O problema dos cloratos e percloratos na agricultura e na indústria

Resumo

O problema dos cloratos e percloratos – As atividades antrópicas da agricultura causam o aparecimento de cloratos e percloratos. Quando falamos de cloratos e percloratos, referimo-nos a íons de sais de cloro que podem estar presentes nos alimentos e que são contaminantes. Especialmente, eles estão presentes em vegetais folhosos, bem como frutas e vegetais. Geralmente são consequência de atividades realizadas por pessoas, pois têm sua origem em fertilizantes e agrotóxicos. Por outro lado, também aparece como subproduto no processo de desinfecção da água durante o tratamento que é realizado para torná-la potável. A ingestão de clorato e perclorato, que podem estar presentes na água potável e nos alimentos, representa um risco potencial à saúde. O risco é especialmente sensível para grupos populacionais vulneráveis, pois pode causar hipertireoidismo. A assimilação de contaminantes pelos alimentos é irreversível e, portanto, como não podem ser eliminados, atingem os seres humanos através do consumo desses alimentos.

Introdução

Clorato e perclorato podem ter origens diferentes

Clorato e perclorato são ânions inorgânicos com as características de serem incolores e inodoros. O clorato se origina de sais de cloro derivados de ácido clórico, enquanto o perclorato vem de sais de ácido perclórico. No caso dos percloratos, sua forma molecular é CIO4-, possuem grande solubilidade em água e, além disso, oferecem estabilidade à temperatura ambiente.

Enquanto a origem do clorato é sempre artificial, no caso do perclorato, também pode ser natural. No caso do perclorato, é encontrado em certos tipos de solo e água. Outro aspecto fundamental do perclorato é a utilidade que oferece, já que é utilizado para diversos fins; É usado como fertilizante químico, mas, da mesma forma, também é usado em outros tipos de atividades químicas industriais, como a produção de perclorato de amônio. Como mencionamos anteriormente, a origem do clorato está sempre no desempenho de uma atividade realizada por pessoas. Neste caso, a utilização de cloratos está associada a pesticidas, mas também a subprodutos da desinfeção da água durante o processo de purificação com cloro.

Reduzir sua concentração na água é a única alternativa disponível para evitar que tanto o clorato quanto o perclorato atinjam os alimentos.

A presença de clorato e perclorato no solo agrícola resulta em sua absorção por frutas e vegetais. Uma vez realizada a absorção pelas plantas ou pelos frutos que produzem, não sofrem nenhum tipo de alteração, nem sua presença pode ser eliminada. Em essência, diminuir sua concentração na água é a única alternativa disponível para evitar que o clorato e o perclorato atinjam os alimentos.

Presença de cloratos e percloratos na água potável

O processo de desinfecção da água utilizada nas tarefas agrícolas é a causa dos cloratos e percloratos que chegam aos alimentos. A atividade predominante através da qual essas substâncias fazem sua presença é a irrigação. Isso se deve ao fato de que a água, antes de ser utilizada em tais tarefas, recebe um tratamento de desinfecção que permite atingir o padrão de qualidade estabelecido pelas normas vigentes. Durante a desinfecção, formam-se subprodutos que são condicionados por diferentes fatores como pH, temperatura ou tempo de exposição.

Os subprodutos são formados a partir do desinfetante utilizado na operação. Dentre eles, os principais são:

Tabela 1 – Principais desinfetantes e subprodutos da desinfecção formados na desinfecção da água para purificação (Tecnoaqua, 2019).

Como pode ser visto, tanto os cloratos como os percloratos são produzidos usando cloração com hipoclorito, cloro ou dióxido de cloro.

2 OClˉ → O 2 + 2 Clˉ

3 OClˉ → ClO 3ˉ + 2 Clˉ

A reação entre os íons hipoclorito e clorato dá origem ao perclorato. Portanto, cloratos e percloratos acabam na água na forma de subprodutos resultantes da desinfecção da água e, consequentemente, são assimilados pelos alimentos.

