Allegra Viviane Yallouz Pesquisador do
Serviço de Desenvolvimento Sustentável-SEDS Centro de Tecnologia Mineral-CETEM
Título mais recente – Doutorado em Química Analítica pela PUC-Rio – em 1997 Endereço para correspondência: Rua Tonelero, 89/704
Copacabana, Rio de Janeiro, Brasil CEP:22030-000
Método alternativo de determinação de mercúrio em amostras ambientais: Uma ferramenta na prevenção de intoxicação por peixe contaminado RESUMO:
Neste artigo está sendo abordada uma visão geral da problemática do da intoxicação por metil mercúrio contido no pescado, em particular sobre a realidade brasileira. Destaque está sendo dado ao método alternativo que pode ser utiliado como uma ferramenta para permitir a avaliação contínua da qualidade do pescado. Está também detalhado a infraestrutura necessária para o desenvolvimento e estão descritas as experiências na difusão da metodologia nos últimos dois anos.
A grande extensão de áreas poluídas, a dificuldade de acesso, a falta de infraestutura associados ao alto custo das análises convencionais, inspirou o desenvolvimento deste método que além de ser de baixo custo e fácil operação, atende as recomendações da Organização Mundial de Saúde. A garantia da qualidade dos resultados vem sendo monitorada desde a sua concepção, sendo portanto confiáveis.
A metodologia utilizada para formação de novos usuários inclui palestras e mesas redondas, treinamento individual e um estudo aplicativo. A experiência com a difusão confirmou a possibilidade da formação de multiplicadores nas áreas afetadas pela poluição. A formação de equipes locais por sua vez poderá auxiliar na elaboração de programas de monitoramento contínuo, educação ambiental, reorientação de consumo ou tranqüilizarão da população.
Alternative method for mercury determination in environmental samples: a tool for mercury poisoning prevention with contaminated fish
ABSTRACT:
In this article there are described an overview of the methyl mercury intoxication problem, the Brazilian reality related with this question, the alternative method as a tool to make easier and possible the continuous evaluation of fish quality related to mercury, the facilities needed to the implementation and finally some examples of diffusion in the last two years. The huge extension where mercury polluted areas are to be found, the lack of laboratory infrastructure and the difficult access to those places associated to the high cost of analysis by conventional methods has inspired the development of a semi-quantitative, low cost and easy operational method , which attends the WHO recommendations. Quality assurance program is done since the initial studies are guaranties the results confidence.
The methodology for training new users includes different steps and includes lectures, individual trainings and applications studies. The experience with diffusion was very useful to evaluate and confirm the possibility of SQM training of new local users from polluted areas. Possible applications are continuous monitoring programs to be done in regions where mercury pollution was already described, comparing preference intake of the different groups of fish consumers and the mercury content in fish, to evaluate the risk of contamination. The results may be used to relax the population or to give guidelines about the safer consumption habits.
Método alternativo de determinação de mercúrio em amostras ambientais: Uma ferramenta na prevenção de intoxicação por peixe contaminado 1 INTRODUÇÃO
O método alternativo de determinação semiquantitativa de mercúrio em amostras ambientais foi inicialmente idealizado para atender à necessidade de monitoramento contínuo do teor de mercúrio em peixes, principalmente nas cidades com alto potencial de poluição provocada pelo uso indiscriminado de mercúrio na exploração artesanal de ouro. Os primeiros estudos foram desenvolvidos durante a tese de Doutorado da autora na PUC (Yallouz, 1997) e o método foi posteriormente aprimorado e simplificado no CETEM. Em 2003, foram realizados estudos de adequação a outras matrizes de interesse ambiental como urina, solos, sedimentos, resíduos de mineração e efluentes e os resultados demonstraram a possibilidade de seu uso em avaliações de diagnóstico preliminares, tipo testes de triagem. Neste trabalho está descrita, de forma sucinta, a trajetória do método alternativo de determinação de mercúrio em amostras ambientais, desde a concepção até a difusão, com ênfase na possibilidade de aplicação em programas de prevenção de intoxicação por peixe contaminado.
