ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO …
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UNIVERSIDADE POSITIVO NATÁLIA DE ALBUQUERQUE VITA ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL AQUÁTICO DE MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS ENXAGUÁVEIS CURITIBA 2016
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UNIVERSIDADE POSITIVO
NATÁLIA DE ALBUQUERQUE VITA
ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL
AQUÁTICO DE MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS
ENXAGUÁVEIS
CURITIBA
2016
i
NATÁLIA DE ALBUQUERQUE VITA
ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL
AQUÁTICO DE MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS
ENXAGUÁVEIS
Dissertação apresentada como requisito para
obtenção do título de Mestre em Biotecnologia
Industrial, do Programa de Mestrado Profissional
em Biotecnologia Industrial, Universidade
Positivo.
Orientadora: Profª. Drª. Camila Miranda de
Carvalho
CURITIBA
2016
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Biblioteca da Universidade Positivo - Curitiba - PR
V835 Vita, Natália de Albuquerque.
Estratégia integrada para avaliação do impacto ambiental aquático de
matérias-primas utilizadas em produtos cosméticos enxaguáveis / Natália de
Albuquerque Vita. ― Curitiba : Universidade Positivo, 2016.
141 f. : il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Positivo, Programa de Pós-
graduação em Biotecnologia Industrial, 2016.
Orientador: Profa. Dra. Camila Miranda de Carvalho.
1. Toxicologia ambiental. 2. Impacto ambiental. 3. Ecologia aquática. I.
Carvalho, Camila Miranda de. II. Título.
CDU 504.4
AGRADECIMENTOS
Agradeço à Universidade Positivo pela oportunidade concedida com bolsa parcial
para a realização do Mestrado Profissional em Biotecnologia Industrial.
À minha orientadora, Profª. Drª. Camila Miranda de Carvalho, agradeço pela
orientação, disponibilidade, confiança, carinho, amizade e incentivo constante.
Ao Grupo Boticário pela oportunidade concedida com o financiamento do
projeto.
À minha colega de trabalho Andrezza pela ajuda, participação e amizade. Agradeço
especialmente a Odivânia Kruger, Carla Brohem, e ao Márcio Lorencini por todo incentivo
e confiança no meu trabalho.
Ao meu marido, Pedro, meu amor, companheiro e colega de mestrado, que
passou por tudo isso junto comigo, sem você seria muito mais difícil.
Aos meus pais, Ozana e Carlos, que sempre me apoiaram e incentivaram. Obrigada
pelo amor e carinho incondicional de vocês.
À minha irmã Mayra, pela amizade, conversas e pelos ensinamentos em todos os
momentos.
E a todos que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.
RESUMO
O aumento da preocupação da indústria cosmética em assegurar produtos com baixo
impacto ambiental estão cada vez mais fazendo a indústria verificar toda a sua cadeia de
fornecimento, desde a sustentabilidade das matérias primas até a conservação da biodiversidade.
O objetivo deste trabalho é propor uma estratégia integrada de avaliação de impacto ambiental
gerado por estas substâncias por meio de avaliação de parâmetros relevantes em âmbito
internacional e do uso de métodos biotecnológicos. Este estudo considerou 40 matérias-primas
utilizadas em produtos cosméticos enxaguáveis, entre estas filtros solares, tensoativos,
conservantes, condicionantes e umectantes, devido ao maior impacto ambiental deste tipo de
produto, definindo parâmetros para a avaliação de risco e predição dos efeitos em organismos
aquáticos, com base nos parâmetros estabelecidos por órgãos de referência internacional, como
a Environmental Protection Agency (EPA), Cradle to Cradle (C2C) e o Regulamento Europeu
1272/2008. Para analisar o impacto ambiental destas matérias-primas os seguintes parâmetros
foram avaliados: bioacumulação, biodegradação, toxicidade aquática aguda e a relação
PEC/PNEC, PEC - Predicted Environmental Concentration (Concentração previsível no
ambiente) e PNEC - Predicted No Effect Concentration (Concentração Previsível sem Efeitos).
Para os dados que não estavam disponíveis em bancos de dados, experimentos foram realizados
para determinação dos dados de biodegradação, bioacumulação e toxicidade aquática aguda,
seguindo protocolos padronizados pela OECD (Organization for Economic Co-operation and
Development). Os resultados obtidos neste estudo mostram que estratégias e parâmetros
definidos permitem integrar diferentes dados que caracterizam a toxicidade aquática de produtos
cosméticos. Foi possível analisar diferentes classes de cosméticos e verificar que a classe que
apresentou maior impacto ambiental foram os filtros solares (Homosalate, Butyl
Methoxydibenzoylnethane, Octocrylene, Ethylhexyl Methoxycinnamate e Ethylhexyl Salicylate),
o bactericida Triclosan e o emoliente Mineral Oil. Portanto, esse trabalho disponibilizou uma
ferramenta eficiente para prever impactos ambientais de matérias- primas presentes em
produtos cosméticos enxaguáveis, possibilitando a substituição de ingredientes com maiores
riscos ambientais, como os filtros solares, o triclosan, óleo mineral, oferecendo produtos
cosméticos mais sustentáveis seguindo as principais diretrizes internacionais.
Palavras-chave: Ecotoxicidade; Matérias-primas; Impacto Ambiental; Toxicidade Aquática.
ABSTRACT
The concern of cosmetic industries to ensure products with low environmental impact
are increasingly making industry check all its supply chain from raw materials sustainability to
biodiversity conservation.Whereas few studies are published on ecotoxicity of cosmetics raw
materials, the aim of this work was to propose an integrated environmental impact assessment
strategy generated by these substances through evaluation of relevant international parameters.
This study considered 40 common raw materials used in rinse-off products, due to their greater
environmental exposure concern by defining parameters for risk assessment and effects
prediction on aquatic organisms. To analyze the aquatic environmental impact of ingredients the
following parameters were evaluated: Bioaccumulation; Biodegradation, Acute Aquatic
Toxicity and PEC/PNEC (Predicted Environmental Concentration/Predicted No Effect
Concentration), which is the risk quotient that evaluates environmental exposure and aquatic
toxicity. Through databases research, scientific literature review, international legislations and
also considering parameters established by international agencies, such as Environmental
Protection Agency (EPA), Cradle to Cradle (C2C) and European Regulation (EC) No
1272/2008. For unavailable data, in vitro test were done to evaluate biodegradation data,
bioaccumulation and acute aquatic toxicity following standardized protocols by OECD
(Organization for Economic Co-operation and Development). The results obtained in this study
showed strategies and set parameters to integrate different data of cometics aquatic toxicity. It
was possible to evaluate different classes of cosmetic’s raw materials and the sunscreens
showed the highest environmental impact (Homosalate, Butyl Methoxydibenzoylnethane,
Octocrylene, Ethylhexyl Methoxycinnamate and Ethylhexyl Salicylate), followed by the
bactericide Triclosan and the emolient Mineral Oil. Therefore, this work proposes an efficient
integrated tool to predict the environmental impacts of raw materials of rinse-off cosmetic
products, enabling the replacement of ingredients with higher environmental risks, such as the
sunscreens, triclosan and mineral oil, making ecofriendly cosmetic products following the main
international guidelines
Keywords: Ecotoxicity; Raw Materials Environmental Impact; Aquatic Toxicity.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
CAPÍTULO II
FIGURA 1 - Esquema sobre PEC/PNEC...............................................................................71
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO I
TABELA 1- Critério para Avaliação de Toxicidade Aquática (EPA)...............................................24
TABELA 2- Critério para Avaliação de Persistência/Biodegradação (EPA)....................................24
TABELA 3 - Critério para Avaliação da Bioacumulação (EPA)......................................................25
TABELA 4 - Categorias de classificação para substâncias perigosas para o ambiente aquático de
acordo com o Regulamento1272/2008...............................................................................................27
TABELA 5 - Valores de corte para classificação do potencial de bioacumulação de acordo com o
C2C.....................................................................................................................................................29
TABELA 6 - Diretrizes para a classificação do perigo para persistência/biodegradação de acordo
com o C2C..........................................................................................................................................30
TABELA 7- Critérios para classificação de toxicidade aquática aguda em vertebrados,
invertebrados e algas de acordo com a C2C.......................................................................................31
TABELA 8- Critérios para classificação de toxicidade aquática crônico em vertebrados,
invertebrados e algas de acordo com a C2C.......................................................................................32
TABELA 9 -Critérios para classificação de cada órgão (EPA, C2C e Regulamento 1272/2008)
............................................................................................................................................................34
TABELA 10- Aplicabilidade dos métodos de biodegradação..........................................................38
CAPÍTULO II
TABELA 1 - Compilado dos órgãos EPA, C2C e Regulamento 1272/2008..................................63
TABELA 2 - Adaptação da classificação com base nos órgãos EPA, C2C e Regulamento
1272/2008...........................................................................................................................................64
TABELA 3 - INCI name e CAS number das matérias-primas selecionadas.....................................64
TABELA 4 - Concentrações das matérias-primas testadas................................................................70
TABELA 5 -Valores para cálculo PEC/PNEC..................................................................................72
TABELA 6 - Matriz para avaliação do impacto ambiental....................................................... .......73
TABELA 7 - Resultados da avaliação das matérias-primas.............................................................74
TABELA 8 - Resultados de PEC e PNEC das matérias-primas.......................................................84
TABELA 9 - Resultados da classificação com base na matriz........................................................86
TABELA 10 -Comparativo de fórmulas fictícias na avaliação do impacto ambiental....................100
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária
BAF Bioacumulation factor (Fator de Bioacumulação)
BCF Bioconcentration Factor (Fator de bioconcentração)
CAS number Chemical Abstracts Service Number (Número CAS)
C2C Cradle to Cradle
CO2 Dióxido de carbono
EC50 Effect Concentration (Efeito de concentração)
ECHA European Chemicals Agency (Agência de Químicos da Europa)
EPA Environmental Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental)
GHS Globally Harmonised System (Sistema Harmonizado Globalmente para
Classificação e Rotulagem de produtos)
INCI International Nomenclature of Cosmetic Ingredient (Nomenclatura
Internacional de Ingredientes Cosméticos)
ISO International Standardization Organization (Organização Internacional
de Normatização)
IUCLID International Uniform Chemical Information Database (Banco de Dados
de Informações Químicas Internacional)
Kg Quilograma
LC50 Lethal Concentration (Concentração letal)
LOEC Lowest Observed Effect Concentration (Menor Concentração de Efeito
Observável)
Log Kow Log Octanol water partition coeficient (Coeficiente de Partição Octanol
Água)
m3/dia Milímetros cúbicos por dia
mg/L Miligramas por litro
ng/L Nanogramas por litro
NICNAS National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme
(Notificação Nacional de Produtos Químicos Industriais e de Avaliação)
NIOSH National Institute for Occupational Safety and Health (Instituto Nacional
de Segurança e Saúde Ocupacional)
NOEC No Observed Effect Concentration (Concentração sem Efeito Observável)
OECD Organization for Economic Co-operation and Development (Organização
para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico)
PBT Persistent, Bioacumulative and Toxic (Persistente, Bioacumulativo e
Tóxico)
PEC Predicted Environmental Concentration (Concentração Previsível no
Ambiente)
pH Potencial Hidrogeniônico
PNEC Predicted No Effect Concentration (Concentração Previsível sem Efeitos)
QSAR Quantitative Structure-Activity Relationship (Relação Quantitativa
Estrutura Atividade)
REACH Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals
(Registro Avaliação, Autorização e Restrição de Químicos)
T1/2 Tempo de meia vida
TOXNET Toxicology Data Network (Rede de Dados de Toxicologia)
vPvB Very persistent and very Bioacumulative (Muito Persistente e Muito
Bioacumulativo)
$ Cifrão dólar
µg/L Micrograma por litro
3Rs Reduction, Refinement, Replacement (Redução, Refinamento e
Substituição)
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 12
CAPÍTULO I ........................................................................................................................... 15
PARÂMETROS PARA AVALIAÇAO DO IMPACTO AMBIENTAL AQUÁTICO DE
PRODUTOS COSMÉTICOS...................................................................................................15
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 16
2. CRITÉRIOS MAIS UTILIZADOS PARA AVALIAÇÃO DA TOXIDADE
AQUÁTICA ....................................................................................................................... 17
2.1. Toxidade Aquática Aguda ..................................................................................... 19
2.2. Toxidade Aquática Crônica ................................................................................... 19
2.3. Bioacumulação ...................................................................................................... 20
2.4. Biodegradação ....................................................................................................... 21
3. GLOBALLY HARMONIZED SYSTEM (GHS) E O AMBIENTE AQUÁTICO ......... 22
4. ÓRGÃOS E REGULAMENTO DE REFERÊNCIA INTERNACIONAL ................. 22
4.1. Environmental Protection Agency (EPA) .............................................................. 23
4.2. Regulamento 1272/2008 ........................................................................................ 25
4.3. Cradle to Cradle (C2C) ......................................................................................... 27
4.4. Comparativo entre órgãos EPA, C2C e Regulamento 1272/2008 ......................... 32
5. MÉTODOS ALTERNATIVOS IN VITRO .................................................................... 35
5.1. Teste de Biodegradação ......................................................................................... 37
5.2. Determinação do Coeficiente de Partição – Bioacumulação ................................. 39
5.3. Toxicidade Aguda em Algas ................................................................................. 39
6. IMPACTO AMBIENTAL DAS PRINCIPAIS CLASSES DE MATÉRIAS-PRIMAS
UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS ENXAGUÁVEIS ........................... 40
6.1. Filtros UV .............................................................................................................. 42
6.2. Conservantes .......................................................................................................... 44
6.3. Tensoativos ............................................................................................................ 46
6.4 Silicones..................................................................................................................48
7. CONCLUSÕES ................................................................................................................... 48
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................... 49
CAPÍTULO II ........................................................................................................................ 57
ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL
AQUÁTICO DE MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS
ENXAGUÁVEIS......................................................................................................................57
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 58
2. MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................................. 62
2.1. Definição do Método de Análise e Acesso a Banco de Dados .............................. 62
2.2. Seleção das Matérias-Primas Analisadas ............................................................... 64
2.3. Métodos Alternativos ao uso em animais .............................................................. 67
2.3.1. Teste de Biodegradação (OECD, 301B/1992) ........................................ 67
2.3.2. Determinação do Coeficiente de Partição- Bioacumulação (OECD,
107/1995) .......................................................................................................... 68
2.3.3. Toxicidade Aguda em Algas (OECD, 201B/2011) ................................ 69
2.4. Cálculo PEC/PNEC ............................................................................................... 70
2.5. Matriz de Impacto Ambiental ................................................................................ 72
3. RESULTADOS .................................................................................................................. 74
4. DISCUSSÃO ...................................................................................................................... 91
5. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 101
REFERÊNCIAS .................................................................................................................... 101
CONCLUSÕES .................................................................................................................... 110
REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 111
ANEXO I .............................................................................................................................. 123
12
1 INTRODUÇÃO
O Brasil está em terceiro lugar no ranking internacional dos maiores mercados de
cosméticos, movimentando $43.454,00 milhões de dólares no ano de 2014. Em 2009 este
valor era $28.041,90 milhões de dólares, mostrando o aumento no consumo de cosméticos no
mercado nacional, ficando atrás somente da China, em segundo lugar, com $47,806,30
milhões de dólares e dos Estados Unidos, em primeiro lugar, com $76.276,00 milhões de
dólares. No mundo foram movimentados $464.957,60 milhões de dólares neste tipo de
mercado em 2014 (EUROMONITOR, 2014). Isso mostra a importância neste cenário que
vem crescendo a cada ano. Além deste crescimento no mercado, o consumidor torna-se cada
dia mais informado, exigente e preocupado com o impacto ambiental das indústrias e seus
produtos. Entretanto, ainda não existe uma orientação ou mesmo uma recomendação sobre
como a indústria de cosméticos deve agir para produzir mais com menor impacto ambiental,
oferecendo produtos mais sustentáveis em relação à escolha de matérias-primas no
desenvolvimento dos seus produtos.
Apesar dos ingredientes de produtos de cuidados pessoais estarem entre os
contaminantes emergentes mais encontrados nas águas superficiais no mundo, a maioria das
informações disponíveis na literatura sobre ecotoxicidade se refere principalmente a produtos
farmacêuticos, pesticidas, lubrificantes, produtos de limpeza e ingredientes utilizados na
indústria química que são utilizados em grandes volumes, apresentando maiores riscos para o
meio ambiente. (BRAUSCH et RANDI, 2010). Produtos de cuidados pessoais são
continuamente liberados no ambiente aquático. Muitos desses compostos são usados em
grandes quantidades e estudos recentes têm indicado que muitos são persistentes
ambientalmente, bioativos e com potencial para se bioacumularem (BRAUSCH et RANDI,
2010).
Os produtos de cuidados pessoais são geralmente apenas levemente transformados ou
mesmo inalterados nas estações de tratamento de águas e consequentemente tem acesso ao
ambiente aquático (BU et al., 2013).
Pesquisas adicionais são necessárias para entender concentrações ambientais, o
potencial tóxico das misturas, efeitos endócrinos e potencial de bioacumulação dos produtos
de cuidados pessoais de modo a identificar com precisão o potencial risco dos produtos de
cuidados pessoais liberados no ambiente aquático (BRAUSCH et RANDI, 2010). Existem
evidências de que alguns desses compostos são persistentes no meio ambiente, impactando os
13
organismos em várias formas como, por exemplo, mudanças na reprodução (JJEMBA, 2004).
Os produtos enxaguáveis como shampoos, condicionadores, sabonetes, óleos corporais
e filtros solares ao serem utilizados vão diretamente para o tratamento de esgoto e
consequentemente o efluente para um corpo d’água receptor. Assim sendo, é de fundamental
importância a análise de parâmetros relacionados à ecotoxicidade de matérias-primas
utilizadas nestas categorias de produtos, por meio da seleção de matérias-primas mais
sustentáveis para o meio aquático priorizando produtos cosméticos ecofriendly, de menor
impacto ambiental. Diante da necessidade da indústria de cosméticos em desenvolver
produtos que sejam mais sustentáveis com um menor impacto ambiental, a proposta deste
trabalho foi desenvolver uma ferramenta para avaliação da toxicidade aquática das principais
matérias-primas utilizadas em produtos cosméticos enxaguáveis por meio de métodos
biotecnológicos utilizando organismos vivos e informações disponíveis em banco de dados
internacionais e literatura.
A biotecnologia vem contribuindo com técnicas e métodos alternativos para avaliação
dos principais parâmetros de ecotoxicidade aquática. A biotecnologia pode oferecer diversos
benefícios ambientais e econômicos, como por exemplo a produção sustentável de produtos
existentes e novos. A preocupação ambiental impulsiona as indústrias a explorararem
diferentes maneiras de empregar a biotecnologia para seu benefício, visando novas
oportunidades para a produção sustentável de produtos e serviços (GAVRILESCU et CHISTI,
2005).
A biotecnologia ambiental pode e deve desempenhar um papel importante na
resposta aos desafios relacionados ao ambiente aquático como novos modelos para a pesquisa
e cooperação da indústria (KALOGERAKIS et al., 2015). Produtos seguros, eficazes, menos
poluentes e persistentes do que os convencionais estão surgindo, gerando assim uma redução
do impacto ambiental e maior sustentabilidade. Sem dúvida a biotecnologia contribui de
forma significativa para transformar a produção industrial em uma base mais compatível com
o meio ambiente (GAVRILESCU et CHISTI, 2005).
Os seguintes parâmetros foram avaliados: bioacumulação, biodegradação, toxicidade
aquática aguda e o PEC/PNEC, PEC - Predicted Environmental Concentration
(Concentração previsível no ambiente) e PNEC - Predicted No Effect Concentration
(Concentração previsível sem efeitos).
A presente dissertação está dividida em dois capítulos. O primeiro capítulo consiste
em uma revisão de literatura sobre os parâmetros de ecotoxicidade utilizados pelas
agências e órgãos ambientais, e o segundo capítulo refere-se ao artigo científico
14
experimental resultante da presente pesquisa seguindo as normas propostas pela revista
selecionada Environmental International, à qual pretendemos submeter o trabalho (Anexo
I).
15
CAPÍTULO I
PARÂMETROS PARA AVALIAÇAO DO IMPACTO AMBIENTAL AQUÁTICO DE
PRODUTOS COSMÉTICOS
VITA, N.A¹,²; BROHEM, C.A¹; CANAVEZ, A.D.P¹; KRUGER, O3
;, LORENCINI, M¹;
CARVALHO C.M¹,².
1. Grupo Boticário, Departamento de Avaliação de Segurança e Eficácia, São José dos
Pinhais, Paraná.
2. Programa de Mestrado em Biotecnologia Industrial, Universidade Positivo, Curitiba,
Paraná.
3. Grupo Boticário, Departamento de Pesquisa Tecnológica, São José dos Pinhais, Paraná.
Contato: Natália de Albuquerque Vita, Grupo Boticário, Departamento de Avaliação de
Segurança e Eficácia, São José dos Pinhais, Paraná.
Email: [email protected]
Apoio Financeiro: Grupo Boticário
RESUMO
A preocupação crescente da indústria cosmética sobre o impacto gerado no meio
ambiente, com a cadeia de fornecimento, sobre a sustentabilidade das matérias-primas e a
biodiversidade aumenta a necessidade de assegurar um menor impacto ambiental do produto
final. O objetivo desta revisão é sintetizar e comparar as informações disponíveis nos órgãos e
legislações internacionais sobre os principais critérios utilizados para a avaliação de matérias-
primas em relação à toxicidade aquática, além dos métodos alternativos mais indicados para a
obtenção dos parâmetros de avaliação. Por meio da literatura disponível em banco de dados,
revisão da literatura científica e legislações internacionais, são abordados e comparados os
parâmetros estabelecidos por órgãos internacionais como Environmental Proctetion Agency
(EPA), Cradle to Cradle (C2C) além da legislação europeia, o Regulamento Europeu
1272/2008 para a avaliação do impacto ambiental. A definição dos parâmetros de
ecotoxicidade das principais classes de matérias-primas constituintes dos produtos cosméticos
16
enxaguáveis, pode permitir o desenvolvimento de produtos mais sustentáveis para o meio
ambiente, priorizando substâncias que ofereçam menor impacto ambiental.
Palavras-chave: ecotoxicidade; matérias-primas; impacto ambiental; toxicidade aquática.
1. INTRODUÇÃO
Produtos de cuidados pessoais são aplicados nas partes externas do corpo para limpar,
proteger e manter o corpo em boas condições. Depois do seu uso, uma quantidade
significativa destes produtos entra na rota do tratamento de esgoto, podendo acabar no
ambiente aquático (TOLLS et al., 2009). Produtos farmacêuticos e de cuidados pessoais,
entram no ambiente aquático e, seus potenciais efeitos tóxicos na biota, particularmente nos
organismos aquáticos, são de preocupação considerável (KIM et al., 2008). A presença destes
produtos nos esgotos, em diferentes países, é na unidade de ng/L a µg/L e alguns autores
relatam que a eficiência de remoção destes produtos pelo tratamento convencional
(floculação, sedimentação e tratamento do lodo ativo) é limitado (LIU et WONG, 2013).
Poucas pesquisas foram realizadas para avaliar o impacto ambiental de produtos de
cuidados pessoais, embora eles sejam utilizados mais frequentemente e em maiores
concentrações do que os produtos farmacêuticos (BRAUSCH et RANDI, 2010). Existem
algumas evidências de que alguns desses compostos são persistentes no meio ambiente,
impactando os organismos em várias formas como, por exemplo, mudanças na reprodução e
alterações dos ciclos biogeoquímicos (JJEMBA, 2004).
Muitos ingredientes utilizados em produtos de cuidados pessoais se tornaram compostos
de crescente preocupação ambiental, sendo frequentemente detectados principalmente em
águas receptoras (CASSANI et GRAMATICA, 2015).
Apesar de alguns dados de algumas classes de matérias-primas estarem disponíveis,
pesquisas adicionais ainda são necessárias para entender as concentrações ambientais, o
potencial tóxico das misturas, efeitos endócrinos e potencial de bioacumulação dos produtos
de cuidados pessoais de modo a identificar com precisão o potencial risco deste tipo de
produto quando liberado no ambiente aquático (BRAUSCH et RANDI, 2010).
Com base nessas considerações, há uma necessidade de se ampliar o conhecimento
sobre as propriedades dos produtos de cuidados pessoais, para entender melhor o seu
comportamento ambiental e sua sustentabilidade, não só para o impacto imediato sobre o
meio ambiente, mas para as implicações a longo prazo, bem como, e seu potencial perigo
17
ambiental, em particular bioacumulação, persistência e toxicidade (CASSANI et
GRAMATICA, 2015).
E ainda visto que a bioacumulação pode acontecer pela captação de alimentos
(biomagnificação), sendo o parâmetro mais crítico, pois ao se bioacumular pode passar pela
cadeia trófica inteira (HERMANN et al., 2015).
Como ainda não existe uma orientação ou mesmo uma recomendação sobre como a
indústria de cosméticos deve agir para produzir mais com menor impacto ambiental, o
objetivo desta revisão é sintetizar e comparar as informações disponíveis nos órgãos e
legislações internacionais sobre os principais critérios utilizados para a avaliação de matérias-
primas em relação à toxicidade aquática, além dos métodos alternativos biotecnológicos mais
indicados para a obtenção dos parâmetros de avaliação. Por meio da análise da ecotoxicidade
gerada pelas principais matérias-primas constituintes dos produtos cosméticos enxaguáveis,
será possível desenvolver produtos mais sustentáveis para o meio ambiente, priorizando
substâncias que ofereçam menor impacto ambiental.
