Uma breve introdução

As mudanças climáticas, resultantes do aquecimento global, são certamente um dos desafios mais importantes do século XXI, mobilizando cientistas e organizações de todo o mundo em busca de soluções a médio e longo prazo, principalmente no desenvolvimento de tecnologias e estratégias para a redução das emissões de dióxido de carbono (CO₂) oriundo de fontes de energia fóssil. Dentre as soluções científicas e tecnológicas possíveis, busca-se, cada vez mais, o desenvolvimento e o uso de combustíveis renováveis, de novos veículos híbridos e elétricos e de tecnologias para a captura de carbono.

No entanto, vale ressaltar que, além do CO₂, as reações químicas de combustão que ocorrem em motores de veículos ou em plantas industriais emitem também material particulado (MP), com diâmetros aerodinâmicos que podem variar desde dezenas de micrômetros até poucos nanômetros (MP fino). Quanto menor o diâmetro aerodinâmico das partículas que constituem o MP, maior a possibilidade de inalação por pessoas expostas a esse material. Uma vez inaladas, essas partículas podem penetrar profundamente no trato respiratório, levando ao risco de desenvolvimento de doenças respiratórias graves, como, por exemplo, câncer de pulmão. Desse modo, a emissão de material particulado é uma das maiores fontes de poluição do ar, sendo regulamentada por diversas agências ao redor do mundo.

Segundo dados da Agência Internacional de Energia (AIE), a poluição do ar é responsável por 17 mil mortes prematuras por dia em todo o mundo, matando mais pessoas do que o tabagismo e a obesidade (AIE, 2024). As emissões de MP₂,₅ estão diretamente associadas a essas mortes, principalmente em países em desenvolvimento, onde uma parcela significativa da população mais pobre é exposta às emissões de MP fino oriundo da queima de biomassa, sobretudo durante o uso de fogões a lenha no interior das residências. No entanto, as emissões veiculares e industriais em grandes centros urbanos também contribuem significativamente para a poluição do ar.

Nesse sentido, um dos maiores desafios dos pesquisadores que atuam na área de Química Atmosférica é determinar, de forma precisa, a composição química do MP emitido para a atmosfera. Durante a combustão rápida e incompleta da matéria orgânica (principalmente de combustíveis fósseis e biomassa) uma ampla gama de compostos orgânicos é emitida para a atmosfera, muitos deles com elevado potencial carcinogênico e mutagênico.

Dentre esses compostos, destacam-se os policíclicos aromáticos (CPA), que incluem os já bastante estudados hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e seus derivados, oriundos de reações secundárias, como os HPA nitrogenados (nitro-HPA), os oxigenados (oxi-HPA) e os HPA contendo heteroátomos em sua estrutura química (PASH, PAOH e PANH). Esses derivados também são chamados de HPA não convencionais.

Dentre os HPA, destaca-se o benzo[a]pireno, considerado um potente agente carcinogênico para humanos (IARC, 2010). Além dele, a 3-nitrobenzantrona, um nitro-HPA derivado da benzantrona, é um dos compostos com maior potencial mutagênico e carcinogênico já descoberto, emitido principalmente pela queima do diesel em motores a combustão e/ou plantas industriais. Tanto os HPA quanto seus derivados podem se associar ao MP fino, cujas partículas podem ter diâmetro aerodinâmico inferior a 10 µm e a 2,5 µm, respectivamente. Desse modo, avaliar a ocorrência desses compostos no MP em grandes centros urbanos tem sido um grande desafio.

Investigando a ocorrência de HPA não convencionais no MP fino em um dos principais estados brasileiros

Um novo estudo, publicado no periódico Chemosphere e desenvolvido em colaboração com pesquisadores do INCT de Energia e Ambiente da UFBA, PUC-Rio e Universidade SENAI CIMATEC, reportou, de maneira inédita, os níveis de HPAs, nitro-HPAs, oxi-HPAs, além de hidrocarbonetos alifáticos e alguns açúcares anidros (traçadores de queima de biomassa), no MP₂,₅ (diâmetro aerodinâmico de até 2,5 µm) coletado em diferentes regiões do Estado do Rio de Janeiro.

Estudos prévios realizados por pesquisadores do INCT de Energia e Ambiente e da Universidade SENAI CIMATEC no Estado da Bahia, mais especificamente no entorno da Baía de Todos os Santos, revelaram a presença de HPA não convencionais em amostras de MP₂,₅ analisadas (SANTOS et al. 2019). O grande achado revelado por esses estudos foi a presença de potentes agentes carcinogênicos e mutagênicos, como o benzo[a]pireno, a 2-nitrobenzantrona e a 3-nitrobenzantrona, esta última encontrada pela primeira vez no ar da cidade de Salvador. No entanto, nenhum estudo similar havia sido desenvolvido no Estado do Rio de Janeiro.

