Analise Ambiental - Monografia Metais Pesados

Monografia: Metais Pesados – Análise

Ambiental – Estudo Dirigido ao Curso de

Biomedicina

Monografia apresentado da matéria

Análise Ambiental, da Faculdade de

Biomedicina do Centro Universitário

Nossa Senhora do Patrocínio

Área de Concentração: Análise Ambiental

Orientadora: Dra. Valéria Aranha

Autores: Cesar Machado

Eduardo Egisto

Letícia Singulani

Mariana Zanata

Itu

2011

CEUNSP

Itu

Centro Universitário

Nossa Senhora do Patrocínio

Faculdade de Saúde e Ciências da Vida

Análise Ambiental – Monografia Metais Pesados 2

Autores

Cesar Machado – RGM 80000 – nº 09

Eduardo Egisto – RGM 82653 – nº 13

Letícia Singulani – RGM 84109 – nº 44

Mariana Zanata – RGM 82031 – nº 33

1º Semestre de Biomedicina – Turma 40111 Matutino


Prefácio

Os metais pesados são elementos químicos

altamente reativos e bio-acumulativos, ou seja,

acumulam-se com o tempo no organismo que é

incapaz de eliminá-los. Quimicamente, os metais

pesados são definidos como um grupo de

elementos situados entre o cobre e o chumbo na

tabela periódica tendo pesos atômicos ente 63,546

e 200,590 e gravidade específica superior a 4,0.

Muitos metais são essenciais para o crescimento de

todos os tipos de organismos, desde as bactérias

até mesmo o ser humano, mas eles são requeridos

em baixas concentrações caso contrários, podem

danificar sistemas biológicos. Incluem-se aí metais

como o cobalto, cobre, manganês, molibdênio,

vanádio, estrôncio, e zinco, para a realização de

funções vitais no organismo. Porém níveis

excessivos desses elementos podem ser

extremamente tóxicos.


Abstract

Heavy metals are highly reactive chemicals and bio-

accumulative, accumulate over time in the body that

is unable to eliminate them. Chemically, heavy

metals are defined as a group of components

between the copper and lead in the periodic table

with atomic weights being 63.546 and 200.590 and

specific gravity greater than 4.0. Many metals are

essential for growth of all types of organisms, from

bacteria to humans even, but they are required at

low concentrations might otherwise damage

biological systems. These include metals such as

cobalt, copper, manganese, molybdenum,

vanadium, strontium, and zinc, to perform vital

functions in the body. But excessive levels of these

elements can be extremely toxic.


SUMARIO

Autores ............................................................................. pg. 02

Prefácio ............................................................................ pg. 03

Abstract ............................................................................ pg. 04

Sumário ............................................................................ pg. 05

Metais Pesados – I Parte

Introdução ........................................................................ pg. 06

Metais Pesados – II Parte

1º Metal – Mercúrio .......................................................... pg. 13

2º Metal – Níquel .............................................................. pg. 16

3º Metal – Arsênico .......................................................... pg. 21

Metais Pesados – III Parte

Bibliografia ....................................................................... pg. 24


Metais Pesados – I Parte

Introdução

Nosso mundo hoje vive a pleno vapor, a palavra de ordem para grandes

empresários no ramo industrial é produzir e produzir, e com isso temos cada vez

mais produtos a nossa disposição, cada vez mais modernos. Mais o que

estamos vendo e sentindo, é que o nosso meio ambiente é a uma das vitimas

dessa produção em grandes escalas, que diretamente é poluído em todos seus

meios, no solo, na água e ar.

Hoje não podemos dizer que existe um lugar em especifico que não

esteja contaminado por algum poluente, seja um gás, um metal, hoje o que os

pesquisadores e cientistas dizem é, em que nível esta poluído o lugar ou

ambiente especifico, e um dos poluentes mais agressivos ao meio ambiente são

os metais pesados principalmente por que eles não são sintetizados nem

destruídos pelo homem, e ele tem a característica acumulativa nos seres vivos,

nós precisamos de alguns desses metais para o nosso crescimento, mas quando

há um descontrole nessas quantidades eles sem duvida nenhuma são um

veneno para nosso organismo.

Nós aprendemos a utilizar os metais há muito tempo atrás, há cerca de

2.000a.C., o chumbo por exemplo é o subproduto da fusão da prata.

Os metais podem ser classificados em:

1. Elementos essenciais: sódio, potássio, cálcio, ferro, zinco, cobre,

níquel e magnésio;

2. Micro-contaminantes ambientais: arsênico, chumbo, cádmio,

mercúrio, alumínio, titânio, estanho e tungstênio;

3. Elementos essenciais e simultaneamente micro-contaminantes:

cromo, zinco, ferro, cobalto, manganês e níquel.

