A contaminação da água por agrotóxicos ameaça a saúde e o meio ambiente no Brasil, desafiando o monitoramento e o tratamento convencional, que costuma ser insuficiente para removê-los. Diante da escassez de dados locais, como no Rio de Janeiro, pesquisadores da PUC-Rio investigam tecnologias complementares, a exemplo de processos de oxidação avançada e adsorção. A solução mais promissora exige aliar múltiplos métodos de tratamento ao monitoramento rigoroso e contínuo das bacias hidrográficas.
Hoje, sites e aplicativos permitem consultar, em segundos, a qualidade do ar em diversas cidades brasileiras. Porém, não é possível fazer o mesmo com a água que sai da torneira ou que corre nos rios que nos abastecem. Os contaminantes orgânicos persistentes (fármacos, drogas, agrotóxicos, produtos de beleza e microplásticos) até pouco tempo não eram monitorados, mas ameaçam a saúde e o meio ambiente e são difíceis de remover.
Embora nem todos sejam novos, muitos podem escapar aos processos convencionais de tratamento. A contaminação por defensivos agrícolas é um problema crítico em todo o país. Diversas pesquisas recentes mostram intensas contaminações em diversos estados, como São Paulo, Mato Grosso do Sul, Santa Catarina e Rio de Janeiro. Consequentemente, este ano, o Ministério do Meio Ambiente lançou um Painel de Monitoramento de Agrotóxicos nos Recursos Hídricos.
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O caso do Rio de Janeiro
Esses casos dão dimensão nacional ao problema, mas cada região hidrográfica tem suas especificidades. No Rio de Janeiro, essa lacuna preocupa especialmente porque as bacias que abastecem a capital estão sujeitas a contaminação difusa por agrotóxicos, mesmo que o estado não seja uma grande zona produtora agrícola.
Há pelo menos quatro fatores de contaminação por agrotóxicos nessas bacias. É relevante o uso intensivo de defensivos agrícolas nas regiões Serrana, Norte e Noroeste. Também pode ocorrer vazamento durante o armazenamento e distribuição. Outro momento crítico é na lavagem de equipamentos. Por fim, é frequente o descarte inadequado de embalagens e resíduos.
Além da Baía de Guanabara, esses contaminantes afetam a bacia do Paraíba do Sul, que é fortemente integrada à do Guandu e essencial para o abastecimento da capital. A OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico) deu atenção a essas bacias num relatório de 2024, mas não abordou os agrotóxicos. Isso evidencia a necessidade de dados locais.
Vale ressaltar que sete dos dez agrotóxicos mais vendidos no Brasil são banidos ou severamente restringidos na União Europeia. Afinal, já está comprovado que eles podem ter um grande potencial cancerígeno, ou provocar malformação fetal e outros distúrbios hormonais, ou causar impactos muito severos ao ambiente.
Há, portanto, necessidade urgente de um estudo rigoroso sobre a concentração de agrotóxicos nas principais bacias do estado que possa guiar políticas públicas de transição ecológica. É nesse cenário que nossa equipe, no Departamento de Engenharia Química e de Materiais (DEQM) da PUC-Rio, investiga materiais e processos capazes de remover esses contaminantes.
Um problema difícil de monitorar
Acompanhar as bacias é difícil. As concentrações variam sazonalmente e entre pontos da mesma bacia, e a coleta e a análise exigem protocolos e equipamentos especializados. Técnicas como cromatografia acoplada à espectrometria de massas identificam substâncias em concentrações muito baixas.
Os agrotóxicos, incluindo herbicidas, inseticidas e fungicidas, têm propriedades químicas distintas. Alguns se dissolvem na água, outros se associam a partículas de solo, e certos compostos persistem por longos períodos no ambiente. Portanto, um tratamento eficiente para uma substância pode ter desempenho limitado para outra.
Assim, a ausência de dados nem sempre significa ausência de contaminação. Pode indicar que o problema ainda não foi identificado de forma adequada. Essa limitação é especialmente relevante para o planejamento de ações em cidades como o Rio de Janeiro.
Por que o tratamento convencional não basta?
A existência de uma estação de tratamento não garante a remoção de todos os agrotóxicos presentes em rios e reservatórios. Isso não significa que os sistemas convencionais de tratamento sejam de baixa qualidade. Eles foram concebidos para desafios como partículas em suspensão, matéria orgânica e micro-organismos.
