira durante o período de utilização, retirando-se sempre com antecedência de

cerca de 1,5 hora anteriormente ao uso para que os organismos não sofressem com

choque térmico

Foram realizadas 10 réplicas para cada concentração, sendo que cada teste foi

montado em um pequeno recipiente plástico, previamente disposto em banho ácido,

adicionando-se 15 mL de solução teste e um único organismo – um neonato com

idade entre zero e 24 horas.

Para garantir a idade dos organismos selecionados, no dia anterior à montagem

do teste, eram separados cerca de 100 adultos (dos lotes 1 a 2 semanas ou 2 a 3

semanas), num recipiente em que a ausência de filhotes fosse garantida. No dia

seguinte, então, qualquer filhote encontrado naquele recipiente de cultivo teria a idade

inferior a de 24 horas.

Como definido pela NBR 13373, 2010, os testes são finalizados com o mínimo de

7 dias ou quando forem observados o mínimo de 16 filhotes pelo menos 60% das

réplicas do controle, sendo que os testes realizados tiveram duração máxima de 10

dias. Os meios teste eram trocados a cada três dias (TABELA 2) e a contagem de

filhotes era realizada durante as trocas.


39

TABELA 2: Agenda dos testes de toxicidade.

Dia Ação

Primeiro Montagem

Segundo Apenas alimentação

Terceiro Apenas alimentação

Quarto Troca

Quinto Apenas alimentação

Sexto Apenas alimentação

Sétimo Troca

Oitavo Apenas alimentação

Nono Apenas alimentação

Décimo Desmontagem

A alimentação foi realizada com P. Subcaptata e com alimento composto assim

como no cultivo e nos testes de sensibilidade. A alga foi concentrada, esperando até

que a mesma estivesse visivelmente precipitada e retirando-se o meio liquido com o

auxílio de pipeta. A alimentação era feita com 1 mL de alimento composto no dia da

montagem do teste e nos dias de troca e com duas gotas de alga diariamente.

A Figura 11 demonstra a montagem dos testes e a as garrafas de armazenamento

das soluções.

Figura 11: Recipientes com substância teste e garrafas de armazenamento das substâncias ao

fundo.

Assim como no cultivo, os testes foram mantidos em incubadora à temperatura

de 24º C e fotoperíodo de 12 horas diárias durante todo o tempo, evitando-se deixá-

los por muito tempo em ambiente aberto (o que ocorreu apenas durante as trocas de

meio-teste).


40

Alíquotas de solução-teste foram separadas para leitura em ICP na montagem

dos testes e nas trocas de meio-teste. Também foi medido pH e dureza das soluções.

4.4.1. Mudanças nos testes

Observando-se os resultados brutos dos primeiros testes, decidiu-se realizar

algumas mudanças nos testes quanto a concentração de substância húmica afim de

aumentar a taxa de quelação do metal, buscando atingir os objetivos do trabalho.

A concentração de 20 mg/L foi dobrada e passou-se a usar 40 mg/L, deixando as

soluções sob agitação pelo período de 24 horas e, para evitar que a coloração da

água por conta da adição de SHA agisse de forma negativa no desenvolvimento dos

organismos, as soluções contendo-a foram filtradas após o período de agitação,

utilizando-se de filtração a vácuo, com auxílio de bomba de vácuo, Kitassato e filtro

de papel de gramatura 80 g/m3 e poros de 14 µm, como observado na Figura 12.

Figura 12: Substância metálica contendo SHA sendo filtrada a vácuo.

4.5. Análises

Para a conferência dos dados obtidos nos testes realizados, de forma a garantir

que os resultados observados tenham validade científica, utilizou-se o software

BioEstat 5.3 com analises de variância Kruskal-Wallis (AYRES et al., 2000).


41

As análises foram feitas em duas etapas: primeiramente foram analisados os

dados de mortalidade, para observação dos efeitos tóxicos agudos das soluções teste

utilizadas. Em segundo lugar foram analisados os números referentes à geração de

filhotes, a fim de obter conclusões sobre os efeitos tóxicos crônicos dessas mesmas

sustâncias.

