Nada pode substituir o contato com a natureza para o desenvolvimento da consciência ambiental [...] (Genebaldo Freire Dias)
ISSN 1678-0701 · Volume XX, Número 77 · Dezembro-Fevereiro 2021/2022
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15/12/2021 (Nº 77) CONSCIENTIZANDO SOBRE O DESCARTE DE PILHAS E BATERIAS POR MEIO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAIS
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CONSCIENTIZANDO SOBRE O DESCARTE DE PILHAS E BATERIAS POR MEIO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS



Adriano Lopes Romero1, Letícia Caroline Dubinski de Farias Pinelli2, Mirele Costa Neves3 e Rafaelle Bonzanini Romero4

1Doutor em Educação em Ciências, professor na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Departamento Acadêmico de Química, campus Campo Mourão, adrianoromero@utfpr.edu.br

2Mestra em Inovações Tecnológicas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Departamento Acadêmico de Química, campus Campo Mourão, leticiadubinski123@gmail.com

3Licenciada em Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Departamento Acadêmico de Química, campus Campo Mourão, mirele_neves92@hotmail.com

4Doutora em Química, professora na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Departamento Acadêmico de Química, campus Campo Mourão, rbromero@utfpr.edu.br



RESUMO: O descarte inadequado de pilhas e baterias, assim como de dispositivos eletrônicos, ainda é uma realidade no contexto brasileiro. Os metais pesados presentes nesses produtos podem contaminar o meio ambiente e os organismos vivos. Várias interferências dessas substâncias nos organismos vivos são perceptíveis em nosso cotidiano, tal como o efeito sobre a germinação de sementes e o desenvolvimento de plantas. A germinação de sementes, em especial, é um fenômeno natural relacionado a conhecimentos populares e científicos, passível de ser explorado no ensino de Ciências. Dessa forma, a realização de bioensaios de germinação de sementes, como simulação dos efeitos do descarte inadequado de pilhas e baterias, é um recurso que contribui para a conscientização ambiental. Ao desenvolver esse tipo de bioensaio em diferentes situações de ensino, observamos evidências de aprendizagens do tipo informação verbal, habilidades intelectuais e atitude. Diferentes processos cognitivos são demandados durante a realização do bioensaio, sendo o de maior complexidade cognitiva o processo de avaliar.

PALAVRAS-CHAVE: Educação Ambiental; bioensaio; metais pesados.



ABSTRACT: The inappropriate disposal of batteries, as well as electronic devices, is still a reality in the Brazilian context. The heavy metals present in these products can contaminate the environment and living organisms. Various interferences of these substances in living organisms are noticeable in our daily lives, such as the effect on seed germination and plant development. Seed germination, in particular, is a natural phenomenon related to popular and scientific knowledge, which can be explored in Science education. Thus, conducting seed germination bioassays, as a simulation of the effects of inappropriate disposal of batteries, is a resource that contributes to environmental awareness. When developing this type of bioassay in different teaching situations, we observed evidence of learning such as verbal information, intellectual skills and attitude. Different cognitive processes are required during the performance of the bioassay, the process of evaluating being the one with the greatest cognitive complexity.

KEYWORDS: Environmental Education; biotest; heavy metal.



INTRODUÇÃO



Basta uma semente para começar

A vida brotando para transformar

Um pouco de água já deve bastar

Muita luz do Sol para germinar

A vida que brota outra vai gerar

Tudo está ligado você tem que se ligar [...]



A música infantil Para germinar, interpretada por Palavra Cantada em 2019, nos remete a vários fenômenos naturais, muitas vezes considerados corriqueiros e até mesmo desprezados, tal como a germinação de sementes. Embutido nessa música estão vários elementos do conhecimento popular relacionado a esse fenômeno natural, tais como a necessidade de água e sol para que o processo de germinação se inicie. Além disso, esse processo é entendido de forma cíclica, uma vez que garante a continuidade da vida.

