Os
metais de fato são elementos químicos, muito dos quais venenosos ao seres
humanos. Eles diferenciam-se dos compostos orgânicos tóxicos, por serem
absolutamente não degradáveis, de maneira que podem acumular no meio ambiente
onde manifestam sua toxicidade.
Os
locais de mais fixação destes metais são os solos e os sedimentos, embora
pensemos nestes como poluentes das águas e como contaminantes de nossos
alimentos, estes são em sua maioria transportada por vias aéreas, seja como
gases ou espécies adsorvidas o absorvidas em material particulado em suspensão,
assim a maioria de metais pesados que contaminem os lagos ou mares então em
contato a partir do ar.
Os
metais que apresentam os maiores riscos ambientais, por seu uso freqüente pelo
homem e sua maior toxicidade e ampla distribuição são: Mercúrio (Hg), Chumbo
(Pb), Cádmio (Cd) e arsênio (As).
Toxicidade
dos Metais Pesados
Embora
a vapor do mercúrio seja altamente tóxico, os quatro metais pesados, Hg, Pb, Cd
e As, nas suas formas de elementos livres condensados, não são particularmente
tóxicos, mas os são perigosos em suas formas catiônicas e quando ligados a
cadeias curtas de átomos de carbonos. Do ponto de vista bioquímico, o mecanismo
de sua tóxica deriva da forte afinidade dos cátions pelo enxofre.
A
toxicidade dos quatro metais pesados depende em grande medida da forma química
do elemento, isto é, de sua especiação. Por exemplo, as toxicidades do chumbo
metálico, do chumbo com íon Pb2+ e do chumbo na forma de moléculas covalentes,
diferem substancialmente. As formas quase totalmente insolúveis passam pelo
corpo humano sem causar grandes danos.
As
formas mais devastadoras são aquelas que causam doenças imediatas ou morte
(como o oxido de arsênio em dose superficialmente elevada).
Para
alguns metais pesados, como o mercúrio, a forma mais tóxica é a que tem grupos
de alquila ligados ao metal, dado que muito de tais compostos são solúveis no
tecido animal e podem passar através das membranas biológicas.
Bioacumulação
de metais pesados
O
Mercúrio é o único dos quatro metais pesados que é capaz de bioacumular no
organismo, entretanto muitos organismos aquáticos podem bioconcentar
metais pesados. Por exemplo, ostras e mexilhões podem conter níveis de mercúrio
e cádmio 100 vezes maior que os das águas nas quais vivem.
As
concentrações da maioria dos metais pesados encontrados na água potável são
normalmente pequenas e não causam problemas diretos à saúde; contudo, ocorrem
exceções, como no caso dos produtos químicos orgânicos tóxicos, as quantidades
de metais ingeridos através de nossas dietas alimentícia são normalmente muito
mais importante que as quantidades atribuíveis à água que bebemos.
A
extensão na qual uma substancia se acumula em uma pessoa ou em qualquer outro
organismo depende da quantidade da ingestão pela qual é inserida, e do
mecanismo pelo qual ela é eliminada, isto é seu decaimento.
Mercúrio
O
mercúrio elementar é usado em centenas de aplicações, muitas delas tiram
aproveito de sua propriedade incomum de ser um liquido que conduz bem a
eletricidade. Ele é utilizado em bulbos de lâmpadas fluorescentes, e em
lâmpadas de mercúrio utilizadas para iluminação publica, dados que os átomos de
mercúrio excitados emitem luz na região do comprimento da onda correspondente à
luz visível.
O
mercúrio é o mais volátil de todos os metais, e seu vapor é altamente tóxico.
Se o mercúrio for usado em ambientes fechados, é preciso uma ventilação
adequada, já que a pressão do vapor de equilíbrio do mercúrio é centenas de
vezes maior que a exposição máxima recomendada. O próprio mercúrio liquido não
é altamente tóxico, sendo excretada a maior parte da quantidade ingerida.
O
mercúrio difunde-se dos pulmões para a corrente sanguínea, e depois atravessa a
barreira sangue-cérebro para penetrar no cérebro; o resultado é um grave dano
no sistema nervoso central, que se manifesta por dificuldades na coordenação,
na visão e no sentido do tato.
