Metais Pesados - Cromo

7/21/2019 Metais Pesados - Cromo

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SUMRIO

1. INTRODUO ...................................................................................................................... 2

2. USOS E APLICAES ......................................................................................................... 3

3. BIOACUMULAO E BIOMAGNIFICAO DO CROMO ............................................ 4

3.1. Fontes de Contaminao .................................................................................................. 6

3.2. Riscos Ambientais ........................................................................................................... 7

4. CASOS DE CONTAMINAO POR CROMO ................................................................... 8

4.1. Formas de Remediao .................................................................................................. 10

5. CONCLUSO ...................................................................................................................... 11

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................... 11


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1. INTRODUOO cromo foi descoberto no ano de 1770, porm anteriormente em 1766 Johann

Gottlob Lehmann encontrou na Rssia um mineral de cor avermelhada o qual denominou de

chumbo vermelho da sibria, na poca, acreditava-se que este mineral era um composto dechumbo, com selnio e ferro, sendo denominado de crocota, porem no ano de 1770 Peter

Simon Pallas escavou no mesmo lugar e encontrou este mineral, descobrindo que o mesmo

seria muito til na rea da pigmentao, devido suas propriedades. Porm o elemento em si

foi descoberto por Louis Nicolas Vauquelin, em 1797, que separou o metal a partir da

crocota. O nome crmio, vem da palavra grega Chroma, que significa cor(AZEVEDO &

CHASIN, 2003).

Segundo Silva & Pedrozo (2001), o cromo um metal cinza ao, e possui uma forma

cristalina cbica, no possui odores e resistente a eroso. Apesar de ter nmero atmico par,

o cromo um componente menos abundante da atmosfera solar e da litosfera superior que seu

companheiro mpar no Sistema Peridico, que o mangans. Nos meteoritos sucede o

contrrio, e o cromo tambm mais abundante que o vandio. A escassez do cromo na

litosfera superior constitui, o mesmo que a grande abundncia do alumnio, uma prova

importante da litosfera como resultado de um processo intenso de diferenciao. (FONSECA,

2005).

O cromo um elemento de considervel importncia ambiental e geolgica, no

ambiente, ocorre principalmente como cromo (III) ou cromo (VI). As funes bioqumicas e

os efeitos do cromo so dependentes de seu estado de oxidao, pois enquanto o cromo (VI)

txico por ser um agente carcinognico, o cromo (III) considerado um nutriente essencial

para os humanos. (SUSSULINI & ARRUDA, 2006). O Cromo representado na tabela

peridica pela formula molecular Cr, possui uma massa molecular de 51,996u e nmero

atmico 24.

Segundo Sussulini & Arruda (2006), as maiores fontes de cromo (VI) so

antropognicas, originando-se principalmente de indstrias txteis, de refinarias de petrleo e

de galvanizaes, e este transferido ao ambiente por meio de emisses pelo ar ou pela gua.

J o cromo (III) aparece difundido em nveis diminutos na natureza. Devido ao fato de que os

cromatos so amplamente empregados no tratamento de guas e que o cromo (VI) apresenta

uma toxicidade muito maior que a do cromo (III), o maior interesse na especiao de cromo


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focado na determinao de cromo (VI). As principais caractersticas fsico-qumicas do cromo

esto na Tabela 1 e 2 a seguir:

Tabela 1 - Propriedades quimicasNome e Smbolo Cromo, Cr

Nmero Atmico 24

Classe e srie qumicas Metal de Transio

Grupo, Perodo, Bloco 6,4,D

Densidade 7,140 g/mol

Dureza (Mohs e Vickers) 8,5 e 1060 Mpa

Massa Atmica 5,9961 g/molRaio Atmico 166 pm

Raio Covalente 127 pm

Configurao Eletrnica [Ar] 3d64s2

Eltrons (nvel de energia) 2, 8, 3, 1

Estados de oxidao (xido) 6, 4, 3, 2 (cido forte)

