Mutagenicidade de solos como estratégia na avaliação de riscos de área contaminada

Abstract

O solo é um dos compartimentos mais atingidos pelo acúmulo de poluentes de origem antrópica, pois atua como depósito de poluentes e como fonte para outros ambientes de interface. Este estudo investigou sítio contaminado com resíduos da indústria de preservativos de madeira como fonte de compostos mutagênicos; definiu rotas e abrangência na dispersão desses contaminantes pela remobilização de partículas e deposição atmosférica, associando riscos ambientais e à saúde. Foram selecionados locais de amostragem para solos e poeira domiciliar a distâncias gradativas a partir de SI (pool de solo da área industrial), SR150 (150m), SR500 e SR1700; para poeira foi coletado um pool em área de risco, DR385 (385m) e em DR1700. Foi avaliada a atividade mutagênica através do ensaio Salmonella/microssoma, método de microssuspensão, em linhagens que detectam erro no quadro de leitura (TA98 e TA97a), substituição de pares de bases do DNA (TA100), em presença e ausência de metabolização hepática de ratos (S9mix) e YGs 1041, 1042 e 1024 para a definição de nitroderivados. Foram preparados extratos ácidos, visando definir os efeitos de compostos inorgânicos como metais pesados e de extratos orgânicos para avaliar principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e nitroderivados. Os extratos foram testados também quanto à concentração dos 16 HPAs considerados poluentes prioritários pela USEPA, quanto a metais pesados de interesse e quanto ao contaminante pentaclorofenol (PCP) como marcador específico da atividade do sítio industrial. Através das análises de metais pesados foi detectado um gradiente de respostas, onde tanto a concentração de metais totais quanto a fração biodisponível de Cr e Cu apresentaram valores mais altos para SI em relação aos solos de entorno; para As, apenas na avaliação da concentração total do elemento, SI foi superior. Em relação aos efeitos mutagênicos decorrentes da mistura de compostos inorgânicos as respostas não permitiram uma gradação entre as diferentes distâncias. O solo fonte SI mostrou mutagênese nas diferentes linhagens, em especial em TA97a na ausência de S9mix. As amostras de entorno apresentaram potência mutagênica em pelo menos duas cepas, mas apenas uma consonante com SI. O solo SR500, mostrou mutagênese diferenciada e resposta expressiva na linhagem TA98 com S9 mix. No entanto, o local SR1700 mostrou ausência de influência a partir da área contaminada caracterizando uma área de referência. Nos extratos orgânicos, as respostas de mutagênese mostram um padrão de contaminação nas áreas de influência semelhante ao apresentado por SI, parecendo indicar a mobilidade de compostos orgânicos a partir da fonte para as áreas de entorno. Houve um predomínio de compostos de ação indireta, sendo os valores de SI entre 107 a 1455 rev/g de solo. Nos locais de entorno, observou-se padrão similar em SR150; já em SR500 valores elevados de mutagênese de ação direta foram evidenciados em TA97a; SR1700, embora apresentando mutagênese do tipo erro no quadro de leitura em presença de S9 mix, mostrou um decréscimo de efeitos. Os testes com as linhagens YG indicaram que compostos nitrados têm ação significativa na mutagênese direta encontrada, com exceção de SR500. Foi detectada ainda a presença de hidroxiamino-compostos em todas as amostras de solos através da linhagem YG1024. Na investigação da poeira residencial de entorno foram observadas respostas mutagênicas nas diferentes cepas testadas em DR385, mono e dinitroarenos do tipo substituição de pares de bases (YG1042) e hidroxiamino-compostos (YG1024); em DR1700 não foi observada resposta positiva. Concentrações de HPAs potencialmente carcinogênicos se estendem no solo da área interna até o do local de referencia, bem como na poeira domiciliar da área de risco indicando gradiente de concentrações e efeitos. A concentração de PCP no pool de poeira (DR385) foi (0,491 mg/Kg), similiar a observada em SI, (0,431 mg/Kg), definindo uma rota efetiva de dispersão a partir da área industrial para regiões do entorno. Ficou evidenciada a possibilidade de dispersão de mutágenos da área contaminada para regiões de entorno, sendo possível detectar gradientes de distância, favorecendo estimativas de risco. O estudo mostrou que é fundamental avaliar a extensão da contaminação a partir de fontes de solo impactado, visando delimitar qualquer medida de remediação dos ambientes atingidos e evitar danos potenciais ao equilíbrio ecológico e à saúde humana.

