Cristina Tordin, Embrapa Meio Ambiente 27/11/2015

O óxido de grafeno (OG) nanoestruturado (material cem vezes mais resistente que o aço) apresenta aplicações em áreas como eletrônica, farmacêutica e ambiental. O seu uso desperta preocupações sobre as consequências para a saúde humana e o ambiente, quanto ao descarte inadequado de seus resíduos ou produtos. Por se tratar de um material relativamente novo, ainda não há pesquisas sobre os possíveis danos.

O OG em condições de luz solar, ambientalmente relevantes, mostra-se prontamente reativo, resultando em fotoprodutos quimicamente reduzidos e persistentes, produzindo partículas ainda menores e de grande resistência.

Os riscos ambientais associados a materiais em nanoescala também não são bem compreendidos. Qualquer variação nas condições de exposição irá influenciar a interpretação de experimentos de toxicidade, já que esse material está sendo desenvolvido e pode ser aplicado para várias finalidades, e como foi explicado, é muito resistente. "Na Embrapa Meio Ambiente (Jaguaripuna, SP) realizamos testes ecotoxicológicos para saber o OG que pode causar em contato com o ambiente, pois sua aplicação em qualquer área irá gerar resíduos", explica a pesquisadora Vera Castro, que coordena um projeto nessa linha.

Assim, é necessário quantificar fatores como dissolução, aglomeração e sedimentação ou a adsorção de ions e macromoléculas, a fim de compreender a biodisponibilidade e a toxidade – quantidade do material que vai interagir com a biota e com o ambiente. A pesquisa na Embrapa tem por objetivo avaliar os efeitos ecotoxicológicos do óxido de grafeno na presença e ausência de ácido húmico, por meio de bioensaios com diferentes organismos (Danio rerio (zebrafish), Daphnia similis, Lactuca sativa, Hydra attenuata, Artemia salina, Chironomus sancticaroli e Pseudokirchneriella subcapitata) indicadores do meio aquático e sugerir adequação de protocolos metodológicos para avaliação do comportamento de nanomateriais e sua disponibilidade para interação com os organismos nos compartimentos aquáticos. "Realizamos testes em laboratório utilizando amostras do óxico de grafeno em diversas diluições diferentes e colocamos em contato com organismos biológicos, que são os indicadores – e que respondem a impactos ambientais de diversas naturezas. Os testes seguem protocolos internacionais, assim, podemos comparar os resultados e padronizar a pesquisa", explica Vera.

Observou-se que em água ultrapura, a suspensão de óxido de grafeno se mantém estável por até 7 dias, com cerca de 83% da absorbância inicial. Em todos os meios de cultivo, a absorbância inicial da suspensão de óxido de grafeno caiu rapidamente em 24h, para níveis próximos de zero e a presença de ácido húmico (AH) aumentou a estabilidade das suspensões nos meios para embrião de Danio rerio e alga, mantendo um comportamento semelhante ao óxido de grafeno em água ultrapura. Nos demais meios, não houve diferença na estabilidade das suspensões na presença ou ausência de AH.

A presença de matéria orgânica natural melhora significativamente a estabilidade do OG em água, principalmente devido à repulsão estérica. Estudos de estabilidade demonstraram que o OG manteve-se estável em águas residuais sintéticas e pode se acumular no biossólido e lamas de estações de tratamento. É possível então, o transporte significativo na água.

Em relação à exposição aguda ao OG em embriões de zebrafish, não houve diferença na mortalidade entre os grupos nem se observou a ocorrência de malformação durante o desenvolvimento embrionário. Entretanto, observou-se alteração na taxa de eclosão e comprimento total de larvas. Nas daphnias, os efeitos adversos significativos só foram observados nas exposições com maiores concentrações de OG, na ausência ou presença de AH.

Em relação às artêmias, após 48h de exposição, não houve efeito da presença de AH. Já em relação às hidras, não foi observada mortalidade em nenhuma concentração testada. Os dados referentes ao escore morfológico indicaram que dentro de cada tempo (0-96h), houve diferença significativa entre grupos com e sem AH após exposição de 48h e 96h. De acordo com dados de literatura, a geração de espécies de oxigênio reativo parece ser um dos mecanismos responsáveis pelos efeitos tóxicos. Uma vez que o OG, liberado no meio aquático, pode produzir efeito tóxico por inibir o uso de luz pelos protozoários, provavelmente ocasione o mesmo efeito em algas e pequenas plantas aquáticas.

Espera-se com esse resultados, contribuir para o estabelecimento de protocolos de análise, além de participar na consolidação da nanoecotoxicologia no Brasil, fornecendo informações que complementem o conhecimento sobre os riscos da nanotecnologia aos organismos vivos e ecossistemas.