Necessidade de simplificar a química como lógica pela poluição química sempre crescente

O presente para os que não terão futuro.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c04903#

Kathrin Fenner* (Departamento de Química Ambiental, Instituto Federal Suíço de Ciência e Tecnologia Aquática (Eawag), 8600 Dübendorf, SuíçaInstituto de Biogeoquímica e Dinâmica de Poluentes, ETH Zürich, 8092 Zürich, SuíçaDepartamento de Química, Universidade de Zurique, 8057 Zurique, Suíça* (KF) Email: [email protected])

Martin Scheringer* (Instituto de Biogeoquímica e Dinâmica de Poluentes, ETH Zürich, 8092 Zürich, SuíçaRECETOX, Universidade Masaryk, 625 00 Brno, República Tcheca* (MS) Email: [email protected])

Data de Publicação : 12 de outubro de 2021 – https://doi.org/10.1021/acs.est.1c04903

© 2021 American Chemical Society

A presença generalizada de produtos químicos sintéticos em todo o ambiente natural, tanto abióticos quanto bióticos, incluindo humanos, é um fato. Técnicas analíticas aprimoradas agora, demonstram a presença de misturas de centenas, senão milhares, de produtos químicos sintéticos e seus produtos de transformação no ambiente. Para a maioria desses produtos químicos, faltam dados sobre seus efeitos em humanos, animais ou plantas. Para os cerca de 24 000 produtos químicos registados no REACh (nt.: em inglês – Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals – lei sobre químicos na Europa), por exemplo, a Agência Europeia dos Produtos Químicos comunicou recentemente que 88% dos dossiês revistos em 2020 estavam incompletos, especialmente no que diz respeito aos efeitos a longo prazo. Por outro lado, vários compostos legados proeminentes, como bifenilos policlorados/PCBs, ftalatos ou PFOA (nt.: compostos fluorados ou PFCs. Esse é o que forma o TEFLON), foram intensamente investigados e mostraram afetar várias funções vitais, incluindo a reprodução (nt.: sempre lembrar que esse são os disruptores endócrinos).

Embora a magnitude absoluta do problema permaneça amplamente desconhecida, podemos observar as tendências. Fazer isso dificilmente fornece qualquer razão para acreditar que as coisas irão melhorar dramaticamente no futuro próximo, embora mais de 20 anos tenham se passado desde a introdução dos princípios da Química Verde. Embora algumas substâncias perigosas, como poluentes orgânicos persistentes (nt.: também conhecidos como POPs) ou mercúrio (nt.: SEMRE LEMBRAR OS MERCURAIS QUE SE USA NO GARIMPO NA AMAZÔNIA!), sejam agora regulamentadas por convenções internacionais, o monitoramento nas regiões polares sugere que “as concentrações dessas substâncias em muitos predadores do topo do Ártico permanecem elevadas e podem não estar mais diminuindo”.(1)

Na indústria agroquímica, o desenvolvimento de novos princípios ativos foi impulsionado pela busca de substâncias altamente eficazes para reduzirem as quantidades utilizadas e substituírem os agrotóxicos (nt.: sempre são biocidas, ou seja, matam seres vivos) com alta toxicidade para mamíferos (nt.: e a pergunta é: e os outros seres vivos? Será que não vão levar morte a quem lhes ingerir?). Isso de fato levou a um declínio no potencial de impactos tóxicos em mamíferos, peixes e pássaros, mas a toxicidade para polinizadores, invertebrados aquáticos e plantas terrestres aumentou no mesmo período de 25 anos.(2)

Além disso, uma tendência de incorporação de frações alifáticas de carbono-flúor – a ligação única mais forte da química orgânica – não apenas em commodities químicas, mas também em agroquímicos e farmacêuticos, sugere que também o problema dos produtos químicos persistentes permanecerá, se não piorar (nt.: aqui estão os já célebres perfluorados -PFCs- dos TEFLONS e retardadores de chama ou os chamados ‘forever chemicals). 