Esses elementos do conhecimento popular podem ser interpretados/explicados por meio do conhecimento científico, no qual as sementes são consideradas estruturas que têm a função de perpetuação e multiplicação das espécies. Sendo assim, a germinação de sementes é um belo exemplo de fenômeno natural, presente em nosso cotidiano, que pode ser explorado no contexto educacional por relacionar tanto conhecimentos populares quanto científicos.

Uma das condições apresentadas como importante para se iniciar a germinação é a presença de água, que é entendida pelo conhecimento científico como um líquido, uma mistura de várias substâncias, a maioria inorgânicas, tais como sais e gases (SKOULIKIDIS, 1993). Dessa forma, as diferentes substâncias presentes no meio aquoso podem causar diferentes efeitos nos organismos vivos que a consomem. Alterar a composição natural da água pela adição, intencional ou não, de substâncias químicas pode alterar os efeitos que ocorrem naturalmente em diferentes organismos.

A germinação é um dos vários processos que podem ser afetados pela composição da água. Várias substâncias químicas, sejam elas inorgânicas ou orgânicas, podem influenciar a germinação de sementes e/ou desenvolvimento de plantas. Entre as substâncias que podem interferir em variados processos biológicos destacamos as oriundas de lixos eletrônicos, muitas delas sais inorgânicos de metais pesados, que possuem elevado potencial toxicológico (LIMA; MERÇON, 2011). Esse contexto, muitas vezes percebido em nosso cotidiano, pode ser explorado no ensino de Ciências como um recurso que permite a reflexão sobre diferentes conceitos e contribui para a conscientização sobre o descarte inadequado de pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos.

O ensino de Ciências se inicia durante os anos iniciais da educação formal. Historicamente, essa disciplina foi introduzida no currículo escolar na década de 1970 com a segunda edição da Lei de Diretrizes e Bases (LDB), lei n. 5692/1971, que normatizou a disciplina de Ciências como obrigatória para os anos iniciais do então primeiro grau (DELIZOICOV; SLONGO, 2011).

Durante os anos iniciais da Educação Básica, observa-se nas crianças uma curiosidade inata que, se bem explorada, pode trazer resultados satisfatórios no processo de ensino e aprendizagem de Ciências. É durante esses anos que os estudantes têm o primeiro contato com a experimentação. Algumas dessas atividades experimentais podem ser consideras clássicas, tal como a germinação de sementes de feijão.

Na clássica experiência das sementes de feijão que germinam sobre o chumaço de algodão, os estudantes são, geralmente, introduzidos à metodologia científica a partir da observação, coleta de dados e interpretação de fatos observados. Nesse processo biológico em questão, o tempo de crescimento da planta já está pré-determinado e depende de alguns fatores, tal como os nutrientes presentes na própria semente. De início, o embrião usa a reserva de nutrientes da semente para começar a crescer. Mas, a partir do momento que surge a raiz - que tenta fixá-lo no solo, no caso, o algodão - e, em seguida, as primeiras folhinhas, os nutrientes se esgotam. Então, a raiz tem que retirar do solo os nutrientes necessários para as folhas realizarem a fotossíntese. Só que o algodão embebido em água não oferece condições favoráveis para isso. Em consequência, a pequena planta começa a morrer, devido à falta de produção de alimentos.

A partir da perspectiva apresentada, trabalhamos em diferentes contextos de ensino, sejam eles formais ou não-formais, com oficinas temáticas que visam contribuir para a conscientização sobre o descarte adequado de pilhas e baterias. Uma das atividades trabalhadas consiste em uma atividade experimental que simula a contaminação do meio ambiente causada por pilhas e baterias descartadas inadequadamente.

Com o objetivo de contribuir para futuras ações de conscientização ambiental, sejam elas em espaços formais ou não-formais de ensino, apresentamos no presente artigo algumas considerações sobre: (i) toxicidade de íons metálicos e o descarte de pilhas e baterias; (ii) o processo de germinação de sementes; e (iii) bioensaios para avaliação de toxicidade.