Nas análises estatísticas considerou-se que o teste apresentou diferenças

significativas entre os resultados para cada concentração quando o P obtido foi menor

que 0,05.

5. Resultados e discussão

5.1. Cromo

Os testes foram realizados através da montagem de dez repetições de seis

diferentes soluções à base de cromo, descritas na TABELA 3, a seguir.

TABELA 3: Composição das substâncias utilizadas nos testes com cromo.

Nome da Solução Concentração de

Cromo (mg/L) Presença de

SHA1

Branco 0,00 X

CONAMA 0,05 X

C Maior 0,25 X

Controle SHA 0,00 ✓

CONAMA + SHA 0,05 ✓

C Maior + SHA 0,25 ✓ “C maior” refere-se a concentração maior, ou seja, a concentração cinco vezes maior que a concentração limite

dada pelo CONAMA, chamada aqui simplesmente de “CONAMA”.

Serão analisados nesse trabalho os resultados de três testes, realizados em

períodos diferentes e com pequenas, mas significativas, alterações entre si.

5.1.1. Primeiro teste

Nos primeiros testes realizados, diferente do disposto nos métodos relacionados

a esse trabalho, as soluções utilizadas como meio de cultivo durante os testes eram

1 A concentração de SHA utilizada foi de 20 mg/L nos primeiros dois testes e 40 mg/L no último.


42

fabricadas em quantidade suficiente apenas para uma única troca, descartando-se o

sobressalente, de forma que em cada troca fosse necessária a fabricação de mais

solução teste. As soluções também não passavam por um período de agitação

mecanizada, sendo apenas homogeneizadas em balão volumétrico, manualmente.

Nessa fase, o controle que analisa a interferência da presença de substância

húmica no meio do ciclo de vida dos organismos não ocorreu, não sendo montados

testes com a solução “controle SHA”.

Os resultados referentes ao teste realizado da maneira descrita nos dois últimos

parágrafos estão dispostos nas tabelas a seguir.

TABELA 4: Contagem de óbitos e geração de filhotes para o primeiro teste com cromo.

Branco CONAMA C maior CONAMA + SHA C maior + SHA

Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes

1 0 0 0 0 0 0 1 17 0 0

2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0

3 1 18 1 0 0 0 1 0 0 0

4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 1 15 0 0 0 0 1 16 0 0

6 0 0 1 21 0 0 1 9 0 0

7 1 21 0 0 0 0 0 0 0 0

8 1 40 0 0 0 0 1 0 0 0

9 1 41 1 0 0 0 0 0 0 0

10 1 16 1 0 0 0 1 0 0 0

TABELA 5: Total geral por solução da quantia de adultos e filhotes ao final do primeiro teste

Solução Total de adultos Total de filhotes

Branco 6 151

CONAMA 5 21

C maior 0 0

CONAMA + SHA 7 42

C maior + SHA 0 0

Analisando os dados brutos do teste nomeado dados pela TABELA 4 e resumidos

na TABELA 5, visualiza-se a possibilidade de confirmação do efeito tóxico do metal

sobre os organismos de forma aguda quando em alta concentração (alta mortalidade

de indivíduos). Para a toxicidade crônica – quando em concentração permitida pelo

órgão CONAMA (baixa geração de filhotes quando comparado com o branco) – nota-

se certa diferença nos valores para solução branco e soluções contaminadas por


43

metais (nesse caso, nota-se, ainda, certa diferença entre os testes sem e com adição

de SHA, aumentando a geração de filhotes do primeiro para o segundo tipo).

Para, então, testar a validade dessas observações e afirmar resultados quando à

utilização da SHA utilizou-se a análise de Kruskal-Wallis, através do software de

estatísticas BioEstat 5.3.