Finalmente, há casos em que a substituição de substâncias problemáticas, em retrospectiva, foi considerada um risco ineficaz ou mesmo agravado, como a substituição do bisfenol A por bisfenóis ligeiramente modificados estruturalmente ou a substituição de éteres difenílicos polibromados por retardadores de chama organofosforados (nt.: sempre as indústrias da química sintética tentando ludibriar os consumidores que devem estar alertas porque para eles tudo é negócio ou, o neologismo, ‘necrócio’, ou seja, ligado à morte. Daí o chamado ‘agronecrócio’ pelo uso de agrotóxicos.).

Por que todas essas coisas estão acontecendo, embora a legislação que exige a avaliação de risco químico, esteja em vigor em muitos países? Argumentamos que existem duas razões principais para isso: (i) o grande número de produtos químicos no comércio, mas também suas taxas de aumento, e (ii) a complexidade da interação entre os produtos químicos e os sistemas biológicos. 

Em primeiro lugar, as estimativas do número de produtos químicos no comércio variam de cerca de 100.000 produtos químicos no comércio na UE antes do REACh, aos atualmente cerca de 25.000 produtos químicos aí registrados, até uma estimativa recente de aproximadamente 350.000 produtos químicos sendo comercializados globalmente. Embora o número de produtos químicos no comércio permaneça um tanto obscuro, a análise de tendência temporal para substâncias ativas indica que as taxas com as quais o número de substâncias aumenta está no mesmo nível, senão mais rápido do que isso (3)

O problema é ainda mais agravado pelo fato de que os produtos químicos no comércio muitas vezes são transformados em uma série de metabólitos ou produtos de transformação, normalmente ainda menos conhecidos, à medida que atingem o meio ambiente. Como consequência, a velocidade com que o mercado global de produtos químicos aumenta, ultrapassa as capacidades de avaliação de risco químico.

Alguém poderia argumentar que tudo o que precisamos é desenvolver modelos suficientemente bons para prevermos, em vez de testarmos experimentalmente, o risco químico e que isso aceleraria as coisas consideravelmente. No entanto, é aqui que a complexidade do problema, ou seja, a necessidade de prever interações entre milhares de metades químicas com milhares de alvos biológicos e extrapolar essas previsões para células, organismos, populações e até mesmo ecossistemas, torna-se esmagadoramente grande. Exemplos proeminentes são tentativas de prever a biotransformação microbiana ou modos de ação em ecotoxicologia. Embora os princípios tenham sido estabelecidos há mais de 10 a 20 anos, os modelos que podem ser considerados precisos o suficiente para avaliação de risco químico ainda são escassos ou têm domínios de aplicabilidade extremamente restritos.

Qual é a consequência do estado descrito acima do meio ambiente, regulamentação e ciência em nosso campo e como podemos alcançar uma trajetória futura mais positiva? Propomos que precisamos considerar seriamente a “simplificação química” como uma meta futura de inovação na ciência química e na indústria para que o problema se torne tratável. É importante ressaltar que apresentamos essa consequência não como uma posição política, mas a vemos como uma implicação lógica que não pode ser ignorada neste momento em que se tornou evidente que décadas de extensa pesquisa em métodos de avaliação de risco em combinação com novos e mais ambiciosos regulamentação não tem sido capaz de resolver os problemas de química.

Visamos dois pilares da “simplificação química”. 

Em primeiro lugar, concordamos com Kümmerer et al. (2020), que sugerem que o número de produtos químicos usados ​​em muitos produtos, em particular em produtos de consumo, precisa ser reduzido.(4) Isso diminuiria diretamente a exposição humana e ambiental em grande escala e também é essencial para atingir o objetivo de uma economia circular: os materiais que são projetados para reciclagem precisam ser quimicamente simples. 