2 O PROBLEMA
A intoxicação humana provocada pela ingestão de peixe contaminado com metil mercúrio, também conhecida como Doença de Minamata, foi inicialmente descrita em 1956. Uma criança de 5 anos deu entrada no hospital municipal da cidade do mesmo nome, apresentando sintomas neurológicos – problemas de fala, locomoção e dificuldades na ingestão de alimentos. (MINAMATA CITY PLANNING DIVISION, 2000). Poucos dias depois, o surgimento de outros casos similares aparentando ser um problema epidêmico assustou a população e as autoridades
que temiam que a doença fosse contagiosa. A pesquisa para a caracterização e confirmação das causas levou mais de dez anos: os efluentes de uma fábrica de acetaldeído instalada na região eram jogados “in natura” ao mar. Estes efluentes continham metil mercúrio em alta concentração que foi incorporado à cadeia trófica através de processos de bioconcentração, bioacumulação e biomagnificação. Na época, foram encontrados peixes com até 40 mg/Kg de mercúrio no tecido muscular.
As principais seqüelas da intoxicação por metil mercúrio são a parestesia – dormência e sensibilidade diminuída nas extremidades(pés e mão) e na boca, em volta dos lábios; a ataxia – dificuldade de coordenar o movimento dos pés e das mãos; a dificuldade de articular as palavras com da clareza da fala; a neurastenia – dificuldade de concentração, sensação de fraqueza e fadiga constante; perda gradual ou total da visão e da audição e em casos extremos pode levar ao coma e à morte. Vários autores já revisaram o tema (HARADA, 1995; SATOH 2000). Vale ressaltar que o metil mercúrio é fetotóxico mesmo em doses não sintomáticas para os adultos (COUNTER&BUCHANAN,2004) e o período de latência para o aparecimento dos primeiros sintomas varia muito podendo chegar a vários anos (WEISS et al, 2002).
Com base nos estudos epidemiológicos dos casos de Minamata e de envenenamento por ingestão de grãos contaminados com fungicida mercurial no Iraque, a Organização Mundial de Saúde - OMS (WHO, 1990) estabeleceu as recomendações da concentração máxima de mercúrio para o consumo seguro para a saúde. De acordo com a OMS, pescado contendo até 300 µg/Kg (partes por bilhão) podem ser consumidos diariamente, enquanto os que contem 500 µg/Kg µg/Kg poderão ser consumidos eventualmente. Por outro lado a Legislação Brasileira permite a comercialização do pescado com até 1000 µg/Kg (BRASIL,
1998), considerando que a população em geral não é consumidora assídua deste alimento.
A preocupação em relação aos efeitos do mercúrio e a intoxicação por peixe contaminado vem crescendo a cada dia. Nos Estados Unidos campanhas de esclarecimento e alerta vem sendo exaustivamente realizadas sob a coordenação do Environmental Protection Agency (EPA) e do Food and Drug Administration (FDA), tentando amenizar as controvérsias. Especial atenção é dada aos grupos de risco como as mulheres grávidas, adolescentes e crianças que devem estar mais atentos devido à sua elevada sensibilidade em relação à intoxicação do mercúrio. Vários trabalhos tem sido divulgados na internet e um bom exemplo é o documento publicado em março de 2004 (http://www.cfsan.fda.gov/~dms/admehg3.html), dando explicações e orientações detalhadas para a população em geral sobre possíveis formas de contornar o problema. No Brasil ainda carecemos de muitas informações para possibilitar a realização de trabalho similar.
3 A REALIDADE BRASILEIRA:
No Brasil, a principal fonte de mercúrio antropogênico é a poluição provocada pelos resíduos de extração do ouro, já que este metal é utilizado no processo artesanal como auxiliar na etapa de amalgamação (LACERDA & SOLOMONS, 1992). Na maioria das vezes estas estão localizadas em locais de difícil acesso, baixa renda com o agravante que a principal fonte protéica é o pescado. O fato mais crítico é que, apesar dos resíduos de amalgamação serem constituídos essencialmente de mercúrio metálico, êste, em contato com o ar atmosférico, a água com pH favorável e em áreas onde a concentração de matéria orgânica é grande o mercúrio, é oxidado e metilado, incorporando-se à cadeia trófica (cadeia alimentar).