Primeiramente, os dados de toxicidade aguda foram apurados:

Figura 13: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade aguda para o primeiro

teste com cromo

As comparações entre a mortalidade do Branco e da concentração “CONAMA” –

com ou sem SHA – mostraram-se não significativas (P > 0,05), explicitando o fato de

não observar-se toxicidade aguda nessa concentração de cromo.

Por sua vez, as comparações entre Branco e a as concentrações “C maior”, em

ambos os casos (com e sem SHA), obteve-se P < 0,05, de forma que a SHA não foi

capaz de eliminar a toxicidade nesse caso. A comparação entre “C maior” e “C maior

+ SHA” também gerou P > 0,05, confirmando tal fato.


44

Figura 14: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade crônica para o primeiro

teste com cromo.

Uma vez que os indivíduos expostos à concentração metálica mais alta (C maior)

foram vítimas de toxicidade aguda, a toxicidade crônica é estudada observando-se

apenas os dados para a concentração limite de cromo – “CONAMA”.

Os resultados de toxicidade crônica – geração de filhotes – não apresentaram

diferenças significativas entre as concentrações testadas, de forma que não se

confirma a ocorrência de efeito crônico nesses casos. Consequentemente, também

não se nota diferença de toxicidade entre os testes com e sem SHA.

O Anexo 1 – Dados complementares ao 1º teste com Cromo – neste trabalho,

apresenta as concentrações reais de Cromo nas soluções teste, medidas através de

alíquotas retiradas dos descartes nas ocasiões de troca de meio teste e finalização

dos testes. Observa-se naqueles dados, que a concentração de cromo esteve sempre

abaixo da esperada em teoria.

5.1.2. Segundo teste

Nessa segunda fase de testes, passou-se a montar repetições para a

concentração “controle SHA”, que visa checar se a concentração de substância

húmica aquática das soluções que simulam o tratamento de água pode gerar algum

tipo de interferência no ciclo de vida dos microcrustáceos – o que poderia ocorrer

principalmente pela coloração e turbidez da água na presença da substância.


45

Outra mudança foi a fabricação do volume total de substâncias teste no dia da

montagem, mantendo-as em garrafas plásticas em refrigerador. Dessa forma,

esperava-se diminuir o erro nas concentrações de cromo e SHA e evitar que a

concentração de cromo nas substâncias contendo o metal e SHA voltasse ao valor

inicial, uma vez que se espera que este valor diminua ao longo do tempo, em resposta

ao tratamento testado.


Branco CONAMA C maior Controle SHA CONAMA + SHA C maior + SHA

Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes

1 1 15 1 0 0 0 1 25 1 19 0 0

2 1 0 1 19 0 0 1 17 1 1 0 0

3 1 18 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0

4 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0

5 1 16 1 0 0 0 1 26 1 0 0 0

6 1 2 1 6 0 0 1 0 0 0 0 0

7 1 21 1 13 0 0 1 27 1 23 0 0

8 1 0 1 0 0 0 1 26 1 30 0 0

9 1 21 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0

10 1 17 1 14 0 0 1 18 1 26 0 0

TABELA 7: Total geral por solução da quantia de adultos e filhotes ao final do segundo teste.


Branco 10 110

CONAMA 10 52

C maior 0 0

Controle SHA 9 139

CONAMA + SHA 9 99

C maior + SHA 0 0

Neste segundo teste com o metal cromo, os resultados brutos se mostraram

similares aos obtidos na primeira etapa com observada menor mortalidade nas

concentrações em que não há a presença de toxicidade (branco, CONAMA, controle

SHA e CONAMA + SHA) o que sugere que o armazenamento das substâncias teste

gerou melhores condições para os organismos.


46

Figura 15: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade aguda para o segundo

teste com cromo.

Como esperado após a análise dos dados brutos, os resultados estatísticos foram

semelhantes aos do primeiro teste. As comparações entres os dados de mortalidade

explicitaram diferença significativa (P < 0,05) para, e somente para, os testes de

concentração “C maior”, com e sem SHA.

