Occurrence of Parabens and Paraben Transformation Products in Sediment and Water Systems of the Brazos River Above and Below a Low Water Dam

Todos os dias, inúmeros produtos que usamos para limpar, proteger e cuidar de nossos corpos liberam pequenas quantidades de substâncias químicas no mundo. Entre os mais comuns estão os parabenos, uma família de conservantes encontrados em shampoos, loções e alimentos que os impedem de estragar. Embora essas substâncias sejam eficazes em seu trabalho, os cientistas sabem há muito tempo que elas podem mimetizar hormônios nos corpos de animais e seres humanos, potencialmente perturbando processos biológicos naturais. Quando lavamos esses produtos de nossa pele ou os descartamos, eles viajam através de sistemas de esgoto e eventualmente entram em rios e lagos. Uma vez na água, eles não ficam simplesmente parados lá inalterados. A luz solar, as bactérias e os produtos químicos usados para tratar o águas residuais podem decompô-los em novos compostos relacionados chamados produtos de transformação. A questão que tem intrigado os cientistas ambientais não é apenas se esses produtos químicos originais estão presentes, mas como eles se comportam quando encontram o fundo lamacento de um rio. Eles permanecem dissolvidos na água ou aderem ao sedimento, escondendo-se efetivamente de vista enquanto continuam a interagir com o ecossistema?

Para responder a isso, pesquisadores viajaram ao Rio Brazos, no Texas, um curso de água largo que flui através de uma paisagem pontilhada por pequenas barragens projetadas para regular os níveis de água. Eles focaram sua atenção em uma represa de baixo nível específica, uma estrutura que cria uma mudança distinta na forma como o rio se move. Acima da represa, a água flui de forma relativamente calma, enquanto abaixo dela, a água despenca pela borda, criando turbulência e misturando a água com o leito do rio. A equipe partiu para medir a presença de parabenos e seus produtos de transformação tanto na água quanto no sedimento arenoso e lamacento em dois locais: um logo acima da represa e outro logo abaixo. Eles coletaram amostras em três dias distintos durante o verão, recolhendo cuidadosamente a água da superfície e pegando as primeiras polegadas de sedimento da margem do rio. O objetivo era ver se a perturbação física causada pela represa alterava a forma como esses produtos químicos se distribuíam entre as partes líquida e sólida do rio.

Os resultados revelaram um rio repleto desses compostos, embora em concentrações que são frequentemente pequenas demais para serem vistas sem instrumentos altamente sensíveis. Na água, os pesquisadores encontraram traços de parabenos variando de níveis indetectáveis até 10,6 nanogramas por litro, uma quantidade tão pequena que é comparável a um único grão de areia em uma grande piscina. No sedimento, as quantidades foram similarmente baixas, atingindo até 4,5 nanogramas por grama de solo seco. Curiosamente, as substâncias mais abundantes que encontraram não eram os conservantes originais que as pessoas usam em suas casas, mas sim os produtos de sua decomposição. Especificamente, dois compostos conhecidos como PHBA e DHBA apareceram em maiores quantidades tanto na água quanto na lama. Essas substâncias são o resultado natural da decomposição dos parabenos, sugerindo que, no momento em que a água do rio chega a este ponto, grande parte do conservante original já se transformou. Embora os níveis dos parabenos originais fossem geralmente baixos, o estudo confirmou que esses produtos químicos e seus descendentes estão constantemente circulando pelo sistema fluvial, entrando via águas residuais e persistindo apesar da capacidade natural do rio de degradá-los.

Uma descoberta fundamental do estudo diz respeito a como esses produtos químicos interagem com o leito do rio. Os cientistas frequentemente usam modelos matemáticos para prever se um produto químico irá flutuar na água ou afundar e aderir à lama. Esses modelos baseiam-se na ideia de que, quanto mais "medroso à água" (hidrofóbico) for um produto químico, maior a probabilidade de ele se fixar à matéria orgânica no solo. No entanto, as medições feitas no Rio Brazos não corresponderam a essas previsões. Os pesquisadores descobriram que os produtos químicos se comportavam de maneira diferente dependendo de onde estavam no rio. Abaixo da represa, onde a água agita e mistura vigorosamente, os produtos químicos mostraram uma tendência mais forte de aderir ao sedimento do que acima da represa, onde a água era mais calma. Isso sugere que o ambiente físico desempenha um papel massivo em onde esses produtos químicos acabam. A turbulência criada pela represa provavelmente força os produtos químicos a colidirem com partículas suspensas e com o leito do rio com mais frequência, fazendo com que eles se depositem na coluna de água mais rapidamente do que ocorreria em um rio calmo.

O estudo também destacou uma limitação na forma como entendemos atualmente o destino desses poluentes. Os modelos usados para prever o comportamento químico frequentemente assumem que a água e o sedimento estão em um estado de equilíbrio perfeito, onde a quantidade de produto químico movendo-se da água para a lama é igual à quantidade movendo-se de volta. Os pesquisadores descobriram que esse equilíbrio provavelmente não existe em um rio real e corrente. A distância entre a superfície da água e o leito do rio, combinada com o movimento constante da corrente, significa que o sistema nunca está verdadeiramente em repouso. Além disso, as estruturas químicas específicas desses parabenos, que incluem grupos polares que podem interagir com as partes minerais do sedimento, podem fazer com que eles adiram de maneiras que modelos simples não levam em conta. Os dados mostraram que o comportamento real desses produtos químicos na natureza é mais complexo e dinâmico do que o que as simulações de laboratório sugerem.

Em última análise, esta pesquisa fornece uma imagem mais clara de como os produtos químicos domésticos comuns se movem através de um ecossistema de rio. Ela confirma que os parabenos e seus produtos de transformação estão presentes no Rio Brazos, sendo os produtos de decomposição a forma mais prevalente. O estudo demonstra que as características físicas de um rio, como uma represa de baixo nível, podem alterar significativamente como esses produtos químicos são distribuídos entre a água e o sedimento. Embora as concentrações encontradas tenham sido geralmente baixas, o fato de que esses compostos persistem e se transformam no ambiente ressalta a necessidade de modelos mais realistas que levem em conta a natureza dinâmica das águas correntes. Ao observar o rio conforme ele realmente se comporta, em vez de confiar apenas em previsões teóricas, os cientistas podem entender melhor a verdadeira pegada ambiental dos conservantes que usamos todos os dias.