Por diferentes mecanismos (processos de absorção, acumulação e bio-magnificação), a acumulação do mercúrio no organismo do peixe é favorecida,sendo que 80 a 95% do mercúrio total se encontra na forma metilada, a mais tóxica e a mais lenta de ser eliminada (Newberne, 1974). No entanto nem todos os peixes de regiões potencialmente afetadas apresentam o problema, já que este teor depende se seus hábitos alimentares dos peixes (herbívoros ou carnívoros), das correntezas, da mobilidade da espécie, etc. Vale ressaltar que, mesmo depois de interrompido o seu uso, os processos de transformação continuam, constituindo uma grande ameaça para a população, a começar pela ribeirinha.
Vários autores já relataram estudos de avaliação do risco de exposição das populações ribeirinhas da Bacia do Tapajós e do Rio Madeira, na Amazônia. As avaliações feitas levaram em consideração os hábitos alimentares da população. Peixes carnívoros, onívoros e herbívoros foram analisados (Santos LDN et al, 2000), (Santos ECD et al, 2000), (Hylander LD et al, 2000), (Bidone ED et al,1997), (Hacon et al, 1997) e os resultados confirmaram o comportamento anteriormente descrito, onde peixes carnívoros acumulam mais mercúrio. Estes trabalhos demonstraram também que a população que tem dieta alimentar com predominância de consumo de peixe está mais vulnerável. Estudos desenvolvidos por Maurice-Bourgoin com peixes da região amazônica, confirmaram observações anteriormente feitas (Newberne, 1974) em outras espécies, de que 73-98% do mercúrio total se encontra na forma metilada (Maurice-Bourgoin et al, 1999). Além destas evidências, já foram diagnosticados distúrbios neurológicos de comportamento e disfunção motora relacionados à exposição à pequenas doses de metil mercúrio em habitantes dos bancos do Tapajós (Dolbec et al, 2000). Todos os participantes da avaliação são consumidores freqüentes de peixe (60% das refeições).
Para evitar que a situação se alastre e se agrave, e para evitar o pânico ou mesmo que uma região seja estigmatizada* seria recomendável uma avaliação contínua do teor de mercúrio nos peixes mais consumidos pela população em geral, de acordo com a sazonalidade e os hábitos alimentares. Esta ação permitiria a atuação mais objetiva das autoridades e das lideranças comunitárias permitindo orientações relacionadas às espécies mais apropriadas para consumo, aos grupos mais vulneráveis, etc.
No entanto, o método analítico mais usual para a determinação de mercúrio em amostras biológicas é a técnica de vapor frio acoplada a um espectrômetro de absorção atômica (Herber&Stoeppler,1994). Apesar de simples, necessita de técnicos qualificados e infra-estrutura não compatível com a realidade da maioria das localidades, onde o monitoramento contínuo do teor de mercúrio nos peixes poderia garantir a sua qualidade e prevenir futuros desastres ecológicos e de saúde pública.
* Nota de rodapé: Vale citar experiência da autora, quando em trabalho realizado em agosto de 2003 em Itaituba, Pará: os comerciantes afirmavam que o peixe não tinha sido pescado na região e colegas de Belém afirmaram que nesta cidade, o pescado vindo do Tapajós não tem aceitação dada à possibilidade de contaminação com mercúrio.
4 A BUSCA DE UMA SOLUÇÃO - O DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO ALTERNATIVO DE BAIXO CUSTO E FÁCIL OPERAÇÃO
A enorme extensão das áreas afetadas, a falta de infraestrutura laboratorial e a dificuldade de acesso associados ao elevado custo das análises pelos métodos convencionais serviram de motivação para o desenvolvimento de um método de fácil operação, baixo custo e que atende às recomendações da OMS (Yallouz et al , 2000). É importante ressaltar que este método foi idealizado para que seja operacionalizado por agentes comunitários, após treinamento, e com supervisão de técnicos regionais.