A comparação do número de mortes para os controles dos testes – ou seja, as

substâncias em que não há a interferência de metais – demonstra que a presença de

SHA não confere toxicidade aguda à solução teste, uma vez que não se observa

diferenças significativas entre os resultados do branco e do controle SHA.


47

Figura 16: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade crônica para o

segundo teste com cromo.

De forma análoga aos resultados de toxicidade aguda, o segundo teste demonstra

resultados semelhantes ao primeiro teste no que diz respeito à toxicidade crônica de

forma a não salientar a existência real de toxicidade crônica nas concentrações

CONAMA com e sem substância húmica, além de não haver diferenças significativas

para a geração de filhotes entre as duas concentrações citadas.

Na comparação entre “Branco” e “Controle SHA” também obteve-se P > 0,05,

demonstrando que a concentração de SHA utilizada não é suficiente para surtir efeitos

de toxicidade crônica nos organismos estudados.

5.1.3. Terceiro teste

Na terceira fase de testes, as mudanças descritas no item “4.4.1. Mudanças nos

testes” na página 40 desse trabalho foram incorporadas.

Considerando-se que os resultados dos testes anteriores ficaram abaixo do

esperado por conta da baixa concentração de SHA nas soluções, foi decidido dobra-

la, usando então 40 mg/L de substância húmica aquática nas soluções metálicas, a

fim de observar a adsorção de uma maior porcentagem do Cromo contido na água.

Entretanto, essa ação iria de encontro com o observado no trabalho de

FRACÁCIO, 2011, no qual observou-se que tal concentração de SHA afeta


48

negativamente o ciclo de vida da espécie C. dubia. Como essas reações negativas

advêm do fato de que a concentração nominada de SHA dá à água uma coloração

amarronzada, com grande aumento da turbidez, resolveu-se implementar a filtração

das soluções teste.

Para garantir a ocorrência da quelação do metal anteriormente à filtração, as

substâncias teste contendo SHA foram mantidas sob agitação pelo período de 24

horas em recipientes (os balões volumétricos em que foram produzidas) envoltos em

papel laminado, a fim de protegê-las da luz, por conta da fotoreatividade da SHA. As

soluções metálicas sem presença de SHA foram mantidas sob agitação pelo período

de uma hora, apenas para que a homogeneização da solução fosse garantida.


Branco CONAMA C maior Controle SHA CONAMA + SHA C maior + SHA

Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes

1 1 27 0 0 0 0 1 22 0 0 0 0

2 1 17 1 0 0 0 1 0 1 15 0 0

3 1 19 1 1 0 0 1 38 1 28 0 0

4 1 0 1 0 0 0 1 0 1 27 0 0

5 1 28 1 0 0 0 1 28 1 0 0 0

6 1 18 1 0 0 0 1 0 1 17 0 0

7 1 0 1 0 0 0 1 41 1 15 0 0

8 1 34 1 0 0 0 1 18 1 22 0 0

9 1 24 0 0 0 0 1 22 1 0 0 0

10 1 20 1 0 0 0 1 38 1 22 0 0

TABELA 9: Total geral por solução da quantia de adultos e filhotes ao final do terceiro teste.


Branco 10 187

CONAMA 8 1

C maior 0 0

Controle SHA 10 207

CONAMA + SHA 9 146

C maior + SHA 0 0

Os resultados brutos para o terceiro teste, por sua vez, demonstram bastante

diferença entre os valores quando comparado aos primeiros dois testes, indicando

maior diferença na geração de filhotes entre os controles e CONAMA e entre

CONAMA e CONAMA + SHA. A análise estatística dos resultados está representada

a seguir:


49

Figura 17: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade aguda para o terceiro

teste com cromo.

Quanto à toxicidade aguda, os resultados continuaram semelhantes aos outros

testes, de forma que não há evidências da ocorrência da mesma na concentração

permitida pelo CONAMA (P > 0,05 na comparação entre CONAMA, com e sem SHA,

e Branco).

