Metal pesado tóxico - Toxic heavy metal

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Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Europium Gadolínio Térbio Disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radon
Francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Americium Curium Berquélio Californium Einsteinium Fermium Mendelévio Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seabórgio Bohrium Hassium Meitnerium Darmstádio Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Exemplos de metais pesados ​​tóxicos
Uma parede de 25 pés (7,6 m) de cinzas volantes de carvão contaminada com metais pesados ​​tóxicos, resultante da liberação de 5,4 milhões de jardas cúbicas de lama de cinzas volantes de carvão no Rio Emory , Tennessee , e recursos de terra e água próximos, em dezembro de 2008 Os testes mostraram níveis significativamente elevados de arsênio, cobre, bário , cádmio, cromo, chumbo, mercúrio, níquel e tálio em amostras de lama e água do rio. Os custos de limpeza podem ultrapassar US $ 1,2 bilhão.

Um metal pesado tóxico é qualquer metal ou metalóide relativamente denso que é conhecido por sua toxicidade potencial, especialmente em contextos ambientais. O termo tem aplicação particular para cádmio , mercúrio e chumbo , todos os quais aparecem na lista da Organização Mundial de Saúde de 10 produtos químicos de grande preocupação pública. Outros exemplos incluem manganês , cromo , cobalto , níquel , cobre , zinco , prata , antimônio e tálio .

Os metais pesados são encontrados naturalmente na terra. Eles ficam concentrados como resultado de atividades causadas pelo homem e podem entrar em tecidos vegetais e animais (incluindo humanos) por inalação, dieta e manuseio manual. Então, eles podem se ligar e interferir no funcionamento de componentes celulares vitais. Os efeitos tóxicos do arsênio, mercúrio e chumbo eram conhecidos pelos antigos, mas estudos metódicos da toxicidade de alguns metais pesados ​​parecem datar apenas de 1868. Em humanos, o envenenamento por metais pesados ​​é geralmente tratado pela administração de agentes quelantes . Alguns elementos considerados metais pesados ​​tóxicos são essenciais, em pequenas quantidades, para a saúde humana.

Fontes de contaminação

O chumbo tetraetila é um dos contaminantes de metais pesados ​​mais significativos de uso recente.

Os metais pesados ​​são encontrados naturalmente na terra e se concentram como resultado das atividades humanas ou, em alguns casos, processos geoquímicos, como o acúmulo em solos de turfa que são então liberados quando drenados para a agricultura. Fontes comuns são resíduos de mineração e industriais; emissões veiculares; óleo de motor; combustíveis usados ​​por navios e máquinas pesadas; obras de construção; fertilizantes; pesticidas; tintas; tintas e pigmentos; renovação; depósito ilegal de resíduos de construção e demolição; dumpster roll-off superior aberto; soldagem, brasagem e soldagem; trabalho de vidro; obras de concreto; obras rodoviárias; uso de materiais reciclados; Projetos de metal DIY; queima de papel Joss ; queima a céu aberto de resíduos na área rural; sistema de ventilação contaminado; alimentos contaminados pelo meio ambiente ou pela embalagem; armamentos; baterias de chumbo-ácido ; pátio de reciclagem de resíduos eletrônicos; madeiras tratadas; infraestrutura de abastecimento de água envelhecida; e microplásticos flutuando nos oceanos do mundo. Arsênico, cádmio e chumbo podem estar presentes em brinquedos infantis em níveis que excedem os padrões regulamentares. O chumbo pode ser usado em brinquedos como um estabilizador , intensificador de cor ou agente anticorrosivo. Às vezes, o cádmio é empregado como um estabilizador ou para aumentar a massa e o brilho das joias de brinquedo. Acredita-se que o arsênico seja usado em conjunto com corantes. Consumidores regulares de álcool destilado ilegalmente podem ser expostos a envenenamento por arsênio ou chumbo, cuja fonte é chumbo contaminado por arsênio, usado para soldar o aparelho de destilação. O veneno de rato usado em armazéns de grãos e purê pode ser outra fonte de arsênico.

O chumbo é o contaminante de metal pesado mais comum. Como um componente do chumbo tetraetila , (CH
3
CH
2
)
4
Pb
, foi amplamente utilizado na gasolina durante os anos 1930-1970. Os níveis de chumbo nos ambientes aquáticos das sociedades industrializadas foram estimados em duas a três vezes os níveis pré-industriais. Embora o uso de gasolina com chumbo tenha sido amplamente eliminado na América do Norte em 1996, os solos próximos a estradas construídas antes dessa época retêm altas concentrações de chumbo. O chumbo (de azida de chumbo (II) ou estifnato de chumbo usado em armas de fogo) se acumula gradualmente nos campos de treinamento de armas de fogo, contaminando o meio ambiente local e expondo os funcionários do estande a um risco de envenenamento por chumbo .

