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Cadernos de Saúde Pública

Print version ISSN 0102-311X

Cad. Saúde Pública vol.22 n.9 Rio de Janeiro Sep. 2006

http://dx.doi.org/10.1590/S0102-311X2006000900012 

ARTIGO ARTICLE

 

Avaliação da poluição ambiental causada por particulado de chumbo emitido por uma reformadora de baterias na cidade do Rio de Janeiro, Brasil

 

Assessment of environmental pollution from lead particles emitted by a battery repair shop in Rio de Janeiro, Brazil

 

 

Simone Lorena QuiterioI; Fátima Ramos MoreiraII; Célia Regina Sousa da SilvaI; Graciela ArbillaI; Ulisses César AraújoII; Rita de Cássia O. da C. MattosII

IInstituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil
IIEscola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Brasil

Correspondência

 

 


RESUMO

Neste estudo, determinou-se o teor de chumbo (Pb) presente no ar ao redor de uma reformadora de baterias, antes e após da instalação do sistema de exaustão. Na área externa à reformadora de baterias, as amostras foram coletadas em seis e quatro pontos localizados a aproximadamente 25m e 500m, respectivamente, da reformadora de baterias. Os resultados obtidos mostram que o limite para Pb no ar atmosférico de 1,5µg Pb.m-3 foi excedido em 50% nas amostras coletadas, variando de 0,07 a 183,3µg Pb.m-3. Assim, após algumas modificações na distribuição das atividades no interior da reformadora de baterias e a colocação do sistema de exaustão foram selecionados três pontos de coleta, que correspondiam àqueles mais críticos encontrados nas avaliações anteriores do ar externo. As novas concentrações de chumbo variaram de 0,8 a 17,6µg Pb.m-3, demonstrando que houve uma significativa redução dos níveis de chumbo emitidos para o ambiente após a instalação do sistema de exaustão.

Chumbo; Monitoramento Ambiental; Poluição Ambiental


ABSTRACT

In this study, the lead (Pb) levels in the air surrounding a battery repair shop were measured before and after installation of an exhaust system. Samples were collected in six and four points located at approximately 25 m and 500 m, respectively, from the battery repair shop. The limit of 1.5mg Pb.m-3 air was exceeded in 50% of the samples, ranging from 0.07 to 183.3mg Pb.m-3. After changes in the battery repair shop's interior layout and use of the exhaust system, three points were selected, corresponding to the highest concentrations found previously. The new levels ranged from 0.8 to 17.6mg Pb.m-3, demonstrating a significant decrease in the lead content discharged into the environment after meeting the exhaust requirements.

Lead; Environmental Monitoring; Environmental Pollution


 

 

Introdução

O chumbo é um elemento de ocorrência natural, encontrado em relativa abundância na crosta terrestre, quase sempre como sulfeto de chumbo, sendo que as maiores fontes geológicas do metal são as rochas ígneas e metamórficas. As suas principais fontes naturais incluem as emissões vulcânicas, o intemperismo das rochas e as emissões provenientes do mar. No entanto, devido à intensa exploração desse metal pelo homem, atualmente é difícil avaliar o conteúdo de chumbo originado dessas fontes naturais. O chumbo é o metal pesado mais profuso no ambiente 1,2,3.

As fundições primárias e secundárias de chumbo e as fábricas e reformadoras de baterias são as fontes mais significativas de emissão industrial desse metal, provocando o aumento das concentrações no solo e na poeira em áreas vizinhas 4. As emissões industriais podem aumentar os níveis ambientais de chumbo, principalmente em áreas vizinhas a essas indústrias, pois nelas são utilizados processos e tecnologia obsoletos. Em geral, tais empresas têm instalações precárias, são ampliadas sem planejamento ou cuidados com a purificação do ar, funcionando assim como fontes de emissão de chumbo para o ambiente externo 5.

Nos países em desenvolvimento, a indústria de baterias chumbo-ácida é a maior consumidora de chumbo, e os trabalhadores deste setor estão sob alto risco de intoxicação pelo metal. Enquanto que, em países desenvolvidos, este risco ocupacional tem sido estudado e regulado, pouco se conhece sobre este tipo de exposição nos países em desenvolvimento. A produção dessas baterias pode ser realizada em operações de pequena escala, utilizando tecnologia relativamente simples, tornando-se atraente para economias em desenvolvimento 6,7.

As fontes de emissão de chumbo são representadas pelas atividades de empilhamento e encaixe das placas e solda dos terminais de chumbo. A manipulação das placas resulta no desprendimento de grandes quantidades de poeira constituída, principalmente, pelo chumbo sob a forma metálica e de óxidos; reservando-se à soldagem a emissão de fumos contendo o metal 7.