Os efeitos tóxicos dos metais sempre foram considerados como eventos

de curto prazo, agudos e evidentes, como anúria e diarréia sanguinolenta,

decorrentes da ingestão de mercúrio. Atualmente, ocorrências a médio e longo

prazo são observadas, e as relações causa-efeito são pouco evidentes e quase

sempre subclínicas. Geralmente esses efeitos são difíceis de serem distinguidos

e perdem em especificidade, pois podem ser provocados por outras substâncias


tóxicas ou por interações entre esses agentes químicos. A manifestação dos

efeitos tóxicos está associada à dose e pode distribuir-se por todo o organismo,

afetando vários órgãos, alterando os processos bioquímicos, organelas e

membranas celulares.

Acredita-se que pessoas idosas e crianças sejam mais susceptíveis às

substâncias tóxicas. As principais fontes de exposição aos metais tóxicos são os

alimentos, observando-se um elevado índice de absorção gastrointestinal.

Em adição aos critérios de prevenção usados em saúde ocupacional e de

monitorização ambiental, a biomonitorização tem sido utilizada como indicador

biológico de exposição, e toda substância ou seu produto de biotransformação,

ou qualquer alteração bioquímica observada nos fluídos biológicos, tecidos ou ar

exalado, mostra a intensidade da exposição e/ou a intensidade dos seus efeitos.

Recentemente, tem sido noticiado na mídia escrita e falada a

contaminação de adultos, crianças, lotes e vivendas residenciais, com metais

pesados, principalmente por chumbo e mercúrio. Contudo, a maioria da

população não tem informações precisas sobre os riscos e as conseqüências da

contaminação por esses metais para a saúde humana.

Dos 2,9 milhões de toneladas de resíduos industriais perigosos gerados

anualmente no Brasil, somente 600 mil toneladas recebem tratamento

adequado, conforme estimativa da Associação Brasileira de Empresas de

Tratamento, Recuperação e Disposição de Resíduos Especiais (ABETRE). Os

78% restantes são depositados indevidamente em lixões, sem qualquer tipo de

tratamento.

Arsênico (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.

No homem produz efeitos nos sistemas respiratório, cardiovascular,

nervoso e hematopoiético. No sistema respiratório ocorre irritação com danos

nas mucosas nasais, laringe e brônquios. Exposições prolongadas podem

provocar perfuração do septo nasal e rouquidão característica e, a longo prazo,

insuficiência pulmonar, traqueobronquite e tosse crônica.


No sistema cardiovascular são observadas lesões vasculares periféricas

e alterações no eletrocardiograma. No sistema nervoso, as alterações

observadas são sensoriais e polineuropatias, e no sistema hematopoiético

observa-se leucopenia, efeitos cutâneos e hepáticos. Tem sido observada

também a relação carcinogênica do arsênico com o câncer de pele e brônquios.

Chumbo (Pb)

Há mais de 4.000 anos o chumbo é utilizado sob várias formas,

principalmente por ser uma fonte de prata. Antigamente, as minas de prata eram

de galena (minério de chumbo), um metal dúctil, maleável, de cor prateada ou

cinza-azulada, resistente à corrosão. Os principais usos estão relacionados às

indústrias extrativa, petrolífera, de baterias, tintas e corantes, cerâmica, cabos,

tubulações e munições.

O chumbo pode ser incorporado ao cristal na fabricação de copos, jarras

e outros utensílios, favorecendo o seu brilho e durabilidade. Assim, pode ser

incorporado aos alimentos durante o processo de industrialização ou no preparo

doméstico.

Compostos de chumbo são absorvidos por via respiratória e cutânea. Os

chumbos tetraetila e tetrametila também são absorvidos através da pele intacta,

por serem lipossolúveis. O sistema nervoso, a medula óssea e os rins são

considerados órgãos críticos para o chumbo, que interfere nos processos

genéticos ou cromossômicos e produz alterações na estabilidade da cromatina

em cobaias, inibindo reparo de DNA e agindo como promotor do câncer.

A relação chumbo - síndrome associada ao sistema nervoso central

depende do tempo e da especificidade das manifestações. Destaca-se a

síndrome encéfalo-polineurítica (alterações sensoriais, perceptuais, e

psicomotoras), síndrome astênica (fadiga, dor de cabeça, insônia, distúrbios

durante o sono e dores musculares), síndrome hematológica (anemia

hipocrômica moderada e aumento de pontuações basófilas nos eritrócitos),

síndrome renal (nefropatia não específica, proteinúria, aminoacidúria,

uricacidúria, diminuição da depuração da uréia e do ácido úrico), síndrome do

trato gastrointestinal (cólicas, anorexia, desconforto gástrico, constipação ou

diarréia), síndrome cardiovascular (miocardite crônica, alterações no

eletrocardiograma, hipotonia ou hipertonia, palidez facial ou retinal,

arteriosclerose precoce com alterações cerebrovasculares e hipertensão) e

síndrome hepática (interferência de biotransformação).


