Efeitos da exposição crônica ao arsênio sobre a saúde: revisão da literatura e perspectivas para o futuro

19 de janeiro de 2008

Ao concluir seu projeto de mineração em Paracatu, a RPM/Kinross poderá ter envenenado a atual e as futuras gerações de paracatuenses, comprometendo as possibilidades de desenvolvimento e sustentabilidade da cidade.

Efeitos da exposição crônica ao arsênio sobre a saúde: revisão da literatura e perspectivas para o futuro

Sergio Ulhoa Dani – Doutor em Medicina pela MHH (Alemanha), Doutor em Ciências pela UFMG e livre-docente em genética pela USP

Resumo: O arsênio e seus compostos são altamente tóxicos quando inalados, ingeridos ou absorvidos. As doenças ligadas ao envenenamento crônico por arsênio incluem desde lesões de pele até diabetes, insuficiência renal e câncer, entre outras. Em todo o mundo, mudanças regulatórias estão em curso, em reconhecimento à percepção de que o arsênio pode causar efeitos deletérios em concentrações muito mais baixas do que se pensava há pouco tempo. O standard atual de 10 ppb talvez seja o primeiro no qual a EPA explicitamente comparou os custos e benefícios e usou o valor de US$ 6,1 milhões (seis milhões e cem mil dólares) por vida calculada salva. Um estudo demonstrou um aumento de mais de 10 x (dez vezes) no risco de câncer em uma população exposta aos solos e águas contaminados por arsênio, nas vizinhanças de uma mina abandonada de ouro e prata. A contaminação ambiental pelo arsênio da mineração a céu aberto pode ocorrer de várias formas. O arsênio pode ser liberado próximo à superfície das áreas lavradas e dos rejeitos de mineração, carregado pela poeira a grandes distâncias e depois lavado para a profundidade. A poeira tóxica que se forma na área desnuda da lavra e os elementos solubilizados dos rejeitos, ao atingem povoados e cursos d'água, impactam negativamente áreas localizadas a centenas de quilômetros da mineração. A oxidação da pirita é fonte certa de arsênio, mas existe evidência experimental de que a liberação anaeróbia a partir de oxihidróxidos de ferro também ocorre nas profundidades do aquífero. Em razão dos baixos valores de pH na mina de ouro de Paracatu, elementos tóxicos, incluindo alumínio, manganês, cobre, arsênio, chumbo, mercúrio e cádmio, presentes no meio, são solubilizados e mobilizados na poeira e nas águas de drenagem, podendo ser absorvidos em níveis tóxicos pelos seres vivos, inclusive as plantas e o ser humano, e incorporados na cadeia alimentar. A flora e a fauna assimilam compostos de arsênio com facilidade, pois este elemento substitui o nitrogênio e o fósforo em algumas vias metabólicas. Quando existe suspeita de contaminação ambiental mais extensa, por exemplo, por meio da poeira transportada para regiões povoadas ou contaminação do lençol freático, deve-se conduzir estudos epidemiológicos visando detectar intoxicação crônica sub-clínica na população em geral, especialmente nos bairros e povoados mais próximos à fonte de contaminação. Uma grande porcentagem da população (30-40%) exposta ao arsênio pode ter níveis elevados de arsênio na urina, cabelo e unhas, mesmo sem mostrar sintomas clínicos aparentes, como lesões de pele. Por isso é muito importante conduzir testes clínicos da exposição ao arsênio na população sob risco. A detecção precoce de lesão renal nessas populações expostas é necessária para que medidas preventivas possam ser tomadas no sentido de evitar a progressão da doença para um estágio irreversível. A mina a céu aberto gera passivos sócio-ambientais gigantescos, e transfere o problema e o risco de envenenamento para as gerações futuras. A área lavrada a céu aberto funciona como uma verdadeira fábrica de poeira tóxica, que é levada pelos ventos diuturnamente, para a cidade de Paracatu e uma ampla zona rural adjacente. O futuro dependerá do que nós fizermos hoje para impedir o inevitável.

