Poluição química do ar

Os seres humanos precisam respirar a cada poucos segundos, sem interrupção, do primeiro ao último minuto de suas vidas. A qualidade do ar é, portanto, de suma importância para todos nós. Infelizmente, diversos poluentes químicos podem estar presentes no ar que respiramos (Figura 1).

Em condições cotidianas, alguns poluentes atmosféricos são considerados gases, pois estão sempre em estado gasoso (ozônio, dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio, por exemplo), enquanto outros são considerados vapores (substâncias gasosas que também existem como líquidos no ambiente (como a água), ao contrário dos gases, que só podem ser encontrados no estado gasoso (como o oxigênio que respiramos), pois também podem existir como líquidos. Compostos orgânicos voláteis (COVs) podem ser encontrados tanto como líquidos quanto como vapores.

Você já esteve em um posto de gasolina? Às vezes, você pode sentir o cheiro do combustível. Isso ocorre porque ele contém compostos orgânicos voláteis. Parte do combustível líquido se transforma em vapor e chega ao seu nariz. Compostos orgânicos voláteis são poluentes atmosféricos comuns que podem prejudicar a saúde humana. A maioria deles é conhecida por causar danos ao sistema respiratório (pulmões e vias aéreas). Alguns afetam outros órgãos, como os rins, os olhos e o fígado, ou podem até aumentar o risco de câncer. Compostos orgânicos voláteis são liberados por muitas indústrias, como a indústria química (Figura 1).

O transporte, como carros e caminhões, também pode liberar compostos orgânicos voláteis quando o combustível evapora ou não queima completamente. Esses compostos também podem ser encontrados em nossas casas, como componentes líquidos de produtos de limpeza e beleza [1]. Eles ajudam os ingredientes dos produtos de higiene pessoal a se espalharem uniformemente, funcionam como desinfetantes e facilitam a remoção de manchas. Por exemplo, um composto químico chamado álcool isopropílico está amplamente presente em limpadores de janelas e pias. Quando esses compostos orgânicos voláteis são pulverizados ou aplicados em uma superfície, eles evaporam rapidamente e desaparecem no ar. Uma boa ventilação pode remover poluentes de nossas casas. No entanto, é crucial encontrar novas maneiras de tratar as emissões industriais.

Felizmente, físicos e biólogos estão unindo esforços para encontrar novas maneiras de purificar o ar que respiramos. Eles descobriram que podem usar micróbios, como bactérias e fungos, que não podem ser vistos a olho nu. Como todos os seres vivos, eles precisam de alimento para sobreviver e crescer —, como fungos ou bactérias, que se alimentam de compostos orgânicos voláteis. O interessante é que o uso de um campo magnético pode ajudar os micróbios a realizar um trabalho melhor.

Primeiramente, falaremos sobre campos magnéticos e onde podemos encontrá-los em nossas vidas. Em seguida, daremos mais detalhes sobre como os microrganismos podem purificar o ar. Por fim, explicaremos as vantagens de combinar campos magnéticos com o tratamento microbiano do ar.

Campos magnéticos no cotidiano

Você já se perguntou como nos protegemos das partículas perigosas e altamente energéticas emitidas pelo Sol? Isso acontece porque estamos rodeados por um gigantesco campo magnético.

O campo magnético da Terra age como um escudo invisível que permite a existência da vida como a conhecemos. Essa força magnética nos protege de algumas das partículas carregadas emitidas pelo Sol, conhecidas como vento solar. O campo magnético da Terra também interage com os seres vivos. Ele permite que muitos animais, como pássaros e tartarugas, se movam pelo planeta, como se tivessem uma bússola interna. Graças ao campo magnético da Terra, eles conseguem seguir na direção certa durante suas migrações.

Curiosamente, os campos magnéticos também são utilizados como um tipo de medicina “alternativa”, na chamada magnetoterapia. Acredita-se que os campos magnéticos sejam técnicas não invasivas que estimulam áreas do cérebro para tratar a depressão. Também se acredita que eles aliviem a dor crônica. Os campos magnéticos também são usados ​​para obter uma visão completa do interior de uma pessoa e identificar problemas no corpo, por meio de uma técnica chamada ressonância magnética. Também podemos encontrar campos magnéticos em dispositivos eletrônicos. Eles são usados ​​para fabricar componentes como sensores, discos rígidos, cartões de crédito e unidades de armazenamento de dados, incluindo algumas partes do seu celular. Como você pode ver, os campos magnéticos têm muitos usos em nosso dia a dia (Figura 2).

Mas o que é um campo magnético? É uma área onde uma força magnética está presente. Uma força magnética é invisível, mas você pode sentir a atração ou repulsão ao segurar um ímã perto de outro ímã, ou perto de algum tipo de metal, como um pedaço de ferro.

Como os micróbios podem purificar o ar?

Os micróbios são organismos microscópicos, o que significa que não são visíveis a olho nu. Embora pequenos, desempenham papéis fundamentais. Os micróbios são usados ​​há séculos na alimentação humana, para produzir iogurte, queijo e vinho, por exemplo. Eles são necessários nos ecossistemas, onde decompõem matéria orgânica, como folhas e frutos mortos no solo.

O mesmo tipo de micróbio pode ser usado para purificar poluentes. Para purificar poluentes do ar, e mais particularmente compostos orgânicos voláteis, micróbios como fungos ou bactérias são frequentemente usados. Eles são colocados dentro de um recipiente onde são alimentados com o ar poluído. Quanto maior o fluxo de ar poluído, maior o tamanho do recipiente com os micróbios. Os micróbios utilizam os poluentes para o seu crescimento e sobrevivência, libertando apenas produtos não tóxicos, como o dióxido de carbono e a água [2].