2. CRITÉRIOS MAIS UTILIZADOS PARA AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE
AQUÁTICA
O principal propósito para uma classificação ambiental é fornecer informações sobre
as propriedades ambientalmente relevantes das substâncias e de como evitar ou minimizar a
exposição ambiental de substâncias perigosas (TIŠLER et ZAGORC-KONÈAN, 2003).
Devido à exposição ao produtos de cuidados pessoais não ser devidamente
controlada, bem como à falta de informações sobre o comportamento persistente,
bioacumulativo e tóxico, essas substâncias devem ser cuidadosamente avaliadas quanto à sua
segurança, antes mesmo de sua comercialização, a fim de minimizar o impacto sobre o meio
ambiente aumentando assim a sustentabilidade ambiental (CASSANI et GRAMATICA,
2015).
Para avaliação da toxicidade aquática, há um número limitado de parâmetros
relevantes que são requeridos pelos órgãos ambientais: toxicidade aguda, toxicidade crônica,
bioconcentração ou bioacumulação e biodegradação ou persistência. (SCHOLZ, 2013).
Os testes de toxicidade aquática podem ser categorizados de acordo com o tempo de
exposição, situação, critérios de efeitos a serem avaliados e organismos a serem testados
(RAND, 2003).
18
Para uma avaliação inicial dos efeitos aquáticos, o impacto do produto químico é
geralmente avaliado com apenas uma ou duas espécies representativas de cada um dos três
níveis tróficos, por meio dos resultados dos ensaios de toxicidade a curto prazo. Ou seja, a
toxicidade para os produtores primários (algas), toxicidade aguda para os consumidores
primários (Daphnia) e toxicidade aguda para os consumidores secundários (peixe)
(AUSTRALIAN ENVIRONMENT AGENCY, 2009). Os peixes uns dos organimos
utilizados para monitorar a ocorrência de persistência dos contaminantes (KAISER et al.,
2011).
As abordagens utilizadas atualmente para a avaliação de risco ecológico são baseadas
na comparação entre um indicador de exposição (Predicted Environmental Concentration ou
PEC) e um indicador de efeito (Predicted No Effect Concentration (Concentração previsível
sem efeitos ou PNEC) (SCIENTIFIC COMMITTEE ON EMERGING AND NEWLY
IDENTIFIED HEALTH RISKS (SCENIHR); SCIENTIFIC COMMITTEE ON CONSUMER
SAFETY (SCCS); SCIENTIFIC COMMITTEE ON HEALTH AND ENVIRONMENTAL
RISKS (SCHER 2012). A estimativa de risco é calculada como a razão entre esses
indicadores (PEC/PNEC). Para a avaliação do risco utiliza-se o PEC (Predicted
Environmental Concentration), que é a concentração de uma substância no meio-ambiente,
com base em informações disponíveis em relação ao seu uso e quantidade descartada, e o
PNEC (Predicted No Effect Concentration (Concentração previsível sem efeitos), que
considera a concentração ambiental, por meio do EC50 (Effect Concentration), da substância
(EUROPEAN CENTRE FOR ECOTOXICOLOGY AND TOXICOLOGY OF
CHEMICALS, 2003).
Na avaliação de risco ambiental, a concentração de baixo risco onde não se espera
efeitos adversos no ecossistema, o PNEC, concentração previsível sem efeito, é calculado.
Esses valores são comparados com as concentrações presentes no ambiente, o PEC, medidos
ou calculados. Quando o PEC excede o PNEC, uma avaliação mais aprofundada ou ação de
gerenciamento de riscos precisa ser considerada (AUSTRALIAN ENVIRONMENT
AGENCY, 2009). Para um resultado satisfatório da avaliação dos riscos ambientais de uma
determinada substância é necessário que a razão do PEC e o PNEC que são referidos como o
quociente de caracterização de risco, seja inferior a um (SCENIHR; SCCS; SCHER, 2012).
Para proteger a saúde humana e o meio ambiente, o regulamento europeu REACH
(Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals) entrou em vigor desde
junho de 2007. O REACH requer que todas as substâncias produzidas ou importadas na
Europa acima de uma tonelada ao ano deve ser registrada. Os responsáveis por registrar a
19
substância devem fornecer informações físico-químicas, toxicológicas, ecotoxicológicas
dependendo no nível de tonelagem (LOMBARDO et al., 2014).
Ainda, a ECHA (European Chemical Agency) requer que os fornecedores realizem
uma avaliação de segurança da substância. Aspectos importantes como a avaliação do
potencial de causar efeitos adversos na saúde humana e no ambiente para ter limiares, por
exemplo, o PNEC, e a avaliação das propriedades da substância de serem persistentes,
bioaccumulativas e tóxicas (LOMBARDO et al., 2014).
2.1. Toxidade Aquática Aguda
Toxicidade Aquática Aguda é a propriedade intrínseca de uma determinada substância
de causar um dano a um organismo em um curto-prazo, ou seja, é a exposição aquática a uma
substância (PREVENTION, PESTICIDES AND TOXIC SUBSTANCES UNITED STATES
ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA), 1996). A toxicidade aquática é
normalmente determinada utilizando o LC50 96h em peixe, uma espécie de crustáceo EC50
48h e/ou uma espécie de alga EC50 72h. Estas espécies cobrem uma gama de níveis tróficos e
são consideradas como substitutos para todos organismos aquáticos (REGULATION (EC) No
1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
Basicamente, todos os testes de toxicidade são baseados na exposição da população de
organismos aquáticos a substância a ser avaliada. Esses testes fornecem uma estimativa da
dosagem que afeta 50% da população exposta (mortalidade, inibição da mobilidade,
interferência na reprodução, redução da respiração etc.). A toxicidade aquática é expressa pelo
EC50 (concentração efeito) ou LC50 (concentração letal) (LECHUGA et al., 2015).
Os testes de toxicidade aguda avaliam a toxicidade de uma substância a organismos
aquáticos sob a curta exposição em várias concentrações. Os efeitos em peixes são a
mortalidade, para invertebrados, a imobilidade e perda do equilíbrio, e para algas o
crescimento. Os testes podem ser conduzidos por um determinado período de tempo de
acordo com a espécie, 24 ou 96h LC50 ou 48 ou 96h EC50 (RAND, 2003).
2.2. Toxicidade Aquática Crônica
Toxicidade aquática crônica é a propriedade intrínseca da substância de causar efeitos
adversos no organismo durante a exposição que é determinada em relação ao ciclo de vida do
organismo. Similar à toxicidade aguda, para a finalidade do Cradle to Cradle, peixe
20
(vertebrado), daphnia (invertebrado) e alga são aceitos (cobrem uma gama de níveis tróficos
no ambiente aquático e são geralmente representativos da flora e fauna aquática (CRADLE
TO CRADLE, 2012).
Testes de toxicidade crônica permitem avaliar os possíveis efeitos adversos de uma
substância sob condições de longa exposição em concentrações subletais. No teste de
toxicidade crônica, o organismo é exposto a um ciclo inteiro de reprodutividade a pelo menos
cinco concentrações do material testado (RAND, 2003).
Para toxicidade crônica os valores pesquisados são de NOEC (No Observed Effect
Concentration – Concentração sem Efeito Observável)) e LOEC (Lowest Observed Effect
Concentration - Menor Concentração de Efeito Observável) (OFFICE OF POLLUTION
PREVENTION AND TOXICS (EPA), 2011).
2.3. Bioacumulação
A bioacumulação de uma substância é afetada pelas taxas de captação, metabolismo e
eliminação assim como a capacidade de armazenamento do organismo. A acumulação pode
acontecer através da superfície do corpo a partir do meio ambiente (bioconcentração) ou pela
captação de alimentos (biomagnificação) (HERMANN et al., 2015).
Substâncias com baixa solubilidade em água geralmente tem afinidade por tecidos
gordurosos e podem se acumular e concentrar em tecidos com alto conteúdo lipídico. Esses
hidrofóbicos podem persistir em água e apresentam toxicidade bioacumulativa nos
organismos (RAND, 2003).
A razão entre a concentração de uma substância na biota para a água do ambiente é
chamado de fator de bioconcentração (BCF) e é geralmente obtido e aplicado a partir de
estudos de laboratórios. Se diferentes fontes de exposição contribuem para a concentração da
biota, por exemplo sob condições de campo, essa relação é chamada de fator de
bioacumulação (BAF) (HERMANN et al., 2015).
A bioacumulação é medida pelo BAF, que é a razão da concentração de uma
substância num organismo vivo (mg/kg) para a concentração da substância no meio ambiente
(mg/L para sistemas aquáticos). O potencial para bioacumulação pode ser normalmente
determinado usando o coeficiente partição octanol/água (kow), geralmente determinado como
log kow determinado pela OECD 107 ou 117. Enquanto este representa o potencial de
bioacumulação, o experimental fator de bioconcentração (BCF) fornece uma melhor medida e
21
deve ser usado preferencialmente quando disponível. E O BCF deve ser determinado de
acordo com a OECD 305 (RAND, 2003).
O fator de bioconcentração (BCF) é um tipo de BAF e refere-se a bioacumulação nas
águas nos testes em laboratórios (CRADLE TO CRADLE, 2012).
A bioacumulação de substâncias nos organismos aquáticos pode provocar efeitos
tóxicos a longo prazo mesmo quando as concentrações na água são baixas. A relação entre o
log kow de uma substância orgânica e sua bioacumulação medida como BCF em peixes tem
um considerável apoio na literatura científica. Utilizando um valor de corte de log ≥ 4
destina-se a identificar apenas as substâncias com real potencial de bioacumulação. Enquanto
isto representa um potencial de bioacumulação, um BCF determinado experimentalmente
provê uma medição mais precisa e deve ser usado preferencialmente, se disponível. Um BCF
em peixe ≥ 500 é indicativo do potencial de bioacumulação (REGULATION (EC) No
1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
Fatores ecológicos, incluindo espécies aquáticas, tamanho (peso e comprimento), teor de
lipídio corporal, local da amostra, podem afetar a bioacumulação das substâncias. Quando a
substância não é metabolizada ou excretada no ritmo que é ingerida, se acumula e a
biomagnificação pode acontecer pela cadeia trófica (FERRERO et al, 2015).
2.4. Biodegradação
Biodegradação é o período de tempo que uma substância pode existir no meio
ambiente antes de ser destruída (isto é transformada) por microorganismos (WILLING, 2001).
O tempo de meia-vida (T1/2) que é uns dos valores utilizados para avaliar a
biodegradação, é a quantidade de tempo que a concentração inicial de uma substância demora
para degradar no ambiente (CRADLE TO CRADLE, 2012).
Os estudos de biodegradação são realizados no mínimo durante 28 dias e os seguintes
níveis de degradação podem ser alcançados: 70% em ensaios baseados em carbono orgânico
dissolvido, 60% do máximo teórico em ensaios baseados em consumo de oxigênio ou
produção de dióxido de carbono. Esses níveis de biodegradação devem ser alcançados dentro
de 10 dias após o início da degradação onde o ponto é tomado como o tempo em que 10% da
substância foi degradada (REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN
PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
22
3. GLOBALLY HARMONIZED SYSTEM (GHS) E O AMBIENTE AQUÁTICO
A classificação dos perigos no ambiente aquático no GHS (Globally Harmonized
System), denominado como Sistema Mundial Harmonizado de Classificação e Rotulagem de
Produtos Químicos, é baseada nos impactos das substâncias nos organismos aquáticos e nos
ecossistemas onde vivem e não nos impactos na saúde pública (REGULATION (EC) No
1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
Os elementos básicos utilizados para a classificação do perigo ambiental para o GHS
são: toxicidade aquática aguda, potencial para bioacumulação, degradação e toxicidade
aquática crônica. Os elementos do rótulo devem ser utilizados para substâncias ou misturas
que preencham os critérios de classificação nesta classe de perigo, conforme abaixo:
- H400: Muito tóxico para os organismos aquáticos (se for classificada como toxicidade aguda
de acordo com o regulamento 1272/2008, LC50 ≤ 1 mg/L);
- H410: Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros (se for
classificada como categoria 1 no regulamento 1272/2008, LC50 ≤ 1 mg/L, não rapidamente
biodegradável ou BCF ≥ 500 (log kow ≥ 4);
- H411: Tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros (se for classificada
como categoria 2 no regulamento 1272/2008, > 1 a ≤ 10 mg/L, não rapidamente biodegradado
ou BCF ≥ 500 (log kow ≥ 4);
- H412: Nocivo para os organismos aquáticos com efeitos duradouros (se for classificada
como categoria 3 no regulamento 1272/2008, > 10 a ≤100 mg/L, não rapidamente
biodegradável ou BCF ≥ 500 (log kow ≥ 4);
- H413: Pode provocar efeitos nocivos duradouros nos organismos aquáticos (se for
classificada como categoria 4 no regulamento 1272/2008, sem toxicidade aguda, dados
indicando possível propriedade de perigo ambiental aquático) (REGULATION (EC) No
1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
4. ÓRGÃOS E REGULAMENTO DE REFERÊNCIA INTERNACIONAL
Dois órgãos e um regulamento foram considerados para revisão dos critérios de
avaliação do impacto ambiental: Environmental Protection Agency (EPA), Cradle to Cradle
(C2C) e Regulamento 1272/2008.
23
Estes órgãos foram escolhidos para avaliação neste trabalho pois a EPA e o
Regulamento Europeu são referências e mostram a visão dos Estados Unidos e da Europa, que
são os pioneiros em legislações e pareceres sobre cosméticos, e o Cradle to Cradle por ser um
órgão de certificação para caso haja o interesse em certificar um produto. Assim temos três
visões diferentes sobre o assunto.
A EPA que por meio do programa Design (DFE - Design for the Environment) para o
meio ambiente desenvolveu critérios de avaliação como alternativa para a avaliação do
perigo, como uma ferramenta transparente de avaliação e diferenciação entre produtos
químicos baseados no perigos humanos e ambientais (OFFICE OF POLLUTION
PREVENTION AND TOXICS U.S. (EPA), 2011).
O Cradle to Cradle é um órgão de certificação que avalia todo o processo na
fabricação de um produto e tem o objetivo de caracterizar os perigos das substâncias presentes
no produto, sendo nesta revisão o foco apenas ambiental (CRADLE TO CRADLE, 2012).
E o Regulamento 1272/2008 da Europa que utiliza critérios de classificações
internacionalmente aceitos e elementos de rotulagem a fim de facilitar o comércio de produtos
químicos e contribuir com os esforços globais para proteção da saúde humana e do meio
ambiente (REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND
OF THE COUNCIL, 2008).
4.1 Environmental Protection Agency (EPA)
A EPA foi proposta pelo presidente Richard Nixon e começou a operar em 02 de
dezembro de 1970. É uma agência do governo federal dos Estados Unidos que foi criada com
a finalidade de proteger a saúde humana e do ambiente, escrevendo e aplicando normas
baseadas nas leis aprovadas pelo Congresso. A EPA trabalha com indústrias e todos os níveis
de governo e uma ampla variedade de programas para o meio ambiente, além de aplicação de
multas, sanções e outras medidas (www.epa.gov/aboutepa/epa-history).
O programa Design para o meio ambiente (DFE - Design for the Environment) da
EPA desenvolveu critérios de avaliação como alternativa para a avaliação do perigo como
uma ferramenta para avaliar e diferenciar os produtos químicos baseados no perigos humanos
e ambientais. Para a maioria dos critérios, foram classificados como “alto”, “moderado”, e
“baixo” risco (OFFICE OF POLLUTION PREVENTION AND TOXICS U.S. (EPA), 2011).
Em relação à parte ambiental os critérios utilizados pela EPA para classificação de uma
substância estão apresentadas nas Tabela 1, Tabela 2 e Tabela 3.
24
Para avaliação da toxicidade aquática aguda, são atribuídas às substâncias designações de
perigo baseadas em LC50 ou EC50 em peixes, invertebrados ou algas e para toxicidade aquática
crônica os valores de NOEC (No Observed Effect Concentration) e LOEC (Lowest Observed
Effect Concentration), com classificações de risco muito alto, alto, moderado e baixo conforme
tabela 1 (OFFICE OF POLLUTION PREVENTION AND TOXICS U.S. (EPA), 2011).
Tabela 1 Critério para Avaliação da Toxicidade Aquática (EPA)
Muito alta Alta Moderada Baixa
Toxicidade
Aquática
Aguda (LC50
ou EC50 mg/L)
< 1.0
1 – 10
>10-100
>100
Toxicidade
Aquática
Crônica
(NOEC ou
LOEC mg/L)
< 0.1
0.1 - 1
> 1 - 10
> 10
Para avaliação da persistência ou biodegradação a classificação é realizada com base
nos tempos de meia vida ou no teste de rapidamente biodegradável conforme descrito na
tabela 2.
Tabela 2 Critério para Avaliação da Persistência/Biodegradação (EPA)
Muito alta Alta Moderada Baixa Muito Baixa
½ vida > 180
dias
½ vida de 60-
80 dias
½ vida ≥ 16 –
60 dias
½ vida <16
dias ou
“rapidamente
biodegradável”
Passa no teste
de rapidamente
biodegradável
Para avaliação da bioacumulação os critérios considerados são o BAF/BCF e o log
BAF/BCF que estão na tabela 3 abaixo.
25
Tabela 3 Critério para Avaliação da Bioacumulação (EPA)
Muito alta Alta Moderada Baixa
BAF/BCF >5000 5.000 - 1.000 < 1.000- 100 <100
Log BAF/BCF >3.7 3.7-3.0 <3-2 <2
Quando os dados experimentais de BAF ou BCF não estão disponíveis, a EPA sugere
considerar o coeficiente de partição octanol-água (kow). Se uma substância tem log kow <2, é
considerada baixa bioacumulação e um BAF ou BCF estimado não é necessário. Se os dados
de log kow (coeficiente partição octanol-água) não estão disponíveis, eles podem ser
estimados nos modelos EPI suíte (OFFICE OF POLLUTION PREVENTION AND TOXICS
U.S. (EPA), 2011).
4.2 Regulamento 1272/2008
O regulamento Nº 1272/2008 foi criado pelo parlamento e conselho europeu e entrou
em vigor em 20 de janeiro de 2009, e é relativo à classificação, rotulagem e embalagens de
substâncias e misturas, que altera e revoga as diretivas 67/548/EEC, 1999/45/EC e
Regulamento nº 1907/2006. Este regulamento contribui com o objetivo do GHS que os
mesmos perigos serão descritos e rotulados da mesma forma em todo o mundo, e
complementa o regulamento do REACH (Registration, Evaluation, Authorization and
Restriction of Chemicals) relativo ao registro, avaliação, autorização e restrição de substâncias
químicas.
Este regulamento é composto por critérios de classificações internacionalmente aceitos
e elementos de rotulagem a fim de facilitar o comércio e contribuir com os esforços globais
para proteção da saúde humana e do meio ambiente dos efeitos dos produtos químicos
perigosos. O regulamento garante que os riscos apresentados por produtos químicos sejam
claramente comunicados aos trabalhadores e consumidores na União Europeia por meio da
classificação e rotulagem de produtos químicos. Antes de disponibilizar os produtos químicos
no mercado, a indústria deve estabelecer os potenciais riscos para a saúde humana e meio
ambiente das substâncias e misturas, classificando-as de acordo com os riscos identificados
(REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL, 2008).
Os produtos químicos são classificados de acordo com suas propriedades físico-
químicas assim como propriedades toxicológicas e ecológicas. A classificação ambiental é
26
baseada no potencial prejudicial inerente de uma substância em um organismo e seu destino
ambiental, potencial de degradação e bioacumulação (TIŠLER et ZAGORC-KONÈAN,
2003).
De acordo com a legislação europeia, os elementos básicos para classificação dos
perigos para o ambiente aquático são:
-Toxicidade aquática aguda;
-Bioacumulação potencial ou real;
-Degradação do produto químico;
-Toxicidade aquática crônica;
O sistema de classificação de substâncias consiste em uma categoria de classificação
aguda e quatro categorias de classificação crônica. As categorias de classificações agudas e
crônicas são aplicadas de forma independente. O critério de classificação de uma substância
na categoria aguda 1 são definidos com base nos dados de toxicidade aquática aguda (EC50 ou
LC50). Os critérios para classificação de uma substância na categoria crônica combina dois
tipos de informações: toxicidade aquática aguda e dados ambientais (biodegradabilidade e
dados de bioacumulação) (REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN
PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
A categoria 1 toxicidade aguda, considera valores apenas de toxicidade aquática com
dados de L(E)C50 de peixes, crustáceos e algas (≤ 1 mg/L). A categoria 1 toxicidade crônica,
considera valores de toxicidade aquática com dados de L(E)C50 de peixes, crustáceos e algas
(≤ 1 mg/L), e também se a substância não é rapidamente biodegradável e se apresenta valores
de BCF ≥ 500, ou log kow ≥ 4. A categoria 2 toxicidade crônica, considera valores de
toxicidade aquática de L(E)C50 de peixes, crustáceos e algas maiores (>1 a ≤ 10 mg/l),
também se a substância não é rapidamente biodegradável e/ou valores de BCF ≥ 500, ou log
kow ≥ 4, ou se a toxicidade crônica NOEC seja > 1 mg/l. A categoria 3 toxicidade crônica,
considera valores de toxicidade aquática com dados de L(E)C50 de peixes, crustáceos e algas
(10 a 100 mg/L) também se a substância não é rapidamente biodegradável e/ou valores de
BCF ≥ 500, ou log kow ≥ 4, ou se a toxicidade crônica NOEC seja > 1 mg/l. E a categoria 4
toxicidade crônica, considera os casos cujos dados não permitem classificação segundo os
critérios acima mas há algum grau de preocupação. Isso inclui, por exemplo, substâncias
pouco solúveis e para quais não são rapidamente degradáveis e tem um BCF ≥ 500 (ou se
inexistente, log kow ≥ 4), indicando um potencial de bioacumulação, serão classificados nesta
categoria a menos que outra evidência científica exista mostrando que a classificação seja
desnecessária. Essas evidências incluem toxicidade crônica NOECs > solubilidade água ou >
27
1 mg/l, ou evidência de rápida degradação no ambiente (REGULATION (EC) No 1272/2008
OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2008).
Tabela 4 Categorias de classificação para substâncias perigosas para o ambiente aquático de
acordo com o Regulamento 1272/2008
Categoria 1 Toxicidade Aquática Aguda
96 h LC50 (peixe) ≤ 1 mg/L e/ou
48 h EC50 (crustáceos) ≤ 1 mg/L
72 h EC50 (algas) ≤ 1mg/L
Categoria 1 Toxicidade Aquática Crônica
96 h LC50 (peixe) ≤ 1 mg/L e/ou
48 h EC50 (crustáceos) ≤ 1 mg/L e ou
72 h EC50 (algas) ≤ 1mg/L
E a substância não é rapidamente degradável e/ou BCF ≥ 500 (ou na ausência, log kow ≥ 4)
Categoria 2 Toxicidade Aquática Crônica
96h LC50 (peixe) >1 a ≤ 10 mg/L e/ou
48 h EC50 (crustáceos) >1 a ≤ 10 mg/L e/ou
72 h EC50 (algas) >1 a ≤ 10 mg/L
E a substância não é rapidamente degradável e/ou BCF ≥ 500 (ou na ausência, log kow ≥ 4),
ao menos que a toxicidade crônica NOEC seja > 1 mg/l.
Categoria 3 Toxicidade Aquática Crônica
96 h LC50 (peixe) > 10 a 100 mg/L e ou
48 h EC50 (crustáceos) > 10 a 100 mg/L e ou
72 h EC50 (algas) > 10 a 100 mg/L
E a substância não é rapidamente degradável e/ou BCF ≥ 500 (ou na ausência, log kow ≥ 4),
ao menos que a toxicidade crônica NOEC seja > 1 mg/l.
Categoria 4 Toxicidade Aquática Crônica
Casos em que os dados não permitem classificação segundo os critérios acima mas há algum
grau de preocupação. Isso inclui, por exemplo, substâncias pouco solúveis e para quais não
são rapidamente degradáveis e tem um BCF ≥ 500 (ou se inexistente, log kow ≥ 4), indicando
um potencial de bioacumulação, serão classificados nesta categoria a menos que outra
evidência científica exista mostrando que a classificação seja desnecessária. Essas evidências
incluem toxicidade crônica NOECs > solubilidade água ou > 1 mg/l, ou evidência de rápida
degradação no ambiente.
4.3 Cradle to Cradle (C2C)
O programa de certificação do Cradle to Cradle (C2C) foi fundado em 2005 por
McDonough Braungart Design Chemistry (MBDC). Em 2010, William McDonough e
28
Michael Braungart formaram o Cradle to Cradle™ Products Innovation Institute,
organização sem fins lucrativos, para criar um programa de avaliação da qualidade e da
inovação e para gerenciar e administrar o programa de certificação. Até o momento, cerca de
400 produtos e 150 empresas já demonstraram a acessibilidade e as vantagens de desenvolver
produtos de acordo com o programa de certificação Cradle to Cradle (CRADLE TO
CRADLE, 2012).
