Efeitos do chumbo no ambiente

por Deni Greene

Este artigo é extraído do relatório provisório (“Revising Australian Guidelines for Lead”, Julho de 1993) para o NHMRC, da equipa de consultoria RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology), da qual Deni Greene é o investigador sénior. O relatório final deverá ser entregue no final de julho de 93.

Lead move-se para dentro e através dos ecossistemas. O chumbo atmosférico é depositado na vegetação, no solo e na superfície da água. As propriedades químicas e físicas do chumbo e os processos biogeoquímicos dentro dos ecossistemas irão influenciar o movimento do chumbo através dos ecossistemas. O metal pode afectar todos os componentes do ambiente e pode mover-se através do ecossistema até alcançar um equilíbrio. O chumbo acumula-se no ambiente, mas em certos ambientes químicos será transformado de forma a aumentar a sua solubilidade (por exemplo, as formações de sulfato de chumbo nos solos), a sua biodisponibilidade ou a sua toxicidade. Os efeitos do chumbo a nível do ecossistema são geralmente vistos como uma forma de stress (US EPA 1986).

Em geral, existem três formas conhecidas em que o chumbo pode afectar negativamente os ecossistemas. As populações de microorganismos podem ser dizimadas a concentrações de chumbo no solo de 1.000 partes por milhão (ppm) ou mais, diminuindo a taxa de decomposição da matéria. As populações de plantas, microrganismos e invertebrados podem ser afectadas por concentrações de chumbo de 500 a 1.000 ppm, permitindo que populações mais tolerantes ao chumbo da mesma espécie ou de espécies diferentes tomem o seu lugar. Isto irá mudar o tipo de ecossistema presente. Em todas as concentrações atmosféricas ambientais de chumbo, a adição de chumbo à vegetação e superfícies animais pode impedir o processo bioquímico normal que purifica e reputa a reserva de cálcio em animais de pastagem e organismos decompositores (UNEP 1991).

Vias de exposição do chumbo ao ambiente

As principais fontes de chumbo que entram num ecossistema são o chumbo atmosférico (principalmente de emissões de automóveis), lascas de tinta, munições usadas, fertilizantes e pesticidas e baterias de chumbo-ácido ou outros produtos industriais. O transporte e distribuição do chumbo das principais fontes de emissão, tanto fixas como móveis, são principalmente por via aérea (UNEP 1991). Enquanto a maior parte do chumbo descarregado no ar cai perto da fonte, cerca de 20 por cento está amplamente dispersa. Estudos demonstraram que as medições de chumbo na Gronelândia subiram e desceram com o aumento e declínio do uso de gasolina com chumbo alquílico nos Estados Unidos, Eurásia e Canadá ao longo do século passado (evidência isotópica da fonte de chumbo na neve da Gronelândia desde o final dos anos 60; K. J. R. Rosman, W. Chisholm, C. F. Boutron, J. P. Candelone & U. Görlach; Nature 362, 333 – 335; 25 de Março de 1993). O tamanho das partículas de chumbo irá governar o quanto elas se afastam da fonte.

Efeitos do chumbo no solo

Sabe-se que o chumbo se acumula no solo, particularmente em solos com um alto conteúdo orgânico (US EPA 1986). O chumbo depositado sobre o solo é transferido para as camadas superiores da superfície do solo, onde pode ser retido por muitos anos (até 2000 anos). Em ecossistemas não perturbados, a matéria orgânica na camada superior da superfície do solo retém o chumbo atmosférico. Nos solos cultivados, este chumbo é misturado com o solo até uma profundidade de 25C1ll (isto é, dentro da zona radicular). O chumbo atmosférico no solo continuará a mover-se para o microorganismo e cadeias alimentares de pastoreio, até se alcançar um equilíbrio.

Dada a química do chumbo no solo, a EPA dos EUA (1986) sugere que a distribuição desigual do chumbo nos ecossistemas pode deslocar outros metais dos locais de ligação da matéria orgânica. Pode impedir a decomposição química dos fragmentos inorgânicos do solo e o chumbo no solo pode tornar-se mais solúvel, ficando assim mais facilmente disponível para ser absorvido pelas plantas.

Efeitos do chumbo nas plantas

As plantas na terra tendem a absorver o chumbo do solo e a reter a maior parte deste nas suas raízes. Há algumas evidências de que a folhagem das plantas também pode absorver chumbo (e é possível que este chumbo seja deslocado para outras partes da planta). A absorção de chumbo pelas raízes da planta pode ser reduzida com a aplicação de cálcio e fósforo no solo. Algumas espécies de plantas têm a capacidade de acumular altas concentrações de chumbo (UNEP, OMS e OIT 1991).

