Contaminação ambiental pelo composto organoestânico tributilestanho (TBT)

Este é o primeiro dos artigos selecionados a partir de trabalhos apresentados na disciplina Sustentabilidade no Contexto das Ciências, oferecida pela diretoria de Extensão da Fundação Cecierj; ele reúne dois estudos de caso. Outros artigos virão nas próximas semanas. Pelos temas abordados e suas implicações, esses trabalhos podem ser discutidos nas aulas de disciplinas como Biologia, Ciências, Química, Educação Ambiental, entre outras, além de servir como sugestão para realização de trabalhos da turma em seu próprio meio ambiente.

A poluição é um tema bastante discutido no mundo inteiro, devido aos problemas de contaminação que atingem a atmosfera, o solo, as florestas, os animais, os rios e os oceanos. A degradação ambiental está cada vez mais evidente, e a preocupação com os impactos no ambiente marinho também. Sabe-se que muitos poluentes lançados nos oceanos causam efeitos sobre a biodiversidade, abrangendo desde os ecossistemas marinhos e outros ecossistemas aquáticos, com reflexos no ecossistema terrestre e na saúde humana. A biodiversidade dos ecossistemas está sendo reduzida pela fragmentação dos hábitats; com a introdução de espécies e doenças exóticas; pela exploração excessiva de espécies de plantas e animais; pelo uso de híbridos e monoculturas na agroindústria e nos programas de reflorestamento; na contaminação do solo, água, e atmosfera por poluentes e com as mudanças climáticas.

A zona marinha tem grande relevância no fornecimento dos alimentos consumidos no mundo inteiro e sobre a composição da biodiversidade, uma vez que a riqueza de espécies nos oceanos é enorme, porém ainda pouco investigada. Apesar disso, tem-se conhecimento de que alguns animais estão ameaçados de extinção, como as tartarugas marinhas e algumas espécies de baleias. Algumas regiões costeiras e marinhas do Brasil têm a sua biodiversidade reconhecida internacionalmente pela riqueza de hábitats e por isso são consideradas prioritárias para conservação. O relatório Global 2000, elaborado pelo World Wildlife Fund (WWF), selecionou 233 ecorregiões mundiais, das quais três são áreas brasileiras. Essas ecorregiões envolvem ecossistemas terrestres, de água doce e marinhos.

A maioria dos poluentes que entra no ambiente marinho gera consequências catastróficas, danificando recursos vivos, gerando riscos à saúde humana, dificuldades às atividades marinhas, como a pesca, e prejuízos à qualidade da água.

Atividades antrópicas têm contribuído para a introdução de substâncias químicas nocivas ao ambiente marinho. Uma delas caracteriza-se pelo desenvolvimento de tintas anti-incrustantes para evitar que animais incrustantes se fixem em cascos de navios. Apesar de extremamente eficientes no combate à bioincrustação, são também extremamente tóxicas para organismos marinhos e têm influenciado negativamente o equilíbrio desse ecossistema (Sousa, 2004).

O uso de tintas anti-incrustantes com compostos organoestânicos (OEs), como o tributilestanho (TBT), teve grande aplicabilidade como biocida em tintas de cascos de navios nas décadas de 1970 e 80, e sua liberação diretamente na água, proveniente de barcos, estaleiros e portos, foi causa de impactos ambientais em ecossistemas aquáticos.
Os primeiros impactos do TBT foram observados na França sobre as ostras (Crasostrea gigas) que eram comercializadas (Godoi, Favoreto & Santiago-Silva, 2003). A população dessas ostras teve decréscimo significativo e também apresentou má formação das conchas. (Huggett et al, 1992; White et al, 1999).

O TBT é um composto polar, hidrofóbico, e lipofílico. Os compostos organoestânicos (OEs) têm como fórmula geral RnSnX4-n, em que R é um grupo alquilo, X uma espécie aniônica (carga negativa), como o cloro (Cl) ou outro grupo funcional, e n varia entre 1 e 4. O número de ligações carbono-estanho (C-Sn) caracteriza as propriedades dos OEs. Os produtos triorganoestânicos (n = 3), como o TB, são empregados comercialmente como biocida em várias áreas. Essas tintas contendo TBT (figura 1) são aplicadas em cascos de embarcações com a finalidade de impedir a adesão de algas, mexilhões e outros organismos (Felizzola, 2005).

Figura 1 – Formula estrutural e estrutura tridimensional do tributilestanho (TBT)

Segundo Waldock, Thain e Waite (1987), a utilização desregulada de TBT pode ocasionar mudanças hormonais em diversos organismos, provocando inclusive efeitos de intersexualidade (Cristale et al, 2009). A bioacumalação ao longo da cadeia trófica fez com que o TBT fosse considerado o composto mais tóxico para uma grande variedade de espécies marinhas deliberadamente introduzido no meio aquático (Golderg, 1986).

Os bivalves, em particular, apresentam grande potencial de bioacumulação dos OEs e, juntamente com os demais moluscos, atuam como bioindicadores de poluição nos ecossistemas marinhos. Logo, a biotransferência desses compostos aos outros elos da cadeia alimentar informa o risco ambiental potencial relacionado à presença desse composto no ambiente (Fent, 1996).

A utilização do TBT foi regulamentada em vários países ao longo das duas últimas décadas, porem a ineficácia das medidas introduzidas levou à proibição da aplicação de tintas com TBT em todo tipo de embarcações a partir de 1 de janeiro de 2003, tendo que ser removidas ou seladas dos cascos das embarcações até janeiro de 2008 (IMO, 1999).

Dois trabalhos foram escolhidos para compor os estudos de casos sobre a influência dos organoestânicos na biota marítima.

Estudo de caso 1

O trabalho considerou os resultados apurados no artigo Altos índices de imposex em Stramonita rustica (mollusca: gastropoda) em áreas portuárias dos estados de Alagoas e Sergipe, no Brasil, de Ítalo Braga de Castro; Anna Rafaela Cavalcante Braga & Cristina de Almeida Rocha-Barreira.

A bioacumulação do TBT ao longo da cadeia trófica pode levar a danos à saúde humana, já que o homem pode se contaminar pela ingestão de peixes e mariscos.  Segundo Castro et al (2007a), a exposição a compostos orgânicos de estanho pode gerar o imposex, fenômeno que corresponde à ocorrência de caracteres sexuais masculinos em fêmeas de moluscos prosobrânquios. O imposex tem sido empregado como bioindicador de baixo custo para esse tipo de poluição, pois possui atributos mensuráveis. A família Muricidae é provavelmente o táxon de molusco mais utilizado como bioindicator de contaminação por compostos organoestânicos em todo o mundo.

Figura 2- Bioacumulação do TBT ao longo da cadeia trófica.

O imposex causa mutação nos gastrópodes, alterando o sexo das fêmeas, como no caso do Nassarius obsoletus; na ausência de machos para reprodução, pode acarretar a extinção de alguns gastrópodes. São conhecidas aproximadamente 120 espécies exibidoras de imposex; destas, 38 pertencem à família Muricidae (Ellis; Pattisina, 1990; Spence, 1990; Fioroni; Oehlmann; Stroben, 1991; Stewart; Mora; Jones; Miller, 1992; Stewart; Mora, 1992; Evans et al., 1995; Tester et al., 1996; Horigushi et al, 1997a e 1997b; Liu, 1997; Tan, 1997; Evans, 2000), o que faz dessa família o táxon mais utilizado como bioindicador da contaminação por compostos orgânicos de estanho no mundo.

As populações de Stramonita haemastoma são impactadas antropicamente tanto pela pesca como pela poluição, ao incorporarem o composto organoestânico TBT. A fim de verificar a influência desses fatores na dinâmica populacional da espécie, vários pontos da costa paulista vêm sendo estudados periodicamente com o objetivo de averiguar a composição por gênero e por tamanho, além de fortuitas anomalias anatômicas.

Existem estágios de desenvolvimento sensíveis ao TBT em uma série de organismos aquáticos, especialmente em certas espécies de moluscos, algas e zooplânctons que possuem habilidade limitada para metabolizá-lo. Esse envenenamento do sistema biológico pode originar mutações nas espécies afetadas, condenando-as à extinção (Godoi, Favoreto & Santiago-Silva, 2003), conforme esquema apresentado na  Figura 3.

Figura 3 - Desenvolvimento de imposex adaptado por Stroben et al. (1992). Ac: cápsulas abortadas; cg: glândula da cápsula; gp: papila genital; obc: bursa copulatrix aberta; ocg: glândula da cápsula aberta; ocv: oclusão da vulva; p: pênis; pd: ductopenial; pr: próstata; te: tentáculo; vd: vaso deferente; vpd: passagem do vaso deferente pela glândula da cápsula; vds: secção do vaso deferente.

Estudo de caso 2

O trabalho considerou os resultados apurados em Primeiro registro de imposex em Cymatium parthenopeum parthenopeum (von Salis, 1793) (Mesogastropoda: Cymatiidae) em Vitória-ES, de Mariana Beatriz Paz Otegui, Danielle Covre Barbiero, Mércia Barcellos da Costa & Marcos Antônio Santos Fernandez, divulgado no XX Encontro Brasileiro de Malacologia (2007).

Seu objetivo é verificar a ocorrência de imposex em uma espécie de mesogastrópode, C. parthenopeum parthenopeu, considerada menos sensível aos efeitos do TBT. A partir disso poderia ser constada a presença desse composto.

Na coleta, foram utilizados sete exemplares coletados na Ponta do Fato, no município de Vitória. Segundo o pesquisador, essa região era bastante influenciada por atividades náuticas e portuárias, possíveis fontes de compostos organoestânicos.

Após a coleta, os exemplares foram mantidos em aquários aerados, contendo água do mar, até a análise; os animais foram imergidos em uma solução de cloreto de magnésio a 4% em água do mar e água destilada (1:1); em seguida as conchas foram quebradas com auxílio de uma morsa.

Depois da remoção da parte mole, o sexo foi determinado com base na presença das glândulas de cápsulas em fêmeas e da próstata e vaso deferente em machos. O comprimento do pênis foi medido tanto em machos como em fêmeas impossexadas.

Para a quantificação do imposex, foram empregados dois índices, o RPSI (relative penis size index) e o VDSI (vas deferent sequence index), criados para utilização em um neogastrópode, mas empregado também para mesogastrópodes. O RPSI quantifica o grau de imposex na população e é obtido a partir da equação:

(média do comprimento do pênis das fêmeas)3 / (Média do comprimento dos pênis dos machos)3 X 100

O VDSI quantifica o grau de imposex no molusco por meio da sequência de formação do pênis e do vaso deferente.

Neste trabalho foram apresentados os resultados referentes a seis pontos, sendo três na Baía de Santos, área de intenso tráfego marítimo e com captura da espécie: Canal 6 (100% fêmeas com imposex, graus de imposex III e IV), Ilha das Palmas (100%; grau IV) e Ilha Porchat (68,5%; grau IV); dois em Peruíbe: costão do Camboré (23%; graus I e III) e Prainha do Guaraú (15,8%; grau II) e um em Ubatuba: Enseada do Itaguá (48%; graus I e IV). As áreas com os maiores graus de imposexapresentaram exemplares com anomalia anatômica na concha.

Resultados

Os pesquisadores encontraram um macho e seis fêmeas, todas impossexadas (Figura 4). Apesar disso, não foi observada esterilização nos animais analisados. Esse resultado demonstrou a presença TBT na área estudada.

Figura 4 - A: Macho – VD: vaso deferente; P: pênis. B: Fêmea  impossexada. C: Fêmea normal. Foto: M. B. P. Otegui.

Com este estudo pode-se registrar a primeira ocorrência de imposex na espécie C. parthenopeum parthenopeum, um mesogastrópode, no Espírito Santo. Os altos níveis de imposex verificados na espécie indicam que a área estudada está contaminada por TBT. Apesar de os mesogastrópodes não serem utilizados como biomonitores para essa substância, devido à sua limitada sensibilidade aos compostos organoestânicos, este trabalho propõe sua inclusão.

Discussões

É de suma importância que existam pesquisas de tintas anti-incrustantes para evitar a introdução de espécies exóticas por meio dos cascos de navios. Os fabricantes precisam buscar alternativas para criar tintas capazes de inibir a ação de animais incrustantes sem causar qualquer tipo de impacto ao meio ambiente.

Enquanto no exterior o TBT sofre restrições há 20 anos, no Brasil ainda não existe controle sobre esse composto nas embarcações. O país pretende seguir as recomendações da Organização Marítima Internacional (IMO) para banir o uso dessas substâncias; mas o acordo, que deveria ter entrado em vigor em 2003, só passará a ter validade quando for ratificado por 25 países (Fernandez, 2001). Sendo assim, toda cadeia alimentar dependente dos animais (moluscos, crustáceos e baleias, por exemplo) ou algas que sofrem a influência desse composto seria afetada, o que poderia levar à redução da biodiversidade. Essa contaminação e a redução da diversidade biológica gerariam impactos na economia ao atingir o setor da pesca, diminuindo a exportação e a renda da comunidade que vive disso.

Sendo assim, é necessário que sejam criadas leis que proíbam o uso do TBT no Brasil e que os órgãos responsáveis exerçam a fiscalização dessas embarcações de forma adequada. Além disso, devem ser realizados mais estudos com objetivo de verificar a presença desse composto no ambiente marinho.

