Trabalho apresentado à Professora Ivete Lopes, responsável pela disciplina EAMB013 - QUÍMICA AMBIENTAL 2 – Matriz Curricular do Curso de Engenharia Ambiental da UFAL.

METAIS PESADOS

Elina Wanessa Ribeiro Lopes

MACEIÓ – ALAGOAS

OUTUBRO DE 2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

Centro De Tecnologia - CTEC

1. INTRODUÇÃO

Metais pesados são substâncias tóxicas que não podem ser destruídas e são altamente radioativas do ponto de vista químico, o que explica a dificuldade em encontrá-las em estado puro na natureza. Na Química Ambiental, o termo Metais Pesados seria um caso particular que compreende aqueles metais que possuem toxicidade ao homem.

Normalmente apresentam-se em concentrações muito pequenas, associados a outros elementos químicos, formando minerais em rochas. Quando lançados na água como resíduos industriais, podem ser absorvidos pelos tecidos animais e vegetais. Mas nem todos os metais pesados são prejudiciais ao homem, alguns desempenham funções nutricionais, são eles: zinco, magnésio, cobalto e ferro.

Os principais Metais Pesados contaminadores das águas naturais são: Arsênio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo e Mercúrio, estes, serão mencionados de forma mais objetiva ao longo deste trabalho.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

De modo geral, metais pesados são bioacumulativos, o organismo não é capaz de eliminá-los. Pode-se definir de forma mais disseminada os metais pesados como aqueles que proporcionam efeitos adversos à saúde humana.

Os metais pesados surgem nas águas naturais devido ao lançamento de efluentes, provenientes de atividades industriais como: indústrias de mineração, galvanoplastias, indústrias de ferro, lavanderias, indústrias de petróleo entre outras. A indústria de curtimento de couro apresenta uma grande geração de resíduos sólidos e líquidos. Um dos grandes problemas desta atividade industrial está relacionado à alta produção de resíduos de cromo.

Os metais também podem ser originários de esgoto sanitário, estes efluentes quando lançados nas aguas, no solo ou até mesmo no ar, podem ser absorvidos pelos vegetais ou/e animais próximos ao local, com isso há um grande risco de contaminação/intoxicação ao longo da cadeia alimentar.

Seus efeitos sob a saúde humana, de forma generalizada, costumam estar ligados a diversos tipos de câncer, problemas no sistema nervoso central e doenças causadas pela passagem dessas substâncias tóxicas da mãe para o feto.

2.1 ARSÊNIO

O Arsênio é o elemento químico de símbolo As e número atômico 33. Os compostos de arsênio foram amplamente usados como pesticidas, antes da era moderna dos compostos orgânicos. Embora seu uso tenha diminuído a contaminação por arsênio ainda constitui um problema ambiental em algumas regiões do planeta.

     As fontes de arsênio para o ambiente são os pesticidas, mineração, fundição (ouro, chumbo, cobre e níquel), produção de ferro e aço, combustão de carvão. Mas, sua utilização não se resume a apenas veneno. O arsênio é muito utilizado no reforço de ligas metálicas e na conservação da madeira, além de clarificador em vidros e constituinte de fogos-de-artifício (na forma de realgar).

Nos sistemas aquáticos, a lixiviação de minas abandonadas de ouro, de décadas e séculos atrás, continua sendo fonte significativa de poluição por arsênio. O composto de arsênio mais utilizado no mundo é o óxido arsenioso (As2O3), sua utilização é voltada para o extermínio de pragas, por ser altamente letal em grandes quantidades. Assim, a principal forma de contaminação por arsênio é a ingestão de água, especialmente a subterrânea. Uma característica importante, é que a maioria dos poços não seguem os padrões estabelecidos para a sua perfuração e uso.

O excesso desse elemento causa câncer de pele e de fígado, e talvez, de bexiga e rins. A intoxicação por Arsênio provoca, em casos menos graves, o aparecimento de feridas na pele que não cicatrizam, chegando a um estado mais crítico da contaminação podem aparecer grandenas, danos a órgãos vitais e finalmente o câncer.

2.2 BÁRIO

O Bário é o elemento químico de símbolo Ba, número atômico 56, um elemento metálico, macio, e quando puro é branco prateado. O metal oxida muito facilmente e reage com água ou álcool.