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. É obtido como subproduto

da refinação do zinco e de outros minérios, como chumbo-zinco e cobre-

chumbo-zinco.

A galvanoplastia (processo eletrolítico que consiste em recobrir um metal

com outro) é um dos processos industriais que mais utiliza o cádmio (entre 45 a

60% da quantidade produzida por ano). O homem expõe-se ocupacionalmente

na fabricação de ligas, varetas para soldagens, baterias Ni-Cd, varetas de

reatores, fabricação de tubos para TV, pigmentos, esmaltes e tinturas têxteis,

fotografia, litografia e pirotecnia, estabilizador plástico, fabricação de

semicondutores, células solares, contadores de cintilação, retificadores e lasers.

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 e de sedimentos de

esgotos.

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 1 mg/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 em longo prazo é o rim. Os efeitos tóxicos provocados por ele

compreendem principalmente distúrbios gastrointestinais, após a ingestão do

agente químico. A inalação de doses elevadas produz intoxicação aguda,

caracterizada por pneumonite e edema pulmonar.


Mercúrio (Hg)

A progressiva utilização do mercúrio para fins industriais e o emprego de

compostos mercuriais durante décadas na agricultura resultaram no aumento

significativo da contaminação ambiental, especialmente da água e dos

alimentos.

Uma das razões que contribuem para o agravamento dessa

contaminação é a característica singular do Ciclo do Mercúrio no meio ambiente.

A biotransformação por bactérias do mercúrio inorgânico a metilmercúrio é o

processo responsável pelos elevados níveis do metal no ambiente.

O mercúrio é um líquido inodoro e de coloração prateada. Os compostos

mercúricos apresentam uma ampla variedade de cores. Nos processos de

extração, o mercúrio é liberado no ambiente principalmente a partir do sulfeto de

mercúrio.

O mercúrio e seus compostos são encontrados na produção de cloro e

soda cáustica (eletrólise), em equipamentos elétricos e eletrônicos (baterias,

retificadores, relés, interruptores etc.), aparelhos de controle (termômetros,

barômetros, esfingnomanômetros), tintas (pigmentos), amálgamas dentárias,

fungicidas (preservação de madeira, papel, plásticos etc.), lâmpadas de

mercúrio, laboratórios químicos, preparações farmacêuticas, detonadores, óleos

lubrificantes, catalisadores e na extração de ouro.

O trato respiratório é a via mais importante de introdução do mercúrio.

Esse metal demonstra afinidade por tecidos como células da pele, cabelo,

glândulas sudoríparas, glândulas salivares, tireóide, trato gastrointestinal, fígado,

pulmões, pâncreas, rins, testículos, próstata e cérebro.

A exposição a elevadas concentrações desse metal pode provocar febre,

calafrios, dispnéia e cefaléia, durante algumas horas. Sintomas adicionais

envolvem diarréia, cãibras abdominais e diminuição da visão. Casos severos

progridem para edema pulmonar, dispnéia e cianose. As complicações incluem

enfisema, pneumomediastino e morte; raramente ocorre falência renal aguda.

Pode ser destacado também o envolvimento da cavidade oral (gengivite,

salivação e estomatite), tremor e alterações psicológicas. A síndrome é

caracterizada pelo eretismo (insônia, perda de apetite, perda da memória,

timidez excessiva, instabilidade emocional). Além desses sintomas, pode ocorrer

disfunção renal.


Cromo (Cr)

O cromo é obtido do minério cromita, metal de cor cinza que reage com

os ácidos clorídricos e sulfúricos. Além dos compostos bivalentes, trivalentes e

hexavalentes, o cromo metálico e ligas também são encontrados no ambiente de

trabalho. Entre as inúmeras atividades industriais, destacam-se: galvanoplastia,

soldagens, produção de ligas ferro-cromo, curtume, produção de cromatos,

dicromatos, pigmentos e vernizes.

A absorção de cromo por via cutânea depende do tipo de composto, de

sua concentração e do tempo de contato. O cromo absorvido permanece por

longo tempo retido na junção dermo-epidérmica e no estrato superior da

mesoderme.

A maior parte do cromo é eliminada através da urina, sendo excretada

após as primeiras horas de exposição. Os compostos de cromo produzem

efeitos cutâneos, nasais, bronco-pulmonares, renais, gastrointestinais e

carcinogênicos. Os cutâneos são caracterizados por irritação no dorso das mãos

e dos dedos, podendo transformar-se em úlceras. As lesões nasais iniciam-se

com um quadro irritativo inflamatório, supuração e formação crostosa. Em níveis

bronco-pulmonares e gastrointestinais produzem irritação bronquial, alteração da

função respiratória e úlceras gastroduodenais.

Manganês (Mn)

O manganês é um metal cinza semelhante ao ferro, porém mais duro e

quebradiço. Os óxidos, carbonatos e silicatos de manganês são os mais

abundantes na natureza e caracterizam-se por serem insolúveis na água. O

composto ciclopentadienila-tricarbonila de manganês é bem solúvel na gasolina,

óleo e álcool etílico, sendo geralmente utilizado como agente anti-detonante em

substituição ao chumbo tetraetila.