Cradle to Cradle é uma empresa certificadora com um meio de demonstrar esforços
no design eco-inteligente. A certificação Cradle to Cradle é um selo de sustentabilidade de
terceiros que requer a realização em vários atributos, como utilização de materiais que são
seguros para a saúde humana e para o ambiente em todas as fases de uso, produtos e sistemas
de design para a reutilização de material, tais como a reciclagem ou compostagem, uso de
energia renovável, eficiência no uso de água e responsabilidade social.
A certificação Cradle to Cradle tem uma abordagem de quatro níveis que consiste em
níveis básico, prata, ouro e platina. Este programa de certificação se aplica a materiais,
subconjuntos e produtos acabados. Os critérios utilizados para avaliação ambiental são os
considerados abaixo (CRADLE TO CRADLE, 2012).
Para a avaliação das substâncias é utilizado no programa do Cradle to Cradle um
sistema de classificação de perigo por cores.
-Verde: nenhum perigo identificado.
-Amarelo: perigo incerto para algum ponto específico.
-Cinza: sem dados disponíveis para determinar o perigo.
-Vermelho: considerado perigoso para um ponto específico.
O programa visa capturar o perigo intrínseco presente de cada substância. A
probabilidade de uma substância de causar perigo ao humano ou meio ambiente depende do
perigo intrínseco presente, mas também depende amplamente da exposição potencial.
Coletivamente, isso é conhecido como risco, o qual pode ser definido pela simples fórmula
Perigo X Exposição = RISCO. Então, para reduzir o risco é possível minimizar o perigo bem
como a exposição para diminuir a probabilidade de efeitos adversos (CRADLE TO CRADLE,
2012).
As definições e critérios utilizados para avaliação do meio ambiente pelo Cradle to
Cradle serão apresentados a seguir.
Baseados nos valores de BCF, BAF ou kow, a classificação de uma substância como
verde, vermelha, amarela ou cinza para o potencial de bioacumulação é mostrado na Tabela 5
(CRADLE TO CRADLE, 2012).
29
Tabela 5 Valores de corte para classificação do potencial de bioacumulação de acordo com o
C2C
Verde Amarelo Vermelho Cinza
BCF < 100 por
resultados
experimentais, ou
QSAR log kow < 2
ou peso molecular >
1000.
BCF 100 -500
ou resultados de
QSAR
BCF > 500 ou
resultados de
QSAR
Sem dados relevantes
para classificação. Log
kow > 2 e sem
informações adicionais.
*QSAR: quantitative structure-activity relationship (Relação Quantitativa Estrutura
Atividade).
Para determinar o perigo na biodegradação, muitos critérios podem ser considerados
sendo que os testes de biodegradabilidade são os mais indicados e a estimativa de
biodegradabilidade por QSAR o menos preciso. Vários guidelines foram desenvolvidos pela
OECD para biodegradação e eles são usados para os critérios de classificação. Seguem
critérios para biodegradação abaixo na Tabela 6.
30
Tabela 6 Diretrizes para a classificação do perigo para persistência/biodegradação de acordo
com o C2C
Verde Amarelo Vermelho Cinza
T1/2 < 30/90 dias 30/90 dias < T1/2<
60/180 dias
T1/2 > 60/180
dias
Sem dados
relevantes para
classificação ou
substância é
considerada
inorgânica e não
aplicável a este
parâmetro.
Rapidamente
biodegradável (>
70% com 28 dias)
baseado no
protocolo da OECD
301.
< 70% baseado no
protocolo OECD
301
< 10% baseado
protocolos
OECD 301
Ser rapidamente
biodegradável por
resultados QSAR.
< 60% baseado
protocolo OECD
301
Ser degradável com
semanas a esses pelo
QSAR
*QSAR: quantitative structure-activity relationship .
Quando nenhum outro dado está disponível por meio de estudos, QSAR (Quantitative
Structure Activity Relationships), relação estrutura atividade, é indicado para predizer a
toxicidade dos químicos. Em particular, Ecosar desenvolvido como parte do EPA EPI suíte, é
usado para estes propósitos. Tipicamente, toxicidade aguda é mais amplamente disponível do
que toxicidade crônica para espécies aquáticas e subsequentemente é utilizada em muitos
esquemas de classificação com a apropriada combinação de dados de biodegradação e
bioacumulação (CRADLE TO CRADLE, 2012). Abaixo seguem os critérios para toxicidade
aquática aguda nas Tabelas 7 e 8.
31
Tabela 7 Critérios para classificação de toxicidade aquática aguda em vertebrados,
invertebrados e algas de acordo com a C2C
Espécie Verde Amarelo Vermelho Cinza
Vertebrado
(peixe)
96h LC50 > 100
mg/L ou por
*QSAR
96h LC50 10-
100 mg/L ou
por QSAR
96h LC50 < 10
mg/L
H400* muito
tóxico a vida
aquática
Sem dados
relevantes para
classificação.
Invertebrado
(daphnia)
48h L(E)C50>
100 mg/L ou por
QSAR
48h L(E)C50>
10-100 mg/L
ou por QSAR
48h L(E)C50 <
10 mg/L ou
por QSAR
H400*: muito
tóxico a vida
aquática
Sem dados
relevantes para
classificação.
Alga
72/96h 48h
L(E)C50> 100
mg/L ou por
QSAR
72/96h
L(E)C50> 10-
100 mg/L ou
por QSAR
72/96h
L(E)C50 < 10
mg/L ou por
QSAR
**H400: muito
tóxico a vida
aquática
Sem dados
relevantes para
classificação.
*QSAR: quantitative structure-activity relationship (Relação Quantitativa Estrututra
Atividade).
**H400: classificação GHS (Sistema Harmonizado Globalmente para a classificação e
Rotulagem de produtos).
*NA: sem critérios para classificação.
32
Tabela 8 Critérios para classificação de toxicidade aquática crônica em vertebrados,
invertebrados e algas de acordo com a C2C
Verde Amarelo Vermelho Cinza
Peixe, Daphnia, e/ou
Alga NOEC >10
mg/L
Peixe, Daphnia,
e/ou Alga NOEC
=1 – 10 mg/L
Peixe, Daphnia, e/ou
Alga NOEC < 1
mg/L;
H411: Tóxico para a
vida aquática com
efeitos a longo prazo;
H412: perigo a vida
aquática com efeitos a
longo prazo;
H413: pode causar
efeitos a longo prazo a
vida aquática;
Sem dados
relevantes para
classificação.
Para o Cradle to Cradle, a toxicidade aquática pode ser avaliada em peixe
(vertebrado), daphnia (invertebrado) e alga, uma vez que cobrem uma gama de níveis tróficos
no ambiente aquático e são geralmente representativos da flora e fauna aquática. Além disso,
os dados nessas espécies são mais prováveis de estarem disponíveis já que eles são aceitos em
muitos órgãos regulatórios (CRADLE TO CRADLE, 2012).
4.4 Comparativo entre órgãos EPA, C2C e Regulamento 1272/2008
Na Tabela 9 pode-se fazer o comparativo entre os três órgãos avaliados. O
regulamento 1272/2008 não apresenta tantas classificações como a EPA e C2C para
diferenciar as matérias-primas que não apresentam um alto perigo ao meio ambiente. Por
exemplo, para avaliação do parâmetro de biodegradação o regulamento europeu apenas
classifica as substâncias que apresentam biodegradação maior que 70%, abaixo disso não tem
classificação. Para bioacumulação a classificação é apenas para substâncias que apresentam
alto perigo para este parâmetro, BCF>500 e/ou log ≥ 4,0 para as substâncias que apresentem
valores menores não é possível classificar o perigo.
Para a avaliação da toxicidade aquática, o regulamento apresenta diversas
classificações em categorias de 1 a 4, permitindo a classificação das com médio a alto perigo
ambiental, sendo que para substâncias de baixa toxicidade não é possível classificar
33
(REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL, 2008).
Já a EPA e o C2C são similares nas suas classificações utilizando cores para
identificar o perigo. A EPA é um pouco mais crítica em relação à biodegradação do que o
C2C pois nas classificações de baixo e moderado considera valores mais baixos de tempo de
meia-vida. Para a bioacumulação, o C2C é mais crítico para este parâmetro nas classificações
de moderado e alto, considerando valores de BCF mais restritos. E na toxicidade aquática
ambos consideram os mesmos valores na avaliação (CRADLE TO CRADLE, 2012; OFFICE
OF POLLUTION PREVENTION AND TOXICS U.S. (EPA), 2011).
34
Tabela 9 Critérios para classificação de cada órgão (EPA, C2C e Regulamento 1272/2008)
Classificação
Toxicidade
Aquática
Aguda
mg/L
Toxicidade
Aquática
Cronica
mg/L
Biodegradação
(T1/2 vida/ %)
Bioacumulação
BAF/BCF/ Log
kow
Classificação
Toxicidade
Aquática
Aguda ou
Crônica
mg/L
Biodegradação
(T1/2 vida/ %)
Bioacumulação
BAF/BCF/
Log kow
Classificação
Toxicidade
Aquática
Aguda mg/L
Toxicidade
Aquática
Cronica mg/L
Biodegradação
(T1/2 vida/ %)
Bioacumulação
BAF/BCF/ Log
kow
Muito Alto <1,0 <0,1T1/2 vida >
180dias >5000 vPvB NA
T1/2 vida>
60dias
>5000
log kow ≥5Cinza
Sem dados
relevantes
para
classificação
Sem dados
relevantes para
classificação
Sem dados
relevantes para
classificação é
de considerado
inorgânico
sem dados
relevantes para
classificação
log Kow>2
Alto 1-10 0,1-1,0T1/2 vida 60 -
180 dias 5000-1000 PBT <0,01
T1/2 vida >
40dias
>2000
log kow≥ 4,5Vermelho
96 hour
LC50 < 10
mg/L NOEC < 1 mg/L
T1/2 vida > 60
dias BCF > 500
Moderado >10-100 >1-10T1/2 vida <
60dias ≥16 dias <1,000 – 100 Amarelo
96 hour
LC50 10 -
100 mg/L
NOEC = 1-10
mg/L
30 < T1/2 <
60 dias
Inerentemente
biodegradável
OECD (302,
100 < BCF <
500
Baixo >100 >10
T1/2 vida < 16
dias ou
rápidamente
biodegradável
<100
log kow <2,0Verde
96 hour
LC50 >
100mg/LNOEC >10 mg/L
T1/2 < 30 days
Readily
biodegradable
(>70% within 28
days) based on
OECD
guidelines (301);
BCF < 100 or
log Kow < 2 ou
peso molecular >
1000
Muito baixo N.A N.Arápidamente
biodegradávelN.A
Valores de Referência dos Órgãos
EPA C2CREGULAMENTO 1272/2008
N.A
*vPvB:muito persistente e muito bioacumulativo (very persistent and very Bioacumulative)
*PBT: persistente, bioacumulativo e tóxico (persistent, bioacumulative and toxic)
*N.A: sem critérios para classificação.
35
5. MÉTODOS ALTERNATIVOS IN VITRO
O modelo animal é o mais utilizado nos estudos toxicológicos, entretanto, a utilização
de animais na pesquisa tem sido razão de diversas discussões em função do grande número
necessário e do sofrimento causado. O programa 3Rs (Reduction, Refinement, Replacement),
significa a redução do número de animais utilizados na pesquisa, a melhora na condução dos
estudos, no sentido de reduzir o sofrimento ao mínimo possível, o refinamento metodológico
e a busca por métodos alternativos que, por fim, substituam os testes realizados in vivo
(CAZARIN et al., 2004).
Para produtos de cuidados pessoais, há uma pressão regulatória para reduzir a
quantidade de testes em animais utilizados para avaliação de risco humano e ambiental,
embora para os cosméticos especificamente já ter sido proibido sua utilização a partir de 2013
(BOXALL et al., 2012).
As considerações sobre o bem-estar animal tem cada vez mais questionado os testes de
ecotoxicidade com peixes e estimularam esforços no desenvolvimento de várias alternativas
ou refinamentos nos métodos. Testes com vertebrados são uma parte integrante da
identificação do perigo ambiental e avaliação de risco das substâncias químicas. Estes testes
levantam preocupações com as questões éticas e econômicas e são considerados como
inapropriados para a avaliação de todas as substâncias que requerem testes regulatórios
(SCHOLZ, 2013).
Em setembro de 2004 houve a proibição da realização de ensaios de produtos
cosméticos acabados na União Europeia, e em março de 2009 a proibição da realização de
ensaios de ingredientes para produtos cosméticos em animais e da comercialização de
produtos cosméticos que tenham sido testados em animais na União Europeia. Algumas
exceções existiam até 11 de março de 2013 para testes de toxicidade por doses repetidas,
toxicidade reprodutiva e toxicocinética (DIRECTIVE 2004/38/EC OF THE EUROPEAN
PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2004; REGULATION (EC) No 1223/2009 OF
THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL, 2009).
Portanto, desde 11 de março de 2013 houve a proibição completa da experimentação
animal de qualquer tipo no que diz respeito aos cosméticos e seus ingredientes. Devido a este
histórico, neste estudo serão apenas considerados os testes realizados com métodos
biotecnológicos alternativos ao uso de animais.
36
É possível reduzir a quantidade de animais utilizando métodos de ensaios, como
métodos in vitro e métodos in silico (QSAR), empregando estratégias de ensaios inteligentes
(BOXALL et al., 2012).
Existe uma margem considerável para o uso de estratégias integradas para a predição
de toxicidade aquática, com a mínima utilização de ensaios em peixes. Isto pode ser
conseguido por meio da utilização de métodos combinados envolvendo predição in silico e
ensaios com células em cultura de tecidos e em organismos inferiores. Pode ser determinado
também os níveis de concentração PNEC a partir dos dados resultantes, que pode ser útil na
avaliação quantitativa do risco (GRINDON et al., 2008).
Para a obtenção dos dados referentes à biodegradação, bioacumulação e toxicidade
aquática das matérias-primas, existem muitos testes in vitro específicos para cada parâmetro,
permitindo a realização completa da análise de impacto ambiental, que por sua vez podem
servir para avaliar a toxicidade aguda de peixes, bioacumulação e outros parâmetros
(SCHOLZ, 2013).
Uma variedade de métodos para testes tem sido desenvolvidos pela EPA, ISO
(International Standardization Organization) e OECD para avaliação do potencial e perigo
das substâncias aos organismos aquáticos e são internacionalmente aceitos. A necessidade de
desenvolver métodos uniformes e padronizados melhoram a comparação dos dados dos testes
(RAND, 2003).
De acordo com a Agência Ambiental do Reino Unido, as algas e os invertebrados são
considerados mais sensíveis do que os peixes e suficientes para estimar a toxicidade
(SCHOLZ, 2013).
Outra abordagem para reduzir o número de peixes utilizados para propósitos
toxicológicos é o uso do QSAR especialmente para a predição do potencial de bioacumulação
das substâncias (BRAUNBECK et LAMMER, 2006).
Várias alternativas estão sendo utilizadas para substituir o uso de animais e preencher
os dados remanescentes. Dentro das alternativas incluem QSAR, que relaciona as
propriedades moleculares da substância e requer dados toxicológicos (de banco de dados ou
diretamente de dados experimentais) que formam a base para o desenvolvimento de modelos
preditivos. Os softwares preditivos QSAR oferecem uma análise rápida, confiável e eficaz
para avaliar a toxicidade quando os dados convencionais são limitados (KRUHLAK et al.,
2006).
37
Várias ferramentas computacionais auxiliam na aplicação do QSAR para predizer
efeitos ambientais como por exemplo, VEGA (www.vega-qsar.eu), Petrotox e Petrorisk
(www.concawe.be), Multicase (www.multicase.com), EPI SUITE
(www.epa.gov/opptintr/exposure/pubs/episuite.htm), Toxtree (www.source-
forge.net/projects/toxtree) e muitos outros. Com o suporte financeiro pela União Europeia, a
OECD desenvolveu a OECD QSAR Toolbox (www.qsartoolbox.org) (SCHOLZ, 2013).
A EPA disponibiliza ferramentas integradas, que na ausência de dados o DFE
permitem a análise por análogos e valores estimados de modelos como EPI suite (Estimation
Programs Interface). EPI suite é um programa baseado nas propriedades físico-químicas e
ambientais desenvolvido pela EPA que possui os seguintes programas: KOWWIN™ (estima
coeficiente partição log octanol-água), BIOWIN™ (estima biodegradabilidade aeróbica e
anaeróbica), BioHCwin (estima biodegradação tempo de meia vida), WSKOWWIN™ (estima
coeficiente de partição octanol-água), WATERNT™ (estima solubilidade água), BCFBAF™
(estima fator de bioconcentração, BCF e BAF), HYDROWIN™ (estima hidrólise e tempo de
meia vida), e ECOSAR que estima a ecotoxicidade também, a toxicidade aquática aguda e
crônica. Esta ferramenta apesenta uma base de dados de mais de 40.000 químicos
(http://www2.epa.gov/tsca-screening-tools/epi-suitetm-estimation-program-interface).
5.1 Teste de Biodegradação
O teste de biodegradação da OECD tem seis variações da metodologia 301, e pode ser
usado de acordo com as características físicas da substância a ser testada, conforme a Tabela
10 (OECD, 1992). Abaixo seguem os seis métodos:
-301 A: DOC Die-Away
-301 B: CO2 Evolution (Modified Sturm Test)
-301 C: MITI (I) (Ministry of International Trade and Industry, Japan)
-301 D: Closed Bottle 301
-301 E: Modified OECD Screening
-301 F: Manometric Respirometry
As metodologias acima são similares em vários aspectos: em todos os testes a
substância de ensaio proporciona a única fonte de carbono orgânico, é diluído num meio de
ensaio contendo uma concentração relativamente baixa de biomassa. Em todos os testes, um
método não analítico e não específico é utilizado para seguir o curso da biodegradação. Isto
38
tem a vantagem de que os métodos são aplicáveis a uma ampla variedade de substâncias
orgânicas e não há necessidade de desenvolver procedimentos analíticos específicos. Estes
métodos também respondem a qualquer resíduo de biodegradação ou produtos de
biotransformação, uma indicação da extensão da biodegradação final é fornecido
(ORGANIZATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT (OECD),
1992).
Pode-se escolher o método ideal de acordo com a característica da substância, se é
pouco solúvel, volátil ou se adsorve, conforme Tabela 10 abaixo.
Tabela 10 Aplicabilidade dos métodos de biodegradação
Teste Método Analítico Substância
Pouco Solúvel
Substância
Volátil
Substância
Adsorve
301A: DOC Die-
Away
Carbônico orgânico
dissolvido - - +/-
301B: CO2 Evolution
(Modified Sturm Test)
Respirometria:
evolução do CO2 + - +
301C: MITI (I)
(Ministry of
International Trade
and Industry, Japan)
Respirometria:
consumo de
Oxigênio
+ +/- +
301D: Closed Bottle
Respirometria:
Oxigênio
dissolvido
+/- + +
301E: Modified
OECD Screening
Carbônico orgânico
dissolvido - - +/-
301F: Manometric
Respirometry
Consumo de
Oxigênio + +/- +
O método mais utilizado e referenciado é o 301B, sendo que o princípio do teste é
avaliar a degradação da matéria-prima durante 28 dias pela determinação de dióxido de
carbono produzido. A amostra é incubada em frascos âmbar contendo meio mineral e inóculo
durante 28 dias e leituras são realizadas em dias pré-estabelecidos titulando-se o CO2
dissolvido em hidróxido de bário até o ponto de viragem. Em paralelo são avaliados controles
39
negativos. O resultado é fornecido em porcentagem de biodegradabilidade da amostra
(OECD, 1992).
5.2 Determinação do Coeficiente de Partição - Bioacumulação
A fim de evitar testes desnecessários com animais, os órgãos como o REACH por
exemplo, consideram o uso de informações já existentes obtidas por meio de métodos in vitro,
métodos in silico, e estratégias integradas para avaliar o potencial de bioacumulação da
substância (SCHOLZ, 2013).
Há uma clara necessidade de desenvolver métodos alternativos para avaliar a
bioacumulação de milhares de químicos que precisam ser avaliados nos próximos anos,
levando em consideração estratégias de testes integradas (SCHOLZ, 2013).
Atualmente, a determinação do BCF é feita pela OECD 305, no geral este método é
custoso e dispensa tempo e o protocolo básico requer no mínimo 108 peixes por substância
(SCHOLZ, 2013). A maioria das alternativas atuais, são QSAR e log kow (SCHOLZ, 2013).
Para determinação da bioacumulação em organismos aquáticos sem a utilização de
animais, uma alternativa disponível é a determinação do coeficiente de partição octanol/água,
usualmente reportada como log kow determinada pela OECD 107/1995 (OECD, 1995).
5.3 Toxicidade Aguda em Algas
Para determinação da toxicidade aguda, o teste de toxicidade em algas, a metodologia
referência OECD 201B/2011 é a mais utilizada (OECD, 2002). O princípio do teste consiste
em determinar os efeitos da amostra no crescimento da alga Pseudokirchneriella subcapitata
durante um período de 72h. A inibição do crescimento é apresentada por meio do EC50, em
mg/L, 72h, a qual é a concentração da substância-teste que causa 50% de inibição do
crescimento das algas. Além disso, pode-se determinar estatisticamente os valores de LOEC
e NOEC (OECD), 2002).
A cultura de células que tem sido uma boa promessa como alternativa ao teste de
toxicidade aguda em peixes. Um considerável número de estudos comparou a citotoxicidade
de substâncias in vitro da linhagem de peixes com a toxicidade e aguda in vivo em peixes e
confirmaram a usabilidade das linhagens de células de peixes. No entanto, a linhagens de
células de peixe ainda não fazem parte de nenhum regulamento (SCHOLZ, 2013).
40
Várias células primárias de peixes e linhagens celulares estão disponíveis para testes
de ecotoxicidade aquática, no entanto um obstáculo para sua utilização e aceitabilidade é a
frequente observação da resposta reduzida as mesmas amostras de testes quando comparado
com os estudos in vivo em peixes. O uso destes testes acaba limitado a triagem e não é
empregado como um substituto completo para os ensaios de toxicidade aguda em peixes
(GRINDON et al., 2008).
6. IMPACTO AMBIENTAL DAS PRINCIPAIS CLASSES DE MATÉRIAS-PRIMAS
UTILIZADAS EM PRODUTOS COSMÉTICOS ENXAGUÁVEIS
Os produtos enxaguáveis como shampoos, condicionadores, sabonetes, óleos corporais
e filtros solares ao serem utilizados vão diretamente para o tratamento de esgoto e
consequentemente para um rio efluente (BRAUSCH et RANDI, 2010).
A ocorrência ambiental e a escassez de informacões sobre a toxicidade do produtos de
cuidados pessoais levam a uma preocupação potencial para seres humanos e animais
selvagens. Alguns dados disponíveis indicam que a maioria dos produtos de cuidados
pessoais não são relativamente tóxicos para os organismos aquáticos em concentrações
ambientais esperadas (CASSANI et GRAMATICA, 2015).
No entanto, há evidências de que alguns produtos de cuidados pessoais têm o
potencial de bioacumulação através da cadeia alimentar e podem ser também potenciais
desreguladores endócrinos, mesmo em concentrações relativamente baixas (CASSANI et
GRAMATICA, 2015).
Produtos farmacêuticos e de cuidados pessoais tem sido encontrados em águas
residuais em todo mundo e pesquisas mostram que certos produtos podem ter um impacto no
meio ambiente com concentrações variando de microgramas a nanogramas por litro com
gama de impactos potenciais (BLAIR et al, 2013). Muitos compostos desta classe de produtos
são persistentes ambientalmente, bioativos e com potencial para se bioacumularem
(BRAUSCH et RANDI, 2010).
Tratamentos de esgoto não são especificamente designados para remover produtos de
cuidados pessoais. Inúmeros ingredientes de produtos de cuidados pessoais são encontrados
em níveis elevados no esgoto doméstico, como antimicrobianos, fragrâncias sintéticas,
tensoativos e filtros. (ROBERTS et al., 2015).
Algumas classes de matérias-primas cosméticas já são reconhecidas por terem certo
41
impacto no meio ambiente, por exemplo, os filtros solares que apresentam grande perigo ao
meio ambiente (SOBEK et al., 2013).
Para atingir altos valores de FPS e UVA, as concentrações de filtros nos produtos tem
aumentado e várias combinações de filtros tem sido utilizadas (MANOVÁ et al., 2012).
O uso dos filtros solares são regulados em muitos países, embora haja diferenças na
sua classificação. Na Europa são considerados cosméticos, nos Estados Unidos como
medicamentos OTC (over-the-counter), e no Japão tanto como cosméticos como
medicamentos (DÍAS-CRUZ et BARCELÓ, 2009).
Estudos recentes mostraram que os filtros UV chegam na superfície das águas (rios,
lagos e costa do mar) durante a liberação de águas residuais (RODIL et al., 2009).
O Triclosan, um bactericida, também apresenta certo impacto ambiental, visto que é
altamente tóxico para o ambiente aquático e que é colocado no meio ambiente via sistema
efluentes de águas residuais (MONTAGNER, et al., 2013). O triclosan é amplamente usado
como agente antimicrobiano em produtos de cuidados pessoais como sabonetes, shampoos,
loções e filtros solares. Tem sido mostrado sua concentração no esgoto e devido sua
hidrofobicidade é reportado sua persistência no esgoto e nas águas (ROBERTS et al., 2015).
