Vítor de Abreu Alves Diniz. Metais Pesados Tóxicos o Mercúrio (Hg); o Chumbo (PB); o Cádmio...
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- Vtor de Abreu Alves Diniz
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- Metais Pesados Txicos o Mercrio (Hg); o Chumbo (PB); o Cdmio
(Cd); o Arsnio (As)*. * Apesar de no ser propriamente um metal, ser
focalizado por convenincia.
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- Caractersticas comuns Situados, na Tabela Peridica, perto da
parte inferior; Densidades altas em relao a outros materiais
comuns; So geralmente transportados por via area; No so to txicos
quando em estado metlico, mas sim como ctions e tambm quando
ligados a cadeias curtas de carbono.
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- Densidade de Alguns Metais Pesados Importantes e Outras
Substncias SubstnciaDensidade (g/cm 3 ) Hg13,5 Pb11,3 Cd8,7 As5,8
H2OH2O1,0 Mg1,7 Al2,7 Tabela 1. Fonte: Baird, Colin. Qumica
Ambiental. 2 Ed. 2002
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- Toxicidade dos Metais Pesados Se deve atrao dos ctions dos
metais por enzimas que regulam a velocidade das reaes metablicas do
organismo atravs das ligaes com o enxofre
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- Mecanismo de ao M = Hg, Pb, CdEnzimas = R-S-H 2 R-S-H + M 2+
R-S-M-S-R Conseqncia: Afeta a enzima como um todo e ela no pode
atuar com normalidade, afetando a sade humana s vezes de maneira
fatal.
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- Tratamentos comuns Consiste na administrao de um composto que
atraia o metal de maneira mais forte do que a enzima. Exemplos:
Antilewisita Britnica (Dimercaprol) EDTA Fig. 1
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- Mercrio Grande variedade de aplicaes, tais como baterias,
bulbos de lmpadas fluorescentes, etc.; o mais voltil de todos os
metais e seu vapor altamente txico. A presso de vapor de equilbrio
centenas de vezes maior que a exposio mxima recomendada; Plantas de
energia que usam carvo como combustvel e incineradoras de lixo so
as maiores fontes atuais de Hg para a atmosfera, concorrendo com os
vulces.
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- Amlgamas de Mercrio So solues ou ligas com algum outro metal ou
combinao de metais. Exemplos de utilizaes: Amlgama dental: Hg + Ag
+ Sn. Utilizada em obturaes dentrias. Apesar de ser mais barata,
alguns pases tm eliminado seu uso por ser fonte de contaminao.
Explorao mineral: Hg + Au ou Hg + Ag. Extrao de pequenas
quantidades do metal valioso a partir de grandes quantidades de
escria.
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- Exposies ocupacionais e ambientais ao mercrio Usos industriais
do Mercrio % Total de exposio ao mercrio lcalis clorados, p. ex.,
alvejante25 Equipamento eltrico20 Tintas15 Termmetros10 Material
odontolgico3 Laboratrio2 Tabela 2 Fonte: Goodman & Gilman, As
Bases Farmacolgicas da Teraputica. 10 Ed. 2004
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- O Mercrio Inico (sais de mercrio) Como o Zn e o Cd (elementos
do mesmo subgrupo), o on mais comum o de carga 2+. O sal Hg(NO 3 )
2 solvel em gua e era usado antigamente para tratar couro utilizado
na fabricao de chapus. Como conseqncia os trabalhadores do ramos
sofriam com freqncia de desordens nervosas.
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- Alice no Pas das Maravilhas Chapeleiro Louco
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- Mercuriais Orgnicos Com nions que so mais capazes de formar
ligaes covalentes que os ons NO 3 -, O 2 - ou SO 4 2-, o on Hg 2+
forma molculas covalentes em vez de slidos inicos. Sendo assim, o
on metila, CH 3 -, tambm pode formar um composto molecular,
formando o dimetilmercrio (principal deles) e outros. Esses
compostos so absorvidos mais facilmente pelo organismo do que os
sais inorgnicos e do que o mercrio elementar.
