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Metais pesados | A Graça da Química
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Segundo Malavolta, o termo “metal pesado” refere-se a todos os elementos com peso específico maior que 5g/cm3. Incluem-se entre outros:

  • Essenciais: Cu, Fe, Mn, Mo, Zn.
  • Benéficos: Co, Ni, V.
  • Não essenciais, sem função ou tóxicos: Cd, Cr, Hg, Pb, Ag, etc.

Alterações antropogênicas vêm aumentando os níveis de íons metálicos em muitos dos nossos ecossistemas aquáticos naturais:

  • Mineração
  • Efluentes domésticos e industriais (galvanoplastia, metalurgia, tintas, etc)

Sedimentos considerados não contaminados devem conter menos de*:

  • Mercúrio e cádmio: 0,5 mg/kg.
  • Chumbo, cobre, cobalto e níquel: 50 mg/kg.
  • Zinco: 100 mg/kg.
  • Manganês: 1000 mg/kg.

* Salomons, Forstner (1984), Bryan, Langston (1992).

  • Fonte importante de contaminação do ambiente por metais pesados, os incineradores de lixo urbano e industrial, provocam a sua volatilização e formam cinzas ricas em metais, principalmente mercúrio, chumbo, cádmio (Greenpeace-2002).
  • Não são encontrados livres na natureza pois são altamente reativos, sob o ponto de vista químico.
  • Os seres humanos têm necessidade de alguns poucos metais e em doses pequenas (micronutrientes), como zinco, magnésio, ferro, etc. Acima dessas dosagens tornam-se tóxicos.
  • O nível de metais pesados nas águas naturais, no Brasil, é definido pela Resolução Conama no 20, de 18/06/1986.
  • Para água potável, os níveis são definidos pela Portaria 1469 (29/12/00 – MS).

  ARSÊNIO (grupo 5A; Z = 33; MA = 74,92)

 

  • Maioria dos seus compostos são tóxicos.
  • Usado na fabricação de certos tipos de vidros, no endurecimento de ligas de cobre e chumbo. Seu isótopo radioativo tem sido usado como traçador radioativo em toxicologia.
  • Sintomas na intoxicação crônica: feridas na pele que não cicatrizam. Nos estágios mais avançados, gangrena, cãncer de pele, danos a órgãos vitais.
  • Bangladesh: mais de 1 milhão de poços contaminados c/ níveis de 5 a 100 vezes maior que o parâmetro de potabilidade da OMS (0,01 mg/L). Pelo menos 7000 mortes.
  • Efeitos do envenenamento são cumulativos e podem levar mais de 15 anos para se manifestarem. Quando a epidemia foi reconhecida já estava em estágio avançado.
  • O arsênio também está presente em águas de vários países como China, Índia, México, Chile e Argentina.
  • No Brasil não há registro de contaminação da água por arsênio (Super Interessante – 2000).

BÁRIO (grupo 2A; Z = 56; MA = 137,3)

Metal alcalino terroso, da mesma família de magnésio e cálcio. Todos os compostos de bário solúveis em água são venenosos.


CÁDMIO (grupo 2B; Z = 48; MA = 112,4)

É biocumulativo e persistente no meio ambiente.

  • É encontrado como íon +2 em águas superficiais e subterrâneas. Também é encontrado como íon complexo em substâncias orgânicas e inorgânicas:

[CdX4]2           –CdX3]1 –        K[Cd(NO3)3]         K2[Cd(NO2)4]        K2[Cd(CN)4]

  • É um subproduto na mineração do zinco.
  • Cádmio e seus compostos são potencialmente carcinogênicos e têm sido considerado como fator de desenvolvimento de hipertensão e doenças do coração. Também pode causar problemas gastrointestinais, náuseas, vômitos, dor abdominal, cólica, diarréia, se inferido.
  • Usos:
  • Indústria eletrônica;
  • Baterias para celulares e pilhas recarregáveis;

 

  •  No Brasil, um estudo mostrou que solos e hortaliças continham cádmio em níveis de risco para a saúde. Essas verduras tinham sido cultivadas com adubo proveniente de compostagem de lixo orgânico. Folhas de alface, couve e brócolis apresentaram concentrações de cádmio de 2, 3 e 11,8 mg/kg, respectivamente.
  • Segundo a OMS, a ingestão diária máxima é de 1 mg/kg de massa corporal. O consumo dessas verduras leva à ingestão de cádmio com concentração 10 vezes superior às indicadas pela OMS.
  • Em função da vida média desse elemento (19 a 38 anos), existe uma acumulação principalmente nos rins e no fígado (Greenpeace – 2002).
  • Um acúmulo excessivo no organismo humano causa a doença “Itai-Itai”, que produz descalcificação dos ossos, reumatismo, nevralgias e problemas cárdio-vasculares.

