Geoquímica e saúde no Paraná

GEOMEDICINA
NO PARANÁ
Bonald C. Figueiredo
Humberto C. Ibañez
Organizadores
junho 2009

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SUMÁRIO
Apresentação............................................................. 2
11111 Geoquímica ................................................................ 4
22222 Geomedicina e Agronegócio ........................... 29
33333 Sistema de Web Mapping ................................... 41
44444 Agrotóxicos e Câncer .......................................... 72
Referências ...............................................................89ISBN 978-85-61874-02-5
GEOMEDICINA NO PARANÁ - 2009

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GEOMEDICINA NO PARANÁ – DE UM PROJETO PIONEIROAPRESENTAÇÃO
Em agosto de 2006 foi realizado em Curitiba o Simpósio Ciência e
Tecnologia na Geomedicina, patrocinado pela Secretaria de Estado
da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (SETI) do Paraná. Na
ocasião foi divulgado o Projeto de Geomedicina, o primeiro em seu
gênero do país, uma iniciativa do Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno
Príncipe e Mineropar. O interesse por esta pesquisa surgiu a partir
da observação de que no Paraná ocorre o maior número de pessoas
com o mesmo tipo de mutação da linhagem germinativa (R337H)
no gene TP53, geralmente relacionada com o câncer de córtex
adrenal em crianças e câncer de mama, fazendo-se necessário testar
se há e quais são as prováveis influências do ambiente. Embora
essa tenha sido a motivação inicial do projeto, é previsível que o
projeto venha extrapolar as expectativas iniciais, dada a qualidade
dos pesquisadores envolvidos e os avanços percebidos no Estado
do Paraná que ocorreram tanto na área de pesquisa médica como
no campo das geociências.
Bernardino R. Figueiredo*
Para quem testemunhou a riqueza das apresentações daquele
evento e acompanhou à distância o desenvolvimento desse projeto,
já era previsível que a publicação desta obra, organizada pelo Dr.
Bonald C. Figueiredo e Humberto C. Ibañez, viria cumprir o
importante papel pedagógico de mostrar o caminho para todos
aqueles profissionais, cientistas e estudantes, que se interessam por
essa fascinante área de pesquisa aplicada e interdisciplinar.
Embora a relação entre Medicina e Geologia seja muito antiga, as
experiências de pesquisa e ensino em Geologia Médica, no novo
contexto emergente da revolução tecnológica e da crise ambiental
global, são recentes em todo o mundo. Dessa circunstância resulta
o imenso valor das experiências inovadoras do projeto e de sua
apresentação ao público por meio da presente obra.
Este livro está organizado em quatro capítulos resultantes da
contribuição de vários autores, profissionais e cientistas de grande
destaque em suas áreas de atuação.
O Capítulo 1 é dedicado a explicar a abrangência do campo de
pesquisa da geoquímica. Além de descrever a origem dos elementos
e como se classificam do ponto de vista geoquímico, o artigo focaliza
a relação entre ambiente e seres vivos enfatizando, entre outras, a
questão da agricultura e produção de alimentos. São também
descritos os métodos e técnicas em uso na geoquímica, desde a
amostragem e as técnicas analíticas disponíveis, até a arte dos
levantamentos geoquímicos, a delimitação de áreas de risco e os
efeitos dos fatores naturais e antrópicos na saúde dos seres vivos.(*) Geólogo, Professor Titular do Instituto de Geociências, UNICAMP
A
APRESENTAÇÃOGEOMEDICINA NO PARANÁ - 2009

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O Capítulo 2 explora as relações entre a geomedicina e a
agropecuária. Já no início, o artigo revela a intenção dos autores de
debater estratégias de pesquisa interdisciplinares que requerem
atualmente a organização de programas cooperativos e de redes
de pesquisa. Neste particular, a rede RIPA (Rede de Inovação e
Prospecção Tecnológica para o Agronegócio), sustentada com
recursos dos fundos setoriais, é descrita em detalhe. No âmbito da
GeoMedicina no Paraná, essa estratégia contempla os assuntos
relacionados com o uso do solo e da água em processos
agropecuários, florestais e da agroenergia, de interesse para a saúde
no meio rural e urbano.
O Capítulo 3 descreve extensivamente a ferramenta tecnológica
principal do projeto, que consiste no sistema de software Web
Mapping no qual é possível a apresentação de mapas tirando
proveito dos recursos da rede mundial de computadores, com forte
ênfase na interação com os usuários da informação.
O Capítulo 4 enfoca a instigante questão dos agrotóxicos e suas
relações com o câncer. A relevância do tema advém do fato de que
o Brasil é atualmente o terceiro maior consumidor de agrotóxicos
do mundo e o Paraná ocupa o segundo ou terceiro lugar entre os
estados brasileiros desde a década de 1980. É feita a previsão de
que o projeto GeoMedicina irá unir dados dos grupos de pesquisa
(gene, ambiente, câncer e bioinformática), que estarão completos
como banco de dados e de processamento de dados pela internet
até 2015, com o objetivo de contribuir para essa difícil tarefa que é
a demonstração de nexos causais entre enfermidades e
características ambientais.
Esses capítulos constituem as quatro camadas de dados que devem
ter inspirado a ilustração de capa deste livro. Quando combinadas
e processadas resultam em informação privilegiada sobre as questões
mais relevantes que estão sendo abordadas de forma criativa pelo
Projeto de GeoMedicina no Paraná. Tudo isso faz desta feliz e
oportuna iniciativa editorial um presente que pode ser apreciado
tanto por especialistas das diversas áreas envolvidas e
comprometidas com este tema, como por outros estudiosos e pelo
público em geral.
A
APRESENTAÇÃOGEOMEDICINA NO PARANÁ - 2009

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GEOQUÍMICAGEOMEDICINA NO PARANÁ - 2009
GEOQUÍMICA
Otavio Augusto Boni Licht
Edir Edemir Arioli
MINEROPAR - Serviço Geológico do Paraná
Qualquer pessoa que queira investigar a medicina
adequadamente deve proceder desta forma. (...) Devemos
também considerar as qualidades das águas, porque elas
diferem de umas às outras em gosto e peso, de modo que
também diferem muito na sua qualidade.
Hipocrates (460-377 A.C.) apud Selinus et al (2005)
Desde o momento inicial, que deve ter ocorrido há cerca de 15 ou
16 Ga (bilhões de anos), o Universo encontra-se em expansão. Isso
significa que o espaço entre os aglomerados e superaglomerados
de galáxias está aumentando continuamente a uma velocidade de
dezenas de milhares de quilômetros por segundo.
Uma das teorias aceitas para o início do Universo é baseada no
conceito de que há cerca de 15 Ga, um ponto único e singular com
diâmetro infinitamente pequeno e densidade e temperatura
infinitamente grandes reuniria toda a energia disponível. Esse ponto
singular, previsto pela primeira vez por Alpher, Bethe e Gamow em
1948, teria se expandido de maneira violenta, num evento único e
original denominado “Big Bang”. Em uma fração de tempo
infinitamente pequena, toda a energia teria se expandido, gerando
temperaturas elevadíssimas que teriam atingido bilhões de graus
centígrados, produzindo doses enormes de radiação. Cerca de 100
segundos após, a temperatura já teria caído para 1 bilhão de graus
e atingidas as condições para que as partículas subatômicas
fundamentais como prótons, nêutrons e elétrons começassem a se
combinar para formar os núcleos dos átomos de deutério (hidrogênio
pesado). Esses teriam se combinado com mais prótons e nêutrons
para formar os núcleos de hélio e quantidades pequenas de Li e Be.
Com o resfriamento generalizado, teriam sido formadas imensas
nuvens de gás (H e He), que por ação da gravidade teriam entrado
em colapso. Isso teria provocado o aquecimento dos núcleos e a
formação das estrelas. Por meio do processo denominado
Nucleossíntese, o He daria origem ao C, que por sua vez originaria
O, Ne, Mg, Si e outros elementos de massa atômica gradativamente
mais elevada. Dessa forma, os elementos ultraleves como H e He
foram formados logo após o “Big Bang”, e outros de maior massa
atômica foram sendo sintetizados no interior das estrelas ou na
explosão de supernovas. Essas teriam grande importância na
abundância dos elementos, já que os processos que ocorrem no
interior da estrela e durante sua explosão contribuiriam com parcelas
significativas de elementos pesados (massa maior que o ferro:
níquel, cobre, estanho, chumbo e zinco) lançados ao espaço e
misturados ao meio interestelar. Estrelas formadas com tal mistura
já contariam com elementos pesados e isótopos radioativos como
U e Th, o que contribuiria para um enriquecimento gradativo do
Universo em elementos de maior massa atômica. Nesse modelo de
evolução, o Sistema Solar a que a Terra pertence teria menos que
5 Ga, mas formado quando o Universo já contava com 8 a 10 Ga.

5
1
Assim, o nosso Sistema Solar seria o resultado de uma supernova
com massa estimada em 8 vezes a do Sol a qual, em sua fase final,
teria sintetizado os elementos pesados que hoje constituem o Sol e
seus planetas (HAWKING, 1988).
Em apenas 100 Ma, mais que 95% do material que hoje constitui o
planeta Terra teriam se acumulado a partir do material disperso no
espaço. Com o aumento da massa do planeta em formação e o
acúmulo do material radioativo, a temperatura teria aumentado a
ponto de ser alcançado o ponto de fusão que teria sido responsável
pela diferenciação do material fundido de acordo com a densidade
e afinidade geoquímica dos elementos. Esse processo teria sido
responsável por uma grande divisão geoquímica do planeta, que
pode ser representada por um núcleo com abundância de elementos
pesados como Fe e Ni e uma crosta composta de elementos como
Si e Al, de massa atômica menor. O processo de degaseificação -
perdas gasosas - do planeta em formação e resfriamento, teria dado
origem à camada de gases retidos pelas condições gravitacionais
favoráveis e que constitui a atmosfera.
No estágio atual de evolução do planeta Terra, das rochas que
compõem sua crosta, uma grande parcela - 99,3% - é representada
por apenas oito elementos químicos: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K e Mg,
denominados por isso de elementos maiores e são expressos em %
em peso (Figura 1). Para os outros elementos naturais até o urânio,
restam apenas 0,7%. Por isso e dependendo de sua abundância,
esses 84 elementos são categorizados em menores, traços e ultra-
traços. Os elementos menores, por exemplo Ba, F, Zr e Sr, são medidos
entre 100 e 1.000 ppm (uma parte do elemento em um milhão de
partes da amostra). Os elementos traços, como Be, Mo, Ge, Cu, Pb,
Zn, As e a maioria dos Elementos Terras Raras (ETR), são medidos
entre 1 e 100 ppm. Finalmente os elementos ultra-traços como Au,
Pt, Pd e Hg são expressos em frações de ppb (partes por bilhão) ou
ppt (partes por trilhão). É necessário mencionar ainda os isótopos
produzidos no processo de decaimento radioativo dos elementos
como U e Th. Alguns desses isótopos têm meia vida de frações de
segundos.
Os elementos associam-se para formar minerais, que são compostos
químicos naturais com arranjo atômico ordenado, categorizados
em classes químicas como óxidos (metais ligados a oxigênio),
silicatos (metais ligados ao silício), sulfetos (metais ligados ao
enxofre) e halogenetos (compostos de flúor, cloro, bromo e iodo).
Figura 1
Os elementos mais abundantes nas rochas da crosta terrestre