Grandes
quantidades de vapor de mercúrio são lançadas ao ar, como resultado da combustão
descontrolada de carvão e óleo combustível, ambos contendo quantidades traço do
elemento, e da incineração de lixo municipal, que contem mercúrio em alguns
produtos, como as baterias.
DE
fato, as plantas de energia que usam carvão como combustível e as incineradoras
de lixo são, provavelmente, as maiores fontes atuais de emissões de mercúrio da
atmosfera.
O
mercúrio gasoso aerotransportado atravessa normalmente longas distâncias antes
de ser oxidado e dissolvido na água da chuva e finalmente depositado na terra
ou nos cursos d’agua.
O
mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Seu ponto de fusão é
-40°C e o de ebulição 357°C. É muito denso (13,5 g/cm3), e possui alta tensão
superficial. Combina-se com outros elementos como o cloro, o enxofre e o
oxigênio, formando compostos inorgânicos de mercúrio, na forma de pó ou de
cristais brancos. Um desses compostos é o cloreto de mercúrio, que aparece nas
pilhas secas e será abordado no presente trabalho. Esse composto prejudica todo
o processo de reciclagem se não for retirado nas primeiras etapas de
tratamento.
Embora
muitos fabricantes afirmem o contrário, a maioria das pilhas zinco-carbono
possui mercúrio em sua composição, proveniente do minério de manganês. Apenas
atualmente alguns desses fabricantes têm encontrado soluções para evitar o uso
deste metal. O mercúrio também se combina com carbono em compostos orgânicos.
É
utilizado na produção de gás cloro e de soda cáustica, em termômetros, em
amálgamas dentárias e em pilhas.
Chumbo
(Pb)
O
chumbo foi usado antigamente como metal para estrutura e na construção de
edifícios à prova de intempéries. Os romanos antigos usavam em dutos de
água e recipientes para cozinhar.
Ele
ainda é utilizado na indústria da construção de materiais para telhados e chapas
para cobrir juntas, e em isolamentos acústicos. Quando combinado com o estanho,
forma solda, uma liga de baixo ponto de ebulição usada em eletrônica e outras
aplicações para fazer conexões entre metais sólidos.
Também
encontra-se o chumbo na munição (balas de chumbo) usadas em grandes quantidades
pelos caçadores de aves aquáticas. Muitos patos e gansos são feridos ou mortos
de envenenamento crônico por chumbo após a ingestão de uma bala desse metal, a
qual dissolve em seu interior. Além disso, alguns patos consomem as bolinhas de
chumbo abandonadas na terra ou no fundo das lagoas, confundindo-as com comida
ou grãos. Quando as aves predadoras capturam uma ave aquática que tenha sido
atingida pelo tiro de um caçador ou que tenha ingerido bolinhas e chumbo, elas
tornam-se vitimas de envenenamento por chumbo.
Em
contraste com o caso do mercúrio, pouca ou nenhuma metilação de chumbo
inorgânico ocorre na natureza. Uma grande proporção de chumbo no meio ambiente
em muitas partes do mundo tem origem na emissão veicular e ocorre
principalmente na forma inorgânica.
O
uso da gasolina com chumbo permanece inalterado em muitos países do mundo.
Nestas regiões, o ar é a principal fonte de absorção de chumbo pelas pessoas,
como foi no passado na América do Norte e na Europa.
Parte
do chumbo da gasolina entra no corpo diretamente pelo ar inalado, e parte entre
indiretamente através dos alimentos que tenham incorporado ao chumbo; o oxido
de chumbo transportado pelo ar acaba por se depositar no solo, na água, nas
frutas, ou nos vegetais folhosos, podendo então, entrar na cadeia alimentar, já
que o chumbo solúvel é adsorvido pelas plantas.
De
fato, a absorção de chumbo pelo organismo aumenta em pessoas quem tem
deficiência de cálcio (ou ferro) e muito mais elevada em crianças do que em
adultos.
O
chumbo permanece no corpo humano durante quatro anos, podendo, assim,
acumular-se no organismo. A dissolução dos ossos, que pode ocorrer em enfermos
ou idosos, resulta na remobilização do chumbo estocado, que volta para a
corrente sanguínea, onde pode produzir efeitos tóxicos.
Que
metais pesados, como o chumbo, prejudicam os rins deveria ser de conhecimento
comum há séculos. Isso porque pintores e operadores de linotipos a chumbo, nas
antigas gráficas, sofriam muito mais do que outros grupos profissionais, de
graves problemas nos rins.