O aumento da concentração de SHA nas soluções teste não foi suficiente para

gerar diferenciação na toxicidade aguda na concentração de 0,25 mg/L, de forma que

a substância teste com essa concentração continuou a ser letal aos organismos teste

mesmo na presença das substâncias húmicas aquáticas, apresentando P > 0,05 na

comparação entre “C Maior” e “C Maior + SHA”.


50

Figura 18: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade crônica para o terceiro

teste com cromo.

Em se tratando de toxicidade crônica, os resultados demonstraram que:

O P < 0,05 na comparação entre as concentrações “CONAMA” e

“CONAMA + SHA” indica que o aumento da concentração de SHA foi eficaz

na diminuição da toxicidade da água. Além disso, quando comparadas as

concentrações “Branco” e “CONAMA + SHA” não se obtém diferença

significativa (P > 0,05), indicando que nessa solução não se nota efeitos de

toxicidade crônica para os organismos, de forma que a eficácia do

tratamento foi tamanha a ponto de eliminar completamente a toxicidade da

água nestas condições;

O P < 0,05 na comparação entre as concentrações “Branco” e “CONAMA”

indica que a concentração limite descrita pelo órgão ambiental pode

apresentar efeitos tóxicos crônicos em seres vivos.

Dispostos no Anexo 3 – Dados complementares ao 3º teste com Cromo – deste

trabalho, encontram-se os as concentrações reais de Cromo nas substâncias teste,

medidas através de alíquotas retiradas tanto dos descartes de meio teste, quanto das

garrafas de armazenamento de solução teste. Nesses dados, nota-se que as

concentrações de cromo, apesar de diferirem da esperada, são mais próximas à ela

do que as observadas no primeiro teste. Essa observação tem sua importância no

fato de no primeiro teste não ter sido observado efeitos tóxicos crônicos na


51

concentração “CONAMA”, diferente do ocorrido no teste em questão. Uma vez que,

muito provavelmente por conta da metodologia aplicada na fabricação das soluções

teste, o erro humano da primeira vez foi maior.

A observação de toxicidade na concentração limite indicada pelo órgão CONAMA

fica, desta forma, reforçada, uma vez que ainda que com erro de cerca de 20%, tendo

sido a concentração observada mais baixa que a indicada, nota-se efeito toxico

crônico considerável nos organismos teste.

5.2. Cádmio

Os testes com o elemento cádmio foram realizados na mesma época do primeiro

teste com o elemento cromo e, portanto, com a mesma metodologia descrita no item

“5.1.1. Primeiro teste” na página 41 deste trabalho.

Os testes foram realizados através da montagem de dez repetições de cinco

diferentes soluções à base de cádmio, descritas na TABELA 10, a seguir.

TABELA 10: Composição das substâncias utilizadas nos testes com cádmio.

Nome da Solução Concentração de

Cádmio (mg/L) Presença de SHA1

Branco 0,000 X

CONAMA 0,001 X

C Maior 0,005 X

CONAMA + SHA 0,001 ✓

C Maior + SHA 0,005 ✓ “C maior” refere-se a concentração maior, ou seja, a concentração cinco vezes maior que a concentração limite

dada pelo CONAMA, chamada aqui simplesmente de “CONAMA”.

1 A concentração de SHA utilizada foi de 20 mg/L.


52

TABELA 11: Contagem de óbitos e geração de filhotes para o teste com cádmio.

Branco 1 (CONAMA) 2 (C maior) 3 (CONAMA + SH) 4 (C maior + SH)

Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes Adultos Filhotes

1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

2 1 19 1 0 1 18 1 0 1 21

3 1 0 1 21 1 0 1 20 0 0

4 1 25 1 0 1 0 1 13 1 0

5 1 0 1 13 1 4 1 0 1 0

6 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

7 1 31 1 0 1 0 1 0 1 0

8 1 23 1 7 1 0 1 0 0 0

9 1 16 1 0 1 0 1 0 1 0

10 1 16 1 24 1 0 0 0 1 0

TABELA 12: Total geral por solução da quantia de adultos e filhotes ao final do teste com cádmio.

