[en] AIR QUALITY MONITORING IN THE STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL, THROUGH POLLUTION AND ECOTOXICOLOGICAL BIOMONITORING ASSESSMENTS - KARMEL BERINGUI DE OLIVEIRA DA SILVA (2022)
[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.