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1
Os minerais associam-se para formar as rochas. Com base em diversas
características como espécie, proporção e o arranjo dos minerais e
seu processo de formação, as rochas são classificadas como ígneas,
sedimentares e metamórficas. Por sua composição química, as
rochas podem ser mais bem discriminadas, como ocorre com as
rochas ígneas, que são divididas em ultrabásicas, básicas,
intermediárias e ácidas.
A necessidade de particularizar os processos geológicos e identificar
os produtos, no entanto, deve convergir para a observação e o
estudo do planeta Terra como um sistema complexo e dinâmico, no
qual os materiais são transportados e modificados pela atuação de
uma grande quantidade de processos que incluem fusão,
cristalização, erosão, dissolução, precipitação, vaporização e
decaimento radioativo (ROSE et al, 1979).
O tempo de residência dos materiais naturais numa certa posição
do sistema geológico pode mostrar enormes variações. Uma
molécula de água, por exemplo, pode permanecer 100.000 anos
numa geleira, 1.000 anos num aquífero, 7 anos num lago, 10 dias
numa nuvem ou apenas algumas horas no corpo de um animal
(MURCK et al, 1995). Essa permanência pode ser alterada pelas
diversas condições ambientais que ocorrem nas várias posições do
sistema, de acordo com a pressão, a temperatura e a disponibilidade
de água e de oxigênio livre. Com base nesse critério simplificado,
Rose et al (1979) caracterizaram dois grandes ambientes
geoquímicos: o ambiente profundo e o de superfície.
O ambiente profundo compreende as porções inferiores das crostas
continental e oceânica, o manto e o núcleo. Nele predominam os
processos magmáticos e metamórficos caracterizados por altas
pressões e temperaturas, escassa circulação de fluidos e baixíssima
disponibilidade de oxigênio livre. Os processos ígneos e
metamórficos são característicos desse ambiente.
Já o ambiente de superfície localiza-se na porção superior das crostas
continental e oceânica, em contato direto ou quase direto com a
atmosfera, hidrosfera, biosfera e tecnosfera. Caracteriza-se por baixas
pressões e temperaturas, abundância de oxigênio e livre circulação
de água. Os processos de erosão, sedimentação, diagênese precoce,
dissolução, hidrólise e oxidação são típicos e exclusivos desse
ambiente. A maioria dos processos biológicos e antrópicos se
desenvolve sob essas condições.
Ao observar a Terra com uma visão sistêmica, a existência, a
disponibilidade dos constituintes geoquímicos dos materiais naturais
e sua mobilidade e circulação de um ambiente para outro, podem
ser expressas sob a forma de um grande ciclo. O modelo de ciclo
geoquímico proposto por Mason (1960) e modificado por Fortescue
(1967, apud FORTESCUE, 1992) considera não só as variáveis
naturais como também as influências antrópicas e biológicas como
agregadoras, captoras e mobilizadoras de elementos químicos
(Figura 2).

7
1
Figura 2 - O ciclo geoquímico (MASON, 1960, modif. FORTESCUE,
1967, apud FORTESCUE 1992)
Já na primeira metade do século XX, diversos cientistas como Viktor
M. Goldschmidt, Alexander Y. Fersman e Vladimir I. Vernadski
estudaram, com uma visão sistêmica, as interações de matéria e
energia no interior desse sistema complexo, e estabeleceram alguns
conceitos fundamentais. Vernadski foi o primeiro a introduzir e
sistematizar os conceitos. Dessa forma, o conjunto integrado dos
diversos subsistemas denominados litosfera, hidrosfera, biosfera e
atmosfera constituiriam um sistema aberto e de grande complexidade
denominado geosfera. A maioria dos processos que se desenvolvem
na geosfera, implica em interações e trocas que desempenham
influências - mediatas ou imediatas - no quimismo dos seus
componentes. Essas interações, genericamente denominadas
processos geoquímicos, são responsáveis pelos mais diversos eventos
naturais relacionados com a litogênese (processos de formação das
rochas), pedogênese (processos envolvidos na formação do solo) e
biogênese (processos relacionados com a geração e o
desenvolvimento dos seres vivos).
Quaisquer variações que ocorrerem no ambiente geoquímico,
durante um processo de formação, deixarão marcas permanentes
na estrutura dos indivíduos, bióticos ou abióticos. De maneira geral,
quanto mais complexo for o ambiente geoquímico, mais marcadas
e notáveis serão as diferenças e contrastes impressos na natureza
(LICHT, 2001a).
Os processos geoquímicos não ocorrem isolados e livres da
influência das variáveis físicas ambientais como a pressão,
temperatura e presença de água, as quais desempenham papel
preponderante no seu ritmo e intensidade. Em contrapartida, todos
os processos físico-químicos inerentes à atividade vital também
imprimem forte impacto no meio físico.
A atmosfera é o conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra
e desempenha o papel de interface do planeta com o espaço. Cada
uma dessas camadas, troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera,
exosfera e ionosfera, tem suas características dependentes,
principalmente, da pressão, temperatura e composição química. A
camada mais interna, troposfera, é composta predominantemente
por nitrogênio, oxigênio, argônio, hidrogênio e vapor d’água, faz o
contato com os outros subsistemas terrestres e confina os fenômenos
climáticos que os afetam.

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1
A hidrosfera é o subsistema constituído pelos oceanos, lagos, rios,
água subterrânea, gelo, neve e vapor d’água atmosférico. Contém
aproximadamente 1,4 x 109
km3
(1,4 x 1024
g) de água nos vários
estados, a maioria dos quais armazenados nos oceanos. Por outro
lado, as rochas também são grandes reservatórios de água. Silva
(2006) enfatiza que se a quantidade de água nos minerais das rochas
da crosta terrestre é de 4 a 6% e se a massa da crosta terrestre é de
2,3 x 1025
g, teoricamente existe uma quantidade de água nas rochas
da crosta de 1,0 x 1024
g, equivalente à que existe nos oceanos.
A litosfera tem uma espessura média de 100 km e inclui a crosta e
parte do manto superior. É composta pelas placas litosféricas com
espessura variando entre 60 km nos oceanos e 150 km nas áreas
continentais. A litosfera repousa sobre a astenosfera, composta pelas
rochas do manto superior em estado de fusão parcial e com
características plásticas tais que permitem o deslizamento das placas
litosféricas. Entre 400 e 650 km de profundidade, na zona de
transição com o manto superior, as rochas voltam ao estado sólido.
De 650 km até 2.900 km está o manto inferior que é responsável
por cerca da metade da massa da Terra. Repousa sobre o núcleo que
é composto por uma camada externa de material fundido com
aproximadamente 2.300 km de espessura e de uma esfera sólida
com 1.230 km de raio. Processos que ocorrem no núcleo e manto
podem atuar até sobre as placas litosféricas e causar modificações
no sistema como um todo (HUGGETT, 1995).
A pedosfera definida por Mattson (1938, apud FORTESCUE, 1992),
é a camada externa da litosfera em contato constante com a
hidrosfera e a atmosfera e sede dos processos do intemperismo,
formação do solo e principal suporte das atividades biológicas.
A biosfera abrange o conjunto dos seres vivos que povoam a
atmosfera, hidrosfera e pedosfera. Engloba desde animais e vegetais
unicelulares como as bactérias e algas, até vegetais e animais
superiores como as angiospermas, os mamíferos e entre esses, o
homem.
A espécie humana é essencialmente gregária e suas concentrações,
por mais primitivas que sejam sob o ponto de vista tecnológico,
sempre promoveram e promoverão impactos ambientais. Quanto
mais avançado for o estágio de sofisticação tecnológica de um
grupamento humano, mais diversificadas serão suas atividades,
maiores serão as suas necessidades por suprimentos e mais complexa
a composição química dos seus produtos e em decorrência, de seus
dejetos de origem orgânica/biológica ou resíduos artificiais
decorrentes de processos industriais. Por isso, o conceito de
tecnosfera tem sido utilizado para identificar a porção da geosfera
onde se fazem sentir os efeitos da presença do homem e de suas
atividades. A tecnosfera não tem limites nítidos, permeando os
diversos subsistemas da geosfera na forma de alterações climáticas
globais, na destruição da camada de ozônio, na poluição de corpos
d’água, de solos e das camadas inferiores da atmosfera, e mesmo
nas alterações das características genéticas de animais e vegetais.
O complexo sistema geoquímico natural é controlado pela presença,
abundância e distribuição dos elementos e compostos químicos nas
rochas, na forma de minerais que seriam os principais fornecedores
do grande ciclo geoquímico. As interações rocha-água-ar e gases-
radiação solar são as responsáveis pela geração da cobertura
inconsolidada do planeta, representada pelo solo, sedimentos
fluviais, lacustres e marinhos. Esses, por sua vez, são os responsáveis
pelo suprimento dos nutrientes exigidos para o desenvolvimento
sadio da biota.

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1
Figura 3
As interações entre os diversos componentes da geosfera:
o sistema complexo do planeta Terra (MURCK et al, 1995)
Goldschmidt (1954, apud FORTESCUE, 1992) apontou que o ciclo
geoquímico se comporta como um laboratório de química analítica.
À medida que as rochas são expostas às condições fisico-químicas
do ambiente superficial, sob as quais são instáveis ou metaestáveis,
começam a se transformar liberando três grandes conjuntos de
materiais: resíduo insolúvel, minerais neoformados e estáveis sob
as novas condições e uma carga iônica em solução. Os dois últimos
são estruturados, formados ou liberados com base na valência
(iônica) dos elementos. Assim, nos processos do intemperismo, a
partir de óxidos, silicatos, sulfetos entre outros, são (neo)formados
argilo-minerais, óxidos hidratados de Fe e Mn, carbonatos, cloretos,
sulfatos, também com liberação de gases. A carga iônica em solução
nas águas compreende cátions como Al3+
, Ba2+
, K+
, Mg2+
, Ca2+
, Cu2+
e ânions como F-
, Cl-
, SO4
2-
, PO4
2-
, CO3
2-
.
A mobilidade e a dispersão dos compostos e íons gerados por esses
processos depende de diversos fatores, dos quais os mais importantes
são a suscetibilidade dos minerais e compostos naturais aos agentes
do intemperismo e à existência de barreiras geoquímicas (pH, sorção
por argilo-minerais, hidróxidos de Fe-Mn, etc). Esses efeitos de
mobilização e de dispersão agem não só sobre os produtos naturais
como também sobre os compostos e resíduos produzidos pela ação
do homem, em concentrações urbanas e ambientes industriais.
A diferença fundamental entre os processos naturais e os ligados à
ação do homem é que os primeiros obedecem a princípios
geoquímicos rígidos caracterizados por Goldschmidt (1937, apud
KRAUSKOPF, 1972), que propôs uma classificação baseada no
comportamento geoquímico dos elementos. Essa classificação
fundamentou-se em experimentos realizados com materiais naturais
como meteoritos, rochas silicatadas e minérios sulfetados e materiais
artificiais como escórias metalúrgicas. Os resultados desses estudos
permitiram que Goldschmidt propusesse uma classificação
geoquímica dos elementos, dividindo-os em:
Siderófilos - com afinidade pelo ferro e se concentrando no núcleo da
Terra, como Co, Ni, Mo, Au, Ge, Sn, C, P;
Calcófilos - com afinidade pelo enxofre e concentrados nos sulfetos,
como Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl;

