análise da saúde e ambiente através da caracterização

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A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO
DE 9 A 12 DE OUTUBRO
ANÁLISE DA SAÚDE E AMBIENTE ATRAVÉS DA
CARACTERIZAÇÃO HIDROGEOQUÍMICA DO ELEMENTO FLÚOR
NAS ÁGUAS SUPERFICIAIS DO CURSO INFERIOR DA BACIA DO
RIO TIBAGI (PR)
TATIANA FERNANDA MENDES 1
MARIA CELESTE MORITA 2
JOÃO CARLOS ALVES3
JOSÉ PAULO PECCININI PINESE 4
Resumo
O presente trabalho teve por objetivo avaliar os riscos ambientais para a saúde humana,
através da caracterização hidrogeoquímica do flúor, no curso inferior da bacia hidrográ fica do rio
Tibagi, localizada na região Norte do Paraná, correlacionando a distribuição das possíveis
anomalias hidrogeoquímicas do flúor com a saúde da população local.
Palavras-chave: Geografia da Saúde; Bacia do rio Tibagi; Flúor; Hidrogeoquímica.
Abstract:
The purpose of this paper was to assess the environmental risks to human health through of
hydrogeochemical characterization of fluorine in the early course of the Tibagi river basin, located in
the Paraná state northern, Brazil, correlating the distribution of possible hydrogeochemical anomalies
of fluorine with the health of the local people.
Key-words: Human Health; Basin of the Tibagi River; Fluorine; Hydrogeochemical.
1 - Introdução
No Norte do Paraná estudos anteriores em escala regional demonstraram
uma anomalia hidrogeoquímica multielementar, onde se inclui a do flúor (PINESE
et.al., 2001 e MINEROPAR, 2001), apresentando altos níveis em águas de bacias
superficiais, tendo assim capacidade de influenciar a dose deste elemento nos
1
Doutoranda em Geografia pela Universidade Estadual de Londrina.
Prof. Pós Doutora do Departamento de Medicina Oral e Odontologia Infantil Centro de Ciências da
Saúde da Universidade Estadual de Londrina.
3
Prof. Doutor do Curso de Pós-Graduação em Química da Universidade Estadual de Londrina.
4
Prof. Doutor do Curso de Pós-Graduação em Geografia da Universidade Estadual de Londrina.
2
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alimentos e nas águas que a população ingere, ocorrendo o desenvolvimento de
algumas doenças graves. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar os
riscos ambientais para a saúde humana, através da caracterização hidrogeoquímica
do flúor, no curso inferior da bacia hidrográfica do rio Tibagi (PR), correlacionando a
distribuição das possíveis anomalias hidrogeoquímicas do flúor com a saúde da
população local.
2 - Localização e caracterização da área de estudo
2.1 - Aspectos geográficos
A bacia hidrográfica do rio Tibagi está localizada na porção centro-leste do
estado do Paraná, no sentido sul-norte (Figura 1), com suas cabeceiras situadas
no sul do estado nos domínios dos Campos Gerais, na região de Ponta Grossa e
Castro, a uma altitude de 1150 m, seguindo em direção norte, chegando à 330m
quando desemboca no rio Paranapanema (FRANÇA, 2002). O curso inferior do
rio Tibagi está situado na porção norte da Bacia, abrangendo uma área de 11250
Km2, de um total de 24.712 Km2 distribuídos em 27 municípios.
Figura 1: Localização da bacia do rio Tibagi no estado do Paraná, destacando o curso inferior e
seus municípios.
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2.2 - Contexto geológico
Segundo Petri & Fúlfaro (1983) e Melfi et al. (1988) o curso inferior do Rio
Tibagi drena quase que totalmente, os terrenos formados pelos derrames
vulcânicos de lavas com idade Juro-Cretácea (Figura 2), como também uma parte
de sedimentos Neopaleozóicos/mesozóicos pertencentes à Bacia Sedimentar do
Paraná.
Figura 2: Formações Geológicas no curso inferior da Bacia do Rio Tibagi.
Fonte: Pinese, J.P.P. & L.F.R. Colombo e adaptado de Fernandes (2004).
