Biologia Sanitária

em breve,

“Biomonitoramento e Ecotoxicologia”

Sidinei M. Thomaz

Provas:

11 de agosto15 de setembro

Biologia Sanitária

Sidinei M. Thomaz

1) População e meio ambiente;2) Enfoques da ecologia aplicados ao biomonitoramento e ecotoxicologia;3) Testes de toxicidade e monitoramento ambiental;4) Bioindicadores: usos no monitoramento;5) Poluição atmosférica: principais poluentes, causas e consequências;6) Poluição atmosférica e mudanças globais: aquecimento, camada de ozônio, chuva ácida e aumento das concentrações de nitrogênio.

Biologia Sanitária

Objetivos:

1) Identificar as causas e os principais componentes que geram problemas ambientais;2) Empregar o método científico nas análises;3) Utilizar organismos na detecção, avaliação e monitoramento de ecossistemas, empregando métodos in situ e em laboratório;5) Identificar os poluentes atmosféricos e sua relação com as mudanças globais.

Biologia Sanitária

O que não vamos abordar:

1) Direito ambiental.2) Métodos de controle de efluentes, poluentes e contaminantes.

Literatura:

Mason CF. 1998. Biology of freshwater pollution. Harlow, Longman. Caps. 2, 6, 10 e 11.

Azevedo FA & Chasin AM. 2003. As bases toxicológicas da ecotoxicologia. São Carlos, RiMa-Intertox. Caps. 5 e 7.

http://www.oecologiaaustralis.org/ojs/index.php/oa/issue/view/18

Capacidade suporte do Capacidade suporte do planeta: população e meio planeta: população e meio

ambienteambienteObjetivo da aula:

- relacionar população humana (crescimento e estilo de vida) e meio ambiente.

- demonstrar que o crescimento populacional é somente um aspecto que afeta a qualidade ambiental.

Formas de crescimento populacional

Notar que quando o número de indivíduos (N) se aproxima de K, as taxas de crescimento tendem a zero.

Formas de crescimento populacional

Tempo de duplicação populacional (em anos)

tdup = log2/r

Onde r = taxa de crescimento populacional

Capacidade suporte:

número máximo de indivíduos de uma espécie que um hábitat (a Terra, no caso) tem capacidade de suportar de forma sustentável.

Fatores intrínsecos à população e fatores externos atuam para reduzir as taxas de crescimento e a assíntota seja alcançada

Crescimento populacional humano

Nos níveis de crescimento recentes: 40 anos = 12 bilhões; 80 anos = 24 bilhões; 120 anos = 48

bilhões

http://www.sustainablescale.org/images/uploaded/Population/World%20Population%20Growth%20to%202050.JPG

Marcos que geraram a discussão sobre ambiente a partir da década

de 70:Londres (1952) - poluição atmosférica.

http://static.hsw.com.br/gif/poluicao-e-saude-3.jpg

Minamata (1956): poluição aquática com mercúrio – cerca de 900 mortes + milhares de afetados

http://www.lgtinc.org/content_images/Eugene%20Smith%20minamata2.jpg

Livro “Primavera silenciosa”, R. Carson (1962): perigo dos agrotóxicos para a saúde (associação com câncer) e para a vida silvestre.

População e ambiente: desafios para a demografia (Hogan, 1999;

2013)Malthus: um dos fundadores da demografia, levantou a questão sobre crescimento populacional.

As populações crescem exponencialmente enquanto a produção de alimento cresce

linearmente.

Essa visão ainda é importante, mas dominou o debate até os anos 90.

Bucareste (1974) – Conferência Mundial sobre População:

“o melhor contraceptivo é o desenvolvimento”

Fase de grande crescimento populacional

Crescimento zero (estabilização da população)

Visão Maltusiana: baseada nas grandes taxas de crescimento populacional.

Como estávamos nessa época (anos 70-80)?

Políticos ignoraram as taxas de crescimento populacional ou a degradação ambiental como obstáculos ao desenvolvimento.