Estrutura Cristalina Cbica centrada no corpo

Fonte: Autores

Tabela 2 - Propriedades Fsicas

Estado da matria Slido

Ponto de fuso 1907C

Ponto de ebulio 2944C

Volume molar 7.2310-6 m3/mol

Entalpia de vaporizao 344,3 kJ/mol

Entalpia de fuso 16,9 kJ/molPresso de vapor 990 Pa at 2130 K

Velocidade do som 5940 m/s em CNTP

Fonte: Autores

2. USOS E APLICAESO Dicromato de Potssio um elemento muito utilizado na indstria txtil, como

pigmento, e seu uso para este fim se deu desde 1820. O uso do minrio Cromita, tambm era

muito utilizado na fabricao de refratrios. (ARFSTEN et al, 1998 apud SILVA &


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PEDROZO, 2001). Na indstria qumica, cujo consumo atinge 8% da produo mundial de

cromita, os produtos derivados de cromo a partir do bicromato de sdio, tm a sua principal

aplicao na manufatura de pigmentos, no curtimento de couros e peles, na indstria de

tecidos e na eletroplastia. Segundo Gonalves (2001), Compostos de cromo so essenciais nas

artes grficas, sendo tambm usados em fungicidas, como catalisadores, oxidantes, etc., em

diversos processos qumicos industriais, em fotografias, produtos farmacuticos, na

galvanizao metlica e na produo de cromo metlico puro, obtido atravs dos processos de

aluminotermia e eletroltico.

A indstria de refratrios responsvel por 7% do consumo mundial da cromita, o

cromo componente fundamental na fabricao de tijolos para revestimento de fornos

metalrgicos, no refinamento das ligas dos metais, na fabricao de vidro, etc

(GONALVES, 2001).

O cromo tambm tem sido utilizado como suplemento esportivo, segundo Gomes,

Rogerio & Tirapegui (2005), a deficincia de cromo na dieta contribui para a intolerncia

glicose e alteraes prejudiciais relacionadas ao perfil lipdico. A funo primria do cromo

potencializar os efeitos da insulina e, desse modo, alterar o metabolismo de carboidratos,

lipdios e aminocidos. Alm disso, a suplementao com cromo tem sido utilizada com afinalidade de promover aumento de massa muscular e diminuio da gordura corporal.

Este elemento tambm pode ser usado na preservao da madeira, em processos de

cromagem, onde em uma pea, geralmente metlica, depositado uma capa protetora de

cromo pela eletrodeposio. Um dos seus mais importantes compostos, o dicromato de

potssio (K2Cr2O7) bastante utilizado em laboratrios, para a limpeza de suas vidrarias.

3. BIOACUMULAO E BIOMAGNIFICAO DO CROMOBioacumulao um termo geral que descreve a tomada de um contaminante

qumico, do ambiente, por uma ou todas as rotas possveis (respirao, dieta, via drmica,

etc.), a partir de qualquer fonte no ambiente onde tais substncias esto presentes. E o

fenmeno da biomagnificao resulta, essencialmente, de uma sequncia de etapas de

bioacumulao que ocorrem ao longo da cadeia alimentar (GHISELLI & JARDIM, 2007).

O cromo denominado como um metal recalcitrante e que, portanto, no

biodegradvel por organismos presentes em sistemas biolgicos, mas bioacumulados em seus


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tecidos, podendo gerar uma srie de problemas (ODUM & BARRETT, 2007 apud

LOCASTRO, 2014).

No processo de bioacumulao e biomagnificao, o solo um componente muitoimportante, pois alm de ser um depsito geoqumico de metais contaminantes, controla

tambm o transporte destas substncias para a atmosfera, a hidrosfera e a biota (SODR,

LENZI & COSTA, 2001). O cromo est presente em solos, normalmente na forma de Cr (III),

forma menos txica, o qual absorvido em terra argilosa e em partculas de materiais

orgnicos, podendo ser mobilizado se complexado com molculas orgnicas.

A maioria dos microrganismos (protozorios, fungos, bactrias) capaz de absorver

cromo, os quais, em geral, a toxidade ocorre na faixa de 0,05 5mg/kg. O cromo estpresente em todas as plantas, mas no h evidncias cientficas de que seja essencial s

mesmas. Diversos fatores afetam a disponibilidade de cromo para as plantas, incluindo o pH

do solo, interao com outros minerais ou compostos orgnicos complexados e concentraes

de oxignio e gs carbnico. Nas plantas, a maior parte do cromo retida nas razes e somente

uma pequena parte transportada para as partes superiores (AZEVEDO & CHASIN, 2003).

Em organismos aquticos, o cromo pode se acumular em sedimentos ou materiais

sobrenadantes, e assim, atravs de difuso passiva, se acumular em espcies aquticas.

Normalmente o cromo acumula-se nas guelras, brnquios e vsceras cerca de 10 a 30 vezes

mais quando comparados ao acmulo no corao, pele escamas e msculos de peixes. Fatores

ecolgicos, o estado da espcie e sua atividade, podem determinar a bioacumulao (MELLA,

2013). Efeitos crnicos da exposio ao cromo incluem decrscimo no crescimento e tamanho

do corpo, podendo influenciar tambm as taxas de reproduo e sobrevivncia das espcies

aquticas (MASUTII, 2004; AZEVEDO & CHASIN, 2003).

