• Rio de Janeiro Brasil
  • 14-18 Novembro 2022

RISCO NA SAÚDE DEVIDO A CONTAMINAÇÃO POR CÁDMIO? AGRICULTURA ORGÂNICA versus CONVENCIONAL

Autores

Muniz, A. (IFRJ) ; Raices, R. (IFRJ) ; Quiterio de Souza, S. (IFRJ) ; Aragão, L. (IFRJ)

Resumo

Este trabalho teve como objetivo determinar e comparar a concentração de cádmio (Cd) em hortaliças cultivadas de forma convencional e orgânica, bem como estimar o risco a saúde através da exposição a metais, através dos cálculos de ingestão estimada diária de metais(EDI) e quociente de risco alvo (THQ). A concentração média encontrada de Cd em amostras de alface orgânica (AO) foi de 0,0811 ± 0,0367 mg kg-1, nas amostras de alface convencional(AC) foi de 0,1549 ± 0,0266 mg kg-1. As amostras de cenoura orgânica(CO) apresentaram concentração média de Cd de 0,1064 ± 0,0553 mg kg-1, enquanto amostras de cenouras cultivadas por método convencional(CC) apresentaram concentração média de 0,1174 ± 0,0780 mg kg-1.A avaliação da exposição crônica ao Cd realizada em relação ao consumo foi satisfatória

Palavras chaves

cádmio; hortaliças; agricultura convencional

Introdução

Segundo estudo realizado pela Produce Marketing Association, a população brasileira tem consumindo mais frutas e hortaliças. Onde 34,6% da população está consumindo cerca de 400g dia -1 de frutas e hortaliças (SINCOVAGA, 2022). Entretanto, tal consumo representa importante via de exposição humana a metais traço, visto que esses se encontram entre os maiores contaminantes das hortaliças (DALA-PAULA et al., 2018; SAWUT et al., 2018; HADAYAT et al., 2018; GONZALÉZ et al., 2019; ARAÚJO et al., 2019). Segundo Gupta et al. (2019), metais traço como Cd podem estar presentes em formulações de agrotóxicos e fertilizantes fosfatados, o que representa um potencial risco à saúde devido o crescente aumento do emprego desses produtos na produção de alimentos. A absorção dos metais traço aumenta a ocorrência de alterações e doenças como o câncer (PERALTA-VIDEA et al., 2009). Diante do exposto e da crescente conscientização do valor nutritivo das hortaliças, aumentou-se a busca por alimentos orgânicos (HURTADO-BARROSO et al., 2017; GOMIERO, 2018; GONZALÉZ et al., 2019; ARAÚJO et al., 2019; CÁMARA-MARTOS et al., 2021). Dados dúbios e questionáveis já foram obtidos nesta comparação. Desta forma, ainda há controvérsias se um produto orgânico é melhor que o convencional (HATTAB et al., 2019; KREJČOVÁ et al., 2016). Hattab et al. (2019) constataram em seus estudos que os metais traço em alface e tomate, foram encontrados em maior concentração na agricultura convencional quando comparado a orgânica. Krejčová et al. (2016) avaliaram metais e nitrato em amostras de cenoura cultivadas de forma convencional e orgânica, constatando que não houve diferença entre as duas formas de cultivo. Diante do exposto, a ocorrência de metais traço em alimentos, independentemente de sua origem orgânica ou convencional precisa ser monitorada. Segundo o Codex Alimentarius da OMS (WHO, 2016) e USEPA, a exposição diária a metais, pode ser avaliada através da utilização dos valores concentração de metais no vegetal, consumo diário do vegetal e o peso corporal médio da população.