O método alternativo é constituído de 3 etapas: pré-tratamento, determinação colorimétrica e comparação visual das intensidades da cor característica (que varia na gradação de cor salmão bem suave até vermelho tijolo) desenvolvidas pelas soluções de calibração e pelas amostras desconhecidas.
Para a determinação, 10 g de amostra são solubilizadas por aquecimento com mistura ácido oxidante constituída de partes iguais de ácido nítrico e sulfúrico, contendo 0,1% de pentóxido de vanádio em frasco erlenmeyer com um condensador tipo dedo frio; em seguida, transfere-se a solução para o frasco de determinação (Figura 1), adiciona-se solução de cloreto estanoso em ácido clorídrico que atua como reagente redutor e o mercúrio formado é expulso por aeração. O vapor de mercúrio é forçado a passar por um papel detetor recoberto com emulsão contendo iodeto cuproso, resultando num complexo de cor característica na família do vermelho-tijolo (Equação 1). A intensidade da cor do complexo formado é proporcional à concentração de mercúrio na amostra original. Na rotina analítica, a análise é realizada utilizando simultaneamente sistemas contendo soluções de calibração com as concentrações de interesse e amostras desconhecidas. Ao final
da determinação o operador compara as intensidades da cor obtidas nos respectivos sistemas (padrão e amostra) e os resultados são emitidos em faixas de concentração. No caso da intensidade observada estar muito próximo à intensidade do padrão de calibração o operador emite o resultado como sendo próximo àquela concentração. A sensibilidade do método permite analisar amostras com mais de 100µg/Kg (partes por bilhão), podendo ser feita a escolha dos pontos de calibração de acordo com o interesse do momento. Em geral para trabalhos de triagem podem ser utilizados 3 pontos limítrofes (300, 600 e 1000µg/Kg), o que permite classificar a amostra de acordo com as recomendações da OMS e a Legislação Brasileira (Tabela1).
Tabela I- Classificação das amostras de acordo com o teor de mecúrio e
recomendações da OMS
Classificação Teor de mercúrio µg/Kg
Próprio para consumo freqüente Menor que 300
Próprio para consumo eventual Entre 300 e 600
Permitido para comercialização Menor que 1000
5 GARANTIA DA QUALIDADE DOS RESULTADOS ANALÍTICOS
Desde a sua concepção (YALLOUZ,1997) e durante o desenvolvimento e aprimoramentos do método original, os resultados vem sendo comparados com os obtidos pelo método quantitativo, a técnica de vapor-frio acoplada à absorção ou fluorescência atômica (TVF-FA). Este por sua vez foi validado utilizando amostras certificadas fornecidas pelo National Bureau of Standard e pela participação em exercícios interlaboratoriais trimestrais coordenados pela Canadian Food Inspection Agency (CFIA), desde março de 2000. A comparação entre o valor de consenso de
aproximadamente 42 laboratórios e os valores encontrados tem demonstrando que o desempenho é satisfatório e portanto confiáveis.
Além da comparação entre os métodos, desde o primeiro trimestre de 2002, o desempenho do método alternativo vem sendo acompanhado pelo mesmo programa interlaboratorial, como mais um laboratório participante, isto é emitindo resultados independentes. Os resultados foram emitidos nas 3 faixas básicas de concentração utilizadas nos estudos de triagem (Tabela1). Por serem semiquantitativos, estes não entram nos cálculos estatísticos. Em estudo crítico realizado em 2004 (Yallouz et al, 2004a) para a avaliação a eficiência dos resultados e as oportunidades de melhorias, foram utilizados os resultados de 20 amostras submetidas a exercícios interlaboratoriais e dois critérios:
a- Calculou-se o % de superposição das faixas emitidas pelo método com o intervalo de confiança calculado a partir da média e desvio padrão.
b- Calculou-se o número de vezes em que a média de consenso se encontrou no intervalo proposto.