Um elevado nível de chumbo em sangue observado em populações que residem nas proximidades de áreas industrializadas, quando comparadas com populações de áreas isoladas, reflete o impacto da poluição ambiental do chumbo 8,9. Recentes estudos em diversos países têm associado a exposição ambiental ao chumbo com efeitos adversos em diferentes sistemas do organismo humano, incluindo alterações nos sistemas neurológico, hematológico, metabólico e cardiovascular 10,11. Vários pesquisadores têm avaliado os efeitos dessa exposição, particularmente em crianças e jovens, que são mais sensíveis a esse metal. Esses estudos demonstram que os efeitos adversos podem ocorrer em níveis de exposição antes considerados seguros 12,13,14,15,16,17. O monitoramento biológico e ambiental realizado em tempo adequado é uma medida objetiva, que deve ser conduzida antes da introdução de um efetivo sistema de controle da poluição.

Este estudo teve como objetivo avaliar o nível de chumbo presente na área circunvizinha a uma reformadora de baterias situada na zona norte da cidade do Rio de Janeiro, Brasil, antes e depois da adoção de medidas de controle da poluição pela empresa, utilizando o ar atmosférico como indicador no monitoramento ambiental.

 

Experimental

Localização e climatologia

Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a região estudada possui uma população de aproximadamente dez mil habitantes, quatro escolas municipais e três hospitais no raio de até 500m da reformadora 18. Nessa região, segundo a classificação de Köpper, o clima é Cwa (clima meso térmico com chuvas de verão e verão quente), com uma fina poeira presente no ar todos os dias. As médias anuais de temperatura, índice pluviométrico e umidade relativa foram 23,7ºC, 1.172,9Lm-2 e 79%, respectivamente, no ano de 1999, enquanto que, em 2000, ficaram em 24,2ºC, 652Lm-2 e 75%, respectivamente. A direção predominante dos ventos é a nordeste (45º), de acordo com os dados fornecidos pela estação meteorológica localizada no Flamengo, zona sul da cidade do Rio de Janeiro 19 (Figura 1).

 

 

Amostragem

O sistema de coleta do ar atmosférico foi constituído por um separador de partículas ligado ao suporte equipado com filtro de nitro celulose Millipore (Bedford, Estados Unidos), com 55mm de diâmetro e poro de 0,8mm, conectado a uma bomba de médio volume com vazão de 20Lmin-1, marca Sibata, modelo IP-20T (Tóquio, Japão), colocada sobre um tripé de 2m de altura.

A escolha dos pontos de coleta obedeceu às normas estabelecidas pela Environmental Protection Agency (EPA), Estados Unidos, que se aplicam na amostragem do ar em ambientes externos, quando a fonte de emissão é estacionária 20. Desta forma, há algumas recomendações que devem ser observadas tais como altura ideal, topografia, meteorologia, dispersão e deposição do chumbo 21.

O tempo de coleta foi de cinco horas em cada um dos seguintes pontos em relação ao centro da reformadora de baterias (Figura 2): (P1) 6m a sudeste; (P2) 17m a sudeste; (P3) 13m a nordeste; (P4) 17,5m a nordeste; (P5) 16m a sudoeste; (P6) 24m a noroeste; (P7) 500m a sudoeste; (P8) 500m a nordeste; (P9) 500m a noroeste e (P10) 500m a sudeste 22.

 

 

O monitoramento do ar ocorreu durante três meses, com um intervalo de, aproximadamente, um mês entre as medições, antes da instalação do sistema de exaustão. Desta forma, foram realizadas três amostragens no período de maio a julho de 1999, sendo que, em cada uma delas, a coleta se deu em seis pontos distintos num raio de até 25m da reformadora e, a 500m, aconteceu uma única coleta em quatro pontos distintos. Após as modificações na reformadora de baterias foram realizadas mais duas amostragens (abril e setembro de 2000), nos três pontos (3, 4 e 6) onde as concentrações excederam o limite de 1,5mg Pb.m-3, estabelecido pela EPA 23.

Paralelamente a essas avaliações, uma coleta de ar também foi efetuada numa área residencial, isenta de qualquer fonte estacionária de emissão de chumbo (Recreio dos Bandeirantes, zona oeste da cidade do Rio de Janeiro) para ser utilizada como branco.

Materiais e reagentes

Todo material plástico e vidraria utilizados ficaram imersos por um período mínimo de 24 horas em solução de Extran (Merck, Elmsford, Estados Unidos) a 5%(v/v), enxaguados abundantemente em água corrente e novamente imersos por, pelo menos, 48 horas em solução de ácido nítrico (Merck) 10%(v/v), para descontaminação. Em seguida, foram lavados copiosamente com água ultrapura do tipo Milli-Q (Millipore, Bedford, Estados Unidos) e secos a 40ºC em estufa 24.