Material e métodos

O presente trabalho trata-se de uma pesquisa quantitativa e experimental. Análise quantitativa: Todo material utilizado foi descontaminado, os reagentes usados apresentaram grau analítico (PA). Foram coletadas três amostras de uma hortaliça folhosa (alface) e um tubérculo (cenoura) cultivados de forma convencional e três amostras de uma hortaliça folhosa (alface) e um tubérculo (cenoura) cultivados de forma orgânico certificadas com rótulo orgânico do Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade Orgânica - SisOrg (BRASIL, 2014), no mês de março de 2019, em mercados da Zona Norte da cidade do Rio de Janeiro – RJ, obtendo-se 12 amostras, que foram preparadas em triplicata. As amostras foram inicialmente lavadas em água deionizada e tiveram o excesso de umidade retirado com papel toalha, para que em seguida fossem cortadas e trituradas com o emprego de um Mixer Philips Walita 400 W (Mod. RI1364/0). Estas foram postas em vidros de relógio para que, em seguida, fossem submetidas à estufa em 65°C por 72h (HADAYAT et al., 2018). As amostras já secas foram armazenadas em sacos hermeticamente fechados e estes foram congelados. Feito, pesou-se, em balança analítica Adventurer OHAUS, 0,5g de amostra seca em tubos falcon Sartedt®, em triplicata. Adicionou-se 5 mL de HNO3 1:1 e levou-se os tubos para banho maria no ultratermostático FANEN (modelo 116) a 100ºC por 5h, agitando cada um dos tubos a cada 1h. Após esse período, as amostras foram resfriadas até a temperatura ambiente, e adicionou-se 1 mL de H2O2. O procedimento de extração ácida foi baseado no método 3050B com modificações. Após 24h, as amostras foram filtradas em papel filtro quantitativo C41 (9 cm). Em seguida, foram avolumadas para 20 mL com água deionizada e centrifugadas a 3.000 rpm por 10 minutos, para verificar presença de sobrenadantes. Destaca-se que foi realizada a análise do branco. Para avaliação dos níveis de Cd, foi empregado o Espectrômetro de Absorção Atômica em Forno Grafite (ET AAS) AA Perkin Elmer (Mod. PINAAcle 900T). O Software usado para processar os dados foi o WinLab32. O limite de quantificação e de detecção foram 0,004 and 0,012 mg kg-1 para cádmio, respectivamente. Consumo de alface e cenoura pela população estudada: A fim de obter o consumo dos vegetais estudados, de forma usual ao longo de um período, utilizou-se o Questionário de Frequência Alimentar (QFA) um método comumente utilizado para verificar a associação de dieta e doença (PEDRAZA & MENEZES, 2015). O QFA foi confeccionado no Google Forms, enviado de forma aleatória a grupos de consumidores adultos e residentes na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, através de Whatsapp, onde foram questionados sobre consumo de alface e cenoura e a frequência alimentar.