A despeito dos avanços na discussão ambiental após os anos 70, pode-se dizer que as correntes de direita e esquerda do Brasil ignoraram essa tendência e o Brasil “nadou contra a corrente”.

Estocolmo (1972) – Conferência sobre Ambiente Humano (ONU): Primeira reunião da ONU para debater questões globais com vistas à busca de soluções para os problemas de ordem ambiental que afligem o planeta

Delegado da delegação brasileira declarou que a poluição foi um sinal de progresso e que o ambientalismo foi um luxo para os países desenvolvidos.

Nos países pobres, a questão ambiental começou a ser considerada um argumento para o controle populacional.A questão ambiental ganha força no Brasil após os anos 90.

Será que só o controle populacional resolveria os problemas ambientais no

Brasil e no mundo?

Brasil:

Situação peculiar devido à grande área do país e à transição demográfica (redução das taxas de natalidade e mortalidade).

Portanto:

Talvez a distribuição seja mais (ou tão) importante atualmente no Brasil, do que as taxas de crescimento populacional.

Crescimento populacional é visto como AGRAVANTE e não DETERMINANTE dos

problemas ambientais

Assim, o crescimento populacional é SOMENTE UM DOS ASPECTOS relacionados à

degradação ambiental.

Ampliando um pouco a equação população-meio ambiente.

Fatores que afetam a sustentabilidade:

POPULAÇÃO

TECNOLOGIA (“mão dupla”)

CONSUMO (“estilo de vida”)

TECNOLOGIA:

Exemplo:

Novos produtos criam uma demanda de consumo e há um aumento da demanda energética – pressão negativa sobre o ambiente.

Novas tecnologias permitem produzir mais alimento por área – pressão positiva sobre o ambiente.

População:

Seus componentes devem ser analisados em separado -

População = (natalidade + imigração) –

(mortalidade + emigração)

Exemplo:

Maiores impactos da degradação ambiental ocorrem sobre a MORBIDADE.

Mortes relacionadas à qualidade da água somam milhões por ano, especialmente no terceiro mundo.

População = (natalidade + imigração) –

(mortalidade + emigração)

População = (natalidade + imigração) –

(mortalidade + emigração)Exemplo:

A EMIGRAÇÃO pode ser causada pela degradação ambiental (e.g., pessoas que abandonam terras degradadas)

- Brasil: vulnerabilidade de ca. 13% de desertificação (MMA).

- atinge porções do NE, o cerrado tocantinense, o norte de MS e os pampas gaúchos.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Zabriskie_Point_at_sunrise_in_Death_Valley_NP.JPG

População = (natalidade + imigração) –

(mortalidade + emigração)

Exemplo:

A IMIGRAÇÃO pode ser a causa da degradação ambiental

Outros exemplos:

- Segmentos populacionais (jovens e idosos são mais susceptíveis à poluição)

- Populações em situação de risco (pobres são mais sujeitos à deslizamentos)

Resumindo: algumas reflexões para o Brasil

- talvez migração e estilo de vida (consumo) sejam mais importantes do que o crescimento populacional, para a degradação ambiental;- grandes diferenças regionais: AM x SP.

- o território é grande;

- estamos próximos da estabilização populacional;

Pontos para reflexão:

(i) Mesmo com a queda do crescimento populacional, a estabilização populacional no Brasil deve ocorrer por volta do ano 2040.

(ii) O Brasil está recebendo um surto migratório em resposta ao crescimento econômico.

(iii) Infelizmente a transição não ocorreu em todo mundo (o Brasil é exemplar!).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/Fertility_rate_world_map_2.png

Taxas de fertilidade: número de filhos por mulher

Dados da ONU revisados em 2010 - Population prospects (2011):

- 9,3 bilhões em 2050 e 10,1 bilhões em 2100;

- Se a fertilidade se mantiver nos mesmos níveis de 2005-2010, a população mundial atingirá 27 bilhões de pessoas em 2100.

Outros países menos desenvolvidos

Países menos desenvolvidos

Regiões mais desenvolvidas

Os dados anteriores foram revistos em 2012: estabilização em torno de 11 bilhões.