Solução Total de adultos

Total de filhotes

Branco 10 130

Conama 10 65

C maior 10 22

CONAMA + SHA 9 33

C maior + SHA 8 21

Ao analisar os números obtidos ao fim do teste com o elemento cádmio, nota-se

que apenas a concentração “branco” teve alguma diferença significante – e somente

em se tratando de geração de filhotes – quando comparando as concentrações umas

com as outras.

Assim como o esperado já pela análise dos dados brutos, as análises estatísticas

não trouxeram validade para o teste quanto à toxicidade aguda nem quanto à

toxicidade crônica. Em ambos os casos, o teste de Kruskal-Wallis apresentou P >

0,05, não havendo diferenciação significante entre nenhuma das concentrações

utilizadas. Dessa forma, uma vez que não se observou qualquer indício de toxicidade

nos testes, não coube avaliar o efeito das substâncias húmicas aquáticas sobre a

diminuição dessa teórica toxicidade em águas contaminadas por Cádmio.


53

Figura 19: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade aguda para o teste

com cádmio.

Figura 20: Representação gráfica das análises estatísticas para toxicidade crônica para o teste

com cádmio.

O Anexo 4 – Dados complementares ao teste com Cádmio – disponível ao final

deste trabalho, indica os valores reais de concentração do metal Cádmio nas soluções

teste ao longo das trocas de meio teste. Observa-se na TABELA 18 que os valores

não correspondem à teoria em nenhum dos casos, com erros tanto para mais quanto

para menos. Os erros nesse caso podem ter sido consequência de:

Falha humana: a metodologia utilizada na fabricação das soluções, com

concentrações extremamente baixas do metal, pode ter sido


54

insuficientemente rigorosa. Além disso, assim como no primeiro teste com

Cromo, a repetição do processo de fabricação de soluções teste à cada

troca, aumenta a possibilidade do erro;

Falha na medição: o equipamento de medição pode não ter sido adequado

à faixa de concentrações esperada, de forma que os dados da TABELA 18

não sejam confiáveis.

6. Conclusões

6.1. Quanto aos limites impostos pelo órgão ambiental

O trabalho aqui descrito detectou evidências da ocorrência de efeitos de

toxicidade crônica nos organismos estudados em concentração igual ou inferior à

concentração limite descrita na legislação (CONAMA 357, 2005) para o metal Cromo

no terceiro teste com o elemento através dos testes estatísticos – além da evidência

numérica, porém sem constatações estatísticas, nos demais testes.

Uma vez que os testes foram realizadas de forma semelhantes aos descritos na

legislação, o aprofundamento dessa questão em futuros trabalhos de pesquisa se

mostra imensamente conveniente e pertinente.

6.2. Quanto aos testes com o metal Cádmio

A inconclusividade dos resultados para o metal Cádmio pode ter sido gerada pelos

seguintes motivos:

Por se tratar de uma concentração extremamente baixa, o erro humano

gerado na fabricação das soluções teste de Cádmio levaram a

impossibilidade da avaliação de seus resultados;

A alimentação deveria ter sido realizada com alga precipitada de seu meio

de cultivo por centrifugação, a fim de reduzir ao máximo a diluição da

solução teste utilizada;


55

O aparelho de medição utilizado não foi o melhor indicado para a faixa de

concentração esperada nas alíquotas – leitura feita por forno de grafite

seria, nesse caso, melhor indicada.

O cenário mais provável é de que os erros descritos tenham ocorrido

concomitantemente, de forma que tenham sido propagados e intensificados.

A falta da evidência de toxicidade em quaisquer concentrações utilizadas

inviabilizou, por fim, a análise de resultados sobre o tratamento de águas

contaminadas com Cádmio pelo o uso de SHA, objetivo referido desse trabalho.