Entre as principais aplicações industriais do manganês, destacam-se a

fabricação de fósforos de segurança, pilhas secas, ligas não-ferrosas (com cobre

e níquel), esmalte porcelanizado, fertilizantes, fungicidas, rações, eletrodos para

solda, magnetos, catalisadores, vidros, tintas, cerâmicas, materiais elétricos e

produtos farmacêuticos (cloreto, óxido e sulfato de manganês). As exposições

mais significativas ocorrem através dos fumos e poeiras de manganês.

O trato respiratório é a principal via de introdução e absorção desse metal nas

exposições ocupacionais. No sangue, esse metal encontra-se nos eritrócitos, 20-

25 vezes maior que no plasma.


Os sintomas dos danos provocados pelo manganês no SNC podem ser

divididos em três estágios: 1º: subclínico (astenia, distúrbios do sono, dores

musculares, excitabilidade mental e movimentos desajeitados); 2º: início da fase

clínica (transtorno da marcha, dificuldade na fala, reflexos exagerados e tremor),

e 3º: clínico (psicose maníaco-depressiva e a clássica síndrome que lembra o

Parkinsonismo). Além dos efeitos neurotóxicos, há maior incidência de bronquite

aguda, asma brônquica e pneumonia.


Metais Pesados – II Parte

1º Metal – Mercúrio

Número Atômico: 80 – Símbolo: Hg

Um dos metais pesados mais impactantes para o meio ambiente e para a

nossa saúde é o Mercúrio (Hg). O mercúrio tem uma característica única, o ciclo

do mercúrio, neste ciclo o mercúrio que é lançado no meio ambiente decorrente

da mineração e queima de combustíveis fósseis, ao cair em um curso de água,

por exemplo, uma parte se torna volátil evapora, e cai em seguida por meio da

chuva ácida, e a parte restante é consumida pelas plantas aquáticas e pelos

peixes, com isso as bactérias fazem a transformação de Mercúrio metálico em

Mercúrio Orgânico que altamente tóxico.

Esquema do Ciclo de Intoxicação do Mercúrio

Mercúrio orgânico entra na cadeia alimentar e sua concentração aumenta

conforme o nível trófico da espécie, se tornando cada vez mais tóxico, e com

isso causam mais danos a saúde nos níveis mais altos nos seres humanos por

exemplo.

Já o mercúrio volátil em seu estado de vapor, por ser estável na

atmosfera ele pode afetar áreas remotas do planeta levando essas áreas à

Mercúrio Liquido

•Pele

•Homem Intoxicado

Ar, Água e Solo

•Fauna e Flora

•Homem Intoxicado

Vapor de Mercúrio

•Pulmões

•Homem Intoxicado


degradação do meio ambiente, já foram constatadas medidas altíssimas de

mercúrio na Antártica.

Problemas causados pelo mercúrio ao Homem

Uma vez no organismo o mercúrio cai na circulação sanguínea, sendo

oxidado formam compostos solúveis que se combinam com proteínas e sais dos

tecidos esses compostos solúveis são absorvidos pelas mucosas, os vapores

por via respiratória e os insolúveis pela pele e pelas glândulas sebáceas. Com

isso o mercúrio interfere metabolismo celular incapacitando o processo

enzimático celular, e se espalhando pelo organismo e se acumulando em órgão

de suma importância como rins, fígados ele provoca então a desintegração dos

tecidos com formação de proteínas mercuriais, o mercúrio enfim para o

organismo é um veneno protoplasmático.

Sintomas da Intoxicação por Mercúrio

Intoxicação Aguda:

1. Aspecto cinza escuro na boca e faringe;

2. Dor intensa;

3. Vômitos (podem ser até sanguinolentos);

4. Sangramento nas gengivas;

5. Sabor metálico na boca;

6. Ardência no aparelho digestivo;

7. Diarréia grave ou sanguinolenta;

8. Inflamação na boca (estomatite);

9. Queda dos dentes e ou dentes frouxos;

10. Glossite;

11. Tumefação da mucosa da gengiva;

12. Nefrose nos rins;

13. Problemas hepáticos graves;

14. Pode causar morte rápida (1 ou 2 dias).

Intoxicação Crônica:

1. Transtornos digestivos;

2. Transtornos nervosos;

3. Caquexia;


4. Estomatite;

5. Salivação;

6. Mau hálito;

7. Inapetência;

8. Anemia;

9. Hipertensão;

10. Afrouxamento dos dentes;

11. Problemas no sistema nervoso central;

12. Transtornos renais leves;

13. Possibilidade de alteração cromossômica.

(fonte http://www.areaseg.com/toxicos/mercurio.html)

Em questão de controle do mercúrio foi feita A Primeira Reunião do

comitê de Negociação Intergovernamental do dia 7 há 11 de junho de 2010

nesse comitê foi estipulada uma data 2013, nesse ano todos os países membros

das Nações Unidas devem estabelecer compromissos para o controle, e

proteção do meio ambiente, ecossistemas e a saúde da população contra os

riscos dos agentes tóxicos do mercúrio.