Os conservantes, como os parabenos, apresentam risco mínimo ambiental aos
organismos aquáticos (BRAUSCH et RANDI, 2010).
As águas residuais urbanas constituem uma das principais fontes de químicos nos
ambientes aquáticos, e os parabenos não escapam desta regra. De fato, a maioria dos
parabenos são detectados no esgoto. Sendo o methylparaben e propylparaben são os mais
abundantes parabenos no esgoto, com valores até 30,000 ng/L e 20,000 ng/L,
respectivamente. Ethylparaben, butylparaben e isobutylparaben também são detectados, mas
em menores concentrações (HAMAN et al., 2014).
O uso massivo dos tensoativos em detergentes e formulações cosméticas e sua
subsequente liberação em sistemas aquáticos requerem que os tensoativos sejam
ambientalmente amigáveis. Isso implica em baixa toxicidade e tensoativos (LECHUGA et al.,
2015).
Os tensoativos aniônicos são rapidamente biodegradáveis no tratamento de águas e na
superfície da água, limitando sua possível exposição a organismos aquáticos sob condições
ambientais. Ainda tem potencial limitado para bioacumulação e baixas concentrações medidas
em diferentes compartimentos aquáticos, portanto não é esperado desta categoria por risco aos
organismos devido ao baixo nível de exposição e biodisponibilidade na superfície da água
42
(KÖNNECKER et al., 2011).
A análise de parâmetros relacionados à ecotoxicidade de matérias-primas utilizadas
nestas categorias de produtos cosméticos é de fundamental importância, priorizando as mais
sustentáveis para o meio aquático e que ofereçam menor impacto ambiental.
6.1. Filtros UV
Os filtros UV (ultravioleta) são uma ampla classe de substâncias que tem recebido
atenção na imprensa científica durante muitos anos. São utilizados em uma vasta gama de
produtos cosméticos para proteger os produtos e/ou a pele dos danos causados pelos
ultravioletas (ENVIRONMENT AGENCY, 2008).
Os filtros UV provenientes dos produtos filtros solares são liberados no meio ambiente
aquático diretamente na superfície da água de atividades recreacionais e indiretamente pelo
tratamento de esgoto relacionado as atividades domésticas como banhos, depois do uso de
shampoos por exemplo (RODIL, 2009).
Filtros UV são bem conhecidos por biacumularem e estudos recentes também
indicaram seu potencial para atividade estrogênica (BRAUSCH et RANDI, 2010).
Pseudo-persistência são compostos que podem ser rapidamente degradáveis mas
devido à contínua liberação no meio ambiente, seus níveis ambientais podem ser altos
(LOMBARDO et al., 2014).
Filtros orgânicos UV são considerados como contaminantes ambientais pseudo-
persistentes, embora atualmente pouco se saiba sobre sua distribuição e impacto nos
ambientes aquáticos (VIONE et al, 2015).
Os peixes são considerados pela comunidade científica o organismo mais viável para
monitoramento da contaminação nos ecossistemas aquáticos, mas apesar disso os estudos de
bioacumulação dos filtros UV são escassos nestes organismos (FERRERO et al, 2015).
Apesar do fato da maioria dos filtros apresentarem uma alta lipofilicidade (log kow >
3), eles são levados pela água, terminando no meio ambiente. Portanto, vários filtros solares
tem sido detectados a níveis de ppb ou ppt na superfície da água e nas águas residuais, com
máximas concentrações no verão (VIONE et al, 2015).
Muitos filtros UV tem alta lipofilicidade, com valores de coeficiente de partição
octanol-água (log kow) geralmente maiores que 3. Eles foram detectados em vários
organismos aquáticos como o 4-methylbenzylidene camphor no Salmo trutta fario até 1800
43
ng/g e em mexilhões marinhos até 256 ng/g de ethylhexyl methoxycinnamate (TSUI et al.,
2014).
Os dados de log kow apresentados no trabalho de Rodil et al, são benzophenone-3 log
kow de 3,07, octocylene de 6,88, butyl methoxydibenzoylmethane 4,51, Ethylhexyl
methoxycinnamate 5,80, homosalate log kow 6,16 e ethylhexyl salicylate 5,97 (RODIL,
2009b).
A análise da água de um lago indicou a presença de sete filtros UV com concentrações
neste estudo entre 40 ng/L de Benzophenone-3 e 4381 ng/L octocrylene. Em água residuais
não tratadas vários filtros UV também foram detectados em níveis de concentrações altos
como o octocrylene a 5322 ng/L (RODIL et al., 2009).
Benzophenone-3, Ethylhexyl methoxycinnamate, 4-methylbenzylidene camphor e
octocrylene foram os poluentes predominantes nas amostras de peixes de quatro rios da
Iberia. A concentração máxima foi do Ethylhexyl methoxycinnamate com 241,7 ng/g
(FERRERO et al, 2015).
Geralmente os filtros UV não são rapidamente biodegradáveis mas são eliminados da
fase aquática devido à adsorção e fotodegradação. A ecotoxicidade da maioria destes
compostos é significativa (TOLLS et al., 2009). Quase 50% dos filtros UV investigados
aprovados para uso em cosméticos de acordo com o regulamento europeu e sua classificação
foram identificados como sendo perigosos ao meio ambiente aquático, sendo o Butyl
Methoxydibenzoylmethane classificado como rapidamente biodegradável e com uma
toxicidade aquática entre 1 e 10mg/L, o Ethylhexyl Methoxycinnamate também com
toxicidade aquática de 1 mg/L e BCF >500, o Ethylhexyl salicylate com toxicidade de 1 a 10
mg/L e BCF> 500 e o Octocrylene sendo bioacumulativo e não rapidamente biodegradável
(SOBEK et al., 2013).
Avaliação de risco mostrou que a 4-methylbenzylidene camphor apresentou alto risco
para as algas, enquanto a benzophenone-3 e o ethylhexyl methoxycinnamate apresentaram
maior risco para os peixes e para os corais em Hong Kong (TSUI et al., 2014).
Segundo Rodin e colaboradores em 2009 todos os filtros UV podem ser determinados em
amostras de esgoto em concentrações entre 920 e 3893 ng/g para a maioria dos filtros UV 4-
Methylbenzelidene camphor, Octocrylene e Ethylhexyl triazone (RODIL, 2009b).
Ainda há o acúmulo na cadeia alimentar do ethylhexyl methoxycinnamate, com
concentrações em peixes de seis rios suiçoes de até 337 ng/g. O acúmulo desses compostos
em organismos é um problema por que os filtros UV e seus metabólitos tem mostrado
44
interferir com a função endócrina pela ativação de estrógenos ambientais tanto in vitro como
in vivo (TSUI et al., 2014).
O Ethylhexyl methoxycinnamate é uns dos filtros UVB mais usados no mundo, sendo
incluído na lista de químicos de maiores volumes no Europa com mais de 1000 toneladas por
ano. Ele já foi encontrado em peixes e mariscos a níveis de ng/g, o que sugere que podem se
bioacumular na cadeia trófica. A ocorrência muito difundida no ambiente de ethylhexyl
methoxycinnamate e seus efeitos negativos também na saúde mostra a importância de avaliar
a persistência e transformação ambiental (VIONE et al, 2015).
6.2. Conservantes
Muitos produtos de cuidados pessoais precisam de conservantes para aumentar sua
estabilidade e prevenir crescimento de bactérias e fungos. As concentrações dos conservantes
nos produtos são geralmente pequenas, então suas concentrações no sistema de águas são
abaixo do limiar de ação biocida. Aldeídos, álcools e ácidos, assim como os parabenos usados
como conservantes são rapidamente biodegradáveis e apresentam toxicidade moderada aos
organismos aquáticos com valores de LC/EC50 entre 10 a 100 mg/L. Como resultado, a
avaliação dessas substâncias não indica um risco ambiental (TOLL et al., 2009).
O Triclosan é um bactericida de amplo espectro, altamente tóxico para algas, que é
lançado no meio ambiente via águas residuais de efluentes. Possui log kow de 4,8, o que o faz
persistente e bioacumulativo. Segundo Montagner et colaboradores (2013), o triclosan deve
ser considerado como um poluente prioritário e incluído nas legislações no Brasil para
promover a proteção do ambiente aquático (MONTAGNER, et al., 2013).
Conforme legislação, o máximo permitido no Brasil pela Agência Nacional de
Vigilância Sanitária (ANVISA), é de 0,3% de triclosan em produtos de higiene pessoal,
cosméticos e perfumes (RESOLUÇÃO - RDC Nº 29, 2012). Na Europa esta matéria prima já
foi banida e não pode ser mais utilizado em produtos cosméticos segundo legislação europeia
(COMMISSION REGULATION (EU) Nº 358/201, 2014).
O aumento do uso de triclosan em produtos de cuidados pessoais levou a um aumento
nos níveis ambientais num período curto de tempo. Em 2006, a concentração média de
triclosan na Carolina do Sul foi de 0,63 ng/L. E em 2008 sua concentração alcançou 7,5 ng/L.
Os organismos aquáticos são altamente sensíveis a exposição ao triclosan, sendo sua LC50 de
0,352 mg/L (HOPPER et al., 2015).
45
Os parabenos são conservantes muito utilizados em cosméticos, produtos
farmacêuticos e alimentos. Um estudo relatou que em 1987 mais de 7000 kg de parabenos
foram utilizados em cosméticos e esse número só aumentou nos últimos 20 anos (BRAUSCH
et RANDI, 2010). No início dos anos 2000, a produção dos parabenos na União Europeia
variou de 10 a 100 toneladas por ano (HAMAN et al., 2014).
Apenas em cosméticos, os parabenos são encontrados em mais de 22.000 produtos
com máxima concentração de 0,4% para cada tipo de parabenos e 0,8% em combinações
(HAMAN et al., 2014).
Os parabenos são considerados conservantes ideais pois tem um alto espectro de
atividade antimicrobiana, são altamente estáveis em relação a variação de pH, são
relativamente seguros para uso e tem baixo custo. No entanto, em 2004 um estudo britânico
sugeriu uma relação entre parabenos e o câncer de mama. Estudos anteriores sugeriram os
parabenos como disruptores endócrinos. Durante os últimos anos, os parabenos tem sido
incriminados, embora os resultados sobre seu risco decorrentes de seu uso sejam
inconclusivos (HAMAN et al., 2014).
Segundo Brausch e Randi, 2010, os resultados indicam que há efeitos nos organismos
aquáticos continuamente expostos aos parabenos, no entanto dados preliminares de
concentrações ambientais sugerem apenas um risco mínimo aos organismos aquáticos
(BRAUSCH et RANDI, 2010). Ainda a Agência de Proteção Ambiental da Dinamarca
avaliou o methylparaben e propylparaben e considerou ambos sendo de rápida
biodegradação, que não são esperados se bioacumularem nos organismos aquáticos e
apresentam baixa a moderada toxicidade aquática (DANISH ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY, 2015).
De acordo com um estudo realizado por Carlsson et al., (2005), o methylparaben é
altamente biodegradável, não tem potencial de se bioacumular e a sua toxicidade aquática
apresenta os valores de LC50 que variam de 10-100 mg/L, e o PEC/ PNEC de 0,0112, bem
abaixo de 1 o que pode-se concluir que não há risco ambiental (CARLSSON et al., 2005). E a
agência ambiental dinamarquesa concluiu que o methylparaben é rapidamente biodegradável
(>90%) no ambiente aquático, que não tem tendência a se bioacumular baseado no valor do
log kow 1,96, e é considerado moderadamente tóxico ao ambiente aquático com LC50 de 23
mg/L (OFFICE OF PREVENTION. PESTICIDES, AND TOXIC SUBSTANCES, 2005). E
no estudo de Haman e colaboradores o methylparaben apresenta log kow de 1,96 e o
propylparaben log kow de 3,04 (HAMAN et al., 2014).
46
Os parabenos, segundo Haman e colaboradores podem ser rapidamente
biodegradáveis, apresentam tempo de meia vida estimado entre 9,6 e 35,2 horas. Baseado no
fator de bioconcentração e no log kow calculado, o potencial de bioconcentração nos
organismos aquáticos é baixo para o methylparaben, ethylparaben, moderado para
propylparaben e alto para butylparaben (HAMAN et al., 2014).
Outro conservante o phenoxyethanol, muito utilizado nas formulações cosméticas
enxaguáveis foi avaliado pela Agência de proteção ambiental dinamarquesa e foi considerado
rapidamente biodegradável de acordo com a OECD 301, não é esperado se bioacumular e
apresenta baixa toxicidade aquática. (DANISH ENVIRONMENTAL PROTECTION
AGENCY, 2015). Os conservantes e antimicrobianos são amplamente utilizados em
cosméticos e sua presença nas águas dos rios é uma preocupação. Em 13 locais de rios
japoneses contaminados pelo esgoto doméstico ou efluentes industriais, os mais detectados
foram o 2-phenoxyethanol, isopropylmethylphenol, resorcinol, e triclosan, sendo a máxima
concentração detectada de phenoxyethanol de 14000 ng/L. O resultado sugere que a maior
fonte de 2-phenoxyethanol foram cosméticos e detergentes domésticos (KIMURA et al.,
2014).
Os resultados apresentados no estudo de Kimura e colaboradors mostram log kow do 2-
phenoxyethanol de 1,2 do methylparaben de 1, 96; ethylparaben 2,47; propylparaben 3,04;
isopropylparaben 2,91; butylparaben 3,57; e resorcinol de 0,93 (KIMURA et al., 2014).
O conservante benzyl alcohol também foi avaliado pela agência de proteção ambiental
dinamarquesa e foi considerado ter rápida biodegradação de acordo com a OECD 301, não é
esperado se bioacumular, com log kow de 1,1 e tem baixa toxicidade aquática com LC50 460
mg/L em peixes e PEC/PNEC de 0,1 (DANISH ENVIRONMENTAL PROTECTION
AGENCY, 2015).
6.3. Tensoativos
Os tensoativos são classificados em não-iônicos, aniônicos e catiônicos, sendo os mais
usados os aniônicos (COWAN-ELLSBERRY et al., 2014).
Tensoativos aniônicos, historicamente o tipo de tensoativos mais comum e antigo, tem
sido usados com sucesso nos processos biotecnológicos e industriais, incluindo a indústria de
cosméticos (LECHUGA et al., 2015).
47
A maioria dos tensoativos utilizados nos produtos de cuidados pessoais são
rapidamente biodegradáveis, e as formulações de produtos de alto volume apresentam
tensoativos como um ingrediente fundamental em todos os produtos enxaguáveis em
concentrações relativamente altas. Considerando a sua ecotoxicidade e a grande quantidade
utilizada nos produtos, os tensoativos são certamente a categoria de ingredientes mais
relevante para o potencial impacto ambiental dos produtos. (TOLLS et al., 2009).
Tensoativos tem a característica de uma de milhares de cadeias de hidrocarbonetos que
formam uma parte lipofílica da molécula e uma ou milhares de grupos polares que formam a
parte hidrofílica (LECHUGA et al., 2015).
Depois de seu uso, os tensoativos assim como seus produtos são principalmente
descartados no tratamento de esgoto e depois dispersos no meio ambiente pela liberação de
efluentes na superfície das águas. O risco ambiental dos tensoativos dependem da
concentração final atingida no meio aquático. A concentração do tensoativo e portanto seu
possível efeito tóxico são reduzidos pela degradação dos tensoativos através da atividade
microbiana, primeira transformação que ocorre no meio ambiente. Mesmo assim, os produtos
tóxicos liberados no processo de biodegradação podem bioacumular e seus efeitos a longo
prazo não são suficientemente bem conhecidos. Além disso, a degradação do surfactante
depende das condições que a biodegradação acontece. Sob condições aeróbicas, a maioria dos
surfactantes são degradáveis ou rapidamente biodegradáveis. No entanto, sob condições
anaeróbias, são persistentes (LECHUGA et al., 2015).
A avaliação de risco dos tensoativos aniônicos demonstra que embora sejam
utilizados em alto volume e amplamente lançados no meio ambiente, não apresentam risco ao
ambiente aquático nos níveis de concentrações (2011) utilizados (COWAN-ELLSBERRY et
al., 2014). Ainda segundo Konnecker e colaboradores, os tensoativos aniônicos tem rápida
biodegradação, baixa concentração nos compartimentos ambientais e por isso são de baixa
preocupação para o meio ambiente (KONNECKER et al., 2011).
Consequentemente, o uso desses tensoativos não está associado ao risco para
organismos aquáticos, pois são rapidamente biodegradáveis e não diferem muito na
toxicidade aquática (TOLLS et al., 2009).
48
6.4 Silicones
Octamethylcyclotetrasiloxane (D4), decamethylcyclopentasiloxane (D5) e
dodecamethylcyclohexasiloxane (D6), são silicones que estão presentes em 16% dos produtos
cosméticos, sendo o D5 o mais utilizado. A utilização do D5 e D6 aumentou dez vezes nos
últimos 25 anos segundo a EPA para mais de 225,000 e 22,500 toneladas, respectivamente. E
na Europa a quantidade de D4, D5 e D6 usados anualmente em produtos de cuidados pessoais
são estimados pela Agência Ambiental do Reino Unido em 579, 17.300 e 1.989 toneladas em
2004, respectivamente (DUDZINA, et al., 2013).
A ECHA coletou e avaliou vários estudos relevantes das propriedades do D4 e D5 de
persistência, bioacumulação e toxicidade e concluiu baseado nas informações disponíveis que
o D4 atende o critério para persistência, bioacumulação e toxicidade no ambiente e muito
persistente e muito bioacumulativo (vPvB), devido sua persistência nos sedimentos e alta
bioconcentração em peixes (DUDZINA, et al., 2013).
7. CONCLUSÕES
Atualmente somente as grandes empresas do setor de cosméticos atuam na avaliação
ecotoxicológica com o objetivo de minimizar o impacto dos produtos em ambientes
aquáticos.
Pesquisas adicionais são necessárias para entender as concentrações ambientais, o
potencial tóxico das misturas no ambiente e potencial de bioacumulação dos produtos de
cuidados pessoais, de modo a identificar com precisão o potencial risco no ambiente aquático.
Existem evidências, conforme literaturas citadas neste trabalho, de que alguns desses
compostos são persistentes no meio ambiente, impactando os organismos em várias formas, é
necessário que todas as classes de matérias-primas utilizadas nos produtos enxaguáveis sejam
analisadas quanto ao impacto ambiental por meio do uso de estratégias de análises e
quantificação de riscos, pois pode haver diferenças entre matérias-primas pertencentes a uma
mesma classe.
Esta revisão indica a necessidade do desenvolvimento de uma estratégia integrada e
padronizada que permita a avaliação de matérias-primas cosméticas além da identificação dos
potenciais riscos para o meio ambiente aquático. Os critérios estabelecidos pelos órgãos de
49
maior relevância internacional, aliados aos métodos biotecnológicos alternativos atualmente
disponíveis, direcionam para que uma análise do impacto ambiental seja estabelecida,
permitindo a seleção ou substituição das matérias primas de acordo com o impacto ambiental,
gerando assim produtos cosméticos mais sustentáveis para o meio ambiente.
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57
CAPÍTULO II
ESTRATÉGIA INTEGRADA PARA AVALIAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL
AQUÁTICO DE MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS EM PRODUTOS
COSMÉTICOS ENXAGUÁVEIS
VITA, N.A¹,²; CARVALHO C.M¹
,². CANAVEZ, A.D.P¹; KRUGER, O3
;; BROHEM, C.A¹;
LORENCINI, M¹;
1. Grupo Boticário, Departamento de Avaliação de Segurança e Eficácia, São José dos
Pinhais, Paraná.
2. Programa de Mestrado em Biotecnologia Industrial, Universidade Positivo, Curitiba,
Paraná.
3. Grupo Boticário, Departamento de Pesquisa Tecnológica, São José dos Pinhais, Paraná.
Contato: Natália de Albuquerque Vita, Grupo Boticário, Departamento de Avaliação de
Segurança e Eficácia, São José dos Pinhais, Paraná.
email: [email protected]
Apoio Financeiro: Grupo Boticário
RESUMO
O aumento da preocupação da indústria cosmética em assegurar produtos com baixo
impacto ambiental estão cada vez mais fazendo a indústria verificar toda a sua cadeia de
fornecimento, desde a sustentabilidade das matérias primas até a conservação da
biodiversidade. O objetivo deste trabalho foi propor uma estratégia integrada que permita
avaliar o impacto das matérias-primas cosméticas por meio de parâmetros relevantes em
âmbito internacional. Este estudo considerou 40 matérias-primas utilizadas em produtos
cosméticos enxaguáveis, entre estas as classes dos filtros solares, conservantes e umectantes,
definindo parâmetros para a avaliação de risco e predição dos efeitos em organismos
aquáticos. Para analisar o impacto ambiental destas matérias-primas os seguintes parâmetros
foram avaliados: bioacumulação, biodegradação, toxicidade aquática aguda e o PEC/PNEC
(Predicted Environmental Concentration (Concentração previsível no ambiente) e Predicted
No Effect Concentration (Concentração previsível sem efeitos), o qual é o quociente de risco
que avalia a exposição ambiental e toxicidade aquática. Por meio da pesquisa em banco de
58
dados, revisão da literatura científica e legislações internacionais, foram considerados e
comparados parâmetros estabelecidos por órgãos internacionais, com a Environmental
Protection Agency (EPA), Cradle to Cradle (C2C) e o Regulamento Europeu 1272/2008. Para
os dados indisponíveis em banco de dados testes experimentais foram realizados de acordo
com OECD (Organization for Economic Co-operation and Development) para determinação
dos dados de biodegradação, bioacumulação e toxicidade aquática aguda. Os resultados
obtidos neste estudo mostram que estratégias e parâmetros definidos permitem integrar
diferentes dados que caracterizam a toxicidade aquática de produtos cosméticos, sendo a
classe que apresentou maior impacto os filtros solares (Homosalate, Butyl
Methoxydibenzoylnethane, Octocrylene, Ethylhexyl Methoxycinnamate e Ethylhexyl
Salicylate), seguida do bactericida Triclosan e do emoliente Mineral Oil. Portanto, esse
trabalho mostrou ser possível por meio da ferramenta desenvolvida prever impactos
ambientais de matérias-primas presentes em produtos cosméticos enxaguáveis de forma
eficiente, possibilitando a substituição de ingredientes com maiores riscos ambientais,
oferecendo produtos cosméticos mais sustentáveis seguindo as principais diretrizes
internacionais.
Palavras-chave: ecotoxicidade; matérias-primas; impacto ambiental; toxicidade aquática.
1 INTRODUÇÃO
A importância do mercado cosmético é reconhecida mundialmente e evidenciado pelo
crescimento e movimentação de milhões de dólares anualmente. Em 2014 foram
movimentados $464.957,60 milhões de dólares no mercado cosmético no mundo, e em 2009
este valor era de $377.307,60 milhões de dólares mostrando o aumento no consumo de
cosméticos no mercado mundial (EUROMONITOR, 2014). Além deste crescimento no
mercado, o consumidor torna-se cada dia mais informado, exigente e preocupado com o
impacto ambiental das indústrias e seus produtos.
Impacto ambiental pode ser definido como o efeito de uma matéria-prima, ingrediente
ou mesmo produto acabado sobre o meio ambiente. Para determinar a extensão desse impacto
deve ser realizada uma análise sistemática do desenvolvimento proposto em relação ao
ambiente existente, sendo um processo que permite antecipar os possíveis efeitos no meio
ambiente causados pelo desenvolvimento de produtos. Isto deve ser realizado em um estágio
no processo, onde ainda podem ser feitas alterações para evitar impactos adversos. Onde os
59
efeitos quando identificados como inaceitáveis, podem ser evitados ou reduzidos durante o
processo de produção (ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 2002).
As abordagens atualmente usadas para a avaliação de risco ecológico representam a
base para o desenvolvimento de regulamentos internacionais e parecem ser suficientemente
protetoras aos ecossistemas (SCENIHR; SCCS; SCHER, 2012).
Apesar dos ingredientes de produtos de cuidados pessoais estarem entre os compostos
mais encontrados na superfície da água no mundo, a maioria das informações disponíveis na
literatura sobre ecotoxicidade se refere principalmente a produtos farmacêuticos, pesticidas,
inseticidas, lubrificantes, produtos de limpeza e ingredientes utilizados na indústria química
que são utilizados em grandes volumes, apresentando maiores riscos para o meio ambiente.
(BRAUSCH et RANDI, 2010). Produtos de cuidados pessoais são continuamente liberados
no meio ambiente aquático. Muitos desses compostos são usados em grandes quantidades e
estudos recentes têm indicado que muitos são persistentes ambientalmente, bioativos e com
potencial para se bioacumularem (BRAUSCH et RANDI, 2010).
Os produtos de cuidados pessoais são geralmente apenas levemente transformados ou
mesmo inalterados nas estações de tratamento de águas e consequentemente tem acesso ao
ambiente aquático (BU, et al., 2013).
A detecção de produtos de cuidados pessoais na superfície da água é uma preocupação
que indica que o tratamento das águas residuais domésticas podem não ser totalmente tratadas
à medida que flui ao longo das águas subterrâneas e descartadas na superfície da água (DEL
ROSARIO, et al., 2014)
Os produtos de cuidados pessoais entram na água pelas águas domésticas. Alguns
componentes não são eficientemente removidos pelo tratamento de água e entram nas águas
sem tratamento apropriado. Componentes de produtos de cuidados pessoais são os compostos
mais comumente detectados nas superfícies das águas ao redor do mundo (KIMURA et al.,
2014).
