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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;

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Substnciad (g/mL) Hg13,5 Pb11,3 Cd8,7 As5,8 H2OH2O1,0 Al2,7

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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.