Ciclo Biogeoquímico_Hg

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INTRODUÇÃO
O mercúrio é o único elemento metálico líquido à temperatura ambiente, sendo o seu ponto de fusão de -38,87 ºC, e o ponto de ebulição de 356,58 ºC. Possui caráter nobre e forma compostos orgânicos e inorgânicos. Bastante raro, porém, com extração e purificação simples, o mercúrio (Hg) ocorre na forma de um mineral, o cinábrio (MARANGON, 2001).
Este metal líquido apresenta uma densidade elevada, e ainda possui uma alta tensão superficial, a qual é capaz de fazer com que se formem pequenas esferas perfeitas nas rochas e minerais onde é encontrado (PINTO, 2010).
O uso industrial do mercúrio foi proibido em vários setores, isso por conta da diversidade dos efeitos sobre a saúde humana e o meio ambiente, porém, em alguns setores ele ainda é bastante utilizado, como por exemplo, na fabricação de lâmpadas e termômetros (PINTO, 2010).
Não é um bom condutor de calor comparado a outros metais, entretanto, é um bom condutor de eletricidade. É insolúvel em água e solúvel em ácido nítrico. Com o aumento da temperatura, há a formação de vapores tóxicos e corrosivos, os quais são incolores, inodoros e estáveis, podendo permanecer na atmosfera por meses ou até anos. É um produto perigoso quando inalado, ingerido ou em contato dérmico, causando irritação na pele, olhos e vias respiratórias (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2013).
O mercúrio pode ser encontrado no meio ambiente em três formas diferentes, apresentando-se em três estados de oxidação. No estado de oxidação zero (Hg0) se volatiliza facilmente para a atmosfera formando vapores de mercúrio. Os compostos inorgânicos de mercúrio são formados quando ocorre a combinação de mercúrio com outros elementos como, por exemplo, o enxofre e o oxigênio, formando principalmente sais mercúricos (HgCl2 e HgS) e mercurosos (Hg2Cl2). Os compostos orgânicos, por sua vez, provêm da ligação covalente entre o íon mercúrio (Hg2+) e pelo menos um átomo de carbono, formando sais como o metilmercúrio (CH3Hg+) e o cloreto de etilmercúrio (C2H5ClHg) (ALESSIO, 1995).
Há uma grande influência das bactérias e da luz solar no ciclo do mercúrio, caracterizando as transformações do Hg0 Hg2+ CH3Hg2+. A Figura 1 representa um esquema do ciclo do mercúrio no meio ambiente, indicando as principais reações que podem ocorrer na atmosfera, na água e no solo (BISINOTI; JARDIM, 2004).
Figura 1 – Ciclo do mercúrio em ambientes naturais.
Fonte: BISINOTI; JARDIM, 2004.
Trata-se de um elemento químico não essencial a qualquer processo metabólico, no entanto, é acumulado facilmente na maioria dos organismos. É encontrado naturalmente no ambiente e seu ciclo biogeoquímico envolve processos que ocorrem na atmosfera, no solo e na água (WINDMÖLLER, 2007). 
Este elemento é amplamente distribuído na natureza por ter origem em fontes naturais como vulcanismo, intemperismo de rochas e solos e deposição atmosférica. Porém, as fontes antrópicas são atualmente as principais fontes deste elemento para a biosfera, resultando em concentrações elevadas em diversos compartimentos ambientais (SELLANES, 2002).
Na superfície terrestre, o mercúrio é depositado no solo e em ambientes aquáticos, sendo que no solo o tempo de retenção é longo, resultando em acúmulo, podendo assim, ser lançado nas águas através de escoamento superficial e erosão. Nas águas, o mercúrio pode ser encontrado na água propriamente dita, como também nos sedimentos. Ao atingirem os ambientes aquáticos, as espécies inorgânicas de mercúrio tendem a sofrer reações através dos microrganismos alterando assim o seu estado inicial e gerando compostos orgânicos como o metilmercúrio, que é considerado mais tóxico do que as espécies inorgânicas. O metilmercúrio é facilmente absorvido por peixes e demais animais aquáticos, levando à deposição dessa substância nos tecidos, acumulando-se ao longo do tempo e atingindo, na cadeia biológica, concentrações acima do que as encontradas nas águas e nos sedimentos (AZEVEDO, 2003). 
Mediante os riscos, é de extrema importância o monitoramento global de poluição antrópica do mercúrio, principalmente na forma de metilmercúrio, o qual apresenta grande grau de toxidade e pode gerar sérios danos à saúde, pois se acumula de forma progressiva e irreversível, atacando o sistema nervoso central, causando disfunção neural, a paralisia ou até a morte (MARTINS, 2004).
