[pt] O intenso crescimento dos centros urbanos provocou aumento considerável da
emissão de poluentes atmosféricos, conferindo destaque à poluição atmosférica. A
qualidade do ar de uma determinada região pode ser afetada por fatores como tipos e
quantidades de fontes de emissão, meteorologia e topografia, o que confere
complexidade para essa área de estudo. Os principais poluentes legislados no Brasil
são SO2, NO2, CO, O3 e o material particulado (MP). Dentre esses, o MP pode ser
considerado como uma das mais importantes classes de poluentes devido sua
composição heterogênea, que pode causar efeitos adversos à saúde e ao meio ambiente.
O monitoramento dos poluentes atmosféricos para fins de fiscalização pode ser
realizado utilizando métodos padronizados que incluem equipamentos capazes de
determinar a concentração dos poluentes em tempo real. No Rio de Janeiro, as
principais redes de monitoramento da qualidade do ar pertencem ao Instituto Estadual
do Meio Ambiente (INEA) e à prefeitura do Rio de Janeiro, que dispõem de estações
automáticas em diversas regiões da cidade e do estado. Entretanto, o monitoramento
tradicional da poluição atmosférica demanda altos investimentos para compra e
manutenção desses equipamentos, diminuindo as áreas passíveis de monitoramento. O
biomonitoramento, por sua vez, que utiliza organismos vivos para avaliar mudanças
ambientais, é considerado uma abordagem adequada para ampliar as áreas monitoradas
e avaliar os impactos causados pela poluição.
Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade do ar no Rio de Janeiro
através do biomonitoramento ativo utilizando Tillandsia usneoides e Tillandsia stricta
como biomonitores, investigando o estresse oxidativo causado pela exposição aos
metais. Considerando o efeito das fontes de emissão na qualidade do ar, buscou-se
também avaliar a qualidade do ar no Rio de Janeiro durante os primeiros meses da
pandemia de COVID-19, quando a mobilidade urbana foi alterada consideravelmente.
Nessa avaliação foi considerada ainda a influência das condições meteorológicas por
meio da comparação com dados obtidos para os mesmos períodos do ano anterior.
O biomonitoramento ativo foi realizado entre julho de 2019 e novembro de 2020
em cinco locais do Rio de Janeiro com diferentes características quanto a emissão de
poluentes: Ramos, Urca, Niterói, Duque de Caxias e Santa Cruz. As plantas foram
removidas de um local rural e instaladas nos locais de monitoramento em julho de 2019
e coletadas em outubro de 2019, janeiro e novembro de 2020. A avaliação do estresse
oxidativo foi realizada através da quantificação dos biomarcadores Metalotioneína
(MT), Glutationa Reduzida (GSH), H2O2 e Peroxidação Lipídica, medida pela
concentração de malondialdeído (MDA). Para avaliar a fração biodisponível dos metais
presente no tecido das plantas foi realizada distribuição subcelular através do
procedimento de purificação da metalotioneína, que fornece três frações nas quais os
elementos foram quantificados por espectrometria de massas com plasma
indutivamente acoplado (ICP-MS), bem como a quantificação dos metais totais
realizada em extratos ácidos dos tecidos das plantas.
Na avaliação da qualidade do ar durante a pandemia, os dados de concentração
de NO2, SO2, CO e O3 e variáveis meteorológicas foram fornecidos pelo INEA para
março e abril de 2020 e usados para avaliar mudanças na qualidade do ar em
comparação com o ano anterior e a contribuição das condições meteorológicas. A
prefeitura do Rio de Janeiro forneceu dados de CO, O3 e PM10 e variáveis
meteorológicas para o período entre março e setembro que foram usados para uma
avaliação que considerou o impacto das medidas de distanciamento social na qualidade
do ar através do acompanhamento desde o primeiro decreto de restrição até a abertura
econômica total. Nos dois casos, os dados foram submetidos a destes estatísticos e
análises temporais.
O biomonitoramento da qualidade do ar indicou que os principais elementos
encontrados nos biomonitores foram Fe, Na, K, Ca, Mg and Al. Elementos
relacionados ao tráfego veicular, como Pb, Cr, Cu and V também foram encontrados
em concentrações expressivas. A T. usneoides apresentou maiores concentrações em
comparação com a T. stricta, entretanto, o enriquecimento das duas espécies em relação
à amostra de referência foi similar, indicando que ambas são adequadas para o
biomonitoramento. Duque de Caxias e Santa Cruz apresentaram os maiores
enriquecimentos, o que pode estar relacionado com a contribuição das emissões
industriais.