Produtos de cuidados pessoais são utilizados todos os dias, resultando em substâncias
que podem potencialmente atingir compartimentos ambientais, particularmente a água. A
relevância ambiental é evidente com a produção na Alemanha, por exemplo, de 790,000
toneladas de produtos de cuidados pessoais. Neste contexto deve-se considerar
particularmente o alto volume dos produtos enxaguáveis com alto teor na água, no entanto, os
volumes de produção das substâncias individuais dos vários produtos de cuidados pessoais
variam de 1 a 1000 toneladas por ano (TOLLS et al., 2009).
60
Devido a grande produção anual e sua ampla utilização, particularmente devido ao
aumento do risco de câncer de pele na últimas décadas, umas das classes de matérias-primas
utilizadas em produtos enxaguáveis, os filtros UV, podem entrar no ambiente aquático
indiretamente pelo esgoto, por meio de banhos e descarga industrial, devido sua remoção
incompleta e escoamento superficial (TSUI et al., 2014).
Foi reportado em diferentes pesquisas a frequência de uso dos filtros UV nos produtos
de cuidados pessoais disponíveis no mercado de diversos países; por exemplo, a porcentagem
de produtos de cuidados pessoais contendo ethylhexyl methoxycinnamate foi de 90% na
China e 51% na Suíça, e o butyl methoxydibenzoylmethane foi de 30% e 71% na China
Suiça, respectivamente (TSUI et al., 2015).
Como resultado de sua ampla aplicação e sua liberação contínua no ambiente aquático,
os filtros UV são vistos como contaminantes ambientais e há uma preocupação com seu
potencial impacto ambiental. Eles foram encontrados em várias amostras ambientais como
superfície da água, águas residuais e sedimento (TSUI et al., 2014).
Um total de 39 amostras da superfície foram coletadas de 13 pontos em Hong Kong
em 2012 e 2013 e sete de 11 filtros foram detectados nas amostras, com concentrações médias
de 100 ng/g durante o período de amostragem. Concentrações 1.5-1.7 vezes maiores foram
detectadas na estação do verão, isso pode ter sido devido ao maior uso de produtos de
cuidados pessoais contendo filtros UV durante o verão (TSUI et al., 2015).
Os filtros UV tem sido largamente encontrados nas superfícies das águas e águas residuais
em altas concentrações, até 19000 ng/L e 4000 ng/L no influente e efluente das águas
residuais, respectivamente, e até 3000 ng/Lna superfície das águas. Eles estão presentes em
altas concentrações no esgoto e sedimentos devido sua alta lipofilicidade e baixa
degradabilidade (FERRERO et al, 2015).
O triclosan é um agente antimicrobiano usado em vários produtos de cuidados
pessoais e tem sido detectado nos efluentes de tratamento de esgoto em concentrações entre
0,01 e 2,7 mg/L, principalmente devido ao fato de depois de entrar no efluente não ser
completamente removido e consequentemente liberado no meio ambiente. E mesmo depois
de sua proibição em alguns países, ele continua sendo um problema pois se agrega no esgoto e
pode ser transferido para o meio ambiente aquático persistindo por meses a anos (SILVA et
al., 2015).
O triclosan foi detectado em 58% das águas dos Estados Unidos durante 199 e 2000
em 139 córregos de 30 estados com uma concentração média de 140 ng/L e uma concentração
61
máxima medida de 2300 ng/L. E em 2011 um estudo revisou as publicações neste período e
encontrou que o triclosan foi detectado em 56.8% das amostras de águas superficiais numa
concentração média de 50 ng/L. Um dos maiores níveis de triclosan nas águas superficiais
vem dos rios da India, onde concentrações até 5160 ng/L foram encontradas. O aumento do
uso de triclosan em produtos de cuidados pessoais levou a um aumento nos níveis ambientais
num período curto de tempo. Em 2006, a concentração média de triclosan na Carolina do Sul
foi de 0,63 ng/L. E em 2008 sua concentração alcançou 7,5 ng/L. Os organismos aquáticos
são altamente sensíveis a exposição ao triclosan, sendo sua LC50 de 0,352 mg/L (HOPPER et
al., 2015).
Atualmente apenas grandes empresas de cosméticos já atuam na avaliação
ecotoxicológica com o objetivo de minimizar o impacto dos produtos em ambientes
aquáticos, e estas divulgam para o consumidor os planos e metas para o futuro em relação à
sustentabilidade, entretanto os critérios de avaliação na escolha de matérias-primas para o
desenvolvimento de seus produtos não são divulgados, sendo que diferentes critérios de
avaliação podem ser adotados por cada uma delas.
Os produtos enxaguáveis, como shampoos, condicionadores, sabonetes, óleos
corporais e filtros solares ao serem utilizados vão para o tratamento de esgoto e
consequentemente para um rio. Assim sendo, é de fundamental importância a análise de
parâmetros relacionados à ecotoxicidade de matérias-primas utilizadas nestas categorias de
produtos, e como selecionar matérias-primas mais sustentáveis para o meio aquático,
priorizando produtos cosméticos mais sustentáveis, de menor impacto ambiental. Diante da
necessidade da indústria de cosméticos em desenvolver produtos que sejam mais sustentáveis
e que tenham um menor impacto ambiental, a proposta deste trabalho foi desenvolver um
método para avaliação da toxicidade aquática das principais matérias-primas utilizadas em
produtos cosméticos enxaguáveis por meio de banco de dados internacionais, literatura e
alguns testes in vitro.
Os seguintes parâmetros foram avaliados: bioacumulação, biodegradação, toxicidade
aquática aguda e o PEC/PNEC (Predicted Environmental Concentration (Concentração
previsível no ambiente PEC) e Predicted No Effect Concentration (Concentração previsível
sem efeitos).
Sendo assim, esse trabalho traz uma nova estratégia integrada de avaliação de ingredientes
cosméticos quanto aos principais parâmetros relacionados ao potencial de risco de impacto
ambiental das matérias primas presentes em produtos cosméticos. Dessa forma, produtos com
62
menor potencial de toxicidade aquática podem ser produzidos, trazendo ganhos de
sustentabilidade para a indústria, ambiente e sociedade como um todo.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Definição do método de análise e acesso a banco de dados
A busca dos parâmetros de biodegradação, bioacumulação e toxicidade aguda, bem como
dos dados referentes às matérias-primas foi realizada por meio de revisão de literatura e
acesso a banco de dados de órgãos internacionais, como os citados abaixo:
COSING - Cosmetic Ingredients and Substances (Europa)
EPA - Environmental Protection Agency (Estados Unidos)
ECHA- European Chemicals Agency (Europa)
NICNAS- National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme
(Austrália)
IUCLID- International Uniform Chemical Information Database (Europa)
NIOSH- National Institute for Occupational Safety and Health (Estados Unidos)
TOXNET- Toxicology Data Network (Estados Unidos):
REACH – Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals
(Europa)
REGULAMENTO 1272/2008 (Europa)
C2C- Cradle to Cradle
OECD – The Organization for Economic Co-operation and Development (Europa)
Depois de realizado o levantamento bibliográfico dos órgãos e o que eles abordavam
em suas análises, para a definição dos parâmetros a serem analisados neste trabalho os órgãos
selecionados para análise foram, EPA, C2C e Regulamento 1272/2008. Esses órgãos foram
escolhidos por representarem uma visão global sobre a toxicidade aquática dos Estados
Unidos, por meio da EPA, Europa, por meio do regulamento 1272/2008 e um órgão de
certificação, o C2C.
Com base nos parâmetros por eles estabelecidos, fez-se uma comparação dos
parâmetros que eram mais críticos de cada órgão e os valores mais críticos de cada um foram
63
considerados formando uma tabela de classificação em relação à ecotoxicidade, atendendo
aos parâmetros de todos os órgãos para a classificação das matérias-primas selecionadas
(OFFICE OF POLLUTION PREVENTION AND TOXICS U.S. (EPA), 2011; CRADLE TO
CRADLE, 2012; REGULATION (EC) No 1272/2008 OF THE EUROPEAN PARLAMENT
AND OF THE COUNCIL, 2008). De acordo com os critérios preconizados pelos três órgãos
citados acima, na tabela 1 é apresentado um compilado de cada órgão para a classificação dos
três parâmetros principais: biodegradação, bioacumulacão e toxicidade aguda.
Tabela 1 Compilado dos órgãos EPA, C2C e Regulamento 1272/2008
EPA C2CRegulamento
1272/2008EPA C2C
Regulamento
1272/2008
EPAC2C
Regulamento
1272/2008
ALTO T1/2 >60 dias T1/2 >60 dias NA BCF >1000 ou
log BCF > 3 BCF >500
BCF >500
log ≥4,0<10 <10
<10
Cat 1
agudo/Cat
cronico 1/cat
MODERADO T1/2 16-60 dias T1/2 30-60 dias NA
BCF 100-1000
ou
log BCF < 3-2
BCF 100-500 NA 10-100 10-10010-100
Cat crônico 3
BAIXOT1/2 < 16 dias
ou rapid.biodeg.
T1/2 >70% em
28 dias ou < 30
dias> 70 %
log kow <2 ou
BCF <100 ou
log BCF < 2
BCF <100
log kow <2
Peso
molecular >
1000
NA >100 >100>100 (sem
classificação)
Biodegradação
T1/2 vida ou
% (em 28 dias)
Bioacumulação
(BCF, log BCF ou Log kow)
Toxicidade Aquática
(mg/L) válido para peixes (96h), daphnia
(48h), algas (72h)Risco
*NA: sem critérios para classificação
Para a classificação de matérias primas utilizadas neste trabalho, foi realizada uma
adaptação dos três órgãos citados acima para que todos os parâmetros pudessem ser
classificados como alto, moderado ou baixo, sendo considerados os parâmetros mais críticos
de cada órgão. Para o critério de biodegradação foram utilizados os critérios da EPA, para
bioacumulação foram utilizados os do C2C, e para toxicidade aquática aguda da EPA e do
C2C visto que são iguais.
Estes foram os critérios estabelecidos para interpretação dos dados ecotoxicológicos
das matérias-primas utilizadas neste trabalho, conforme a tabela 2 abaixo.
64
Tabela 2 Adaptação da classificação com base nos órgãos EPA, C2C e Regulamento
1272/2008
Risco Biodegradação Bioacumulação Toxicidade
Aquática Aguda
ALTO T1/2 >60 dias BCF >500 ou
<10 mg/L Log kow > 3
MODERADO T1/2 16-60 dias BCF 100-500 ou
10-100 mg/L Log kow < 3-2
BAIXO T1/2 < 16 dias BCF <100 ou
>100 mg/L >70% Log kow < 2
2.2 Seleção das matérias-primas analisadas
Após estabelecimento dos parâmetros de classificação (Tabela 2), foram selecionadas 40
matérias-primas utilizadas em produtos enxaguáveis cosméticos. O critério de seleção foi com
base em matérias-primas mais utilizadas em cosméticos e também de classes específicas que
são importantes na formulação deste tipo de produto como, por exemplo, conservantes, filtros
solares e emolientes. A maioria dos dados referentes aos parâmetros de análise previamente
definidos foi encontrada por meio de revisão de literatura e acesso a banco de dados por meio
do INCI name (International Nomenclature of Cosmetic Ingredient) e CAS number
(Chemical Abstracts Service) disponíveis na base de dados COSING (COSMETIC
INGREDIENTS AND SUBSTANCES) (tabela 3).
Tabela 3 INCI name e CAS number das matérias-primas selecionadas (Continua)
Matérias-primas
CAS Number
Função
Homosalate 118-56-9 Filtro Solar
Butyl
Methoxydibenzoylmethane 70356-09-1 Filtro Solar
Ethylhexyl Salicylate 118-60-5 Filtro Solar
Octocrylene 6197-30-4 Filtro Solar
65
Tabela 3 (Continuação)
Matérias-primas
CAS Number
Função
Homosalate 118-56-9 Filtro Solar
Butyl
Methoxydibenzoylmethane 70356-09-1 Filtro Solar
Ethylhexyl Salicylate 118-60-5 Filtro Solar
Octocrylene 6197-30-4 Filtro Solar
Ethylhexyl
methoxycinnamate 5466-77-3 Filtro Solar
Behentrimonium
Methosulfate 81646-13-1 Tensoativo/Antiestático
Paraffinum Liquidum
(Mineral Oil) 8012-95-1 Emoliente/solvente
Cetyl Palmitate 540-10-3 Emoliente
C13-C15 Alkane 64742-46-7 Solvente
Octyldodecanol 5333-42-6 Emoliente
Methylparaben 99-76-3 Conservante
Triclosan 3380-34-5 Conservante/Bactericida
Cetrimonium Chloride 112-02-7 Conservante/tensoativo/ antiestático
Propylparaben 94-13-3 Conservante
Benzyl alcohol 100-51-6 Conservante
Phenoxyethanol 122-99-6 Conservante
Titanium Dioxide (CI
77891) 13463-67-7
Corante/opacificante/filtro solar
físico
Stearyl Alcohol 112-92-5 Emsulsionante/tensoativo/controlador
de viscosidade
Acrylates Copolymer 25133-97-5 Formador de filme/antiestático
66
Tabela 3 (Conclusão)
Matérias-primas
CAS Number
Função
Butyrospermum Parkii
(Shea Butter) 194043-92-0
Controlador de
viscosidade/condicionante da pele
Glycol Distearate 627-83-8 Emoliente/Emulsionante/controlador
de viscosidade
Acrylates /C10-30 Alkyl
Acrylate Crosspolymer ------
Estabilizador emulsão/formador de
filme/controlador de viscosidade
Triethanolamine 102-71-6 Regulador de pH
Polyquaternium-7 25590-05-6 Antiestático/formador de filme
Cocamidopropyl Betaine 61789-40-0 Tensoativo/antiestático
Sodium laureth
sulfate/Disodium laureth
sulfosuccinate
3088-31-1/39354-45-
5 Tensoativo
Sodium Lauryl Sulfate 151-21-3 Tensoativo
Sodium cocoamphoacetate 90387-76-1 Tensoativo
Sodium laureth sulfate 3088-31-1 Tensoativo
Dibutyl Adipate 105-99-7 Emoliente/formador de filme
Isododecane 31807-55-3 Emoliente/solvente
Vitis Vinifera Grape Seed
Oil 85594-37-2 Emoliente/condicionante pele
Sodium Astrocaryum
Murumuruate ----- Emoliente/tensoativo
Ricinus Communis Seed
Oil 8001-79-4 Condicionante da pele
Persea Gratissima Oil 8024-32-6 Condicionante da pele
Glycerin 56-81-5 Umectante/ protetor da pele
Sorbitol 50-70-4 Umectante/condicionante da pele
Propylene glycol 57-55-6 Umectante/condicionante da pele
Hexylene glycol 107-41-5 Condicionante da pele/solvente
Panthenol 81-13-0 Condicionante da pele
67
2.3 Métodos Alternativos ao uso em animais
Existem diferentes metodologias para realizar os testes ambientais, porém como a
indústria cosmética não realiza testes em animais, outras metodologias alternativas são
possíveis de serem utilizadas para realizar as avaliações ambientais.
Quando os dados referentes à bioacumulação, biodegradabilidade e toxicidade da
matéria-prima não estavam disponíveis na literatura ou banco de dados, foram realizados
testes específicos, de acordo com OECD (Organization for Economic Co-Operation and
Development) para determinação das informações necessárias de cada parâmetro para
realização completa da análise de impacto ambiental em institutos que seguiram as
metodologias segundo a OECD de cada método. Para toxicidade aquática os testes foram
realizados no laboratório Biotox Análises Ambientais Ltda (São Carlos, Brasil), para
biodegradação os testes foram realizados no Laboratório Ecolyzer Ldta (São Paulo, Brasil) e
os tetses de coeficiente de partição foram realizados no Grupo Boticário (São José dos
Pinhais, Brasil).
2.3.1 Teste de Biodegradação (OECD, 301B/1992)
O teste de biodegradação seguiu a metodologia da OECD 301 B/1992 (OECD, 1992).
O princípio do teste é avaliar a degradação da matéria-prima durante 28 dias pela
determinação de dióxido de carbono produzido. A amostra é incubada em frascos âmbar
contendo meio mineral e inóculo durante 28 dias e leituras são realizadas em dias pré-
estabelecidos titulando-se o CO2 dissolvido em hidróxido de bário até o ponto de viragem.
Em paralelo são avaliados controles negativos. O resultado é fornecido em porcentagem de
biodegradabilidade da amostra (OECD, 1992).
Outro parâmetro avaliado pelos órgãos utilizados como referências é o tempo de meia
vida que pode ser utilizado para classificar o risco da substância. Tempo de meia vida é o
tempo necessário para decompor metade de um composto quando se fala em biodegradação.
A meia vida é independente da concentração inicial dos reagentes, seguindo a cinética de
primeira ordem (ATTWOOD et al., 2003). Por isso, para padronizar e converter o valor
encontrado em porcentagem de biodegradação em tempo de meia vida foi necessário fazer um
cálculo levando em consideração a cinética de primeira ordem, conforme equação 1, 2 e 3. A
velocidade de uma reação de primeira ordem é diretamente proporcional à concentração do
68
reagente e pode ser descrita conforme a equação 4 abaixo. Assim, substituiu-se o valor de t
pelo tempo que a matéria-prima demora para se biodegradar, no caso do teste de
biodegradação são 28 dias, e a porcentagem que foi degradada durante este tempo, obtendo-se
assim o tempo de meia vida correspondente, levando em consideração que a concentração
inicial sempre será 100% (WWW.IQ.UFRGS,BR/EAD/FISICOQUIMICA/ORDEM-
_UM.HTML).
Equação 1: T1/2 = 0,693
K
Equação 2: K = Tgα = Co = ln [ ]i ÷ t
Ca [ ]f
Equação 3: T1/2 = 0,693
Ln [ ]i ÷ t
[ ]f
Equação 4: T1/2 = 0,693
Ln [100]i × t
[60]f
T: tempo
K1: constante de velocidade
Tgα: tangente de α
Co: cateto oposto
Ca []f: cateto concentração final
Ln[] i: logaritmo neperiano da concentração inicial
Ln[] f: logaritmo neperiano concentração final
2.3.2 Determinação do Coeficiente de Partição – Bioacumulação (OECD 107/1995)
Para a determinação da bioacumulação em organismos aquáticos, o teste realizado foi
por meio da determinação do coeficiente de partição octanol/água, usualmente reportada
como log kow determinada pela OECD 107/1995 (OECD, 1995). O coeficiente de partição é
69
definido como a razão entre as concentrações de equilíbrio de uma substância dissolvida num
sistema de duas fases, constituído por dois solventes praticamente imiscíveis, conforme
equação abaixo. No caso do octanol e água é geralmente dado sob a forma de logaritmo de
base dez.
Equação 5: Pow = C octanol
C água
2.3.3 Toxicidade Aguda em Algas (OECD 201B/2011)
Para determinação da toxicidade aguda foi realizado o teste de toxicidade em algas. O
teste em algas, de acordo com a metodologia referência OECD 201B/2011 (OECD, 2002). O
princípio do teste consiste em determinar os efeitos da amostra no crescimento da alga
Pseudokirchneriella subcapitata em um período de 72h. A inibição do crescimento é
apresentada por meio do EC50 (Effect Concentration), em mg/L, 72h, a qual é a concentração
da substância-teste que causa 50% de inibição do crescimento das algas (OECD, 2002). Uma
série de concentrações das substâncias-testes foram preparadas em solução aquosa e o sistema
teste foi exposto a estas concentrações, assim como a um controle sem a substância-teste, por
um período de 72 horas. O estudo foi conduzido em condições estáticas, isto é, as soluções-
teste não foram renovadas durante o período do ensaio. Os resultados do estudo foram
expressos em: EC50; 72h, a qual é a concentração da substância-teste que causa 50% de
redução na taxa de crescimento das algas expostas.
Foram utilizadas as seguintes concentrações nominais da substância-teste descritas na
tabela 4 abaixo e a densidade de células do inóculo 1,0 x 104 células/mL em cada réplica. Três
réplicas foram utilizadas para cada concentração da substância-teste e seis para o controle. A
inibição do crescimento foi determinada diariamente por meio da contagem do número de
células por volume de solução-teste (densidade celular). Após 72 horas, observou-se a
porcentagem (%) de inibição do crescimento nas concentrações utilizadas. Ao final do ensaio,
foram analisadas se as células algáceas apresentaram-se normais e saudáveis no controle e nas
demais concentrações. Após 72 horas de exposição, estabeleceu-se, por meio de análise de
regressão linear, a concentração nominal que causou 50% de redução na taxa de crescimento
da cultura de algas em relação ao controle (EC50; 72h) e o intervalo de 95% de confiança.
70
Tabela 4 Concentrações das matérias-primas testadas.
Matéria-prima testada Concentrações Utilizadas (mg/L)
Behentrimonium Methosulfate 0,15; 0,45; 1,35; 4,05 e 12,15 mg/L
Cetyl Palmitate 1,0; 3,2; 10,0; 32,0 e 100,0 mg/L
Titanium Dioxide (CI 77891) 6,25; 12,5; 25,0; 50,0 e 100,0 mg/L
Sodium Astrocaryum Murumuruate 4,77; 15,26; 48,83; 156,25 e 500,0 mg/L
Butyrospermum Parkii (Shea Butter) 0,96; 3,05; 9,76; 31,25 e 100,0 mg/L
Isododecane 1,0; 3,2; 10,0; 32,0 e 100,0 mg/L
Vitis Vinifera Grape Seed Oil 0,96; 3,05; 9,76; 31,25 e 100,0 mg/L.
Polyquaternium-7 1,49; 4,77; 15,26; 48,83 e 156,25 mg/L
Sodium Laureth Sulfate/Disodium Laureth
Sulfosuccinate
1,49; 4,77; 15,26; 48,83 e 156,25 mg/L
Sodium Cocoamphoacetate 0,75;2,25; 6,75; 20,25 e 60,75 mg/L
Ricinus Communis Seed Oil 1,0; 3,2; 10,0; 32,0 e 100,0 mg/L
Persea Gratissima Oil 0,96; 3,05; 9,76; 31,25 e 100,0 mg/L
Sorbitol 4,77; 15,26; 48,83; 156,25 e 500,0 mg/L
Panthenol 62,50; 125,0; 250,0; 500,0 e 1000,0 mg/L
2.4 Cálculo PEC/PNEC
As abordagens utilizadas atualmente para a avaliação de risco ecológico são baseadas
na comparação entre um indicador de exposição (PEC) e um indicador de efeito (PNEC)
(Concentração previsível sem efeitos), conforme figura 1.
71
Fig. 1. Esquema sobre PEC/PNEC (adaptado de SCENIHR; SCCS; SCHER, 2012)
A estimativa de risco é simplesmente calculada como a razão entre esses indicadores
(PEC/PNEC). Para a avaliação do risco utiliza-se o PEC (Predicted Environmental
Concentration), que é a concentração prevista de uma substância no meio-ambiente, com base
em informações disponíveis em relação ao seu uso e quantidade descartada, e o PNEC
(Predicted No Effect Concentration), que considera a concentração ambiental, por meio do
EC50 da substância (EUROPEAN CENTRE FOR ECOTOXICOLOGY AND TOXICOLOGY
OF CHEMICALS, 2003).
Para um resultado satisfatório da avaliação dos riscos ambientais de uma determinada
substância é necessário que a razão do PEC e o PNEC que são referidos como o quociente de
caracterização de risco, seja inferior a um (SCENIHR; SCCS; SCHER, 2012).
A fórmula utilizada neste estudo foi adaptada do cálculo PEC encontrado no
Environmental Risk Assessment Prepared by The Edinburgh Centre for Toxicology
(EDINBURGH CENTRE FOR TOXICOLOGY, 1999). Os dados utilizados para o cálculo do
PEC/PNEC estão resumidos conforme tabela 5 e equações 6 e 7.
72
Tabela 5 Valores para cálculo PEC/PNEC
A volume venda estimado ano/ 365= kg/dia = mg/dia
B % maior concentração de uso da matéria-prima (dividir por 100)
C 1 (fator considerando 100% descartado no meio)
D volume rio 763 X 10 3 m3/dia (transf. p/m3/dia)= 659.232 x 102 m3/d x 103**
* Considerou o volume do menor Rio Brasileiro (Parnaíba)- m3/segundos (AGÊNCIA
NACIONAL DE ÁGUAS MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (ANA), 2005)
** Multiplicou o volume final por 1000, para transformação de m3 para litros
O valor do PNEC pode ser calculado de várias maneiras e neste trabalho para
obtenção do PNEC foram utilizados os valores de toxicidade aquática (LC50 ou EC50) de umas
das espécies (peixes, crustáceos, algas) e divide por 1000, e para converter de mg/L para µg/L
multiplica-se por 1000, conforme equação 8. Divide-se o PEC pelo PNEC (valor de
toxicidade aquática) conforme equação 9. Se o resultado for maior que 1, a matéria-prima é
considerada como um risco ao ambiente. Modelo de cálculo do PEC/PNEC adaptado:
Equação 6: PEC = A X B X C
D X 103
Equação 7: PEC= A X B X 1,0
659.232X105
Equação 8: PNEC: EC/LC50 mg/L x 1000
1000
Equação 9: PEC/PNEC: valor PEC
EC50/LC50
2.5 Matriz de Impacto Ambiental
Para uma classificação quantitativa e comparativa das matérias primas selecionadas,
considerando os três parâmetros simultaneamente, foi utilizada como inspiração a matriz de
Leopold (LEOPOLD et al, 1971), e desenvolvida uma matriz para este trabalho por meio de
73
uma escala numérica de 1 a 6.
