Atualidades em contaminantes: Cádmio e Chumbo - ILSI Brasil
Dados de ocorrência/dados analíticos/ metodologias
22/08/2017
Dr. Elizabeth Nascimento
FCF/USP
Considerações sobre os metais
• Constituintes naturais do ambiente e variam em concentrações de acordo com as regiões geográficas.
• São frequentemente introduzidos no ambiente como misturas.
• Alguns são essenciais à saúde de seres humanos, animais, plantas e microorganismos.
• A forma como se encontram no ambiente tem grande influencia no seu destino e nos efeitos nos receptores biológicos.
• A toxicocinética e a toxicodinâmica dependem do metal, de sua forma ou do composto metálico e da capacidade do organismo em armazená-lo
Metais em Alimentos
Metais Essenciais:
* Deficiência====> Prejuízo das funções biológicas
* Excesso ======> Efeitos tóxicos
São:
- Elementos Essenciais Estruturais
- Estabilizantes de Estruturas Biológicas
- Componentes de Mecanismos de Controle (Músculos e Nervos)
- Ativadores Enzimáticos
- Tomam parte no Sistema de oxido/redução do organismo
Considerações sobre elementos traço
Ingestão diária recomendada para elementos traços essenciais
Elemento mg/dia
Ferro (homem) 10
(mulher) 18
Zinco 15
Manganês 2,5 a 5,0
Flúor 1,5 a 4,0
Cobre 2 a 3
Molibdênio 0,15 a 0,5
Cromo 0,05 a 0,2
Selênio 0,05 a 0,2
Iodo 0,15
Food & Nutrition Board/National Academy of Science, E.U.A.
Metais
Contaminantes ambientais:
Arsênio, Chumbo, Cádmio, Mercúrio, Alumínio, Estanho, Titânio
Elementos essenciais e contaminantes ambientais
(Cr, Zn, Fe, Co, Mn e Ni)
Contaminação por metais pesados
Influências
• Natureza do solo
• Localização próxima de indústrias, locais de mineração, ou de descarte de lixo urbano
• Uso de fertilizantes/praguicidas
• Variações sazonais
• Características do organismo: idade, sexo, estado nutricional
• Propriedades físico-químicas do compostos
Nriagu JO. History of global metal pollution. Science 1996; 272: 223–4
Produção
global e
consumo de
chumbo
Chumbo na gasolina
• Lead concentrations in petrol and children’s blood (USA). Source: redrawn from Annest (1983), as reproduced in National Academy of Sciences/National Research Council. Measuring Lead Exposure in Infants, Children, and Other Sensitive Populations. Washington, DC, USA: National Academy Press, 1993.
CÁDMIO: PRODUÇÃO MUNDIAL
Locais de acumulo de metais no ambiente
• Agua doce e salgada, lençóis freáticos
• Sedimentos
• Solo
• Podem se acumular em todos os organismos que constituem a cadeia alimentar do homem
Fatores que determinam a absorção através das vias oral, digestiva e inalatória
• Lipossolubilidade
• Grau de dissociação
• Facilidade de transformação por enzimas digestivas
• Estado de plenitude ou vacuidade do trato gastrintestinal
Toxicocinética: Chumbo
Toxicocinética: Cádmio
Cádmio
Procedência: Soldas; tabaco; baterias e pilhas tubulações residenciais, frutos do mar, fumaça de automóveis, poluição industrial, café, chá, água potável, suplementos de cálcio.
