Efeitos Directos nos Diferentes Elementos da Superfície e na Saúde Humana

Efeitos na Vegetação

As plantas são elementos receptores de substâncias atmosféricas biologicamente tóxicas, as quais são susceptíveis de induzir efeitos adversos, quando presentes numa larga gama de concentrações e num espectro amplo de condições ambientais. Com base no tipo de resposta das plantas à exposição a poluentes do ar, os efeitos são tradicionalmente classificados em agudos e crónicos. As respostas agudas envolvem mudanças rápidas nos processos biológicos e fisiológicos que, em determinadas circunstâncias, levam ao aparecimento de danos visíveis, ao nível foliar (Kruppa e Manning, 1988). Estas respostas agudas são induzidas pelas elevadas concentrações de poluentes, que podem prevalecer durante algumas horas. Em contraste com as respostas agudas, os

efeitos crónicos resultam da exposição prolongada à poluição do ar, durante a qual a planta está sujeita a menores concentrações horárias e a episódios de ocorrência variável de concentrações relativamente mais elevadas (efeitos agudos). A grande diferença entre ambos é que, enquanto os efeitos agudos não se repercutem necessariamente ao nível da comunidade vegetal, os efeitos crónicos reflectem-se ao nível da planta e do ecossistema (Kickert e Kruppa, 1990).

Os efeitos que se apresentam mais evidentes estão sumariados no quadro 2.1. De uma forma geral, esses efeitos ocorrem quer ao nível das superfícies cuticulares, quer ao nível dos tecidos internos da planta. Os danos causados na parte exterior das folhas são claramente visíveis, manifestando-se geralmente com o aparecimento de manchas, esbranquiçadas ou coloridas, ou de lesões necróticas que eventualmente podem atingir zonas profundas. Os efeitos causados ao nível dos tecidos internos resultam essencialmente da propensão que os gases apresentam para se difundir através dos estomas das plantas, atingindo facilmente o seu interior. As consequências mais evidentes são as alterações estruturais das membranas celulares, e a necrose de alguns tecidos mais sensíveis e, ainda, um conjunto de alterações bioquímicas e fisiológicas. Em resposta à exposição a determinados poluentes, a vegetação pode ainda pôr em prática mecanismos de defesa e/ou reparação, como por exemplo, aumentar a actividade enzimática e promover a produção de espécies químicas, como o etileno (Kangasjärvi et al., 1994).

Além dos efeitos directos sobre a vegetação, a atenção da comunidade científica está agora centrada sobre os efeitos que têm repercussões ao nível da comunidade vegetal e do ecossistema – os efeitos crónicos. Estes efeitos de escala superior manifestam-se de várias formas e têm sido observados em várias regiões do nosso planeta. Um dos problemas mais preocupantes é a manifesta redução das taxas de crescimento da vegetação, que juntamente com a redução da produtividade e qualidade dos produtos agrícolas acarretam avultados prejuízos económicos (Heck et al., 1988; Heck, 1990; DETR, 1999).

A persistência destes efeitos da poluição do ar, por longos períodos, pode também favorecer umas espécies em relação a outras, acabando por conduzir ao desaparecimento das espécies mais sensíveis. Situações ainda mais graves prendem-se com o declínio de florestas em algumas regiões da Europa e dos EUA (Ashmore, 1985). Estas relações causais, entre poluição do ar e os efeitos na vegetação, são circunstanciais, mas é um facto que as plantas ficam menos resistentes a todo o tipo de stress ambiental e mais vulneráveis a doenças e infecções provocadas por insectos, quando expostas a um poluente ou mistura de poluentes (Hosker e Lindberg, 1982; Chevone e Linzon, 1988).

Poluição do Ar: Poluentes, Efeitos e Estratégias de Controlo

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Quadro 2.1

Natureza e tipo de efeitos que os poluentes causam na vegetação (Hosker e Lindberg, 1982)

Natureza do efeito Efeitos

Bioquímico Fisiológico Danos físicos Crescimento e vigor Produção e qualidade Acumulação Comunidade e ecossistema

Alteração da actividade enzimática e das estruturas das membranas celulares.

