Universidade Federal de Rondnia Campus Ji-Paran METAIS PESADOS
TXICOS Curso: Engenharia Ambiental Disciplina: Qumica Ambiental A
Professor: Marcelo Bento da Silva
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-Classe de elementos qumicos muitos dos quais venenosos para os
seres humanos; p. ex: As, Pb, Cd, Hg. -Locais de fixao final desses
metais pesados: Solos e Sedimentos; Caractersticas -possuem alta
densidade se comparado com outros elementos ou a gua; -so
transportados de um lugar para outro por via area, seja como gases
ou como espcies adsorvidas sobre ou absorvidas em material
particulado em suspenso;
Toxicidade dos Metais Pesados -nas suas formas de elementos
livres no so particularmente txicos ; -nas suas formas catinicas e
quando ligados a cadeias curtas de carbonos possuem alta
toxicidade, apresentado forte afinidade por ctions de S; -Uma vez
ingerido, necessita-se de tratamento mdico atravs de composto que
atraia esse metal ainda mais forte que a ligao metal-enzima; -
utilizao de EDTA (c. Etilenodiaminotetractico) que possui a
propriedade de extrair e solubilizar a maioria dos ons
metlicos;
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Figura 1: Estrutura linear da molcula de EDTA.
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Bioacumulao de Metais Pesados -processo atravs do qual os seres
vivos absorvem e retm substncias qumicas no organismo, podendo ser
de forma direta atravs do ambiente que os envolve ou indiretamente
a partir da alimentao; -na gua potvel a concentrao da maioria dos
metais pesados so normalmente pequenas, enquanto que dos alimentos
podem ser importantes (produtos qumicos orgnicos txicos); -a
extenso na qual uma substncia se acumula no organismo de uma pessoa
est diretamente relacionada com sua taxa de ingesto;
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Mercrio -utilizao do mercrio elementar (Hg 0 ) em bulbos de
lmpadas fluorescentes ou termmetro; -possui alta volatilidade se
comparado com outros metais (~357 0 C), tendo vapor altamente
txico; -uma vez na forma vapor, apresenta-se estvel podendo
permanecer na atmosfera por longo tempo; -pode formar sais com
cloro, enxofre e oxignio ou ainda ligar-se covalentemente com tomo
de carbono dando origem a compostos de Hg orgnico (metil, etil);
-suas emisses acontecem principalmente em usinas tocadas a carvo e
leo combustvel ambos contendo traos, podendo atingir centenas de
ppm;
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-lixes municipais se mostram como fontes potenciais de Hg, p.
ex: descarte de baterias; -vulces, plantas de extrao de carvo e
incineradoras de lixo so considerados fontes importantes de emisses
de Hg para atmosfera; -estima-se que a emisso anual de mercrio no
ambiente vindo de todas as fontes, exceda 10 4 Ton; Amlgamas de Hg
-solues ou ligas formadas com outros mtais, p. ex: o amlgama dental
(Hg, Ag e Sn); -extrao de Au e Ag de depsitos minerais
utilizando-se Hg o qual forma amlgama com esses metais;
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-no Brasil, o procedimento de extrao realizado com muita
frequncia na regio Amaznica, trazendo grandes riscos sade das
pessoas envolvidas e da comunidade; A Formao de Metilmercrio
-capacidade de formar ligaes covalentes confere ao on mercrico (Hg
2+ ) a possibilidade de se ligar com o nion metila (CH 3 - )
originando o dimetilmercrio (Hg(CH 3 ) 2 ), um lquido molecular
voltil; -esse processo ocorre nos sedimentos de rios e lagos em
condies anaerbicas quando bactrias e microorganismos convertem Hg
2+ em (Hg(CH 3 ) 2 ); -maior parte do Hg presente em seres humanos
encontra-se na forma de metilmercrio e quase todo ele proveniente
da alimentao do peixe que compe nossa dieta alimentar;
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Toxicidade do Metilmercrio - solvel em lipdeos e tem afinidade
por tomos de S, possuindo tempo de meia vida t 1/2 = 70 dias;
Outras Fontes de Metilmercrio -utilizao na agricultura (fungicida)
ou industria de tinta; -processo de lixiviao nas rochas e nos solos
sendo introduzidos nos sistemas aquticos por processos naturais;
-reas devastadas da floresta Amaznica, ou seja, exposio do solo
pode vir a introduzir uma quantidade considervel do elemento para o
ambiente;
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O peixe tem sido apontado como a principal via de intoxicao do
ser humano por mercrio. A forma qumica mais txica do mercrio tem
sido identificada como a do metilmercrio [9]. O mercrio
transformado em metilmercrio por ao de bactrias; o peixe absorve o
metilmercrio da gua e, tambm, pela ingesto de organismos aquticos
[13]. Mesmo em regies com nveis normais de mercrio na gua, podem
ser observados nveis altos de mercrio em peixes, pois ao ser
incorporado na cadeia trfica, o mercrio biomagnificado e
bioacumulado, devido a sua longa meia-vida nos organismos (640 a
1200 dias) [11]. No homem, a absoro intestinal do metilmercrio
maior que 95% e sua meia-vida biolgica para eliminao em torno de 70
dias. Quando absorvido, acumula-se nos rins, no fgado e no sistema
nervoso central (SNC), atuando como inibidor enzimtico. Mercury
levels in freshwater fishes from piscicultures estabilished in So
Paulo State Marcelo A. Morgano; Priscila C. Gomes; Dilza M. B.