A Formação Vale do Rio do Peixe segundo Fernandes (2004, p.57)
corresponde a grande parte da antiga Formação Adamantina definida por Soares
et al. (1980). É composta por arenitos intercalados com siltitos ou lamitos
arenosos.
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A Formação Serra Geral abrange a maior parte do Baixo Tibagi,
predominando de acordo com Leinz et al. (1966; 1968) e Melfi et al. (1988) “um
conjunto de derrames de basaltos toleíticos e, subordinadamente, um conjunto de
derrames de riolitos, dacitos e riodacitos”. Esses últimos, segundo a Mineropar
(1989), formam uma subunidade estratigráfica quando associados às ocorrências
de basaltos pórfiros denominada de Membro Nova Prata. Porém Melfi et al.
(1988), Pinese (1989), Piccirillo et al. (1990), entre outros autores, classificam
essa subunidade como “Ácidas Tipo Chapecó”. Esses conjuntos de derrames
basálticos são intercalados com arenitos, possuindo as mesmas características
da formação Botucatu, associando-se a eles corpos intrusivos, constituindo-se,
especialmente, de diques e sills (PINESE, 2002).
A Formação Botucatu abrange no curso inferior do Tibagi, o sul dos
municípios de Tamarana e São Jerônimo da Serra. Esta formação segundo
DNPM (1984) consiste de arenitos avermelhados, com uma estratificação
cruzada, planar e acanalada de grande porte. Já a Formação Pirambóia tem
ocorrência comum nos municípios de São Jerônimo da Serra e Tamarana (PR).
Esta formação de idade triássica é constituída de arenitos esbranquiçados,
amarelados, avermelhados, síltico-argilosos, ocorrendo uma fina intercalação de
argilitos e siltitos. Apresenta uma maior fração de argila na porção basal e,
arenitos conglomeráticos com seixos de argila na parte superior (DNPM, 1984).
A Formação Rio do Rasto está distribuída em toda a área sul do curso
inferior do Rio Tibagi. É formada por arenitos e siltitos e, secundariamente
argilitos. Possui estratificação predominantemente horizontal, podendo ocorrer
também estratificações cruzadas. Tem idade neo-permiana-triássica (PETRI &
FÚLFARO, 1983).
A Formação Teresina é constituída principalmente de ritmitos alternados de
argilitos e folhelhos cinza-escuro, com siltitos e arenitos muito finos, ocorrendo na
parte superior calcários e, por vezes ooliticos. Essa formação se difunde em
alguns pontos da região extremo sul do Baixo Tibagi (DNPM, 1984; PINESE et al.,
2000; PINESE, 2002).
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3 - Procedimentos metodológicos
A coleta das amostras de águas superficiais foi distribuída em pontos da
drenagem principal do Rio Tibagi e em afluentes, totalizando trinta amostras.
As amostras de água foram analisadas, no Laboratório de Química Analítica
da UEL, através do método de potenciometria, utilizando-se o potenciômetro
composto pelo par de eletrodos (eletrodo seletivo de fluoreto e eletrodo de referência
de calomelano). Este método eletroanalítico, segundo Licht (2001) mede as
diferenças de potenciais elétricos e fluxos de correntes elétricas em soluções,
aferindo assim o potencial eletrônico do flúor e a concentração na água (em ppm),
ou seja, é feita uma fluoretação. A análise espacial dos dados hidrogeoquímicos foi
realizada por meio de mapas de interpolação de dados, utilizando-se o software
Surfer 8.0, no qual adotou-se o método geoestatístico de krigagem ordinária.
4 - Anomalia hidrogeoquímica de flúor no Norte do Paraná
Na região Norte do Paraná têm-se constatado ocorrências de anomalias
hidrogeoquímicas, as quais podem repercutir na saúde humana e animal
(PINESE et.al., 2001 e MINEROPAR, 2001). Na área de estudo, que compreende
o curso inferior do Rio Tibagi, muitos municípios utilizam águas superficiais para o
abastecimento da população, fato esse preocupante, pois estudos anteriores em
escala regional demonstram uma anomalia hidrogeoquímica multielementar, onde
se inclui a do flúor, apresentando altos níveis em águas desta bacia, podendo
assim influenciar a quantidade deste elemento nos alimentos e nas águas que a
população ingere, podendo causar doenças na população, tais como as que
Pinese et al. (2001) e Licht et al. (1997) relataram, sendo uma forte ocorrência de
fluorose dentária na população da região.