Redução das taxas de assimilação do CO2 e de transpiração, i.e., alteração do metabolismo da planta.

Aparecimento de pigmentação e de lesões cloróticas e necróticas em diferentes partes das plantas.

Redução do crescimento da planta ou partes desta e diminuição da capacidade de resistência a outras pressões ambientais.

Redução da produção e da qualidade de partes da planta importantes do ponto de vista económico.

Acumulação de poluentes pelos vegetais pode reduzir a utilidade destes e torná-los prejudiciais para o consumidor pelo facto de contaminarem a cadeia alimentar.

Mudanças na estrutura da comunidade vegetal, com desaparecimento das espécies mais sensíveis.

Os poluentes gasosos mais tóxicos são o O3, o SO2, o NO2, os fluoretos e o PAN. Os efeitos

do ozono sobre moléculas bioquímicas foram objecto de estudo, há pelo menos noventa anos, e sobre organismos vivos o primeiro trabalho surgiu quase meio século mais tarde (Mudd, 1996). A destruição da vegetação, causada pela exposição aguda ou crónica a determinados níveis de ozono, também tem sido observada em numerosos países e tem sido objecto de intensa investigação. A primeira observação dos efeitos do ozono sobre os seres vivos surgiu na área de Los Angeles nos Estados Unidos da América, onde foi possível detectar sinais de destruição foliar - a weather fleck. Este fenómeno foi atribuído à ocorrência de episódios de smog fotoquímico, que naquela altura, se pensava constituir um fenómeno peculiar do Sul da California (Colbeck e Mackenzie, 1994). Mais tarde, em 1952, a weather fleck foi encontrada em Connecticut na planta do tabaco. A partir de 1960, a presença de ozono e os efeitos associados passaram a ser tema de preocupação no

Continente Europeu. Winner et al. (1989) apresentaram um conjunto de dados experimentais que demonstram claramente os efeitos perniciosos do ozono sobre a vegetação.

Os efeitos directos da absorção de SO2 pela vegetação estão também bem documentados,

mas a informação disponível é controversa em alguns aspectos. Enquanto alguns estudos sugerem que as plantas expostas a elevadas concentrações de SO2 sofrem um retardamento no seu

crescimento, com alterações da sua morfologia, funções fisiológicas e uma aceleração do processo de senescência (Lendzian e Unsworth, 1983), outros autores referem que as plantas podem usar uma grande parte do SO2 absorvido na síntese de compostos de enxofre necessários para o seu

crescimento e desenvolvimento, principalmente quando outras fontes de enxofre são pouco abundantes (Rennenberg, 1984; DeKok, 1990).

Convém salientar, todavia, que estas relações causais carecem, todavia, de maior evidência experimental, dado que a hipótese de surgirem apenas em resultado do efeito da poluição do ar é circunstancial. Estes efeitos dependem não somente das concentrações e do tempo de exposição, mas também de uma série de factores genéticos, ambientais e químicos que determinam a resposta da vegetação. O estudo destas relações causais em condições controladas são importantes, mas não produzem resultados totalmente esclarecedores, porque geralmente restringem-se ao estudo da acção isolada de um ou dois poluentes. Os estudos laboratoriais que contemplam a acção conjunta de mais do que um poluente, demonstram que estes podem apresentar algumas sinergias, susceptíveis de incrementar consideravelmente o impacte que resultaria da acção individual de cada um deles (Runeckles, 1986).

Efeitos na Saúde Humana

Os efeitos nefastos dos poluentes atmosféricos sobre a saúde humana representam o factor de maior motivação, subjacente ao trabalho que tem vindo a ser desenvolvido com vista a compreender e a controlar as suas fontes. A magnitude dos efeitos da maior parte das substâncias tóxicas do ar na saúde humana não é surpreendente, uma vez que uma pessoa tipicamente activa pode inalar entre 10 a 20 m3 de ar ao longo de 24 horas. O ar inalado, ao atingir os pulmões, é transferido através dos alvéolos, os quais estão em contacto estreito com um elevado número de vasos sanguíneos de dimensões reduzidas. É por esta razão que os efeitos da poluição do ar nos seres humanos são mais críticos ao nível do aparelho respiratório.