10
1
Litófilos - com afinidade pela sílica e concentrados na crosta terrestre
sob a forma de silicatos, como Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba;
Atmófilos - presentes como gases na atmosfera, como H, C, N, O,
He, Ne, Ar.
Além desses quatro grupos, Goldschmidt (1937, apud LEVINSON,
1974) reconheceu também um quinto grupo de afinidade
geoquímica:
Biófilos - comumente encontrados nos organismos vivos, como C, H,
O, N, P, S, Cl e I, assim como certos metais traço como: V, Cu, Mn e B.
A classificação de Goldschmidt é eficiente para explicar a distribuição
dos elementos menores e traço em minerais e rochas, principalmente
para os elementos litófilos. No entanto, essa classificação é
incompatível com os processos derivados da ação do homem, visto
que eles não seguem quaisquer regras ou padrões naturais
produzindo associações elementares exóticas, controladas pelo
quimismo dos processos envolvidos nas atividades urbanas,
industriais e agrícolas. (LICHT, 2001a)
Mas, independentemente dessas diferenças, as alterações das
condições normais do quimismo do ambiente superficial são
resultantes, ou melhor, são um somatório dos efeitos gerados pelos
processos naturais e pelos processos antrópicos.
Entre as ações antrópicas, a agricultura é a que provoca os maiores
impactos no quimismo ambiental, em virtude da extensão que ocupa
e da quantidade e frequência de aplicação de insumos. No exame
dos insumos agrícolas, é conveniente considerar em separado os
fertilizantes e corretivos e os produtos denominados genericamente
agrotóxicos.
O Decreto Nº 4.954, de 14 de Janeiro de 2004 (BRASIL, 2004),
define os seguintes termos:
fertilizante: substância mineral ou orgânica, natural ou sintética,
fornecedora de um ou mais nutrientes de plantas;
corretivo: produto de natureza inorgânica, orgânica ou ambas, usado
para melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo,
isoladas ou cumulativamente, ou como meio para o crescimento de
plantas, não tendo em conta seu valor como fertilizante, além de não
produzir característica prejudicial ao solo e aos vegetais
Além disso, o mesmo Decreto considera apenas os elementos
químicos nutrientes - elemento essencial ou benéfico para o
crescimento e produção dos vegetais - classificando-os como
macronutrientes (N, P, K), macronutrientes secundários (Ca, Mg, S)
e micronutrientes (B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Co, Si). Não faz qualquer
menção, entretanto, à existência de elementos nocivos ou tóxicos,
pois fertilizantes e corretivos agrícolas são, na maior parte das vezes,
produzidos a partir de materiais geológicos como fosfatos e calcários
magnesianos (dolomitos), respectivamente. Dependendo de sua
origem, fosfatos e calcários podem conter níveis consideráveis de
elementos tóxicos, independentemente de aditivos introduzidos
durante seu processamento industrial. Materiais naturais ricos em
potássio, como salitre do Chile e trona, utilizados como matéria
prima desses fertilizantes, são enriquecidos em Ba, Pb, Na, Rb, Cs e
Tl. Os fosfatos, também utilizados na manufatura desses produtos,
provêm de carbonatitos que são naturalmente enriquecidos em Al,
Na, Zr, Ti, Nb, Ta, F, P e ETR ou de depósitos sedimentares de fosforitas
(ROSE et al, 1979). Nas fosforitas pode ocorrer o enriquecimento
em diversos elementos como V, As, Si, Mn, Cr, U e ETR. A abundância
de elementos traço nas rochas fosfáticas pode ser explicada de duas

11
1
maneiras: as concentrações de Ag, As, Mo, Ni, Zn, Cr, Cu, Sb, Se e
Cd são principalmente atribuídas à matéria orgânica, enquanto que
as de Sr, Th e ETR são vinculadas ao retículo da apatita. Já o V e o U
podem estar associados tanto ao retículo das apatitas, quanto à
matéria orgânica (KRAUSKOPF, 1972).
No que concerne aos agrotóxicos, são produtos sintetizados pela
indústria química, aplicados à lavoura no sentido de inibir a ação
de pragas como insetos e ervas daninhas ou então para a
preservação de estoques de sementes.
As substâncias químicas resistentes ao metabolismo, em especial o
da microflora, têm uma elevada persistência ambiental. Muitos
compostos halogenados se situam nessa categoria e, por
conseguinte, adquirem um certo grau de prioridade nas
investigações sanitárias.
Pesticidas organoclorados, agora com uso proibido, tiveram
aplicação continuada e intensiva por quatro a cinco décadas,
principalmente nas lavouras do café e do algodão. Resíduos desses
produtos permanecem no ambiente por décadas, na forma de um
estoque geoquímico que é lenta e progressivamente liberado.
Apesar da proibição de aplicação de compostos organoclorados na
agricultura, estabelecida na legislação brasileira, é necessário lembrar
que esses compostos apresentam características de elevada
persistência no ambiente (Tabela 1).
A liberação dos componentes dos princípios ativos de pesticidas
organoclorados, acumulados durante anos de aplicação na
agricultura, é feita lentamente a partir do estoque armazenado nos
sedimentos de fundo dos cursos d’água, onde tais compostos
orgânicos se fixam às argilas por mecanismos de sorção (Tabela 2) .
Os teores dos pesticidas analisados (SUREHMA, 1984) foram
Produto Tempo (anos) Tempo médio (anos)
DDT 4 - 30 10
BHC - 3,5
ALDRIN 1 - 6 3,0
DIELDRIN 2 - 25 8,0
LINDANE 3 - 10 6,0
HEPTACLORO 3 - 5 3,0
Tabela 1 – Persistência dos pesticidas clorados no solo (tempo para
eliminação de 95% dos resíduos)
Fonte: Lanini (1975, apud MARZOCHI et al, 1976)
magnificados nos sedimentos retidos nas estações de tratamento,
deixando muito evidente que os compostos perniciosos liberados
por um estoque ambiental são eletricamente ligados aos
suspensóides de argilas, óxidos hidratados de ferro, manganês,
alumínio e matéria orgânica.
A população rural geralmente se abastece de água em fontes
domésticas como açudes, cacimbas e poços freáticos. Esses
mananciais e aquíferos, ao atravessarem extensas áreas de
agricultura, recebem a carga de drenagem plúvio-fluvial de campos
impregnados por diversos produtos, entre os quais os pesticidas.
Antes do consumo humano, essas águas sofrem apenas um processo
incipiente de decantação e filtragem com equipamentos domésticos
de baixa eficiência. Já a população de áreas urbanas, abastecida
com água tratada, tem uma menor exposição a esses agentes, visto
que há uma redução significativa dos níveis de pesticidas nos
processos de tratamento de água para abastecimento público. Esse
fato foi demonstrado em pesquisa realizada por Medeiros et al
(1984).

12
1
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
BHC 0,0048 2,040 0,560 0,0027 0,0043 1,020 0,480 0,0025 0,005 1,020 1,790 0,0028
DDT 0,0055 28,600 254,10 ND 0,0047 8,800 8,800 0,0003 0,0013 46,200 49,500 ND
Lindane 0,0135 ND ND 0,0007 0,003 ND ND 0,0013 0,0046 0,350 ND 0,0013
Clordane ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
Aldrin 0,0007 0,900 1,180 0,0005 ND 0,760 0,670 0,0003 ND 0,420 0,340 0,0003
DDE 0,0005 3,460 2,590 ND 0,0013 2,360 0,940 ND ND 2,120 2,510 ND
Endrin ND 0,770 1,870 ND ND ND ND ND ND 0,880 1,050 ND
Dieldrin ND 4,160 2,290 ND ND 3,940 1,970 ND ND 2,790 2,300 ND
TDE ND 9,050 6,670 ND ND 3,600 4,230 ND ND 1,800 7,190 ND
Heptachlor ND ND ND ND ND ND ND 0,0002 0,0023 ND ND 0,0023
Notas: 1=água bruta; 2=lodo in natura; 3=lodo ETA; 4=água tratada. As colunas 1 e 4 representam médias dos teores de quatro amostras quinzenais
(1a
e 2a
quinzenas de abril/83; 1a
e 2a
quinzenas de maio/83). Limite de detecção = 0,001 mg/l. ND=dado não disponível
Fonte : modif. SUREHMA (1984)
Tabela 2 – Teores de resíduos de inseticidas analisados no período março-abril-maio de 1983 (expressos em mg/l) em três municípios selecionados
Bandeirantes Campo Mourão Umuarama
PESTICIDA
A geoquímica e os seres vivos
Desde há muito tempo, pesquisadores identificaram a íntima relação
entre o quimismo do ambiente natural com os seres vivos.
Vinogradov (1959) identificou uma significativa importância da
geoquímica na biologia, caracterizando uma lista de elementos raros
com funções fisiológicas conhecidas, bem como outras substâncias
acessórias - vitaminas, hormônios e enzimas - que contêm na sua
composição um ou mais elementos químicos, tais como a
hemocuprina que contém Cu, o hormônio da glândula tiróide com
I, a vitamina B12
com Co, dentre outras. Salientou que as conexões
entre a vitalidade das plantações, a sanidade humana e dos animais
domésticos com a ocorrência de diversos elementos no solo estavam
se tornando claras, enfatizando que tinha dirigido suas pesquisas
para a dependência entre províncias geoquímicas e doenças
endêmicas, especialmente evidentes em regiões com excesso ou
carências dos elementos no solo ou nas águas. Por esse motivo,
suas investigações tinham interesse particular na região da ciência
que denominou de ecologia química.

13
1
Webb (1975) salientou que a importância dos elementos traço para
o cultivo e na nutrição do gado já havia sido reconhecida há muitos
anos. As amplitudes ótimas de teores no solo ou nas pastagens são
normalmente faixas muito estreitas e a deficiência e/ou excesso de
metais como o cobre, zinco, molibdênio, cobalto, selênio, ferro,
manganês e cromo podem levar ao fracasso do plantio ou à morte
dos animais.
Xuejing Xie (1996) enfatizou que a vida na Terra se desenvolveu e
evoluiu na presença de todos os elementos químicos naturais em
condição de normalidade, carência ou abundância. Essas condições
dependem das características geoquímicas, climáticas e morfológicas
da região em questão. Além disso, a quantificação do conteúdo
dos elementos químicos vem evoluindo nas últimas décadas, com
técnicas analíticas que hoje alcançam, para alguns elementos
químicos, frações de parte por bilhão. Dessa forma, relações antes
não-identificáveis entre a ocorrência de moléstias e os níveis de
presença de elementos químicos podem se tornar claras pelo
aumento da quantidade de elementos determinados, acompanhado
da redução dos limites inferiores de detecção dos modernos métodos
analíticos instrumentais.
A identificação da relação de causa-efeito entre abundância ou
carência de elementos químicos em uma região e sua atribuição
como causa da etiologia de uma moléstia é bem mais sutil e
específica. Há diversas formas de ocorrência dos elementos químicos
nas rochas, solo, sedimentos ou águas (Figura 4). Quanto mais lábeis
ou solúveis forem essas espécies químicas, maior a possibilidade de
serem absorvidas pelos seres vivos e assim agregadas à cadeia
biológica.
Figura 4 - Formas e espécies químicas possíveis de ocorrer em
materiais naturais como rochas, solos, sedimentos e águas fluviais
(modif. JOHN & LEVENTHAL, 1995)
É fundamental considerar que a ocorrência de teores elevados de
um elemento químico não significa uma relação direta entre esse
elemento e a ocorrência de uma alteração na sanidade dos seres
vivos (Figura 5).
Dependendo do elemento, da intensidade da dose, do período de
exposição e absorção, e das condições específicas do organismo
alvo, os efeitos podem variar desde as condições de debilidade e
morte por carência ou intoxicação (crônica ou aguda) passando
pela condição ótima da sanidade.

14
1
Figura 5 - Processo natural de transformação de elementos químicos
presentes nos minerais e rochas (geodisponibilidade) em formas químicas
biodisponíveis e assimiláveis pela cadeia biológica
Para que sejam identificadas e quantificadas as formas e espécies químicas
passíveis de absorção, é necessário coletar amostras especialmente
planejadas e adotar técnicas de laboratório específicas e suficientemente
sensíveis.
Meios amostrais
No planejamento de investigações dirigidas ao
conhecimento das relações de causa-efeito da geoquímica e
saúde, não é razoável que sejam coletadas amostras de
materiais onde os elementos estejam presentes em formas e
espécies químicas inertes ou estáveis, como amostras de rocha
sã.
Os meios amostrais mais adequados são solos, sedimentos e
águas fluviais e subterrâneas. Nesses tipos de materiais, os
elementos já foram liberados pelos agentes naturais do
intemperismo (radiação solar e pluviosidade) e são passíveis
de absorção pelos organismos a eles expostos.
Obviamente, as águas fluviais e subterrâneas são os meios
mais adequados para coleta, já que os elementos químicos
estão solubilizados, tanto na forma iônica quanto como
particulados tão finos que são não retidos ou eliminados por
tratamentos ou equipamentos simples de filtragem.
Técnicas analíticas
As técnicas analíticas disponíveis para a análise química de
solos, sedimentos e águas visando à fração disponível dos
elementos são muito abrangentes, precisas e acuradas.
São abrangentes por serem capazes de determinar grande
quantidade de elementos ou compostos químicos; são
precisas por serem capazes de reproduzir resultados na
reanálise da mesma amostra; e são acuradas pela elevada
sensibilidade em determinar teores extremamente baixos de
elementos ou compostos que atingem a casa de ppb.