As principais fontes naturais são: Intemperismo e erosão de depósitos naturais, onde ocorre na forma de barita (BaSO4), ou feldspatos ricos em Ba. Entre as atividades humanas que introduzem bário no meio ambiente, podemos citar: Perfuração de poços, onde é empregado em lamas de perfuração, produção de pigmentos, fogos de artifício, vidros e defensivos agrícolas. Quantias pequenas de combinações de bário são usadas em pinturas e óculos. Óxido de bário é utilizado para revestir eletrodos de lâmpadas fluorescentes, em razão da grande emissão elétrons.

O bário é tóxico para os humanos e animais. A maior parte de seus compostos é venenoso. Sua ingestão provoca elevação da pressão sanguínea, por vasoconstrição e bloqueio do sistema nervoso. Os sais de bário são em sua maior parte insolúveis e tóxicos e podem causar sérios problemas cardíacos como a fibrilação ventricular.

Além disso, outros sintomas de envenenamento são a salivação excessiva, convulsões, tremores, taquicardia, hipertensão, hemorragias internas, paralisia de membros superiores e inferiores e morte. O cloreto de bário também é extremamente tóxico e deve ser evitado o seu contato com mucosas, pele, assim como sua ingestão. Utiliza-se sulfato de sódio como antídoto para o envenenamento com bário, devido à capacidade de conversão do íon em sulfato de bário insolúvel e inofensivo.

2.3 CÁDMIO

O cádmio é um elemento químico de símbolo Cd e de número atômico 48. É um subproduto da mineração do zinco e é um metal raro que é mais facilmente encontrado em ambientes aquáticos (águas de superfícies subterrâneas), possui a propriedade de ser insolúvel, por isso se acumula nas gramíneas, em aves, gado, cavalos e na vida selvagem.

Seu principal uso é como anticorrosivo, depositando eletronicamente sobre certas partes de aviões, automóveis etc. Emprega-se o cádmio em ligas de baixo coeficiente de atrito e grande resistência à fadiga; em ligas fusíveis; em baterias alcalinas cádmio/níquel e em reatores atômicos, como o moderador de nêutrons.

Está presente em todos os alimentos e bebidas, mas, encontra-se mais concentrado em mariscos, ostras e peixes de água salgada, alguns tipos de chá e na fumaça do cigarro. Outras fontes incluem pinturas, soldas, pigmentos, ripas galvanizadas, baterias, combustão dos automóveis, e em alguns suplementos naturais, como: dolomita e medula óssea (tutano).

Ultimamente, causa grande preocupação a poluição ambiental resultante do descarte de baterias de telefones celulares e pilha elétrica que contém os metais tóxicos níquel e cádmio.

Aparentemente, não existe sistema que regule o metabolismo de absorção e excreção de cádmio. Sua intoxicação causa náuseas, vômitos, cólicas abdominais, diarreia, diminuição da temperatura corporal, perda de dentes, dores articulares, hiperatividade. O cádmio interfere com a absorção de cobre, zinco, ferro e cálcio e reduzindo os níveis desses minerais essenciais no organismo. É corrosivo, causa queimaduras severas em todo o tecido do corpo, pode ser fatal se ingerido ou inalado, inativa numerosos sistemas enzimáticos, por ligar-se aos grupos sulfidril das moléculas de proteína e pode causar câncer.

2.4 CHUMBO

O chumbo é um elemento químico de símbolo Pb, número atómico 82. A contaminação da água pelo chumbo tem sido objeto de várias pesquisas, água potável com baixo pH e baixas concentrações de sais dissolvidos podem carrear quantidades de chumbo vindas de soldas, encanamentos e ferragens, cisternas e reservatórios.

A intoxicação por chumbo tem como principais sintomas o aumento da pressão sanguínea, danos aos rins, abortos, alteração no sistema nervoso, diminuição da fertilidade do homem devido a problemas no esperma, diminuição da aprendizagem das crianças, modificações no comportamento de crianças e pode atingir o feto através da placenta da mãe, podendo causar sérios danos ao sistema nervoso e ao cérebro da criança.

Aproximadamente 75% é eliminado através da urina. Apesar do nível de chumbo na urina ter sido um indicador de exposição ao metal, é importante ressaltar que esta concentração não representa com fidelidade o grau de absorção, já que os rins excretam quantidades elevadas de chumbo somente quando a concentração do metal no sangue for alta. Para pequenas concentrações do metal, a determinação da concentração de chumbo na urina será útil quando acompanhada de outros parâmetros. Em pequenas quantidades o chumbo pode ser também eliminado pelo suor, saliva, unhas e cabelo. O chumbo pode ser encontrado no leite materno em pequenas quantidades.