  CHUMBO (grupo 4A; Z = 82; MA = 207,2)

  • Na Roma antiga era usado em recipientes p/ água e outros utensílios domésticos. Era também adicionado ao vinho (15 a 30 mg/L) como flavorizante.
  • É um metal macio, maleável, facilmente moldado. Encontrado na natureza nos estados de oxidação +2 e +4, mas na química ambiental predomina o íon +2.

 

  • É um poluente extremamente tóxico e penetrante; em crianças pode causar danos irreversíveis no cérebro; em adultos, a contaminação geralmente ocorre de forma ocupacional (Lisboa-1997; Klein-2001).
  • Utilizado em baterias de autos e como barreira de proteção contra raios-X. Seus compostos são usados como pigmentos para tintas a óleo, principalmente as de cor amarela.

 

  • 0,005 mg/L no sangue e 0,008 mg/L na urina são indícios de envenenamento. Acumula-se no cérebro causando cegueira, paralisia e morte (Klein-2001).
  • Além da contaminação ocupacional dos trabalhadores em níveis altos em função do tempo de exposição, as fundições e fábricas de reciclagem de baterias causam poluição, contaminando águas, solo, vegetação e ar.

 

  • No Brasil, um caso recente de contaminação por chumbo ocorreu em 1997, envolvendo a fábrica de baterias Moura, em Pernambuco. Desde maio/94 estão proibidas as importações de baterias usadas. Porém isto não deixou de ocorrer:
  • De janeiro a abril/97 o Brasil importou dos EUA, US$842.000.
  • De janeiro a maio/96, 72 toneladas

 

  •  108 contêiners (cerca de 3000 ton.) foram averiguados pelo Greenpeace em 1997. Usavam o código UN2794 (envio de materiais perigosos) aceito pela ONU. Esse material foi enviado pela International Trade Partners (registrada como empresa de venda de sucata de metais e baterias, com 5 empregados). As suas vendas praticamente se restringem ao Brasil. O destino desse material foram os portos de Suape e Recife.

COBRE (grupo 1B; Z = 29; MA = 63,55)

  • É um dos elementos essenciais para plantas e animais. Pode existir dissolvido em águas naturais como íon +2 (cúprico) ou na forma de complexos. Estudos demonstram que frequentemente a concentração de íon +2 livre é baixa quando comparada aos níveis de cobre associados a sedimentos suspensos e de fundo.

 

  • A deficiência de cobre no organismo humano se caracteriza por anemia. O excesso causa vômitos, hipotensão, icterícia, coma e até a morte.

  MANGANÊS (grupo 7B; Z = 25; MA = 54,94) Em níveis de traço, o manganês é essencial, porém em níveis altos pode causar problemas graves, como distúrbios mentais e emocionais e perda de agilidade de movimentos (manganismo).     SELÊNIO ( grupo 6A; Z = 34; MA = 78,96 )

 

É um metalóide utilizado na fabricação de células fotoelétricas, vidro e retificadores de corrente elétrica, aumenta a resistência à abrasão nas borrachas.   Até há alguns anos atrás, era considerado elemento-traço sem nenhum papel biológico.  Foi descoberta a ação do selênio na cura da doença de Keshan, pelos chineses. Na China, existem todos os tipos de suporte alimentar em selênio. Pesquisadores da Nova Zelândia conseguiram curar através do selênio as distrofias neuromusculares de quem apresentou esse problema. Nos EUA, a taxa média absorvida é de cerca de 100 a 200 mcg/dia, quantidade recomendada pelas autoridades sanitárias. Pode ser encontrado em águas naturalmente ou pelo despejo industrial.

 

O selênio na saúde humana:

  • Deficiência: degeneração pacreática, sensibilidade muscular, maior suscetibilidade ao câncer.

 

  • Excesso: fadiga muscular, unhas fracas, queda de cabelo, dermatite, vômito, congestão vascular interna, etc.
  • O selênio elementar é pouco tóxico, mas alguns dos seus compostos são  muito perigosos. Em concentrações superiores a 0,1 mg/m3 de ar podem ser bastante prejudiciais ou até mesmo letais.