15
1
Nesse complexo conjunto tecnológico, ocupam lugar especial
reagentes químicos como o EDTA (ácido etileno-diamino tetra
acético) utilizados para atacar as amostras, extraindo apenas as
frações bio-disponíveis. Para a determinação dos metais (cátions),
estão disponíveis as técnicas instrumentais de laboratório como a
espectrografia ótica de plasma induzido ICP-AES e a espectrografia
de massa com plasma induzido ICP-MS, e para a determinação de
ânions, a cromatografia iônica.
Como técnicas adicionais, existem equipamentos portáteis para a
determinação de diversos parâmetros como pH, potencial redox (Eh),
salinidade, sólidos totais dissolvidos, oxigênio dissolvido, turbidez
e temperatura na própria estação de coleta.
Abrangência da investigação
Para os levantamentos planejados para investigar grandes regiões,
é necessário que seja adotada uma metodologia que permita a
cobertura mais homogênea possível, executada no menor período
de tempo, de forma a minimizar o efeito das variações sazonais de
pluviosidade e temperatura. Nesses casos, a metodologia mais
adequada e utilizada é a coleta de amostras de sedimentos e águas
fluviais. Essas amostras não representam apenas o ponto onde foram
coletadas, mas toda a bacia hidrográfica a montante (em direção às
cabeceiras). Dessa forma, amostras de sedimento ou água fluvial
são uma média muito representativa das características geoquímicas
dos materiais e processos naturais e/ou antrópicos que ocorrem na
bacia delimitada pelo ponto de coleta até as cabeceiras da rede
hidrográfica (Figura 6).
Figura 6
A amostra coletada (triângulo vermelho) representa uma bacia
(contorno vermelho). O teor de um metal obtido nesse ponto
representa uma média dos materiais contidos na bacia, liberados e
transportados e passando pelo ponto no momento da coleta da
amostra
Para que os resultados obtidos sejam comparáveis, é fundamental
que as bacias amostradas tenham áreas de captação semelhantes.
É necessário considerar, entretanto, que a forma e o traçado da rede
hidrográfica são controlados por diversos fatores como a
permeabilidade, a porosidade e a erodibilidade das rochas,
estruturas geológicas como fraturamento e falhamento, declividade
e pluviosidade, entre outros. Assim, as bacias terão dimensões
semelhantes na média, mas jamais será obtido um valor idêntico
para todas as áreas de captação.

16
1
Levantamentos geoquímicos
A caracterização das condições normais e as anormais do
quimismo ambiental e a sua posição geográfica é um
instrumento de grande auxílio na investigação de riscos
sanitários.
Para que isso seja possível, é necessário lançar mão de técnicas
de coleta de amostras que possibilitem a cobertura
homogênea, homogeneidade e representatividade. Para
atender essas exigências e também que seja representada a
fração disponível e absorvível dos elementos químicos pela
cadeia alimentar, é usual que sejam coletadas amostras de
águas fluviais. Cada amostra de água fluvial representa uma
bacia hidrográfica situada desde o ponto de coleta da amostra
até as cabeceiras daquele curso d’água (Figura 6). Dessa
maneira, a composição química da amostra de água é a
composição química média daquela bacia hidrográfica.
Assim, coletando amostras de águas fluviais provenientes de
bacias hidrográficas com área de captação semelhantes, é
possível representar com fidelidade as características
geoquímicas de um grande território num breve espaço de
tempo. A determinação da concentração de elementos e
compostos químicos na água fluvial deve ser feita com
técnicas analíticas acuradas e precisas e representará a fração
passível de absorção pela flora e fauna.
A representação dos resultados dos levantamentos
geoquímicos é feita por meio de mapas geoquímicos nos
quais são representadas as variações dos teores dos
elementos, íons ou compostos químicos por meio de
Figura 7 - Mapa geoquímico do Cl-
(mg/L) nas águas da rede hidrográfica
do Estado do Paraná. A gradação de cores desde frias (cinza) até quentes
(vermelho) acompanha o aumento dos teores do elemento representado
gradação de cores. As cores quentes (amarelo, laranja e vermelho)
correspondem aos teores elevados e as cores frias (tons de cinza e de azul)
representam os teores baixos (Figura 7).
Amostras de sedimentos fluviais podem ser coletadas com a mesma
finalidade e técnica e por isso terão a mesma representatividade, mas a
determinação da concentração dos elementos químicos deverá ser feita
com uso de técnicas analíticas capazes de liberar apenas a fração facilmente
solúvel e biodisponível (Figura 8).

17
1
Figura 8 - Comparação dos teores obtidos em dois levantamentos.
Em cima, a distribuição dos teores de bário nas águas fluviais
(biodisponível e assimilável), no centro a distribuição dos teores de
bário nos sedimentos fluviais (não-disponível e não-assimilável) e,
embaixo, a distribuição dos teores de bário nos solos-horizonte B
(não-disponível e não-assimilável) do Estado do Paraná (LICHT, 2006)
Esses levantamentos geoquímicos devem ser repetidos
periodicamente, para não só confirmar a existência dos desvios da
normalidade do quimismo ambiental, também denominadas
anomalias geoquímicas, como também possibilitar um
acompanhamento e monitoramento das condições ambientais ao
longo do tempo.
Na fase de interpretação dos mapas geoquímicos e sua relação com
as questões sanitárias, é interessante que seja escolhida uma cor
que possibilite a imediata identificação das regiões onde ocorram
valores maiores que os limites legais de ingestão, configurando
assim as regiões de risco sanitário de um elemento ou composto
químico.
Os levantamentos geoquímicos na identificação de
áreas de risco à saúde
Como já foi examinado, independentemente de sua origem, a
presença excessiva ou a carência de elementos químicos pode
agravar a saúde da maioria dos organismos. Esses efeitos ocorrem
de maneira diferente de acordo com as particularidades do
organismo exposto, a extensão da exposição e a intensidade da
dose. Nesse sentido, é importante salientar que a saúde dos seres
vivos pode ser agravada tanto por fontes de origem natural
(geológica) quanto fontes de natureza antrópica (industrial, agrícola,
urbana).
Efeitos agudos relacionados a fontes de origem geológica estão
associados a fenômenos catastróficos como terremotos e erupções
vulcânicas como as erupções do Tambora em 1815, Krakatau em
1883, Mont Peleé em 1902 e Nevado del Ruiz em 1985. A erupção
do vulcão Pinatubo, Filipinas ocorrida em junho de 1991, teria

18
1
ejetado 10 bilhões de toneladas de magma e introduzido no
ambiente 20 milhões de toneladas de SO2
, 800.000 t Zn, 600.000 t
Cu, 550.000 T Cr, 100.000 t Pb, 1.000 t Cd, 10.000 t As, 800 t Hg,
30.000 t Ni (GARRET, 2000, apud SELINUS et al, 2005). Usando a
pluma da erupção de 1976 do Monte Etna, foi estimada a emissão
diária de 360 kg Pb, 110 kg As, 75 kg Hg e 28 kg Cd além de Cu, Zn,
Se e muitos gases (WEINSTEIN e COOK, 2005). Alguns efeitos
patológicos agudos podem ocorrer associados a esses eventos como
dermatites, irritações de mucosas respiratórias, edemas pulmonares,
conjuntivites provocados pela inalação de SO2
e H2
S e compostos
de flúor, entre muitos outros (WEINSTEIN e COOK, 2005). Têm sido
investigadas e relatadas as fluoroses dentárias agudas desenvolvidas
nas populações das vizinhanças dos vulcões Marum e Benbow na
ilha de Ambryn, Vanuatu, como apresentado por Crimp et al (2006).
Mas, excetuando-se esses fenômenos eventuais e que mostram a
força e a violência da natureza, os agravos à saúde causados por
fontes geológicas normalmente estão associados a moléstias de
características endêmicas, cuja etiologia é definida pela exposição
longa e continuada a doses pouco elevadas ou então à carência
dos elementos na natureza.
São bastante conhecidos os efeitos da ingestão de doses de arsênio
pelo consumo da água subterrânea em diversas regiões do mundo
como Bangladesh, Bengala Ocidental na Índia, Argentina, China,
Taiwan, Hungria e Romênia. A arseniose manifesta-se como
dermatoses, hiperqueratoses e câncer de pele desenvolvidos pela
ingestão de arsênio, especialmente das formas arsenito As3+
e
arsenato As5+
, dissolvidas na água (SMEDLEY e KINNIBURGH, 2005).
Da mesma forma, a fluorose dentária e as deformidades ósseas
provocadas pela ingestão continuada de doses elevadas do íon
fluoreto F-
, são relatadas em diversas regiões do mundo. China,
México, Índia, Argentina, Sri Lanka e o Rift Valley na região oriental
da África são exemplos constantemente citados na literatura
(EDMUNDS e SMEDLEY, 2005).
Outras moléstias endêmicas relacionadas com a disponibilidade de
elementos químicos na natureza são Keshan (cardiomiopatia) e
Kashin Beck (osteoartrose degenerativa), ambas devidas à deficiência
em selênio; diversas manifestações de intoxicação por selênio como
a perda de pelos, deformidades das unhas, hálito e suor com cheiro
de alho (FORDYCE, 2005); bócio endêmico relacionado com a falta
de iodo na dieta, fortemente associada com as populações de
regiões mediterrâneas, fora da influência dos aerossóis marinhos e
dieta baseada em frutos do mar ricos em iodo (FUGE, 2005)
Finalmente, poeiras extremamente finas (< 10 μm) e gases gerados
por tempestades de areia nos desertos de diversas partes do mundo
como Mongólia, Sahara, Namíbia, e por erupções nos diversos
cinturões de vulcanismo, são dispersados e transportadas por fortes
ventos de altitude (jet-streams) e, assim, capazes de atravessar
enormes distâncias produzindo efeitos em populações distantes das
fontes. São conhecidos os exemplos de nuvens de poeiras
transportadas desde o Marrocos e a Mauritânia, no Sahara do norte
da África, e que atingiram a Holanda, Grã Bretanha, norte da
Alemanha e Dinamarca, e conseguindo até cruzar o Atlântico
chegando até Cuba (DERBYSHIRE, 2005).

19
1
Já os efeitos da ação humana podem ser tanto agudos quanto
crônicos. Entre os de ação aguda, podemos exemplificar com os
acidentes ambientais catastróficos ocorridos nos vazamento de 40
toneladas de gases tóxicos da fábrica da Union Carbide em Bhopal,
Índia (GREENPEACE, 2007) ou o acidente com a planta de energia
nuclear de Chernobyl, na fronteira Belarus - Ucrânia (DEZA, 2007),
cada qual responsável por muitas centenas de mortes imediatas,
sequelas em milhares e contaminação ambiental severa e
persistente. Entre os de ação crônica, estão as exposições de longa
duração e há uma enorme gama de possibilidades, entre as quais
salientam-se os efeitos da agricultura. Marzochi et al (1976),
focalizando a região norte do Estado do Paraná, ressaltaram que
evidências originadas de experimentos com vários pesticidas
utilizados indiscriminadamente na agricultura, principalmente os
do grupo dos organoclorados, permitiram concluir que esses
princípios ativos exercem papel importante na indução da hepato-
carcinogênese (câncer de fígado). Os compostos organoclorados e
bromados são altamente lipossolúveis, estão fortemente enlaçados
às proteínas dos tecidos, ou podem ser objeto de recirculação
enterohepática, com uma consequente excreção lenta que pode se
traduzir em acumulação no organismo (OPS, 1980). É fato bastante
citado na literatura que “Mesmo em quantidades baixas, os resíduos
dos compostos organoclorados são sempre prejudiciais, pois podem
se acumular no organismo, causando, a longo prazo, distúrbios
nervosos, geração de crianças defeituosas e câncer”. (SUREHMA,
1984). Diversos autores citados por Marzochi et al (1976),
constataram o efeito carcinogênico dos inseticidas, principalmente
os organoclorados. Dentre eles, Davies (1973, apud MARZOCHI et
al, 1976) enfatiza que o Carcinoma Hepático Primário é, de todas
as neoplasias internas, a mais relacionada com as causas ambientais.
Na agressão ao fígado por compostos químicos tóxicos, a circulação
enterohepática desempenha papel importante. Esse processo
fisiológico tem importância porque permite a recirculação e
reutilização dos produtos endógenos da excreção biliar. Nesse
processo, um composto excretado com a bile para o sistema
gastrointestinal é reabsorvido, retorna ao fígado, de onde é excretado
novamente pelo conduto biliar, repetindo-se o ciclo. Não obstante,
quando um composto estranho participa da circulação
enterohepática, sua eliminação do organismo requer seu traslado
às fezes ou ao sangue periférico. Portanto, a circulação
enterohepática de um composto estranho, serve para realçar sua
retenção no corpo e, em decorrência, amplificar seus efeitos (OPS,
1980). Foi apresentada por Licht (2001a) a existência de altos teores
de Cl-
e Br-
nas águas fluviais da região denominada de Norte
Pioneiro, Estado Paraná, coincidentes com a extensa área onde o
cultivo de algodão e de café foi iniciado na década de 1940, e
persistiu por algumas décadas. Essa concentração elevada de cloretos
e brometos nas águas fluviais no norte do Estado do Paraná coincide
com a região de plantio de algodão, onde grandes quantidades de
organoclorados e bromados foram aplicados legalmente no
passado, principalmente para combater a broca-da-raiz-do-
algodoeiro (Eutinobothrus brasiliensis), que ataca a raízes e as partes
inferiores do caule, e o bicudo (Antononus grandis), responsável
por grandes quebras de safra por atacar e destruir as flores. Dentre
esses produtos, destacam-se o Bromofós, Bromofós etílico,
Bromoxinil, Bromopropylate, Deltametrina, Naled e Profenós
(BRASIL, 1985), comercializados sob denominações específicas de
cada fabricante. Outro produto bromado é o brometo de metila,
utilizado principalmente como formicida (Reinaldo Skalisz e Mário
Niewglowski, comunicações pessoais, 1999) mas também na
preparação dos canteiros de mudas de fumo (LICHT, 2001a).