Em segundo lugar, as abordagens de agrupamento devem se tornar parte integrante da avaliação de produtos químicos. O agrupamento torna possível estimar o risco potencial de produtos químicos com dados insuficientes, comparando-os com produtos químicos da mesma classe com conjuntos de dados completos e avaliações de risco completas. É importante ressaltar que o agrupamento ajuda a evitar substituições lamentáveis, destacando os casos em que os substitutos sugeridos têm perfis de perigo semelhantes aos de produtos químicos bem estudados e apoia a eliminação progressiva de produtos químicos perigosos de usos não essenciais, sem a necessidade de avaliações de risco detalhadas.(5) O agrupamento, portanto, tem o potencial de facilitar o movimento em direção a um portfólio simplificado e reduzido de produtos químicos, o que disponibilizaria dinheiro e esforços para conduzir avaliações de risco completas para os produtos químicos restantes no comércio.

A princípio, a ideia de “simplificação química” pode soar mais como um passo para trás do que para a frente. Achamos que é o oposto, pois colocar a ideia em prática exige muita inovação na ciência e na engenharia. O conceito de agrupamento, por exemplo, requer uma compreensão completa de como a estrutura química afeta o destino e o efeito dos produtos químicos e, portanto, um reforço dos princípios químicos em química ambiental e toxicologia que ainda é pouco explorado sob o paradigma de teste atual. Da mesma forma, conceber materiais e produtos quimicamente menos intensos, mas funcionais, requer esforços intensos de desenvolvimento e novos princípios de design. É importante ressaltar que isso também oferece oportunidades de mercado promissoras porque materiais e produtos que são quimicamente mais simples e, portanto, mais fáceis de reciclar e inerentemente seguros estão em alta demanda por muitas grandes marcas de produtos de consumo e pelos próprios consumidores. Soluções inovadoras sempre podem ser protegidas por patentes, independentemente do tipo de química que contenham. Com este ponto de vista, esperamos iniciar discussões de acompanhamento sobre como inovar produtos químicos, produtos químicos e avaliação química visando simplicidade, eficiência e segurança ambiental.

Referências

  1. Martin, JW Revisitando velhas lições da literatura clássica sobre poluentes globais persistentes . Ambio 2021 , 50 ( 3 ), 534 – 538 ,  DOI: 10.1007 / s13280-020-01413-w [ Crossref ], [ PubMed ], [ CAS ],  Google Scholar
  2. Schulz, R .; Bub, S .; Petschick, LL ; Stehle, S .; Wolfram, J. Applied pesticide toxicity muda para plantas e invertebrados, mesmo em plantações GM . Ciência 2021 , 372 ( 6537 ), 81 – 84 ,  DOI: 10.1126 / science.abe1148 [ Crossref ], [ PubMed ], [ CAS ],  Google Scholar
  3. Bernhardt, ES ; Rosi, EJ ; Gessner, MO Produtos químicos sintéticos como agentes de mudança global . Fronteiras em Ecologia e Meio Ambiente 2017 , 15 ( 2 ), 84 – 90 ,  DOI: 10.1002 / taxa.1450 [ Crossref ],  Google Scholar
  4. Kümmerer, K .; Clark, JH ; Zuin, VG Repensando a química para uma economia circular . Ciência 2020 , 367 ( 6476 ), 369 – 370 ,  DOI: 10.1126 / science.aba4979 [ Crossref ], [ PubMed ], [ CAS ],  Google Scholar
  5. Primos, TI ; De Witt, JC ; Glüge, J .; Goldenman, G .; Herzke, D .; Lohmann, R .; Miller, M .; Ng, CA ; Patton, S .; Scheringer, M .; Trier, X .; Wang, Z. , Finding essentiality factible: common questions and misinterpretations sobre o conceito de “uso essencial” . Environ. Sci .: Impactos de Processos 2021 , 23 , 1079 – 1087  DOI: 10.1039 / D1EM00180A .[ Crossref ], [ PubMed ],  Google Scholar

Tradução livre, parcial, de Luiz Jacques Saldanha, novembro de 2021.