 

  • Em alimentos, o limite é de 3 mg/L. Para as águas, os padrões estabelecem o limite de 0,05 mg/L. Segundo o CONAMA, a água para  o abastecimento público, potável, deverá apresentar o limite máximo de 0,01 mg/L.

Ref.: 1) CONAMA; 2) Tratamento de águas (L. Germain, L. Colas, J. Rouquet – Ed. Polígono, S. Paulo. 1972; 3) Tratamento de águas de abastecimento (José M. De A. Netto – Ed. da USP).

 

CROMO (grupo 6B; Z = 24; MA = 51,99)

  • Do ponto de vista biológico, as formas Cr3+ e Cr6+ são as mais importantes. A forma Cr(VI) é predominantemente solúvel no ambiente aquático.

 

  • Cr(VI) pode ser convertido em Cr(III) por meio de redutores (H2S, FeS, etc). A forma trivalente geralmente precipita, sendo adsorvida pelos sedimentos do fundo e partículas suspensas.
  • O cromo acumula-se nos peixes, moluscos e mexilhões.

 

  • O Cr(III) é essencial, em doses mínimas, p/ o metabolismo da glicose, proteínas e gorduras. Sua deficiência causa perda de peso e diminuição da tolerância à glicose.
  • O Cr(VI) é tóxico mesmo em baixas concentrações.

 

  • A descarga do cromo, tanto na forma III como na VI, são indesejáveis. O Cr3+, que não é tóxico, pode ser convertido por oxidação em Cr6+ no meio ambiente.
  • Os compostos de cromo(VI) são corrosivos e causam alergia na pele logo após o contato, independente da dose. Já foram relatados casos de dano ao fígado e rins devido ao Cr(VI) e a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer classifica os seus compostos como carcinogênicos. Níveis elevados, embora com exposição rápida, podem levar à ulcerações na pele, perfuração no aparelho respiratório e irritação no sistema gastrointestinal.

 

  • Indústrias de curtimento de couro são responsáveis por jogarem resíduos contaminados por cromo nas águas, em virtude de a maioria dessas indústrias não possuírem tratamento de efluentes. Em Minas são registrados 75 curtumes que em sua maioria são responsáveis pela poluição pelo cromo.

    MERCÚRIO (grupo 2B; Z = 80; MA = 200,6)

  • Como o chumbo, o mercúrio se acumula no cérebro causando deficiências, desde a cegueira e paralisia, até a morte.

 

  • É um líquido volátil, o que aumenta a sua toxidade ocupacional.
  • Amálgama é o nome que se dá às ligas (misturas) de mercúrio com outros metais, exceto ferro, cobalto, manganês e níquel.

 

  • Á temperatura ambiente reage com enxofre formando o HgS (cinábrio), insolúvel, quimicamente inerte e não volátil.
  • O vapor de mercúrio é absorvido rapidamente pelas vias respiratórias.

 

  • Usos do mercúrio metálico:
  • Em garimpos
  • Termômetros
  • Barômetros
  • Lâmpadas que produzem raios UV
  • Lâmpadas fluorescentes
  • Obtenção de vários metais a partir de seu minérios (ouro e prata)
  • Preparação de amálgamas (odontologia)
  • Produtos farmacêuticos
  • Preparação industrial de alumínio.

 

  • O problema do descarte de lâmpadas fluorescentes é muito sério. A produção brasileira é de cerca de 50 milhões de unidades. A relação entre o número de lâmpadas queimadas e o de fabricadas é de aproximadamente 1:1.
  • A reciclagem no Brasil ainda é precária. Existe apenas uma indústria para tratar da descontaminação de lâmpadas fluorescentes. Está localizada em Paulínea, São Paulo e possui tecnologia própria.

 

  • A regulamentação  para o descarte de resíduos sólidos se baseia na Norma NBR 10.004 da ABNT.
  • O mercúrio, segundo essa regulamentação, é classificado como resíduo Classe I (perigoso) – substância tóxica. O mercúrio e seus compostos não devem exceder o limite máximo no resíduo total em 100 mg/kg.

  ZINCO (grupo 2B; Z = 30; MA = 65,37)

  • Ocorre no estado de oxidação +2. É essencial para a nutrição, tendo papéis enzimáticos, estruturais e regulatório em muitos sistemas biológicos.
  • Ingestão recomendada:

 

  • em homens: 15 mg/dia
  • em mulheres: 12 mg/dia
  • A sua deficiência causa crescimento retardado, anorexia, dermatite, depressão e sintomas neuropsiquiátricos.

 

    • O excesso causa distúrbio gastrointestinal, diarréia, dano pancreático e anemia.
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