Impacto da queima de biomassa na concentração de compostos policíclicos aromáticos e na toxicidade in vitro do material particulado atmosférico de Ribeirão Preto-SP

Autor(es)

Caroline Scaramboni

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2023-11-27

Membros da banca

Maria Lucia Arruda de Moura Campos; Célia dos Anjos Alves; Maria de Fatima Andrade; Elza Tiemi Sakamoto Hojo

• Orientador: Maria Lucia Arruda de Moura Campos; Daniel Junqueira Dorta

Resumo

O material particulado (MP) atmosférico representa um risco à saúde humana por estar associado a doenças respiratórias, cardiovasculares e ao câncer. Dentre os compostos orgânicos presentes no MP, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e seus derivados oxi e nitrogenados têm recebido atenção especial devido seu elevado potencial mutagênico e carcinogênico. Neste trabalho, o MP foi coletado na cidade de Ribeirão Preto-SP (Brasil), localizada numa região canavieira que ainda é particularmente afetada pela queima de biomassa, mesmo com a eliminação da prática da queima da palha da cana-de-açúcar antes da colheita manual. Dada a elevada frequência de incêndios e a elevada densidade populacional da região, o impacto da queima de biomassa na emissão de HPA e derivados e na toxicidade in vitro do MP precisa ser melhor investigado. Para isso, amostras de MP fracionado por tamanho foram coletadas nas estações seca e úmida nos anos de 2020 e 2021. Os anidroaçúcares levoglucosano, manosano e galactosano foram utilizados como marcadores de queima de biomassa. A determinação simultânea de HPA, oxi-HPA, nitro-HPA e dos anidroaçúcares foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, após a extração orgânica do MP com acetonitrila por meio de sonicação. O método de extração foi previamente otimizado e satisfatoriamente validado, resultando em um método relativamente simples, que faz uso de pequenas quantidades de solvente orgânico quando comparado a diversos métodos da literatura, e que permitiu a análise das amostras coletadas com amostrador de pequeno volume. A mediana da concentração total dos 15 HPA determinados foi de 2,3 ± 1,8 ng m-3 (n = 19), das quais 63% estavam presentes no MP < 1,0 µm (MP1,0). As concentrações de oxi-HPA e nitro-HPA foram cerca de uma ordem de magnitude inferiores. O MP < 2,5 µm (MP2,5) coletado na estação seca, quando ocorre a maior parte dos incêndios, apresentou concentrações totais de HPA e oxi-HPA três vezes maiores do que na estação úmida, e tiveram correlações positivas com o número de focos de incêndio e concentração dos anidroaçúcares. Esses resultados, somados ao fato de que a queima de biomassa explicou 65% da variância dos dados (análise de fatores principais - PCA), evidenciaram a importância desta prática como fonte de HPA e oxi-HPA para a atmosfera da região. Por outro lado, os resultados indicaram que os nitro-HPA foram emitidos principalmente por veículos movidos a diesel. A concentração equivalente de benzo[a]pireno foi 4 vezes maior na estação seca do que na estação úmida, e aumentou cerca de 23 vezes durante um incêndio local. A citotoxicidade e a genotoxicidade dos extratos orgânicos do MP1,0 foram avaliadas por meio de testes in vitro com células HepG2 de fígado humano. Para ambos os tipos de testes, foi observada toxicidade significativa apenas para amostras coletadas durante a estação seca. Também foram observados danos persistentes no DNA que podem ter prejudicado o sistema de reparo do DNA. Além de trabalhar com o extrato de MP, neste trabalho, os efeitos citotóxicos e genotóxico do HPA reteno em particular, foram investigados utilizando células HepG2. Os dados mostraram que o reteno teve efeito mínimo na viabilidade celular, mas induziu quebras na cadeia de DNA, formação de micronúcleos e formação de espécies reativas de oxigênio (ERO) de maneira dependente da concentração e do tempo. O reteno ativou a fosforilação da quinase checkpoint 1 (Chk1), um indicador de estresse replicativo e instabilidade cromossômica, corroborando com o aumento da formação de micronúcleos. Foi observado um efeito protetor do antioxidante N-acetilcisteína (NAC) na geração de ERO e na sinalização de danos no DNA, sugerindo o estresse oxidativo como um mecanismo chave dos efeitos genotóxicos observados do reteno nas células HepG2. Conclui-se que os resultados deste trabalho contribuem para uma melhor compreensão dos desafios ambientais e de saúde apresentados pela queima de biomassa e a urgência de abordar essa questão no contexto das mudanças climáticas globais atuais. (AU)

• Processo FAPESP: 18/17931-0 - Material particulado atmosférico de uma região impactada pela queima de biomassa: fontes e toxicidade
• Beneficiário: Caroline Scaramboni
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado