Martin Bittens CEPEMA-Poli-USP - ppt carregar
Martin Bittens CEPEMA-Poli-USP
Apresentação em tema: "Martin Bittens CEPEMA-Poli-USP"— Transcrição da apresentação:
1 Martin Bittens CEPEMA-Poli-USP
ABES – RS II Seminário Sul-Brasileiro de Gerenciamento de Áreas Contaminadas Avaliação de Risco Receptores Ecológicos Martin Bittens CEPEMA-Poli-USP 4 e 5 de Novembro 2013
2 Avaliação de Risco á Saúde Humana
Avaliação de Risco é a sistematização de informações disponíveis das áreas contaminadas com os objetivos de: 1) calcular o risco (probabilidade) de obter um câncer (fator de risco); 2) calcular o quociente de nocividade (HQ) que indica se a exposição causa efeitos não carcinogênicos ou não há efeitos. Note que o HQ não é uma probilidade!!
3 Avaliação de Risco á Saúde Humana
A avaliação de risco é realizada em quatro etapas distintas: Avaliação de Exposição Avaliação Quantitativa de Risco Avaliação dos Dados Avaliação de Toxicidade
4 Modelo Conceitual da Área Contaminada
Multiplos animais aéreos
5 Avaliação de Risco Ecotoxicológico
 Receptores Ecológicos devem ser integrados na avaliação de risco (Resolução CONAMA 420/2009, Art. 27, §1): Animais terrestres e aéreos (contato direto com o solo e água superficial) Animais aquáticos (contato direto com a água e o sedimento) Plantas (contato direto) Organismos (na água e no solo)
6 Plano de Trabalho 3 etapas (ASTM E2205)
Aquisição dos dados e informações Caracterização inicial da área de interesse Lista com receptores relevantes (espécies) Análise e Avaliação Vias de exposição Critérios ecotoxicológicos de avaliação Modelo Conceitual (Nível I – III) Análise de Incertezas Identificação dos efeitos de incertezas nos dados e resultados
7 Modelo Conceitual (Receptores Terrestres)
CDM, 2009
8 Plano de Trabalho – ASTM E2205 explicando etapa 2
Vias de exposição - Identificação dos receptores e habitats real ou potencial Identificação das exposições real ou potencial aos receptores e habitats Critérios ecotoxicológicos de avaliação Definição dos critérios aplicáveis na área/valores de referência Avaliação das condicões do local com os critérios definidos
9 Plano de Trabalho – ASTM E2205 explicando etapa 3
Análise de Incertezas - Quantificação das incertezas nos dados utilizados (mais dados ou não) Quantificação das tendências em tempo e espaco nas concentrações (HQ) nos meios (por ex. ar, solo, água) Análise de sensibilidade para a identificação dos parâmetros relevantes Cálculo das probabilidades para eventos de exposição
10 Investigação mais detalhada
AVALIAÇÃO DE RISCO Ponto de Decisão O risco existe ou é inaceitável? Não Sim Monitoramento Remediação se possível Investigação mais detalhada TRIAD alimentaçao do MC Nenhuma outra ação Avaliação de Risco com novos dados
11 Cálculo do Quociente de Nocividade (HQ) para Receptores Ecológicos
HQ = Quociente de nocividade [sem unidade] Concentração medida = Concentração ambiental (água, ar, solo, etc.) [mg/kg, μg/L] Dose tomada = quantidade de contaminante por peso corporal e por dia [mg/kg PC × d] Valor de Referência = Critério Ecotoxicológico
12 Princípio Básico O quociente de nocividade (HQ) compara a concentração/dose tomada de um contaminante com o valor de referência adequado Valor de referência adequado (concentração/dose tomada que não causa efeitos adversos para receptores ecológicos) Valores de HQ menores ou igual a 1 significam que a concentração/dose tomada do contaminante não causam efeitos adversos (doença ou lesão); O HQ não indica um risco em termos de uma probabilidade.
13 Valores de Referência (VR) - Hierarquia -
Nível (concentração) sem efeitos observáveis, NOEL(C) – no observed effect level: nível de efeito não observado - quantidade de substância que não causa efeito na população exposta. Nível (concentração) mínimo com efeitos observáveis, LOEL(C) – lowest observed effect level: nível mais baixo de efeito observado – menor quantidade de uma substância que causa efeito na população exposta. Concentrações que causam efeitos para a quantidade das populações expostas (por ex.: EC50, EC100). Esses VR são os mais importantes, mas se não existirem podem ser usados outros critérios, desde que baseados em efeitos ecotoxicológicos. Prioridades dos VR
14 Exemplos de Valores de Referência para Receptores Ecológicos
São encontrados em vários sites na internet e em publicações científicas, por ex.: ECOTOX Database (www. epa.gov/ecotox/quick_query.htm) Espécies Efeito NOEC (μg/L) EC50 Peixes toxicidade Invertebrados > toxicidade reprodutiva >22.000
15 Princípio Básico Se o NOEL(C) não estiver disponível: PRECISO CALCULAR OU FAZER EXPERIMENTOS Extrapolação da concentração de efeito mais baixos (LOEL(C), EC50) com fatores de segurança (10, 100), que é dependente da qualidade dos dados. Por exemplo: Fator de Segurança = 10 LOEL(C) × 0,1 = Critério Ecotoxicológico (VR) Fator de Segurança = 100 EC50 × 0,01 = Critério Ecotoxicológico (VR)
16 toxicidade reprodutiva
Exemplos de Cálculos dos Valores de Referência para Receptores Ecológicos Espécies Efeito NOEC (μg/L) EC50 Peixes toxicidade Invertebrados > toxicidade reprodutiva >20.000 Não tem o NOEC (valor experimental) para invertebrados. Escolher o valor mais baixo do EC50 = μg/L Aplicar o fator de segurança = 100 Calcular o Critério Ecotoxicológico Calculdado (VR) = X 0,01 = 200 μg/L
17 Calcular Coeficiente de Nocividade (HQ) Equações
Equação geral: Água Sedimento Solo
18 Exemplo: Solos (P)DI = Dose diária (prevista), [mg/kg PC × d]
LOAEL = Nível (dose) mínimo com efeitos adversos observáveis, [mg/kg PC × d] NOAEL = Nível (dose) sem efeitos adversos observáveis, [mg/kg PC × d]
19 Exemplo: Solos (P)DIj = Exposição total (prevista) ao contaminante (j), [mg/kg  d] Csoil, j = Concentração do contaminante (j) no solo, [mg/kg] Ps = Proporção do solo consumido com alimento IR = Taxa de ingestão do alimento, [kg alimento/kg PC  d] PC = Peso corporal da espécie exposta N = Número total do tipo do alimento (por ex., grama, plantas) Pij = Proporção do tipo do alimento (i) consumido, Cij = Concentração do contaminante (j) no tipo alimento (i), [mg/kg]
20 Exemplo: Solos Cenário: Área contaminada com ativitades agriculturais
1 Composto j no solo Receptores: Vacas Alimento: grama e solo consumido junto com a grama Parâmetros para o cálculo da (P)DIj : N = 1: i = grama IR = 0,024 kg/kg PC d Ps = 0,058, Pgrama = 0,942 Csoil, j = 500 mg/kg, Cgrama, j = 50 mg/kg (P)DIj = 0, ,304 = 12 mg/kg PC d, NOAEL = 7,2 mg/kg PC d  HQ = 12 mg/kg PC d / 7.2 mg/kg PC d = 1.67
21 Exemplo: O Caso MCPP Composto Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico
Foi encontrado em uma água superficial o composto MCPP (Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico, CAS-Nr ). Não existem NAWQB e referências de qualidade para sedimentos. Resultados de analíse das amostras incluem os dados de 3 anos passados.