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- Solveis no tecido gorduroso dos animais, podendo haver,
portanto, biomagnificao. Uma vez no organismo, eles se unem a
aminocidos contendo enxofre, podendo atravessar tanto a barreira
sangue-crebro quanto a placentria humana. So a forma mais perigosa
do mercrio, seguida pelo vapor do elemento. So os principais
responsveis pela doena de Minamata.
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- Freqncias dos sintomas de intoxicao por metilmercrio
relacionadas com a concentrao de mercrio no sangue Concentrao
sangunea de Hg (mg/mL) CASOS SINTOMTICOS (%)
ParestesiasAtaxiaDficits visuais DisartriaDficits auditivos Morte
0,1 -0,5500500 0,5 1,0421121550 1 26047532450 2 379605625130 3
48210058753617 4 - 5100 83856628 Fonte: baseado em dados de Bakir
et al., 1973
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- Desastre de Minamata Desastre de Minamata a denominao dada ao
envenenamento de centenas de pessoas por mercrio ocorrido na cidade
de Minamata, no Japo. Fig. 2
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- Em maio de 1956, quatro pacientes de Minamata, Japo, uma cidade
na costa ocidental da ilha de Kyushu, foram internados no hospital.
Os mdicos ficaram confusos com os sintomas que os pacientes tinham
em comum: convulses severas, surtos de psicose, perda de conscincia
e coma. Finalmente, depois de febre muito alta, todos os quatro
pacientes morreram.
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- Os mdicos ficaram chocados pela alta mortalidade da nova doena:
ela foi diagnosticada em treze outras pessoas, incluindo alguns de
pequenas aldeias pesqueiras prximas de Minamata, que morreram com
os mesmos sintomas, assim como animais domsticos e pssaros. Foi
descoberto que o fator comum de todas as vtimas era que todas
comeram grandes quantidades de peixes da Baa de Minamata.
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- Tornou-se claro que o envenenamento estava relacionado fbrica
de acetaldedo e PVC de propriedade da Corporao Chisso. O mercrio
era usado no complexo Chisso como catalisador. Durante a reao havia
formao de metilmercrio e este era descartado na baa de Minamata.
Por anos, a Corporao Chisso escondeu seu uso de mercrio dos olhos
do pblico. Em 2 de Novembro de 1959, um tumulto de pescadores
locais destruiu a propriedade da Chisso Corporation. Este ato de
violncia teve o efeito de atrair a ateno pblica japonesa para o
assunto.
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- Dados do desastre Dois milhes de pessoas podem ter sido
afetadas por comer peixe contaminado; Mais de 900 pessoas morreram
com dores severas devido ao envenenamento; Foi reconhecido que 2955
pessoas sofreram da doena de Minamata. As indenizaes de, no mximo,
$66.000,00 s foram acertadas em 1973, depois de disputas
judiciais.
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- Duto de dejetos da Chisso. 1971 Yaesatu com seu peixe (morador
local). 1972 Fig. 3 Fig. 4
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- Fig. 5
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- W. Eugene Smith Tomoko Uemura in Her Bath Minamata, 1972 Fig.
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- Outras fontes de dimetilmercrio Iraque: Centenas de mortes
devido ao consumo de po preparado com sementes de cereais
(destinadas agricultura), que tinham sido tratadas com o composto.
Sucia/Canad: Emprego do composto para tratar sementes levou
diminuio da populao de aves de rapina que se alimentavam de
pequenos pssaros e mamferos que se alimentavam das sementes
espalhadas.
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- Chumbo O ponto de fuso relativamente baixo, 327C, permite que
seja prontamente trabalhado e moldado, o que gera uma ampla
diversividade de aplicaes. Os romanos antigos o usavam em dutos de
gua e recipientes para cozinhar. Foi amplamente utilizado, em forma
de liga com o estanho, para lacrar enlatados, principalmente nos
EUA.