Efeitos da presença de cloratos e percloratos na água para a saúde humana

A absorção de percloratos pode ser prejudicial à saúde humana, especialmente à glândula tireóide. Quando processados ​​por um corpo humano, o clorato e o perclorato são absorvidos pelo intestino, depois distribuídos por todo o corpo e finalmente excretados pela urina. No entanto, no caso da glândula tireoide, encontramos uma exceção, pois aqui ocorrem efeitos na saúde, como hipertireoidismo e alterações hormonais. Esses desequilíbrios são produzidos pelo acúmulo dessas substâncias na glândula tireoide e que tem como consequência a assimilação não adequada do iodo. Portanto, a quantidade de hormônios tireoidianos produzidos pelo organismo é anormal.

Existem certos grupos da população que são mais sensíveis aos efeitos causados ​​pela assimilação de cloratos e percloratos. Em particular, entre a população como um todo, destacam-se fetos, recém-nascidos ou pessoas com tendência a problemas de hipertireoidismo ou assimilação de iodo no organismo. Em relação ao fator idade dentro do consumo, a tabela abaixo mostra uma maior assimilação em pessoas mais jovens.

Tabela 2 – Ingestão estimada na Europa de percloratos (European Food Safety Authority (EFSA), 2017).

Devido aos possíveis danos que podem causar à saúde, em 2015, a União Europeia estabeleceu valores máximos em relação à presença de cloratos e percloratos nos alimentos.

Teor máximo de resíduos de clorato em certos produtos alimentícios

Através da Recomendação (UE) 2015/682, a União Europeia tenta recolher dados reveladores sobre a presença de percloratos nos alimentos. Desta forma, configura-se um quadro legal que regula a sua presença. Em 2020, foi publicado o Regulamento (UE) 2020/685, que estabelece legalmente o teor máximo de perclorato.

Tabela 3 – Teor máximo de perclorato em alimentos (Regulamento (UE) 2020/685, 2020).

Uma vez observado o marco regulatório dos percloratos, contemplamos os regulamentos relativos aos cloratos. Neste caso, o Regulamento (UE) 2020/749 é responsável por definir os limites máximos aceitos. Especificamente, o limite estabelecido está entre 0,05 e 0,7 mg por quilo de alimento. A margem que consta do regulamento atende aos diferentes tipos de alimentos onde pode estar presente; a quantidade é ajustada aos alimentos, como frutas, verduras, cereais, temperos, entre outros.

Avaliação de risco

A definição de diferentes parâmetros técnicos permite controlar a presença de cloratos e percloratos na alimentação. Um valor-chave no marco regulatório estabelecido é o parâmetro ADI (Admissible Daily Intake) que, estabelecido pela Autoridade Europeia de Segurança Alimentar em 2015, é fixado em 0,3 µg/kg de peso pessoa no caso de perclorato, enquanto para cloratos é 3 µg/kg de peso da pessoa. A diferença entre os dois valores é que a potência toxicológica do clorato é menor que a do perclorato, embora ambos ofereçam os mesmos efeitos na saúde da pessoa.

O tratamento adequado de desinfecção da água é essencial. Reduzir o teor de água nos alimentos é a única maneira disponível para reduzir o clorato e o perclorato que eles contêm.

O ADI é um valor essencial para controlar a presença dessas substâncias. Com a implementação deste valor, pode-se estabelecer uma comparação entre a assimilação de contaminantes por grupos populacionais com características diferentes. De acordo com as estimativas realizadas, os jovens compõem a faixa etária que ultrapassa o valor máximo estabelecido como Ingestão Diária Aceitável, no caso do perclorato em exposição de médio prazo; este último é um fato particularmente preocupante por se tratar de um grupo altamente vulnerável.

A IDA mostra que, no caso do clorato, a ingestão é maior no segmento da população menor de idade. As estimativas indicam que, tanto adolescentes quanto adultos, não ultrapassem a ingestão das quantidades máximas recomendadas. Pelo contrário, no caso de grupos de menores, ultrapassam o valor limite recomendado. A água potável, dentro das diferentes estimativas realizadas, representa um peso significativo na contribuição dos cloratos; Além disso, encontramos outros tipos de alimentos que se destacam pela exposição que oferecem a esse tipo de contaminante, como vegetais, leite, frutas, entre outros.