Adicionando campos magnéticos à purificação do ar

O sucesso da purificação do ar depende da quantidade de microorganismos purificadores e da rapidez com que conseguem consumir poluentes. Esses micróbios precisam se manter saudáveis ​​e fortes! Uma maneira de auxiliá-los é com a ajuda de um campo magnético, que pode ser criado com ímãs. Os ímãs são colocados próximos ao recipiente que contém os micróbios, estimulando seu apetite.

No tratamento do ar, os poluentes são o único alimento fornecido aos micróbios, portanto, eles não têm escolha a não ser consumi-los. No entanto, eles precisam de mais do que poluentes para sobreviver.

Assim como nós, eles precisam de água e nutrientes (como vitaminas e minerais), que devem ser fornecidos periodicamente. Como todas as células, os micróbios possuem membranas celulares — uma fina parede que separa o micróbio do ambiente externo. Para ser consumido, o poluente presente no ar deve primeiro entrar na água que envolve o micróbio. Em seguida, ele penetra no micróbio atravessando sua membrana celular. A primeira vantagem de usar um campo magnético é que ele torna as membranas celulares dos micróbios mais permeáveis, facilitando a passagem do poluente. Isso melhora a absorção de poluentes e nutrientes pelos micróbios, facilitando o uso dos poluentes e melhorando a purificação do ar [2, 3].

A segunda vantagem do uso de um campo magnético é que ele pode impulsionar o crescimento de micróbios. Com mais bocas para alimentar, há maior consumo do poluente e, portanto, melhor purificação do ar. Finalmente, à medida que os micróbios consomem mais alimento e crescem mais rapidamente, eles passam por um rápido processo de seleção natural, no qual os organismos mais adaptados substituem os menos adaptados, promovendo aqueles com maior probabilidade de sobreviver sob certas condições. Graças aos campos magnéticos, os melhores micróbios são automaticamente selecionados por esse processo evolutivo, de modo que consomem mais contaminantes, vivem mais tempo e se reproduzem mais (Figura 3).

Novas tecnologias de purificação do ar são sempre bem-vindas

Os seres humanos devem ser responsáveis ​​pela limpeza da poluição que liberam. Muitos poluentes invisíveis estão presentes ao nosso redor, até mesmo flutuando no ar que respiramos. Entre esses poluentes, os compostos orgânicos voláteis podem ser gerados ao usar produtos de limpeza e beleza em nossas casas, ao viajar em veículos e por muitas indústrias.

Agora você sabe que os micróbios podem comer poluentes e purificar o ar. Essa purificação é uma solução baseada na natureza que pode tornar nosso ambiente um lugar melhor. Os campos magnéticos podem impactar a atividade dos seres vivos, incluindo os micróbios. Resumindo, o uso de ímãs ajuda os micróbios purificadores de ar a se reproduzirem, aumentarem o tamanho de sua população e comerem mais poluentes. A maneira exata como o magnetismo age nas células microbianas ainda não é totalmente compreendida pelos cientistas. No entanto, os campos magnéticos alteram ligeiramente a forma dos micróbios e facilitam a passagem das suas membranas celulares, o que os ajuda a absorver mais nutrientes [4]. É necessário realizar muito mais investigação para elucidar novas formas de limpar a poluição e proteger a Terra das atividades humanas.

Glossário

Poluentes: Substâncias presentes no ar que causam danos às pessoas e ao meio ambiente.

Vapores: Substâncias gasosas que também existem como líquidos no ambiente (como a água), ao contrário dos gases, que só podem ser encontrados no estado gasoso (como o oxigênio que respiramos).

Compostos Orgânicos Voláteis (COVs): Substâncias químicas que contêm carbono e existem tanto como líquido quanto como vapor no dia a dia, sendo tóxicas quando inaladas. Exemplos incluem metanol e tolueno.

Evaporar: Ação de transformar um líquido em vapor.

Microrganismos: Seres vivos minúsculos, como bactérias e fungos, que não podem ser vistos a olho nu. Como todos os seres vivos, eles precisam de alimento para sobreviver e crescer.

Campo Magnético: A área ao redor de um ímã, onde o ímã cria forças de atração para alguns objetos, como pedaços de ferro.

Membrana Celular: Parede fina que separa o microrganismo do seu ambiente.

Seleção Natural: Processo pelo qual os organismos mais bem adaptados substituem os menos adaptados, promovendo a sobrevivência daqueles com maior probabilidade sob determinadas condições.

Referências

[1] Zhou, X., Zhou, X., Wang, C., Zhou, H. 2023. Environmental and human health impacts of volatile organic compounds: a perspective review. Chemosphere 313:137489. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.137489

[2] Beretta, G., Mastorgio, A. F., Pedrali, L., Saponaro, S., Sezenna, E. 2019. The effects of electric, magnetic and electromagnetic fields on microorganisms in the perspective of bioremediation. Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 18:29–75. doi: 10.1007/s11157-018-09491-9

[3] Zablotskii, V., Polyakova, T., Lunov, O., Dejneka, A. 2016. How a high-gradient magnetic field could affect cell life. Sci. Rep. 6:37407. doi: 10.1038/srep37407

[4] Cortés-Castillo, M., Encinas, A., Aizpuru, A., Arriaga, S. 2024. Effect of applying a magnetic field on the biofiltration of hexane over long-term operation period. Environ. Sci. Pollut. Rep. doi: 10.1007/s11356-024-34671-2

Citação

Aizpuru A, López Bello E, Torres L, Ramírez C e Arriaga S (2024) Cleaning the Air With Microbes and Magnetic Fields. Front. Young Minds. 12:1386253. doi: 10.3389/frym.2024.1386253.

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