20
1
Os resultados obtidos pelos levantamentos geoquímicos regionais,
baseados na análise multielementar de grande sensibilidade
(baixíssimos limites de detecção analítica) em amostras de
sedimentos e águas fluviais, permitem a identificação das
características geoquímicas ambientais. Esses resultados configuram
regiões de abundância e carência, resultados multipropósito desde
a exploração mineral, macrozoneamento ambiental, zoneamento
das características do solo com finalidades agrícolas e identificação
de áreas de risco à saúde humana e animal.
Coleta de amostras em bacias hidrográficas: representatividade,
homogeneidade, eficácia na cobertura de grandes regiões,
necessidade de manter homogeneidade na dimensão das bacias, o
que é dependente dos fatores naturais, geológicos, climáticos e
topográficos que controlam o traçado da rede hidrográfica.
Um mapa geoquímico é capaz de indicar e caracterizar as relações
(geográficas e numéricas) entre variáveis (geoquímicas, geológicas,
sociais, econômicas e sanitárias), servindo como documento básico
para novas investigações que busquem comprovar e detalhar essas
relações (LICHT, 2001).
Como salientado por Selinus et al (2005) levantamentos
geoquímicos projetados para aplicações ou usos em geologia
médica devem ser multielementares, caso contrário dois princípios
geoquímicos fundamentais serão obscurecidos. O primeiro é que
sob uma perspectiva geoquímica, os elementos tendem a ocorrer
associados e, em segundo lugar, estudos de fisiologia reconhecem
que a ação dos elementos pode ser sinérgica ou antagônica.
Dessa forma, quanto mais ampla e abrangente for a quantidade de
variáveis físico-químicas determinadas nas amostras coletadas,
maiores serão as possibilidades de serem estabelecidas relações de
causa-efeito entre as características ambientais e a ocorrência de
moléstias endêmicas em um território.
Os Levantamentos Geoquímicos do Estado do
Paraná
Por iniciativa da Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia e Ensino
Superior do Paraná - SETI e do Serviço Geológico do Paraná -
MINEROPAR, o Governo do Estado do Paraná editou um Decreto
Estadual nº 4088/1994 estabelecendo o Sistema de Informações
Geoquímicas do Paraná – SIGEP. Nas suas atribuições, cabe ao SIGEP
constituir uma base de dados geoquímicos em amostras de água e
sedimentos de bacias hidrográficas e de solo; produzir cartas
geoquímicas do Estado do Paraná com finalidades e usos
multidisciplinares; possibilitar a realização de estudos aplicados a
problemas de qualidade do ambiente, atividade agropecuária,
saúde pública e conhecimento do subsolo.
Na qualidade de gestora do SIGEP, desde 1995, a MINEROPAR -
Serviço Geológico do Paraná - vem desenvolvendo trabalhos para a
caracterização geoquímica do território paranaense. Esses trabalhos
foram planejados para que os resultados tivessem múltiplas
aplicações, desde auxílio no conhecimento do subsolo como o
mapeamento geológico e as vocações para a existência de
ocorrências e depósitos minerais, até a identificação de áreas de
risco à saúde. Seguindo esse conceito, no período de 1995 a 2005,
foram executados dois levantamentos geoquímicos regionais
abrangendo os 200.000 km2
do território paranaense e que serão a
seguir brevemente descritos.

21
1
1. Levantamento Geoquímico Regional de Baixa
Densidade – amostras de água e sedimentos
fluviais
Esse primeiro levantamento geoquímico regional foi planejado
e executado no período 1995-1996. Por tratar-se do primeiro
levantamento desse gênero executado no Brasil, houve
algumas dificuldades iniciais para viabilizar sua execução,
especialmente na fase de coleta de amostras e de
procedimentos de laboratório. A solução e a superação desses
empecilhos foram encontradas com o estabelecimento de uma
rede de cooperação constituída pelas seguintes instituições
governamentais: MINEROPAR – Serviço Geológico do Paraná,
Empresa de Assistência Técnica Rural – EMATER-PR,
Companhia de Fomento Agropecuário do Paraná – CAFE do
Paraná, CPRM – Serviço Geológico do Brasil, Fundação
Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e
Tecnológico do Paraná, Secretaria de Estado da Ciência e
Tecnologia e Ensino Superior do Paraná, Institute of
Geophysical and Geochemical Exploration – IGGE, R.P. China,
e com o apoio do Comitê Coordenador do Projeto IGCP-360 –
Global Geochemical Baselines. Essa estrutura em rede
possibilitou a execução de todas as atividades necessárias,
desde o planejamento das estações de amostragem, os
trabalhos de campo para a coleta e de laboratório para a
análise química das amostras, o tratamento dos dados e a
editoração e impressão do Atlas Geoquímico do Paraná, onde
podem ser encontrados os detalhes das técnicas de
amostragem e analíticas do referido levantamento (LICHT,
2001b).
Figura 9 - Mapa de localização das amostras de água e sedimentos fluviais
do Levantamento Geoquímico Regional do Paraná
As interpretações multidisciplinares dos resultados desse levantamento,
entre as quais estão contempladas as relacionadas com a geomedicina e
geologia médica foram apresentadas em Licht (2001a).
Na região norte do Estado do Paraná, conhecida como Norte Pioneiro,
ocorre uma das mais bem definidas e amplas anomalias geoquímicas de
flúor em águas fluviais que se tem notícia no Brasil. Essa anomalia abrange
cerca de 10.000 km2
, 47 municípios e uma população de aproximadamente
700.000 habitantes (LICHT, 2001a, LICHT, 2006). Os teores nas águas
fluviais atingem até 0,9 mg/L F-
, muito próximos do limite de ingestão por
seres humanos que é de 1,0 mg/L. Os efeitos na população rural, abastecida

22
1
com água não tratada proveniente de poços tubulares, pode ser tão
desastroso como o que foi observado na localidade de São Joaquim do
Pontal, município de Itambaracá, onde os teores de fluoretos na água
subterrânea atingem 2,2 mg/L F-
. Levantamentos epidemiológicos
realizados por Morita et al (1998) e Cardoso et al (2001) constataram a
prevalência de fluorose em diversos graus de severidade em cerca de 62%
da população em idade escolar (Figura 11). A solução encontrada para
sanar o problema foi a mistura de águas de poços de forma que a dose
ideal fosse alcançada. De qualquer forma, os efeitos produzidos na
população são irreversíveis e refletem a necessidade de um cuidado extremo
no controle da qualidade das águas de aquíferos que abastecem
populações.
Figura 10 - Mapa geoquímico dos fluoretos na águas fluviais do Paraná.
A área flúor-anômala localizada no norte do estado é o reflexo de fontes
geológicas profundas ricas em flúor e responsáveis pela incidência de
fluorose dentária em crianças em idade escolar
Figura 11 - Efeito permanente da ingestão contínua de água com
doses elevadas de fluoretos sobre os dentes de uma criança em
idade escolar, habitante da localidade de São Joaquim do Pontal,
município de Itambaracá, no Paraná. A corrosão ocorre nos
dentes da arcada superior principalmente (MORITA et al, 1998).
2. Levantamento Geoquímico Regional de Baixa
Densidade – amostras de solo – horizonte B
O segundo levantamento geoquímico regional do Paraná foi
planejado e executado no período 2004-2005, seguindo o
mesmo conceito de rede cooperativa de entidades
governamentais: MINEROPAR – Serviço Geológico do Paraná,
Instituto Paranaense de Pesquisa Agropecuária - IAPAR,
Universidade Federal do Paraná – UFPR, Institute of
Geophysical and Geochemical Exploration – IGGE, R.P. China,
e com o apoio do Comitê Coordenador do Projeto IGCP-360 –
Global Geochemical Baselines.

23
1
Essa estrutura em rede viabilizou a execução de todas as atividades
necessárias, desde o planejamento das estações de amostragem, os
trabalhos de campo para a coleta e de laboratório para a análise química
das amostras, o tratamento dos dados e a editoração e impressão do volume
Geoquímica de Solo do Estado do Paraná – Horizonte B, onde podem ser
encontradas as técnicas de campo e analíticas e interpretações do referido
levantamento (LICHT e PLAWIAK, 2005).
Figura 12 - Mapa de localização das amostras de solo do Levantamento
Geoquímico Regional do Paraná solos - horizonte B
O Levantamento Geoquímico Regional do
Projeto GEOMEDICINA
O Projeto GEOMEDICINA: Áreas de Risco à Saúde Relacionadas
com Fatores Ambientais, Constituição de uma Rede de Pesquisas
e Implementação de um SIG, conta com a participação da
competência da MINEROPAR na geoquímica de superfície
para o planejamento e execução de uma amostragem que
cubra com total representatividade o território paranaense.
As metodologias do levantamento geoquímico regional,
aplicadas à prospecção mineral, estão sendo cada vez mais
utilizadas para usos multidisciplinares, tais como o
monitoramento ambiental e a pesquisa agronômica. O
monitoramento ambiental, por sua vez, atende uma
diversidade cada vez maior de finalidades: identificação das
fontes naturais e antrópicas de anomalias geoquímicas que
afetam produtos agrícolas e pecuários; variações geoquímicas
ambientais com influência sobre a produtividade agrícola;
identificação dos fatores ambientais, responsáveis por
endemias na população humana; detecção de focos de
poluição; controle da evolução das plumas de contaminação
em torno de plantas industriais; e depósitos de resíduos
industriais e urbanos.
As metodologias de campo e laboratório da prospecção
geoquímica viabilizam a execução do Projeto GEOMEDICINA
através da agilização na cobertura do território estadual, do
barateamento dos custos de amostragem e da garantia de
confiabilidade nos resultados, devido aos procedimentos de
controle de qualidade adotados rotineiramente na coleta,
preparação e arquivamento de amostras.