2.5 COBRE

O cobre é um elemento químico de símbolo Cu, número atômico 29. É um elemento químico que ocorre de forma natural em praticamente todo ambiente, bem como nos organismos. As fontes de cobre para o meio ambiente incluem corrosão de tubulações de latão por águas ácidas, efluentes de estações de tratamento de esgotos, uso de compostos de cobre como algicidas aquáticos, escoamento superficial e contaminação da água subterrânea a partir de usos agrícolas do cobre como fungicida e pesticida no tratamento de solos e efluentes, e precipitação atmosférica de fontes industriais. As principais fontes industriais incluem indústrias de mineração, fundição e refinação.

O uso desse elemento representa para o ambiente problemas de contaminação, principalmente dos corpos hídricos. A contaminação por cobre causa uma disfunção genética

fata conhecida como Doença de Wilson. O processo de contaminação geralmente ocorre em feto cuja mãe apresenta altas concentrações de cobre no organismo. Em pessoas saudáveis o excesso de cobre presente em alimentos é eliminado, mas nos doentes de Wilson ocorre uma bioacumulação.

Infelizmente, o excesso de cobre ataca o fígado e o cérebro, provocando hepatite e sintomas neurológicos e psiquiátricos Irritação da pele e mucosas (lesões necróticas em contatos prolongados). Náuseas, vômitos, diarreias. Hipertermias, convulsões, icterícia, hepatomegalia, oligúria, anúria. No caso de ingestão, se não houver vômito, há absorção progressiva e envenenamento sistêmico, podendo ocorrer a morte em poucos dias A intoxicação aguda ocorre mais frequentemente após a ingestão de sulfato de cobre, encontrados, por exemplo, em algicidas aplicados aos reservatórios de aguas, piscinas, corantes industriais de várias cores, na conservação de alimentos, inseticidas, germicidas, na indústria para preservação de madeiras, tinturas de cabelo etc.

2.6 CROMO

O cromo é um elemento químico de símbolo Cr, número atômico 24. O cromo contido nas cinzas provenientes da incineração de resíduos sólidos das indústrias coureira e calçadista compromete o meio ambiente. O tempo considerável de degradação desses retalhos faz com que o solo fique sem uso por várias gerações. Vale à pena lembrar que o processo de curtimento é feito justamente para retardar a putrefação do couro.

As consequências ambientais do aumento nas concentrações de cromo incidem principalmente sobre espécies aquáticas desde algas até organismos superiores por difusão passiva. Normalmente o cromo acumula-se nas guelras, brônquios e vísceras cerca de 10 a 30 vezes mais, comparados ao acúmulo no coração, pele, escamas e músculos, podem determinar bioacumulação.

Os efeitos da bioacumulação em longo prazo nem sempre são previsíveis, principalmente no caso de compostos como o cromo, que não se decompõe ou que apresentam baixa degradabilidade, acumulando-se no meio ambiente e na cadeira alimentar, onde são absorvidos no organismo em concentrações muito maiores do que as de seu lançamento inicial.

O descarte inadequado do cromo pode contribuir para a contaminação de lençóis freáticos. A presença do cromo nos corpos hídricos causa impactos, altamente desfavoráveis, afetando a saúde da população humana que consome a água e se alimenta de peixes que se desenvolvem nestes locais. A bioacumulação em humanos pode apresentar efeitos imediatos, efeitos crônicos pela acumulação por longos períodos de tempo e, ainda mais preocupante, consequências genéticas para gerações futuras.

Em excesso, o cromo pode causar efeitos colaterais, como cansaço, perda de apetite, tendência a hematomas, náuseas, dores de cabeça, tonturas, alterações urinárias, sangramento nasal e reações cutâneas tipo urticária é eliminado pelo suor. A toxidade crônica ocorre lentamente por exposição contínua a um composto em baixas concentrações. A maioria dos microrganismos (protozoários, fungos, algas, bactérias) é capaz de absorver cromo. O cromo está presente em todas as plantas, mas não há evidências científicas de que seja essencial às mesmas.