Essa anomalia conforme Licht (2001) está limitada pelo rio Itararé a leste,
pelo rio Paranapanema a norte, pelo rio Tibagi a oeste e pela região dos Campos
Gerais a sul, ocupando uma área de aproximadamente 20.000 km 2, abrangendo 49
municípios paranaenses, totalizando uma população de cerca de 700.000
habitantes, distribuída nos núcleos urbanos (60%) e na área rural (40%). Segundo o
autor essa anomalia está relacionada com as estruturas magnéticas profundas,
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associadas ao domo de Quatiguá, pois mostra uma perfeita coincidência com as
anomalias de magnetismo residual identificadas nessa região por Ferreira et al.
(1996), que sugeriram como fonte para ambas, intrusões de rochas alcalinas, não
aflorantes. Licht (2001) conclui que “um evento geológico extensivo tenha sido
responsável pela distribuição anômala dos elementos químicos na região do Norte
Pioneiro no estado do Paraná”.
4.1 - Características do elemento flúor (F-) e doenças correlatas
O flúor apresenta-se em quantidades traço em diversos materiais geológicos,
onde o íon F- substitui livremente o grupo hidroxila (OH-) em minerais como micas,
argilas, anfibólios, e apatitas, concentrando-se adicionalmente na fluorita (CaF2) em
alguns tipos de depósitos minerais e mais raramente como cimento de arenito
(MINEROPAR, 2001). Conforme suas afinidades mineralógicas (tabela 1), os teores
de flúor são mais altos em granitos e folhelhos, do que em basaltos e gabros,
calcários e arenitos mineralizados e menos ainda em rochas ultrabásicas.
Tabela 1: Teores de flúor segundo suas afinidades mineralógicas.
Associação
Teores (média) ppm
Granitos
870
Folhelhos
800
Basaltos e gabros
360-420
Calcários e arenitos
mineralizados
Rochas ultrabásicas
180-260
100
Fonte: Mineropar (2001).
A liberação de flúor ocorre através dos processos de intemperismo, em solução sob
a forma do íon F. Os teores normais de flúor em águas naturais variam entre 0,1 a 0,2 ppm,
sendo removido da solução possivelmente pela coprecitação com óxidos secundários de Fe
onde pode ser complexado tanto com Fe quanto com Al, e sorvido em fosfatos. E em
condições alcalinas, salinas, a precipitação do CaF2 pode ser o processo principal de
remoção (MINEROPAR, 2001).
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O flúor como fluoreto (F-) é de fundamental importância para os mamíferos, pois
conforme Licht (2001) promove o endurecimento da matriz mineral dos dentes e do
esqueleto, baseada na hidroxi-apatita (Ca(PO4)3OH), deslocando o íon hidroxila e
transformando-a em flúor-apatita (Ca5(PO4)3F). Desse processo remineralizador resulta
um aumento da resistência dos componentes minerais do esmalte, cemento e dentina
expostos, tornando-os menos solúveis e suscetíveis à ação da placa bacteriana (LICHT,
2001).
A Organização Mundial da Saúde (O.M.S.) definiu que o teor ótimo
recomendado na água potável seja de 1ppm F- em países de clima tropical
(MINEROPAR, 2001), embora órgãos como o CONAMA, com a Resolução 357, e o
Ministério da Saúde com a Portaria 2.914 tolerem uma concentração de até 1,5 mg/L
F-. Esses valores limites deveriam ser revisados, uma vez que são baseados em
climas temperados, e não em climas tropicais, já que no último a ingestão de água é
maior do que no anterior.
Quando a quantidade de flúor é traço (tabela 2), esse é benéfico para os
ossos e esqueletos, porém o excesso de flúor ingerido causa doenças como a
fluorose dentária, que torna os dentes manchados e frágeis, e a fluorose esquelética,
causadora de dores nas costas e no pescoço, podendo causar até deformações
permanentes dos ossos e osteoporose.
Tabela 2: Teores de flúor dissolvido em água e efeitos sobre a saúde humana.