CICLO BIOGEOQUÍMICO
O percurso realizado por um elemento no meio ambiente é denominado ciclo biogeoquímico. Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água e solo) da biosfera, e às vezes pode se acumular durante um longo período de tempo em determinado local. É através dos ciclos que os elementos e compostos químicos são transferidos entre os organismos e entre diferentes locais do planeta. Por meio do estudo e compreensão dos ciclos biogeoquímicos, é possível identificar potenciais impactos ambientais causados pela introdução de substâncias potencialmente perigosas nos diversos ecossistemas (IBAMA, s.d.).
Figura 2 – Ciclo biogeoquímico do mercúrio na biosfera.
Fonte: BARBOSA; SOUZA, 2000.
O mercúrio de origem natural e de origem antrópica são lançados ao meio ambiente.
Os íons de mercúrio dos compostos inorgânicos podem se ligar a grupos orgânicos, transformando-os em compostos orgânicos de mercúrio como, por exemplo, o metilmercúrio e o dimetilmercúrio. Isto ocorre principalmente em ambientes aquáticos, em determinadas condições físico-químicas ou pela ação de microrganismos.
Através da queima de florestas e amálgamas com ouro e até mesmo emanações vulcânicas, parte dos átomos de mercúrio, sob determinadas condições climáticas, podem evaporar.
O mercúrio metálico presente na atmosfera pode ser oxidado pelo oxigênio do ar.
 Por meio de um processo denominado deposição seca e úmida, o mercúrio precipita com as chuvas e materiais particulados, depositando-se nos solos e corpos d´água.
FONTES DE EMISSÃO
A principal via de entrada de mercúrio nos sistemas naturais é através de emissões gasosas, pois possui elevada volatilidade. Tais emissões gasosas podem ter origem natural ou antrópica. As emissões gasosas de origem natural ocorrem devido à mobilização do mercúrio na crosta terrestre, sendo as emissões de vulcões e a evaporação de corpos aquáticos as principais. A mineração do ouro e da prata, a extração de mercúrio, a queima de combustíveis fósseis e a fabricação de cimento, são exemplos de emissões antropogênicas de mercúrio (BARBOSA; SOUZA, 2000).
O mercúrio não pode ser descartado entre os resíduos comuns, pois atinge os compartimentos ambientais e consequentemente poderá sofrer mobilização em rios, lagos ou solos úmidos, transformando-se em metilmercúrio. Grande parte do mercúrio encontrado em lagos, riachos, rios e oceanos são provenientes da atmosfera, pois o vento é capaz de levá-lo a longas distâncias, disponibilizando-o no meio ambiente (PINTO, 2010).
Garimpo de Ouro
A emissão de mercúrio através dos garimpos de ouro é bastante significativa devido ao procedimento utilizado, onde há grande chance de disponibilização deste metal no meio ambiente.
O mercúrio é utilizado para a separação das partículas finas do ouro através da amalgação. Posteriormente, o amálgama separado é queimado, acarretando na liberação de grandes quantidades de mercúrio para a atmosfera. Durante a dispersão deste metal através do vento, uma boa quantidade é transferida na forma metálica aos rios e solos e, após ser produzido, o ouro ainda não é puro, contendo cerca de 2 a 7% em peso de mercúrio necessitando, então, passar pelo processo de sublimação, que ocorre em elevadas temperaturas ocasionando em uma séria contaminação do ambiente de trabalho e áreas vizinhas onde a operação é feita (LACERDA, 1997).
No Brasil, ocorreram vários casos de contaminação de mercúrio de garimpos, principalmente na região Norte, em especial, na jazida conhecida mundialmente como Serra Pelada, nos anos 80.
Figura 3 – Serra Pelada Anos 80.
Fonte: SALGADO, 1986.
Desmatamento
Por contado desmatamento, a taxa de sedimentação dos ecossistemas aquáticos naturais e artificiais aumenta em função da erosão do solo. Quando florestas são transformadas em pastagens, ocorre uma alteração bastante significativa nos depósitos de mercúrio, pois com a ausência das árvores há uma maior exposição física do solo, elevando assim a temperatura e, consequentemente, gerando mudanças químicas no solo, facilitando a conversão entre as diferentes espécies químicas do mercúrio (BASTOS; LACERDA, 2004).
O tempo de residência do mercúrio em solos arborizados pode alcançar até milhares de anos, sendo alguns considerados depósitos quase permanentes. Porém, mudanças na utilização do solo podem reduzir de forma bastante significativa este tempo de residência. A queima das floretas causa mudanças nas condições atmosféricas, em particular no aumento das concentrações de ozônio e partículas em suspensão, as quais aceleram a oxidação do vapor de mercúrio elementar (Hg0) para mercúrio iônico (Hg+2) e o seu carregamento para a superfície. Além da diminuição do tempo de residência do mercúrio na atmosfera, este processo aumenta a deposição de mercúrio próximo às fontes, deixando-o na forma iônica Hg+2, pronta para a metilação (BASTOS; LACERDA, 2004).