Mantovani; Adriana A. M. Perrone; Talita F. Santos
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Chumbo -sua concentrao ambiental tem diminudo substancialmente,
resultado de um maior controle de sua utilizao; -sua concentrao
atingiu um mximo de concentrao na poca dos romanos; -devido ao seu
ponto de fuso (327 0 C) possui vasta aplicao na indstria; Os ons de
Chumbo -possui a espcie Pb 2+ como on estvel; -o chumbo no
constitui um problema ambiental at que venha a se dissolver e
produzir a forma inica, contrastando assim, com o mercrio;
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-no reage sozinho com cidos diludos, porm em soldas seladas de
lata pode-se dissolver na presena de O 2 ; 2Pb 0 (s) + O 2(g) + 4H
+ (aq) 2Pb 2+ (aq) + 2H 2 O -tem grande aplicao no processo de
esmaltar a cermica; PbO (s) + 2H + (aq) Pb 2+ (aq) + H 2 O Sais
Insolveis de Chumbo -a presena de concentraes significativas de
chumbo em guas naturais muito pequena visto que seus sais, como por
exemplo, sulfeto e carbonato so altamente insolveis; PbS (aq) Pb 2+
(aq) + S 2- (aq) PbCO 3(aq) Pb 2+ (aq) + CO 3 2- (aq)
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-porm em guas com pH cido, a extenso da reao ocorre com a
formao: S 2- (aq) + 2H + (aq) H 2 S (aq) -podemos concluir que em
corpos hdricos com pH cido, concentraes de ons Pb 2+ podem ser
significativas caso entrem em contato com minerais de chumbo
insolveis; on Pb 4+ -em ambientes altamente oxidantes o chumbo pode
formar o on Pb 4+ ; - na forma de xido PbO 2 amplamente utilizado
como pigmentos de tintas, especialmente para o ferro para impedir o
processo de corroso;
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- utilizado em grande escala na produo 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 on chumbo no eletrodo de xido
adquire os 2e - e converte- se em Pb 4+ e Pb 2+ tambm na forma de
sulfato; PbO 2(s) + SO 4 2- (aq) + 4H + (aq) + 2e - PbSO 4(s) + 2H
2 O -tendo a reao lquida global com produo de energia: Pb (s) + PbO
2(s) + 2H 2 SO 4(aq) 2PbSO 4(s) + 2H 2 O -atualmente a maior parte
das baterias usadas seguem para a reciclagem, porm, existem ainda
gargalos que acabam liberando esse material no meio ambiente,
contribuindo dessa forma para lanamento de chumbo no ambiente.
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Chumbo Orgnico Tetravalente -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; -so eliminados no processo de
combusto como haletos (PbBr 2, PbCl 2 ) sofrendo fotoxidao formando
PbO; PbBr 2 Pb 2+ + 2Br - 2Pb 2+ + 2O 2 2PbO + O 2 -esse PbO na
forma de partculas de aerossois pode entrar na cadeia
alimentar;
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Chumbo no Meio Ambiente -em contraste com o Hg, pouca ou
nenhuma metilao de Pb inorgnico ocorre na natureza; -chumbo orgnico
provm da gasolina; -em muitos pases ainda se tem a utilizao de Pb
na gasolina, tendo como descarte final o ar atmosfrico; -se
compararmos tomo por tomo, o Pb no to perigoso quanto o Hg; -ambos
os metais na forma orgnica so mais txicos do que ctions inorgnicos;
-em termos de concentrao no ambiente, o Pb est muito mais prximo
(x10) do nvel no qual se manifestam sinais de intoxicao.