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- Principais fontes de exposio ambiental Tintas. Construes
antigas possuem tintas que utilizam compostos de chumbo como
pigmentos. Exemplo: Pb(CO 3 ) 2 como branco e PbO 2 como pigmento
vermelho. Recipientes que contenham Pb e entrem em contato com
alimentos acidificados; Crianas que levam boca resduos contendo
componentes de Pb. Motivo: Sabor doce (acar de saturno).
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- Usque destilado clandestinamente. Motivo: uso de radiadores de
carros como condensadores e uso de soldas de Pb em alambiques.
Trabalhadores de fbricas de baterias automotivas. Utilizao do
chumbo tetraetila como anti- detonante para a gasolina (alguns
pases ainda o utilizam).
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- reas de atuao no organismo Hemoglobina; Soro sanguneo; Tecidos
moles (rins e fgado principalmente); Ossos; Crebro; Suor;
Leite/Placenta; Cabelos/ Unhas.
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- Efeitos da intoxicao - Aguda Adstringncia grave na boca; Sede;
Paladar metlico; Nuseas; Dor abdominal; Vmitos; Parestesias;
Fraqueza muscular.
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- Efeitos da intoxicao - Crnica Gastrintestinais;
Neuromusculares; SNC; Hematolgicos; Renais. OBS.: Essas manifestaes
podem aparecer isoladamente ou ao mesmo tempo.
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- A solubilizao de sais insolveis de Pb A presena de Pb 2+ em
guas naturais aparentemente paradoxal dado que tanto seu sulfeto
(PbS) quanto seu carbonato (PbCO3) so altamente insolveis em gua.
PbS (s) Pb 2+ + S 2- K ps = 8,4 x 10 -28 PbCO3 (s) Pb 2+ + CO 3 2-
K ps = 1,5 x 10 -13
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- Em ambos os sais, porm, os nions comportam-se como bases
relativamente fortes. Assim, as duas reaes de dissoluo anteriores
so seguidas das reaes dos ons com a gua: S 2- + H 2 OHS - + OH - CO
3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - Portanto, em meios cidos, o slido se
dissolve em extenso muito maior que em guas neutras
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- O on Pb 4+ Em ambientes altamente oxidantes, o chumbo pode
formar o on 4+. O seu descarte na natureza est, em grande maioria,
associada s baterias de automveis, que funcionam de acordo com a
seguinte equao: Pb (s) + PbO 2 (s) + 2 H 2 SO 4 (aq) 2 PbSO 4 (s) +
2 H 2 O (aq) Sentido direto: Descarga Sentido inverso: Recarga
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- Enquanto os compostos de chumbo 2+ so inicos, a maioria dos
compostos tetravalentes de chumbo so moleculares. Nesse aspecto, o
chumbo tetravalente similar forma correspondente de elementos como
C, Si, Ge, Sn, podendo, inclusive, se ligar a grupos alquila, o que
aumenta a sua toxidez e mobilidade pelo organismo humano, podendo
atravessar a barreira sangue-crebro.
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- Cdmio Encontra-se no subgrupo do zinco e mercrio, embora seja
mais semelhante ao primeiro. nico on comum do cdmio a espcie 2+. Em
contraste com mercrio, os compostos de cdmio com nions simples,
como o cloreto, so sais inicos, em vez de moleculares.