A Universidade de Harvard mantém um sítio sobre os efeitos maléficos à saúde causados pela exposição crônica ao arsênio, cujo conteúdo será compilado, de forma resumida, a seguir, juntamente com material de outras fontes:
http://www.physics.harvard.edu/~wilson/arsenic/arsenic_project_introduction.html

Arsênio é um elemento químico encontrado em muitos tipos de rochas, especialmente nos minérios que contêm cobre, chumbo, prata e ouro. Quando esses minérios são triturados para extrair aqueles metais valiosos, a maior parte do arsênio é coletada para a produção de pesticida.

Como no caso da radiação, todos nós somos expostos a baixos níveis de arsênio (especialmente arsênio inorgânico) porque níveis muito baixos deste elemento estão sempre presentes no solo, água, alimentos e ar. Uma pessoa ingere em média cerca de 8 microgramas (8 milésimos de um grama) na comida, diariamente.

Entretanto, níveis elevados de arsênio no corpo, como acontece nos casos de intoxicação ou envenenamento, causam sérios danos à saúde humana.

Os efeitos do envenenamento leve a partir da inalação de arsênio ou seus compostos incluem perda do apetite, náusea, e diarréia. Efeitos da exposição mais intensa ao arsênio incluem: (1) sensação de “pinicação” nas palmas das mãos, ou câimbras nos músculos da panturrilha; (2) calor e irritação na garganta e estômago, um odor de alho no hálito e na respiração, ou um gosto metálico na boca; (3) vômitos, aumento da freqüência das evacuações, com fezes muito soltas; (4) efeitos neurológicos, incluindo irritabilidade, inquietação, dores de cabeça crônicas, apatia, fraqueza, tontura, delírio, sonolência, convulsões ou coma.

O envenenamento crônico por arsênio causa numerosos problemas de saúde no corpo humano. Os sintomas mais comuns do envenenamento por arsênio são lesões de pele visíveis, do tipo hiper-pigmentação (melanose ou escurecimento), hiperceratose das palmas das mãos e solas dos pés (ceratose: pele rugosa, engrossada, endurecida e com protuberâncias), problemas respiratórios, problemas nos olhos, doença cardiovascular, como hipertensão e doença do pé preto, diabetes, neuropatia periférica e efeitos reprodutivos adversos que incluem aborto espontâneo, nascimento de prematuros e morte neonatal. Medidas de QI verbal e a memória de longo prazo também podem ser afetadas, e o arsênio pode suprimir a regulação hormonal e a transcrição gênica mediada por hormônio.

Os efeitos mais fatais são gangrena, insuficiência renal e insuficiência hepática e câncer de órgãos internos, particularmente câncer de bexiga e de pulmão. Como o arsênio interfere com o metabolismo de energia do corpo, os pacientes arsenicosos invariavelmente sofrem de fraqueza generalizada.

Os efeitos mais sérios do arsênio, como câncer e diabetes, requerem exposições longas e contínuas, talvez de 20 anos ou mais, para se manifestar.

Sinais de exposição de longo prazo ao arsênio incluem: (1) desenvolvimento de marcas brancas nas unhas; (2) escurecimento da pele, lesões de pele, rash cutâneo (manchas salientes na pele) e o aparecimento de pequenas feridas nas palmas, solas e dorso, e de manchas que lembram “pingos de chuva em uma estrada empoeirada”.

Além da doença física, a presença de lesões de pele visíveis nos pacientes arsenicosos lança-os em numerosos problemas sociais. Este problemas sociais incluem a dissolução do casamento ou dificuldade para casar, particularmente no caso das mulheres, a interrupção dos cursos escolares, a demissão dos empregos, a segregação pela comunidade que considera erroneamente que a doença é contagiosa ou familiar.