O ozono é um dos poluentes atmosféricos mais importante em termos de toxicologia humana, dado que penetra nas vias respiratórias profundas, causando doenças crónicas pulmonares e infecções respiratórias, mesmo quando presente em concentrações baixas e exposições de curta duração. Os principais sintomas ou sinais dos problemas respiratórios causados pelo ozono são a

Poluição do Ar: Poluentes, Efeitos e Estratégias de Controlo

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tosse e dor aguda ao inspirar. Lippmann (1989) sumaria a natureza da resposta humana à simples exposição do ozono. Este efeito de toxicidade do ozono sobre os tecidos pulmonares foi reconhecido em 1851, aquando da sua síntese inicial (Bates, 1989), mas apenas em 1967 foi apresentado como factor de doença pública, ao afectar os atletas dos liceus na Califórnia (Wayne et

al., 1967). A reprodutibilidade e a significância estatística das alterações dos índices da função

pulmonar pode ser mais frequente em pessoas que estão em actividade no exterior durante episódios fotoquímicos, mas é também claro que os níveis de ozono, encontrados em áreas rurais, podem afectar a saúde dos pulmões de qualquer indivíduo, independentemente do seu escalão etário. Existem, no entanto, certos grupos de pessoas bastante mais sensíveis, como as crianças com o sistema respiratório ainda em desenvolvimento, idosos com sistema respiratório afectado, e pessoas com problemas de asma e outros problemas respiratórios congénitos (PORG, 1997).

O NOX e os seus produtos de oxidação podem também causar uma grande variedade de

impactes na saúde humana, consoante a sua concentração no ar e o tempo de exposição. O NO2

contribui para problemas cardíacos e pulmonares, diminui a resistência dos organismos humanos a infecções várias e pode actuar como agente cancerogénico. Os produtos de oxidação do NOX,

principalmente as partículas pequenas também penetram profundamente nas partes mais sensíveis dos pulmões, causando eventualmente graves danos no funcionamento do sistema respiratório e agravar problemas cardíacos existentes (PORG, 1997 e referências citadas nesta).

A exposição prolongada ao dióxido de enxofre também pode causar problemas vários nos seres humanos. O SO2 é irritante para as mucosas dos olhos, pode provocar bronquites crónicas,

assim como potenciar crises cardíacas e respiratórias em indivíduos sensíveis. Os grupos de pessoas que fazem parte dos extremos etários da população, juntamente com os indivíduos doentes ou debilitados são normalmente os mais afectados, quando expostos a concentrações elevadas deste poluente (DETR, 1999).

Efeitos em Materiais Não-Biológicos

As propriedades reactivas dos poluentes conferem-lhes elevadas capacidades de destruição de certos materiais economicamente importantes, como metais, elastómeros, fibras têxteis, tintas, gravuras e livros. O ozono tem sido um dos poluentes mais estudados em relação a esta questão e, é talvez aquele que apresenta um raio de acção mais alargado, mas o efeito de poluentes como o SO2

e, em menor extensão o NOX, são em tudo equivalentes. O mecanismo de destruição dos materiais

elastoméricos e das pinturas envolve a cisão da ligação dupla carbono-carbono das moléculas orgânicas insaturadas de cadeia longa. As moléculas orgânicas sintéticas são geralmente mais resistentes à destruição pelo ozono. A destruição pelo ozono toma geralmente a forma de cracking

(craqueamento, rachaduras, fraccionamento) que conduz à fragilidade do material. Nos têxteis, os principais sinais do efeito do ozono traduzem-se na diminuição da resistência e na mudança de cor das fibras estampadas (Colbeck e Mackenzie, 1994; DETR, 1999).