Plantas em crescimento em solos contendo altas concentrações de cromo retêm o cromo em suas raízes e somente uma pequena parcela é transportada para as partes superiores das plantas, sendo improvável a bioacumulação nestas partes. Os resultados de

diversos estudos alertam para a necessidade de controle da água de abastecimento público em zonas rurais, especialmente as zonas industriais, tendo em vista que a maioria dos efeitos tóxicos causados pelo cromo ocorrem no trato respiratório.

2.7 MERCÚRIO

    O mercúrio é um elemento químico de símbolo Hg, número atômico 80. Ele é o único metal que é líquido a temperatura ambiente tendo ponto de fusão de - 38,87 graus Celsius, e ponto de ebulição de 356,58 graus Celsius. Este metal líquido prateado é muito denso, e ainda possui uma tensão superficial alta o bastante para fazer com que o seja capaz de formar pequenas esferas perfeitas nas rochas e minerais onde é encontrado.

As atividades industriais e a utilização de combustíveis fosseis, em geral, são acompanhadas por grandes derramamentos de mercúrio. Quando um curso de água é poluído pelo mercúrio, parte deste se volatiliza na atmosfera e depois torna a cair, em seu estado original com as chuvas. Uma outra parte absorvida direta ou indiretamente pelas plantas e animais aquáticos, circula e se concentra em grandes quantidades ao longo das cadeias alimentares.

Além disso, a atividade microbiana transforma o mercúrio metálico em mercúrio orgânico, altamente tóxico. Uma vez absorvido, o mercúrio é passando ao sangue, é oxidado e forma compostos solúveis, os quais se combinam com as proteínas sais e álcalis dos tecidos. Os compostos solúveis são absorvidos pelas mucosas, os vapores por via inalatória e os insolúveis pela pele e pelas glândulas sebáceas.

À medida que o mercúrio passa ao sangue, liga-se as proteínas do plasma e nos eritrócitos distribuindo-se pelos tecidos concentrando-se nos rins, fígado e sangue, medula óssea, parede intestinal, parte superior dos aparelhos respiratório mucosa bucal, glândulas salivares, cérebro, ossos e pulmões. É um tóxico celular geral, provocando desintegração de tecidos com formação de proteínas mercuriais solúveis e por bloqueio dos grupamentos - SH inibição de sistemas enzimáticos fundamentais a oxidação celular.

A nível de via digestiva os mercuriais exercem ação cáustica responsáveis pelos transtornos digestivos (forma aguda). No organismo todo, enfim o mercúrio age como veneno protoplasmático. As intoxicações por mercúrio variam seus sinais e sintomas de acordo com o nível de intoxicação, aguda, subaguda e crônica.

As manifestações clínicas causadas pela intoxicação por mercúrio abrangem: dor intensa, vômitos, coloração acinzentada da boca e faringe, sangramento das gengivas, sabor metálico na boca, ardência no trato digestivo, diarreia severa ou sanguinolenta, estomatite, glossite, nefrose, graves problemas hepáticos, problemas nervosos, caquexia, anemia, hipertensão e até possibilidade de alteração cromossômica. O diagnóstico dessa patologia é difícil, uma vez que a sintomatologia sugere diversas outras doenças.

Tabela 1 – Valores permitidos da quantidade de Metais pesados em corpos d´agua e lançamento de efluentes.

Metais Pesados Valor máximo permitido pela Portaria 518/2004

Valor máximo permitido pela Resolução CONAMA

430/2011

Arsênio 0,01 mg/L 0,5mg/L

Bário 0,7mg/L 5,0mg/L

Cádmio 0,005mg/L 0,2mg/L

Chumbo 0,01mg/L 0,5mg/L

Cobre 2,0mg/L 1,0mg/L

Cromo 0,05mg/L 0,1mg/L

Mercúrio 0,001mg/L 0,1mg/L

3. CONCLUSÃO

Como os metais pesados são substâncias altamente radioativas, do ponto de vista químico, e não podem ser destruídos, seu uso deve se tornar restrito em caso de extrema necessidade. Necessita-se de um controle acerca do lançamento de efluentes e abastecimento de águas quanto à presença desse tipo de material para que seja evitada a contaminação.

Percebe-se que essas substâncias causam danos irreversíveis à saúde humana e ao meio ambiente, além de serem de difícil desintoxicação. Assim, uma medida eficaz é o descarte correto desses produtos e subprodutos, além da sua reciclagem. O reaproveitamento dessas matérias primas, evita o descarte incorreto e impede que seu uso seja feito de forma descontrolada.

4. REFERENCIAL TEORICO

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