Os efeitos crônicos da exposição prolongada a baixos níveis de arsênio foram recentemente estabelecidos. Pigmentação da pele, ceratoses e câncer de pele foram reportados por Tseng, em 1966, em Taiwan, entre pessoas que beberam água de poços contaminados (embora nenhum efeito tenha sido observado abaixo de 150 partes por bilhão – ppb, o que deve ser o limiar biológico) e uma incidência muito alta de câncer de pulmão, bexiga e outros cânceres foi encontrada, em Taiwan, pelo Dr. Chien-Jen Chen, em 1986, e pelo Dr. Allan Smith e colaboradores, no Chile, em 1993 (Dr. Allan Smith, University of California, Berkeley ~ School of Public Health ~ 140 Warren Hall MC7360 ~ Berkeley, CA 94720-7360; Telephone: 510/843-1736 ~ Facsimile: 510/843-5539 ~ E-mail: asrg@berkeley.edu. ).

Estes achados levaram a Organização Mundial para a Saúde (WHO) a recomendar o abaixamento do nível regulatório de arsênio na água de 50 ppb para 10 ppb. O Canadá, país de origem da empresa Kinross, proprietária da RPM, está contemplando um decréscimo ainda maior, para 5 microg/L (i.e., 5 ppb). A razão para estas mudanças regulatórias é a percepção de que o arsênio pode causar efeitos deletérios em concentrações muito mais baixas do que se pensava anteriormente.

A Agência de Proteção Ambiental norte-americana (EPA) publicou uma revisão extensa dos mecanismos de ação do dimetil arsênio (DMA) e seus possíveis mecanismos de ação: http://phys4.harvard.edu/%7Ewilson/arsenic/EPA%20DMA%20mode.pdf

A EPA não descarta uma dose-resposta linear nem mesmo nas doses mais baixas. É praticamente impossível reduzir o conteúdo de arsênio na água potável para um nível de risco de um em um milhão para a duração de uma vida, calculado a partir de uma relação dose-resposta, um nível de risco e um procedimento de cálculo frequentemente usado pela EPA. O standard atual de 10 ppb talvez seja o primeiro no qual a EPA explicitamente comparou os custos e benefícios e usou o valor de US$ 6,1 milhões (seis milhões e cem mil dólares) por vida calculada salva.

Não há nenhuma evidência sobre seres humanos que contestem a idéia de que a exposição prolongada a baixas doses de arsênio é perigosa. Após vários anos de exposição a baixos níveis de arsênio, aparecem várias lesões de pele. Estas se manifestam por hiperpigmentação (manchas escuras), hipopigmentação (manchas brancas) e ceratoses das mãos e pés. Após uma década, cânceres de pele são esperados. Vinte ou trinta anos após a exposição a 500 ppb de arsênio, cânceres internos (pulmão, rins, fígado e bexiga) aparecem em 10% de todos os indivíduos expostos. Além disso, a relação de dose-resposta para estes cânceres internos é consistente com o aspecto linear, sem limiar.

Toxicidade e metabolismo

A toxicidade do arsênio depende do seu estado químico. O arsênio e seus compostos, principalmente os inorgânicos (quando não produzidos por um organismo animal ou vegetal), são altamente tóxicos quando inalados, ingeridos ou absorvidos.

A dose letal média do arsênio é de 0,07 g/kg, sendo praticamente todos os compostos de arsênio tóxicos para o ser humano, uns mais do que outros. Além de tóxico, o arsênio é bioacumulativo, à semelhança de outros elementos. Isso significa que estamos sempre somando arsênio no organismo.

Quando o arsênio é introduzido no organismo humano – seja ele orgânico ou inorgânico – ele é rapidamente convertido a espécies altamente tóxicas que reagem com os grupos sulfidrilas das proteínas, inibindo e bloqueando os processos celulares do indivíduo. O arsênio pode ser introduzido por ingestão, inalação e absorção e, em 24 horas, os compostos contendo arsênio distribuem-se em diferentes órgãos do corpo humano.

O arsênio exerce ações inibidoras em relação a enzimas contendo grupos SH, podendo inibir a síntese de ATP e afetar o metabolismo energético, glicídico e lipídico.