Soil is one of the compartments most affected by the accumulation of anthropic pollutants, since it acts as a deposit for pollutants and as a source for other interface environments. This study investigated a site contaminated with residues of the wood preservative industry as a source of mutagenic compounds; it defined the routes and area covered by dispersion of these contaminants through the remobilization of particles and atmospheric deposition, associating environmental and human health risks. Sampling sites were selected for soils and dusts at gradually increasing distances from SI (pool of soil from the industrial area), SR150 (150m), SR500 and SR1700; a pool was of residential dust was collected in the area of risk, DR385 (385m) and at DR1700. Mutagenic activity was evaluated by the Salmonella/microsome assay, microsuspension method, in strains that detect frameshift error (TA98 and TA97a), DNA base pair substitution (TA100), in the presence and absence of hepatic metabolization of rats (S9 mix) and YGs 1041, 1042 and 1024 to sough nitroderivates. Acid extracts were prepared to define the effects of inorganic compounds such as heavy metals, and organic extracts in evaluating mainly polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and nitroderivates. The extracts were tested also for the concentration of the 16 PAHs considered priority pollutants by USEPA, for heavy metals of interest and for contaminant pentachlorophenol (PCP) as a specific marker of the industrial site activity. A gradient of responses was detected through analyses of heavy metals , where both the concentration of heavy metals and the bioavailable fraction of Cr and Cu presented higher values for SI compared to the surrounding soils; for As, SI was superior only to evaluate the total concentration of the element. As to the mutagenic effects of the mixture of inorganic compounds, the responses did not allow a grading between the different distances. The source soil SI presented mutagenesis in the different strains, especially in TA97a in the absence of S9mix. The samples from the surrounding area presented mutagenic potency in at least two strains, but only one in accordance with SI. Soil SR500 showed differentiated mutagenesis and an expressive response in the TA98 strain with S9 mix. However, site SR1700 showed no influence from the contaminated area, characterizing an area of reference. In the organic extracts, the mutagenesis responses showed a pattern of contamination of the areas of influence similar to that presented by SI, and appear to indicate the mobility of organic compounds from the source to the surrounding areas. Indirect action compounds predominated, and the values of SI were from 107 to 1455 rev/g soil. At the surrounding sites, a similar pattern was observed in SR150; on the other hand, in SR500 high values of direct action mutagenesis were evidenced in TA97a; SR1700, although presenting mutagenesis in frameshift strains in the presence of S9 mix, showed diminished effects. Tests with YGs strains indicate that the nitrated compounds exert a significant action on the direct mutagenesis found, except for SR500. Further, hydroxyamine-compounds were detected in all soils samples through strain YG1024. Investigating residential dust from the surrounding area, mutagenic responses were observed in the different strains tested in DR385, mono and dinitroarenes of the pair substitution mutation type (YG1042) and hydroxyamine-compounds (YG1024); no positive response was observed in DR1700. Potentially carcinogenic PAHs concentrations are on the soil from the internal area until the site of reference, and also in the residential dust of the risk area, indicating a gradient of concentrations and effects. PCP concentration in the dust pool (DR385) was (0.491 mg/Kg), similar to that observed in SI, (0.431 mg/Kg), defining an effective dispersion route from the industrial area to the surrounding regions. The possibility of mutagen dispersion from the contaminated area to the surrounding regions was shown, and gradients of distance favoring risk estimates were detected. The study showed that it is essential to evaluate the extent of contamination from the sources of soil that have been impacted, with a view to delimiting any remedial measure for the environments affected and avoiding potential damage to the ecological balance and human health.