O Rio de Janeiro destaca-se por ser um dos estados mais populosos do Brasil, com uma população estimada em mais de 17 milhões de habitantes. Além disso, o Estado possui forte industrialização e detém o segundo maior PIB do Brasil, logo depois de São Paulo. Assim, com a intensa atividade industrial, principalmente do setor de energia, ligado à exploração de óleo e gás, era esperado um impacto significativo na qualidade do ar em algumas regiões do Rio de Janeiro.

O estudo foi conduzido nos sítios da Gávea (Zona Sul do Rio de Janeiro), em Campos dos Goytacazes e no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, onde as amostras de MP₂,₅ foram coletadas com auxílio de um amostrador ativo de grande volume (Hi-Vol) e filtros de fibra de quartzo de alta pureza. A extração dos HPA não convencionais nas amostras de MP₂,₅ envolveu o emprego de uma metodologia inovadora, baseada na microextração sólido-líquido, em que apenas 0,5 mL do solvente extrator é suficiente.

Para garantir a confiabilidade das análises químicas, o procedimento de análise foi validado seguindo parâmetros rigorosos da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada). Foram avaliados os seguintes parâmetros analíticos: seletividade, faixa de trabalho, linearidade, precisão e exatidão. Além disso, toda a etapa de manipulação da amostra seguiu os critérios de padronização da ABNT e da US EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos).

Resultados que acendem um alerta: contaminação do ar por compostos carcinogênicos

Os resultados obtidos a partir das análises químicas mostraram que, embora a concentração das partículas de MP₂,₅ no ar não tenha excedido os limites máximos estabelecidos pela legislação brasileira, 63% das amostras ultrapassaram o limite da Organização Mundial da Saúde.

O que chamou a atenção foi a presença de derivados nitrados dos HPA, principalmente 2-nitronaftaleno, 4-nitrobifenila e 9-nitrofenantreno, nas amostras de MP₂,₅ coletadas no ar dos sítios da Gávea, Campos dos Goytacazes e Parque Nacional da Serra dos Órgãos, com destaque para o potente agente mutagênico 2-nitrobenzantrona.

Em relação aos HPA oxigenados, a benzantrona foi detectada em todos os sítios, indicando elevada frequência de detecção. Tanto a 2-nitrobenzantrona quanto a benzantrona são consideradas compostos carcinogênicos, o que acende um alerta para a população que vive no entorno desses sítios.

As principais fontes de emissão desses compostos foram a exaustão veicular, especialmente de motores a diesel, além de atividades industriais e queima de biomassa, principalmente relacionadas às lavouras de cana-de-açúcar.

Implicações para o ambiente e para a saúde pública

A presença de compostos potencialmente carcinogênicos na fração inalável do material particulado atmosférico evidencia o impacto significativo das atividades humanas na qualidade do ar no Rio de Janeiro, mesmo em áreas protegidas, como o Parque Nacional da Serra dos Órgãos.

O grande diferencial deste estudo foi mostrar a ocorrência de derivados de HPA associados ao MP₂,₅, como nitro-HPA e oxi-HPA, os quais são mais reativos e mais tóxicos. Além disso, diferenciou-se as principais fontes de emissão, como a queima de gasolina, diesel e biomassa.

Para estudos futuros, o cálculo do risco de exposição por inalação do ar contaminado pode ajudar a avaliar o risco de câncer ao longo do tempo, tanto em bebês, quanto em crianças e adultos.

Acesse o artigo completo: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2025.144643

Referências

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA). World Energy Outlook 2024. Paris: IEA, outubro 2024. Disponível em: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2024. Acesso em 21/09/2025.

INTERNATIONAL AGENCY FOR RESEARCH ON CANCER (IARC). Some Non-heterocyclic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Some Related Exposures. Lyon: IARC, 2010. (IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, No. 92). ISBN 978-92-832-1292-8.

Santos, A. G.; da Rocha, G. O.; de Andrade, J. B. Occurrence of the potent mutagens 2-nitrobenzanthrone and 3-nitrobenzanthrone in fine airborne particles. Scientific Reports, v. 9, n. 1. DOI: 10.1038/s41598-018-37186-2.