Fontes de contaminação e exposição

A contaminação por arsênio tornou-se um problema em muitas partes do mundo. Inicialmente como resultado do vazamento de rejeitos de mineração, mas agora também em função da contaminação dos aqüíferos usados para o abastecimento de água. O arsênio também foi amplamente utilizado como pesticida. Como não se prestou atenção ao destino final do arsênio, como consequência o arsênio agora aparece na água e demais alimentos.

Um estudo conduzido na Coréia (Lee JS, Chon HT, Kim KW. Human risk assessment of As, Cd, Cu and Zn in the abandoned metal mine site. Environ Geochem Health. 2005 Apr;27(2):185-91) demonstrou um aumento de mais de 10 x (dez vezes) no risco de câncer em uma população exposta aos solos e águas contaminados por arsênio, nas vizinhanças de uma mina abandonada de ouro e prata. As concentrações médias de arsênio nos solos e nas águas dos córregos eram, respectivamente, de 230 mg/kg e 246 microgramas/litro. Esses níveis são significativamente mais altos que os níveis permitidos internacionalmente para qualidade de água potável. Este estudo apontou um risco de câncer por exposição ao arsênio presente na água potável de 5 casos para cada 1.000 habitantes, o que é muito superior ao nível convencional aceitável de 1 caso para cada 10.000 habitantes.

As razões pelas quais o arsênio entra na água diferem entre as várias localidades (Recomenda-se a leitura de: Bhattacharya, P., A. H. Welch, K. M. Ahmed, G. Jacks e R. Naidu (Eds.) Arsenic in Groundwater of Sedimentary Aquifers. Applied Geochemistry, 19(2), 163-260, February 2004.). É muito importante determinar porque e como o arsênio é dissolvido na água, e para isso é necessário estudar a química total da água e a hidrogeologia. O Professor McArthur, da UC London argumenta: “Está cada vez mais claro que a poluição grave das águas subterrâneas na maioria dos aqüíferos aluviais no mundo inteiro é guiada pelo metabolismo da matéria orgânica, mediada por micróbios, com o FeOOH agindo como fonte de oxigênio: o óxido é reduzido durante o processo e seu arsênio adsorvido é liberado para a água do solo. Apesar da aceitação geral deste mecanismo, muitos aspectos dele ainda são obscuros”.

Em junho de 2005, um estudo em colaboração entre o Departamento de Ciências Geológicas e Ambientais, o Laboratório Parsons no Massachusetts Institute of Technology, o Consórcio para Fontes Avançadas de Radiação e o Departamento de Ciências Geofísicas da Universidade de Chicago estabeleceu que o arsênio pode ser liberado próximo à superfície e depois lavado para a profundidade. Entre outras coisas, o estudo estabeleceu a existência de um input consistente de arsênio via deposição de sedimento. Mais detalhes podem ser obtidos no website SOS-Arsenic:
http://www.sos-arsenic.net/english/source/index.html#sec1.1

Uma idéia mais antiga era a de que a água estava sendo drenada a partir do aqüífero, permitindo a oxidação da pirita. Um artigo científico que descreve a contaminação de arsênio em Perth, Australia, mostra que existe um lugar em Perth onde a oxidação da pirita era claramente a fonte de arsênio (embora exista evidência que a liberação anaeróbia a partir de oxihidróxidos de ferro também ocorre nas profundidades do aquífero).

O Grupo de Pesquisa em Ecologia Microbiana da Universidade de Zürich, na Suíça, investigou a transformação, mediada por bactérias, de oxiânions de arsênio de alguns sedimentos de aqüíferos de Bangladesh. Os resultados podem ser conferidos em:
http://www.unizh.ch/%7Emicroeco/uni/kurs/mikoek/results/project2/arsen.html

Aspectos sociais

Experts de países desenvolvidos frequentemente consideram o problema da poluição por arsênio um problema técnico para ser resolvido de maneiras puramente técnicas. Mas isso é ingenuidade. Existem aspectos sociais tremendos que controlam a habilidade de alguém ajudar. Um conjunto de artigos científicos que discutem esses aspectos foi disponibilizado no website do APSU e também no sítio de Harvard:
http://www.physics.harvard.edu/~wilson/arsenic/references/selected_social_papers.pdf

