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Pavimentos asfálticos fresados (PAF) apresentam uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos que podem interagir com o meio ambiente e promover efeitos deletérios à saúde humana. Este estudo investigou o potencial de toxicidade dos PAF por meio da determinação de metais, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e testes de toxicidade aguda com Daphnia magna. Foram comparados extratos lixiviados e solubilizados de amostras de PAF e de resíduo asfáltico fresco. As análises de Mn apresentaram concentrações acima do critério de aceitação normativo brasileiro para os extratos solubilizados. As amostras resultaram em concentrações de Cd, Cr e Pb, que estão na lista de substâncias que conferem periculosidade aos resíduos. Em relação aos HPA, duas amostras de lixiviado apresentaram concentração de BaP acima do valor máximo permitido e as demais amostras apresentaram valores de BaP próximos ao limite estabelecido. Ademais, foram identificadas nas amostras concentrações de BaA, BbF, IcdP e Chr. Para os ensaios de toxicidade aguda, duas amostras solubilizadas indicaram toxicidade aguda para Daphnia magna. Os resultados indicaram que o método de preparo dos lixiviados e do extrato solubilizado influenciaram os valores de metais e a toxicidade aguda. Duas amostras de PAF foram classificadas como resíduos perigosos, sinalizando que tais materiais apresentam potencial para lixiviar substâncias perigosas ao ambiente. Portanto, a disposição em solo desse tipo de resíduo deve ser criteriosa, uma vez que sua composição contém substâncias que podem impactar o meio ambiente e causar efeitos toxicológicos em organismos vivos.