“Como resultado do encontro, foi proposta uma estrutura de documento

mandatório abordando os seguintes tópicos: objetivo, estrutura geral,

capacitação e assistências técnicas e financeiras, demanda e suprimento de

mercúrio, comércio internacional, resíduos e remediação de sites contaminados,

armazenamento ambientalmente seguro, emissões atmosféricas,

conscientização e intercâmbio técnico-científico, procedimentos

complementares.

O mandato do INC estabelece um calendário de reuniões anuais até 2013, e

mais uma, em 2014, para consolidação da proposta. A próxima reunião deverá

ocorrer em janeiro de 2011, Chiba, no Japão, em alusão ao conhecido incidente

de Minamata, ocorrido entre 1956 e 1968, quando centenas de pessoas de uma

área costeira foram contaminadas pelo mercúrio despejado nas águas da

região.”


2º Metal – Níquel

Número Atômico: 28 – Símbolo: Ni

Este metal tem papel fisiológico (exemplo as hidrogenases das bactérias,

como as uréases presentes nas plantas que contêm níquel no local ativo e

precisam dele para exercer sua ação), como nefasto (toxicidade, carcinogenese

e teratogenese) no organismo.

A questão é que, uma substância pode ser tóxica, mas segura desde que

a sua manipulação seja correta e a exposição dentro dos níveis seguros.

Exemplo, disso é a gasolina, a amônia, o Níquel.

Toxicidade nos Humanos

Em pequenas quantidades o Níquel é necessário ao organismo do

Homem e dos outros animais. Não é um composto tóxico cumulativo, mas,

quando as quantidades ultrapassam as requeridas este se torna prejudicial.

O Homem está exposto ao Níquel através do ar que respira, da água

ingerida, do fumo dos cigarros, alimentos como cocos, alguns frutos secos,

nabos, chocolate, gorduras e flocos de aveia que têm altos níveis de níquel em

sua constituição.

As quantidades ingeridas, diariamente, são cerca do triplo das que

necessitamos, mas são níveis seguros. Mesmo em casos, devido à dieta

adotada, em que os valores atingem os 100-300µg/dia, não surgem graves

problemas de toxicidade. Os próprios utensílios de cozinha e alguns detergentes

libertam Níquel contribuindo, significativamente, para a sua ingestão diária. Outra

fonte de Níquel é o cigarro, que se acumula diretamente a nível pulmonar (2-

23μg Níquel/dia podem resultar de se fumar 40 cigarros num dia). O Níquel

proveniente desta via pode levar a irritação respiratória e, mesmo a pneumonias.

Mas no fundo, são as pessoas que estão expostas a elevados níveis

deste composto, durante mais de quatro horas, que podem vir a ter

conseqüências graves devido a uma elevada toxicidade, quer a nível pulmonar

quer a nível gastrointestinal. O Níquel e seus compostos são, primordialmente,

absorvidos pelo trato respiratório, detendo-se neste, e em pequena extensão

pelo trato gastrointestinal, de acordo com a dissolução e receptação celular.

Estes problemas de toxicidade surgem porque o Homem como os outros

animais, não tem enzimas que utilizam o Níquel. Quase todos os casos de


toxicidade aguda causada pelo Níquel em humanos resultam da exposição aos

Carbonetos, Sulfatos e Óxidos de Níquel.

Os efeitos iniciais envolvem dores de cabeça, vertigens, náuseas,

vômitos, insônias irritação do trato respiratório e, posteriormente, sintomas

pulmonares semelhantes a uma pneumonia viral. As lesões pulmonares

patológicas incluem, hemorragias, edemas e desarranjo celular. O fígado, rins,

glândula adrenal, baço e o cérebro também são afetados.

O efeito crônico como rinite, sinusite, perfurações nasais, displasia e

asma surgem mais em trabalhadores de refinarias e de chapas de Níquel por

estarem, diariamente, expostos a elevados níveis. Sintomas nefro tóxicos como,

edema renal e degeneração parenquimatosa também foram revelados em

trabalhadores com exposição industrial ao níquel. Já os efeitos transitórios de

nefro toxicidade surgiram após ingestão de sais de Níquel.

O Níquel também é uma agente sensibilizante causando dermatites de

contato nas pessoas mais sensíveis. O Níquel e seus compostos ainda podem

ser carcinogênicos em concentrações muito superiores às que o organismo

consegue suportar, apesar de ainda não se saber exatamente o porquê.