Soluções possíveis para os problemas

A primeira e mais óbvia necessidade é a de evitar a emissão de arsênio para o meio ambiente. Em segundo lugar, medir os níveis de arsênio no organismo e em todo e qualquer alimento e água usados para o consumo humano. O próximo passo é purificar a água ou, melhor ainda, buscar uma fonte alternativa de abastecimento de água pura. A maneira pela qual isso é feito varia de país para país.

No sudeste da Ásia, e em Bangladesh em particular, duas facetas de uma solução parecem ter alcançado consenso:
(1) Não existe uma solução única para todos os lugares e comunidades. É vital envolver a comunidade local na decisão e mais importante ainda no follow up e manutenção;

(2) A solução em qualquer comunidade e localidade precisa ser baseada no melhor entendimento científico possível.

Para estabelecer o nexo causal entre os contaminantes ambientais no ambiente de trabalho e doença ocupacional por exposição ao arsênio, recomenda-se dosar os marcadores plasmáticos, tissulares e urinários nos trabalhadores, de forma regular.

Quando existe suspeita de contaminação ambiental mais extensa, por exemplo, por meio de poeira transportada para regiões povoadas ou contaminação do lençol freático, deve-se conduzir estudos epidemiológicos visando detectar intoxicação crônica sub-clínica na população em geral, especialmente nos bairros e povoados mais próximos à fonte de contaminação.

Uma grande porcentagem da população (30-40%) exposta ao arsênio pode ter níveis elevados de arsênio na urina, cabelo e unhas, mesmo sem mostrar sintomas clínicos aparentes, como lesões de pele (Kapaj S, Peterson H, Liber K, Bhattacharya P. Human health effects from chronic arsenic poisoning – a review. J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng. 2006;41(10):2399-428). Por isso é muito importante conduzir testes clínicos da exposição ao arsênio na população sob risco. A detecção precoce de lesão renal nessas populações expostas é necessária para que medidas preventivas possam ser tomadas no sentido de evitar a progressão da doença para um estágio irreversível.

Arsênio na mina de ouro operada pela RPM/Kinross em Paracatu

A mina Morro do Ouro está dentro do perímetro urbano; ela é operada 24 horas por dia, desde 1987, e a quantidade de poeira trazida pelo vento para a cidade é significativa. Com seu projeto de expansão, em fase de licenciamento, a mineradora RPM/Kinross deverá permanecer pelo menos mais 30 anos na cidade, movimentando volumes de minério três vezes maiores que os atuais (6.000 toneladas de minério/hora) o que deve potencializar os riscos à saúde da população de Paracatu.

A atividade da mineradora, quando comparada a outras fontes de degradação do ambiente, como a agricultura e a pecuária, afeta diretamente uma área relativamente pequena. Contudo, a poeira tóxica que se forma na área desnuda da lavra e os elementos solubilizados dos rejeitos, ao atingem povoados e cursos d'água, impactam negativamente áreas localizadas a centenas de quilômetros da mineração. Elevados teores de metais pesados podem ser encontrados na cadeia alimentar e no homem nos arredores das áreas de mineração, pela entrada desses elementos em solos agrícolas, córregos, rios e ribeirões e nos alimentos produzidos nestas áreas. Isso coloca em risco toda a população localizada no entorno do empreendimento minerário.

A atividade da Rio Paracatu Mineração na Mina Morro do Ouro, que contém minerais sulfetados, como arsenopirita (FeSAs), expõe à atmosfera os sulfetos confinados que, ao entrarem em contato com a água e o ar, sofrem oxidação facilitada por microorganismos, especialmente bactérias. Os produtos da oxidação dos sulfetos, além de serem altamente solúveis, apresentam reação fortemente ácida, de modo que são facilmente dissolvidos na fase líquida, acidificando as águas de drenagem.