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O caso fatdico em Bauru, SP, um dos exemplos dessa contaminao.
A Indstria de Acumuladores Ajax, uma das maiores fbricas de
baterias automotivas do pas localizada no km 112 da Rodovia
Bauru-Ja, contaminou com chumbo expelido pelas suas chamins 113
crianas, sendo encontrados ndices superiores a 10
miligramas/decilitro (ACEITUNO,18-04-2002). Foram constatados ainda
a contaminao de animais, leite, ovos e outros produtos agrcolas,
resultando em um enorme prejuzo para os proprietrios. Um dos casos
mais interessantes foi o de uma criana de 10 anos, moradora de um
Ncleo Habitacional localizado prximo fonte poluidora. Desde os 7
meses de idade sofria de diarria e de deficincia mental. Somente
aps suspeitas dessa contaminao, em 1999, quando amostras do seu
sangue foram enviadas a dois centros toxicolgicos nos Estados
Unidos, que foi constatada a intoxicao por chumbo, urnio, alumnio e
cdmio (ACEITUNO, 18-04-2002).
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Cdmio -ocorre conjuntamente com o Zn, j que um subproduto da
fuso do zinco; -a combusto do carvo introduz cdmio no ambiente;
-tem grande aplicao na indstria de baterias recarregveis; Cd (s) +
2OH - Cd(OH) 2(s) + 2e - -essas baterias possuem em mdia ~5g de Cd,
sendo grande parte volatilizada e emitida para o ambiente quando
essas so incineradas em lixes ou aterros;
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O Cdmio no Meio Ambiente -a utilizao em grande escala na
indstria de tintas como pigmentos de sulfeto de cdmio para produo
de cores amarelas brilhantes; - emitido para a atmosfera mediante a
incinerao de plsticos e outros materiais que utilize esses
pigmentos; -o ction Cd 2+ se apresenta bastante solvel em gua e a
menos que estejam presentes ons sulfeto para precipit-los apenas
pequena parcela se d por ingesto direta de gua ou inalao do ar;
-excees a isso, as pessoas que morram nas proximidades de minas de
carvo ou grandes fundies de Zn;
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-fumantes tambm esto expostos ao Cd, onde esse absorvido do
solo e da gua de irrigao pelas plantas de tabaco; -em nossa dieta,
encontra-se uma grande exposio ao cdmio: frutos do mar e os rgos
comestveis (rins); -devido a similaridade com o Zn, as plantas
absorvem Cd das guas de irrigao, atravs do uso de fertilizantes
fosfatados que contm Cd inico e se solubilizam; -outra maneira de
inserir Cd na cadeia produtiva de alimentos atravs de lodo de
esgoto industrial contaminado com cdmio que uma vez emitido pelas
industrias aumenta sua concentrao no solo e consequentemente nas
plantas que crescem sobre ele; -no organismo, a dose letal 1g, porm
os seres humanos esto protegidos contra exposio crnica por uma
protena cuja funo regular o metabolismo de Zn.
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Arsnio -foram usados amplamente na agricultura como pesticidas
antes da era dos compostos orgnicos, sendo ainda hoje essas
contaminaes um problema ambiental em algumas regies do planeta;
-geralmente o As forma ligaes inicas em vez de covalentes; -as
formas de As para o meio ambiente esto relacionadas com o uso
continuado de seus compostos como pesticidas, emisso durante a
minerao e fundio e Au e combusto do carvo; -lixiviao de minas de Au
abandonadas carreiaram As para os corpos hdricos; -os pesticidas
comuns baseados em arsnio so o Pb 3 (AsO 4 ) 2, Cu 3 (AsO 3 ) 2
;
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-a ingesto de gua especialmente subterrnea constitui a
principal fonte de arsnio para a maioria das pessoas; -as formas
orgnicas comuns do As no esto associadas a grupos orgnicos e sim a
cidos solveis em gua.