Resultado e discussão

Segundo a legislação brasileira (BRASIL, 2013), vegetais folhosos como alface, e tubérculos, como a cenoura, deverão conter concentrações de Cd inferiores a 0,20 mg kg-1 e 0,10 mg kg-1, respectivamente. As amostras de alface convencional apresentaram 0,155 ± 0,027 mg kg-1 de concentração média de Cd, enquanto as amostras orgânicas da hortaliça mostraram 0,081± 0,037 mg kg-1. As amostras de cenoura convencional apresentaram 0,117± 0,078 mg kg-1 de concentração média de Cd, enquanto suas amostras orgânicas apresentaram 0,106 ± 0,055 mg kg-1. A diferença entre a concentração média encontrada para a alface convencional foi 1,9 vezes maior que na agricultura orgânica. Já na cenoura, observou-se que a concentração de Cd apresentou-se cerca de 1,1 vezes menor na cultura orgânica. Nota-se que em ambas as hortaliças houve uma maior concentração de cádmio nas amostras convencionais, e essa diferença mostrou-se mais expressiva na alface. Douay et al. (2013) já haviam apontado que os vegetais folhosos, como a alface, e tubérculos, como a cenoura, apresentam maior disponibilidade para a acumulação de metais. Entretanto, Hu et al. (2017) concluíram que vegetais folhosos acumulam maiores concentrações de metais, quando comparados com tubérculos e frutos, proporcionando maior risco à saúde humana. Utilizando o modelo de Gebeyehu & Bayissa (2020), os dados obtidos através do QFA (Questionário de Frequência Alimentar) e dados do IBGE foi possível avaliar a exposição ao Cd através do consumo de alface e cenoura. Na Tabela 2 são apresentados os valores de cada variável das equações, bem como os resultados obtidos para EDI e THQ. Os valores de EDI foram estimados de acordo com a média das concentrações de Cd em amostras de alface e cenoura cultivadas na forma convencional e orgânica (CM). O CF, ou fator de conversão de concentração para peso de vegetais frescos em peso seco foi de 0,085 (GEBEYEHU & BAYISSA, 2020). Neste estudo, os valores de EDI, ou seja, a ingestão diária de metais estimadas para os vegetais estudados estão abaixo da a ingestão diária tolerável (MTDI) para o Cd que está na faixa de 0,02 a 0,07 mg dia (ZHENG et al., 2007; SHAHEEN et al., 2016; BASHA et al., 2014). Comparando-se os valores de EDI encontrados nos vegetais convencionais e orgânicos, verifica-se que, o EDI proveniente do consumo da alface convencional é quase 2 vezes maior quando comparado ao consumo da alface orgânica, entretanto para a cenoura não há uma diferença significativa. Em relação ao quociente de risco alvo (Target hazard quotients – THQ), o qual avalia risco não carcinogênico do consumo de vegetais, verificou-se que os valores de THQ obtidos estavam abaixo de 1, o que, teoricamente, nos garantiria efeitos não cancerígenos para a saúde a longo prazo através do consumo do vegetal avaliado (GUPTA et al., 2019; GUO et al., 2019; GEBEYEHU & BAYISSA, 2020). Entretanto, destaca-se que o THQ para a alface é duas vezes maior no cultivo convencional em relação ao orgânico. Cabe destacar que apenas o metal Cd foi avaliado em duas hortaliças, tal fato pode subestimar os riscos do consumo de alimentos contaminados por metais, pois a população pode estar exposta a diversas outras fontes simultaneamente e os contaminantes químicos podem agir sinergicamente, o que potencializaria os riscos à saúde (TSATSAKIS et al., 2016; JARDIM & CALDAS, 2009).

Tabela 1

Parâmetros e variáveis usados no cálculo de EDI e THQ e comparativo da EDI encontrados para consumo de alface e cenoura convencionais e orgânicos.

Conclusões

Pôde-se notar a diferença na concentração de cádmio nas hortaliças plantadas de forma orgânica e convencional. Os vegetais orgânicos, ou seja, cultivados sem o emprego de agrotóxicos, apresentaram concentrações mais baixas do metal. É importante salientar que todas as hortaliças apresentaram níveis de Cd inferiores aos limites estabelecidos RDC nº 42 (ANVISA). A avaliação da exposição crônica ao Cd realizada com o emprego de concentrações médias e através do padrão de consumo dessas hortaliças foi satisfatória, não apresentando assim, potencial risco a saúde. Entretanto, é importante estimar a exposição a diversos metais potencialmente tóxicos de diversas fontes conjuntamente a fim de obter uma melhor percepção do risco do consumo isolado de alimentos contaminados.

Agradecimentos

Ao IFRJ pela infraestrutura e ao CNPQ pelo auxílio financeiro (bolsas PIBIC e PIBIC-EM).

