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Universidade Estadual do Rio Grande do SulUniversidade Estadual do Rio Grande do SulCurso Superior de Tecnologia em Gestão AmbientalCurso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental

Componente curricular: BIOINDICADORES AMBIENTAISComponente curricular: BIOINDICADORES AMBIENTAISAula 3Aula 3

1. Créditos: 302. Carga horária semanal: 2 (4 concentradas)3. Semestre: 1°4. Bioindicadores da qualidade do ar.

Professor Antônio Ruas

•1.Introdução

• Dentre os diversos problemas ocasionados pelo modelo de desenvolvimento capitalista podemos mencionar a poluição atmosférica, problema esse cada vez mais eminente nos grandes centros urbanos.

• O impacto da poluição ambiental é mais observado em populações que residem nas proximidades de áreas industrializadas, quando comparadas com populações de áreas isoladas. Diversos estudos relatam estes efeitos na saúde humana. A poluição atmosférica tem afetado a saúde da população, mesmo quando seus níveis encontram-se aquém do que determina a legislação vigente.

•

•1.Introdução

• Como é sabido que os componentes da contaminação atmosférica antropogênica atingem o organismo predominantemente por via inalatória, é de se esperar que seus principais efeitos se manifestem no trato respiratório. A exposição aos poluentes ambientais é reconhecida como um importante fator de risco para a ocorrência das internações hospitalares em crianças, absenteísmo escolar, mortalidade intrauterina e também para defeitos congênitos.

•1.Introdução

• Há fortes evidências de que a poluição atmosférica está associada com aumentos importantes no risco de morte e doenças crônicas em crianças, resultados desastrosos na gravidez e agravamento de doenças. A relação entre danos à saúde e poluição atmosférica foi estabelecida a partir de períodos, onde foram detectados altos níveis de poluição do ar. É bastante conhecido na literatura o excesso de mortes ocorrido em Londres nos anos de 1948 e 1952, onde foram descritos incrementos de aproximadamente 300 e 4.000 mortes, respectivamente. Outros desastres decorrentes da poluição do ar ocorreram anteriormente no Vale de Meuse, Bélgica e Donora nos Estados Unidos

•2. Poluição atmosférica

• Entende-se como poluente atmosférico qualquer forma de matéria ou energia com intensidade e em quantidade, concentração, tempo ou características em desacordo com os níveis estabelecidos e que tornem ou possam tornar o ar:• • Impróprio nocivo ou ofensivo à saúde;• • Inconveniente ao bem estar público;• • Danoso aos materiais, à fauna e flora;• • Prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade.

• Controle das emissões e da concentração de poluentes no ar: • Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA (Resoluções) 018/ 86 (de 06/ 05/ 1986), 005/ 89 (de 15/ 06/ 1989), 003/ 90 (de 28/ 06/ 1990) n°008/ 90 (de 06/ 12/ 1990). • Resolução 005/ 89: instituiu o Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar – PRONAR.


• Poluentes primários - aqueles emitidos diretamente pelas fontes de emissão;

• Poluentes secundários – aqueles formados na atmosfera através da reação química entre poluentes primários e componentes naturais da atmosfera.

• A qualidade do ar, mesmo mantidas as emissões, pode mudar em função das características meteorológicas, que determinam o grau de dispersão dos poluentes.

• As mais importantes fontes de poluentes atmosféricos são indústrias, usinas termoelétricas, incineradores de lixo, calefação doméstica e, especialmente, tráfego de automóveis.

•


• Entre os inúmeros poluentes emitidos para a atmosfera, em áreas urbanas, ou gerados por processos secundários estão: dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, ozônio, materiais particulados e compostos orgânicos como benzeno ou hidro-carbonetos aromáticos policíclicos.

• Os compostos fotoquímicos (ozônio) e os materiais particulados, têm uma importância cada vez maior, devido ao aumento do tráfego de automóveis.

• Possíveis efeitos mutagênicos das complexas misturas de poluentes atmosféricos nas cidades têm recentemente causado preocupação pública.

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• Há 02 tipos de padrões de qualidade do ar.

• Padrões primários - concentrações de poluentes que, ultrapassadas, poderão afetar a saúde da população. São os níveis máximos toleráveis.

• Padrões secundários - concentrações abaixo da qual se prevê o mínimo efeito adverso para a população.

• Os padrões de qualidade do ar são baseados em estudos científicos dos efeitos produzidos por poluentes específicos e são fixados em níveis que possam propiciar uma margem de segurança adequada.

•


• Os padrões nacionais foram estabelecidos pelo IBAMA - Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e aprovados pelo CONAMA - Conselho Nacional de Meio Ambiente, por meio da Resolução CONAMA 03/90. Esta resolução estabeleceu o Plano de emergência para episódios críticos de poluição do ar (para estados, municípios, sociedade).

• Um ECPA é a presença de concentrações altas subitamente devido aà condições metereológicas desfavoráveis à dispersão.

• Ficaram estabelecido os níveis de atenção, alerta e emergência.

• Os padrões nacionais de qualidade do ar e dos níveis de atenção, alerta e emergência são apresentados a seguir.