22 toxicidade reprodutiva
Solução: O Caso MCPP - Etapa 1 Composto Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico Solução – Etapa 1: determinação do Critério Ecotóxicológico necessário para água superficial. Dados de Toxicidade na literatura apresentam os seguintes valores: Espécies Efeito NOEC (μg/L) EC50 Peixes toxicidade Invertebrados > toxicidade reprodutiva >20.000
23 Solução: O Caso MCPP - Etapa 1 Composto Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico
A menor concentração com efeito é μg/L (EC50). A base de dados publicada não é completa, assim o EC50 deve ser corrigido com o fator de segurança de 100 (EC50 × 0,01). O critério para a avaliação do MCPP na água superficial é: WQB = 200 μg/L
24 Solução: O Caso MCPP - Etapa 2 Composto Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico
Determinação do critério de qualidade necessário para o sedimento: SQB = f x K x WQB f = Fração de massa de carbono orgânico = 2 % K = C. de partição carbono orgânico-água = 19,95 L/Kg WQB = 200 μg/L O critério para a avaliação do MCPP nos sedimentos: SQB = 79,8 μg/kg
25 Solução: O Caso MCPP - Etapa 3 Composto Ácido-(2-(4-cloro-2-metilfenoxi)-propiônico
Avaliação de Risco para a água superficial Dados disponível C (MCPP)  200 ppb Mas: Os dados de concentração apresentam uma tendência ascendente significativa (resultado da estatística de Mann-Kendall). Tempo MCPP (ppb) 5-Jul-10 16 4-Oct-11 80 28-Oct-10 21-Feb-12 96 22-Feb-11 65 8-May-12 24-May-11 34 14-Aug-12 83 16-Aug-11 67 9-Oct-12 90
26 Em 2015 o HQ será maior do que 1
tempo MCPP (ppb) HQ Tempo 05jul.10 16 0,1 04 out.11 80 0,4 28out.10 21fev.12 96 0,5 22fev.11 65 0,3 08 mai.12 24mai.11 34 0,2 14ago.12 83 16ago.11 67 09out.12 90 HQ <1 HQ <1 HQ ≥1 WQB = 200 μg/L, P(EC) = MCPP concentrações Os HQ que são obtidos com as concentrações medidas não excedem o valor de 1. Em 2015 o HQ será maior do que 1 Tendência cresente ou decresente, conclusio
27 Resumo Na avaliação de risco para áreas contaminadas:
Integrar tudos os receptores que existem na área de interesse; Construir o modelo concentual; Selecionar os parâmetros necessários (talvez difícil: para encontrar os valores de referência para receptores ecológicos); Calcular os valores de risco em tempo e espaço.
28 Revisão Bibliográfica
ASTM E2205: Standard Guide for Risk-Based Corrective Action for Protection of Ecological Resources, 2009. SADA: Spatial Analyses and Decision Assistance. Vers Institute for Environmental Modeling. University of Tennessee, ARAMS: Adaptive Risk Assessment Modeling System. Version U.S. Army Engineer Research and Development Center – ERDC, 2009.
29 Revisão Bibliográfica
Trophic Trace 4.0: A Tool for Assessing Risks from Trophic Transfer of Sediment-Associated Contaminants. Menzie-Cura & Associates, Inc. Winchester (MA), 2005. RAMAS® Ecorisk: Software for Rapid Ecological Risk Analysis. Janos G. Hajagos and Scott Ferson. Applied Biomathematics. Setauket, New York, 2003. TWEM: Terrestrial Wildlife Exposure Model. Version 2.1. U.S. Army Center for Health Protection and Preventative Medicine,
30 Revisão Bibliográfica
U.S. Environmental Protection Agency (2005): Guidance for Developing Ecological Soil Screening Levels. OSWER Directive Office of Solid Waste and Emergency Response Pennsylvania Avenue, N.W., Washington, DC CDM (2009): Final Screening Level Ecological Risk Assessment. Puchack Well Field Site, Operable Unit 2. Pennsauken Township, New Jersey. Work Assignment No. 007-RICO-02JL. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, New York.
31 Obrigado!! martin.bittens@gmx.de
32 Back-up Valôres de Referência
U.S. EPA 2005
33 Back-up Equações U.S. EPA 2005
34 Água Superficial Cálculo de HQ
HQ = Quociente de nocividade [sem unidade] (P)EC = Concentração ambiental (medida ou prevista), [mg/L] 1) NAWQB = Critérios nacionais de qualidade da água ecotoxicológico, [mg/L] ou NOEL(C) ou calcular 2) BCw = Concentração de referência na água Quando tiver dados confiáveis e detalhados (Investigação Detalhada)
35 Água Superficial Cálculo de BCw
BCw = Concentração de referência na água LOAEL = Nível (concentração) mínimo com efeitos adversos observáveis, [mg/kg PC × d] BW = Peso corporal do receptor (exemplo:animal), [kg] W = Taxa de consumo da água, [L/d] F = Taxa de consumo dos alimentos, [kg/d] BAF = Fator de bioacumulação (razão entre a concentração do contaminante no tecido de peixes e a concentração na água), [L/kg]
36 Sedimentos (P)EC = Concentração ambiental (prevista ou medida), [µg/kg] SQC = Critérios de qualidade para sedimentos (PEL, ER-M, etc.), [µg/kg] SQB = Referência de qualidade para sedimentos, [µg/kg]
37 Sedimentos SQB = Referência de qualidade para sedimentos, [µg/kg]
f = Fração de massa de carbono orgânico [sem unidade] K = Coeficiente de partição carbono orgânico-água, [L/Kg] WQB = Referência de qualidade para água, [µg/L]