Todos os reagentes utilizados foram, pelo menos, de grau analítico (PA). O padrão era preparado diariamente por diluições apropriadas da solução estoque de 1.000mg mL-1 de chumbo (Merck) em ácido nítrico 0,2%(v/v), usando-se água (resistividade 18MWcm) previamente purificada em sistema Milli-Q.

Preparação das amostras

Os filtros foram transferidos cuidadosamente para frascos de polietileno e solubilizados em 3mL de ácido nítrico concentrado à temperatura ambiente por duas horas. Após este tempo, o volume de 50mL foi completado com água Milli-Q e uma alíquota diluída convenientemente para posterior leitura por ET AAS.

Instrumental

Um espectrômetro de absorção atômica modelo 5100 equipado com corretor de fundo com efeito Zeeman, forno de grafite HGA-600 e amostrador automático AS-60, todos Perkin-Elmer (Norwalk, Estados Unidos), foram utilizados neste trabalho. Tubos recobertos com grafite pirolítico (Perkin-Elmer Part N. B010-9322) e plataformas de grafite pirolítico (Perkin-Elmer Part N. B010-9324) foram usados em todos os experimentos. O comprimento de onda da lâmpada de catodo oco (Perkin-Elmer Part N. N066-1299) de chumbo foi de 283,3nm e a largura da fenda foi de 0,7nm. A medida do sinal corrigido foi realizada em área de pico (absorvância integrada).

Análise

O programa de temperatura para a determinação de chumbo nos filtros pode ser encontrado na Tabela 1. As temperaturas de pirólise e atomização utilizadas foram 700°C e 1300°C, respectivamente, e o volume de amostra foi de 20µL. As amostras foram diluídas 1+19 com água e lidas sem o uso de modificador químico.

 

 

A exatidão do método foi verificada por meio das amostras de controle interno e externo. A amostra de referência SRM 3087a (NIST, Estados Unidos - valor: 40,38 ± 0,92mg filtro-1) foi utilizada como controle interno. A concentração de chumbo encontrada para este material de referência foi 37,98 ± 6,43mg filtro-1. Não houve diferença estatisticamente significativa (teste t de Student, 95% de confiança) entre os valores experimental e certificado. O controle externo foi realizado com o Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (Zaragoza, Espanha), por meio do Programa Interlaboratorial de Controle de Qualidade.

Para uma diluição de vinte vezes, o limite de detecção calculado foi de 0,3mg.m-3 em um filtro novo e não diluído.

 

Resultados e discussão

Na interpretação dos resultados encontrados para chumbo no ar, utilizou-se o valor de referência de 1,5µg.m-3, segundo as regulamentações da EPA 20.

Concentração de chumbo nas amostras de ar

A dispersão e deposição de chumbo no ambiente dependem das condições meteorológicas e dos parâmetros de emissão da fonte, ou seja, velocidade e temperatura do poluente, vazão etc., que influenciam de modo determinante na distribuição da poluição atmosférica 20. A difusão do chumbo está amplamente relacionada com as mudanças de correntes eólicas e de temperatura existentes na camada de ar. O vento, um importante parâmetro meteorológico, é conseqüência da diferença de pressão resultante do aquecimento ou resfriamento da atmosfera pelo sol, capaz de espalhar o chumbo numa determinada região e transportá-lo para longe de seu ponto de emissão 25.

De acordo com a Tabela 2, o chumbo se dispersa no raio de 25m da reformadora de baterias, na faixa de concentração de 0,07 a 183,3mg.m-3. As maiores concentrações de chumbo foram encontradas a 13 metros na direção nordeste (média de 95,0mg.m-3), onde está localizada a principal saída de ar do setor de produção, sugerindo que as concentrações encontradas estão relacionadas com as atividades desenvolvidas na reformadora de baterias e à direção predominante do vento (nordeste). O teor encontrado para a amostra considerada como branco foi de 0,07µg.m-3, o que é muito inferior ao limite estabelecido pela EPA (1,5mg.m-3). Assim, dos pontos amostrados, 100% das amostras coletadas em P3 e 67% daquelas de P4 e P6 excederam este valor. Em 500m (P7 a P10), as concentrações foram equivalentes às do branco (média de 0,05mg.m-3).

 

 

Na Tabela 2, pode-se observar que, para um mesmo ponto, houve uma diferença muito grande entre as concentrações nos três monitoramentos devido aos elevados desvios encontrados. Este fato mostra o grau de importância da atividade desenvolvida no interior da reformadora e também o papel desempenhado pelas condições climáticas no momento da avaliação.