Sinais e sintomas da intoxicação: hipertensão, litíase renal, cardiomegalia, aterosclerose, imunodepressão, em fumantes, dores osteoarticulares, lesão do epitélio germinativo e infertilidade masculina. Há transmissão materno-fetal nos casos de mães intoxicadas, câncer de pulmões e próstata; lesão renal
Chumbo
Procedência: aditivos da gasolina(tetra etil chumbo), água potável, suplemento e cálcio(dolomita), contaminação dos alimentos por inseticidas, poluição atmosférica, pasta de dentes, tintas de cerâmica, latas com solda de chumbo, fertilizantes, tintas de cabelo(acetato de chumbo) e o fumo, fabricação e reciclagem de baterias de autos; indústria de tintas;
Sinais e sintomas da intoxicação: cefaléia intensa, vertigem, tremores, dores articulares, irritabilidade, agressividade, distúrbios mentais, hiperatividade, anorexia, lesões musculares e dores abdominais; leva a distúrbios de aprendizagem em crianças.
Alguns conceitos/parâmetros relevantes em toxicologia
• Toxicidade
• Risco
• Avaliação do Risco
• NOEL;NOAEL
• LOEL;LAOEL
• IDA
• LMR
• TWI: Tolerable Weekly Intake
• PTMI: Provisional Tolerable Monthly Intake
• IDMT: Ingestão Diária Máxima Teórica
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2011.1975/epdf
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1570/epdfTWI: 2.5 μg/kg/b.w.
(TWI) of 25 μg/kg/b.w.
40
30
25
20
15
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Blo
od
Lead
(u
g/d
l)
CDC
1973
CDC
1975
CDC
1985
WHO
1986
EPA
1986
CDC
1990
Agency and Year
Acceptable Childhood Blood Lead Levels
Concentrações de Pb, mesmo inferiores
a 10 μg/dL, são inversamente associadas ao QI de
crianças de 3 e 5 anos de idade…., Canfield et al. 2003
• A exposição por chumbo a longo prazo em baixos níveis em
crianças pode levar à diminuição da capacidade intelectual.
• Meta-análise de quatro estudos prospectivos usando o nível
médio de chumbo no sangue ao longo de vários anos
evidencia uma diminuição de 2 pontos na média ponderada
de QI , para um aumento de 0,48 μmol / l (10 μg / dl) no
nível de chumbo no sangue (intervalo de confiança de 95%
de -0,3 pontos para -3,6 pontos).
• Ref. WHO. Lead. Environmental Health Criteria, vol. 165. Geneva: World Health Organization, 1995
Hazards of heavy metal contamination Lars Järupritish Medical Bulletin, Volume 68, Issue 1, 1 December 2003,
Pages 167–182,https://doi.org/10.1093/bmb/ldg032
Determinação de As, Cd e Pb em amêndoas e
mesocarpo de babaçu, sapucaia, xixá e
castanha-do-pará por espectrometria de
absorção atômicaSOUZA, Marielle Garcia ; VIEIRA, Edivan Carvalho ; OLIVEIRA,
Pedro VitorianoURI: http://producao.usp.br/handle/BDPI/12301
Data: 2009
Fonte: Química Nova, v.32, n.6, p.1442-1446, 2009
Legislação Brasileira
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
http://www.agricultura.gov.br/assuntos/inspecao/produtos-animal/plano-de-nacional-de-controle-de-
residuos-e-contaminantes
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
19.267/42/0,22%/99,78%
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes –CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
14. 956 / 69 /0,46% /99,54%
http://www.agricultura.gov.br/assuntos/inspeca
o/produtos-animal/plano-de-nacional-de-
controle-de-residuos-e-contaminantes
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
13.770 66/ 0,48% 99,53%
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
10092/ 60/ 0,59%/ 99,41%
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
1 5. 2 2 8 /8 3/ 0 , 5 4 %/ 9 9 , 4 6 %
DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS NÃO-CONFORMES DO PNCRC 2015
