Substâncias Tóxica Orgânicas 2015
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Substâncias Orgânicas Tóxicas
Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)
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São compostos altamente
estáveis e que persistem no
ambiente, resistindo à degradação
química, fotolitica e biológica. Têm a
capacidade de bioacumular em
organismos vivos. Os POPs podem
ser divididos em pesticidas, em
Policlorobifenilas (PCBs) e dioxinas e
furanos, sendo estes últimos
resultantes sobretudo de incine-
rações industriais e de resíduos.
Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)
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Pesticidas:
• Aldrin e dieldrin
• Endrin
• Clordano
• Heptacloro
• DDT
• Toxafeno
• Mirex
Químicos industriais:
• Hexaclorobenzeno
• Bifenilos policlorados
Resíduos (sub-
produtos não
intencionais):
• Dioxinas e furanos
Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)
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Substância Aplicação
Aldrin Produzido como pesticida para controle de insetos do solo.
Endrin Rodenticida e inseticida usado nas culturas de algodão arroz e milho.
Dieldrin Inseticida usado na fruta, solo e sementes.
Clordano Inseticida usado no controle de fungos, formigas e em várias culturas.
DDT
Usado como inseticida no combate, aos mosquitos que
transmitem a malária e a febre amarela, e no combate
aos piolhos do tifo.
Heptacloro Utilizado como inseticida de contacto contra insetos do
solo e formigas.
Usos e aplicações dos 12 POPs cobertos pela
Convenção de Estocolmo
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Substância Aplicação
Hexacloroben-
zeno
Fungicida. Aparece também como subproduto na indústria química.
Mirex Inseticida e retardante de chamas em plástico, borrachas e componentes elétricos.
Toxafeno Inseticida acarícidio, especialmente utilizado contra larvas e algodão.
Policlorobife-
nilos (PCBs)
Usado em condensadores, transformadores, em líquidos refrigeradores.
Dioxina
Subproduto da combustão, especialmente de plásticos; da manufaturação de produtos com cloro e de processos resultantes da produção de papel.
Furanos Subprodutos relacionado com dioxinas.
Usos e aplicações dos 12 POPs cobertos pela
Convenção de Estocolmo
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Os pesticidas são substâncias
que podem matar diretamente um
organismo indesejado ou controlado
de alguma maneira (por exemplo
interferindo no seu processo
reprodutivo). Todos os pesticidas
químicos tem a propriedade comum de
bloquear um processo metabólico vital
os organismos para os quais são
tóxicos.
Atualmente seu maior emprego
ocorre nas plantações de algodão
enquanto que o dos herbicidas ocorre
nas plantações de milho e soja.
Pesticidas
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Tipo de pesticida Organismo vivo
Acaricida Ácaros
Algicida Algas
Avicida Pássaros
Bactericida Bactérias
Desinfetante Microorganismos
Fungicida Fungos
Herbicida Plantas
Inseticida Insetos
Larvicida Larvas de insetos
Moluscicida Caracóis, Lesmas
Nematicida Nematóides
Piscicida Peixes
Raticida Roedores
Podemos classificar os pesticidas em classes e
seus alvos
Histórico do Uso de Pesticidas
• Através dos tempos, as mortes de seres humanos em razão de doenças
transmitidas por insetos tem excedido em muito as atribuídas aos efeitos
das guerras, exemplo malaria, febre amarela, peste bubônica e doença do
sono são alguns poucos exemplares da lista desses flagelos.
• Mesmo com o uso extensivo de pesticidas, cerca de um terço do total das
plantações do mundo e destruídos por pragas ou ervas daninhas durante o
crescimento, a colheita e o armazenamento.
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Danos ocasionados pelas lesmas no cultivo de GIRASSOL
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Avião pulverizando pesticida em uma plantação.
•O uso mais antigo de pesticidas de que se tem registro é a queima de
enxofre para fumigar os lares gregos cerca do ano 1000 a.C.
•O uso de dióxido de enxofre, produzido na queima do enxofre
elementar sólido perdurou até o século XIX.
• Fluoretos inorgânicos como o NaF foram usados domesticamente
para controlar populações de formigas.
• Fluoreto de sódio e ácido bórico foram usados para matar baratas em
edifícios infestados.