Também podem surgir problemas de fertilidade e no desenvolvimento do

feto, (más formações a nível ocular, quistos pulmonares, hidronefroses,

deformações nos ossos...).

A exposição iatrogênica ao Níquel resulta de implantes e próteses feitos a

partir do Níquel, de fluidos intravenosos ou de diálise (100μ por tratamento) e

das radiografias de contraste.

Ingestão de Níquel Solúvel

O Níquel é um constituinte solúvel que se encontra em muitos alimentos

(é um dos elementos da água que nós bebemos, nos lavamos, como de alguns

vegetais...). Os teores recomendados na água, por exemplo, são de 0,1 mg de

níquel por 1litro de água (0,1 mg/L).

Atualmente não há nenhum estudo que evidencia que a ingestão de

Níquel é a causa de cancro no Homem ou se isso somente torna as pessoas

mais sensíveis ao Níquel. Alguns sugerem que a condição de alguns indivíduos,

já sensíveis ao Níquel, pode é ser agravada por sua ingestão, mas as

quantidades requeridas para tal têm de ser muito superiores às ingeridas

diariamente, o que é difícil de ocorrer. Se, acidentalmente, ingerirmos

demasiadamente compostos derivados de Níquel solúveis, como Sulfato ou


Cloreto, pode-se ter um ataque gastrointestinal que pode ser acompanhado de

vômito, diarréia, vertigens, ou falta de respiração, mas não efeitos mortais.

Estes ocorrem mais, como já se referiu, para as pessoas que, contata,

diretamente com este mineral ou seus compostos. Também através de moedas

ou jóias que o tenham em sua constituição; também ao inspirarmos ar que

baixos teores em Níquel ou se trabalharmos em indústrias que processam ou

que usam o níquel.

Toxicidade nos Animais

Os efeitos maléficos do Níquel na saúde do Homem foram analisados em

laboratório. Para os animais o Níquel é um elemento essencial em pequenas

quantidades mas este se torna perigoso quando as doses máximas toleradas

são ultrapassadas, podendo levar ao aparecimento de diferentes tipos de

cancro. Por inalação prolongada de Níquel metálico e Óxido de Níquel surgiram

danos na mucosa e reação inflamatória no trato respiratório em ratos e porcos

da índia. Também ocorreu hiperplasia epitelial e pneumoconiose e reações

inflamatórias progressivas, por vezes, acompanhadas de fibrose após inalação

de óxido de níquel e Cloreto de Níquel.

O Níquel também influenciou diminuindo a produção de prolactina e o

Cloreto de Níquel reduziu a receptação de iodina pela tiróide além de afetar o

sistema das células T.

O destino dos poluentes ambientais, por bioacumulação (processo que

leva ao aumento da concentração química de compostos poluentes, nos

organismos, comparativamente, à sua concentração quando estes se encontram

no meio ambiente, águas ou solos, não poluído) é um aspecto fundamental da

ecotoxicologia.

O Níquel é um elemento que se encontra em diferentes partes da

biosfera. Constitui cerca de 0,008% da crosta terrestre e é o 15º elemento mais

comum, a seguir ao Ferro, Oxigênio, Sílica e Magnésio quando temos em conta

a composição global do planeta Terra. Na atmosfera existe principalmente na

forma de partículas sólidas de aerossóis, em níveis muito baixos, e as espécies

de níquel presente dependem da fonte de contaminação. As fontes da

contaminação ambiental pelo Níquel são, especialmente, as indústrias que, o

usam para produção de diversos materiais, combustão do petróleo, carvão,

incineração de lixo. A concentração de Níquel na atmosfera das áreas

industrializadas é por volta dos 120-170 ng/m3 e de 6-17 ng/m3 nas áreas


suburbanas. Este é emitido como Óxido, Sulfetos, Silicatos, compostos solúveis

e, em menor extensão na forma metálica.

As altas temperaturas ocorrem reação entre o Níquel e o Oxigênio com

formação de Óxido de Níquel:

Na água não ocorre reação do Níquel com os constituintes desta, sob

condições normais. No entanto, pode reagir com o Cloreto, Brometo e o Iodeto

de acordo com as reações:

Também reage com ácidos ao se dissolver lentamente em ácido sulfúrico diluído

formando soluções juntamente com o hidrogênio:

Com as bases, como OH, geralmente não há reação.