Outras fontes
Existem ainda, muitas outras fontes de emissão de mercúrio, afinal ele e seus compostos são utilizados em diversos processos industriais como, por exemplo, na fabricação de cloro e soda, fabricação de aparelhos eletrônicos, lâmpadas, pilhas, fungicidas, inseticidas, pigmentos, papel, instrumentos de medição (termômetro) e etc. Na área odontológica, o mercúrio ainda é utilizado no preparo de amálgamas e na agricultura também já foi bastante utilizado devido a sua ação fungicida e desinfetante. (OLIVARES, 2003).
A ACPO – Associação de Combate aos Poluentes – fez um levantamento em 2006 considerando os principais setores que possuem potencial de perda/emissão de mercúrio, durante a fabricação, uso domiciliar e destinação final. Os dados estão disponíveis na Tabela 1.
Tabela 1 – Estimativa anual brasileira do uso e emissão do mercúrio em toneladas, feita pela Associação de Combate aos Poluentes (ACPO) baseado nas informações referenciadas no relatório “O Mercado do Mercúrio no Brasil”. 
	Setor
	Uso
	Quantidade Anual
	Garimpo de Ouro
	Amálgama
	130,0
	Indústrias de Cloro-Soda
	Células eletrolíticas
	17,0
	Lâmpadas Fluorescentes
	Componente
	1,1
	Odontologia
	Amálgama dentário
	2,8
	Aterros sanitários e lixões
	Resíduo
	5,0
	Produção de aço e ferro
	Contaminante
	12,0
	Pirometalurgia (Pb, Zn, Cd)
	Contaminante
	4,5
	Combustíveis fósseis e gás natural
	Contaminante
	4,2
	Queimadas
	Contaminante
	8,7
	Total estimado em toneladas
	
	185,3
Fonte: adaptado ACPO, 2006.
EXPOSIÇÃO DO HOMEM E EFEITOS À SAÚDE
A exposição do homem ao mercúrio pode ocorrer para todas as formas em que ele é encontrado na natureza, sendo classificadas como contaminação ocupacional e contaminação ambiental (BARBOSA; SOUZA, 2000).
A contaminação ocupacional está relacionada ao ambiente de trabalho como mineração, indústrias, fundições e locais onde houve derramamento ou liberação de mercúrio, sendo o mercúrio metálico e os sais de mercúrio, os principais responsáveis por este tipo de contaminação. Neste caso, a exposição ocorre por inalação de vapores, que em altas concentrações pode causar danos aos pulmões e em baixas, pode produzir distúrbios neurológicos, problemas de memória, erupções cutâneas e insuficiência renal. Se compostos inorgânicos deste metal forem ingeridos em grandes quantidades, podem produzir irritação e corrosão no sistema digestivo, e ainda, se a ingestão ocorra por longos períodos, há possibilidade de surgimento dos efeitos similares aos observados na exposição crônica ao vapor de mercúrio metálico (CETESB, 2012).
No caso da contaminação ambiental, os responsáveis são os compostos orgânicos, em especial o metilmercúrio. A principal via de exposição se dá através do consumo de peixes, frutos do mar e seus derivados, pois no meio aquático o metilmercúrio sofre bioacumulação, processo no qual é absorvido rapidamente, mas eliminado lentamente pelos tecidos dos animais deste meio, e biomagnificação, no qual a concentração deste contaminante aumenta a cada nível trófico da cadeia alimentar. O consumo em grandes quantidades destes compostos durante um período pode causar danos no sistema nervoso, em áreas sensoriais e de coordenação, com o aparecimento de formigamento nas extremidades e ao redor da boca, falta de coordenação e diminuição do campo visual (CETESB, 2012).
Os compostos de mercúrio, de maneira geral, são ainda prejudiciais ao desenvolvimento de embriões, pois podem atravessar a barreira placentária afetando seriamente o feto (BARBOSA; SOUZA, 2000).
CONTAMINAÇÃO DOS ALIMENTOS
Considera-se que a alimentação é a principal forma de exposição do homem ao metilmercúrio. Peixes, frutos do mar e seus derivados, possuem elevada capacidade de absorver compostos de mercúrio, sejam de origem inorgânica como orgânica. Através dos microrganismos presentes no meio aquático, o mercúrio inorgânico é convertido a metilmercúrio e incorporado praticamente em todas as espécies aquáticas, acumulando-se no tecido muscular dos peixes. Devido à lenta metabolização, o tempo de permanência do metilmercúrio nos peixes é relativamente alto e o tempo de meia vida pode variar de acordo com a espécie, variando de 1 a 3 anos. No caso do homem, o tempo de meia vida é de 44 a 80 dias, e sua excreção ocorre via fezes, leite materno e urina (BISINOTI; JARDIM, 2004).