Concentração
em mg/L
0,0
Efeitos sobre a saúde
Limitações do crescimento
0,0 – 0,5
Não evita cárie dental
0,5 – 1,5
Evita enfraquecimento dos dentes, com efeitos benéficos sobre a saúde
1,5 – 4,0
Fluorose dental (manchas nos dentes)
4,0 – 10,0
Fluorose dental e Fluorose esquelética (dores nas costas e ossos do pescoço)
> 10,0
Fluorose deformante
Fonte: Modificado de CORTECCI (2003).
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A fluorose dentária é um distúrbio de natureza sistêmica que ocorre durante a
fase de formação do dente (GIAROLA, 2006), provocada segundo Licht (2001) pela
ingestão continuada de flúor em dosagens elevadas, maiores que 1,2 mg/L F-.
Contudo, o autor afirma que a suscetibilidade individual varia largamente e não é
possível dizer que exista um limite rígido de concentração de flúor na água, abaixo
do qual a fluorose não se manifeste. Esta doença resulta em contínuas mudanças
clínicas nos dentes, variando desde alterações macroscópicas do esmalte, com
surgimento de finas linhas brancas, até colorações amareladas, acastanhada ou
marrom, podendo evoluir para um esmalte poroso e friável, mais fácil de desgastar
fisiologicamente e, depois possivelmente a perda da estrutura dental.
A fluorose dental é um problema mundial e sua prevalência vem aumentando
segundo Silva (2006), visto que, em alguns locais além da água natural possuir um
alto nível de flúor, há o adicionamento do mesmo na água para o abastecimento de
cidades e, concomitantemente, ocorre a ingestão de vários alimentos e bebidas
industrializados disponíveis na alimentação, e também o uso de dentifrícios, que
contêm alto teor de flúor.
5 - Análise hidrogeoquímica do flúor no curso inferior do rio Tibagi e saúde
humana
No Brasil desde a década de 1970, por força de lei, a adição de fluoretos nas
águas de abastecimento público tem sido realizada. O grande problema sempre foi a
dificuldade em manter sistemas operacionais de monitoramento dos níveis ótimos de
fluoretos na água através do heterocontrole, seja por falta de recursos humanos,
técnico-operacionais ou de relevância para a comunidade (NARVAI, 2000 apud
DINIZ et al., 2006). Estas dificuldades salientam-se mais nos locais onde a fluorose
é endêmica e se deve à alta concentração do fluoreto nas fontes naturais de água,
como é o caso no Norte Pioneiro do Paraná, região flúor-anômala, onde está
inserido o curso inferior do rio Tibagi.
A distribuição das concentrações de flúor no curso inferior da Bacia do Rio
Tibagi de águas de drenagens naturais superficiais pode ser visualizada na Figura 3.
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Figura 3: Distribuições das amostras e concentrações de flúor no curso inferior da Bacia do Rio
Tibagi.
Org: Tatiana F. Mendes
Os pontos CRF-181, RRC-184, CRT-185, CRC-186, PRC-197, IRJ-224, JRA226, foram os que mais apresentaram teores elevados de flúor, evidenciando uma
anomalia positiva hidrogeoquímica de flúor, o que pode ser visto na Figura 3, com
alguns valores superando os determinados por Licht (2001, p. 175) nas águas da
região mineralizada à fluorita do Vale do Ribeira, que atingem até 0,15 mg/L F-. Os
pontos com maior teor de flúor estão próximos às cidades de Leópolis (CRF-181
com 0,47 ppm, o mais elevado valor encontrado), entre Leópolis e Uraí (CRT-185 e
CRC-186), entre Sertaneja e Rancho Alegre (RRC-184) e Londrina (IRJ-224 e JRA226).
Os valores elevados encontrados próximos à cidade de Uraí (CRT-185 e
CRC-186), não ultrapassaram os recomendados pela O.M.S., que é de 1ppm para
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países tropicais, contudo, uma pesquisa realizada na zona rural nos municípios de
Uraí com 10 crianças, entre as idades de 6 a 14 anos, e de Assaí com 3 crianças
entre 6 e 13 anos, mostra que das 13 crianças, 7 apresentaram fluorose leve, 3
fluorose leve com perda focal em pré-molares, 2 fluorose moderada e 1 fluorose
moderada com perda focal em pré-molares (FURRER et al., 2006).