Rotas de entrada

Os metais pesados ​​entram nos tecidos vegetais, animais e humanos por inalação de ar, dieta e manuseio manual. As emissões dos veículos motorizados são a principal fonte de contaminantes transportados pelo ar, incluindo arsênio, cádmio, cobalto, níquel, chumbo, antimônio, vanádio, zinco, platina, paládio e ródio. As fontes de água (lençóis freáticos, lagos, riachos e rios) podem ser poluídas por metais pesados ​​lixiviados de resíduos industriais e de consumo; a chuva ácida pode exacerbar esse processo ao liberar metais pesados ​​presos no solo. O transporte através do solo pode ser facilitado pela presença de caminhos de fluxo preferenciais (macroporos) e compostos orgânicos dissolvidos. As plantas são expostas a metais pesados ​​através da absorção de água; os animais comem essas plantas; a ingestão de alimentos vegetais e animais são as maiores fontes de metais pesados ​​em humanos. A absorção através do contato com a pele, por exemplo, do contato com o solo ou metais contendo brinquedos e joias, é outra fonte potencial de contaminação por metais pesados. Os metais pesados ​​tóxicos podem bioacumular nos organismos, pois são difíceis de metabolizar .

Efeitos prejudiciais

Os metais pesados ​​"podem se ligar a componentes celulares vitais, como proteínas estruturais , enzimas e ácidos nucléicos , e interferir em seu funcionamento". Os sintomas e efeitos podem variar de acordo com o metal ou composto metálico e a dose envolvida. De modo geral, a exposição de longo prazo a metais pesados ​​tóxicos pode ter efeitos cancerígenos no sistema nervoso central e periférico e circulatórios. Para humanos, as apresentações típicas associadas à exposição a qualquer um dos metais pesados ​​tóxicos "clássicos", ou cromo (outro metal pesado tóxico) ou arsênico (um metalóide), são mostradas na tabela.

Elemento Exposição aguda
geralmente um dia ou menos
Exposição crônica,
muitas vezes, meses ou anos
Cádmio Pneumonite (inflamação pulmonar) Câncer de pulmão
Osteomalacia (amolecimento dos ossos)
Proteinúria (excesso de proteína na urina; possível lesão renal)
Mercúrio Diarréia,
febre,
vômitos
Estomatite (inflamação das gengivas e boca)
Náuseas
Síndrome nefrótica (doença renal inespecífica)
Neurastenia (distúrbio neurótico)
parageusia (sabor metálico)
Doença rosa (dor e rosa descoloração das mãos e pés)
Tremor
Liderar Encefalopatia (disfunção cerebral)
Náusea
Vômitos
Anemia
Encefalopatia
Queda do pé / punho (paralisia)
Nefropatia (doença renal)
Cromo Hemorragia gastrointestinal (sangramento) 
Hemólise (destruição de glóbulos vermelhos)
Insuficiência renal aguda
Fibrose pulmonar (cicatriz pulmonar )
Câncer de pulmão
Arsênico Náusea
Vômito
Diarreia
Encefalopatia
Efeitos de múltiplos órgãos
Arritmia Neuropatia
dolorosa
Diabetes
Hipopigmentação / hiperqueratose
cancro

História

Os efeitos tóxicos do arsênio, mercúrio e chumbo eram conhecidos pelos antigos, mas estudos metódicos da toxicidade geral dos metais pesados ​​parecem datar apenas de 1868. Naquele ano, Wanklyn e Chapman especularam sobre os efeitos adversos do arsênico de metais pesados, chumbo, cobre, zinco, ferro e manganês "na água potável . Eles notaram uma "ausência de investigação" e foram reduzidos à "necessidade de pleitear a coleta de dados". Em 1884, Blake descreveu uma conexão aparente entre a toxicidade e o peso atômico de um elemento. As seções a seguir fornecem miniaturas históricas para os metais pesados ​​tóxicos "clássicos" (arsênio, mercúrio e chumbo) e alguns exemplos mais recentes (cromo e cádmio).

Orpiment , um mineral de arsênio tóxico usado na indústria de curtimento para remover os pelos das peles.