Segundo Azevedo & Chasin (2003), j foram realizados estudos com plantas

terrestres, plantas aquticas, peixes, moluscos, parasitas (nematoides), mamferos aquticos,

crustceos, aves e lquens com o objetivo de analisar os efeitos da alta concentrao de cromo

nesses organismos. A maioria destes apresentaram resultados que confirmam os efeitos

nocivos da bioacumulao de cromo, pois em muitos houve aumento da mortalidade e

diminuio no desenvolvimento e reproduo das espcies.


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3.1. Fontes de ContaminaoO cromo pode ser liberado para o meio ambiente atravs de fontes naturais e/ou de

fontes antropognicas. um elemento geralmente abundante na crosta terrestre. Entre as

fontes naturais de contaminao ambiental esto os incndios florestais e as erupesvulcnicas, as quais contaminam o ar naturalmente (MELLA, 2013). Em reas onde ocorrem

depsitos significativos de cromo, as fontes de gua podem apresentar concentraes

superiores a 50g/L (0,05 mg/L), valores estes que ultrapassam os padres nacionais e

internacionais para a gua potvel (AZEVEDO & CHASIN, 2003).

Segundo a Resoluo 20/86 do CONAMA, para guas de Classe 1, Classe 2 e Classe

3, os valores padres de concentrao de Cromo 3+ e Cromo 6+ em mg/L so,

respectivamente, 0,5 e 0,05. J de acordo com a Portaria 2914/11 do Ministrio da Sade, o

valor padro de concentrao de cromo (no especificou a valncia) para gua potvel

destinada ao consumo humano de 0,05 mg/L.

Quanto s fontes antropognicas de contaminao por cromo, as principais atividades

nas quais o cromo e seus compostos so liberados para o meio ambiente so: emisses

decorrentes da fabricao de cimento; construo civil, devido aos resduos provenientes do

cimento; soldagem de ligas metlicas; fundies; manufatura do ao e ligas; indstria de

galvanoplastia; lmpadas; minas; lixos urbano e industrial; incinerao de lixo; cinzas de

carvo; curtumes; preservativos de madeiras; e fertilizantes. Nesses processos ou fontes de

contaminao, o cromo pode aparecer nas formas trivalente, hexavalente e elementar

(AZEVEDO & CHASIN, 2003).

Cromo (VI), que considerado o tipo mais txico de cromo e geralmente ocorre

associado com oxignio na forma de cromato (CrO42-) ou dicromato (Cr2O7

2-), liberado para

a atmosfera a partir de fontes industriais, por exemplo, plantas de produo de ferro-cromo,plantas de cromagem, usinas de energia, incineradores, usinas de cimento e processos de

soldagem (WERNER et al., 2007 apud MELLA, 2013).

A utilizao de resduos slidos, como o lixo domstico e aqueles procedentes da

agricultura em processo de compostagem, gera fontes riqussimas de elementos metlicos,

sendo o lixiviado oriundo destes processos ricos em metais (GROSSI, 1993).

A indstria do couro produz uma grande quantidade de resduos slidos oriundos doprocesso de beneficiamento do couro com cromo (DALLAGO, SMANIOTTO & OLIVEIRA,


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2005). Nos resduos de curtume o cromo apresenta-se na forma trivalente (Cr3+), porm o seu

acmulo constante, associado a determinadas condies de solo, como a presena de

mangans em formas oxidadas, baixos teores de carbono orgnico e boa aerao, pode

promover a sua oxidao para formas hexavalentes (Cr6+), de alta solubilidade e mobilidade,

caracteristicamente txicas e mutagnicas para os animais superiores, plantas e

microrganismos (CASTILHOS, VIDOR & TEDESCO, 1999).

Alm disso, nos curtumes o tratamento dos efluentes industriais gera o lodo, um

resduo slido que contm alm de uma diversa gama de materiais, inclusive o cromo

(MELLA, 2013). Segundo Ferreira (2011 apud Brito, 2013), o grande problema est na

destinao deste resduo, pois esse composto, por conter uma alta concentrao de cromo VI,

deve ser acondicionado em tambores e containers hermticos, posteriormente encaminhados a

incineradores ou para os aterros industriais, onde so armazenados indefinidamente. No

entanto, isso geralmente no ocorre devido aos altos custos decorrentes do armazenamento

e/ou incinerao, bem como a falta de superviso e inspeo pelas autoridades competentes a

fim de verificar se o responsvel pela gerao de material est dando destino adequado ao

resduo.