Padrões nacionais de qualidade do ar (Resolução CONAMA nº 03 de 28/06/90)

Poluente Tempo de Amostragem

Padrão Primário µg/m³

Padrão Secundário µg/m³

Método de Medição

partículas totais em suspensão

24 horas1 MGA2

240 80

150 60

amostrador de grandes volumes

partículas inaláveis

24 horas1 MAA3

150 50

150 50

separação inercial/filtração

fumaça 24 horas1 MAA3

150 60

100 40

refletância

dióxido de enxofre

24 horas1 MAA3

365 80

100 40

pararosanilina

dióxido de nitrogênio

1 hora1 MAA3

320 100

190 100

quimiluminescência

monóxido de carbono

1 hora1 8 horas1

40.000 35 ppm 10.000 9 ppm

40.000 35 ppm 10.000 9 ppm

infravermelho não dispersivo

ozônio 1 hora1 160 160 quimiluminescência

•1 - Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano.•2 - Média geométrica anual.•3 - Média aritmética anual.• Fonte: CETESB

• O nível de atenção é declarado pela CETESB com base na Legislação Estadual que é mais restritiva (200 µg/m3). Fonte: Companhia Ambiental do Estado de São Paulo Fonte: CETESB

Critérios para episódios agudos de poluição do ar (Resolução CONAMA nº 03 de 28/06/90) Parâmetros Atenção Alerta Emergência partículas totais em suspensão (µg/m3) - 24h

375 625 875

partículas inaláveis (µg/m3) - 24h

250 420 500

fumaça (µg/m3) - 24h

250 420 500

dióxido de enxofre (µg/m3) - 24h

800 1.600 2.100

SO2 X PTS (µg/m3)(µg/m3) - 24h

65.000 261.000 393.000

dióxido de nitrogênio (µg/m3) - 1h

1.130 2.260 3.000

monóxido de carbono (ppm) - 8h

15 30 40

ozônio (µg/m3) – 1h

400* 800 1.000

Poluente Período Concentração média máxima permitida (μg/m³)*

MP10 24h 50 SO2 24h 20 O3 1h 100 NO2 1h 190 CO 8h 10000

•Tabela 1. Padrões Nacionais de Qualidade do Ar – OMS

•*Uma vez ao ano. Fonte: GOMES, et. al., 2008

• As substâncias mutagêncas e carcinogêncas são, por exemplo, benzeno, metais pesados e hidrocarbonetos.

• Mesmo com valores abaixo do nível permitido pelos órgãos responsáveis, a poluição atmosférica tem afetado de forma significativa a vida dos seres vivos. Embora o mecanismo biológico específico ainda esteja em estudo, diversos autores sustentam que o efeito deletério da poluição atmosférica na saúde da população é causal.

•3. Relação com a saúde.

• Estima-se que a exposição à particulate matter (PM), uma mistura de partículas líquidas e sólidas em suspensão no ar, classificadas de acordo com o seu diâmetro, causa 800.000 mortes em todo o mundo, das quais 35.000 ocorrem na América Latina. Crianças, idosos e portadores de doenças cardiorespiratórias prévias, incluindo os asmáticos, compõem a população mais suscetível aos efeitos da poluição atmosférica.

• Estudos recentes realizados em diferentes contextos urbanos, incluindo a cidade de São Paulo, têm mostrado associações importantes entre níveis de poluição do ar e atendimentos ambulatoriais, hospitalizações e óbitos por doença respiratória. Nesses estudos, material particulado inalável e óxidos de nitrogênio têm sido os poluentes mais consistentemente relacionados com os efeitos deletérios sobre o aparelho respiratório.

•4. Vegetais e líquens como bioindicadores.

• Os biomonitoramentos, passivo e ativo, têm sido amplamente utilizados no Brasil nas últimas décadas para estudos diversos da qualidade do ar e efeito dos poluentes sobre as espécies vegetais inferiores e superiores, fungos e líquens.

• As plantas superiores são particularmente úteis para programas de biomonitoramento da qualidade do ar. São organismos eucarióticos, com complexidade genética similar à do homem e são facilmente cultivadas. Além disto, muitas plantas possuem ciclos de vida curtos, o que permite uma avaliação dos efeitos causados por perturbações ambientais em curto prazo

•


• As plantas bioindicadoras, devido sua sensibilidade às alterações no ambiente, oferecem significativa resposta aos poluentes, apresentando modificações em suas estruturas. Essas mudanças podem ser observadas tanto em nível macroscópico, através do aparecimento de cloroses, necroses, queda de folhas ou diminuição no seu crescimento, como pode ocorrer em nível genético, estrutural, fisiológico ou bioquímico, não sendo visualmente observadas.

•


• Angiospermas.

• Espécies:

• Nicotiana tabacum (o tabaco);

• Tillandsia sp., T. usneoide; T. capillaris;

• T. caput medusae; T. bulbosa,

• angiospermas da família das

• Bromeliaceae.

• T. usenoide é conhecida como

• Barba-de-pau,

• Barba-de-velho,

• Musgo Espanhol..


• Angiospermas.