6.3. Quanto ao efeito da SHA em relação a diminuição da

toxicidade de águas contaminadas pelo metal Cromo

Conforme o objetivo previsto neste trabalho, observou-se através da análise dos

resultados numéricos dos três testes, mas, principalmente pela evidência estatística

no último desses, a decorrência da diminuição da toxicidade crônica da água

contaminada pelo elemento Cromo em concentração similar à CLim indicada pelo

órgão ambiental (CONAMA 357, 2005).

Salienta-se, ainda, que tal diminuição de toxicidade ocorreu com tamanha efiência

que se observou a similaridade estatística entre os testes desenvolvidos em solução

branco, sem a presença de metais, e a solução CONAMA + SHA, aquela com a

presença de Cromo e com a SHA agindo em tratamento da água, podendo-se

considerar que a toxicidade crônica nessa situação foi totalmente eliminada.

O fato do resultado favorável ter sido notado apenas no último dos testes, quando

a concentração de SHA foi aumentada para 150% da inicial, adicionando-se o fato de

não ter sido possível notar a diminuição da toxicidade aguda nos testes montados em

solução com concentração 5 vezes mais alta que a CLim indicada, demonstra que

para o tratamento de sistemas reais seria necessário a utilização de concentrações

ainda maiores de substância húmica, dependendo, é claro, da concentração do

contaminante. Nesse caso, a filtração da água após o tratamento com SHA seria

extremamente necessário, uma vez que a coloração constitui um dos parâmetros de

qualidade da mesma.


56

Finalmente, o objetivo principal do trabalho foi então assim atingido com a

observação da diminuição da toxicidade de águas contaminadas por metais através

do uso de tratamento químico com substâncias húmicas aquáticas.


57

7. Referências bibliográficas

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Anexo 1 – Dados complementares ao 1º teste com Cromo

TABELA 13: Medições de concentração de Cromo durante o primeiro teste.

Concentração Dia de

Amostragem Medição (mg/L)

Concentração teórica (mg/L)

CONAMA

Quarto 0,0280

0,05 Sétimo 0,0299

Décimo 0,0318

C maior

Quarto 0,1681

0,25 Sétimo -

Décimo -

CONAMA + SHA

Quarto 0,0287

0,05 Sétimo 0,0289

Décimo 0,0287

C maior + SHA

Quarto 0,1857

0,25 Sétimo 0,1793

Décimo 0,1776

TABELA 14: Medidas de pH e dureza das soluções teste – primeiro teste com Cromo.

Solução Data

pH Dureza

Garrafa de armazenamento

Descarte Garrafa de

armazenamento Descarte

Branco

Montagem 8,15 - 45 -

Quarto 8,12 8,43 45 46

Sétimo 7,94 9,03 45 51

Décimo - 8,86 - 52

CONAMA


Quarto 8,10 8,45 47 44

Sétimo 7,84 8,99 46 43

Décimo - 8,86 - 46

C Maior


Quarto - 8,47 - 44

Sétimo - - - -

Décimo - - - -

CONAMA + SHA


Quarto 7,92 8,73 46 45

Sétimo 7,82 8,85 45 46

Décimo - 8,87 - 47

C Maior + SHA


Quarto 7,92 8,79 45 44

Sétimo - 8,35 - 46

Décimo - - - -


66


As alíquotas separadas para medição da concentração de metal nesse teste

foram perdidas devido a um problema com o aparelho de medição (ICP) pertencente

ao laboratório químico de pesquisas da Universidade Estadual Paulista Júlio de

Mesquita Filho, o qual não pode ser sanado antes do vencimento das mesmas.

TABELA 15: Medidas de pH e dureza das soluções teste – segundo teste com Cromo.

Solução Data

pH Dureza


Descarte Garrafa de


Branco


Quarto 8,87 8,35 46 41

Sétimo 8,44 9,07 44 44

Décimo - 8.95 - 44

CONAMA


Quarto 9,10 9,25 40 39

Sétimo 8,11 8,88 43 37

Décimo - 8,79 - 44

C Maior


Quarto - 9,06 - 39

Sétimo - - - -

Décimo - - - -

Controle SHA


Quarto 9,25 9,37 43 40

Sétimo 7,87 8,88 41 42

Décimo - 8,90 - 45

CONAMA + SHA


Quarto 8,70 8,85 40 39

Sétimo 7,91 8,96 44 44

Décimo - 8,72 - 45

C Maior + SHA


Quarto - 8,87 - 39

Sétimo - - - -

Décimo - - - -


67


TABELA 16: Medições de concentração de Cromo durante o terceiro teste.