Observou-se que em 80 % dos casos a superposição das faixas foi maior que 50% e que 75% a média de consenso ficou dentro do proposto. Concluiu-se também que, quando necessário poderia se estimar com mais precisão o intervalo, mas para isto as análises deveriam ser realizadas em quadruplicata ao invés de em duplicata como é feito atualmente. Esta opção encarece o processo analítico, sendo recomendada somente para os casos em que a precisão maior trará algum benefício.
6 INFRAESTRUTURA NECESSÁRIA E MODELO DE DIFUSÃO
simples que pode ser um mini-laboratório que pode ser construído ou adaptado a partir de uma cozinha, por exemplo(Figura 2). Ë necessário prever um espaço com exaustão e lavador de gases, uma bancada para trabalho de determinação e outra para o apoio (YALLOUZ et al, 2002).
O modelo de difusão adotado pelo CETEM é a realização de palestras, seminários, cursos e treinamentos em Universidades, Escolas Técnicas Federais, Secretarias de Saúde e Meio Ambiente. Está previsto que, após adoção e consolidação do uso do método nestas instituições parceiras, a possibilidade de formar Centros Regionais de Treinamento para a formação de agentes comunitários treinados na metodologia proposta. Os agentes lá formados poderão atuar nas análises propriamente ditas, em atividades de educação ambiental e como orientadores da população para o consumo apropriado do pescado. Profissionais da área técnica científica da instituição de apoio serão os futuros supervisores de eventuais dúvidas, reciclagem de treinamento e programas de garantia da qualidade analítica a nível regional.
Idealmente, todas as cidades com histórico de poluição e com infra-estrutura mínima (luz elétrica, água corrente) deveriam fazer uma avaliação do teor de mercúrio nos peixes normalmente mais consumidos pela população local. Encontradas evidências de contaminação, um programa avaliação contínua da qualidade do pescado e programas de reorientação de consumo, quando necessário, poderão prevenir desastres futuro
7 TRABALHOS DE DIFUSÃO REALIZADOS COM O MÉTODO ALTERNATIVO
Desde o ano de 1999, foram ministradas palestras, seminários, cursos e treinamentos em várias instituições, com ênfase especial aos seguintes tópicos: as
conseqüências do uso do mercúrio para o meio ambiente e para a saúde humana; as técnicas analíticas mais usuais na determinação de mercúrio em amostras de interesse incluindo noções de técnicas de amostragem, armazenamento e pré-tratamentos e de especiação; ao método alternativo de baixo custo para a determinação semiquantitativa de mercúrio em amostras de pescado, urina, solos e sedimentos e sua aplicabilidade em programas de vigilância sanitária e ambiental; a garantia da qualidade dos resultados analíticos e a exemplos de aplicação e difusão do método alternativo.
Como resultado, até o momento, destaque especial pode ser dado ao trabalho realizado com o grupo de alunos do curso de nível médio de Química, Alimentos e Meio Ambiente do Centro Federal de Educação Tecnológica de Química, o CEFET-Química. O uso do conhecimento em projetos aplicativos na área de alimentos e meio ambiente e a apresentação dos resultados em feiras tecnológicas rendeu prêmios aos participantes que apresentaram os projetos na Turquia e nos EUA. Esta repercussão permitiu a documentação através de uma série do Ministério da Educação denominada Pescando Soluções e vem sendo divulgada exaustivamente através de programas educativos para motivação de docentes de segundo grau.