Arsênio
(As)
O arsênico é um
metal de ocorrência natural, sólido, cristalino, de cor cinza-prateada. Exposto
ao ar perde o brilho e torna-se um sólido amorfo de cor preta. Esse metal é
utilizado como agente de fusão para metais pesados, em processos de soldagens e
na produção de cristais de silício e germânio. O arsênico é usado na fabricação
de munição, ligas e placas de chumbo de baterias elétricas. Na forma de
arsenito é usado como herbicida e como arsenato, é usado nos inseticidas.
Sabe-se
que o arsênio é carsinógeno para os seres humanos. A inalação de arsênio e,
provavelmente, também sua ingestão, resultam em câncer de pulmão. A ingestão de
arsênio causa câncer de pele e de fígado, e talvez de bexiga e rins. Existem
evidencias de que o fumo do cigarro e a exposição simultânea ao arsênio
presente no ambiente atuam de maneira sinérgica, causando câncer de pulmão, ou
seja, efeito dos dois fatores juntos é maior que a soma de seus efeitos
individuais, se cada um atuasse independentemente.
O
As (III) inorgânico é mais tóxico que o arsênio (V), embora esse último seja
reduzido para o primeiro no corpo humano. Acredita-se que a maior toxidade do
arsênio (III) deve-se a sua capacidade de ser retido no organismo, há mais
tempo, pois, fica-se ligado a grupos de sulfidrila
Cádmio
(cd)
O cádmio é
encontrado na natureza quase sempre junto com o zinco, em proporções que variam
de 1:100 a 1:1000, na maioria dos minérios e solos. É um metal que pode ser
dissolvido por soluções ácidas e pelo nitrato de amônio. Quando queimado ou
aquecido, produz o óxido de cádmio, pó branco e amorfo ou na forma de cristais
de cor vermelha ou marrom.
O
homem expõe-se ocupacionalmente na fabricação de ligas, varetas para soldagens,
varetas de reatores, fabricação de tubos para TV, pigmentos, esmaltes e
tinturas têxteis, fotografia, litografia e pirotecnia, estabilizador plástico,
fabricação de semicondutores, células solares.
O
cádmio existente na atmosfera é precipitado e depositado no solo agrícola na
relação aproximada de 3 g/hectares/ano. Rejeitos não-ferrosos e artigos que
contêm cádmio contribuem significativamente para a poluição ambiental. Outras
formas de contaminação do solo são através dos resíduos da fabricação de
cimento, da queima de combustíveis fósseis e lixo urbano.
Na
agricultura, uma fonte direta de contaminação pelo cádmio é a utilização de
fertilizantes fosfatados. Sabe-se que a captação de cádmio pelas plantas é maior
quanto menor o pH do solo. Nesse aspecto, as chuvas ácidas representam um fator
determinante no aumento da concentração do metal nos produtos agrícolas. A água
é outra fonte de contaminação e deve ser considerada não somente pelo seu
consumo como água potável, mas também pelo seu uso na fabricação de bebidas e
no preparo de alimentos. Sabe-se que a água potável possui baixos teores de
cádmio (cerca de 1mg/L), o que é representativo para cada localidade.
O cádmio é um elemento de vida biológica longa (10 a 30 anos) e de lenta excreção pelo organismo humano. O órgão alvo primário nas exposições ao cádmio a longo prazo é o rim. Os efeitos tóxicos provocados por ele compreendem principalmente distúrbios gastrointestinais, após a ingestão do agente químico.
O cádmio é um elemento de vida biológica longa (10 a 30 anos) e de lenta excreção pelo organismo humano. O órgão alvo primário nas exposições ao cádmio a longo prazo é o rim. Os efeitos tóxicos provocados por ele compreendem principalmente distúrbios gastrointestinais, após a ingestão do agente químico.
Um
uso importante do cádmio é como um dos eletrodos das baterias similares. Cada
bateria contem cerca de 5 gramas de cádmio, sendo grande parte volatilizadas e
emitida para o ambiente quando as baterias gastas são incineradas como um
composto de lixo.
O
cádmio é emitido para o ambiente mediante da incineração dos plásticos e outros
materiais que o utilize como pigmento ou estabilizante. Também ocorre a emissão
para a atmosfera quando o aço laminado com o cádmio é reciclado.