A eficiência depende das propriedades químicas de cada substância. Uma revisão da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) aponta que etapas como coagulação, floculação, sedimentação e filtração podem ter pouco ou nenhum efeito sobre determinados pesticidas. O carvão ativado pode ampliar a remoção de alguns compostos, mas seu desempenho varia conforme o contaminante e a composição da água.
Diante desse cenário, buscamos tecnologias complementares para ampliar a remoção de agrotóxicos e outros micropoluentes da água destinada ao consumo humano. Entre as alternativas estão materiais adsorventes, processos de oxidação avançada, métodos eletroquímicos e tratamentos biológicos. A escolha deve considerar o contaminante-alvo, a qualidade da água, os custos e a geração de resíduos.
Materiais que removem contaminantes
Uma das estratégias que podem, no futuro, integrar o tratamento de água nas bacias fluminenses é a adsorção. Trata-se de um processo simples, versátil e de baixo consumo energético, em que moléculas presentes na água ficam retidas na superfície de um material adsorvente. O carvão ativado é um dos exemplos mais conhecidos, mas pesquisas buscam materiais que aumentem a eficiência e facilitem a recuperação e reutilização do adsorvente. Também é necessário considerar o destino do material usado e dos contaminantes concentrados após o tratamento.
Nosso grupo na PUC-Rio investiga materiais destinados à remediação ambiental. Em um estudo recente avaliamos um protótipo que combina uma matriz polimérica e nanocompostos capazes de acelerar reações químicas quando expostos à luz. O material demonstrou capacidade de degradar tetraciclina, um antibiótico que é considerado um contaminante emergente. O resultado mostrou um desafio importante: o próprio material também gerou indícios de microplásticos, o que nos levou a ajustar a rota de síntese.
Destruindo por oxidação
Para os poluentes mais resistentes, existem diversos dos chamados Processos de Oxidação Avançada (POAs). Eles usam componentes químicos altamente reativos, junto com a radiação solar, para quebrar moléculas orgânicas em compostos simples e estáveis, num processo de mineralização. A eficiência depende do tipo de POA usado e das condições de operação, pois a degradação não garante, por si só, que todos os subprodutos sejam inofensivos e mineralizados.
A eletricidade também pode ser usada no tratamento, por meio da oxidação eletroquímica. Nela, uma corrente elétrica é aplicada por eletrodos para favorecer reações que transformam contaminantes. O desempenho depende dos materiais dos eletrodos, da composição da água e das condições de operação. Por isso, não é adequado classificar a técnica como simples ou ambientalmente superior em todos os casos. Embora possa ser aplicada em sistemas modulares, esta técnica ainda exige avaliação do consumo energético e da formação de subprodutos.
Uma das linhas de pesquisa investiga formas de produzir agentes oxidantes por reações eletroquímicas. Em um trabalho recente transformamos resíduos agrícolas de sementes de abóbora em partículas especiais de carbono. Demonstrou-se que essas funcionam como facilitadoras de reações químicas acionadas pela eletricidade para a produção de peróxido de hidrogênio (água oxigenada), que pode ser usado em processos de tratamento. O próximo passo é testar se isso consegue remover os agrotóxicos da água.
Combinar tecnologias
Há ainda outras estratégias em desenvolvimento. Tratamentos biológicos utilizam microrganismos capazes de transformar determinados contaminantes e podem ser alternativa em situações específicas. Pesquisas investigam bactérias, fungos e algas capazes de degradar diferentes pesticidas, embora a eficiência dependa do contaminante e das condições ambientais.
Ainda não existe uma tecnologia capaz de remover sozinha todos os contaminantes. Portanto, a saída mais promissora é a união de diferentes métodos. E a escolha depende de saber precisamente o que é necessário remover. Por isso, antes de tratar a água, é preciso ampliar o monitoramento das bacias para saber o que elas contêm. No Rio de Janeiro, ainda faltam dados consistentes nesse sentido. Sem informações confiáveis sobre a realidade local, qualquer política de proteção dos recursos hídricos será apenas uma aposta.
Bojan A. Marinkovic é Pesquisador de Produtividade em Pesquisa 1C do CNPq e Cientista do Nosso Estado da FAPERJ.
Jorge Antonio Avendaño e Jéssica Fonsaca não prestam consultoria, trabalham, possuem ações ou recebem financiamento de qualquer empresa ou organização que poderiam se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelaram nenhum vínculo relevante além de seus cargos acadêmicos.
