Metais Pesados Tóxicos. -Classe de elementos químicos muitos dos quais venenosos para os seres humanos; p. ex: As, Pb, Cd, Hg.

Transcrição

1 Metais Pesados Tóxicos -Classe de elementos químicos muitos dos quais venenosos para os seres humanos; p. ex: As, Pb, Cd, Hg. -Locais de fixação final desses metais pesados: Solos e Sedimentos; Características -possuem alta densidade se comparado com outros elementos ou a água; -são transportados de um lugar para outro por via aérea, seja como gases ou como espécies adsorvidas sobre ou absorvidas em material particulado em suspensão; Toxicidade dos Metais Pesados -nas suas formas de elementos livres não são particularmente tóxicos; -nas suas formas catiônicas e quando ligados a cadeias curtas de carbonos apresentam alta toxicidade, apresentado forte afinidade por cátions de S; -uma vez ingerido, necessita-se de tratamento médico através de composto que atraia esse metal ainda mais forte que a ligação metal-enzima; -utilização de EDTA (ác. Etilenodiaminotetracético) que possui a propriedade de extrair e solubilizar a maior parte dos íons metálicos;

2 Bioacumulaçãode Metais Pesados -processo através do qual os seres vivos absorvem e retém substâncias químicas no organismo, podendo ser de forma direta através do ambiente que os envolve ou indiretamente a partir da alimentação; -na água potável a concentração da maioria dos metais pesados é normalmente pequena, enquanto que dos alimentos podem ser importantes (produtos químicos orgânicos tóxicos); -extensão na qual uma substância se acumula no organismo de uma pessoa está diretamente relacionada com sua taxa de ingestão;

3 Mercúrio -utilização do mercúrio elementar (Hg 0 ) em bulbos de lâmpadas fluorescentes ou termômetro; -possui alta volatilidade se comparado com outros metais (~357 0 C), tendo vapor altamente tóxico; -uma vez na forma vapor, apresenta-se estável podendo permanecer na atmosfera por longo tempo; -pode formar sais com cloro, enxofre e oxigênio ou ainda ligar-se covalentemente com átomo de carbono dando origem a compostos de Hg orgânico (metil, etil); -suas emissões acontecem principalmente em usinas tocadas a carvão e óleo combustível ambos contendo traços, podendo atingir centenas de ppm; -lixões municipais se mostram como fontes potenciais de Hg, p. ex: descarte de baterias; -vulcões, plantas de extração de carvão e incineradoras de lixo são, considerados fontes importantes de emissões de Hg para atmosfera; -estima-se que a emissão anual de mercúrio no ambiente vindo de todas as fontes, exceda 10 4 Ton; Amálgamas de Hg -soluções ou ligas formadas com outros métais, p. ex: o amálgama dental (Hg, Ag e Sn);

4 -extração de Au e Ag de depósitos minerais utilizando-se Hg o qual forma amálgama com esses metais; -no Brasil, o procedimento de extração é realizado com muita frequência na região Amazônica, trazendo grandes riscos à saúde das pessoas envolvidas e da comunidade; A Formação de Metilmercúrio -capacidade de formar ligações covalentes confere ao íon mercúrico (Hg 2+ ) a possibilidade de se ligar com o ânion metila (CH - 3 ) originando o dimetilmercúrio (Hg(CH 3 ) 2 ), um líquido molecular volátil; -esse processo ocorre nos sedimentos de rios e lagos em condições anaeróbicas quando bactérias e microorganismos convertem Hg 2+ em (Hg(CH 3 ) 2 ); -maior parte do Hg presente em seres humanos encontra-se na forma de metilmercúrio e quase todo ele é proveniente da alimentação do peixe que compõe nossa dieta alimentar; Toxicidadedo Metilmercúrio -é solúvel em lipídeos e tem afinidade por átomos de S, possuindo tempo de meia vida t 1/2 = 70 dias; Outras Fontes de Metilmercúrio -utilização na agricultura (fungicida) ou indústria de tinta; -processo de lixiviação nas rochas e nos solos sendo introduzidos nos sistemas aquáticos por processos naturais;

5 -áreas devastadas da floresta Amazônica, ou seja, exposição do solo pode vir a introduzir uma quantidade considerável do elemento para o ambiente. Chumbo -sua concentração ambiental tem diminuído substancialmente, resultado de um maior controle de sua utilização; -sua concentração atingiu um máximo de concentração na época dos romanos; -devido ao seu ponto de fusão (327 0 C) possui vasta aplicação na indústria; Os Íons de Chumbo -possui a espécie Pb 2+ como íon estável; -o chumbo não constitui um problema ambiental até que venha a se dissolver e produzir a forma iônica, contrastando assim, com o mercúrio; -não reage sozinho com ácidos diluídos, porém em soldas seladas de lata pode-se dissolver na presença de O 2 ; 2Pb 0 (s)+ O 2(g) + 4H + (aq) 2Pb 2+ (aq)+ 2H 2 O -tem grande aplicação no processo de esmaltar a cerâmica; PbO (s) + 2H + (aq) Pb 2+ (aq)+ H 2 O Sais Insolúveis de Chumbo -a presença de concentrações significativas de chumbo em águas naturais é muito pequena visto que seus sais, como por exemplo, sulfeto e carbonato são altamente insolúveis;