Não obstante na cidade de Londrina, onde foi encontrado um valor de 0,16
ppm de flúor na água do Rio Jacutinga, uma pesquisa indica uma alta incidência de
fluorose dentária (GIAROLA, 2006). Cerca de 170 crianças, entre 6 a 7 anos de
idade foram analisadas no programa educativo-preventivo da Bebê-Clínica/UEL,
sendo 52,9% (90) do gênero masculino e 47,1% (80) do gênero feminino. Contudo
17,1% (29) das crianças foram excluídas da avaliação por não apresentarem os
dentes molares e ou incisivos permanentes erupcionados. Das 141 crianças
restantes, 56,02% (79) apresentaram fluorose dentária. Isso comprova que o flúor
(F-) é essencial para a saúde humana, principalmente para a boa preservação de
ossos e dentes, porém, quando ingerido em excesso provoca doenças como a
fluorose dentária.
Deste modo, constatou-se que os teores mais elevados de flúor encontrados
nas águas, em alguns locais do curso inferior do Rio Tibagi, apesar de não
ultrapassarem o valor limite de 1 ppm estabelecido pela O.M.S., são valores que
podem oferecer riscos a saúde da população local, que se serve dessa água, uma
vez que é somado à ingestão de flúor também por alimentos e bebidas
industrializados com alto teor deste íon, e porque, como visto anteriormente, várias
pesquisas relatam casos de fluorose dentária na região de estudo.
Destaca-se o fato de que apesar da O.M.S. recomendar a concentração ótima
de flúor em 1ppm para países tropicais, órgãos como o CONAMA com a Resolução
357 de 17 março de 2005, e o Ministério da Saúde com a Portaria 2914 de 12
dezembro de 2011, desconsideram o fator clima e estabelecem como teor limite de
flúor nas águas em 1,4 mg/L e 1,5 mg/L, respectivamente. O limite ótimo de fluoreto
para uma dada comunidade depende das condições climáticas, pois a quantidade
de água ingerida pelas crianças está associada à temperatura do ar e, quanto maior
a temperatura menor deverá ser a concentração de fluoreto e vice-versa. Outro fator
importante que deve ser considerado é o hábito alimentar, pois alguns alimentos
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contêm fluoreto em elevadas concentrações e dispensam o seu uso nas bebidas
(DINIZ et al., 2006).
6 - Considerações finais
As complexas relações entre saúde e ambiente, de diferentes escalas
temporais e espaciais, exigem um olhar integrado dessa complexidade. Dessa
forma, a Geografia da Saúde é de suma importância para o entendimento da relação
saúde e ambiente, pois, ao buscar a identificação dos locais de ocorrência das
doenças, busca também a descrição e a explicação das diferenças existentes na
superfície terrestre e a relação da humanidade com o meio, resultado esse da
interligação dos conhecimentos geográficos, geológicos-geoquímicos e médicos,
mostrando a importância do meio geográfico no aparecimento e distribuição de uma
determinada doença.
Vários estudos como os de Licht et al. (1997), Pinese et al. (2001), Mineropar
(2001), Cardoso & Morita (2001) já apontaram ocorrências de anomalias
hidrogequímicas, bem como de fluorose dentária no norte do Paraná. Dessa forma,
uma maior atenção deveria ser dada a qualidade da água consumida pela
população local, realizando-se um controle hidroquímico das águas oferecidas para
a população. Neste trabalho, os maiores valores de flúor encontrados no curso
inferior do rio Tibagi, apesar de não terem ultrapassado o limite ótimo para águas
superficiais, podem oferecer riscos a saúde humana, se houver ingestão de outras
fontes deste elemento, causando possíveis doenças como fluorose dentária, já
identificadas na região em pesquisas anteriores. Assim sendo, estudos mais
detalhados das áreas atingidas por essa anomalia hidrogeoquímica do flúor
precisam ser realizados, pois a saúde humana possui estreitas relações com as
condições ambientais.
Agradecimentos
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
através do PSPPG processo 521015/99-5, Fundação Araucária do Paraná
(Processos 13.015, 15.580, 19.733, 25.247 e 41.593).
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