FORMULÁRIO PARA APRESENTAÇÃO DE PROJETO DE PESQUISA - PIBIC TÍTULO DO PROJETO Especiação de Mercúrio nos sedimentos do Açude de Lucrécia - RN COORDENADOR Suely Souza Leal de Castro
Co-ORIENTADOR (Opcional) Luiz Fabrício Zara
ORIENTANDO Pedro Henrique C. S. Costa
RENOVAÇÃO DE PROJETO * SIM NÃO
1. RESUMO DO PROJETO (até 2000 caracteres com espaço)
A compreensão dos processos biogeoquímicos necessita da determinação das diferentes formas físico-químicas dos metais presentes, as quais somadas são iguais à concentração total do elemento metálico analisado. Apesar da determinação da concentração total de um metal em uma dada matriz ambiental ser importante, não é suficiente para predizer a ecotoxicologia deste no ambiente. Dentre os metais pesados mais investigados em estudos de especiação no ambiente encontra-se o mercúrio, um metal não essencial, que oferece altos riscos de contaminação para o meio ambiente e para o homem devido à sua capacidade de bioacumulação e biomagnificação, sendo o metilmercúrio a forma mais tóxica. Ao contrário das formas inorgânicas, a orgânica causa efeitos irreversíveis. A distribuição das diversas espécies de mercúrio que entram no sistema aquático é regulada por processos físicos, químicos e biológicos, os quais ocorrem no corpo aquático. Em águas, de um modo geral, há predominância da forma oxidada (divalente), que pode ou não estar associada a ligantes orgânicos ou inorgânicos. A espécie orgânica é de grande interesse uma vez que, em sua grande maioria, representa o metilmercúrio, que é um poluente altamente neurotóxico que se acumula nos organismos e biomagnifica ao longo da cadeia trófica. Diversas variáveis ambientais podem afetar as taxas de metilação sendo que a importância de cada um pode variar em diferentes ecossistemas. Assim, este projeto tem como objetivo determinar as concentrações de mercúrio orgânico e inorgânico presentes nas diferentes matrizes ambientais do Açude de Lucrecia/RN, região com alta incidência de mortalidade por câncer, e avaliar a influência das variáveis pH, Eh e COD em seu comportamento.
2. INTRODUÇÃO/JUSTIFICATIVA (até 7000 caracteres com espaço)
As substâncias tóxicas presentes no ambiente podem ser classificadas como (i) provenientes de elementos e compostos naturais e (ii) compostos tóxicos que são sintetizados pela indústria. Os elementos tóxicos deslocam-se no ambiente sob condições naturais através dos ciclos biogeoquímicos, nos quais estes elementos tornam-se disponíveis para a biota. As atividades humanas providenciam novas fontes de elementos que influenciam estes ciclos e, consequentemente, a disponibilidade desses elementos para a biota.
A compreensão dos processos biogeoquímicos, dos quais participam os metais-traço, necessita da determinação das diferentes formas físico-químicas dos metais presentes, as quais somadas são iguais à concentração total do elemento metálico analisado [1]. Apesar da determinação da concentração total de um metal em uma dada matriz ambiental ser importante, não é suficiente para predizer a ecotoxicologia deste no ambiente. Com exceção do As e Si, as formas orgânicas de metais são bem mais tóxicas do que o metal na sua forma inorgânica.
Dentre os metais pesados mais investigados em estudos de especiação no ambiente encontra-se o mercúrio, um metal não essencial, que oferece altos riscos de contaminação para o meio ambiente e para o homem devido à sua capacidade de bioacumulação e biomagnificação [2].
A exposição aguda ao mercúrio inorgânico pode causar danos aos pulmões, o mercúrio metálico aos rins [3] e o metilmercúrio, a forma mais tóxica, podem penetrar nas membranas, sendo, inclusive, capaz de atravessar a barreira hematoencefálica e a placenta [4 e 5]. O metilmercúrio entra na cadeia alimentar através da rápida difusão e forte ligação com as proteínas da biota aquática, atingindo sua concentração máxima em tecidos de peixes do topo da cadeia alimentar aquática devido à biomagnificação. Nos seres humanos, pode ligar-se aos grupos sulfidrilas existentes nas proteínas, convertendo-se rapidamente
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efeitos irreversíveis [6].
A distribuição das diversas espécies de mercúrio que entram no sistema aquático é regulada por processos físicos, químicos e biológicos, os quais ocorrem no corpo aquático [7]. A conversão entre estas diferentes formas é a base do complexo padrão de distribuição do mercúrio em ciclos locais e globais e de seu enriquecimento biológico [8].