Concentração Dia de Amostragem Medição garrafa armazenamento

(mg/L)

Medição descarte (mg/L)


Branco

Montagem 0,000 -

0,00 Quarto - 0,000

Sétimo - 0,000

Décimo - 0,000

CONAMA

Montagem 0,026 -

0,05 Quarto 0,030 0,037

Sétimo 0,036 0,037

Décimo - 0,038

C maior

Montagem 0,215 -

0,25 Quarto 0,203 0,170

Sétimo - -

Décimo - -

Controle SHA

Montagem 0,000 -

0,00 Quarto - 0,000

Sétimo - 0,000

Décimo - 0,000

CONAMA + SHA

Montagem 0,026 -

0,05 Quarto 0,026 0,028

Sétimo 0,025 0,035

Décimo - 0,034

C maior + SHA

Montagem 0,189 -

0,25 Quarto 0,173 0,208

Sétimo 0,181 0,232

Décimo - 0,190


68

TABELA 17: Medidas de pH e dureza das soluções teste – terceiro teste com Cromo.

Solução Data

pH Dureza


Descarte Garrafa de


Branco


Quarto 7,90 7,92 44 48

Sétimo 8,24 8,26 48 55

Décimo - 7,94 - 56

CONAMA


Quarto 7,72 7,75 47 53

Sétimo 8,17 8,19 53 60

Décimo - 8,23 - 58

C Maior


Quarto 7,51 8,30 49 48

Sétimo - - - -

Décimo - - - -

Controle SHA


Quarto 7,55 7,86 49 50

Sétimo 8,02 8,34 56 58

Décimo - 8,64 - 60

CONAMA + SHA


Quarto 7,58 7,73 48 47

Sétimo 8,12 8,05 55 58

Décimo - 8,88 - 58

C Maior + SHA


Quarto 7,40 7,78 49 53

Sétimo 7,95 7,93 58 53

Décimo - 8,68 - 54


69

Anexo 4 – Dados complementares ao teste com Cádmio

TABELA 18: Medições de concentração de Cádmio durante o teste.

Concentração Dia de

Amostragem Medição (mg/L)


CONAMA

Quarto 0,0188

0,001 Sétimo 0,0066

Décimo 0,0134

C maior

Quarto 0,0071

0,005 Sétimo 0,0117

Décimo 0,0338

CONAMA + SHA

Quarto 0,0083

0,001 Sétimo 0,0142

Décimo 0,0128

C maior + SHA

Quarto 0,0016

0,005 Sétimo 0,0018

Décimo 0,0015

TABELA 19: Medidas de pH e dureza das soluções teste – teste com Cádmio

Solução Data

pH Dureza


Descarte Garrafa de


Branco


Quarto 8,13 8,45 46 48

Sétimo 7,93 9,05 47 50

Décimo - 8,75 - 47

CONAMA


Quarto 8,15 8,50 46 45

Sétimo 8,14 9,01 47 42

Décimo - 9,00 - 47

C Maior


Quarto 8,15 8,47 45 44

Sétimo 7,92 8,65 47 45

Décimo - 8,95 - 47

CONAMA + SHA


Quarto 7,92 8,72 46 45

Sétimo 7,82 8,45 47 45

Décimo - 8,95 - 47

C Maior + SHA


Quarto 7,96 8,92 44 45

Sétimo 8,04 8,65 44 46

Décimo - 8,32 - 45

ANÁLISE SOBRE O USO DE SUBSTÂNCIAS HÚMICAS AQUÁTICAS PARA A REDUÇÃO DA TOXICIDADE EM ÁGUAS...

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