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- Principais fontes de exposio ambiental reas adjacentes fundies
de Pb, Zn e Cu. Combusto do carvo. Incinerao de materiais residuais
que contenham o elemento (T.E.: 765 C). Pigmentos (cdmio amarelo);
Baterias Ni-Cd indevidamente descartadas; Clulas fotoeltricas;
Monitores de TV;
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- Devido semelhana do on com o Zn 2+, as plantas absorvem o on
cdmio das guas de irrigao; A folha de tabaco pode concentrar uma
quantidade significativa de cdmio. Um indivduo que fuma um mao de
cigarros por dia est inalando uma dose de cerca de 1 mg de cdmio
por ano, apenas pela fumaa do cigarro. Alguns cereais como arroz e
trigo tambm concentram cdmio e, por essa razo, quando cultivados em
solos com altos ndices de Cd 2+, podem apresentar teores elevados
desse metal.
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- Itai-itai (ai-ai) O problema ambiental mais srio envolvendo o
cdmio ocorreu na regio do vale do rio Jintsu, no Japo, onde o arroz
para consumo local crescia irrigado pelas guas contaminadas por Cd
2+ proveniente de operaes de minerao e fundio de zinco a montante
do rio.
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- Rio Jintzu - Japo Fig. 7
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- A doena assim chamada pela dor aguda nas articulaes devido a
substituio do Ca 2+ dos ossos pelo Cd 2+, visto que ambos ons
possuem a mesma carga e exatamente o mesmo tamanho. Fig. 8
Itai-itai
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- Arsnio Os compostos de arsnio, como o xido As 2 O 3, foram
venenos comuns usados por assassinos e suicidas desde os tempos dos
romanos at a Idade Mdia. Tambm foram usados como pesticidas, antes
dos compostos orgnicos. Geralmente, comporta-se como o fsforo,
embora tenha uma maior tendncia de formar ligaes inicas. Ocorre
habitualmente junto com Au, Cu e Ni.
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- Principais fontes de exposio ambiental Produo de ferro e ao e a
combusto de carvo; Lixiviao de minas abandonadas de ouro; Depsitos
de fosfatos e fosfatos comerciais; Pesticida: Arseniato de chumbo
(Pb 3 (AsO 4 ) 2 ; Herbicida: Arseniato de clcio (Ca 3 (AsO 4 ) 2 ;
Herbicida: Arsenito de sdio (Na 3 AsO 3 ) e Verde de Paris (Cu 3
(AsO 3 ) 2 ) ambos contendo As(III); Ingesto de guas
subterrneas.
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- Efeitos no organismo Carcingeno. Est associado ao cncer de
pulmo, pele e fgado. Provavelmente ao cncer de bexiga e rins.
Existem evidncias de que o fumo do cigarro e a exposio ao arsnio
atuam de maneira sinrgica causando cncer de pulmo. A ingesto pode
causar srias leses de pele. A ingesto aguda pode levar a srios
danos ao trato gastrintestinal.
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- Contaminao por Arsnio Fig. 9 Fig. 10 Indivduos contaminados por
arsnio atravs da ingesto de guas contaminadas em Bangladesh -
ndia
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- Principais compostos de arsnio nocivos aos seres humanos O
As(III) inorgnico mais txico que o As(V), embora esse ltimo seja
reduzido para o primeiro no organismo. Motivo: Fica retido no
organismo por mais tempo, ligado a grupos sulfidrila.
Especificamente em gua, o arsnio ocorre mais comumente como o cido
As(V) H 3 AsO 4. Os compostos neutros de As (III), como AsH 3 e
As(CH 3 ) 3, so as formas mais txicas do arsnio.
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- Questes 1. Qual o princpio bsico da cura do envenenamento por
metais pesados? 2. O Kps do HgS 3,0 X 10 -53. Calcule a
solubilidade em mol por litro do HgS em gua e transforme sua
resposta para nmero de ons mercrios por litro. 3. O arsnio pode ser
removido da gua por meio de tratamento com cloreto frrico, FeCl 3,
que faz precipitar o on arseniato como arseniato frrico. Escreva a
equao balanceada para essa reao.
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- 4. Explique por que a contaminao da gua potvel por chumbo
devido s tubulaes de chumbo menos comum em regies de guas duras do
que em regies de guas moles.