Em águas, de um modo geral, há predominância da forma oxidada (divalente), que pode ou não estar associada a ligantes orgânicos ou inorgânicos [9]. A espécie orgânica é de grande interesse uma vez que, em sua grande maioria, representa o metilmercúrio, que é um poluente altamente neurotóxico que se acumula nos organismos e biomagnifica ao longo da cadeia trófica [10-12]. Este composto é formado através de uma reação de transferência de um grupamento metil para o mercúrio inorgânico. A metilação é mediada principalmente por microrganismos que habitam ambientes anóxicos. A metilação também pode ser abiótica, como resultado, por exemplo, da interação com substâncias húmicas presentes nos corpos d’água, porém com uma taxa de metilação menor do que a mediada por microrganismos. As taxas de metilação de mercúrio em sistemas aquáticos são influenciadas tanto pela especiação do mercúrio quanto por sua biodisponibilidade. Diversas variáveis ambientais, que se interrelacionam, tais como a atividade biológica dos microrganismos metiladores, disponibilidade de nutrientes, salinidade, pH, temperatura, potencial redox e presença de complexos orgânicos e inorgânicos, podem afetar as taxas de metilação. A importância de cada um desses fatores na produção de metilmercúrio pode variar em diferentes ecossistemas [13].
Os aspectos relacionados à toxicidade do mercúrio têm despertado a atenção da comunidade científica nestas últimas décadas devido, principalmente, ao potencial tóxico do mesmo para a biota e os seres humanos, bem como para melhor entender seu ciclo biogeoquímico, que envolve distribuição, bioacumulação, transformação e transporte no ambiente [14-17].
Estudos preliminares, realizados no interior do Rio Grande do Norte, têm demonstrado que os municípios de Lucrécia, Frutuoso Gomes e Martins apresentam taxas de mortalidade, por diferentes tipos de câncer, aproximadamente sete vezes maior quando comparado aos índices de outras regiões do Estado [18]. Além disso, foram encontradas concentrações significativas de mercúrio total nos sedimentos do açude de Lucrecia [19].
O sedimento, em sistemas aquáticos, é um importante compartimento que reflete a integração dos processos biológicos, físicos e químicos do ponto de vista de matéria e fluxo de energia. Estudos realizados com este compartimento contribuem para identificar as alterações ambientais em que estes ambientes estão submetidos.
Diante do exposto, faz-se necessário determinar as concentrações de mercúrio orgânico e inorgânico que se encontram presentes no Açude de Lucrécia/RN, bem como correlacioná-los aos parâmetros físico-químicos que influenciam o seu comportamento, propiciando melhor conhecimento sobre o ecossistema aquático e contribuindo para reduzir a exposição do mercúrio à população humana que se utiliza deste recurso hídrico.
* Em caso de renovação de projeto, o coordenador deverá explicitar as razões para tal, justificando com os dados preliminares.
3. OBJETIVOS (até 2200 caracteres com espaço) Objetivo geral
Determinar as concentrações de mercúrio orgânico e inorgânico presentes nas diferentes matrizes ambientais do Açude de Lucrecia/RN, região com alta incidência de mortalidade por câncer, e avaliar a influência das variáveis pH, Eh e COD em seu comportamento.
Objetivos específicos
- Determinar as concentrações de mercúrio orgânico e inorgânico em amostras de água e sedimento de fundo do Açude;
- Determinar o pH, o Eh e a concentração de COD nas amostras de água;
- Correlacionar os resultados e
- Avaliar o comportamento do mercúrio neste corpo aquático.
4. METODOLOGIA (até 4000 caracteres com espaço)
Serão realizadas duas campanhas de coleta, uma em período de estiagem e outra em período chuvoso. As coletas serão realizadas em diferentes pontos do Açude de Lucrecia, os quais serão demarcados com GPS. Serão coletadas amostras superficiais de água e sedimento.
As análises de pH e Eh redox serão realizadas in situ, durante a campanha de coleta.
As amostras para análise de mercúrio e carbono orgânico dissolvido serão coletadas em frascos de polietileno e mantidas sob refrigeração durante o transporte até o laboratório. Para a análise de COD serão utilizadas amostras previamente filtradas e o método titrimétrico. Para a determinação de mercúrio será utilizada a espectrometria de absorção atômica com sistema de geração de vapor a frio, utilizando nitrogênio como gás de arraste.
A validação das medidas será feita simultaneamente com brancos analíticos para determinação do limite de detecção e com padrão de referencia de Hg.
5. RESULTADOS E APLICAÇÕES ESPERADAS (até 4000 caracteres com espaço) Resultados esperados:
- Obter maior conhecimento sobre o ecossistema aquático e as problemáticas ambientais que o envolvem.
- Formar uma base de conhecimentos e de recursos humanos qualificados para atuarem na área de diagnóstico ambiental.
Aplicação científica:
- Incrementação e direcionamento da produção científica nas formas de artigos em revistas especializadas, congressos, etc.
Aplicação Social:
- O impacto social dar-se-á basicamente na educação (formação de recursos humanos) e na saúde, uma vez que fornecerá informações a respeito da qualidade da água do corpo aquático.
Aplicação ambiental:
- Os resultados propiciarão melhor gerenciamento do recurso hídrico.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (até 3000 caracteres com espaço) [1] Nakahara, T.; Prog. Analyt. Atom. Spectrosc. 1983, 6, 163.