• Óleos derivados do petróleo ou de fontes vivas, como peixes e
baleias, têm sido utilizados por centenas de anos como inseticidas e
como aerossóis paralisantes para matar ovos de insetos.
Histórico do Uso de Pesticidas
• Arsênio e seus compostos foram usados desde o período Romano
até a Segunda Guerra Mundial para controlar insetos.
• Os pesticidas inorgânicos e organometálicos são mais tóxicos para
os humanos e outros mamíferos, especialmente nas doses
necessárias para serem eficazes como outros pesticidas.
• Envenenamentos em massa foram registrados ao longo da história,
como resultado do uso de alguns fungicidas baseados em mercúrio.
• Metais e semimetais tóxicos, como os compostos com arsênio
usados em pesticidas, não são biodegradáveis.
• Uma vez liberados no ambiente, eles permanecem indefinidamente
na água e em organismos vivos, solos ou sedimentos e podem entrar
na cadeia alimentar se liberados a partir desses locais.
Histórico do Uso de Pesticidas
Pesticidas Orgânicos
• Desenvolvidos durante e após a Segunda Guerra Mundial, e foram
utilizados no lugar das substâncias inorgânicas e organometálicas.
• Pequenas quantidades dos compostos orgânicos são necessárias
para serem eficazes contra algumas pragas, reduzindo a quantidade
de compostos químicos que alcança o meio ambiente.
• As substâncias orgânicas geralmente são muito menos tóxicas para
os humanos do que os pesticidas inorgânicos e organometálicos.
• As formulações de pesticidas orgânicos foram inicialmente
consideradas biodegradáveis, embora, hoje se sabe que não.
Inseticidas Organoclorados
Os inseticidas organoclorados são compostos orgânicos que
contêm cloro em sua estrutura, e que apresentam várias propriedades
notáveis:
• Estabilidade frente à decomposição ou degradação no ambiente;
• Solubilidade muito baixa em água, exceto na presença de oxigênio ou
nitrogênio nas moléculas;
• Alta solubilidade em ambientes lipofílicos, como os tecidos adiposos
em matéria viva; e
• Toxicidade relativamente alta para insetos, mas baixa para humanos.
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Os pesticidas organoclorados
começaram a ser usados em larga
escala após a II Guerra Mundial tanto
na proteção de culturas agrícolas
como em prevenção de doenças
(malária).
O uso destes pesticidas salvou
milhões de vidas ao serem utilizados
para liquidar insetos transmissores de
doenças, como é o caso do mosquito
da malária. Contudo o efeito negativo
destes compostos na agricultura bem
como no ambiente, começou a ser
mais evidente a partir dos anos 50.
Rachel Carson em 1962, alertou para
o perigo do uso desmedido de
pesticidas sobretudo DDT, ao publicar
o seu livro Silent Spring.
Pesticidas
Organoclorados
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INSETICIDAS TRADICIONAIS
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DDT (para-diclorodifeniltricloroetano) Muitas espécies de animais metabolizam o DDT por eliminação do HCl; um átomo de hidrogênio é removido de um dos carbonos do etano, e um átomo de cloro, do outro, criando um derivado de eteno chamado DDE (diclorodifenildicloroeteno):
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Esse fato coloca em risco de extinção muitas espécies de aves em cujos tecidos há quantidades intoleráveis de DDT. Ovos de casca frágil não podem ser chocados, o que acarreta a morte dos embriões e consequen-temente afeta o tamanho da população
DDT (para-diclorodifeniltricloroetano)
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- É um hidrocarboneto clorado com a fórmula
molecular C6Cl6.
- É um fungicida, que antigamente era usado
no tratamento das sementes, especialmente
de trigo para controlar a doença fúngica bunt.
- Foi banido mundialmente no âmbito da
Convenção de Estocolmo sobre poluentes
orgânicos persistentes.
- Hexaclorobenzeno tem uma semivida no
solo de entre 3 e 6 anos.
- HCB é muito tóxico para os organismos
aquáticos. Isso pode causar efeitos nefastos a
longo prazo no ambiente aquático. Apresenta
risco de bioacumulação nas espécies
aquáticas.
HEXACLOROBENZENO
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CICLOPENTADIENOS CLORADOS
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O Ciclopentadieno é um subproduto abundante do refino do petróleo com seu nome indica existem duas ligações duplas.