Toxicidade de íons metálicos e o descarte de pilhas e baterias



Alguns metais e sais de metais pesados são conhecidos e utilizados desde a antiguidade. O mercúrio, por exemplo, teve vários usos ao longo da história, desde pinturas rupestres e associação à imortalidade, ao uso medicinal no tratamento da sífilis, no século XV (DAMAS et al., 2014).

Em pequenas quantidades, muitos elementos metálicos vestigiais são relevantes do ponto de vista ecológico devido à sua importância como nutrientes ou à sua toxicidade como poluentes. Os elementos vestigiais considerados nutrientes incluem magnésio (Mg), manganês (Mn), cobre (Cu) e zinco (Zn), alguns dos quais tóxicos em elevadas concentrações. Outros, incluindo elementos pesados como o mercúrio (Hg), cádmio (Cd), arsênio (As) e chumbo (Pb), constituem uma preocupação ambiental devido à sua elevada toxicidade e ao seu uso em grande quantidade pela indústria (EECKHOUT, 2014).

O mercúrio encontra-se presente no ambiente em concentrações inferiores a 0,1%, mas é extremamente tóxico porque se liga aos grupos funcionais de várias enzimas e proteínas, inibindo ou afetando negativamente funções orgânicas vitais. Compostos mercuriais vêm sofrendo substituição por outros fármacos mais potentes e menos tóxicos. O cianeto de mercúrio (HgCN), por exemplo, foi amplamente utilizado até o século XX para combater a sífilis visceral (GREENWOOD; EARNSHAW, 1997).

Atualmente, ainda se usa o bicloreto de mercúrio (HgCl2) como antisséptico, o protocloreto de mercúrio (HgCl) como colagogo e purgativo. Os óxidos de mercúrio amarelo e vermelho são utilizados em pomadas dermatológicas e oftalmológicas. Estes óxidos possuem a mesma fórmula molecular, HgO, e estrutura tridimensional com unidade de O-Hg-O unidas em cadeias em zigue-zague com um ângulo de 108° (GREENWOOD; EARNSHAW, 1997). A diferença entre os dois óxidos é o tamanho das partículas que os constituem.

Como exemplo de compostos mercuriais destacamos o mercúrio-cromo e o tiomersal, que foram empregados como antisséptico para tratamento de ferimentos (AREASEG, 2001). Mercúrio-cromo é o nome comum do 2,7-dibromo-4-hidroximercurifluoresceína (Figura 1), um corante sintético de coloração vermelha. Essa substância, como pode ser verificada pela análise da estrutura molecular, não possui átomos de cromo. O termo cromo deriva do termo grego khroma (cor), do qual também provém o nome do elemento cromo. O tiomersal, por sua vez, é o princípio ativo do amplamente conhecido mertiolate®. Trata-se de um sal de sódio do mercúrio-[(O-carboxifenil)tio]etil (Figura 1), que possui ampla ação antimicrobiana.



Figura 1: Estruturas moleculares de dois compostos mercuriais utilizados como antissépticos.

Fonte: Autoria própria (2021).



O mercúrio-cromo e o mertiolate® são usados há várias décadas, em todo o mundo. Entretanto, seu uso vem sendo sistematicamente proibido, inclusive no Brasil, por determinação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Os íons mercúrio penetram em qualquer organismo vivo pela pele, ou por outras vias, e não é eliminado. Sua ação deletéria é cumulativa ao longo da vida do ser exposto, daí a necessidade de eliminar toda e qualquer possível contaminação.

Alguns metais pesados, tal como o mercúrio, são utilizados na confecção de pilhas, baterias e demais dispositivos eletrônicos. Sendo assim, o descarte inadequado de pilhas, baterias e demais dispositivos eletrônicos podem resultar em contaminação do solo, da água e dos alimentos, podendo por meio da alimentação contaminar e provocar doenças em seres vivos (LIMA; MERÇON, 2011).