Fertilidade adolescente versus anos de escolaridade

Ehrlich & Holdren (1971) – Pimm (2005):

I = PAT

I = impacto humano total

P = número de pessoas

A = afluência (consumo)

T = tecnologia para satisfazer esse consumo

Tecnologia e estilo de vida:

Também afetam a relação população x ambiente

“Our ecological footprint”

M. Wackernagel & W. Rees (1996)

Pegada ecológica:

Possibilita estimar o consumo de recursos e requerimentos de assimilação de efluentes de uma população humana ou economia em termos de uma área de terra correspondente

Ou, a pegada ecológica considera o fluxo de energia e matéria para uma determinada economia e o que é gerado por ela e transforma essas grandezas em uma área equivalente de água ou terra necessária para suportar esses fluxos.

OU, de outra forma, se vivêssemos em um terrário, qual o tamanho necessário para suportar a população humana contida nesse terrário?

Pegada ecológica - premissas:

- O homem não está isolado da natureza e a economia humana é um SUB-SISTEMA DEPENDENTE da ecosfera

- Assim, o homem deveria ser estudado exatamente como qualquer outro grande organismo consumidor

Consequência: a sustentabilidade requer uma mudança de ênfase, de MANEJAR

RECURSOS para MANEJAR NÓS MESMOS!

Somos parte da natureza

A energia e parte da matéria que passa pela economia é permanentemente dissipada no ambiente e nunca será usada novamente

Desenvolvimento sustentável:

“Desenvolvimento que produz as necessidades do presente sem comprometer a capacidade de as futuras gerações encontrarem suas próprias necessidades” United Nations World Commission on Environment and Development (1987)

Minimização do sofrimento humano (equitabilidade presente e futura) e ambiente

são considerados em conjunto pela primeira vez na mesma equação

Analogia com o balde

Como estimar a pegada ecológica?

a)Consumo de energia fóssil (área necessária para sequestrar o carbono)

b)Área degradada para construção

c) Área para produção de verduras e frutas

d)Áreas agrícolas

e)Pastagens (produção de leite, carne e lã)

f) Florestas

Resumindo

Energia Área construída

Área p/ verduras

Área agrícolas

Pastagens Uso de Florestas

Como estimar a pegada ecológica?

Alguns resultados:Uma pessoa que percorre 100 km por semana

122 m2

301 m2

1442 m2

Alguns resultados

A Holanda necessitaria de uma área 15 vezes maior

No contexto global:

As maiores “pegadas ecológicas” pertencem aos países desenvolvidos

... só existem 1,5 hectares por pessoa no planeta!

os norte-americanos usam o equivalente a 5 hectares, mas...

Hectare global:

É uma medida da biocapacidade do planeta; é medido com base nas áreas biologicamente produtivas do planeta.

Estimativas recentes: 2,1 – 2,6 ha/pessoa

No contexto global:

As maiores “pegadas ecológicas” pertencem aos países desenvolvidos: precisaríamos de 3 planetas se todos os habitantes consumissem como os EUA!

Pegada ecológica:

Demanda humana (em hectares/pessoa) dos continentes

Pegada ecológica (2006), em hectares per capita

2,6 ha/pessoa no planeta

Brasil = 2,3 ha/pessoa

ONU – 2013

Há 15 anos, a pegada ecológica do planeta já era 30% maior que a natureza pode

sustentar!

Em dezembro de 2009

http://www.myfootprint.org/

http://www.footprintnetwork.org/en/index.php/GFN/page/personal_footprint/

Pegada ecológica versus IDH

ONU – 2012

- Com base nos dados da Pegada Ecológica, Cuba é o país mais sustentável!;

- Não se consideram os avanços tecnológicos (p. ex., pode-se elevar muito a produção agrícola com menos degradação);- Alta relação com o IDH mas não com degradação do solo (então mede desenvolvimento e não a sustentabilidade);

Quanto consumimos da produção vegetal do planeta? (S. Pimm, 2005)

Utilizamos (em bilhões de toneladas):

- 26 (culturas agrícolas)

- 14 (florestas)

- 17 (pastagens)

- 3 (áreas urbanas)

ISSO REPRESENTA 42% DA PRODUÇÃO TOTAL DO PLANETA!