Abaixo segue a Tabela 6 com a pontuação de 1 a 6 para cada parâmetro avaliado,
seguindo os parâmetros definidos na tabela geral dos órgãos (Tabela 1), apenas inserindo um
risco a mais (muito alto) para diferenciar as matérias-primas de alto risco. Após atribuição de
pontuação para cada parâmetro, é possível somar a pontuação, obtendo um valor final de
classificação do impacto ambiental da matéria-prima avaliada. A pontuação pode ir de 0 a 18,
sendo que se nos três parâmetros a matéria-prima for avaliada em 6 (nota máxima) terá um
impacto final de 18.
Tabela 6 Matriz para avaliação do impacto ambiental
Biodegradação Bioacumulação Toxicidade Aquática
Aguda
Risco Limites T1/2 (dias) BCF Log
kow LC50/ EC50(mg/L) Pontuação
Baixo 0-1
0-8 <10 <1,0 >500,1 0
8,1-16 10,1-100 1,1-2 100,1-500 1
Moderado 2-3
16,1-30 100,1-250 2,1-2,5 50,1-100 2
30,1-60 250,1-500 2,6-3,0 10,1-50 3
Alto 4-5
60,1-120 500,1-2000 3,1-3,7 5,1-10 4
120,1-180 2000,1-
5000 3,8-6,0 1,1-5 5
Muito
alto 6 >180,1 >5000,1 >6,1 <1 6
A matriz relaciona o perigo desta matéria-prima, sem correlacionar com concentrações
de uso. Por isso é importante sempre analisar em conjunto com o PEC/PNEC que seria o
risco desta matéria-prima no meio relacionando com sua concentração de uso e que é
estimada ir para o meio ambiente.
74
3 RESULTADOS
As 40 matérias-primas mostradas na tabela 7 abaixo estão por ordem decrescente de impacto ambiental e mostram os dados para os
parâmetros analisados (biodegradação, bioacumulação e toxicidade aquática aguda).
Tabela 7 Resultados da avaliação das matérias-primas (Continua)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Homosalate
Não é rapidamente biodegradável
10% em 28 dias T ½: 182 dias
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Log kow> 6.16
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
LC50 0,24 mg/L peixe
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Butyl Methoxydibenzoylmethane
6% em 20 dias T 1/2: 224 dias.
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Log Kow 4,51
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
LC50 > 2,4 mg/L peixe
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
75
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Triclosan
37% em 28 dias
t1/2= 42 (NICNAS NATIONAL
INDUSTRIAL CHEMICALS
NOTIFICATION AND
ASSESSMENT SCHEME, 2009)
BCF 5000 ((NICNAS
NATIONAL INDUSTRIAL
CHEMICALS NOTIFICATION
AND ASSESSMENT
SCHEME, 2009)
LC50 < 1 mg/L peixe
(NICNAS NATIONAL
INDUSTRIAL
CHEMICALS
NOTIFICATION AND
ASSESSMENT SCHEME,
2009)
Octocrylene
Rapidamente Biodegradável
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Log kow 6,88
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
LC50 0,72 mg/L peixe
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Ethylhexyl Methoxycinnamate
Rapidamente Biodegradável
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
*testado OECD 107: Log kow
5,5
LC50 0,91 mg/L peixe
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Behentrimonium Methosulfate
*testado 301B: 97,7%
t1/2: 5 dias
*testado OECD 107: log kow
5,00
*testado em algas OECD
201 B: 0,63 mg/L
76
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Mineral Oil
10% em 28 dias. T1/2: 184
dias
(CONCAWE PETROLEUM
PRODUCTS ECOLOGY
GROUP, 2001)
Log kow 4,0 - 6,0 (CONCAWE
PETROLEUM PRODUCTS
ECOLOGY GROUP, 2001)
LC50 <10000 mg/L peixe
(CONCAWE
PETROLEUM
PRODUCTS ECOLOGY
GROUP, 2001)
Ethylhexyl Salicylate
Rapidamente biodegradável
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
Log Kow 5,97
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
LC50 0,29 mg/ L peixe
(ENVIRONMENTAL
AGENCY, 2008)
C13-C15 Alkane
30% em 28 dias t1/2= 54 dias
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 64742-46-7, 2000i)
Log kow 3,9-6,0
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 64742-46-7,
2000i)
LC50 32 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 64742-46-7, 2000i)
Octyldodecanol
70% em 30 dias t1/2= 17
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 5333-42-6, 2000a)
Log kow ˃ 6 (EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU ID
5333-42-6, 2000a)
EC50: 100 mg/L algas
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 5333-42-6, 2000a)
77
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Cetrimonium Chloride
28 d (75% ) t1/2=14
(TOXICOLOGY/REGULATOR
Y SERVICES, 2001)
Log kow 3.23
(TOXICOLOGY/REGULATO
RY SERVICES, 2001)
LC50 2.24 mg/L peixe
(TOXICOLOGY/REGULA
TORY SERVICES, 2001)
Cetyl Palmitate
*testado 301B: 73,1%
t1/2: 15 dias
*testado OECD 107: log kow
14,3
*testado algas 201B: 39,35
mg/L
Titanium Dioxide (CI 77891)
*testado 301B: 84,5% T1/2: 10
dias
BCF 2,100 (NATIONAL
CENTER FOR
ENVIRONMENTAL
ASSESSMENT–RTP
DIVISION OFFICE OF
RESEARCH AND
DEVELOPMENT U.S.
ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY
(EPA), 2010)
*testado em algas 201B:
24,26 mg/L
Stearyl Alcohol
69% after 29 days
t1/2= 17 (EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU ID 102-
92-5, 2000e)
Log Kow=7,19
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 102-92-5, 2000e)
LC50 1000 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 102-92-5, 2000e)
78
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Sodium Astrocaryum Murumuruate
*testado 301B: 96,2%
t1/2: 6 dias
*testado OECD 107: log kow
4,9
*testado algas 201B: 10,28
mg/L
Acrylates Copolymer
1% em 28 dias . t1/2= 2897
(NATIONAL INDUSTRIAL
CHEMICALS NOTIFICATION
AND ASSESSMENT SCHEME
(NICNAS), 2012)
LC50 > 100 mg/L daphnia
(NATIONAL INDUSTRIAL
CHEMICALS NOTIFICATION
AND ASSESSMENT SCHEME
(NICNAS), 2012)
LC50 > 100 mg/L daphnia
(NATIONAL
INDUSTRIAL
CHEMICALS
NOTIFICATION AND
ASSESSMENT SCHEME
(NICNAS), 2012)
Dibutyl Adipate
Rapidamente biodegradável
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 105-99-7, 2000b)
Log kow 3.82
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 105-99-7, 2000b)
LC50 12 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 105-99-7, 2000b)
Butyrospermum Parkii (Shea
Butter)
*testado 301B: 82,2%
t1/2: 11 dias
*testado OECD 107: log kow
7,2
*testado algas 201B: >
100,00 mg/L
Isododecane
*testado 301B: 88,2%
t1/2: 9 dias
*testado OECD 107: log kow
7,5
*testado algas 201B: >
100,00 mg/L
79
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Glycol Distearate
94% 28 dias
(ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY
HAZARD
CHARACTERIZATION
DOCUMENT, 2010)
Log kow 8,8
(ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY
HAZARD
CHARACTERIZATION
DOCUMENT, 2010)
LC50 2000 mg/L peixe
(ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY
HAZARD
CHARACTERIZATION
DOCUMENT, 2010)
Vitis Vinifera Grape Seel Oil
*testado 301B: 91%
t1/2: 8 dias
*testado OECD 107: log kow
7,5
*testado algas 201B: >100
mg/L
Propylparaben
T1/2: 11 dias
(http://toxnet.nlm.nih.gov/cgibin/
sis/search/a?dbs+hsdb:@term+@
DOCNO+203)
BCF 44
(http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-
bin/sis/search/a?dbs+hsdb:@ter
m+@DOCNO+203)
LC50 9,7 mg/L peixe
(DOBBINS, L.L; et al.,
2009)
Polyquartenium-7
*testado: 301B: 85,5%
t1/2: 10 dias
*testado OECD 107: log kow -
2,3
*testado algas 201B: 5,89
mg/L
Cocamidopropyl Betaine
*testado: 301 B 95,7%
t1/2: 6 dias
BCF 71 (SIDS INITIAL
ASSESSMENT PROFILE,
2006)
EC50: 9,86 mg/L algas
(SIDS INITIAL
ASSESSMENT PROFILE,
2006)
80
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Sodium laureth sulfate/Disodium
laureth sulfosuccinate
*testado 301B: 94,8%
t1/2: 7 dias
*testado OECD 107: log kow
1,62
*testado algas 201B: 15,13
mg/L
Methylparaben
Rapidamente biodegradável
(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.go
v/compound/Methyl_4-
hydroxybenzoate#section=Vapor
-Pressure)
Log Kow 1,96
(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.g
ov/compound/Methyl_4hydroxy
benzoate#section=Vapor-
Pressure)
LC50 24,6 mg/L peixe
(DOBBINS , L.L; al., 2009)
Sodium Lauryl Sulfate
95% em 28 dias
t1/2= 6 dias (JOHANSSON, O.
et al., 2012)
*testado OECD 107: log kow
0,3
LC50 29 mg/L peixe
(JOHANSSON, O. et al.,
2012)
Sodium cocoamphoacetate
Rapidamente biodegradável
(JOHANSSON, O. et al., 2012)
*testado OECD 107:log kow -
0,23
*testado algas 201B: 44,64
mg/L
Benzyl alcohol
˃90% em 30 DIAS
t1/2=9
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 100-51-6, 2000c)
Log kow 1,1
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 100-51-6, 2000c)
LC50 400 mg/L peixe
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 100-51-6, 2000c)
81
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Sodium laureth sulfate
65% em 28 dias
t1/2= 18 dias (STEPAN
COMPANY SUBMITTED TO
THE US ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY, 2006)
*testado OECD 107: log kow
0,3
LC50 2836 mg/L peixe
(STEPAN COMPANY
SUBMITTED TO THE US
ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY,
2006
Ricinus Communis Seed Oil
*testado 301B: 87,5%
t1/2: 9 dias
BCF 56
(http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-
bin/sis/search/a?dbs+hsdb:@ter
m+@DOCNO+5634)
*testado algas 201B: > 100
mg/L
Persea Gratissima Oil
*testado 301B: 97,9%
t1/2: 5 dias
*testado OECD 107: log kow:
1,00
*testado algas 201B: 78,96
mg /L
Phenoxyethanol
75% em 20 dias
t1/2=10
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 122-99-6, 2000f)
Log kow 1,16
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 122-99-6, 2000f)
LC50 ˃500 daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 122-99-6, 2000f)
82
Tabela 7 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Acrylates /C10-30 Alkyl Acrylate
Crosspolymer
*testado 301B: 97,4%
t1/2: 5 dias
*testado OECD 107: log 0,36
EC50 > 100 mg/L daphnia
(NATIONAL
INDUSTRIAL
CHEMICALS
NOTIFICATION AND
ASSESSMENT SCHEME
(NICNAS), 2012)
Glycerin
93% após 30 dias
t1/2= 8
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 56-81-5, 2000d)
Log kow - 2.66
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 56-81-5, 2000d)
LC50 > 500 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 56-81-5, 2000d)
Triethanolamine
Rapidamente biodegradável
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 102-91-6, 2000g)
*testado OECD 107: log -2,3
EC50 1386 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 102-91-6, 2000g)
Sorbitol
81% em 14 dias T 1/2: 6 dias
(http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
/compound/D-
Sorbitol#section=Top)
BCF 3
(http://pubchem.ncbi.nlm.nih.go
v/compound/D-
Sorbitol#section=Top)
*testado algas 201B: >500
mg/L
83
Tabela 7 (Conclusão)
Matérias-primas
Biodegradação
(Porcentagem (%)/ Tempo de
meia vida (T ½)
Bioacumulação
(BCF/ Log kow)
Toxicidade Aquática
Aguda
(LC50/EC50 (mg/L)
Propylene glycol
Rapidamente biodegradável
(SIDS INITIAL ASSESSMENT
PROFILE OECD, 2001)
BCF 1 (SIDS INITIAL
ASSESSMENT PROFILE
OECD, 2001)
LC50 > 18000 mg/L peixe
(SIDS INITIAL
ASSESSMENT PROFILE
OECD, 2001)
Hexylene glycol
Rapidamente biodegradável
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 107-41-5, 2000h)
Log kow = < 0,14
(EUROPEAN COMISSION
EUROPEAN CHEMICALS
BUREAU ID 107-41-5, 2000h)
EC50 5410 mg/L daphnia
(EUROPEAN
COMISSION EUROPEAN
CHEMICALS BUREAU
ID 107-41-5, 2000h)
Panthenol
*testado 301B: 92,8%
t1/2: 7 dias
*testado OECD 107: log kow -
1,1
*testado algas 201B:
>1000 mg/L
*Testado segundo a OECD referente ao método analisado (OECD 301B, 107 e/ou 201B).
84
Na tabela 8 abaixo estão os resultados de EC/LC50 e espécie utilizada de cada matéria-prima e seus dados de PEC e PEC/PNEC.
Tabela 8 Resultados de PEC e PNEC das matérias-primas (Continua)
Matéria-Prima PEC PNEC (µg/L)
Homosalate 0,00003159 0,24
Butyl Methoxydibenzoylmethane 0,00000598 2,4
Triclosan 0,00000043 < 1
Octocrylene 0,00002826 0,72
Ethylhexyl methoxycinnamate 0,00021694 0,91
Behentrimonium Methosulfate 0,00013490 0,63
Mineral Oil 0,00181269 <10000
Ethylhexyl Salicylate 0,00001600 0,29
C13-C15 Alkane 0,00012840 32
Octyldodecanol 0,00003335 100
Cetrimonium Chloride 0,00009904 2.24
Cetyl Palmitate 0,00001264 39,35
Titanium Dioxide (CI 77891) 0,00000514 24,26
Stearyl Alcohol 0,00004935 1000
Sodium Astrocaryum Murumuruate 0,00000235 10,28
Acrylates Copolymer 0,00032408 100
Dibutyl Adipate 0,00005308 12
Butyrospermum Parkii (Shea
Butter) 0,00010031 100,00
85
Tabela 8 (Continuação)
Matéria-Prima PEC PNEC (µg/L)
Isododecane 0,00003117 100,00
Glycol Distearate 0,00000723 2000
Vitis Vinifera Grape Seel Oil 0,00053811 >100
Propylparaben 0,00000005 9,7
Polyquartenium-7 0,00002984 5,89
Cocamidopropyl Betaine 0,00032649 9,86
Sodium laureth sulfate/Disodium
laureth sulfosuccinate 0,00027637 15,13
Methylparaben 0,00000028 24,6
Sodium Lauryl Sulfate 0,00001817 29
Sodium cocoamphoacetate 0,00012351 44,64
Benzyl alcohol 0,00000408 400
Sodium laureth sulfate 0,00691571 2836
Ricinus Communis Seed Oil 0,00000670 > 100
Persea Gratissima Oil 0,00001468 78,96
Phenoxyethanol 0,00000870 ˃500
Acrylates /C10-30 Alkyl Acrylate
Crosspolymer 0,00000203 > 100
Glycerin 0,01155683 > 500
Triethanolamine 0,00008937 1386
Sorbitol 0,00003142 >500
86
Tabela 8 (Conclusão)
Matéria-Prima PEC PNEC (µg/L)
Propylene glycol 0,00368264 > 18000
Hexylene glycol 0,00021784 5410
Panthenol 0,00000273 >1000
Na tabela 9 abaixo as matérias-primas estão classificadas na forma da matriz, sendo que foram avaliadas e pontuadas para cada parâmetro
analisado de acordo com os dados disponíveis na tabela 6. A pontuação de cada parâmetro, foi somada e foi possível obter a pontuação final da
matéria-prima na avaliação do seu impacto ambiental, além do cálculo do valor do PEC/PNEC de cada matéria-prima.
Tabela 9 Resultados da classificação com base na matriz (Continua)
Matérias-primas
Biodegradação
Biocumulação
Toxicidade Aquática
Aguda
Índice de
Impacto
Ambiental
PEC/PNEC (µg/L)
Homosalate 6 6 6 18 0,00013160
Butyl
Methoxydibenzoylmethane 6 5 5 16 0,00000249
Triclosan 3 5 6 14 0,00000043
87
Tabela 9 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
Biocumulação
Toxicidade Aquática
Aguda
Índice de
Impacto
Ambiental
PEC/PNEC (µg/L)
Octocrylene 0 6 6 12 0,00003925
Ethylhexyl methoxycinnamate 0 5 6 11 0,00023840
Behentrimonium Methosulfate 0 5 6 11 0,00021413
Mineral Oil 6 5 0 11 0,00000018
Ethylhexyl Salicylate 0 5 6 11 0,00005517
C13-C15 Alkane 3 5 3 11 0,00000401
Octyldodecanol 2 6 2 10 0,00000033
Cetrimonium Chloride 1 4 5 10 0,00004421
Cetyl Palmitate 1 6 3 10 0,00000032
Titanium Dioxide (CI 77891) 1 5 3 9 0,00000021
Stearyl Alcohol 2 6 0 8 0,00000005
88
Tabela 9 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
Biocumulação
Toxicidade Aquática
Aguda
Índice de
Impacto
Ambiental
PEC/PNEC (µg/L)
Sodium Astrocaryum
Murumuruate 0 5 3 8 0,00000023
Acrylates Copolymer 6 0 1 7 0,00000324
Dibutyl Adipate 0 4 3 7 0,00000442
Butyrospermum Parkii (Shea
Butter) 1 6 0 7 0,00000100
Isododecane 1 6 0 7 0,00000031
Glycol Distearate 0 6 0 6 0,000000004
Vitis Vinifera Grape Seel Oil 0 6 0 6 0,00000538
Propylparaben 1 1 4 6 0,000000005
Polyquartenium-7 1 0 4 5 0,00000507
Cocamidopropyl Betaine 0 1 4 5 0,00003311
89
Tabela 9 (Continuação)
Matérias-primas
Biodegradação
Biocumulação
Toxicidade Aquática
Aguda
Índice de
Impacto
Ambiental
PEC/PNEC (µg/L)
Sodium laureth
sulfate/Disodium laureth
sulfosuccinate
0 1 3 4 0,00001827
Methylparaben 0 1 3 4 0,00000001
Sodium Lauryl Sulfate 0 0 3 3 0,00000063
Sodium cocoamphoacetate 0 0 3 3 0,00000277
Benzyl alcohol 1 1 1 3 0,00000001
Sodium laureth sulfate 2 0 0 2 0,00000244
Ricinus Communis Seed Oil 1 1 0 2 0,00000007
Persea Gratissima Oil 0 0 2 2 0,00000019
Phenoxyethanol 1 1 0 2 0,00000002
Acrylates /C10-30 Alkyl
Acrylate Crosspolymer 0 0 1 1 0,00000002
Glycerin 0 0 0 0 0,00002311
90
Tabela 9 (Conclusão)
Matérias-primas
Biodegradação
Biocumulação
Toxicidade Aquática
Aguda
Índice de
Impacto
Ambiental
PEC/PNEC (µg/L)
Triethanolamine 0 0 0 0 0,00000006
Sorbitol 0 0 0 0 0,00000006
Propylene glycol 0 0 0 0 0,00000020
Hexylene glycol 0 0 0 0 0,00000004
Panthenol 0 0 0 0 0,000000003
91
As matérias-primas mostradas na tabela acima estão por ordem decrescente de
impacto ambiental. Pela pontuação atribuída é possível avaliar o impacto de cada parâmetro
analisado. Valores com pontuação de 0-1 tem risco baixo; 2-3 risco moderado; 4-5 risco alto e
6 risco muito alto, conforme tabela 3. Somando a pontuação dos três parâmetros
(biodegradação, bioacumulação e toxicidade aquática aguda) tem-se o valor final de impacto
ambiental da matéria-prima considerando os três parâmetros, sendo o valor de impacto
ambiental máximo de 18.
Por meio da matriz é possível verificar que as matérias-primas que apresentam maior
impacto ambiental são os filtros solares Homosalate, Butyl Methoxydibenzoylmethane,
seguido pelo Triclosan que é um bacteriostático, além de outros filtros solares, Octocrylene e
Ethylhexyl Methoxycinnamate.
Vale ressaltar sobre o Mineral Oil (óleo mineral), sendo uma de suas desvantagens a
baixa biodegradabilidade e seu potencial de poluição ao meio ambiente a longo prazo
(WILLING, 2001). Além de ser muito utilizado e a base principal para óleos de banho,
(sendo às vezes 80% da fórmula), tendo alto impacto e classificado como o sétimo com maior
impacto dentre as 40 matérias-primas avaliadas neste trabalho.
4. DISCUSSÃO
Este trabalho demonstra que é possível utilizar uma estratégia integrada de análise do
impacto ambiental de cada matéria-prima de forma visual e quantitativa, por meio de uma
matriz para a escolha ou substituição de matérias-primas no desenvolvimento de produtos
cosméticos mais sustentáveis. Na matriz foram utilizados os valores estabelecidos pelos
órgãos internacionais previamente selecionados para esta avaliação, segundo a EPA,
Regulamento 1272/2008 e C2C.
Depois de estabelecida a escala numérica relacionando com os parâmetros definidos,
como biodegradação, bioacumulação e toxicidade aquática aguda, foram atribuídos os valores
respectivos aos dados das matérias-primas e a cada uma foi atribuído um valor de impacto
ambiental, sendo possível comparar e selecionar as melhores opções de matérias-primas no
desenvolvimento dos produtos cosméticos mais sustentáveis servindo como instrumento de
auxílio para planos relacionados a ecotoxicidade.
Concomitantemente, é possível utilizar o valor do PEC/PNEC para avaliar o perigo
desta matéria-prima considerando sua concentração e o volume utilizado pela indústria. O
PEC/PNEC é bastante utilizado, porém não foi encontrado nenhum estudo que apresentasse
92
um cálculo que atendesse a realidade da indústria cosmética, por isso foi necessário fazer uma
adaptação do cálculo de PEC/PNEC segundo o Environmental Risk Assessment Prepared by
The Edinburgh Centre for Toxicology (EDINBURGH CENTRE FOR TOXICOLOGY, 1999)
adequando à realidade. O método da razão PEC/PNEC é um método amplamente aceito para
estimar o risco associado ao lançamento de novas substâncias e a revisão das existentes. A
razão PEC/PNEC fornece um resultado numérico, e é geralmente considerado ser uma medida
quantitativa de risco (CUMMING, 2008).
É preciso sempre analisar o valor do PEC/PNEC que seria a análise do risco da
matéria-prima considerando a concentração de uso e que vai ser destinada ao meio ambiente
com o índice de impacto ambiental gerado pela matriz, que considera apenas o perigo da
matéria-prima sem correlacionar com concentrações de uso.
Assim pode-se observar na tabela 9 que apesar de algumas matérias-primas
apresentarem alto valor de impacto ambiental, devido sua baixa concentração de uso os
valores de PEC/PNEC permanecem baixos e não apresentam risco ao meio ambiente pois
estão todos inferiores a 1.
É importante ressaltar que esta análise é realizada considerando os valores de apenas
um fabricante de produtos cosméticos e se fosse possível realizar o cálculo considerando o
volume utilizado por outras empresas, provavelmente este valor ficaria acima. Por isso é um
valor que demonstra que com o volume utilizado atualmente não há um alto risco, mas é um
valor para orientar no desenvolvimento de novos cosméticos para que não sejam introduzidas
novas matérias-primas de alto impacto. Além disso, neste trabalho não foi considerado o
efeito Hormesis, que é comumente definido como um efeito causado pela exposição a baixas
doses de um químico conhecido por ser tóxico a altas doses (HASHMI et al., 2015).
Dentre as matérias primas analisadas, os filtros solares foram os que apresentaram um
maior impacto ambiental. A preocupação com os efeitos nocivos da radiação ultravioleta
(UV) em humanos causou um aumento da necessidade de utilização de filtros UV. Eles são
usados nos filtros solares e produtos cosméticos para proteção contra a radiação UV. Os
filtros UV tem acesso ao meio ambiente por meio de duas formas: indiretamente via efluente
ou diretamente desprendendo ao nadar e outras atividades recreacionais. Um estudo estimou
que até 1263 mg de filtro UV são aplicados por pessoa diariamente resultando em até 966 kg
de filtro UV lançado direto nos pequenos lagos na Suíça por ano (BRAUSCH et RANDI,
2010). Embora os filtros UV sejam usados em alta quantidade e entrem no ambiente aquático,
pouco se sabe sobre sua concentração ambiental devido à ausência de métodos analíticos.
Filtros UV são bem conhecidos por bioacumularem e estudos recentes também indicaram seu
93
potencial para atividade estrogênica (BRAUSCH et RANDI, 2010). Geralmente os filtros UV
não são rapidamente biodegradáveis, mas são eliminados da fase aquática devido à adsorção e
fotodegradação.
