POLUIÇÃO AMBIENTAL POR METAIS PESADOS

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.

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.