3.2. Riscos AmbientaisSegundo Brito (2013), estima-se que aproximadamente 90% das peles do mundo so

curtidas ao cromo. Ferreira (2012 apud Brito, 2013) explica que, no curtume, o cromo

hexavalente (cromo VI) reduzido ao cromo trivalente (cromo III), pois somente nesta

valncia o cromo tem poder curtante. Porm, somente 60% do cromo III so absorvidos pela

pele no processo de curtimento, os demais 40% no reagem com o couro, continuando na

valncia VI. O cromo VI , ento, descartado nos resduos lquidos.

O mtodo mais usado, atualmente, para a destinao final dos resduos de curtume(lodos) o acondicionamento em depsitos ou aterros sanitrios, que apresentam alto risco

em virtude do acmulo e da concentrao de material potencialmente txico, que pode ser

lixiviado e contaminar os aquferos (KONRAD & CASTILHOS, 2002).

Uma das situaes com maior agravante da contaminao do cromo em corpos

hdricos sua biomagnificao em cadeias trficas, processo que leva a altos nveis de cromo

em espcies superiores da cadeia alimentar, podendo eventualmente ser letal a alguns seres

vivos (LEITE, 2002 apud LOCASTRO, 2014).


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De acordo com Brito (2013), a toxidade do cromo VI aos seres humanos inclui, alm

do cncer, danos ao estmago, ao fgado e aos rins, sensibilizao e irritao da pele. Ele

tambm altamente txico aos animais, plantas e micro-organismos.

A toxicidade do cromo para a vida aqutica varia grandemente com a espcie,

temperatura, pH, estado de oxidao, concentrao de oxignio dissolvido e efeitos sinrgicos

e antagnicos. Em condies normais de pH e oxignio dissolvido, h predominncia da

forma hexavalente, que a mais txica para peixes j na concentrao de compostos de cromo

de 5 ppm. Os organismos aquticos apresentam grande variao na sensibilidade ao cromo,

em concentraes que variam de 0,03 a 118 mg/L (FREITAS, 2006). Segundo Branco (1972

apud FREITAS, 2006), o cromo VI, em concentraes de 0,005 mg/L, causa morte de

Daphnia magna em seis dias. J Trabalka e Gehrs (2002 apud FREITAS, 2006) demostraram

em seu estudo que 50 g de cromo VI por litro causam imobilidade de Daphnia magna jovens

e adultas em cinco dias.

O solo pode ser contaminado pelo cromo quando os efluentes das indstrias de

curtume so depositados ou utilizados na irrigao e/ou como insumo agrcola. A presena de

quantidades prejudiciais de cromo para as plantas podem resultar em danos como clorose,

reduo de crescimento foliar e radicular e morte (MERTZ,1969 apud CASTILHOS et al.,2001). Apesar de a ocorrncia de toxicidade por Cr3+ nas plantas ser rara, provavelmente

devido ao Cr3+ apresentar baixa mobilidade e restrito movimento atravs da membrana

celular, o estudo de Castilhos (2001) mostrou que h um decrscimo na fixao biolgica de

nitrognio e absoro de P, K, Ca e Mg em cultivos de soja com concentraes de Cr3+

superiores 20 mg/L.

4. CASOS DE CONTAMINAO POR CROMOO Cromo encontrado nos diversos tipo e nveis no ambiente, quase que inteiramente

proveniente de processos de beneficiamento pertencentes aos mais variados processos

industriais, dentre eles podemos destacar a fabricao de cimento, fundies em geral,

soldagens, minerao de cobre, depsitos de lixo urbano e industriais, incinerao, utilizao

em curtumes e fertilizantes (SILVA GOMES et al, 2013).

Na maioria dos casos onde existe contaminao atravs do cromo, a origem quase

que sempre a mesma, processos produtivos de indstrias de beneficiamento do couro, onde ocromo amplamente utilizado no processo de estabilizao das fibras de colgeno.