Os poros das folhas de uma planta deixam entrar o dióxido de carbono necessário para a fotossíntese e emitem oxigénio. A poluição por chumbo reveste a superfície da folha e reduz a quantidade de luz que chega até ela. Isto resulta em retardar o crescimento ou matar as plantas reduzindo a taxa de fotossíntese, inibindo a respiração, encorajando um alongamento das células da planta influenciando o desenvolvimento radicular 0; causando o envelhecimento pré-maduro. Algumas evidências sugerem que o chumbo pode afetar a genética da população. Todos estes efeitos têm sido observados em células isoladas ou em plantas cultivadas hidroponicamente em soluções de cerca de 1-2 ppm de chumbo na humidade do solo, por exemplo, os níveis de chumbo experimentados pelos ecossistemas perto de fundições ou bermas de estrada).

Lead no ar podem ser transferidos para as plantas directamente através de precipitação radioactiva ou indirectamente através da absorção pelo solo. O padrão e o grau de acumulação de chumbo são largamente influenciados pelo estado de crescimento da vegetação; isto é, períodos de crescimento activo na Primavera em comparação com períodos de baixo crescimento no Outono e Inverno.

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Efeitos do chumbo nos microrganismos

Existe avidez de mostrar que o chumbo nas concentrações ocasionalmente encontradas perto das bermas das estradas (isto é, 10.000 – 40.000 ppm de peso seco), pode eliminar populações de bactérias e fungos na superfície das folhas e no solo. Isto pode ter um impacto significativo, dado que muitos destes microrganismos são uma parte essencial da cadeia alimentar em decomposição. As populações de microrganismos afectados são susceptíveis de serem substituídas por outras da mesma espécie ou de espécies diferentes, embora estas possam ser menos eficientes na decomposição da matéria orgânica. As evidências também sugerem que os microrganismos podem tornar o chumbo mais solúvel e, portanto, mais facilmente absorvido pelas plantas. Ou seja, as bactérias exsudam ácidos orgânicos que baixam o pH na vizinhança imediata da raiz da planta.

Efeitos do chumbo nos animais

Lead afeta o sistema nervoso central dos animais e inibe sua capacidade de sintetizar os glóbulos vermelhos. Concentrações de sangue de chumbo acima de 40 µg/dl podem produzir sintomas clínicos observáveis em animais domésticos. O cálcio e o fósforo podem reduzir a absorção intestinal de chumbo (US EPA 1986). O relatório da US EPA generaliza que uma dieta regular de 2-8 mg de chumbo por quilograma de peso corporal por dia, durante um longo período de tempo, causará a morte na maioria dos animais. Os animais que pastam são directamente afectados pelo consumo de forragens e rações contaminadas por chumbo transportado pelo ar e, de certa forma, indirectamente pela absorção de chumbo através das raízes das plantas. Os invertebrados também podem acumular chumbo em níveis tóxicos para os seus predadores.

O tiro de chumbo e o peso do chumbo podem afectar severamente os organismos individuais e ameaçar os ecossistemas (OMS 1989). Após três a dez dias de ingestão de chumbo pelas aves aquáticas, o veneno atingirá a corrente sanguínea e será transportado para os principais órgãos, como o coração, o fígado e os rins. No 17º a 21º dia a ave entra em coma e morre. Após a ingestão da injecção de chumbo, tem sido observada toxicosis de chumbo em gansos Magpie, cisnes negros, várias espécies de pato (incluindo pato negro e pato almiscarado) e espécies de cabeça dura (OECD 1993). O chumbo orgânico é muito mais facilmente absorvido por aves e peixes (OMS 1989). Os organismos aquáticos absorvem chumbo inorgânico através de uma transferência de chumbo da água e dos sedimentos; este é um processo relativamente lento. O chumbo orgânico é rapidamente absorvido pelos organismos aquáticos a partir da água e dos sedimentos. Os animais aquáticos são afectados pelo chumbo em concentrações de água inferiores às anteriormente consideradas seguras para a vida selvagem. Estas concentrações ocorrem frequentemente, mas o impacto do chumbo atmosférico em locais específicos com níveis elevados de chumbo aquático não é claro (US EPA 1986).