6 PbS (aq) Pb 2+ (aq)+ S 2- (aq) PbCO 3(aq) Pb 2+ (aq)+ CO 3 2- (aq) -porém em águas com ph ácido, a extensão da reação ocorre com a formação: S 2- (aq)+ 2H + (aq) H 2 S (aq) -podemos concluir que em corpos hídricos com ph ácido, concentrações de íons Pb 2+ podem ser significativas caso entrem em contato com minerais de chumbo insolúveis ; Íon Pb 4+ -na forma de óxido PbO 2 é amplamente utilizado como pigmentos de tintas, especialmente para o ferro para impedir o processo de corrosão; -em ambientes altamente oxidantes o chumbo pode formar o íon Pb 4+ ; -é utilizado em grande escala na produção de baterias para o setor automotivo, sendo um eletrodo de Pb e outro de PbO 2 ; Pb (s) + SO 4 2- (aq) PbSO 4(s) + 2e - -um íon chumbo no eletrodo de óxido adquire os 2e - e converte-se em Pb 4+ e Pb 2+ também na forma de sulfato; PbO 2(s) + SO 4 2- (aq) + 4H + (aq)+ 2e - PbSO 4(s) + 2H 2 O -tendo a reação líquida global com produção de energia: Pb (s) + PbO 2(s) + 2H 2 SO 4(aq) 2PbSO 4(s) + 2H 2 O

7 -atualmente a maior parte das baterias usadas seguem para a reciclagem, porém, existem ainda gargalos que acabam liberando esse material no meio ambiente, contribuindo dessa forma para lançamento de chumbo no ambiente. ChumboOrgânicoTetravalente -formam compostos covalentes com o grupo metila e etila sendo Pb(CH 3 ) 4 e Pb(C 2 H 5 ) 4 ; -esses compostos foram usados como aditivos da gasolina no passado e atualmente vem sendo proibidos; -são eliminados no processo de combustão como haletos (PbBr 2, PbCl 2 ) sofrendo fotoxidação formando PbO; PbBr 2 λ Pb Br - 2Pb O 2 2PbO + O 2 -esse PbO na forma de partículas de aerossóis pode entrar na cadeia alimentar; Chumbo no Meio Ambiente -em contraste com o Hg, pouca ou nenhuma metilação de Pb inorgânico ocorre na natureza; -chumbo orgânico provém da gasolina; -em muitos países ainda se tem a utilização de Pb na gasolina, tendo o descarte final o ar atmosférico; -se compararmos átomo por átomo, o PB não é tão perigoso quanto o Hg;

8 -ambos os metais na forma orgânica são mais tóxicos do que cátions inorgânicos; -em termos de concentração no ambiente, o Pb está muito mais próximo (x10) do nível no qual se manifestam sinais de intoxicação. Cádmio -ocorre conjuntamente com o Zn, já que é um subproduto da fusão do zinco; -a combustão do carvão introduz cádmio no ambiente; -tem grande aplicação na indústria de baterias recarregáveis; Cd (s) + 2OH - Cd(OH) 2(s) + 2e - -essas baterias possuem em média ~5g de Cd, sendo grande parte volatilizada e emitida para o ambiente quando essas são incineradas em lixões ou aterros; O Cádmio no Meio Ambiente -a utilização em grande escala na indústria de tintas como pigmentos de sulfeto de cádmio para produção de cores amarelas brilhantes; -é emitido para a atmosfera mediante a incineração de plásticos e outros materiais que utilize esses pigmentos; -o cátion Cd 2+ apresenta-se bastante solúvel em água e a menos que estejam presentes íons sulfeto para precipitá-los apenas pequena parcela se dá por ingestão direta de água ou inalação do ar; -exceções a isso, as pessoas que morram nas proximidades de minas de carvão ou grandes fundições de Zn;

9 -fumantes também estão expostos ao Cd, onde esse é absorvido do solo e da água de irrigação pelas plantas de tabaco; -em nossa dieta, encontra-se uma grande exposição ao cádmio: frutos do mar e os órgãos comestíveis (rins); -devido à similaridade com o Zn, as plantas absorvem Cd das águas de irrigação, através do uso de fertilizantes fosfatados que contém Cd iônico e se solubilizam; -outra maneira de inserir Cd na cadeia produtiva de alimentos é através de lodo de esgoto industrial contaminado com cádmio que uma vez emitido pelas indústrias aumenta sua concentração no solo e consequentemente nas plantas que crescem sobre ele; -no organismo, a dose letal é1g, porém os seres humanos estão protegidos contra exposição crônica por uma proteína cuja função é regular o metabolismo de Zn. Arsênio -foram usados amplamente na agricultura como pesticidas antes da era dos compostos orgânicos, sendo ainda hoje essas contaminações um problema ambiental em algumas regiões do planeta; -geralmente o As forma ligações iônicas em vez de covalentes; -as formas de As para o meio ambiente estão relacionadas com o uso continuado de seus compostos como pesticidas, emissão durante a mineração e fundição e Au e combustão do carvão;

10 -lixiviação de minas de Au abandonadas carrearam As para os corpos hídricos; -os pesticidas comuns baseados em arsênio são o Pb 3 (AsO 4 ) 2, Cu 3 (AsO 3 ) 2 ; -a ingestão de água especialmente subterrânea constitui a principal fonte de arsênio para a maioria das pessoas; -as formas orgânicas comuns do As não estão associadas a grupos orgânicos e sim a ácidos solúveis em água.