Em razão dos baixos valores de pH, elementos tóxicos, incluindo alumínio, manganês, cobre, arsênio, chumbo, mercúrio e cádmio, presentes no meio, são solubilizados e mobilizados na poeira e nas águas de drenagem, podendo ser absorvidos em níveis tóxicos pelos seres vivos, inclusive as plantas e o ser humano, e incorporados na cadeia alimentar. A flora e a fauna assimilam compostos de arsênio com facilidade, pois este elemento substitui o nitrogênio e o fósforo em algumas vias metabólicas.

A drenagem ácida da Mina Morro do Ouro constitui sério problema ambiental, capaz de comprometer a qualidade dos recursos hídricos, cujas águas se tornam inadequadas para irrigação, consumo humano e animal e para uso industrial. Ela é tanto mais séria, quanto maior é a profundidade da mina. Também ocorre dificuldade de revegetação das áreas de rejeito e de estéril advindos da mineração. Os depósitos de rejeitos são um “morro triturado e virado ao contrário”, transformado em uma planície estéril e venenosa. A geração de acidez e a conseqüente solubilização de metais, nessa planície e nas áreas de lavra e nas cavas de onde os rejeitos vieram, podem ser prevenidas pelo controle do ingresso de oxigênio ao substrato sulfetado. Portanto, uma medida eficiente seria inundar os depósitos de rejeito e o lavrado e, deste modo, prevenir o acesso de oxigênio. Esta solução pode funcionar parcialmente na área da cava, mas não nas áreas do entorno e, muito menos, nas lagoas de rejeitos, em função da diminuição da estabilidade e segurança das barragens gigantescas.

A medida mais viável é a revegetação. A revegetação pode retornar boa parte da água de percolação para a atmosfera, por meio da transpiração, além de dar mais estabilidade à superfície, para prevenir o arraste de partículas contaminadas pelo vento e pela água. Entretanto, os rejeitos apresentam sérias restrições ao desenvolvimento das plantas, considerando, principalmente, os teores baixos de fósforo, potássio e matéria orgânica; bem como a elevada acidez e salinidade e o alto teor de arsênio. Nessas condições, a mortalidade das plantas é próxima a 100%. Basta observar, na paisagem atual da mina, que não ocorre colonização vegetal espontânea.

A empresa RPM/Kinross não demonstra capacidade de tratar adequadamente estes problemas. Na prática, a mineradora está ocultando e transferindo o problema para as gerações futuras. A política de comunicação social da mineradora é informar a população que venenos como o arsênio presente no minério e o cianeto utilizado nos seus processos industriais para recuperar o ouro são precipitados e inativados. Entretanto, a mineradora não divulga que, embora boa parte destes venenos fica depositada em tanques específicos, que depois são cobertos por terra, outra parte é lançada na lagoa de rejeitos, pois os processos de precipitação, recuperação e inativação não são completamente eficientes; é como se os venenos fossem jogados debaixo do tapete da nossa casa, deixados ali dormentes, em vez de ser eficientemente inativados.

Consideramos esse procedimento inadequado, porque transfere o problema e o risco de envenenamento para as gerações futuras. Acresce que a área lavrada a céu aberto funciona como uma verdadeira fábrica de poeira tóxica, que é levada pelos ventos diuturnamente, para a cidade de Paracatu e uma ampla zona rural adjacente.

O risco de envenenamento ambiental realmente é grande e os processos são complexos e não estão merecendo a devida atenção por parte da empresa, dos órgãos ambientais, das autoridades ou da sociedade em geral.

As perspectivas para o futuro são sombrias. Ao concluir seu projeto de mineração em Paracatu, a RPM/Kinross poderá ter envenenado a atual e as futuras gerações de paracatuenses, comprometendo as possibilidades de desenvolvimento e sustentabilidade da cidade. Restarão milhares de mortos, doentes, desanimados, pobres indignados abandonados ao próprio azar. O futuro dependerá do que nós fizermos hoje para impedir o inevitável.