Extinções: sempre ocorreram, mas as taxas atuais não encontram paralelo na história da Terra

O crescimento populacional e o estilo de vida CERTAMENTE aceleram as extinções

S. Pimm (2005):- estimativas indicam que uma espécie perdure por ca. 1 milhão de anos

- então, para cada milhão de espécies, espera-se que 1 seja extinta em um ano

SERÁ QUE É ISSO QUE ESTAMOS SERÁ QUE É ISSO QUE ESTAMOS OBSERVANDO HOJE?OBSERVANDO HOJE?

- aves (grupo ideal para testar essas taxas):aves (grupo ideal para testar essas taxas):- há 10.000 espécieshá 10.000 espécies- espera-se, então, 1 extinção a cada 100 espera-se, então, 1 extinção a cada 100 anosanos- há extinção de 1 espécie de ave há extinção de 1 espécie de ave

por ano!por ano!

• Resultados para Resultados para florestas tropicais florestas tropicais baseados em:baseados em:- perdas de habitat,perdas de habitat,- relação espécie árearelação espécie área- curva de curva de sobrevivência de sobrevivência de espécies em espécies em fragmentosfragmentos

Pimm & Raven (2000)Pimm & Raven (2000)

As extinções continuam mesmo depois de As extinções continuam mesmo depois de ocorrida a fragmentação de hábitats!ocorrida a fragmentação de hábitats!

Crescimento humano e de outras espécies: estamos livres das “leis

naturais”?

Crescimento humano e de outras espécies

Time (days)

log

area

(m

2 )

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80

Crescimento humano e de outras espécies:

Aprendendo com o passado:

J. Diamond, 2005, Colapso: como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso

5 pontos para entender o colapso:

- Dano ambiental, mudança climática, vizinhança hostil e parceiros amistosos

- o mais importante: A RESPOSTA DA SOCIEDADE AOS PROBLEMAS AMBIENTAIS

Exemplo que fracassou (em grande parte por não saber resolver problemas

ambientais)Ilha de Páscoa:

- Impactos ambientais humanos (desmatamento de um ambiente frágil e destruição de populações de aves)

- fatores políticos, sociais e religiosos, brigas entre clãs e impossibilidade de imigração

Há evidências de um fim trágico, com guerras entre as clãs, carnificinas e até canibalismo; isso deve ter sido comum no período final de várias sociedades

Exemplo que alcançou sucesso:

Tikopia: ilha no Pacífico com 4,7 km2 que sustentou uma população de nativos de cerca de 1.200 pessoas por 3.000 anos

Medidas tomadas:

- Controle populacional (métodos nada ortodoxos para nós, ocidentais!)

- Tratamento adequado do ambiente (incluindo manejo de fragmentos florestais e plantações, incluindo policulturas)

REFLEXÕES PARA OS BIÓLOGOS:

Mudança de ênfase – preocupação com o HOMEM para preocupação com a

NATUREZA (se nós não cuidarmos dos outros 1,8 milhões de espécies, quem o

fará?)

O debate população x ambiente no contexto da disciplina Biologia Sanitária

VISÃO MAIS AMPLA, INCORPORANDO OUTROS ASPECTOS AO TRADICIONAL,

QUE ABORDA BASICAMENTE O TRATEMENTO DE ÁGUA E ESGOTO

VISANDO O SER HUMANO

O crescimento populacional negativo seria importante para melhorar a qualidade de vida

dos seres humanos

Literatura e sites consultados:

Hogan DJ. 1999. A relação entre população e meio ambiente: desafios para a demografia. In: Torres H & Costa H (orgs). População e meio ambiente: debates e desafios. Ed. Senac.

Diamond, JM. 2006. Colapso: como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso. Ed. Record.

Pimm S. 2005. Terras da Terra: o que sabemos sobre o nosso planeta. Ed. Planta.

ONU. 2011. Population facts.

ONU. 2013. Population facts.