A nível internacional, pode-se citar a adoção pelo projeto Projeto Mercúrio Global, coordenado pela UNIDO (www.cetem.gov.br/gmp). Num primeiro momento 16 usuários de Itaituba no Pará e Manado na Indonésia foram treinados no uso do método alternativo e os sistemas doados para as respectivas instituições. Durante os treinamentos os novos usuários tiveram a oportunidade de assistir a palestras teóricas, receber treinamento pratico individual e exaustivo e usar o conhecimento recém adquirido em estudos aplicativos com amostras de pescado adquiridas no
mercado local (Yallouz et al, 2004b). O sucesso destas iniciativas motivou a coordenação geral do projeto a adotar o MSQ nos 6 paises envolvidos no GMP - Brasil, Tanzânia, Sudão, Indonésia, Laos e Zimbabwe. Representantes destes paises receberam treinamento teórico prático nos laboratórios do CETEM em julho de 2004 e sistemas adquiridos pela UNIDO foram enviados para a implementação nos respectivos paises. Ainda a nível internacional em novembro de 2004 foi ministrado curso teórico demonstrativo na Colômbia, organizado Corporación Autónoma Regional de Nariño-CORPONARIÑO, y Universidad de Nariño. O evento reuniu especialistas e técnicos de toda a Colômbia envolvidos com a questão de poluição mercurial e contou com a participação de médico Santiago Español dasa Minas de Almaden.
8 CONCLUSÕES E DESAFIOS FUTUROS
A experiência com a difusão do método semiquantitativo confirmou que este pode ser uma alternativa para os programas de vigilância ambiental para a saúde. Seu uso permitirá, dentre outras coisas:
Auxiliar no diagnóstico preliminar da situação de cada localidade potencialmente afetada pela poluição mercurial
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Agilizar a tomada de decisão já que o gerente das analises será regional e as prioridades poderão ser estabelecidas de acordo com a demanda do momento
Diminuir o custo operacional do programa, já que as analises utilizando o método alternativo apresentam um custo no mínimo 10 x menor
Agilizar a avaliação em grande escala já que requer profissionais com formação simples como auxiliares de laboratório, o custo de manutenção dos
sistemas de analise e baixo quando comparado aos equipamentos usuais podendo ser feito por vidreiros regionais, a infra-estrutura de laboratório exigida e mínima se resumindo a duas bancadas e uma capela com exaustão, podendo ser implementada a partir de pequenos espaços já existentes nas localidades como escolas, hospitais, laboratórios de analises clinicas, etc. Outras vantagens podem ser ressaltadas tais como o maior envolvimento da população local, pois agentes da comunidade poderão estar atuando diretamente nas analises e indiretamente nos programas de educação ambiental, orientando a população sobre o consumo seguro de pescado e/ou o uso correto do mercúrio sem prejuízo para a saúde do operador.
Dentre os desafios futuros ressalta-se:
A dificuldade de manter os laboratórios implementados em funcionamento, devido à descontinuidade das equipes e falta de mobilização em relação ao problema que não afeta o consumidor imediatamente após o consumo.
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Vencer o preconceito em relação à descentralização das informações analíticas devido à diluição das responsabilidades ou problemas éticos de vazamento de informações: os analistas serão orientados para estas questões e um sistema de gerenciamento eficiente poderia evitar certamente este tipo de situação.
Vencer o preconceito em relação à necessidade de maior precisão dos resultados, pois o método alternativo não se propõe a substituir os métodos .tradicionais, mas sim servir como método de triagem pelas vantagens anteriormente citadas.
Vencer o preconceito em relação à qualidade dos resultados já que os analistas serão exaustivamente treinados, seu desempenho será testado ao
final do treinamento; periodicamente farão uma reciclagem do treinamento e estarão sempre sob supervisão de um técnico de nível médio ou superior para eventuais duvidas. Será recomendado que cada laboratório após a implementação dos sistemas analisadores se inscrevam em programas de avaliação de desempenho. Este programa não tem custo adicional e são coordenados pela Cannadian Food Inspection Agency. São testes trimestrais que poderão aumentar em muito a confiabilidade dos resultados.
8 COMENTÁRIOS FINAIS
O CETEM, localizado na Av. Ipê, 900, Cidade Universitária, Ilha do Fundão está aberto a visitas para demonstrações e palestras aos interessados, assim como poderá ir até os interessados. O agendamento deve ser feito através de ofício
endereçado ao Diretor do CETEM A/C de Allegra Viviane Yallouz pelo e-mail ayallouz@cetem.gov.br ou pelo fax: 21-38657232.
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