Concentração de chumbo após a instalação do sistema de exaustão

Diversas modificações na produção tais como a reunião das atividades envolvendo a manipulação do metal em um único recinto e a manutenção do piso úmido, e melhorias (ventilação do ambiente e o uso de duto e coifa próximos e direcionados aos fumos e particulados gerados pelas atividades) na reformadora foram propostas para que houvesse uma redução na emissão do metal. Dentre estas, encontra-se a recomendação para a instalação de um sistema de exaustão. Assim, foi possível avaliar a eficiência da exaustão através do monitoramento do ar enviado para o ambiente. A seleção dos pontos recaiu sobre aqueles três que correspondiam aos mais críticos encontrados nas avaliações anteriores: P3, saída da chaminé; P4, varanda de residência (fundos da reformadora de baterias) e P6, galpão (à direita da reformadora de baterias), a saber, 13m a nordeste; 17,5m a nordeste e 24m a noroeste, respectivamente.

Os resultados correspondentes à média de três monitoramentos antes da instalação do sistema de exaustão (período de maio a julho de 1999) e aqueles referentes à média das duas avaliações após as mudanças na reformadora (abril e setembro de 2000) são apresentados na Tabela 3.

 

 

Esses resultados demonstram que, após a instalação do sistema de exaustão, houve uma significativa redução dos níveis de chumbo emitidos para o ambiente. Nos pontos 4 e 6, a redução foi de 50 a 73%, o que possibilitou a obtenção de níveis de Pb, em pelo menos, um dos monitoramentos, menores do que o valor de referência de 1,5mg.m-3 (P4 = 0,48mg.m-3 e P6 = 1,4mg.m-3). Entretanto, a concentração no ponto 3, que avalia diretamente o ar tratado pelo sistema de exaustão, mesmo com uma redução de mais de 84%, ainda é aproximadamente dez vezes maior do que o limite estabelecido pela EPA.

As medições realizadas após a instalação do sistema de exaustão também apresentaram desvios que variaram de 9 (P4) a 30% (P6) do valor das concentrações, mostrando a necessidade de se conhecer e tentar padronizar as diversas variáveis envolvidas.

 

Conclusões

Nessas avaliações, as concentrações de chumbo encontradas no ar ao redor da reformadora de baterias estão relacionadas à direção do vento, às saídas de ar da reformadora de baterias e às atividades desenvolvidas durante o período da coleta, sendo estes fatores primordiais ao planejamento da amostragem. A distância de até 25m se mostrou satisfatória para coleta de chumbo no ar atmosférico para fontes fugitivas, pois os valores encontrados estão relacionados com fatores citados acima.

A instalação do sistema de exaustão, as modificações no processo de produção e as melhorias das instalações promoveram uma significativa redução dos níveis de chumbo emitidos para o ambiente. Quanto ao P3, onde a concentração ainda está acima do valor limite estabelecido pela EPA, será necessário realizar outras modificações e posterior monitoramento, a fim de verificar a eficiência das novas mudanças.

Como a concentração do chumbo no ar atmosférico nas circunvizinhanças da reformadora de baterias retrata o chumbo disperso na atmosfera, este continua sendo um importante agente químico a ser investigado em áreas de risco, devido aos seus efeitos adversos à saúde dos trabalhadores e residentes desses locais, e por ser considerado um problema de saúde pública internacional.

Os resultados encontrados aqui servem de orientação para a implantação de ações e conscientização dos empresários quanto à adoção de um sistema de exaustão eficiente, que ajude na redução da poluição ambiental. Acredita-se que a continuidade desse trabalho contribuirá com informações sobre a contaminação ambiental pelo chumbo para que as autoridades e os responsáveis pelas empresas executem mudanças radicais, que favoreçam a saúde dos trabalhadores e da população em geral.

 

Colaboradores

Todos os autores participaram no desenvolvimento do projeto. S. L. Quiterio foi responsável pela coleta e análise das amostras e colaborou na elaboração do artigo. F. R. Moreira foi responsável pela determinação da concentração de chumbo nas amostras e elaboração do artigo. G. Arbilla colaborou na elaboração do artigo. U. C. Araújo colaborou na coleta das amostras.

 

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico e ao Centro de Estudos da Saúde do Trabalhador e Ecologia Humana, Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca, Fundação Oswaldo Cruz pelo apoio recebido para a realização deste trabalho.

 

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Correspondência
F. R. Moreira
Centro de Estudos da Saúde do Trabalhador e Ecologia Humana
Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca
Fundação Oswaldo Cruz.
Rua Leopoldo Bulhões 1480, Rio de Janeiro, RJ
21040-210, Brasil.
fmoreira@ensp.fiocruz.br

Recebido em 08/Jul/2005
Versão final reapresentada em 11/Nov/2005
Aprovado em 10/Jan/2006