A responsabilidade por recolher e encaminhar adequadamente as pilhas e baterias após o uso é do fabricante. Portanto, os materiais usados devem ser entregues aos estabelecimentos que comercializam esses produtos ou às assistências técnicas autorizadas, para que eles repassem os resíduos aos fabricantes ou importadoras. As pilhas e baterias usadas podem ser recicladas, reutilizadas, ou podem passar por algum tipo de tratamento que possibilite um descarte não nocivo ao meio ambiente (MENDES; RUIZ; FARIA, 2016; FARIA; OLIVEIRA, 2019).

A literatura especializada tem reportado que a maioria da população brasileira ainda não está conscientizada sobre o descarte inadequado de pilhas e baterias, assim como sobre as consequências ao meio ambiente e à saúde dos seres vivos (OLIVEIRA et al., 2012; FARIA; OLIVEIRA, 2019).

A atuação do governo, dos fabricantes e dos comércios é fundamental para que ocorra a conscientização da população sobre o descarte de pilhas e baterias. O governo - por meio da resolução nº 257, de 30 de junho de 1999, e posteriormente pela resolução nº 401, de 04 de novembro de 2008, do Conselho Nacional do Meio Ambiente - determina que os fabricantes devem inserir, na rotulagem dos produtos, informações sobre o perigo do descarte incorreto das pilhas e baterias automotivas e de celular no lixo comum. Além disso, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010), estabelece o incentivo à chamada logística reversa, que constitui em incentivos para que as empresas, governos e consumidores estejam comprometidos em viabilizar a coleta e restituição dos resíduos sólidos à empresas fabricantes, além da participação de cooperativas ou outras formas de associação de catadores de materiais recicláveis (IDEC, 2018).

No estado do Paraná, as leis nº 16.075, de 01 de abril de 2009, e nº 17073, de 23 de janeiro de 2012, proíbem o descarte de pilhas, lâmpadas fluorescentes, baterias de telefone celular e demais artefatos que contenham mercúrio metálico em lixo doméstico ou comercial. Todos os estabelecimentos que revendem os produtos são obrigados a disponibilizar aos consumidores um serviço de recolhimento. Um recipiente, em local visível, com a indicação de que é destinado para recolher produtos que contenham metais pesados, deverá ser mantido à disposição dos clientes. Já os fabricantes e seus representantes comerciais serão responsabilizados pela adoção de mecanismos adequados para a reciclagem ou destinação final, sem causar prejuízo ambiental. Essas leis determinam multa para os estabelecimentos que descumprirem a lei. O texto não explica como a regra se aplica ao cidadão comum que for flagrado descartando esse tipo de material em local proibido. Mas, diz que os produtos ''deverão ser separados e acondicionados em recipientes adequados'', sendo proibido tanto o descarte em depósitos públicos e a incineração.



O processo de germinação de sementes

O feijão, um dos alimentos mais consumidos no Brasil, é uma importante fonte de nutrientes como proteínas, carboidratos, vitaminas, minerais e fibras. Do ponto de vista biológico, a semente de feijão pode ser entendida como um óvulo que contém em seu interior um pequeno embrião, além de uma reserva de nutrientes que pode alimentá-lo, até a germinação se iniciar. Porém, enquanto isso não ocorre, a semente fica em estado de dormência, período em que o embrião aguarda condições externas adequadas - tais como ar, água e temperatura - para se desenvolver e, assim, perpetuar sua espécie.

As estruturas que compõem a semente de feijão são apresentadas na Figura 2. Para esse tipo de semente observam-se dois volumosos cotilédones, que armazenam as reservas nutritivas da semente e os esboços dos futuros órgãos da planta: a radícula (vai corresponder à raiz), o caulículo (vai corresponder ao caule) e a gêmula (vai corresponder às folhas). A semente é revestida por uma espessa estrutura denominada de tegumento.