Pescado de captura: CÁDMIO/ MÚSCULO 50,00 μg/kg 78,00 μg/kg (3)
Bovino: C ÁDMIO/RIM 1 0 0 0 , 0 0 μ g / k g 6 5 1 6 , 0 0 μ g / k g
3 4 5 0 , 0 0 μ g / k g
1 2 4 7 , 0 3 μ g / k g
1 0 9 5 , 4 4 μ g / k g
1 2 7 0 , 4 9 μ g / k g
1 0 9 6 , 3 7 μ g / k g
C H U M B O/ RIM 5 0 0 , 0 0 μ g / k g 5 2 1 , 4 0 μ g / k g
OVINO CÁDMIO/ RIM 1 0 0 0 , 0 0 μ g / k g 1 2 0 0 , 0 0 μ g / k g
LIMITE DE REFERÊNCIA/ VALORES ENCONTRADOS
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA Secretaria de Defesa Agropecuária – SDA Coordenação de Controle de Resíduos e Contaminantes – CCRC ANEXO I QUADRO GERAL DOS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DO PLANO NACIONAL DE CONTROLE DE RESÍDUOS E CONTAMINANTES EM CARNES (BOVINA, AVES, SUÍNA E EQUINA), LEITE, MEL, OVOS E PESCADO
PNCRC GERAL (Todas as Espécies) 14.659/ 59/ 0,40%/ 99,60%
DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS NÃO-CONFORMES DO PNCRC 2016
Bovinos
Análise de metais em alimentos – tratamento da matriz
Depende da complexidade da matriz e do limite de quantificação a ser atingido. Basicamente visa:
• Degradar e solubilizar a matriz para liberar os metais presentes para análise;
• Extrair os metais da matriz para um solvente mais adequado à técnica de quantificação;
• Concentrar metais que se encontram presentes em baixas concentrações na matriz;
Mineralização, digestão ou desagregação da matéria orgânica
Separação de um metal de uma matriz orgânica transforma todos os compostos orgânicos, através de um processo de oxidação, em substâncias inorgânicas que poderão estar solubilizadas no meio, e em compostos orgânicos que se volatizarão.
O analíto no final da mineralização deve estar na forma solúvel adequada à técnica de identificação e quantificação.
AOAC Official Method 2015.01 Heavy Metals in Food Inductively Coupled Plasma–Mass Spectrometry First Action 2015
Cuidados com analises: Amostragem, Validação (LD,LQ, REPETIBILIDADE, REPRODUTIBILIDADE, EXATIDAO, PRECISAO); evitar contaminação ......
Uso de material de referencia certificado
Mineralização
Considerar a natureza da matriz, o metal a ser determinado e a técnica de identificação a ser utilizada
Processos:
via úmida: Aquecimento com agentes oxidantes: Ácido nítrico; Ácido perclórico; Permanganato de potássio; Peróxido de hidrogênio { Agentes solubilizantes e neutralizantes: (coajuvantes): Ácido clorídrico; Ácido sulfúrico; Amônea
via seca: oxidação da matéria orgânica: malha; mufla
Tipos de digestão que destroem totalmente a amostra
Digestão por via úmida
Misturas:
• Ácido nítrico/peróxido de hidrogênio
• Ácido nítrico/ácido sulfúrico
• Permanganato de potássio/ácido nítrico/ácido sulfúrico:
• Ácido nítrico/ácido sulfúrico/ácido perclórico: (digestão de matrizes que contenham gordura)
Forno de microondas
Amostra e reagentes, colocados em copo de teflon fechado e submetido a um campo de microondas no interior do forno.
Procedimento rápido, seguro e evita contaminações.
Análise de metais em alimentos
• Espectrometria de Absorção Atômica com chama (FAAS) ou forno de grafite (GFAAS),
• Voltametria Anódica (AV),
• Espectrometria de Emissão Atômica (AES), Espectrometria de Emissão Atômica acoplada a plasma induzido (ICP-AES),
• Espectrometria de massa acoplada a plasma induzido (ICP-MS),
• Fluorescência de Raio X (XRF),
• e Cromatografia de íons (IC)
https://ec.europa.eu/jrc/sites/jrcsh/files/Official%20methods%20for%20the%20determination%20of%20heavy%20metals%20in%20feed%20and%20food_v4.pdf
Muito grata pela
atenção!!!!