Referências

ALAM, M.; KHAN M.; KHAN, A.; ZEB, X.; KHAN, M.A.; AMIN, N.U.; SAJID, M.; KHATTAK, A.M. Concentrations, dietary exposure, and human health risk assessment of heavy metals in market vegetables of Peshawar, Pakistan. Environmental Monitoring and Assessment, v. 190, p. 505, 2018.
ANTONIE, J. M. R.; FUNG, L.A.H.; GRANT, C.N. Assessment of the potential health risks associated with the aluminium, arsenic, cadmium and lead content in selected fruits and vegetables grown in Jamaica. Toxicology Reports, v. 4, p. 181-187, 2017.
ARAÚJO, E. M., DE LIMA, M. D., BARBOSA, R., ALLEONI, L. R. F. Using Machine Learning and Multi-Element Analysis to Evaluate the Authenticity of Organic and Conventional Vegetables. Food Analytical Methods, v. 12, n. 11, p. 2542-2554, 2019.
BASHA, A. M., YASOVARDHAN, N., SATYANARAYANA, S. V., REDDY, G. V. S., & KUMAR, A. V. Trace metals in vegetables and fruits cultivated around the surroundings of Tummalapalle uranium mining site, Andhra Pradesh, India. Toxicology Reports,v.1, p.505-512, 2014.
BRASIL, Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Regulamento Técnico MERCOSUL sobre Limites Máximos de Contaminantes Inorgânicos em Alimentos. Resolução RDC nº 42, de 29 de agosto de 2013. Disponível em: < http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2013/rdc0042_29_08_2013.html>.
BRASIL, Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. (2014). Instrução Normativa nº 18, de 20 de junho de 2014. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil.
CÁMARA-MARTOS, F.; SEVILLANO-MORALES, J.; RUBIO-PEDRAZA, L.; BONILLA-HERRERA, J. HARO-BAILÓN, A. Comparative Effects of Organic and Conventional Cropping Systems on Trace Elements Contents in Vegetable Brassicaceae: Risk Assessment. Applied Sciences, v. 11, n. 2, p. 707, 2021.
DALA-PAULA, B. M., CUSTÓDIO, F.B., KNUPP, E.A.N., PALMIERI, H.E.L., SILVA, J.B.B., GLÓRIA, M.B.A. Cadmium, copper and lead levels in different cultivars of lettuce and soil from urban agriculture. Environmental Pollution, v. 242, p. 383–389, 2018.
DOUAY F., PELFRÊNE A., PLANQUE J., FOURRIER H., RICHARD A., ROUSSEL H., GIRONDELOT B. Assessment of potential health risk for inhabitants living near a former lead smelter. Part 1: metal concentrations in soils, agricultural crops, and homegrown vegetables. Environmental Monitoring and Assessment, v.185, p. 3665–3680, 2013.
GEBEYEHU, H. R.; BAYISSA, L. D. Levels of heavy metals in soil and vegetables and associated health risks in Mojo area, Ethiopia. PLoS ONE, v. 15, n. 1, 2020.
GOMIERO, T. Food quality assessment in organic vs. conventional agricultural produce: findings and issues. Applied Soil Ecology, v. 123, p. 714 - 728, 2018.
GONZÁLEZ, N., MARQUÈS, M., NADAL, M., DOMINGO, J.L. Occurrence of environmental pollutants in foodstuffs: A review of organic vs. conventional food. Food and Chemical Toxicology, v. 125, p.370–375, 2019.
GUO, G.; ZHANG, D.; WANG, Y. Probabilistic Human Health Risk Assessment of Heavy Metal Intake via Vegetable Consumption around Pb/Zn Smelters in Southwest. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 16, p. 3267, 2019.
GUPTA, N., YADAV, K.K., KUMAR, V., KUMAR, S., CHADD, R.P., KUMAR, A. Trace elements in soil-vegetables interface: Translocation, bioaccumulation, toxicity and amelioration - A review. Science of the Total Environment, v. 651, p. 2927–2942, 2019.
HADAYAT, N., DE OLIVEIRA, L. M., DA SILVA, E., HAN, L., HUSSAIN, M., LIU, X., MA, L. Q. Assessment of trace metals in five most-consumed vegetables in the US: Conventional vs. organic. Environmental Pollution, v. 243, p. 292-300, 2018.
HATTAB, S.; BOUGATTASS, I.; HASSINE, R.; DRIDI-AL-MOHANDES, B. Metals and micronutrients in some edible crops and their cultivation soils in eastern-central region of Tunisia: a comparison between organic and conventional farming. Food Chemistry, v. 270, p. 293 – 298, 2018.