24
1
Planejamento
Foi estabelecido que as amostras serão coletadas em 736 bacias
hidrográficas (Figura 9) com área de captação média de 225 km2
,
abrangendo todo o Paraná, sendo evitados os grandes cursos d’água
que configuram bacias de porte regional e que produziriam
resultados dificilmente comparáveis ao restante das amostras de
bacias de menor dimensão. As estações de coleta são exatamente
as mesmas estabelecidas no primeiro levantamento realizado em
1995-1996.
Para que resultados obtidos nas amostras sejam comparáveis, é
necessário que elas sejam coletadas em condições semelhantes de
pluviosidade. Assim, elas serão coletadas por três equipes, cada qual
composta por dois técnicos da MINEROPAR, dedicadas
exclusivamente a essa tarefa durante as etapas de campo. Está
prevista uma produtividade média de 4 estações/dia/equipe tendo
sido estabelecida a coleta das seguintes amostras em cada estação:
a. uma amostra de sedimentos fluviais;
b. uma amostra de água fluvial para a determinação de cátions;
c. uma amostra de água fluvial para a determinação de ânions;
d. uma amostra de água fluvial para arquivo;
e. uma amostra de água fluvial para determinação de alcalinidade;
f. uma amostra de água fluvial para a determinação de benzeno e
pesticidas;
g. uma amostra de sedimento para determinação das espécies de
bactérias presentes no ambiente fluvial e seleção das mais
representativas para sequenciamento genético;
h. a membrana filtrante de 0,45 μm após uso, para análise dos
particulados sólidos em suspensão nas águas fluviais.
Além dessas amostras serão coletados os seguintes dados e
informações em cada estação de amostragem:
a. coordenadas métricas UTM e altitude da estação em relação ao
nível do mar, com equipamento GPS com altímetro barométrico;
b. medidas das seguintes variáveis na água: temperatura, pH, Eh
(potencial redox), salinidade, turbidez, oxigênio e sólidos totais
dissolvidos, condutividade, gravidade específica, pressão
atmosférica;
c. parâmetros descritivos da estação e das condições climáticas no
momento da coleta;
d. fotografia da estação de amostragem.
Para isso, foram constituídos conjuntos dos materiais necessários
para a orientação das equipes de coleta de cada uma das amostras,
composto de mapa de localização, relação de coordenadas
planejadas carregadas previamente no equipamento GPS, ficha de
dados descritivos da estação, frascos e equipamento para filtragem
para coleta das amostras de água, sacos plásticos e frascos de vidro
esterilizado para as amostras de sedimentos.
Foram adquiridos balcões frigoríficos com três finalidades:
a. balcão de 300 litros que acompanhará as equipes de amostragem
para o congelamento e conservação de amostras durante as etapas
de campo;
b. balcões frigoríficos de 500 litros para a preservação das amostras
no laboratório da MINEROPAR em Curitiba, no intervalo de tempo
entre a coleta e o envio para o laboratório LAMIN-CPRM, no Rio de
Janeiro;
c. balcões frigoríficos de 500 litros para o arquivo das amostras de
água no laboratório da MINEROPAR em Curitiba, para análises ainda
não definidas e que serão realizadas no futuro.

25
1
Acompanhará as equipes de amostragem nas etapas de campo um
cilindro de nitrogênio líquido para o armazenamento e preservação
das amostras de sedimentos fluviais, para a identificação das espécies
de bactérias presentes.
Técnicas de campo
O mapa de localização das amostras foi obtido por cópia das bases
cartográficas em escala 1:50.000 ou 1:100.000 produzidas pelo
IBGE ou Ministério do Exército. As coordenadas planejadas para
todas as estações de amostragem foram inseridas na memória do
equipamento GPS para facilitar a orientação das equipes nos
trabalhos de campo e localização dos pontos de coleta.
Serão coletadas amostras de sedimentos fluviais da seguinte
maneira:
a. amostras de sedimentos fluviais para análise química - serão
coletadas o mais longe possível das margens, nos locais onde os
sedimentos são constantemente transportados, homogeneizados
e renovados. A amostra será coletada de maneira composta com
cerca de 10 tomadas espaçadas para que seja representativa,
totalizando 1 kg de sedimento, e será acondicionada em saco de
plástico resistente, identificado com a sigla da amostra por meio
de caneta de tinta indelével;
b. amostras de sedimentos para a determinação de bactérias - serão
coletadas nos mesmos locais, num total de 30 g, armazenadas em
frasco de vidro esterilizado e imediatamente colocadas em isopor
com bolsas térmicas de gel congeladas para sua preservação. Ao
final da jornada serão colocadas no cilindro de nitrogênio líquido
para congelamento.
Serão coletadas amostras de água da seguinte maneira:
a. amostra para determinação de cátions - será filtrada em
equipamento com bomba de vácuo manual e com membrana
filtrante de 0,45 μm para eliminação das partículas sólidas em
suspensão. Será armazenada em frasco plástico estéril de 100 mL
pré-numerado com a sigla da amostra, selado com uma tampa de
pressão e outra de rosca e colocado em caixa de isopor com
almofadas de gel térmico congeladas. Para que os íons metálicos
sejam mantidos em solução, ao final de cada jornada, as amostras
serão aciduladas com quatro gotas de HNO3
;
b. amostra para determinação de ânions - será filtrada em
equipamento com bomba de vácuo manual e com membrana
filtrante de 0,45 μm para eliminação das partículas sólidas em
suspensão. Será armazenada em frasco plástico estéril de 100 mL,
pré-numerado com a sigla da amostra, selado com uma tampa de
almofadas de gel térmico congeladas;
c. amostra para determinação de alcalinidade - amostra de água bruta
armazenada em frasco plástico estéril de 200 mL, pré-numerado
com a sigla da amostra, selado com uma tampa de pressão e outra
de rosca e colocado em caixa de isopor com almofadas de gel
térmico congeladas;
d. amostra para arquivo - amostra de água bruta armazenada em
frasco plástico estéril de 100 mL, pré-numerado com a sigla da
amostra, selado com uma tampa de pressão e outra de rosca e
colocado em caixa de isopor com almofadas de gel térmico
congeladas;
e. amostra para determinação de benzeno e pesticidas - amostra de
água bruta armazenada em frasco de vidro estéril de 200 mL, pré-
numerado com a sigla da amostra, selado com uma tampa de
almofadas de gel térmico congeladas.

26
1
As membranas filtrantes após uso serão preservadas em envelope
plástico com fecho tipo zip, identificado com a sigla da estação de
amostragem e no qual estará registrado o peso original da
membrana virgem obtido por pesagem em balança de 4 casas
decimais.
As características da estação de coleta, assim como das condições
climáticas e de uso da bacia, serão registradas em ficha de campo
especialmente desenhada.
Preservação das amostras
As amostras serão mantidas sob congelamento nas bases de campo
por meio de balcão frigorífico, que acompanhará as equipes de
amostragem. Periodicamente, as amostras coletadas serão
transportadas no próprio balcão frigorífico ou em caixas de isopor
com almofadas térmicas de gel congeladas para o laboratório da
MINEROPAR em Curitiba. A partir daí serão conferidas, relacionadas
e terão o seguinte destino:
a. amostras de sedimentos fluviais para análises químicas - serão secas
ao ar e arquivadas em potes de plástico devidamente identificados,
no laboratório da MINEROPAR;
b. amostras de sedimentos fluviais para determinação de bactérias -
serão enviadas no próprio cilindro de nitrogênio líquido para o
CEGENPAC;
c. amostras de água para determinação de cátions e ânions - serão
enviadas para o laboratório LAMIN-CPRM no Rio de Janeiro para
análises químicas;
d. amostras de água para determinação de alcalinidade - serão
analisadas no laboratório da MINEROPAR em Curitiba;
e. amostras de água para determinação de benzeno e pesticidas -
serão enviadas para o laboratório do Instituto Pelé Pequeno Príncipe
para análise química;
f. amostras de água para arquivo - serão armazenadas congeladas
em balcões frigoríficos no laboratório da MINEROPAR em Curitiba;
g. membranas filtrantes - serão armazenadas em caixa térmica dentro
de balcão frigorífico, no laboratório da MINEROPAR em Curitiba.
Técnicas de laboratório
Após a coleta, as amostras serão transportadas para o laboratório
da MINEROPAR em Curitiba, sendo conferidas, relacionadas e
embaladas em caixas de isopor seladas e então enviadas para o
Laboratório de Análises Minerais – LAMIN no Rio de Janeiro por via
aérea, onde serão analisadas para os seguintes elementos, íons e
compostos:
Cátions ––––– determinação de 26 elementos por espectrografia ótica de
plasma induzido no laboratório LAMIN, do Serviço Geológico do Brasil
– CPRM por convênio com a MINEROPAR – Serviço Geológico do
Paraná. As especificações técnicas para determinação de cátions são
apresentadas na Tabela 3.
Ânions – determinação de 7 ânions por cromatografia iônica no
laboratório LAMIN do Serviço Geológico do Brasil – CPRM por convênio
com a MINEROPAR – Serviço Geológico do Paraná. As especificações
técnicas para determinação de ânions são apresentadas na Tabela 4.

27
1
Tabela 3 - Especificações técnicas para determinação de cátions Tabela 4 - Especificações técnicas para determinação de ânions
Elemento Limite inferior de detecção CÓDIGO
mg/L SEAG - CPRM
Br-
0,05 029
Cl-
0,05 027
Fl-
0,01 028
NO2
-
0,1 032
NO3
-
0,1 031
PO4
-3
0,2 030
SO4
-2
0,1 033
Limite inferior Comprimento Código Limite superior
Elemento de detecção de onda SEAG de detecção
mg/L nm CPRM mg/L
Al 0,1 308,2 025 2
As 0,01 189,0 015 2
B 0,002 249,6 007 2
Ba 0,002 493,4 008 2
Be 0,001 313,0 001 2
0-2: 396,8
2-40: 318,1
Cd 0,001 214,4 002 2
Co 0,002 228,6 009 2
Cr 0,02 283,5 021 2
Cu 0,01 324,7 016 2
Fe 0,002 239,5 010 2
Li 0,001 670,7 003 2
Mg 0,01 285,2 017 20
Mn 0,001 257,6 004 2
Mo 0,005 202,0 014 1
Ni 0,002 231,6 011 2
Pb 0,005 220,3 012 2
Sc 0,005 364,2 013 2
Se 0,01 196,0 022 2
Si 0,01 251,6 018 20
Sn 0,01 189,9 019 2
Sr 0,001 407,7 005 2
Ti 0,05 323,4 024 2
V 0,02 292,4 023 2
W 0,01 207,9 020 1
Zn 0,001 213,8 006 2
Arquivamento dos resultados analíticos
Os resultados obtidos nos diversos procedimentos de medição e
análise serão arquivados em base de dados especialmente projetada
e no computador servidor do Projeto, existente na sede do Instituto
Pelé Pequeno Príncipe.
Ca 0,01 026 ...

28
1
Conclusões
A síntese que abre este capítulo, sobre a origem dos elementos e
compostos químicos no Universo, mostra que os seres vivos, inclusive
e principalmente o ser humano, são formados pelos mesmos
componentes da matéria da qual é constituído o planeta Terra, isto
é, pelos mesmos componentes do ambiente que nos cerca. Por isto,
as interações entre os seres vivos e o meio ambiente acontecem de
forma contínua, garantindo a reposição de constituintes e
garantindo a sobrevivência e o crescimento dos organismos. A
intensidade dessas trocas químicas entre organismos e meio
ambiente faz com que sejam adquiridos tanto benefícios quanto
malefícios: robustez ou debilidade, crescimento ou raquitismo,
saúde ou doença, longevidade ou mortalidade infantil.
Determinar a composição geoquímica dos diferentes ambientes da
superfície terrestre – litosfera, hidrosfera, biosfera e atmosfera – é
uma tarefa fundamental para as instituições responsáveis ou
preocupadas com a saúde pública. Por isto, a participação no Projeto
GEOMEDICINA representa uma oportunidade ímpar de colocar a
competência da MINEROPAR – Serviço Geológico do Paraná em
prospecção geoquímica a serviço do estudo dos fatores ambientais
com possível influência sobre a saúde da população paranaense.

