Cercetători în știința solului, inginerie de mediu și sănătate publică de la Universitatea din São Paulo (USP), Universitatea Federală din Espírito Santo (UFES) din Brazilia și Universitatea din Santiago de Compostela din Spania au investigat dacă culturile cultivate în apropierea estuarului râului Doce sunt sigure pentru consum. Zona din Linhares, Espírito Santo, a fost expusă la deșeuri miniere de fier de la prăbușirea barajului Fundão din Minas Gerais în noiembrie 2015.
Echipa s-a concentrat pe banane, manioc și pulpă de cacao cultivate în sol afectat de dezastru. Au examinat nivelurile de cadmiu, crom, cupru, nichel și plumb, metale legate de oxizii de fier, care sunt componenta principală a sterilului. Constatările lor sugerează că consumul de banane cultivate în sol contaminat poate prezenta un potențial risc pentru sănătate pentru copiii de șase ani și mai mici.
"Grupul nostru studiază impactul prăbușirii barajului de ani de zile. Am obținut primele probe la șapte zile după accident și am înțeles imediat că există un risc iminent de contaminare a plantelor, a solului, a apei și a peștilor. Dar întrebarea a rămas: Această contaminare prezintă un risc pentru sănătatea umană?" își amintește Tiago Osório, agronom și profesor în Departamentul de Știință a Solului de la Colegiul de Agricultură Luiz de Queiroz de la Universitatea din São Paulo (ESALQ-USP).
Studiul, publicat în Environmental Geochemistry and Health, explică modul în care plantele absorb elemente potențial toxice (PTE) din deșeurile miniere și le stochează în țesuturi comestibile. De asemenea, evidențiază modul în care aceste substanțe se pot muta în lanțul alimentar uman. Cercetarea face parte din lucrarea de doctorat a Amandei Duim la ESALQ. Teza ei a produs șapte publicații internaționale și a câștigat două premii majore în 2025: Premiul USP pentru teze în durabilitate și Premiul Capes pentru teze, acordat de Coordonarea pentru îmbunătățirea personalului din învățământul superior (CAPES) din Ministerul Educației din Brazilia. Duim a primit sprijin de la FAPESP printr-o bursă de doctorat.
Duim, autorul principal al studiului, spune că cercetarea se remarcă prin faptul că leagă direct riscul pentru sănătatea umană de mișcarea PTE din sol în culturi. "Conținutul de oxid de fier din sol, care este constituentul principal al sterilului, se corelează cu conținutul său din plantă. Am studiat trecerea constituenților din steril în sol, apoi din apă în plantă, inclusiv frunzele și fructele acesteia."
"În primul rând, trebuie să știm ce elemente sunt acolo și în ce cantități pentru a înțelege dinamica biochimică a eliberării lor", explică Osório.
Duim și-a început cercetarea de doctorat în 2019, explorând dacă plantele din zonele predispuse la inundații ar putea ajuta la restaurarea mediilor contaminate. Ea a evaluat atât culturile cultivate, cât și speciile native. "Am evaluat speciile cultivate și native. În cazul celor din urmă, am vrut să știm cum afectează dizolvarea oxidului de fier și, în acest proces, să înțelegem dacă și cum PTE-urile asociate cu aceste deșeuri intră în plantă, deoarece diferite specii acumulează PTE-uri în mod diferit", spune ea. "Ideea a fost să găsim cele mai bune specii native pentru curățarea mediilor contaminate și am găsit mai mult de o specie care poate îndeplini această funcție, cu rezultate deja publicate. În cazul speciilor cultivate, am vrut să știm dacă PTE-urile vor fi transferate în fructe și părți comestibile ale plantelor."
Pentru a măsura contaminarea, cercetătorii au colectat cu atenție probe de sol și plante. Au spălat și cântărit plantele proaspete, apoi le-au uscat și le-au cântărit din nou. Rădăcinile, tulpinile, frunzele și fructele decojite au fost măcinate separat pentru analiză. "Am dizolvat 'praful de plante', transformându-l într-o soluție folosind diverși acizi și am determinat concentrația în soluție. Am convertit calculul concentrației de material în soluție și l-am comparat cu greutatea materialului diluat, obținând astfel concentrația PTE în miligrame per kilogram de biomasă uscată", descrie Duim.