• Espécies: Tradescantia pallida; T. pallida purpura:

• Angiosperma cultivável, da família Commelinaceae, de valor para jardinagem. O nome popular é Trapoeraba-roxa

• É usada para observação

•de efeitos genotóxicos.


• Angiospermas.

• Espécies:

• Tibouchina pulchra.

• Outra Angiosperma da família Melostomataceae de valor para jardinagem. Considerada

•Tolerante, pode ser usada

•para observação de

•alterações

•fisiológicas e bioquímicas

•pela acumulação de metais

•pesados e fluoretos.


• Musgos

• Pleurozium schereberi e Hylocomium splendens são musgos da família Hylocomiaceae que ocorrem na América, Europa e Ásia. Utilizadas, juntas ou separadamente, no biomonitoramento de metais pesados e material particulado.

• As concentrações de 37 elementos químicos, em amostras coletadas de musgos, estão relacionadas a elementos presentes na atmosfera os quais provocam danos a saúde

• Hipnum cupressiforme é um musgo próximo, pertence à família Hypnaceae, com ocorrência registrada na América, Europa, Ásia, África e Oceania. São utilizados na avaliação de metais pesados e hidrocarbonetos presentes na atmosfera.

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• Musgos


• Líquens

• Os líquens mostram alta sensibilidade a poluentes, não somente pela diminuição da sua vitalidade, como por sintomas externos característicos. Eles são reconhecidos por serem muito sensíveis à poluição atmosférica e, desde o século IX, são utilizados como bioindicadores, sendo objeto de vários trabalhos que visam o controle das alterações atmosféricas em vários locais.

•


• Líquens

• Gênero Usnea:

• Líquens da família Parmeliaceae, também chamados de barbas: Barba-de-homem, Líquen barba, Musgo de árvore.

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• Líquens

• Gênero Usnea:

• Líquens da família Parmeliaceae, também chamados de barbas: Barba-de-homem, Líquen barba, Musgo de árvore.

• Usnea barbata, U. b. amblyocada produz ácido úsnico, antibiótico natural, principais espécies usadas como bioindicadores.

• U. b. amblyoclada é geralemente intolerante à poluição atmosférica, podendo não crescer. Coletadas nas proximidades de minas de extração de Pb, nas províncias do Canadá e no Vale de St. Lawrey, EUA permitiram avaliar a composição isotópica de Pb nestes locais, possibilitando o primeiro mapeamento da distribuição isotópica de Pb no Nordeste da América do Norte .


• Líquens

• Gênero Usnea:

• U. b. amblyoclada: parâmetros bioquímicos e de crescimento em amostras transplantadas da espécie, submetidas à ação de poluentes atmosféricos contidos em emissões veiculares e industriais, foram avaliados na cidade de Córdoba, Argentina. Verificou-se que altas concentrações de clorofila e dos demais parâmetros analisados coincidiam com a elevação dos níveis de partículas suspensas, hidrocarbonetos, oxônio (O3) e ácido sulfídrico (H2S) atmosférico.

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• Líquens

• Gênero Parmelia (próximo de Usnea, líquen crustáceo)

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• Líquens

• Parmelia caperata: em diversos estudos de biomonitoramento da qualidade do ar para análise de metais, avaliando as variações intra e inter-específicas na capacidade de bioacumulação.

• Parmelia sulcata: para análise de metais acumulados. Através da análise da concentração de elementos-traço nesta espécie, foram avaliadas as contribuições de vapores de fontes geotérmicas naturais para a contaminação da atmosfera, em dois locais do Monte Amiata na Itália.

• Parmelia consparca: no monitoramento da qualidade do ar em áreas vulcânicas ativas, pois a composição do líquen reflete a contribuição de partículas de material vulcânico (elemento de maior traço) em sua constituição.


• Líquens

• Gênero Xanthoria: líquens crustáceos da família Teloschitaceae.

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• Líquens

• Xanthoria parietina: como bioindicador de metais pesados em emissões atmosféricas. É tolerante às atmosferas poluídas com metais pesados. Foram analisadas as concentrações de Hg e outros elementos-traço, coletados nas proximidades de uma usina geo-termoelétrica, em Bagnore, Itália, verificando correlação linear entre os valores de concentrações de Hg nos liquens e nos ambientes expostos a emissões naturais e da usina.

• Foram analisadas concentrações de 27 elementos químicos provenientes de emissões vulcânicas em amostras de líquens presentes em troncos e rochas, no Monte Etna e Ilha Vulcano, Itália, com resultados significativos sobre a importância de líquens no monitoramento da qualidade do ar sob influência de emissões vulcânicas.


• Líquens

• Amostras de líquens expostos a emissões atmosféricas industriais e ao tráfego de veículos foram analisadas para verificar as concentrações de metais como arsênio (As), cádmo (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), chumbo (Pb), vanádio(V), zinco (Zn) e mercúrio (Hg).

• Com base na freqüência da espécie, considerada sensível ao poluente da área de estudo, foi verificado o Índice de Impureza Atmosférica (IAP).

• Exemplos

• Exercício.

• Sugerir usos de bioindicadores.

• Quais os grupos mais indicados?

• Viabilidade no Brasil?

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