Os compostos de Níquel também estão presentes nos solos nas formas

insolúveis, como também nas solúveis, e provém muitas vezes das chuvas

ácidas. Em solos de argila, os seus teores estão abaixo dos 2ppm ou acima dos

450 ppm, pois são muito ricos neste mineral. Nas próprias rochas e sedimentos,

o Níquel pode existir associado ao Enxofre ou ao Arsênio. O minério de onde se

extrai mais Níquel é o de Ferro-Niquel e o Enxofre-Níquel. Por erosão das

rochas há libertação de quantidades significativas de Níquel para as águas, tanto

nas formas solúveis como nas insolúveis. A concentração de Níquel no fundo

dos oceanos encontra-se por volta dos 0,1-0,5 ppb Ni e nas águas mais

2 Ni(s) + O2(g) → 2NiO(s)

Ni (s) + Cl2 (g) → NiCl2 (s) Amarelo

Ni (s) + Br2 (g) → NiBr2 (s) Amarelo

Ni (s) + I2 (g) → NiI2 (s) Preto

Ni (s) + H2SO4 (aq) → Ni 2+ + SO42- (aq) + H2 (g)


superficiais por volta dos 15-20 ppb Ni. A água que consumimos tem

aproximadamente 500μg Níquel/litro.

Nos oceanos há assim, aproximadamente oito bilhões de toneladas de

Níquel dissolvido. A toxicidade do Níquel nos invertebrados aquáticos varia,

consideravelmente, de acordo com a espécie e os fatores abióticos como pH,

temperatura, salinidade do meio e a presença de matéria orgânica (tende a

absorver este metal, constituindo carvão e petróleo), e inorgânica presente

influenciam a toxicidade do Níquel.

Sabe-se que altas concentrações deste mineral nos solos podem

danificar plantas e nas águas diminuir o crescimento das algas. Os

microrganismos também podem ser atingidos havendo inibição do seu

crescimento.

Apesar de tudo, o níquel não é considerado um contaminante global, mas

cada vez mais as mudanças ecológicas têm levado ao decréscimo do número e

variedade de espécies que habitam locais perto de fontes de libertação de

níquel. Estudos dos micros sistemas revelam que a adição de níquel nos solos

causa distúrbios no ciclo do nitrogênio.

Embora a acumulação de Níquel no organismo, através de uma

exposição crônica, possa levar a fenômenos como fibrose pulmonar, doenças

cardiovasculares e hepáticas, a complicação mais problemática diz respeito à

sua atividade carcinogênica. Estudos epidemiológicos mostram, claramente, que

compostos de Níquel podem ser carcinogênicos, tendo maior evidência no nível

do pulmão e nasal.

Todos os compostos de Níquel, exceto o Níquel metálico, são

classificados, como carcinogênicos para os humanos. Além disso, o Níquel induz

stress oxidativo que inibe a glutationa, activa Ap1, o NF-kB e outros fatores de

transcrição sensíveis à oxidação. No entanto, este stress não é, provavelmente,

suficiente para produzir mutações.


3º Metal – Arsênico

Número Atômico: 33 – Símbolo: 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.

No homem produz efeitos nos sistemas respiratório, cardiovascular,

nervoso e hematopoiético. No sistema respiratório ocorre irritação com danos

nas mucosas nasais, laringe e brônquios. Exposições prolongadas podem

provocar perfuração do septo nasal e rouquidão característica e, em longo prazo,

insuficiência pulmonar, traqueobronquite e tosse crônica.

No sistema cardiovascular são observadas lesões vasculares periféricas

e alterações no eletrocardiograma. No sistema nervoso, as alterações

observadas são sensoriais e polineuropatias, e no sistema hematopoiético

observa-se leucopenia, efeitos cutâneos e hepáticos. Tem sido observada

também a relação do arsênico com o câncer de pele e brônquios.

Por mais de 12 séculos, o arsênico foi extremamente popular como

veneno. Sua popularidade remonta ao século VIII, quando o alquimista árabe

Abu Musa Jabir Ibn Hayyan (721 – 815), conhecido como Geber, descobriu uma

maneira de converter o arsênico puro (que é um metal acinzentado) em óxido de

arsênio1 (As2O3, um pó branco, sem gosto e sem cheiro). Na sua forma de

óxido, o arsênico pode ser facilmente adicionado à comida ou bebida de uma

pessoa sem levantar suspeitas, uma vez que seguiu indetectável até o século

XIX. Como resultado, o arsênico tornou-se popular em diversas classes, desde

ladrões ordinários até reis, rainhas e papas. De fato, o arsênico era tão popular

que foi apelidado de ―pó de herança‖ porque costumava acelerar de forma muito

conveniente a herança de tronos e títulos da nobreza.

Trióxido de Arsênio

Os Bórgia, figuram como o melhor exemplo do uso de arsênico para

alcançar objetivos de poder. Foi uma das mais notáveis famílias da época da

renascença, tornando-se célebres por sua índole corrupta durante o período em

que um deles tornou-se Papa. Sobre a família, como um todo, pesavam

http://mosaicum.org/2010/03/03/metodo-para-deteccao-de-envenenamento-por-arsenico-quimica-forense/#fn-603-1


acusações por diversos crimes, alguns com provas substanciais, como adultério,

roubo, estupro, trapaça e assassinato por envenenamento.

