Health Risk Assessment of Toxic Metal Accumulation in Pleurotus ostreatus Cultivated on Agricultural Residues Amended with Calcium Carbonate

Resumo Técnico: Avaliação de Risco à Saúde pela Acumulação de Metais Tóxicos em Pleurotus ostreatus Cultivado em Resíduos Agrícolas Aditivados com Carbonato de Cálcio

Definição do Problema
O volume crescente de resíduos agrícolas apresenta um desafio ambiental significativo, frequentemente levando à queima em campo aberto, o que contribui para a poluição e as mudanças climáticas. Embora o cultivo de cogumelos, especificamente o Pleurotus ostreatus (cogumelo ostra), ofereça um método sustentável para reciclar esses resíduos lignocelulósicos em alimentos nutritivos, uma preocupação crítica de segurança permanece: a capacidade dos cogumelos de bioacumular metais pesados tóxicos de seus substratos. Embora elementos essenciais sejam benéficos, metais não essenciais como Cádmio (Cd), Crômio (Cr), Níquel (Ni) e Chumbo (Pb) representam sérios riscos à saúde. Há uma carência de dados abrangentes sobre os riscos específicos à saúde associados ao consumo de cogumelos cultivados em diversos substratos de resíduos agrícolas na Nigéria, e evidências limitadas sobre como aditivos ao substrato, como o carbonato de cálcio, podem mitigar a absorção de metais.

Metodologia
O estudo foi conduzido na Estação de Pesquisa de Cogumelos da Universidade Federal de Agricultura, Abeokuta, Nigéria, sob condições ambientais controladas.

• Substratos: Quatro resíduos agrícolas foram utilizados: palha de arroz (PS), caule de algodão (CS), caule de milho (MS) e casca de mandioca (CP). Eles foram testados individualmente e como misturas binárias (1:1 p/p).
• Desenho Experimental: Um delineamento inteiramente casualizado (DIC) foi empregado com 40 combinações de tratamento. Cada formulação de substrato foi aditivada com carbonato de cálcio (CaCO₃) em quatro níveis: 0, 5, 10 e 15 g por 600 g de substrato úmido.
• Cultivo: Os substratos foram pasteurizados a 100°C por 90 minutos, inoculados com sementes de P. ostreatus e incubados até a colonização completa. Os corpos frutíferos foram colhidos ao longo de sete semanas.
• Análise: Amostras de cogumelos secos foram digeridas usando água régia. As concentrações de Cd, Cr, Ni e Pb foram quantificadas por Espectrofotometria de Absorção Atômica.
• Avaliação de Risco: Os riscos à saúde humana foram avaliados utilizando modelos da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA). Isso incluiu o cálculo da Ingestão Diária Estimada (IDE), Quociente de Perigo (QP), Índice de Perigo (IP) para efeitos não carcinogênicos e Risco de Câncer Vitalício (RC) para efeitos carcinogênicos. Os parâmetros incluíram uma taxa de ingestão de 17 g/dia, um peso corporal de 60 kg e durações de exposição específicas.

Principais Contribuições e Resultados
O estudo estabeleceu que a composição do substrato e a suplementação com carbonato de cálcio são determinantes primários para a acumulação de metais pesados em cogumelos cultivados.

• Padrões de Acumulação de Metais:

  • Palha de Arroz (PS): Substratos baseados em palha de arroz acumularam consistentemente as maiores concentrações de Cr, Ni e Pb. A PS não tratada apresentou os níveis mais altos de Ni (21,42 mg kg⁻¹) e níveis significativos de Pb.
  • Casca de Mandioca (CP): Substratos contendo casca de mandioca geralmente exibiram concentrações mais altas de Cádmio (Cd), com os níveis mais elevados encontrados em misturas de PS+CP não tratadas (0,90 mg kg⁻¹).
  • Caule de Milho e Algodão: Substratos baseados em caule de milho, caule de algodão e suas misturas geralmente resultaram em menor acumulação de metais, particularmente quando aditivados com CaCO₃.
  • Efeito do Carbonato de Cálcio: O aumento da suplementação de CaCO₃ (até 15 g) reduziu consistentemente a acumulação de todos os quatro metais na maioria das combinações de substrato. Esta redução é atribuída ao aumento do pH do substrato, que promove a imobilização e a redução da biodisponibilidade de metais tóxicos.

• Risco à Saúde Não Carcinogênico:

  • Todos os tratamentos resultaram em valores de Quociente de Perigo (QP) para metais individuais e valores de Índice de Perigo (IP) cumulativo abaixo do limite de segurança da USEPA de 1,0.
  • Cd e Ni foram os principais contribuintes para o IP. Na maioria dos substratos (CP, MS, CS), o Cd foi o fator de risco dominante. No entanto, em substratos baseados em palha de arroz, o Ni tornou-se o principal contribuinte.
  • O estudo conclui que o consumo de cogumelos desses tratamentos apresenta riscos não carcinogênicos negligenciáveis.

• Risco à Saúde Carcinogênico:

  • O Risco de Câncer Vitalício (RC) variou significamente conforme o substrato. A palha de arroz não tratada e suas misturas (PS, PS+CP, PS+CS) exibiram os maiores riscos de câncer cumulativos, impulsionados principalmente pelos níveis elevados de Ni.
  • O Cd foi o dominante contribuinte carcinogênico nos substratos baseados em casca de mandioca, caule de milho e caule de algodão, devido ao seu alto fator de inclinação de câncer, apesar das concentrações absolutas menores em comparação ao Ni na palha.
  • Embora alguns substratos não tratados (PS, CP, PS+CP, PS+CS) tenham apresentado valores de RC superiores ao limite aceitável de 1 × 10⁻⁴, a suplementação com 10–15 g de CaCO₃ reduziu substancialmente esses riscos, trazendo muitos tratamentos para dentro da faixa aceitável (1 × 10⁻⁶ a 1 × 10⁻⁴).

Significância e Alegações
O artigo alega que resíduos agrícolas podem ser utilizados com segurança para o cultivo de P. ostreatus, desde que os substratos apropriados sejam selecionados e aditivados com carbonato de cálcio. O estudo demonstra que:

1. A Seleção do Substrato é Crítica: A escolha do resíduo agrícola dita diretamente o perfil de metais tóxicos do produto final. A palha de arroz apresenta maiores riscos em relação ao Ni e Pb, enquanto a casca de mandioca apresenta maiores riscos em relação ao Cd.
2. Carbonato de Cálcio como Estratégia de Mitigação: A adição de CaCO₃ é uma estratégia simples, de baixo custo e ambientalmente amigável para reduzir a biodisponibilidade de metais pesados. Ela reduz efetivamente tanto os riscos não carcinogênicos quanto os carcinogênicos, particularmente no nível de suplementação de 15 g.
3. Segurança Alimentar: Quando gerenciados corretamente com calagem, o cultivo de cogumelos em resíduos agrícolas não apresenta riscos significativos à saúde dos consumidores, apoiando a integração desta prática em sistemas alimentares sustentáveis e estratégias de valorização de resíduos.

Os autores concluem que, embora os achados atuais apoiem a utilização segura, pesquisas futuras devem investigar a eficidade a longo prazo do CaCO₃, os mecanismos específicos de imobilização de metais e a bioacessibilidade dos metais após o cozimento e a digestão.