A avaliação da distribuição subcelular dos metais demonstrou que Cr, Co, Cu,
Cd, Mn, Ni, Se and Zn foram encontrados na fração termoestável da purificação da
metalotioneína, o que indica que as plantas estão em processo de destoxificação desses
elementos. A T. stricta apresentou maiores percentuais da fração não biodisponível, o
que indica que essa espécie é mais resistente aos efeitos tóxicos causados pelos metais.
Foi observado ainda que em períodos secos a absorção das plantas é menor, devido ao
metabolismo ácido das crassuláceas (CAM), que favorece o controle hídrico em
condições de baixa umidade mantendo as organelas responsáveis pelas trocas gasosas
fechadas durante o dia, período no qual se registram maiores concentrações de
poluentes.
Os biomarcadores de estresse oxidativo indicaram que as duas espécies estão em
condições semelhantes de estresse oxidativo, pois suas concentrações não
apresentaram diferença significativa entre as espécies na maioria dos casos. As
correlações entre os biomarcadores indicaram que a principal função da GSH é no
sistema antioxidante, embora em alguns caso ela tenha atuado auxiliando a MT na
destoxificação de metais. As correlações de H2O2 com MT e GSH indicam que a
exposição de metais estimula e produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), como
H2O2, cuja concentração pode ser regulada pela ação da GSH, entretanto, a correlação
com MDA indica que o sistema antioxidante não está sendo eficiente na prevenção do
estresse oxidativo.
A avaliação da qualidade do ar durante a pandemia revelou que a redução de até
85 por cento na mobilidade urbana foi a principal responsável pela melhora da qualidade do
ar, principalmente nos primeiros meses de isolamento social. Foi registrada diminuição
na concentração dos poluentes primários e aumento da concentração de O3, um
poluente secundário. Esse mesmo comportamento também foi registrado em outras
cidades ao redor do mundo e é atribuído aos complexos processos de formação de
ozônio, que dependem da concentração de alguns poluentes primários. Embora as
concentrações de ozônio tenham aumentando, o índice de qualidade do ar durante a
pandemia foi melhor do que em períodos com a rotina normal das cidades. A
contribuição das condições meteorológicas não apresentou muita influência, uma vez
que se mostrou semelhante ao mesmo período do ano anterior.
A avaliação da qualidade do ar no Rio de Janeiro revelou que as emissões
veiculares são as principais fontes de poluentes atmosféricos, e que a mudança no fluxo
de veículos pode melhorar a qualidade do ar, embora empreendimentos industriais
também apresentem expressiva contribuição. A poluição urbana pode causar
desequilíbrio ambiental, uma vez que a vegetação está em constante exposição. Podese destacar ainda que o estado do Rio de Janeiro abriga importantes remanescentes de
mata atlântica, o que demanda constante fiscalização visando a garantia da preservação
ambiental. / [en] The intense growth of urban centers has caused a considerable increase in atmospheric
pollutant emission, which can lead to human health and ecosystem risks. The air quality
monitoring network in Brazil is limited, covering not even half of the states. Biomonitoring
employing plants is, thus, an alternative to increase the monitored areas and still allow the
ecotoxicological evaluations concerning air pollution exposure. In this sense, this study sought
to evaluate the air quality of the metropolitan region of Rio de Janeiro using official
atmospheric pollutant concentration data and biomonitoring efforts aiming to investigate
oxidative stress in the bromeliad species used as biomonitors. During the social isolation period
established as a contingency measure against the spread of the coronavirus, air quality was
improved overall, although ozone concentrations increased relative to the previous year and
the period preceding the lockdown. This change was attributed to an urban mobility reduction
of up to 85 percent. The biomonitoring assessments indicate that the main elements taken up by the
plants were those related to vehicular traffic. The correlation of these elements with oxidative
stress biomarkers indicate that air pollution exposure represents a risk to local ecosystems.
Tillandsia stricta and Tillandsia usneoides displayed similar behavior regarding metal
accumulation, albeit presenting different detoxification processes. Although Rio de Janeiro has
one of the most widespread air quality monitoring networks, studies aimed to assess the
environmental air pollution impacts are required, considering that the state is home to important
and endangered Atlantic Forest remnants. In additions, vehicular emission control can
contribute to air pollution reduction, considering that this is one of the main pollutant sources.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:59798 |
| Date | 28 June 2022 |
| Creators | KARMEL BERINGUI DE OLIVEIRA DA SILVA |
| Contributors | ADRIANA GIODA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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