Estudos de ecotoxicologia precisam ser desenvolvidos para saber se o nosso país ainda é impactado pela ação do TBT; os impactos causados em ecossistemas marinhos devem ser monitorados e novas alternativas devem ser buscadas.

Referências bibliográficas

CASTRO, I. B; RODRIGUES-QUEIROZ, L.; ROCHA-BARREIRA, C. A. Compostos orgânicos de estanho: efeitos sobre a fauna marinha – uma revisão. Arquivos de Ciências do Mar, Fortaleza, v. 40, n.1, p.96-112; 2007.

ELLIS, D. V.; PATTISINA, L. A. Widespread Neogastropod imposex: A biological Indicator of global TBT contamination? Marine Pollution Bulletin, v. 24, n. 5, p. 248-253, 1990.

FELIZZOLA, J. F. Especiação de compostos butílicos de estanho em sedimentos superficiais da Baía de Todos os Santos. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.

FERNANDEZ. M. A.; LIMAVERDE, A.; CASTRO, I. B.; TERRA, A. C.; WARGENER, A. L. R. Occurrence of imposex in Thais haemastoma: possible evidence of environmental contamination derived from organotin compounds in Rio de Janeiro and Fortaleza, Brazil. Cadernos de Saúde Pública, v. 18, n. 2, p. 463-476, 2001.

FIORONI, P.; OEHLMANN, J. & STROBEN, E. The pseudohermaphoditism of prosobanchs: Morfological aspects. Zoollogischer Anzeiger, n. 286, p. 1-26, 1991.

GODOI A. F. L.; FAVORETO, R.; SANTIAGO-SILVA, M. Contaminação ambiental por compostos organoestânicos. Química Nova [São Paulo], v. 26, n. 5, p. 708-716, 2003.

GOLDERG, E. TBT: An environmental dilemma. Environment, n. 28, p. 17-44, 1986.
HORIGUCHI, T.; SHIRAISHI, H.; SHIMIZU, M.; MORITA, M. Effects of triphenyltin chloride and five other organotin compounds on the development of imposex in the rock shell, Thais clavigera. Environmental Pollution, n. 95, p. 85-91, 1997. 

HORIGUCHI, T.; SHIRAISHI, H.; SHIMIZU, M.; MORITA, M. Imposex in sea snails, caused by organotin (tributyltin and triphenyltin) pollution in Japan: a survey. Applied Organometallic Chemistry, v. 11, p. 451-455, 1997b.

IMO. Sistemas anti-incrustantes: hacia una solución no tóxica. London: International Maritime Organization, 1999.

LIU, L. L.; CHEN, S. J.; PENG, W. Y.; HUNG, J. J. Organotin concentrations in three intertidal neogastropods from the coastal waters of Taiwan. Environmental Pollution, v. 98, p. 113-118, 1997.

SOUSA, Ana Catarina Almeida. Estudo do impacto da poluição por tributilestanho (TBT) na Costa Portuguesa. Universidade de Aveiro, Departamento de Biologia, 2004.
SPENCE, S. K.; HAWKINS, S. J.; SANTOS, R. S. The mollusc Thais haemastoma - An exhibitor of imposex and potential biological indicator of tributyltin pollution. Marine Ecology, v. 11, p. 147-156, 1990.

STROBEN, E.; OEHLMANN, J; FIORONI .Hinia reticulata and Nucella lapillus. Comparison of two gastropods tributyltin bioindicators. Marine Biology, v. 114, p. 289-296, 1992.

STEWART, C.; DE MORA, S. J.; JONES, M. R. L.; MILLER, M. C. Imposex in New Zealand neogastropods. Marine Pollution Bulletin, v. 24, p. 204-209, 1992.
TAN, K. S. Imposex in three species of Thais from Singapore, with additional observations on T. clavigera (Küster) from Japan. Marine Pollution Bulletin, v. 34, p. 577-581, 1997.

TESTER, M.; ELLIS, D. V.; THOMPSON, J. A. J. Neogastropod imposex for monitoring recovery from marine TBT contamination. Environmental Toxicology and Chemistry, v. 15, p. 560-567, 1996.

WALDOCK, M. J.; THAIN, J. E.; WAITE, M. E. The distribution and potential toxic effects of TBT in UK estuaries during 1986. Applied organometalic Chemistry, v. 1, p. 287-301. 1987.

Publicado em 09 de julho de 2013.