În banane și manioc, aproape toate PTE-urile, cu excepția cromului, au fost găsite în cantități mai mari sub pământ, în rădăcini și tuberculi. Cacao a avut un comportament diferit, cu niveluri ridicate în tulpini, frunze și fructe. În pulpa de cacao, concentrațiile de cupru și plumb au depășit limitele stabilite de Organizația pentru Alimentație și Agricultură a Națiunilor Unite (FAO).
Când echipa a descoperit că unele porțiuni comestibile conțineau niveluri de PTE peste standardele recomandate, au efectuat o evaluare formală a riscului pentru sănătate.
Oamenii de știință au calculat coeficientul de risc (RQ), indicele de risc (RI) și indicele total de risc (TRI) pentru persoanele care consumă banane, rizomi de manioc și pulpă de cacao. Au evaluat separat copiii (sub șase ani) și adulții (peste 18 ani). RQ compară aportul zilnic estimat al unei persoane dintr-o substanță cu o doză de referință considerată sigură. TRI ajută la determinarea potențialului risc non-cancerigen pentru sănătate din expunerea la PTE. Un TRI sub 1 indică un risc scăzut.
"Aceste elemente există în mod natural în mediu. Suntem expuși la ele în concentrații mai mici. Dar în cazul unui dezastru precum cel din Mariana, când se așteaptă o creștere a expunerii, trebuie să fim foarte atenți", spune Tamires Cherubin, doctor în științe ale sănătății și coautor al studiului.
Metodele standard evaluează cât de biodisponibile sunt aceste elemente, deoarece anumite concentrații pot duce la probleme renale și cardiace, disconfort gastrointestinal și leziuni pulmonare dacă sunt inhalate. Efectele pe termen scurt pot include, de asemenea, iritații ale pielii și probleme oculare.
Cercetătorii au luat în considerare cantitatea de alimente cultivate local pe care o consumă locuitorii, folosind date de la Institutul Brazilian de Geografie și Statistică (IBGE). De asemenea, au luat în considerare cât timp ar putea fi expuși indivizii, diferențele de greutate corporală între copii și adulți și timpul necesar pentru ca efectele nocive să se dezvolte.
"Conform dozelor zilnice de referință pentru contaminanții acoperiți de literatură, considerăm limitele de 0,05 mg/kg -1 pentru prezența cadmiului în fructe și 0,1 mg/kg -1 în tuberculi, 0,5-1,0 mg/kg -1 pentru prezența cromului, 20,0 mg/kg -1 pentru cupru, 0,5-1,0 mg/kg -1 pentru nichel, 0,8-2,3 mg/kg -1 pentru plumb și 50,0 mg/kg - 1 pentru zinc", explică Cherubin.
Pentru majoritatea metalelor, valorile TRI au fost sub 1, indicând niciun risc non-cancerigen semnificativ pentru adulții care consumă aceste alimente din estuarul râului Doce. Cu toate acestea, TRI pentru banane a depășit 1 pentru copii, semnalând posibile probleme de sănătate. Nivelurile ridicate de plumb au fost principalul factor, iar concentrațiile de cadmiu din banane au depășit, de asemenea, recomandările FAO. Cercetătorii notează că expunerea pe termen lung la plumb, chiar și la niveluri scăzute, poate afecta permanent dezvoltarea creierului, putând scădea IQ-ul și contribuind la probleme de atenție și comportament.
Echipa avertizează că consumul de alimente cultivate în sol contaminat pe parcursul mai multor ani ar putea duce la efecte cumulative. "În timp, având în vedere speranța de viață în Brazilia de aproximativ 75 de ani, ar putea exista un risc cancerigen, deoarece există o posibilitate de deteriorare directă și indirectă a ADN-ului", spune Cherubin. O astfel de deteriorare genetică poate crește probabilitatea de apariție a cancerelor care afectează sistemul nervos central, tractul digestiv și țesuturile formatoare de sânge. "Totul depinde de capacitatea corpului uman de a absorbi și metaboliza aceste elemente care sunt disponibile în mediu", adaugă ea.