HU, W.; HUANG, B.; TIAN, K.; HOLM, P. E.; ZHANG, Y. Heavy metals in intensive greenhouse vegetable production systems along Yellow Sea of China: Levels, transfer and health risk. Chemosphere, v. 167, p.82 – 90, 2017.
HURTADO-BARROSO, S., TRESSERRA-RIMBAU, A., VALLVERDÚ-QUERALT, A., LAMUELA-RAVENTÓS, R.M. Organic food and the impact on human health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, v. 59, n. 4, p. 704-714, 2017.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. (2019). Pesquisa de orçamentos familiares 2017-2018: primeiros resultados. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv101670.pdf/.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. (2018). Tábua completa de mortalidade para o Brasil – 2018 Breve análise da evolução da mortalidade no Brasil. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/periodicos/3097/tcmb_2018.pdf/.
JARDIM, A. N.; CALDAS, E. L. Exposição humana a substâncias químicas potencialmente tóxicas na dieta e os riscos para saúde. Química Nova, v. 32, n. 7, p. 1898 – 1909, 2009.
KREJČOVÁ, A., NÁVESNÍK, J., JIČÍNSKÁ, J., ČERNOHORSKÝ, T. An elemental analysis of conventionally, organically and self-grown carrots. Food and Chemical Toxicology, v. 192, p. 242-249, 2016.
LIANG, G.; GONG, W.; LI, B.; ZUO, J.; PAN, L.; LIU, X. Analysis of Heavy Metals in Foodstuffs and an Assessment of the Health Risks to the General Public via Consumption in Beijing, China. International Journal Environmental Research and Public Health, v. 16, p. 909, 2019.
PEDRAZA, D. F. & MENEZES, T. N. Questionários de Frequência de Consumo Alimentar desenvolvidos e validados para população do Brasil: revisão da literatura. Ciencia & Saude Coletiva, v. 20, n. 9, p. 2697-2720, 2015.
PERALTA-VIDEA, J. R.; LOPEZ, M. L.; NARAYAN, M.; SAUPE, G.; GARDEA-TORRESDEY, J. The biochemistry of environmental heavy metal uptake by plants: Implications for the food chain. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, v. 41 n.8, p.1665-1677, 2009.
SINCOVAGA. Pesquisa mostra que brasileiros estão consumindo mais frutas, legumes e verduras. Disponível em: https://www.sincovaga.com.br/. Acesso: 06 jun 2020.
TSATSAKIS, A. M.; DOCEA, A. O.; TSITSIMPIKOU, C. New challenges in risk assessment of chemicals when simulating real exposure scenarios; simultaneous multi-chemicals' low dose exposure. Food and Chemical Toxicology, v. 96, p. 174-176, 2016.
USEPA (United States Environmental Protection Agency). Method 3050B Acid digestion of sediments, sludges and soils: Revision 2. Environmental Protection Agency, Washington, USA 3-5, 1996.
VAROL, M., KAYA, G. K., ALP, A. Heavy metal and arsenic concentrations in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) farmed in a dam reservoir on the Firat (Euphrates) River: Risk-based consumption advisories. Science of the Total Environment, 599- 600, p. 1288–1296, 2017.
WHO, 2016. Codex Committee on Contaminants in Foods 10th Session. Disponível em: < https://hort.purdue.edu/newcrop/pdfs/ch5102-carrot.pdf>. Acesso em: 16 ago. 2019
ZHENG, N., LIU, J., WANG, Q., LIANG, Z. Health risk assessment of heavy metal exposure to street dust in the zinc smelting district, Northeast of China. Science of the Total Environment, v. 408, n. 4, p. 726–733, 2012.

Patrocinador Ouro

Conselho Federal de Química
ACS

Patrocinador Prata

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Patrocinador Bronze

LF Editorial
Elsevier
Royal Society of Chemistry
Elite Rio de Janeiro

Apoio

Federación Latinoamericana de Asociaciones Químicas Conselho Regional de Química 3ª Região (RJ) Instituto Federal Rio de Janeiro Colégio Pedro II Sociedade Brasileira de Química Olimpíada Nacional de Ciências Olimpíada Brasileira de Química Rio Convention & Visitors Bureau