29
2
GEOMEDICINA E AGRONEGÓCIOGEOMEDICINA NO PARANÁ - 2009
GEOMEDICINA E AGRONEGÓCIO
Paulo César de Camargo
UFPR - Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia –
Departamento de Física
RIPA - Rede de Inovação e Prospecção Tecnológica para o
Agronegócio
SETI - Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia e Ensino
Superior
Paulo Estevão Cruvinel
EMBRAPA - Instrumentação Agropecuária (CNPDIA)
USP - Instituto de Estudos Avançados (IEA – São Carlos)
Agronegócio
Sergio Mascarenhas de Oliveira
USP - Instituto de Estudos Avançados (IEA – São Carlos)
Agronegócio
Bonald Cavalcante de Figueiredo
IPPPP - Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe
FPP - Faculdades Pequeno Príncipe
UFPR - Centro de Genética e Pesquisa do Câncer em Crianças
Este capítulo apresenta reflexões para a organização de um programa
cooperativo no âmbito da GeoMedicina, com ênfase nos assuntos
relacionados com o uso do solo e da água em processos
agropecuários, florestais e da agroenergia, de interesse para a saúde
no meio rural e urbano. Problemas desta natureza têm encontrado
até o presente momento soluções pontuais, em que pesem os
significativos esforços já realizados. Assim, a preocupação com uma
abordagem sistêmica que envolva análise de risco e a organização
de um arcabouço de gestão estratégica, que trabalhe a diversidade
regional e que melhore a acessibilidade ao conhecimento, o manejo
sustentável dos recursos naturais, em particular, do solo e das águas,
bem como a educação para o consumo de alimentos seguros, passa
a ser uma prioridade para a saúde humana e dos demais animais
no planeta. Por outro lado, este novo paradigma se estabelece à
medida que uma melhor articulação institucional ocorre na
sociedade, de forma que seus setores possam juntos definir a visão
de futuro desejado. Neste contexto, no Brasil, um modelo auxiliar
desta construção e que contempla interesses do setor produtivo, da
academia, do terceiro setor e de governo, vem sendo estabelecido
pela Rede de Inovação e Prospecção Tecnológica para o Agronegócio
(RIPA). Esta rede, concebida no âmbito do Comitê Gestor do Fundo
Setorial de Agronegócio, decorre do convênio da Financiadora de
Estudos e Projetos (FINEP) com o Instituto de Estudos Avançados da
Universidade de São Paulo (IEA-São Carlos), a Empresa Brasileira de
Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), a Associação Brasileira de
Agribusiness (ABAG), o Instituto de Tecnologia de Alimentos (ITAL)
e a Local Information System (LISTEN).

30
2
A produção agropecuária, florestal e de agroenergia intensiva e as
mudanças nos padrões de produção in natura e industrializados,
vêm causando impacto e forte pressão para as cadeias produtivas,
tornando-se desafios a serem vencidos em curto e médio prazo,
onde a sanidade, a presença de contaminantes, o processamento e
a industrialização interferem na segurança do produto para o
consumo.
As incertezas imprimem, geram e implicam riscos (CONWAY, 1982).
Riscos são definidos como a probabilidade ou possibilidade da
ocorrência de valores para determinados eventos e fenômenos,
indesejáveis e/ou adversos. Processos importantes relacionados ao
agronegócio como: medições, observações, avaliações e tomadas
de decisão, podem ser influenciados por várias fontes de incertezas.
Isto leva a estabelecer a convivência contínua e inevitável com
inúmeros tipos de risco. Riscos podem possuir diferentes conotações,
como as de ordens físicas, estruturais, econômicas, sociais,
ambientais e para a saúde.
O entendimento das questões sanitárias e fitossanitárias do
agronegócio internacional levam à especificação das questões da
avaliação do risco e determinação do nível adequado de proteção
sanitária ou fitossanitária com base em prova científica disponível,
processos pertinentes e métodos de produção, inspeção,
amostragem, detecção, prevalência de pragas e doenças específicas,
existência de áreas livres de pragas ou resíduos, condições ecológicas
e ambientais pertinentes, entre outros.
Neste novo paradigma global, para a conquista e manutenção de
novos mercados, os governos devem estar abertos e participar cada
vez mais ativamente dos fóruns internacionais, analisando as normas
e regulamentos que estão sendo elaborados e sugeridos para
disciplinar tais mercados, bem como buscar o aperfeiçoamento e
desenvolvimento de tecnologias que melhorem as condições
sanitárias e fitossanitárias dos produtos agrícolas. Para que isto seja
cumprido, a efetividade e o sucesso dos sistemas de proteção de
plantas devem se basear na integração entre os conhecimentos e
mecanismos estruturais que auxiliem o controle da produção, o que
envolve qualidade de solo e da água e a logística implementada
para a pós-colheita e fase de consumo. Qualquer falha em uma
destas etapas poderá acarretar danos irreparáveis para o País,
podendo deixar vulnerável a sua segurança e soberania, com
comprometimento da saúde de seus habitantes.
A proteção vegetal em termos mundiais, também, está sob a égide
da Convenção Internacional de Proteção Vegetal, a qual iniciou suas
atividades em 1952, revisando todos os acordos internacionais
existentes de proteção de plantas. Sua principal atribuição é a de
assegurar que ações comuns e efetivas sejam tomadas para prevenir
a dispersão e introdução de pragas de plantas e de produtos de
plantas, e para promover medidas apropriadas para o controle.
Atualmente, há certa preocupação com a velocidade em que essas
mudanças estão ocorrendo nos países em desenvolvimento, forçando
e sinalizando a necessidade de se apoiar de maneira eficiente a
busca de maior competitividade com efetivas parcerias ou a
reconversão das atividades produtivas mais afetadas por essa
transição. Os países que demonstram maior sucesso nessa travessia
são os que adotaram políticas adequadas à nova realidade, tais como
investimento em ciência e tecnologia, educação e treinamento,
infraestrutura rural, difusão de informações e melhoria da qualidade
de vida.

31
2
Adicionalmente, as mudanças nos cenários nacionais e
internacionais têm exigido um forte ajuste nas políticas
tecnocientíficas do País, em razão da necessidade de se incorporarem
inovações às atividades produtivas. Com isso, o agronegócio ganhou
destaque especial pelo seu caráter estratégico para o
desenvolvimento sustentável.
O desafio decorrente deste novo paradigma é a inserção do sistema
de Ciência, Tecnologia e Inovação (C,T&I) nas atividades produtivas,
que vêm passando, pelo menos em parte, por um processo onde a
capacitação tecnológica é essencial. Essa inserção processa-se
diferentemente na ciência – orientada para o conhecimento e a
excelência – e na tecnologia/inovação – orientada para o mercado
e para o atendimento das necessidades da sociedade, sendo a saúde
uma das principais necessidades recorrentes. Embora seguindo
processos diferentes, a distância entre a pesquisa básica e as
inovações voltadas ao mercado é cada vez menor, assim processos
de nanotecnologia já encontram aplicações, especialmente em
sensores que monitoram o ambiente e a saúde animal (SCOTT, 2005).
No campo da cooperação internacional, a política de C,T&I se vê
diante da imperiosa necessidade de iniciativas transformadoras no
atual modelo, face ao dinamismo dos avanços tecnológicos
mundiais. Os novos focos de cooperação internacional demandam
atualização e ampliação de conceitos, reprogramação de atividades,
criação de instrumentos e aperfeiçoamento institucional.
No que diz respeito ao potencial do agronegócio brasileiro, basta
citar que o País ainda dispõe de áreas agricultáveis em torno de
180 milhões de hectares, do total de 880 milhões de hectares de
seu território. Atualmente, no Brasil, são utilizados em torno de
40 milhões de hectares nas atividades agrícolas e em torno de 60
milhões de hectares nas atividades da pecuária. Em curto prazo,
mais 80 milhões de hectares de cerrados também podem se tornar
um celeiro para a produção nacional, inclusive com o uso de áreas
já degradadas. Soma-se a isto a significativa reserva de água doce
existente. Particularmente, deve-se ressaltar que o Brasil poderá se
favorecer desses recursos naturais, os quais são escassos na grande
maioria dos países, bem como pelo crescimento mundial da
demanda por alimentos, fibras e energia.
A Rede de Inovação e Prospecção Tecnológica
para o Agronegócio (RIPA)
Os Fundos Setoriais de C&T foram criados para incentivar o
desenvolvimento científico e tecnológico em áreas estratégicas e
construir uma nova forma de financiamento de investimentos em
C&T. Neste contexto, o Fundo Setorial de Agronegócio (CT-Agro)
foi criado pela Lei 10.332, de 19/12/2001, e regulamentado pelo
Decreto 4.157, de 12/03/2002. O CT-Agro tem por objetivo ampliar
investimentos nas pesquisas de sistemas, técnicas, métodos e
processos que propiciem qualidade e aumento de competitividade
dos produtos agropecuários do Brasil, tanto no mercado interno
como para exportação, inclusive frente a um novo paradigma da
agricultura tropical, a qual não só se relaciona a uma agricultura
para alimentos, como também para fibras e energia.
Em meados de março de 2004, o Comitê Gestor do CT-Agro, de
forma a buscar subsídios para o processo de articulação de suas
prioridades, implementou a Rede de Inovação e Prospecção
Tecnológica para o Agronegócio (RIPA).

32
2
Figura 13 - Estrutura esquemática da RIPA
Dentre seus macro-objetivos, esta rede busca: organizar um
observatório para prospecção tecnológica para o agronegócio, para
monitorar o panorama regional da inovação tecnológica; fomentar
a inovação tecnológica no agronegócio e identificar nichos
diferenciais frente ao cenário nacional e mundial; organizar base
de dados e conhecimento do agronegócio da região para suporte à
tomada de decisão; promover e realizar atividades de avaliação de
estratégias e de impactos econômicos e sociais das políticas,
programas e projetos científicos e tecnológicos; bem como
promover a interlocução, articulação e interação dos segmentos de
Governo, Ciência e Tecnologia, Setor Produtivo e Terceiro Setor. A
Figura 13 ilustra a estrutura esquemática da RIPA.
A elaboração de suas bases vem sendo desenvolvida considerando
a análise do ambiente externo, avaliação das oportunidades,
ameaças e demandas futuras do agronegócio do Brasil. Neste
contexto, o desenvolvimento da RIPA, desde a sua implementação,
já proporcionou os seguintes resultados (RIPA/FINEP, 2006):
Realização de “workshops” nas cinco regiões brasileiras, reunindo
representantes de Governo, Academia, Empresas e Terceiro Setor.
Nestes “workshops” produziu-se um mapeamento inicial de
competências e de Grandes Plataformas de Ciência, Tecnologia
e Inovação (C,T&I), bem as Grandes Plataformas de Gestão e
Administração (G&A); como subsídios para políticas públicas no
agronegócio, em cada uma das regiões brasileiras;
O Portal Ripa, www.ripa.com.br, propicia notícias e recursos de
interação virtual. Os Núcleos regionais são as bases para a
formação de um sistema de Inteligência Competitiva no
agronegócio brasileiro, alimentado diretamente pelas bases
políticas, científicas e empresarias de cada região do País.
Atualmente a RIPA busca estabelecer um mecanismo descentralizado
e sistêmico que possa subsidiar o Comitê Gestor do CT-Agro, agências
de fomento, outros Ministérios afins, instituições de pesquisa, setor
produtivo, terceiro setor e tomadores de decisão, no
estabelecimento de prioridades e na promoção de estudos, projetos
e iniciativas que pressuponham decisões de natureza estratégica
baseadas na inovação tecnológica, tendo por fim o desenvolvimento
do agronegócio e da sociedade brasileira.