[2] PARAQUETI, H.H.M., 2005. Estudo da especiação de mercúrio e da matéria orgânica dissolvida na coluna d’água do complexo costeiro do litoral do estado do rio de Janeiro: Baía de Sepetiba. Tese (Doutorado em Geoquímica) - Departamento de Geoquímica, Universidade Federal Fluminense, Niterói. 151 pp.
[3] Järup, L. 2003. British Medical Bulletin, 68: 167-182.
[4] Andren, A. W. e Nriagu, J. O. 1979. Methylation of mercury in aquatic environments. Pp. 203-207. In: J. O. Nriagu, (ed), The biogeochemistry of mercury in the environment, NY Elsevier/North – Holland Biomedical Press.
[5] Zahir, F.; Rizwi, S. J.; Haq, S. K. e Khan, R. H. 2005. Environmental toxicology and pharmacology, 20: 351-360.
[6] Bisinoti, M. C.; Jardim, W. F.; Quim. Nova 2004, 27, 593.
[7] Canela, M. C.; “Determinação de Mercúrio”, UNICAMP, 1995.
[8] Horvat, M.; “In Global and Regional Mercury Cycles: Sources, Fluxes and Mass Balances, Baeyens, W. et al., 1996, p 1.
[9] Cossa, D.; Thibaud , Y.; Romeo, M.; Gnassia-Barelli, M. In Le Mercure en Milieu Marin: Biogeochimie et Ecotoxicologie; Rapport Du IFREMER: Nantes, 1996.
[10] Clarkson, T.W. In Mercury Pollution: Integration and Synthesis; Watras, C.J.; Huckabel, J.W., eds.; Lewis Publishers:
Monterey, 1994, p. 631.
[11] Hamasaki, T.; Nagase, H.; Yoshioka, Y.; Sato, T.; Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 1995, 25, 45.
[12] Templeton, D. M.; Ariese, F.; Cronelis, R.; Danielsson, L. G.; Muntau, H.; Van Leeuwen, H. P. Lobinski, R.; Pure Appl. Chem.
2000, 72, 1453.
[13] Miranda, M. R.; Souza, S. A. C.; Guimarães, J. R. D.; Correia, R. R. S.; Oliveira, D. Oecol. Bras., 11 (2): 240-251, 2007.
[14] Kanno, A.; Akagi, H.; Takabakate, E.; Eisei Kagaku-Japanese Journal of Toxicology and Environmental Health 1985, 31, 260.
[15] Marins, R. V.; Filho, F. J. De P.; Maia, S. R. R.; Lacerda, L. D.; Marques, W. S.; Quim. Nova 2004, 27, 763.
[16] Miretzky, P.; Bisinoti, M. C.; Jardim, W. F.; Rocha, J. C.; Quim. Nova 2005, 28, 438.
[17] Bisinoti, M. C.; Jardim, W. F.; J. Braz. Chem. Soc. 2003, 14, 244.
[18] Serra, C. V.; Leal, S. C.; Baptista, G. M. M.; Castro, C. F. S. e Zara, L. F. Environmental and molecular mutagenesis, v. 47, p.
476-476. 2006
[19] Vieira, H. D.; Castro, G. R e Zara, L. F. Avaliação de níveis de mercúrio em sedimento nos açudes de Lucrecia e Almino Afonso - RN. In: 29º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2006. Águas de Lindóia-MG.
7. ORÇAMENTO
RUBRICAS/DISCRIMINAÇÃO
Material de Consumo Quantidade Valor Individual R$ Valor Total R$
Gás nitrogênio de alta pureza 1 R$1.125,00 R$1.125,00
Ácidos de alta pureza 3 R$375,00 R$375,00
Total de Material de Consumo R$1.500,00
Serviço de Terceiros Pessoa Física Quantidade Valor Unitário R$ Valor Total R$
Total de Serviço de Terceiros Pessoa Física
Serviço de Terceiros Pessoa Jurídica Quantidade Valor Unitário R$ Valor Total R$
Total de Serviço de Terceiros Pessoa Jurídica
Passagens/Trecho Quantidade Valor Unitário R$ Valor Total R$
Passagens – Total
Diárias Quantidade Valor Unitário R$ Valor Total R$
Diárias - Total
Bolsa de iniciação científica Quantidade Valor Unitário R$ Valor Total R$
Bolsa de IC, por um ano, para 01 aluno de graduação em química. 12 R$300,00 R$3.600,00
Bolsa de Iniciação Científica - Total R$3.600,00
VALOR TOTAL DO PROJETO 5.100,00
8. TERMO DE COMPROMISSO DO SOLICITANTE
Declaro, para fins de direito, conhecer as normas gerais fixadas pelo presente edital, pelo CNPq e pela UERN para a concessão de Bolsas de Iniciação Científica.
Mossoró, 1 de junho de 2009.
Assinatura do(a) Coordenador(a)