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No municpio de Dourados no Mato Grosso do Sul houve um vazamento acidental de

uma soluo sulfocrmica proveniente do laboratrio de solos deixando o solo exposto ao

cromo, que nesse caso foram avaliados os teores de Cr3+ e Cr6+, sendo este ltimo altamente

carcinognico e mutagnico tanto para humanos quanto para animais. Neste caso assim como

em outros, a soluo para remediao deste vazamento foi a reduo do Cr6+ para sua forma

menos nociva que a Cr3+, um fato curioso sobre esse caso que os autores esperavam

encontrar o Cromo Hexavalente (Cr6+) em maiores concentraes, porm isto no aconteceu

como podemos observar na tabela abaixo:

Tabela 3 - Valores de Cromo Hexavalente (Cr6+) e Cromo Total

Amostra Cr(Cr6+) (mg kg-1) Cr total (mg kg-1)

1a < 0,01 162,9 3,0

1b < 0,01 98,6 1,8

1c < 0,01 148,7 3,6

2 < 0,01 190,9 10,1

3 < 0,01 152,5 4,0

4 < 0,01 92,1 1,1

Analisando os dados da tabela 1, percebe-se que os valores de Cromo Hexavalente

(Cr6+) ficaram abaixo do limite de deteco que de 0,01 Cr(Cr6+) (mg kg-1), isso pode ser

explicado pelo fato de que o Cr6+pode ser reduzido ao estado de Cromo Trivalente (Cr3+) em

solos com altos teores de matria orgnica e com pH cido, o que nos leva a concluso de queem solos alcalinos com baixos teores de MO, a contaminao por Cromo pode ser muito mais

drstica j que a forma hexavalente do cromo permanecer por mais tempo no solo, deixando

os organismos que vivem em volta dessa rea suscetveis a processos de bioacumulao, alm

do fato de que o Cromo em sua forma hexavalente facilmente lixiviado, podendo atingir o

lenol fretico ocasionando impactos muito piores tanto em danos quando em nvel de

dificuldade de remediao (MATOS et al, 2008).


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4.1. Formas de RemediaoAs estratgias de reduo para o Cr(VI) em solos so baseadas no conceito, no qual o

Cr(III) possui toxicidade e mobilidade mnima quando comparado ao Cr(VI) (FRANCO,

2008). Portanto, a reduo do Cr(VI) para o Cr(III) uma forma de eliminar o perigoassociado a contaminao do cromo sem a mudana de sua concentrao total.

De acordo com Franco (2008) uma estratgia bem sucedida para efeito dessa remediao deve

satisfazer trs critrios:

O Cr(III) recentemente reduzido deve estar na forma inerte para evitar sua re-

oxidao, ou seja, precipitado ou fixado na matriz porosa;

Subprodutos indesejveis da reao de reduo do Cr(VI) no devem ser liberados(e.g. nitrato, compostos parcialmente oxidados contendo enxofre, etc);

As condies redox e acidez do solo devem ser controlados de modo que o Cr(III),

outros metais, ou outros poluentes presentes no solo no sejam solubilizados.

Na remediao do lenol fretico, de acordo com Franco (2008), a gua subterrnea

contaminada bombeada para a superfcie e direcionada para uma estao de tratamento. Este

processo um dos mtodos mais utilizados para a remediao de aquferos, sendo este

principalmente usado para dois propsitos (FRANCO, 2008):

Remover os contaminantes do subsolo para posterior tratamento;

Manter um controle do gradiente de fluxo da gua subterrnea visando prevenir a

migrao do contaminante para regies alm do stio contaminado.

Enquanto a concentrao do contaminante inicialmente elevada nos locais de

armazenamento da gua contaminada para extrao, ocorre que o bombeamento continuado

leva a uma reduo muito significativa da concentrao do poluente quando comparado aosvalores observados antes do incio do tratamento (NYER, 2001 apud FRANCO, 2008).

Porm, de acordo com Franco (2008), a concentrao do poluente poder permanecer e altos

nveis no lenol fretico por um longo perodo, mesmo aps o incio do tratamento,

implicando no fato que talvez o tempo necessrio para o tratamento de um stio contaminado

com essa tecnologia seja muito longo.


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5. CONCLUSOO Cromo um elemento bastante importante, tanto ao meio ambiente quanto com

relao ao homem, pois apesar de possuir inmeras utilidades, principalmente na indstria

txtil, de refratrios e na indstria de construo civil, deve-se ter muito cuidado ao manuse-lo, visto os problemas que o mesmo pode ocasionar, pelo fato de se bioacumular em tecidos,

em razes de plantas e tambm em organismos aquticos, alm de se biomagnificar nas

cadeias trficas, afetando espcies superiores da cadeia, pelo fato deste elemento possuir

elevado potencial txico, podendo chegar ao homem e tambm causar prejuzos sade do

mesmo.

Alm disso, necessrio tambm possuir cuidados com a liberao deste elemento

ao meio ambiente, fato que altamente intensificado pelo homem, principalmente atravs de

seus processos industriais, e mesmo assim, na maioria das vezes, o elemento no recebe a

devida ateno e destinao, ocasionando diversos riscos e impactos socioambientais.

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