33
2
A Geomedicina
Embora utilizado desde 1931, Zeiss (1931, apud LÅG, 1990)
somente agora o termo geomedicina passou a ser utilizado como
sinônimo de medicina geográfica, identificado como um ramo da
medicina onde os métodos geográficos e cartográficos são utilizados
para a apresentação de resultados da pesquisa médica, enfatizando
a necessidade da colaboração entre geólogos, médicos, bioquímicos,
epidemiologistas, veterinários e botânicos com geógrafos,
meteorologistas, cientistas do solo, entomologistas e outros
profissionais.
Não constituem o interesse primário da GeoMedicina os aspectos
tratados na medicina do trabalho e na saúde ocupacional, nem as
intoxicações agudas e catastróficas provocadas por desastres
ambientais. Esse fato é importante na caracterização geral da
Geomedicina pois ela tem como objeto de estudo os distúrbios da
saúde provocadas por alterações mínimas nas concentrações de
elementos químicos e outras substâncias tóxicas em regiões bem
delimitadas, que provocam moléstias de natureza endêmica e cujos
efeitos serão sentidos em médio e longo prazo.
Os perfis do solo e a sua composição química e das águas são
controlados fundamentalmente pela mineralogia das rochas
originais, submetidas à ação dos processos de intemperismo físico
e químico e de mobilização, dispersão e concentração dos
elementos. Esses processos naturais dão origem a um conjunto de
materiais, que podem ser divididos em três grandes categorias: (a)
minerais resistentes, resistatos, e que são preservados; (b) minerais
neoformados nas novas condições de equilíbrio físico-químico; e
(c) carga iônica livre nas águas ou sorvida à superfície de
argilominerais, matéria orgânica, óxidos hidratados de Fe, Mn. As
possibilidades e a intensidade de captura de elementos químicos,
sejam nutrientes sejam tóxicos, na cadeia trófica, está associada às
formas iônicas e livres e controladas pela sua biodisponibilidade
(O’NEIL, 1985; LICHT, 2001).
Em processos agropecuários, florestais e de agroenergia, há uma
relação importante a ser observada, a qual trata dos aspectos dos
elementos químicos . Com relação aos macro e micronutrientes
essenciais, bem como outros elementos de importância secundária
ou ainda desconhecida, pode ser observado que a concentração
adequada e sua disponibilidade para a saúde das plantas têm caráter
fundamental. Por outro lado, a ingestão de doses equivocadas por
humanos ou animais, por meio de plantas, água ou ar podem levar
a danos de grande monta. A investigação desses processos e das
relações de causa-efeito dos elementos químicos, sejam originados
de fontes naturais ou então da ação antrópica, com a saúde humana,
é objeto da Geomedicina.
Entre os fatores exteriores encontram-se os climáticos, que
influenciam fortemente a qualidade ambiental, que condiciona as
composições mineralógicas e químicas dos solos e das águas.
Acompanhando os fenômenos de mobilidade social e de ocupação
dos espaços rurais, uma enorme quantidade de processos e de
produtos é responsável pela alteração do quimismo da natureza.
Desse conjunto, é importante enumerar os insumos da atividade
agropecuária como o calcário para neutralização da acidez do solo,
o sal para suplementação alimentar do gado, os fertilizantes
fosfatados para aumento da produtividade agrícola e,
principalmente, as centenas de produtos químicos conhecidos
genericamente como pesticidas. Os últimos, compreendem
princípios ativos de elevada persistência ambiental como os
organoclorados e bromados, atualmente proibidos, mas

34
2
amplamente utilizados no passado, que compõem estoques/passivos
ambientais de elevada toxidez e de comprovada ação carcinogênica.
A lenta degradação desses estoques/passivos provoca efeitos de
longo prazo na saúde da população, especialmente a rural, sem
acesso a fontes de água tratada.
A Geomedicina é, assim, uma área de contato de diversos ramos da
ciência e que se baseia em ações de natureza sistêmica ou holística
na investigação dessas relações de causa-efeito entre o quimismo
ambiental e a saúde. O geólogo e o geoquímico contribuem com
informações sobre as fontes naturais de elementos químicos, o
agrônomo com as fontes agrícolas, o toxicologista com as
possibilidades de agravos à saúde e as intoxicações agudas e
crônicas, o geneticista com as possibilidades de alterações no quadro
genético, o geógrafo com as relações espaciais entre os tipos e
formas da ocupação do espaço e a distribuição de moléstias, o
sociólogo com a caracterização dos grupamentos humanos, o
estatístico com o tratamento dos dados multivariados e de diversas
origens e o analista de geoprocessamento na representação
cartográfica dos resultados na forma de mapas. Somente com essa
multiplicidade e complexidade de pontos de vista é viável identificar
a ocorrência de moléstias endêmicas.
A modelagem do geoprocessamento, com representação
cartográfica de elementos químicos (ou sustâncias tóxicas) e da
morbi-mortalidade para doenças, pode de imediato mostrar uma
possível relação de causa (agente químico) e efeito (incidência da
doença).
Muito embora seja este o objetivo pretendido, alertamos para o
fato de que este tipo de correlação pode ser apenas uma
coincidência e por isto exige estudos posteriores mais específicos
como coorte. Da mesma forma, coorte não tem condições de definir
causalidade, mas é capaz de abordar hipóteses etiológicas e reunião
de evidências sobre a associação entre o agente químico e a
consequência (doença), geralmente em estudo prospectivo, mas
também de forma retrospectiva. Neste tipo de estudo, a
longitudinalidade ou seguimento comparam a experiência, ao longo
do tempo, de um grupo exposto e outro não exposto ao agente
químico e o evento (doença). Considerando que o resultado do
estudo de coorte também sugere uma relação de causa e efeito,
seria ainda preciso experimentos in vitro e/ou in vivo com animais
de laboratório para definir a causalidade. Assim, é preciso que as
informações e conclusões não sejam precipitadas. Para se avaliar
um grande número de dados distribuídos por região, o profissional
em ciência da computação poderá facilitar o trabalho de triagem,
permitindo, por exemplo, a implementação de sistema de busca
pela correlação entre agente e evento. A geomedicina poderia se
estender também ao estudo dos fatores físicos e biológicos, e até
mesmo considerar que a parte genética ou biológica da população
exposta pode facilitar ou dificultar o aparecimento de doença. Com
isso, alguns indivíduos ou subpopulações, de diferentes etnias,
podem apresentar risco significativamente maior de desenvolver
câncer quimicamente induzido do que a média populacional, devido
às diferenças expressivas nos processos de ativação e detoxificação
(IDLE, 1991; GILLILAND, 1997; CAPORASO, 1999). Grande parte
dos pró-carcinógenos químicos presentes no meio ambiente são
quimicamente inertes. Para tornarem-se metabólitos altamente
reativos, capazes de ligarem-se ao DNA e exibirem atividade
carcinogênica, necessitam da ativação metabólica pelas enzimas
oxidativas (de ativação) da fase I, que são principalmente enzimas
da superfamília Citocromo P450. Dessa forma, através da introdução
de um ou mais átomos de oxigênio ou grupamentos hidroxila no

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2
substrato, um pró-carcinógeno pode tornar-se carcinógeno, como o
benzo[a]pireno que é convertido em epóxido de benzo[a]pireno, uma
substância altamente carcinogênica (NEBERT et al., 1991; PERERA, 1996;
SHIMADA e FUJI-KURIYAMA, 2005). Assim, cada indivíduo, dependendo
do grupo racial e da sua condição biológica normal ou modificada (herdada
de um dos pais ou adquirida após o nascimento), pode apresentar alguma
suscetibilidade a um determinado agente químico. Esta característica é
geralmente estimada por meio de um ou mais marcadores biológicos
(biomarcadores). Biomarcador pode ser definido como método, estrutura
ou processo que se encontra na via causal, ou intimamente ligado a esta,
entre o momento da exposição e a doença (por exemplo, em qualquer
etapa do processo carcinogênico) (BARTSCH, 2000).
Figura 14 - Espectro de linhas características de Raios X de uma amostra de
solo erodido. O espectro foi obtido com uso da técnica de indução de Raios
X por partículas (PIXE) com um feixe de prótons de 2,4 MeV de energia
incidente, corrente típica de 15nA e carga de 81C (CRUVINEL et al, 1993)
A Produção e os Elementos Minerais
Dentro de um ecossistema, o solo é o elemento que
desempenha a importante atividade de sustentar e alimentar
os vegetais, além de funcionar como reservatório de água
deste ecossistema. O que o solo contém, em si, é uma imensa
quantidade de formas de vida como vírus, bactérias, fungos,
algas, protozoários, nematóides, anelídeos, artrópodes
(WIKIPÉDIA, 2006) e elementos minerais.
A Figura 14 apresenta um espectro de linhas características
de Raios X, que ilustra a presença de elementos em uma
amostra de solo erodido. O espectro foi obtido com uso da
técnica de indução de Raios X por partículas (PIXE), com um
feixe de prótons de 2,4 MeV de energia incidente, corrente
típica de 15nA e carga de 81C.
O estudo do crescimento vegetal envolve a caracterização
de elementos minerais essenciais. Um nutriente essencial é
aquele sem o qual a planta não cresce normalmente, nem
completa o seu ciclo de vida, a menos que uma quantidade
mínima desse nutriente lhe seja suprida.
As culturas em meio arenoso propiciam às plantas um meio
físico de sustentação ao qual são adicionados os nutrientes.
Os nutrientes essenciais são requeridos pelas plantas em
determinadas quantidades, variáveis conforme a espécie e o
estado de desenvolvimento. Esses elementos encontram-se
nos solos em diferentes combinações químicas, sendo só
alguns desses passíveis de serem absorvidos pelas plantas.

36
2
Além do Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Carbono (C), as plantas
também necessitam de elevadas quantidades de nitrogênio, (N)
Fósforo (P), Potássio (K), Enxofre (S), Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg),
que por isso se designam macronutrientes. No entanto, também
necessitam de pequenas quantidades de Boro (B), Manganês (Mn),
Zinco (Zn), Cobre (Cu), Molibdênio (Mo), Ferro (Fe) (que pode ser
macro) e Cloro (Cl), pelo que se designam, estes, micronutrientes
ou oligoelementos.
Além dos nutrientes essenciais, existem nutrientes benéficos que,
apesar de não serem essenciais, são favoráveis ao crescimento vegetal
(Al, Co) e nutrientes intercambiáveis, que são aqueles que
desempenham as mesmas funções, podendo ser substituídos por
outros (Sr, Ca).
O Nitrogênio (N) entra principalmente na constituição de compostos
orgânicos (ácidos nucléicos, proteínas, enzimas, clorofila), sendo
um nutriente móvel. Em excesso provoca um crescimento vegetal
acelerado, originando folhas de cor verde-escura. A vegetação passa
a ser mais suculenta, ocorre uma diminuição da resistência a doenças,
um retardamento da floração e o ciclo de vida é encurtado. A
carência de nitrogênio reduz o crescimento foliar e provoca a clorose
foliar. Os ramos caulinares ficam púrpuros ou vermelhos,
localizando-se inicialmente os sintomas em partes velhas da planta.
O Fósforo (P) também intervém na formação de compostos
orgânicos, especialmente ATP e fosfolipídios, sendo um nutriente
móvel. Não se conhece sintomatologia para o seu excesso. A carência
de fósforo reduz o crescimento caulinar e radicular e provoca o
aparecimento de áreas necróticas nas folhas e pecíolos, células que
deixaram de conseguir fazer o seu metabolismo e morreram. As
folhas jovens têm tendência para escurecer ou ficar verde-azuladas,
enquanto que as mais velhas ficam vermelhas. Numa fase inicial, os
sintomas acentuam-se nas partes mais velhas da planta.
O Enxofre (S) intervém na síntese de compostos orgânicos, em
especial vitaminas e enzimas, sendo um nutriente imóvel. Não se
conhece os sintomas para o seu excesso. A carência de enxofre reduz
o crescimento vegetal, provocando a clorose foliar. Inicialmente, os
sintomas acentuam-se nas zonas mais jovens da planta.
O Cálcio (Ca) é um componente da parede celular vegetal, sendo
necessário à manutenção da estrutura, à ativação da amilase e à
vitalidade das zonas meristemáticas, sendo um nutriente imóvel.
Em excesso, altera o ritmo da divisão celular. A carência de cálcio
origina malformações nas folhas jovens, curvamento dos ápices,
clorose marginal que progride para necrose, redução do crescimento
radicular e mudança da coloração das raízes.
O Magnésio (Mg) é um constituinte da clorofila e das proteínas,
bem como de cofatores enzimáticos, sendo essencial ao
funcionamento dos ribossomos. É um nutriente móvel que, em
excesso, provoca interferências na absorção de cálcio e potássio. A
carência de magnésio provoca cloroses intervenais, necrose foliar,
encurtamento de entrenós, redução do crescimento vegetal, inibição
da floração, morte prematura das folhas e degeneração dos frutos.
Inicialmente, os sintomas acentuam-se nas zonas mais velhas das
plantas.
O Potássio (K) é um regulador osmótico necessário à atividade
enzimática e à síntese protéica, sendo um nutriente móvel. A
carência de potássio provoca um crescimento vegetal reduzido,
clorose matizada da folha, manchas necróticas, folhas recurvadas e
enroladas sobre a face superior e encurtamento de entrenós.

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