Avaliação da toxicidade sob landoltia punctata e daphnia magna de lixiviados de revestimentos asfálticos e de concreto de cimento Portland nanomodificados

Abstract

Recentemente, a nanotecnologia tem sido aplicada em pesquisas na área de pavimentação, apesar do risco potencial de nanomateriais (NMs) atuarem como contaminantes através da liberação para o ambiente. Essa liberação pode ocorrer por meio do desgaste superficial dos revestimentos pela ação do tráfego, intempéries, entre outros fatores. Tendo em vista essa problemática, o objetivo deste trabalho foi simular um cenário crítico, onde há o desgaste avançado do revestimento e maior suscetibilidade de liberação de nanomateriais, através do ensaio descrito na NBR 10005:2004. Deste modo, este trabalho avaliou a toxicidade do lixiviado proveniente de revestimentos de concreto de cimento Portland (CCP) nanomodificados com TiO2 (dióxido de titânio), TiO2/WO3 (dióxido de titânio dopado com óxido de tungstênio) e ZnO (óxido de zinco), e de revestimentos de concreto asfáltico (CA) (ligante CAP 50-70) nanomodificados com NTC (nanotubo de carbono) e NA (nano-argila montmorilonita). Após a obtenção do lixiviado, foram realizados ensaios de toxicidade aguda e crônica com o microcrustáceo Daphnia magna e toxicidade com a macrófita aquática Landoltia punctata, ambos de água doce. Os resultados demonstraram baixa toxicidade tanto no teste agudo quando no teste crônico com a D. magna. Nos testes crônicos com D. magna, parâmetros como longevidade e idade da primeira postura, não foram afetados pelos lixiviados contendo NMs, já o parâmetro tamanho teve efeito significativo com o lixiviado do revestimento de referência CCP (sem NM), e a reprodução foi afetada pelos lixiviados de CCP nanomodificados com TiO2/WO3 e ZnO. Tais resultados indicam a possibilidade de outros materiais presentes na mistura causarem efeitos negativos nos organismos. A L. punctata demonstrou menor sensibilidade aos lixiviados do que a D. magna, com todas as CE50 > 180 mL/L, demonstrando que as amostras de lixiviado não são tóxicas para a L. punctata nas condições testadas. As causas dos efeitos toxicológicos não puderam ser verificadas, contudo há indícios de que os NMs não foram responsáveis pelos efeitos, uma vez que o ICP-MS e FTIR demonstraram que grande parte dos NMs incorporados nos revestimentos permaneceu aderida mesmo após o processo de lixiviação.

Abstract: Recently, nanotechnology has been applied to paving research, despite the potential risk of nanomaterials (NMs) acting as contaminants through release to the environment. This release can occur through the superficial wear of the coatings by the action of traffic, weather, among other factors. In view of this problem, the the objective of this work was to simulate a critical scenario, where there is an advanced wear of the coating and greater susceptibility to release of NMs, through the test described in NBR 10005:2004. Thus, this work evaluated the toxicity of leachate from nanomodified Portland cement concrete (CCP) coatings with TiO2 (titanium dioxide), TiO2/WO3 (titanium dioxide doped with tungsten oxide) and ZnO (zinc oxide), and asphalt concrete (CA) coatings (CAP 50-70 binder) nanomodified with NTC (carbon nanotube) and NA (nano-clay montmorillonite). After obtaining the leachate, acute and chronic toxicity tests were performed with the micro-crustacean Daphnia magna and toxicity with the aquatic macrophyte Landoltia punctata, both freshwater. The results showed low toxicity both in the acute test and in the chronic test with D. magna. In chronic tests with D. magna, parameters such as longevity and time until the first brood, were not affected by leachate containing NMs, whereas the size parameter had a significant effect with the leachate from the CCP reference coating (without NM), and reproduction was affected by the nanomodified CCP leachate. with TiO2/WO3 and ZnO. Such results indicate the possibility of other materials present in the mixture causing negative effects on the organisms. A L. punctata showed less sensitivity to leachate than D. magna, with all CE50>180 mL/L, demonstrating that the leachate samples are not toxic to L. punctata under the conditions tested. The causes of the toxicological effects could not be verified, however there is evidence that the NMs were not responsible for the effects, since the ICP-MS and FTIR demonstrated that a large part of the NMs incorporated in the coatings remained adhered even after the leaching process.