O primeiro evento do processo de germinação é a absorção de água pela semente, fenômeno denominado embebição. Nessa etapa, as células retomam suas atividades metabólicas e mobilizam as reservas nutritivas estocadas nos cotilédones e no endosperma (DINIZ, 2013). Com a embebição, o tegumento da semente se rompe, permitindo a entrada de gás oxigênio, necessário à respiração das células embrionárias. A primeira estrutura a emergir da semente após a ruptura do tegumento é a radícula, que se transforma em uma raiz, cuja função é segurar a nova planta no solo - ou em qualquer outro suporte de cultivo. A partir de então, a pequena planta começa a se tornar independente das reservas nutritivas. Na sequência, a gêmula emerge para fora da semente originando as primeiras folhas da planta e iniciando o processo de fotossíntese. Aos poucos a reserva energética presente na semente se esgota e observa-se a regressão do cotilédone. 

Bioensaios para avaliação de toxicidade



A toxicidade é uma propriedade que reflete o potencial de uma substância em causar um efeito danoso a um organismo vivo. Essa propriedade depende da concentração, do tempo de exposição e das propriedades físico-químicas da substância química à qual o organismo é exposto (RAND, 2000). Existem, reportadas na literatura, várias metodologias para avaliar a toxicidade de substâncias químicas, a maioria utilizando organismos vivos vertebrados, tais como ratos, camundongos, coelhos, entre outros. Existem também metodologias alternativas, envolvendo organismos não vertebrados, tais como os testes baseados na mortalidade de Artemia salina e na germinação de sementes.

A germinação, como discutimos anteriormente, é caracterizada por uma sequência de eventos fisiológicos, influenciada principalmente pela água. Por meio da absorção de água, a respiração e demais atividades metabólicas são intensificadas. Assim, se a água estiver contaminada, todo o processo germinativo será ameaçado (GARCIA, 2006). Dessa forma, o grau de germinação de certas espécies sensíveis à substâncias tóxicas pode ser utilizado como indicador de toxicidade de substâncias químicas. A semente de alface (Lactuca sativa) é uma espécie bastante empregada em ensaios de germinação, por ser facilmente obtida e por oferecer resultados rápidos e fáceis de serem avaliados (GARCIA, 2006). Nesses bioensaios, pode ser avaliada a inibição da germinação da semente e também a inibição do crescimento da radícula e da gêmula.

Outras sementes frequentemente utilizadas para avaliação da toxicidade de substâncias químicas são: rúcula (Eruca sativa), agrião do seco (Barbarea verna), couve manteiga (Brassica oleracea), pepino caipira (Cucumis sativus) (GUERRA; ANGELIS, 2009), feijão comum (Phaseolus vulgaris) (JITĂREANU et al., 2011). Çavuşoğlu et al. (2009), por exemplo, utilizando o teste de germinação de sementes de feijão avaliaram a toxicidade dos íons metálicos cádmio e zinco.



METODOLOGIA



Para realização dos bioensaios utilizaram-se sementes comercializadas em envelopes (tais como de alface, rabanete e tomate) ou em sacos (como alguns tipos de feijão), que podem ser adquiridas em supermercados ou em lojas de produtos agropecuários. Quanto aos tipos de incubadora avaliaram-se: placas de Petri (Bioensaio 1), garrafas plásticas (Bioensaio 2) e pote de vidro com tampa (Bioensaio 3). As avaliações foram realizadas em triplicata, em condições de sala de aula, observando diariamente, por um período de sete dias, a germinação ou não das sementes presentes nas incubadoras.

Inicialmente, uma pilha foi aberta para identificação de seus componentes internos e para explicação do seu funcionamento, Figura 3(a). Posteriormente, preparou-se um extrato, utilizando água mineral como solvente, com o conteúdo de uma pilha. Para isso, o conteúdo de uma pilha violada foi deixado em contato com 20 mL de água mineral por 48 h, Figura 3(b).

Bioensaio 1: Germinação de sementes em placa de Petri

Sobre um papel filtro, colocado na base da placa de Petri, adicionou-se 1 mL de extrato aquoso de pilha e quatro sementes (tais como rabanete, tomate ou feijão). As placas de Petri foram vedadas com filme de PVC para evitar a evaporação da água. Como controle realizou-se a germinação de sementes, nas mesmas condições, utilizando apenas água mineral (Figura 4).