Pesticides in surface and groundwater: occurrence, environmental and human health risk, and removal efficiency by membrane technologies

Abstract

A intensificação das práticas agrícolas em monoculturas, impulsionada pela crescente demanda por alimentos, tem causado significativa contaminação de águas superficiais e subterrâneas por pesticidas. Essa contaminação compromete os ecossistemas aquáticos e representa riscos à saúde humana, como disfunções endócrinas, imunológicas, reprodutivas e neurológicas. Os tratamentos convencionais de água, projetados para remover partículas suspensas e patógenos, são insuficientes para eliminar esses compostos, ressaltando a necessidade de tecnologias avançadas. Este estudo objetivou avaliar a ocorrência de pesticidas em fontes hídricas, os riscos ambientais e à saúde humana associados, além da eficiência de diferentes tipos de processos de membranas na remoção desses compostos. A metodologia baseou-se em revisões sistemáticas da literatura, análise de dados globais sobre a presença de pesticidas e a aplicação de Avaliações de Risco Ambiental e Avaliações de Risco à Saúde Humana. Os resultados apontaram 485 ocorrências de pesticidas em águas superficiais, com 42% sendo inseticidas, 35% herbicidas e 23% fungicidas. Entre os 112 pesticidas classificados como de alto risco ambiental, 63 carecem de regulamentação, enquanto os demais, embora regulados em algumas regiões, ainda representam riscos significativos devido à sua toxicidade e ao seu elevado potencial de bioacumulação. Tecnologias de membranas, como nanofiltração (NF) e osmose inversa (RO), demonstraram elevada eficiência na remoção de pesticidas em meio aquoso, com taxas médias de rejeição de 85% e 88%, respectivamente, e são eficazes na remoção ou redução dos riscos à saúde humana, incluindo a remoção de compostos altamente tóxicos e persistentes. A análise detalhada revelou que o desempenho das membranas depende tanto das características dos pesticidas, como hidrofobicidade, carga e massa molecular, quanto das propriedades das membranas, como composição, ponto de corte de peso molecular e carga superficial. Condições operacionais e fatores como o fouling também influenciam o desempenho, podendo comprometer a eficiência. Estratégias de pré-tratamento e otimização das condições operacionais, além da escolha da membrana adequada, foram identificadas como essenciais para maximizar a eficácia. Conclui-se que regulamentações mais abrangentes são indispensáveis para mitigar os impactos da contaminação por pesticidas. Além disso, recomenda-se a adoção de pesticidas verdes, o desenvolvimento de membranas otimizadas e a padronização de metodologias para facilitar a implementação de soluções mais sustentáveis e economicamente viáveis. Esses avanços são fundamentais para garantir a segurança hídrica e a efetividade dos sistemas de abastecimento diante dos desafios impostos pelos diversos poluentes de preocupação ambiental contaminantes emergentes.