A maioria dos inseticidas do tipo ciclodieno que foram importantes no ponto de vista comercial tem sido atualmente rotulados como poluentes orgânicos persistentes
ciclopentadieno perclorociclopentadieno
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Inseticidas Organofosforados
• Usados em substituição aos organoclorados por serem menos
persistentes e menos sujeitos a bioacumulação.
Os pesticidas organofosforados (OP) pode ser considerados
como derivados do ácido fosfórico, O=P(OH)3, e consistem de um
átomo de fósforo central pentavalente, no qual estão conectados:
• um átomo de oxigênio ou enxofre ligado ao átomo P por uma ligação
dupla;
Tipo A:
• dois grupos metóxi (-OCH3) ou etóxi (-OCH2CH3) ligados ao átomo P
por uma ligação simples; e
• um grupo R mais longo e
complexo, ligado ao átomo
de fósforo por um átomo de
oxigênio ou enxofre, o que
diferencia um inseticida
organofosforado de outro.
Tipo B:
Tipo C:
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• Os pesticidas organofosforados são tóxicos para insetos porque
eles inibem enzimas no sistema nervoso.
• Especificamente interferem na comunicação realizada entre as
células pela molécula acetilcolina.
• A presença da molécula de inseticida tem efeito de supressão da
transmissão continuada de impulsos entre as células nervosas que são
essenciais para a coordenação dos processos vitais do organismo,
resultando na morte.
Inseticidas Organofosforados
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tetra-clorodibenzo-p-dioxina
Tradicionalmente, a síntese industrial de 2,4,5 – T começava com o
triclorofenol, que era produzido pela reação do NaOH com o
tetraclorobenzeno apropriado. Infelizmente , durante a reação na qual
é produzido o composto fenólico a partir de tetraclorobenzeno, ocorre
uma reação secundária mediante a qual se converte uma porção
muito pequena e composto triclorofenol em dioxina
DIOXINAS
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O Presidente ucraniano Viktor Yushchenko foi aparentemente
a vítima mais recente de envenamento deliberado por dioxina. Desde
setembro de 2004, ele sofre úlcera de estômago e intestino,
problemas com o fígado e o baço e deformação com cisto facial que
o deixou parecendo muito mais velho do que é.
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Os compostos conhecidos pela abreviatura PCBs (bifenilas
policloradas) constituem um grupo de produtos químicos industriais
organoclorados.
Embora o benzeno seja um composto muito estável, seu
aquecimento a temperaturas muito elevadas pode romper as
ligações carbono-hidrogênio tal fato é explorado comercialmente
quando o benzeno é aquecido até cerca de 750 °C em presença de
chumbo com catalisador para formar bifenila
Bifenilas Policloradas - PCBs
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Fluido dielétrico PCB também pode ser encontrado em balastros associados com luminárias fluorescentes luz.
Bifenilas Policloradas - PCBs
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O forte aquecimento dos PCBs em presença de uma fonte
de oxigênio pode resultar na produção de pequenas quantidades
de dibenzofuranos. Esses compostos tem estrutura similar às
dioxinas, diferenciando-se por possuírem um oxigênio a menos no
anel central o anel básico de furano contém 5 átomos um dos quais
é oxigênio sendo os outros 4 átomos de carbono que formam
ligações duplas.
FURANOS
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Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos
(HAPs)
Os HAPs são poluentes ubíquos que podem ser detectados
nas mais diferentes matrizes ambientais, bióticas e abióticas. A
introdução destes compostos no ambiente aquático via diferentes
processos, pode resultar na acumulação desses tanto na cadeia
alimentar ecológica, quanto na dos seres humanos. Alguns HAP’s são
conhecidos ou suspeitos de possuírem características carcinogênicas
e mutagênicas.
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O mais conhecido e comum é o benzo[a]pireno, BaP, que
contém cinco anéis de benzeno condensados. A molécula é
designada como um derivado do pireno. O BaP é um subproduto
comum da combustão incompleta de combustíveis fósseis, matéria
orgânica (incluindo lixo) e madeira. É carcinógeno para animais de
laboratório e um provável carcinógeno humano. O BaP é
preocupante já que se acumula na cadeia alimentar: seu valor de log
do coeficiente de partição (Kow) é 6,3, comparável ao de muitos
inseticidas organoclorados.