Os filtros UV mais frequentes em produtos cosméticos segundo estudo de Manová et
al., foram butyl methoxydibenzoylmethane detectado em 82 produtos (71%), ethylhexyl
methoxycinnamate em 59 produtos (51%) e octocrylene em 50 produtos (43%). Estes
apresentaram uma concentração média de uso de 2,6% do butyl methoxydibenzoylmethane,
4% ethylhexyl methoxycinnamate e 6% de octocrylene (MANOVÁ et al., 2012).
Valores relevantes de octocrylene, 89-782 ng/g foram recentemente determinados em
mamíferos marinhos ao longo da costa Brasileira e do Ethylhexyl methoxycinnamate que foi
detectado em crustáceos e moluscos em concentrações até 22,5ng/g e mais do que 300 ng/g
em peixes. A mais alta concentração, acima de 700 ng/g, foi determinada em pássaros
comendo peixes, sugerindo a transferência trófica do Ethylhexyl methoxycinnamate no
ecossistema aquático (FERRERO et al, 2015).
A ecotoxicidade da maioria destes compostos é significativa; com valores de
toxicidade aguda de EC/LC50 de aproximadamente 1 mg/L (TOLLS et al., 2009). Quase 50%
dos filtros UV investigados e aprovados para uso em cosméticos de acordo com o
regulamento europeu foram identificados como sendo perigosos ao meio ambiente aquático.
Dentre os filtros, o Butyl Methoxydibenzoylmethane é classificado como rapidamente
biodegradável e com uma toxicidade aquática entre 1 e 10mg/L; o Ethylhexyl
Methoxycinnamate também com toxicidade aquática de 1 mg/L e BCF >500; o Ethylhexyl
salicylate com toxicidade de 1 a 10 mg/L e BCF> 500 e o Octocrylene sendo bioacumulativo
e não rapidamente biodegradável (SOBEK et al., 2013). Estas informações foram confirmadas
pelos resultados obtidos neste estudo, onde todos os filtros solares avaliados (Homosalate,
Butyl Methoxydibenzoylmethane, Octocrylene, Ethylhexyl salicylate e Ethylhexyl
Methoxycinnamate) apresentaram alto índice de bioacumulação e toxicidade aquática com
classificação na matriz entre 5 e 6, correspondendo a alto risco. Este é um desafio que a
indústria vai ter de encontrar filtros solares que apresentem um menor impacto ambiental e
que tenha uma boa performance nas formulações cosméticas.
O mineral oil é amplamente utilizado no desenvolvimento de produtos cosméticos,
apresenta pouca biodegradabilidade e por isso possui alto potencial para poluição do meio
ambiente a longo prazo (WILLING, 2001) o que confirma a análise realizada neste estudo,
quando apresentou nota 6 (risco alto) para biodegradação e consequentemente nota 5 (risco
alto), para bioacumulação, já para toxicidade aquática apresentou valor zero (risco baixo), e o
94
índice de impacto ambiental final de 11, sendo considerado um impacto altamente relevante.
Muitos produtos de cuidados pessoais precisam de conservantes para aumentar sua
estabilidade e prevenir crescimento de bactérias e fungos. As concentrações dos conservantes
nos produtos são geralmente baixas, então suas concentrações no sistema de águas estão
abaixo do limiar de ação biocida. Aldeídos, álcools e ácidos, assim como os parabenos usados
como conservantes são rapidamente biodegradáveis e apresentam toxicidade moderada aos
organismos aquáticos com valores de LC/EC50 entre 10 a 100 mg/L. Como resultado, a
avaliação dessas substâncias não indica um risco ambiental (TOLLS et al., 2009).
O Triclosan é um bactericida de amplo espectro, altamente tóxico para algas, que é
lançado no meio ambiente via águas residuais de efluentes. Possui log kow de 4,8, o que o faz
persistente e bioacumulativo. Segundo Montagner et al (2013), o triclosan deve ser
considerado como um poluente prioritário e incluído nas legislações no Brasil para promover
a proteção do ambiente aquático (MONTAGNER et al., 2013). Isso corrobora com os
resultados obtidos neste estudo onde o triclosan foi a terceira matéria-prima com maior
impacto ambiental, com valor na matriz de 14, com nota 3 em biodegradação, sendo risco
moderado, e notas de 5 e 6 na bioacumulação e toxicidade aquática respectivamente,
mostrando alto risco. Apesar disso, o valor do PEC/PNEC está baixo 0,00000043, devido sua
baixa concentração de uso. Conforme legislação, o máximo permitido no Brasil pela Agência
Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), é de 0,3% em produtos de higiene pessoal,
cosméticos e perfumes (RESOLUÇÃO - RDC Nº 29, 2012). Na Europa esta matéria prima já
foi banida e não pode ser mais utilizado em produtos cosméticos segundo legislação europeia.
(COMMISSION REGULATION (EU) Nº 358/201, 2014).
Os parabenos são conservantes muito utilizados em cosméticos, produtos
farmacêuticos e alimentos. Um estudo relatou que em 1987 mais de 7000 kg de parabenos
foram utilizados em cosméticos e esse número aumentou nos últimos 20 anos (BRAUSCH et
RANDI, 2010). Existem sete tipos de parabenos que podem ser utilizados em produtos
cosméticos (benzylparaben, butylparaben, ethylparaben, isobutylparaben, isopropylparaben,
methylparaben e propylparaben), mas o methylparaben e o propylparaben são os mais
utilizados (BRAUSCH et RANDI, 2010). Segundo Brausch et Randi, 2010, o benzylparaben
e butylparaben foram os mais tóxicos para os invertebrados e peixes enquanto o
methylparaben e ethylparaben foram menos tóxicos, isso indica que o aumento do
comprimento da cadeia dos parabenos aumenta a toxicidade. Os resultados indicam que há
efeitos nos organismos aquáticos continuamente expostos aos parabenos, no entanto dados
preliminares de concentrações ambientais sugerem apenas um risco mínimo aos organismos
95
aquáticos (BRAUSCH et RANDI, 2010). Ainda a Agência de Proteção Ambiental da
Dinamarca avaliou o methylparaben e propylparaben e considerou ambos sendo de rápida
biodegradação, que não são esperados se bioacumularem nos organismos aquáticos e
apresentam baixa a moderada toxicidade aquática (DANISH ENVIRONMENTAL
PROTECTION AGENCY, 2015).
No presente trabalho, foram analisados apenas o methylparaben e o propylparaben,
sendo que o propylparaben teve um índice de impacto ambiental de 6 na matriz, sendo nota 1
para biodegradação e bioacumulação e nota 4 na toxicidade aquática aguda, confirmando que
o aumento no comprimento da cadeia aumenta a toxicidade conforme relata Brausch et Randi,
2010 quando comparado com o methylparaben, que teve índice de impacto ambiental final de
4 e mostrando que o impacto é baixo. De acordo com um estudo realizado por Carlsson et al.,
(2005), o methylparaben é altamente biodegradável, não tem potencial de se bioacumular e a
sua toxicidade aquática apresenta os valores de LC50 que variam de 10-100 mg/L, e o PEC/
PNEC de 0,0112, bem abaixo de 1 o que pode-se concluir que não há risco ambiental
(CARLSSON et al., 2005). E a agência ambiental dinamarquesa concluiu que o
methylparaben é rapidamente biodegradável (>90%) no ambiente aquático, que não tem
tendência a se bioacumular baseado no valor do log kow 1,96, e é considerado
moderadamente tóxico ao ambiente aquático com LC50 de 23 mg/L (OFFICE OF
PREVENTION. PESTICIDES, AND TOXIC SUBSTANCES, 2005). Estas informações
confirmam os resultados obtidos neste estudo, pois o methylparaben apresentou alta
biodegradação com nota 0 na matriz, correspondendo a risco baixo, baixa bioacumulação com
nota 1, sendo baixo risco, toxicidade nota 3 na matriz que corresponde a uma toxicidade
moderada (10-50 mg/L) e PEC/PNEC de 0,00000001 abaixo de 1, mostrando que não há risco
ambiental.
Outro conservante o phenoxyethanol, muito utilizado nas formulações foi avaliado
pela Agência de proteção ambiental dinamarquesa e foi considerado rapidamente
biodegradável de acordo com a OECD 301, não é esperado se bioacumular de acordo com seu
log kow de 1,2 e apresenta baixa toxicidade aquática com LC50 de 344 mg/L em peixes e
PEC/PNEC de 0,0943. Isso correlaciona com os dados encontrados neste trabalho onde o
phenoxyethanol apresentou na matriz um índice de impacto ambiental no valor de 2, sendo
considerado rapidamente biodegradável (T ½ vida de 10 dias) e baixa bioacumulação (log
kow 1,16) com nota 1 da matriz (risco baixo), e baixa toxicidade aquática (LC50 > 500 mg/L)
com nota 0 na matriz (risco baixo) e valor de PEC/PNEC de 0,00000002 (DANISH
ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 2015).
96
O conservante benzyl alcohol também foi avaliado pela agência de proteção ambiental
dinamarquesa e foi considerado ter rápida biodegradação de acordo com a OECD 301, não é
esperado se bioacumular, com log kow de 1,1 e tem baixa toxicidade aquática com LC50 460
mg/L em peixes e PEC/PNEC de 0,1 (DANISH ENVIRONMENTAL PROTECTION
AGENCY, 2015). Esses dados confirmam os valores encontrados neste trabalho, onde o
benzyl alcohol apresentou alta biodegradação (>90%), baixa bioacumulação (log kow 1,1) e
baixa toxicidade (LC50 400 mg/L) todos com nota da matriz no valor de 1 sendo considerado
baixo risco, com índice final de impacto ambiental de 3 e PEC/PNEC de 0,00000001.
O cetrimonium chloride, pode ser utilizado como conservante, tensoativo e
antiestático, foi avaliado pela Agência de Proteção Ambiental dinamarquesa e considerado
sendo de rápida biodegradação segundo OECD 301, bioacumulação com log kow de 3,08, e
toxicidade aquática com LC50 de 0,19 mg/L em peixes e PEC/PNEC de 0,000068, sendo
considerado com alta toxicidade aquática, rapidamente biodegradável e não é esperado se
bioacumular nos organismos aquáticos (DANISH ENVIRONMENTAL PROTECTION
AGENCY, 2015). De acordo com os dados da matriz o cetrimonium chloride apresentou
rápida biodegradação (75%) com nota na matriz no valor de 1 (baixo risco), apresentou log
kow de 3,23 o que correlaciona com o dado da agência dinamarquesa, porém na matriz foi
avaliado com nota 4 (alto risco) e na conclusão final da agência apesar do log de 3,08 foi
considerado como não sendo esperado se bioacumular, já a toxicidade aquática apresentou um
LC50 2,24 mg/L o que teve a nota na matriz com valor 5 (alto risco) o que correlacionou com
a conclusão da agência de que ele apresenta alta toxicidade aquática. Com índice final de
impacto ambiental 10 apresenta um impacto ambiental moderado.
Os tensoativos são classificados em não-iônicos, aniônicos e catiônicos, sendo os mais
usados os aniônicos como por exemplo o Sodium laureth sulfate, Sodium laureth
sulfate/Disodium laureth sulfosuccinate e sodium lauryl sulfate analisados neste trabalho
(COWAN-ELLSBERRY et al., 2014). A maioria dos tensoativos utilizados nos produtos de
cuidados pessoais são rapidamente biodegradáveis, e as formulações de produtos de alto
volume apresentam tensoativos como um ingrediente fundamental em todos os produtos
enxaguáveis em concentrações relativamente altas. Considerando a grande quantidade
utilizada nos produtos, os tensoativos são certamente a categoria de ingredientes mais
relevante para se fazer a avaliação do potencial impacto ambiental dos produtos (TOLLS et
al., 2009). Segundo Cowan-Ellsberry e colaboradores a avaliação de risco dos tensoativos
aniônicos demonstra que embora sejam utilizados em alto volume e amplamente lançados no
meio ambiente, não apresentam risco ao ambiente aquático nos níveis de concentrações
97
utilizados (COWAN-ELLSBERRY et al., 2014). Ainda segundo Konnecker, G.et al, 2011, os
tensoativos aniônicos tem rápida biodegradação, baixa concentração nos compartimentos
ambientais e por isso são de baixa preocupação para o meio ambiente (KONNECKER, G. et
al., 2011). Conforme mostrado neste trabalho, os três tensoativos Sodium laureth sulfate,
Sodium laureth sulfate/Disodium laureth sulfosuccinate e sodium lauryl sulfate apresentaram
índice de impacto ambiental na matriz de 4, 2 e 3 respectivamente, sendo baixo impacto
ambiental, devido à rápida biodegradação e baixa bioacumulação. Estes resultados
corroboram com aqueles citados por Cowan-Ellsberry et colaboradores (2014) bem como
por Konnecker e colegas (2011). O valor de PEC/PNEC do Sodium laureth sulfate foi de
0,00000244 mostrando que tem um baixo risco ambiental.
Já o Sodium lauryl sulfate é rapidamente biodegradavel além de não ter potencial para
se bioacumular e seu PEC/PNEC de 0,088 ficou abaixo de 1 e pode-se concluir que não há
risco ambiental para o sodium lauryl sulfate (CARLSSON et al, 2005). Os dados de
CARLSSON e colaboradores correlacionaram com os dados analisados neste trabalho, tendo
na matriz nota zero para biodegradação e bioacumulação, (risco baixo), e nota 3 para
toxicidade aquática, (risco moderado), mas com índice de impacto ambiental de 3, sendo
baixo impacto.
Segundo Tolls e colaboradores os tensoativos são rapidamente biodegradávei e não
diferem muito na toxicidade aquática, portanto não é esperado um risco ambiental (TOLLS et
al., 2009), porém segundo Brunelli e colaboradores o sodium lauryl sulfate é um tensoativo
aniônico usado em produtos de cuidados pessoais e cosméticos e esses produtos são
descartados no mar onde acumulam, e o LC50 é estimado em 5,32mg/L. Embora a
biodegradação varie de 45 a 95% em 24h, a contínua introdução no meio ambiente mantem a
concentração deste poluente alta. De acordo com o valor de LC50, ele deve ser classificado
como tóxico para peixes. Os resultados obtidos no estudo relatado por Brunelli e
colaboradores estão no intervalo reportado em literatura, embora a toxicidade aguda dos
tensoativos varie, dependendo da espécie e água utilizada (BRUNELLI, E., et al., 2007).
A cocamidopropyl betaine mostrou alta biodegradabilidade com tempo de meia vida
menor que um dia e 90% de biodegradação depois de 5 dias e baixo custo (SUN et al., 2004),
e neste trabalho apresentou 95,7% de biodegradação, sendo nora zero na matriz, o que
correlaciona com o dado encontrado por Sun e colaboradores.
As matérias-primas com impacto ambiental zero, são na maioria os emolientes, como
a Glycerin, Sorbitol, Propylene Glycol, Hexylene Glycol, e entre estes com zero de impacto a
Trietanolamine que é um regulador de pH e o Pantenol, um condicionante.
98
A triethanolamine pertence a família das ethanolaminas e tem uma ampla rede de
aplicações da indústria ao uso doméstico, por exemplo em cosméticos e produtos de cuidados
pessoais. Como consequência de seu amplo uso e aplicações sua segurança humana e
ambiental deve ser avaliada. A triethanolamina foi classificada como não tóxica e apresentou
EC50 em algas de 204 mg/L (LIBRALTO et al., 2009). Segundo estudo de Libralto e
colaboradores na matriz ela seria classificada como impacto 1 (risco baixo) para toxicidade
aquática, e neste trabalho foi classificada como risco baixo e nota zero na matriz para
toxicidade aquática.
O propylene glycol tem a função de solvente, umectante, com baixo nível de
toxicidade e amplamente utilizado em produtos industriais. A quantidade geralmente utilizada
é pequena e suas consequências ambientais são mínimas devido a limitada exposição humana
e rápida biodegradação. Altas concentrações são necessárias para elicitar um efeito tóxico
aguda, o que confirma os resultados da matriz onde apresentou nota zero em biodegradação e
toxicidade aquática (MCMARTIN, 2014).
No estudo de D’avino e colaboradores, a substituição do mineral oil pela glycerin em
fluidos hidráulicos fez a biodegradabilidade aumentar. A aplicação da glycerin como principal
componente em fluido metálicos é vantajosa pois ela é de fonte renovável e pode ser
conseguida uma certificação como biolubrificante, como ecolabel, reduzindo o impacto
ambiental (D’AVINO et al., 2015).
Além da avaliação individual de cada matéria-prima, é possível avaliar o impacto final
da formulação cosmética e verificar se a diminuição da concentração de uso de uma
determinada matéria-prima ou sua substituição na formulação pode gerar uma diminuição do
impacto ambiental por meio da comparação de duas opções de formulação. Talvez para
algumas classes não seja possível obter uma matéria-prima com impacto zero, mas se for
possível substituir um alto risco para um moderado pode significar um ganho significativo em
relação ao impacto no meio ambiente. E entre substâncias que apresentem a mesma nota final
de índice de impacto ambiental, avaliar individualmente os parâmetros e a critério de
desempate sempre optar o que apresentar a menor nota de bioacumulação, visto que a
acumulação pode acontecer pela captação de alimentos (biomagnificação), sendo o parâmetro
mais crítico, pois ao se biocumular pode passar pela cadeia trófica inteira (HERMANN et al.,
2015).
A tabela 10 abaixo mostra um exemplo fictício de uma formulação de um produto
cosmético enxaguável, com duas formulações possíveis: fórmula A com Glycerin a 10% e
fórmula B com Mineral Oil a 10%, sendo a composição do restante da formulação exatamente
99
igual. Dessa forma é possível avaliar o impacto de cada matéria-prima individualmente no
índice de impacto ambiental, na sequência o índice de impacto ambiental de cada ingrediente
considerando sua concentração de uso nestas formulações e por fim o impacto ambiental da
formulação completa, sendo fórmula A impacto ambiental final de 1,577 e da fórmula B de
3,777. O índice da fórmula de cada ingrediente é apenas a multiplicação do índice de impacto
ambiental da matéria-prima pela concentração de uso desta matéria-prima na formulação
dividido por 100. Assim, o índice de impacto ambiental da fórmula final é a somatória dos
valores individuais destas matérias-primas. Neste exemplo foi possível demonstrar que apenas
com a substituição de uma matéria-prima com menor impacto ambiental (mineral oil pela
glycerin) obteve-se uma redução significativa do impacto ambiental da formulação final,
validando o racional da ferramenta proposta neste estudo.
100
Tabela 10 Comparativo de formulações fictícias na avaliação do impacto ambiental
Matérias-primas Fórmula A
(%)
Fórmula B
(%) Biodegradação Bioacumulação
Toxicidade
Aquática Aguda
Índice Impacto
Ambiental
Índice
Fórmula A
Índice
Fórmula
B
Aqua 50,4 50,4 0 0 0 0 0 0
Sodium laureth
sulfate 25,0 25,0 2 0 0 5 1,25 1,25
Octyldodecanol 1,5 1,5 2 6 2 9 0,135 0,135
C13-C15 Alkane 2,0 2,0 3 5 3 8 0,16 0,16
Glycerin 20,0 0,0 0 0 0 0 0 0
Mineral Oil 0,0 20,0 6 5 0 11 0 2,2
Benzyl alcohol 1,0 1,0 1 1 1 3 0,03 0,03
Triethanolamine 0,1 0,1 0 0 0 2 0,002 0,002
100,0 100,0 1,577 3,777
101
5. CONCLUSÃO
Este trabalho permitiu concluir que é possível classificar o impacto ambiental de
matérias-primas utilizadas em produtos cosméticos por meio de critérios de análises
estabelecidos, informações disponíveis em banco de dados, métodos alternativos, cálculo do
PEC/PNEC e utilização de uma matriz.
Por meio do desenvolvimento de uma estratégia integrada de análise de matérias-
primas, foi demonstrado ser possível a seleção ou substituição de matérias-primas com menor
impacto ambiental no desenvolvimento de produtos cosméticos, gerando produtos mais
sustentáveis para o meio ambiente.
Com os resultados obtidos pode-se comprovar o claim de “mais sustentável” ou com
“menor impacto ambiental” de forma quantitativa e auxiliar a indústria cosmética a contribuir
com a preservação ambiental. Este trabalho é inovador, pois até o momento não existem
ferramentas propostas para a avaliação detalhada de produtos cosméticos quanto ao impacto
ambiental. Além disso, o presente estudo contribui com a possibilidade da geração de um
banco de dados internacional para ser empregado no desenvolvimento de produtos cosméticos
mais sustentáveis.
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110
CONCLUSÕES
Inicialmente este trabalho revisa os principais critérios estabelecidos pelos órgãos de
maior relevância internacional, além dos métodos biotecnológicos alternativos atualmente
disponíveis, visando uma análise do impacto ambiental aquático gerado por matérias primas
de produtos cosméticos enxaguáveis. O presente estudo aborda e compara os parâmetros
estabelecidos por órgãos internacionais como Environmental Proctetion Agency (EPA),
Cradle to Cradle (C2C) e Regulamento Europeu 1272/2008 para a avaliação do impacto
ambiental. Os parâmetros de ecotoxicidade das principais classes de matérias-primas
constituintes dos produtos cosméticos enxaguáveis foram definidos, possibilitando o
desenvolvimento de produtos mais sustentáveis para o meio ambiente, priorizando
substâncias que ofereçam menor impacto ambiental.
Em seguida, este estudo disponibiliza uma ferramenta integrada de análise para
classificação de matérias-primas utilizadas em produtos cosméticos enxaguáveis por meio
dos critérios de análise estabelecidos, banco de dados, métodos alternativos e da matriz para a
análise do impacto ambiental. Esta ferramenta foi aplicada em 40 matérias primas de
diferentes classes (filtros solares, emolientes, umectantes, tensoativos e conservantes) e
permitiu a seleção daquelas com menor impacto ambiental, ou ainda a substituição em
formulações existentes, gerando assim produtos mais sustentáveis para o meio ambiente. Com
os resultados obtidos neste estudo pode-se comprovar o claim de mais sustentável ou com
menor impacto ambiental de forma quantitativa. Além disso, este trabalho contribui com a
possibilidade da geração de um banco de dados internacional para ser empregado no
desenvolvimento de produtos cosméticos mais sustentáveis, preservando o meio ambiente.
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ANEXO I - Environment International- A Journal of Environmental Science, Risk & Health
DESCRIPTION
Environment International covers all disciplines engaged in the field of environmental
research. It seeks to quantify the impact of contaminants in the human environment, and to
address human impacts on the natural environment itself. We recognize that scientific issues
related to environmental health and human welfare are inherently interdisciplinary and,
therefore, we welcome articles that cover the entire spectrum of sources, pathways, sinks and
interactions between environmental pollutants, whether chemical, biological or physical. The
primary criteria for publication are scientific quality and environmental significance.
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Environmental scientists, ecotoxicologists, environmental chemists, environmental health
specialists, environmental regulators, ecologists, biologists, hydrologists, geologists, marine
and atmospheric scientists.
IMPACT FACTOR
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Editorial Board or invited Guest Editors. These focus attention on contemporary important
environmental issues in relation to environmental health and are designed to stimulate debate
and discussion.
2. Research Articles are up-to-date, original papers that present developments in any scientific
field pertinent to environmental contamination and environmental health. Informative
abstracts are required and articles must be fully referenced. Criteria for publication are
weighted toward scientific quality and environmental significance. The manuscript will be
evaluated on the basis of its conciseness, clarity, and presentation. The work will be assessed
according to its originality, scientific merit, and experimental design. Poorly written
manuscripts will be returned to the authors with a request to improve the quality of the paper
prior to peer review.
3. Correspondence is encouraged. Opinions, perspectives and insight on articles published in
Environment International are very welcome.
4. Reviews represent articles that trace recent developments and discuss trends in a particular
field of research. They may be of a broad nature, providing accounts of specific fields of
125
interest in any relevant area. Authors are encouraged to write in a clear and simple manner so
that the article is understandable to readers from a broad cross section of disciplines. On
average, a text length (excluding references) of c. 8000 words is required. Prospective authors
should contact the Editor in Chief in the first instance to discuss the suitability of proposed
topics. Articles should not be case studies, not reporting of personal research.
5. New Developments are short articles presenting the latest developments in scientific,
technological and policy developments relating to environmental contamination and
environmental health. On average, a text length (excluding references) of c.3000 words is
required. Abstracts are not included in these short articles. Readers are encouraged to suggest
subjects for inclusion in this section. Since the journal will serve a multidisciplinary audience,
authors are urged to write for non-specialists. In particular, they are discouraged from using
expressions that are comprehensible only to a select audience. Clarity should be the guide
when preparing manuscripts. All the contributions will be subjected to peer review.
Special issues
Proposals for special themed issues, or special issues arising from conferences, should be
discussed with the Editor-in-Chief Dr Ruth Alcock ([email protected]). Guest Editors
will coordinate the review and submission process of special issue papers and will prepare an
introduction. Special prices for bulk orders of a special issue can be arranged.
Contact details for submission
All manuscripts should be submitted electronically through the Elsevier Editorial System
(EES) which can be accessed at http://ees.elsevier.com/envint/ If you are not able to submit
your paper to ENVINT electronically please contact the Editor-in-Chief, Ruth Alcock, Email:
[email protected] for further instructions.