Além de possuir grande toxidade, o mercúrio é o único metal capaz de sofrer biomagnificação em quase todas as cadeias alimentares, ou seja, sua concentração aumenta conforme o aumento do nível trófico da espécie (UNEP, 2002). 
O mercúrio ao ser ingerido pelo pescado combina-se com os aminoácidos ricos em enxofre e os seus compostos alquilmercuriais são fixados aos radicais sulfídricos das proteínas, numa ligação química estável, que dificulta a sua eliminação (SELLANES, 2002).
A cadeia alimentar é formada em sua base inferior por microrganismos e peixes de espécies mais simples, consideradas de nível trófico baixo, posteriormente por peixes predadores de nível trófico elevado e, por fim, o homem, que se alimenta de peixes. A concentração de mercúrio nestes animais depende do alimento, idade e tamanho, por este motivo, a contaminação humana por mercúrio depende não só da quantidade consumida, como também da espécie escolhida (BARBOSA; SOUZA, 2000).
Em 1953, na cidade de Minamata, no Japão, ocorreu um caso de contaminação por metilmercúrio que ficou conhecido mundialmente como a “doença de Minamata”. Nessa região, havia uma indústria de fertilizantes químicos, resinas sintéticas e plásticos, que produzia como subproduto do processo de produção do acetaldeído o metilmercúrio. Os resíduos eram despejados nas águas da baía e a população de Minamata se alimentava dos peixes provenientes desta baía, o que ocasionou na intoxicação e óbito de milhares de pessoas ao longo dos anos (BISINOTI; JARDIM, 2004).
SOLUÇÕES
É de extrema importância a redução das emissões de mercúrio em processos que o utiliza, pois este elemento traz grandes riscos, não somente ao meio ambiente, como também à saúde pública. 
Algumas medidas devem ser implantadas, visando reduzir o nível global de mercúrio na atmosfera, tais como a busca de alternativas para a substituição do mercúrio em processos de produção; a utilização de tecnologias alternativas para a indústria de cloro-álcalis (como a tecnologia de membrana que utiliza resina de troca iônica ao invés do mercúrio na produção de cloro-álcali); a substituição de produtos que contém mercúrio por produtos similares, como termômetros de álcool colorido ou digitais, resinas dentais ao invés de amalgamas dentais, chaves de contato, boias de níveis de água entre outros; a implantação de procedimentos de gestão pública de resíduos para quemateriais contendo mercúrio não sejam destinados para aterros sanitários ou incineradores; e, por fim, o reaproveitamento do mercúrio pela indústria, ou seja, reutilização ou reciclagem total (ACPO, s.d.). 
CONCLUSÃO
Através deste trabalho, pode-se concluir que o ciclo biogeoquímico do mercúrio envolve processos que ocorrem na atmosfera, no solo e na água e que este elemento, traz grandes riscos ao homem e ao meio ambiente devido a sua alta toxidade e por ser facilmente acumulado nos organismos. A contaminação pode ocorrer via aérea, cutânea ou ingestão, gerando sérios danos que afetam o sistema nervoso central ou podem até levar à morte, dependendo de sua concentração. 
A maior fonte de contaminação de mercúrio tem origem antrópica. Sua utilização para fins industriais e em setores que atualmente quase não existem, como por exemplo, na agricultura e nas atividades de garimpo, demonstram até hoje o aumento significativo da contaminação ambiental, principalmente da água e como consequência, nos alimentos. 
Há uma série de medidas que podem ser colocadas em prática para a redução deste elemento na natureza, tais como a substituição deste composto nos processos de produção, reciclagem total e reutilização, diminuindo assim, a sua emissão ao meio ambiente. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ACPO – ASSOCIAÇÃO DE COMBATE A POLUENTES. Mercado de Mercúrio no Brasil. Disponível em: http://www.acpo.org.br/campanhas /mercurio/principal_mercurio.htm. Acessado em: maio de 2014.
BARBOSA, A. C.; SOUZA, J. R. Contaminação por Mercúrio e o Caso da Amazônia. Química e Sociedade. Química Nova na Escola, nº12, Brasil, 2000. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc12/v12a01. pdf. Acessado em: maio de 2014.
BASTOS, W.R.; LACERDA, L.D. A contaminação por mercúrio na bacia do Rio Madeira: Uma breve revisão. Geochim. Brasil, 2004.
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LACERDA, L.D. Contaminação por mercúrio no Brasil: Fontes Industriais vs Garimpo de Ouro. Dept. Geoquímica - Universidade Federal Fluminense - 24020-007, Niterói, 1996.
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