Arsênico

Arsênico , como realgar ( Como
4
S
4
) e orpiment ( As
2
S
3
), era conhecido na antiguidade. Estrabão (64-50 AC - c. 24 DC?), Um geógrafo e historiador grego, escreveu que apenas escravos eram empregados em minas realgar e orpiment, uma vez que eles inevitavelmente morreriam dos efeitos tóxicos dos vapores liberados dos minérios. Cerveja contaminada com arsênico envenenou mais de 6.000 pessoas na área de Manchester, na Inglaterra, em 1900, e acredita-se que tenha matado pelo menos 70 vítimas. Clare Luce , embaixadora americana na Itália de 1953 a 1956, sofreu envenenamento por arsênico . Sua origem foi rastreada até a pintura descascada com arsênico no teto de seu quarto. Ela também pode ter comido alimentos contaminados por arsênico na pintura do teto descascando na sala de jantar da embaixada. A água subterrânea contaminada por arsênico , a partir de 2014, “ainda está envenenando milhões de pessoas na Ásia”.

Mercúrio

Catedral de Santo Isaac , em São Petersburgo , Rússia. O amálgama de ouro- mercúrio usado para dourar sua cúpula causou inúmeras baixas entre os trabalhadores envolvidos.

O primeiro imperador da China unificada, Qin Shi Huang , foi relatado, morreu por ingestão de pílulas de mercúrio que deveriam dar a ele a vida eterna. A frase "louco como um chapeleiro" é provavelmente uma referência ao envenenamento por mercúrio entre os chapeleiros (a chamada " doença do chapeleiro louco "), já que compostos à base de mercúrio já foram usados ​​na fabricação de chapéus de feltro nos séculos 18 e 19. Historicamente, o amálgama de ouro (uma liga com mercúrio) foi amplamente utilizado na douração , causando inúmeras baixas entre os trabalhadores. Estima-se que somente durante a construção da Catedral de Santo Isaac , 60 trabalhadores morreram devido ao douramento da cúpula principal. Surtos de envenenamento por metilmercúrio ocorreram em vários lugares do Japão durante a década de 1950 devido a descargas industriais de mercúrio em rios e águas costeiras. As instâncias mais conhecidas foram em Minamata e Niigata . Só em Minamata, mais de 600 pessoas morreram devido ao que ficou conhecido como doença de Minamata . Mais de 21.000 pessoas entraram com ações junto ao governo japonês, das quais quase 3.000 foram certificadas como portadoras da doença. Em 22 casos documentados, mulheres grávidas que consumiram peixe contaminado apresentaram sintomas leves ou nenhum sintoma, mas deram à luz bebês com deficiências graves de desenvolvimento. Desde a Revolução Industrial , os níveis de mercúrio triplicaram em muitas águas do mar próximas à superfície , especialmente em torno da Islândia e da Antártica .

Anúncio de pintura com chumbo branco do Dutch Boy , 1912.

Liderar

Os efeitos adversos do chumbo eram conhecidos pelos antigos. No século 2 aC, o botânico grego Nicander descreveu a cólica e a paralisia observadas em pessoas envenenadas por chumbo. Dioscorides , um médico grego que se acredita ter vivido no primeiro século EC, escreveu que o chumbo "faz a mente ceder". O chumbo foi usado extensivamente em aquedutos romanos de cerca de 500 aC a 300 dC. O engenheiro de Júlio César , Vitruvius , relatou que "a água é muito mais saudável com os canos de barro do que com os de chumbo. Pois parece que o chumbo torna-se prejudicial, porque o chumbo branco é produzido por ela, e diz-se que é prejudicial para o corpo humano." Durante o período mongol na China (1271 a 1368 DC), a poluição por chumbo devido à fundição de prata na região de Yunnan excedeu os níveis de contaminação das atividades de mineração modernas em quase quatro vezes. Nos séculos 17 e 18, as pessoas em Devon sofriam de uma condição conhecida como cólica de Devon ; descobriu-se que isso se devia à ingestão de sidra contaminada com chumbo . Em 2013, a Organização Mundial da Saúde estimou que o envenenamento por chumbo resultou em 143.000 mortes, e "contribui [d] para 600.000 novos casos de crianças com deficiência intelectual", a cada ano. Na cidade americana de Flint, Michigan , a contaminação por chumbo na água potável é um problema desde 2014 . A fonte de contaminação foi atribuída à "corrosão nas tubulações de chumbo e ferro que distribuem água aos moradores da cidade". Em 2015, a concentração de chumbo na água potável no nordeste da Tasmânia , Austrália, atingiu um nível mais de 50 vezes do que as diretrizes nacionais de água potável prescritas. A fonte da contaminação foi atribuída a "uma combinação de infraestrutura de água potável dilapidada, incluindo dutos com juntas de chumbo, canos de cloreto de polivinila em fim de vida e encanamentos domésticos".