Rodrigo Bórgia, conhecido por suas intrigas, foi eleito Papa em 1492 e adotou o

nome de Alexandre VI. O Papa Alexandre VI teve diversos filhos reconhecidos,

estando Lucrezia e Cesare entre os mais famosos. Cesare, apoiado pelo pai,

tentou tornar-se o soberano da Itália, mas em 1503, o Papa Alexandre morreu

subitamente e diz-se que ele e Cesare beberam, acidentalmente, de uma de

suas próprias garrafas de vinho envenenadas.

Os sintomas do envenenamento por arsênico eram especialmente conve-

nientes porque em muito se assemelhavam aos sintomas do cólera, que era

comum na época. Conforme cresceu o interesse na ciência forense durante o

século XIX, um dos maiores problemas que se apresentavam aos químicos era,

justamente, a identificação de arsênico no corpo, permitindo, então, o julgamento

dos culpados por envenenamento.

Um grande número de cientistas e químicos forenses perseguiu esse

objetivo, incluindo Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787 — 1853), o ―pai da

toxicologia‖ e Karl Wilhelm Scheele (1742 – 86), um dos descobridores do

oxigênio; entretanto, o primeiro a ter sucesso foi o químico britânico James

Marsh (1794–1846).

Em 1832, Marsh estava empregado no Arsenal Britânico Real e foi con-

vocado a testemunhar como perito no caso de envenenamento cujo suspeito era

um tal George Bodle. Marsh tentou usar um teste tradicional de detecção de

arsênico perante o júri. Nesse teste, sulfeto de hidrogênio gasoso é borbulhado

numa solução contendo fluidos retirados do corpo envenenado. Se houvesse

arsênico nesses fluidos, a solução ficaria amarela.

O teste deu resultado positivo, confirmando o envenenamento por

arsênico, contudo, o júri considerou o réu inocente. De acordo com um obser-

vador, o júri não ficou convencido pelo teste de Marsh porque não puderam ver o

arsênico (a substância metálica cinza). Marsh ficou furioso, não apenas pela

decisão do júri mas porque, tempos mais tarde, o réu confessaria que realmente

havia cometido o envenenamento. Foi por esse motivo que Marsh decidiu criar

um teste ―à prova de leigos‖ para detecção de arsênico que fosse capaz de con-

vencer até mesmo o mais ignorante dos observadores. Essa tarefa tomou-lhe

quatro anos, mas ele teve sucesso.

O teste que Marsh desenvolveu (e que hoje carrega seu nome) é usado ainda

nos dias de hoje para detectar arsênico em amostras tão pequenas quanto 0.02

miligramas.


O primeiro passo no teste de Marsh é adicionar zinco metálico puro e

ácido sulfúrico à amostra a ser testada. Se arsênico (na forma de óxido de

arsênico) estiver presente na amostra, será reduzido pelo zinco.

O filme de arsênico é, muitas vezes, chamado de ―espelho de arsênico‖ e

seu tamanho é diretamente proporcional à quantidade de arsênico presente na

amostra, o que significa dizer que quanto maior o espelho de arsênico, maior a

quantidade de veneno presente no corpo, permitindo uma determinação

quantitativa.

O teste de Marsh, contudo, não se transformou num sucesso absoluto,

pois, conforme outros peritos passaram a usá-lo, um grande número de proble-

mas começou a ocorrer. Por exemplo, o arsênico pode ocorrer naturalmente

junto às amostras de zinco que contêm impurezas e levar a falso-positivo. Hoje

em dia, contudo, a pureza das substâncias já é suficiente para tornar o teste

confiável.

Ação Biológica

A toxicidade do arsênico depende do seu estado químico. Enquanto o arsênico

metálico e o sulfureto de arsênico são praticamente inertes, o gás AsH3 é

extremamente tóxico. De um modo geral, os compostos de arsênico são

perigosos, principalmente devido aos seus efeitos irritantes na pele. Por

exemplo, o manuseamento de trióxido de arsênico industrial deve ser feito com

luvas e máscaras especiais. A toxicidade destes compostos é principalmente

devida à ingestão e não à inalação embora deva haver cuidados de ventilação

em ambientes industriais que usem compostos de arsênico.

As-III = AsH3

AsIII = As4O6 , H3AsO3 , H2AsO3-

AsV = As4O10 , H3AsO4 , H2AsO4-


Bibliografia

1. SALGADO, P. E. T. Toxicologia dos metais. In: OGA, S. Fundamentos

de toxicologia. São Paulo, 1996. cap. 3.2, p. 154-172.

2. SALGADO, P. E. T. Metais em alimentos. In: OGA, S. Fundamentos de

toxicologia. São Paulo, 1996. cap. 5.2, p. 443-460.

3. TREVORS, J. T.; STRATDON, G. W. & GADD, G. M. Cadmium

transport, resistance, and toxicity in bacteria, algae, and fungi. Can.

J. Microbiol., 32: 447-460, 1986.

4. ZIMBRES, E. http://www.meioambiente.pro.br

Analise Ambiental - Monografia Metais Pesados

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