Como remover clorato e perclorato da água

O tratamento adequado de desinfecção da água é essencial. Reduzir o teor de água dos alimentos é a única maneira disponível de reduzir o clorato e o perclorato que eles contêm. Conforme descrito acima, essas substâncias chegam à água na forma de subprodutos da desinfecção, que geralmente é realizada com hipoclorito de sódio, adicionando cloratos ao fluido. Nesse processo, o íon perclorato aparece como consequência da reação entre hipoclorito e cloratos. Com base no exposto, o objetivo que deve ser alcançado é realizar uma desinfecção eficiente que permita reduzir ao mínimo a formação de subprodutos da cloração.

Existem diferentes fatores que afetam a eficácia de um processo de desinfecção e o aparecimento de cloratos e percloratos, sendo os principais:

• Características apresentadas pela água sujeita a desinfecção. Idealmente, as propriedades da água devem ser: ter baixa concentração de sólidos em suspensão e matéria orgânica, alta concentração de amônio, pH abaixo de 8 e baixa presença de brometos.
• Dosagem do hipoclorito adicionado e tempo de contato. Em ambas as situações, os valores adequados devem ser alcançados dependendo do caso concreto.
• Adição de hipoclorito com água. O processo de mistura do hipoclorito com a água deve ser realizado de forma a oferecer uma solução homogênea, preferencialmente em regime turbulento.
• Tempo de armazenamento de fluidos com hipoclorito, antes do uso. Com o tempo, o hipoclorito dissolvido em um líquido se decompõe em clorato, perclorato e oxigênio. Portanto, a solução com hipoclorito deve ser utilizada em um curto período de tempo e evitar longos períodos de armazenamento.

Cloratos e percloratos podem ser produzidos prematuramente em soluções de hipoclorito se não forem usados ​​adequadamente. A diluição do hipoclorito ou seu armazenamento em baixas temperaturas são práticas que evitam o aparecimento de contaminantes antes do uso da solução. Da mesma forma, controlar o pH das soluções de hipoclorito, mantendo-as acima de 11, também nos permitirá reduzir a formação de contaminantes.

Os profissionais da BlueGold desenham processos de desinfecção de água, de acordo com cada tipo de água e processo de purificação.

Existem também outros tipos de ações que contribuem para aumentar a eliminação de cloratos e percloratos. É possível eliminar os subprodutos que surgem na cloração, porém, é uma operação que, do ponto de vista econômico, é inviável. Uma alternativa é substituir a desinfecção por hipoclorito por tecnologias alternativas, como a adição de ozônio, ou por meio de radiação ultravioleta.

Conclusões

A origem dos cloratos está nos pesticidas enquanto a dos percloratos está nos fertilizantes que são utilizados. Como dissemos anteriormente, um peso considerável dessas substâncias é produzido na forma de subprodutos como resultado do tratamento de desinfecção da água utilizada na irrigação. Existem diferentes medidas que podem reduzir a formação desses subprodutos, como o uso de soluções frescas de hipoclorito ou o controle contínuo da dosagem e do tempo de contato entre a solução e a água.

Os profissionais da BlueGold projetam processos de desinfecção de água, de acordo com cada tipo de água e processo de purificação . Para isso, é feita uma estimativa da dose de hipoclorito necessária para cada tipo de água e, além disso, considerando também as condições particulares do processo. Dessa forma, evita-se a formação de subprodutos como cloratos e percloratos, evitando que contaminem os alimentos.

A tecnologia determina o sucesso da operação. Existem tecnologias alternativas que podem impedir a formação desse tipo de composto, como a ozonização ou a radiação ultravioleta. A BlueGold dispõe de uma equipa de engenheiros especializados, através de uma vasta experiência, na concepção de processos de desinfecção, através deste tipo de tecnologia. Desta forma, a equipa BlueGold oferece sempre, para cada tipo de instalação, a melhor solução disponível para minimizar a geração de cloratos e percloratos.

Autor: Iagua

Adaptado para Portal Tratamento de água
Traduzido por Jaqueline Morinelli