Cromo

O cromato de potássio , um carcinógeno , é usado no tingimento de tecidos e como agente de curtimento para a produção de couro .

Os compostos de cromo (III) e o metal de cromo não são considerados perigosos para a saúde, enquanto a toxicidade e as propriedades carcinogênicas do cromo (VI) são conhecidas pelo menos desde o final do século XIX. Em 1890, Newman descreveu o risco elevado de câncer em trabalhadores de uma empresa de tintura de cromato . Dermatite induzida por cromato foi relatada em trabalhadores de aeronaves durante a Segunda Guerra Mundial . Em 1963, um surto de dermatite, variando de eritema a eczema exsudativo , ocorreu entre 60 trabalhadores de uma fábrica de automóveis na Inglaterra. Os trabalhadores lixaram com lixa a tinta de base cromada que foi aplicada nas carrocerias dos carros. Na Austrália, o cromo foi liberado da fábrica de explosivos Newcastle Orica em 8 de agosto de 2011. Até 20 trabalhadores da fábrica foram expostos, assim como 70 casas próximas em Stockton . A cidade só foi notificada três dias após a libertação e o acidente gerou uma grande polêmica pública, com Orica sendo criticado por minimizar a extensão e os possíveis riscos do vazamento, e o governo do estado atacou por sua resposta lenta ao incidente.

Barra de cádmio com pureza de 99,999% e cubo de 1 cm 3 .

Cádmio

A exposição ao cádmio é um fenômeno do início do século 20 em diante. No Japão, em 1910, a Mitsui Mining and Smelting Company começou a descarregar cádmio no rio Jinzugawa, como um subproduto das operações de mineração. Os residentes nas áreas circundantes subsequentemente consumiram arroz cultivado em água de irrigação contaminada com cádmio. Eles experimentaram amolecimento dos ossos e insuficiência renal. A origem desses sintomas não era clara; as possibilidades levantadas na época incluíam "uma doença regional ou bacteriana ou envenenamento por chumbo". Em 1955, o cádmio foi identificado como a causa provável e em 1961 a fonte estava diretamente ligada às operações de mineração na área. Em fevereiro de 2010, o cádmio foi encontrado nas joias exclusivas da Miley Cyrus do Walmart . O Wal-Mart continuou a vender as joias até maio, quando testes secretos organizados pela Associated Press confirmaram os resultados originais. Em junho de 2010, o cádmio foi detectado na tinta usada em copos promocionais do filme Shrek Forever After , vendido por restaurantes McDonald's , provocando um recall de 12 milhões de copos.

Remediação

Um ânion de metal EDTA. Pb desloca Ca em Na
2
[CaEDTA]
para dar Na
2
[PbEDTA]
, que é eliminado do corpo na urina .

Em humanos, o envenenamento por metais pesados ​​é geralmente tratado pela administração de agentes quelantes . São compostos químicos, como o CaNa2EDTA (etilenodiaminotetracetato de cálcio dissódico), que convertem metais pesados ​​em formas quimicamente inertes que podem ser excretadas sem interação posterior com o corpo. Os quelatos têm efeitos colaterais e também podem remover metais benéficos do corpo. Suplementos vitamínicos e minerais às vezes são administrados concomitantemente por esse motivo.

Solos contaminados por metais pesados ​​podem ser remediados por uma ou mais das seguintes tecnologias: isolamento; imobilização; redução da toxicidade; separação física; ou extração. O isolamento envolve o uso de tampas, membranas ou barreiras subterrâneas na tentativa de colocar o solo contaminado em quarentena. A imobilização visa alterar as propriedades do solo de forma a dificultar a mobilidade dos contaminantes pesados. A redução da toxicidade tenta oxidar ou reduzir os íons de metais pesados ​​tóxicos, por meios químicos ou biológicos, em formas menos tóxicas ou móveis. A separação física envolve a remoção do solo contaminado e a separação dos contaminantes metálicos por meios mecânicos. A extração é um processo interno ou externo que usa produtos químicos, volatilização em alta temperatura ou eletrólise para extrair contaminantes do solo. O processo ou processos usados ​​variam de acordo com o contaminante e as características do local.

Benefícios

Alguns elementos considerados metais pesados ​​tóxicos são essenciais , em pequenas quantidades, para a saúde humana. Esses elementos incluem vanádio, manganês, ferro, cobalto, cobre, zinco, selênio, estrôncio e molibdênio. A deficiência desses metais essenciais pode aumentar a suscetibilidade ao envenenamento por metais pesados.

Veja também

Notas explicativas

Citações

Referências gerais