BEFORE YOU BEGIN
Ethics in publishing
For information on Ethics in publishing and Ethical guidelines for journal publication see
http://www.elsevier.com/publishingethics and http://www.elsevier.com/journal-
authors/ethics.
Conflict of interest
All authors are requested to disclose any actual or potential conflict of interest including any
financial, personal or other relationships with other people or organizations within three years
126
of beginning the submitted work that could inappropriately influence, or be perceived to
influence, their work. See also http://www.elsevier.com/conflictsofinterest. Further
information and an example of a Conflict of Interest form can be found at:
http://help.elsevier.com/app/answers/detail/a_id/286/p/7923.
Submission declaration and verification
Submission of an article implies that the work described has not been published previously
(except in the form of an abstract or as part of a published lecture or academic thesis or as an
electronic preprint, see http://www.elsevier.com/sharingpolicy), that it is not under
consideration for publication elsewhere, that its publication is approved by all authors and
tacitly or explicitly by the responsible authorities where the work was carried out, and that, if
accepted, it will not be published elsewhere in the same form, in English or in any other
language, including electronically without the written consent of the copyright-holder. To
verify originality, your article may be checked by the originality detection service CrossCheck
http://www.elsevier.com/editors/plagdetect.
Changes to authorship
This policy concerns the addition, deletion, or rearrangement of author names in the
authorship of accepted manuscripts: Before the accepted manuscript is published in an online
issue: Requests to add or remove an author, or to rearrange the author names, must be sent to
the Journal Manager from the corresponding author of the accepted manuscript and must
include: (a) the reason the name should be added or removed, or the author names rearranged
and (b) written confirmation (e-mail, fax, letter) from all authors that they agree with the
addition, removal or rearrangement. In the case of addition or removal of authors, this
includes confirmation from the author being added or removed. Requests that are not sent by
the corresponding author will be forwarded by the Journal Manager to the corresponding
author, who must follow the procedure as described above. Note that: (1) Journal Managers
will inform the Journal Editors of any such requests and (2) publication of the accepted
manuscript in an online issue is suspended until authorship has been agreed. After the
accepted manuscript is published in an online issue: Any requests to add, delete, or rearrange
author names in an article published in an online issue will follow the same policies as noted
above and result in a corrigendum.
127
Copyright
Upon acceptance of an article, authors will be asked to complete a 'Journal Publishing
Agreement' (for more information on this and copyright, see
http://www.elsevier.com/copyright). An e-mail will be sent to the corresponding author
confirming receipt of the manuscript together with a 'Journal Publishing Agreement' form or a
link to the online version of this agreement. Subscribers may reproduce tables of contents or
prepare lists of articles including abstracts for internal circulation within their institutions.
Permission of the Publisher is required for resale or distribution outside the institution and for
all other derivative works, including compilations and translations (please consult
http://www.elsevier.com/permissions). If excerpts from other copyrighted works are included,
the author(s) must obtain written permission from the copyright owners and credit the
source(s) in the article. Elsevier has preprinted forms for use by authors in these cases: please
consult http://www.elsevier.com/permissions. For open access articles: Upon acceptance of an
article, authors will be asked to complete an 'Exclusive License Agreement' (for more
information see http://www.elsevier.com/OAauthoragreement). Permitted third party reuse of
open access articles is determined by the author's choice of user license (see
http://www.elsevier.com/openaccesslicenses).
Author rights
As an author you (or your employer or institution) have certain rights to reuse your work. For
more information see http://www.elsevier.com/copyright.
Role of the funding source
You are requested to identify who provided financial support for the conduct of the research
and/or preparation of the article and to briefly describe the role of the sponsor(s), if any, in
study design; in the collection, analysis and interpretation of data; in the writing of the report;
and in the decision to submit the article for publication. If the funding source(s) had no such
involvement then this should be stated.
Funding body agreements and policies
Elsevier has established a number of agreements with funding bodies which allow authors to
comply with their funder's open access policies. Some authors may also be reimbursed for
associated publication fees. To learn more about existing agreements please visit
http://www.elsevier.com/fundingbodies.
128
Open access
This journal offers authors a choice in publishing their research:
Open access
• Articles are freely available to both subscribers and the wider public with permitted reuse
• An open access publication fee is payable by authors or on their behalf e.g. by their research
funder or institution
Subscription
• Articles are made available to subscribers as well as developing countries and patient groups
through our universal access programs (http://www.elsevier.com/access).
• No open access publication fee payable by authors. Regardless of how you choose to publish
your article, the journal will apply the same peer review criteria and acceptance standards. For
open access articles, permitted third party (re)use is defined by the following Creative
Commons user licenses:
Creative Commons Attribution (CC BY)
Lets others distribute and copy the article, create extracts, abstracts, and other revised
versions,
adaptations or derivative works of or from an article (such as a translation), include in a
collective work (such as an anthology), text or data mine the article, even for commercial
purposes, as long as they credit the author(s), do not represent the author as endorsing their
adaptation of the article, and do not modify the article in such a way as to damage the author's
honor or reputation.
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs (CC BY-NC-ND)
For non-commercial purposes, lets others distribute and copy the article, and to include in a
collective work (such as an anthology), as long as they credit the author(s) and provided they
do not alter or modify the article.
The open access publication fee for this journal is USD 3500, excluding taxes. Learn more
about Elsevier's pricing policy: http://www.elsevier.com/openaccesspricing.
Green open access
Authors can share their research in a variety of different ways and Elsevier has a number of
green open access options available. We recommend authors see our green open access page
129
for further information (http://elsevier.com/greenopenaccess). Authors can also self-archive
their manuscripts immediately and enable public access from their institution's repository
after an embargo period. This is the version that has been accepted for publication and which
typically includes author-incorporated changes suggested during submission, peer review and
in editor-author communications. Embargo period: For subscription articles, an appropriate
amount of time is needed for journals to deliver value to subscribing customers before an
article becomes freely available to the public. This is the embargo period and begins from the
publication date of the issue your article appears in. This journal has an embargo period of 24
months.
Language (usage and editing services)
Please write your text in good English (American or British usage is accepted, but not a
mixture of these). Authors who feel their English language manuscript may require editing to
eliminate possible grammatical or spelling errors and to conform to correct scientific English
may wish to use the English Language Editing service available from Elsevier's WebShop
(http://webshop.elsevier.com/languageediting/) or visit our customer support site
(http://support.elsevier.com) for more information.
Submission
Our online submission system guides you stepwise through the process of entering your
article details and uploading your files. The system converts your article files to a single PDF
file used in the peer-review process. Editable files (e.g., Word, LaTeX) are required to typeset
your article for final publication. All correspondence, including notification of the Editor's
decision and requests for revision, is sent by e-mail.
PREPARATION
NEW SUBMISSIONS
Submission to this journal proceeds totally online and you will be guided stepwise through the
creation and uploading of your files. The system automatically converts your files to a single
PDF file, which is used in the peer-review process. As part of the Your Paper Your Way
service, you may choose to submit your manuscript as a single file to be used in the refereeing
process. This can be a PDF file or a Word document, in any format or layout that can be used
by referees to evaluate your manuscript. It should contain high enough quality figures for
refereeing. If you prefer to do so, you may still provide all or some of the source files at the
130
initial submission. Please note that individual figure files larger than 10 MB must be uploaded
separately.
References
There are no strict requirements on reference formatting at submission. References can be in
any style or format as long as the style is consistent. Where applicable, author(s) name(s),
journal title/book title, chapter title/article title, year of publication, volume number/book
chapter and the pagination must be present. Use of DOI is highly encouraged. The reference
style used by the journal will be applied to the accepted article by Elsevier at the proof stage.
Note that missing data will be highlighted at proof stage for the author to correct.
Formatting requirements
There are no strict formatting requirements but all manuscripts must contain the essential
elements needed to convey your manuscript, for example Abstract, Keywords, Introduction,
Materials and Methods, Results, Conclusions, Artwork and Tables with Captions. If your
article includes any Videos and/or other Supplementary material, this should be included in
your initial submission for peer review purposes. Divide the article into clearly defined
sections. Please ensure your paper has consecutive line numbering - this is an essential peer
review requirement.
Figures and tables embedded in text
Please ensure the figures and the tables included in the single file are placed next to the
relevant text in the manuscript, rather than at the bottom or the top of the file.
REVISED SUBMISSIONS
Use of word processing software
Regardless of the file format of the original submission, at revision you must provide us with
an
editable file of the entire article. Keep the layout of the text as simple as possible. Most
formatting codes will be removed and replaced on processing the article. The electronic text
should be prepared in a way very similar to that of conventional manuscripts (see also the
Guide to Publishing with Elsevier: http://www.elsevier.com/guidepublication). See also the
section on Electronic artwork. To avoid unnecessary errors you are strongly advised to use the
'spell-check' and 'grammar-check' functions of your word processor.
131
Article structure
Subdivision - numbered sections
Divide your article into clearly defined and numbered sections. Subsections should be
numbered
1.1 (then 1.1.1, 1.1.2, ...), 1.2, etc. (the abstract is not included in section numbering). Use this
numbering also for internal cross-referencing: do not just refer to 'the text'. Any
subsection may be given a brief heading. Each heading should appear on its own separate
line.
1.2 Introduction
State the objectives of the work and provide an adequate background, avoiding a detailed
literature survey or a summary of the results.
Material and methods
Provide sufficient detail to allow the work to be reproduced. Methods already published
should be indicated by a reference: only relevant modifications should be described.
Theory/calculation
A Theory section should extend, not repeat, the background to the article already dealt with in
the Introduction and lay the foundation for further work. In contrast, a Calculation section
represents a practical development from a theoretical basis.
Results
Results should be clear and concise.
Discussion
This should explore the significance of the results of the work, not repeat them. A combined
Results and Discussion section is often appropriate. Avoid extensive citations and discussion
of published literature.
Conclusions
The main conclusions of the study may be presented in a short Conclusions section, which
may stand alone or form a subsection of a Discussion or Results and Discussion section.
Appendices
If there is more than one appendix, they should be identified as A, B, etc. Formulae and
equations in appendices should be given separate numbering: Eq. (A.1), Eq. (A.2), etc.; in a
subsequent appendix, Eq. (B.1) and so on. Similarly for tables and figures: Table A.1; Fig.
A.1, etc.
132
Essential title page information
• Title. Concise and informative. Titles are often used in information-retrieval systems. Avoid
abbreviations and formulae where possible.
• Author names and affiliations. Please clearly indicate the given name(s) and family
name(s)
of each author and check that all names are accurately spelled. Present the authors' affiliation
addresses (where the actual work was done) below the names. Indicate all affiliations with a
lowercase superscript letter immediately after the author's name and in front of the
appropriate address. Provide the full postal address of each affiliation, including the country
name and, if available, the e-mail address of each author.
• Corresponding author. Clearly indicate who will handle correspondence at all stages of
refereeing and publication, also post-publication. Ensure that the e-mail address is given
and that contact details are kept up to date by the corresponding author.
• Present/permanent address. If an author has moved since the work described in the article
was done, or was visiting at the time, a 'Present address' (or 'Permanent address') may be
indicated as a footnote to that author's name. The address at which the author actually did the
work must be retained as the main, affiliation address. Superscript Arabic numerals are used
for such footnotes.
Abstract
A concise and factual abstract is required. The abstract should state briefly the purpose of the
research, the principal results and major conclusions. An abstract is often presented separately
from the article, so it must be able to stand alone. For this reason, References should be
avoided, but if essential, then cite the author(s) and year(s). Also, non-standard or uncommon
abbreviations should be avoided, but if essential they must be defined at their first mention in
the abstract itself.
Graphical abstract
Although a graphical abstract is optional, its use is encouraged as it draws more attention to
the online article. The graphical abstract should summarize the contents of the article in a
concise, pictorial form designed to capture the attention of a wide readership. Graphical
abstracts should be submitted as a separate file in the online submission system. Image size:
Please provide an image with a minimum of 531 × 1328 pixels (h × w) or proportionally
more. The image should be readable at a size of 5 × 13 cm using a regular screen resolution of
96 dpi. Preferred file types: TIFF, EPS, PDF or MS Office files. See
133
http://www.elsevier.com/graphicalabstracts for examples. Authors can make use of Elsevier's
Illustration and Enhancement service to ensure the best presentation of their images and in
accordance with all technical requirements: Illustration Service.
Highlights
Highlights are mandatory for this journal. They consist of a short collection of bullet points
that
convey the core findings of the article and should be submitted in a separate editable file in
the
online submission system. Please use 'Highlights' in the file name and include 3 to 5 bullet
points (maximum 85 characters, including spaces, per bullet point). See
http://www.elsevier.com/highlights for examples.
Keywords
Immediately after the abstract, provide a maximum of 6 keywords, using American spelling
and
avoiding general and plural terms and multiple concepts (avoid, for example, 'and', 'of'). Be
sparing with abbreviations: only abbreviations firmly established in the field may be eligible.
These keywords will be used for indexing purposes.
Abbreviations
Define abbreviations that are not standard in this field in a footnote to be placed on the first
page
of the article. Such abbreviations that are unavoidable in the abstract must be defined at their
first mention there, as well as in the footnote. Ensure consistency of abbreviations throughout
the article.
Acknowledgements
Collate acknowledgements in a separate section at the end of the article before the references
and do not, therefore, include them on the title page, as a footnote to the title or otherwise.
List here those individuals who provided help during the research (e.g., providing language
help, writing assistance or proof reading the article, etc.).
Math formulae
Please submit math equations as editable text and not as images. Present simple formulae in
line with normal text where possible and use the solidus (/) instead of a horizontal line for
small fractional terms, e.g., X/Y. In principle, variables are to be presented in italics. Powers
of e are often more conveniently denoted by exp. Number consecutively any equations that
have to be displayed separately from the text (if referred to explicitly in the text).
134
Footnotes
Footnotes should be used sparingly. Number them consecutively throughout the article. Many
word processors build footnotes into the text, and this feature may be used. Should this not be
the case, indicate the position of footnotes in the text and present the footnotes themselves
separately at the end of the article.
Artwork
Electronic artwork
General points
• Make sure you use uniform lettering and sizing of your original artwork.
• Preferred fonts: Arial (or Helvetica), Times New Roman (or Times), Symbol, Courier.
• Number the illustrations according to their sequence in the text.
• Use a logical naming convention for your artwork files.
• Indicate per figure if it is a single, 1.5 or 2-column fitting image.
• For Word submissions only, you may still provide figures and their captions, and tables
within a single file at the revision stage.
• Please note that individual figure files larger than 10 MB must be provided in separate
source files. A detailed guide on electronic artwork is available on our website:
http://www.elsevier.com/artworkinstructions.
You are urged to visit this site; some excerpts from the detailed information are given
here.
Formats
Regardless of the application used, when your electronic artwork is finalized, please 'save as'
or
convert the images to one of the following formats (note the resolution requirements for line
drawings, halftones, and line/halftone combinations given below):
EPS (or PDF): Vector drawings. Embed the font or save the text as 'graphics'.
TIFF (or JPG): Color or grayscale photographs (halftones): always use a minimum of 300 dpi.
TIFF (or JPG): Bitmapped line drawings: use a minimum of 1000 dpi.
TIFF (or JPG): Combinations bitmapped line/half-tone (color or grayscale): a minimum of
500 dpi is required.
Please do not:
• Supply files that are optimized for screen use (e.g., GIF, BMP, PICT, WPG); the resolution
is too low.
• Supply files that are too low in resolution.
135
• Submit graphics that are disproportionately large for the content.
Color artwork
Please make sure that artwork files are in an acceptable format (TIFF (or JPEG), EPS (or
PDF), or MS Office files) and with the correct resolution. If, together with your accepted
article, you submit usable color figures then Elsevier will ensure, at no additional charge, that
these figures will appear in color online (e.g., ScienceDirect and other sites) regardless of
whether or not these illustrations are reproduced in color in the printed version. For color
reproduction in print, you will receive information regarding the costs from Elsevier
after receipt of your accepted article. Please indicate your preference for color: in print or
online only. For further information on the preparation of electronic artwork, please see
http://www.elsevier.com/artworkinstructions.
Figure captions
Ensure that each illustration has a caption. A caption should comprise a brief title (not on the
figure itself) and a description of the illustration. Keep text in the illustrations themselves to a
minimum but explain all symbols and abbreviations used.
Tables
Please submit tables as editable text and not as images. Tables can be placed either next to the
relevant text in the article, or on separate page(s) at the end. Number tables consecutively in
accordance with their appearance in the text and place any table notes below the table body.
Be
sparing in the use of tables and ensure that the data presented in them do not duplicate results
described elsewhere in the article. Please avoid using vertical rules.
References
Citation in text
Please ensure that every reference cited in the text is also present in the reference list (and
vice
versa). Any references cited in the abstract must be given in full. Unpublished results and
personal communications are not recommended in the reference list, but may be mentioned in
the text. If these references are included in the reference list they should follow the standard
reference style of the journal and should include a substitution of the publication date with
either 'Unpublished results' or 'Personal communication'. Citation of a reference as 'in press'
implies that the item has been accepted for publication.
Reference links
136
Increased discoverability of research and high quality peer review are ensured by online links
to the sources cited. In order to allow us to create links to abstracting and indexing services,
such as Scopus, CrossRef and PubMed, please ensure that data provided in the references are
correct. Please note that incorrect surnames, journal/book titles, publication year and
pagination may prevent link creation. When copying references, please be careful as they may
already contain errors. Use of the DOI is encouraged.
References in a special issue
Please ensure that the words 'this issue' are added to any references in the list (and any
citations in the text) to other articles in the same Special Issue.
Reference management software
Most Elsevier journals have a standard template available in key reference management
packages. This covers packages using the Citation Style Language, such as Mendeley
(http://www.mendeley.com/features/reference-manager) and also others like EndNote
(http://www.endnote.com/support/enstyles.asp) and Reference Manager
(http://refman.com/downloads/styles). Using plug-ins to word processing packages which are
available from the above sites, authors only need to select the appropriate journal template
when preparing their article and the list of references and citations to these will be formatted
according to the journal style as described in this Guide. The process of including templates in
these packages is constantly ongoing. If the journal you are looking for does not have a
template available yet, please see the list of sample references and citations provided in this
Guide to help you format these according to the journal style.
If you manage your research with Mendeley Desktop, you can easily install the reference style
for this journal by clicking the link below: http://open.mendeley.com/use-citation-
style/environment-international
When preparing your manuscript, you will then be able to select this style using the Mendeley
plugins for Microsoft Word or LibreOffice. For more information about the Citation Style
Language, visit http://citationstyles.org.
Reference formatting
There are no strict requirements on reference formatting at submission. References can be in
any style or format as long as the style is consistent. Where applicable, author(s) name(s),
journal title/book title, chapter title/article title, year of publication, volume number/book
chapter and the pagination must be present. Use of DOI is highly encouraged. The reference
style used by the journal will be applied to the accepted article by Elsevier at the proof stage.
Note that missing data will be highlighted at proof stage for the author to correct. If you do
137
wish to format the references yourself they should be arranged according to the following
examples:
Reference style
Text: All citations in the text should refer to:
1. Single author: the author's name (without initials, unless there is ambiguity) and the year of
publication;
2. Two authors: both authors' names and the year of publication;
3. Three or more authors: first author's name followed by 'et al.' and the year of publication.
Citations may be made directly (or parenthetically). Groups of references should be listed first
alphabetically, then chronologically.
Examples: 'as demonstrated in wheat (Allan, 2000a, 2000b, 1999; Allan and Jones, 1999).
Kramer et al. (2010) have recently shown ....'
List: References should be arranged first alphabetically and then further sorted
chronologically if necessary. More than one reference from the same author(s) in the same
year must be identified by the letters 'a', 'b', 'c', etc., placed after the year of publication.
Examples:
Reference to a journal publication:
Van der Geer J, Hanraads JAJ, Lupton RA. The art of writing a scientific article. J Sci
Commun 2010;163:51–9.
Reference to a book:
Strunk Jr W, White EB. The elements of style. 4th ed. New York: Longman; 2000.
Reference to a chapter in an edited book:
Mettam GR, Adams LB. How to prepare an electronic version of your article. In: Jones BS,
Smith RZ, editors. Introduction to the electronic age. New York: E-Publishing Inc; 2009. p.
281–304. Note shortened form for last page number. e.g., 51–9, and that for more than 6
authors the first 6 should be listed followed by "et al." For further details you are referred to
"Uniform Requirements for Manuscripts submitted to Biomedical Journals" (J Am Med
Assoc 1997;277:927–34) (see also http://www.nlm.nih.gov/bsd/uniform_requirements.html).
Journal abbreviations source
Journal names should be abbreviated according to the List of Title Word Abbreviations:
http://www.issn.org/services/online-services/access-to-the-ltwa/.
138
Video data
Elsevier accepts video material and animation sequences to support and enhance your
scientific
research. Authors who have video or animation files that they wish to submit with their article
are strongly encouraged to include links to these within the body of the article. This can be
done in the same way as a figure or table by referring to the video or animation content and
noting in the body text where it should be placed. All submitted files should be properly
labeled so that they directly relate to the video file's content. In order to ensure that your video
or animation material is directly usable, please provide the files in one of our recommended
file formats with a preferred maximum size of 150 MB. Video and animation files supplied
will be published online in the electronic version of your article in Elsevier Web products,
including ScienceDirect: http://www.sciencedirect.com. Please supply 'stills' with your files:
you can choose any frame from the video or animation or make a separate image. These will
be used instead of standard icons and will personalize the link to your video data. For more
detailed instructions please visit our video instruction pages at
http://www.elsevier.com/artworkinstructions. Note: since video and animation cannot be
embedded in the print version of the journal, please provide text for both the electronic and
the print version for the portions of the article that refer to this content.
AudioSlides
The journal encourages authors to create an AudioSlides presentation with their published
article. AudioSlides are brief, webinar-style presentations that are shown next to the online
article on ScienceDirect. This gives authors the opportunity to summarize their research in
their own words and to help readers understand what the paper is about. More information
and examples are available at http://www.elsevier.com/audioslides. Authors of this journal
will automatically receive an invitation e-mail to create an AudioSlides presentation after
acceptance of their paper.
Supplementary material
Elsevier accepts electronic supplementary material to support and enhance your scientific
research. Supplementary files offer the author additional possibilities to publish supporting
applications, highresolution images, background datasets, sound clips and more.
Supplementary files supplied will be published online alongside the electronic version of your
article in Elsevier Web products, including ScienceDirect: http://www.sciencedirect.com. In
order to ensure that your submitted material is directly usable, please provide the data in one
of our recommended file formats. Authors should submit the material in electronic format
139
together with the article and supply a concise and descriptive caption for each file. For more
detailed instructions please visit our artwork instruction pages at
http://www.elsevier.com/artworkinstructions.
Database linking
Elsevier encourages authors to connect articles with external databases, giving readers access
to
relevant databases that help to build a better understanding of the described research. Please
refer to relevant database identifiers using the following format in your article: Database:
xxxx (e.g., TAIR: AT1G01020; CCDC: 734053; PDB: 1XFN). See
http://www.elsevier.com/databaselinking for more information and a full list of supported
databases.
Interactive plots
This journal enables you to show an Interactive Plot with your article by simply submitting a
data file. For instructions please go to http://www.elsevier.com/interactiveplots.
Submission checklist
The following list will be useful during the final checking of an article prior to sending it to
the journal for review. Please consult this Guide for Authors for further details of any item.
Ensure that the following items are present:
One author has been designated as the corresponding author with contact details:
• E-mail address
• Full postal address
All necessary files have been uploaded, and contain:
• Keywords
• All figure captions
• All tables (including title, description, footnotes)
Further considerations
• Manuscript has been 'spell-checked' and 'grammar-checked'
• All references mentioned in the Reference list are cited in the text, and vice versa
• Permission has been obtained for use of copyrighted material from other sources (including
the
Internet) Printed version of figures (if applicable) in color or black-and-white
• Indicate clearly whether or not color or black-and-white in print is required.
140
For any further information please visit our customer support site at
http://support.elsevier.com.
AFTER ACCEPTANCE
Use of the Digital Object Identifier
The Digital Object Identifier (DOI) may be used to cite and link to electronic documents. The
DOI consists of a unique alpha-numeric character string which is assigned to a document by
the publisher upon the initial electronic publication. The assigned DOI never changes.
Therefore, it is an ideal medium for citing a document, particularly 'Articles in press' because
they have not yet received their full bibliographic information. Example of a correctly given
DOI (in URL format; here an article in the journal Physics Letters B):
http://dx.doi.org/10.1016/j.physletb.2010.09.059 When you use a DOI to create links to
documents on the web, the DOIs are guaranteed never to change.
Online proof correction
Corresponding authors will receive an e-mail with a link to our online proofing system,
allowing annotation and correction of proofs online. The environment is similar to MS Word:
in addition to editing text, you can also comment on figures/tables and answer questions from
the Copy Editor. Web-based proofing provides a faster and less error-prone process by
allowing you to directly type your corrections, eliminating the potential introduction of errors.
If preferred, you can still choose to annotate and upload your edits on the PDF version. All
instructions for proofing will be given in the e-mail we send to authors, including alternative
methods to the online version and PDF. We will do everything possible to get your article
published quickly and accurately. Please use this proof only for checking the typesetting,
editing, completeness and correctness of the text, tables and figures. Significant changes to
the article as accepted for publication will only be considered at this stage with permission
from the Editor. It is important to ensure that all corrections are sent back to us in one
communication. Please check carefully before replying, as inclusion of any subsequent
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