Aula 7 compostos organicos Metais

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
CAMPUS DE SÃO BERNARDO
CURSO: CIENCIAS NATURAIS
DISCIPLINA: QUÍMICA AMBIENTAL
TURMA: 2014
Prof.ª Louise Lee
Compostos Orgânicos Tóxicos
Metais Pesados
Metais
Metais
São a maioria dos elementos da Tabela Periódica. 
Propriedades:
Bons condutores de calor.
Bons condutores de eletricidade.
Maleáveis ou seja podem ser transformados em lâminas.
Dúcteis - podem ser transformados em fios.
Possuem brilho metálico característico.
Tem cor entre acinzentado e prateado com exceção do ouro (Au) e do cobre (Cu).
São sólidos a 25 0C e 1 atm, com exceção do mercúrio (Hg) que é líquido.
Metais
DENOMINAÇÕES DOS METAIS EM ESTUDOS AMBIENTAIS
Em estudos ambientais, os metais podem apresentar várias denominações dependendo do objetivo proposto:
Para estudos que envolvem metais encontrados em baixas concentrações nas matrizes ambientais, estes são chamados de metais traço. 
São chamados de metais essenciais quando requerido para completar o ciclo de vida dos organismos: sódio, potássio, cálcio, ferro, zinco, cobre, níquel e magnésio. 
E são chamados de metais não essenciais quando não são requeridos para completar o ciclo da vida e, por isso, são tóxicos. 
O termo metal pesado representa os metais que possuem massa atômica maior que 40 ou número atômico maior que 20 e apresentam uma densidade ainda mais elevada do que a dos demais, equivalente a mais de 4,0 g/cm³.
Metais 
A maioria dos organismos vivos só precisa de alguns poucos metais e em doses muito pequenas para a manutenção da saúde dos seres vivos, participando do metabolismo e formação de muitas proteínas, enzimas, vitaminas e pigmentos respiratórios. 
Metais 
FONTES DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS
Naturais
Ex: os processos físicos e químicos como intemperismo, atividade vulcânica, carreamento de solo e de rochas, etc.
Antropogênicas
Ex: os descartes de efluentes urbanos, industriais, agropecuária, agrotóxicos, queima de combustíveis, etc.
Metais 
Embora sejam poluentes das águas e sejam contaminantes dos alimentos, os metais são em sua maioria transportados por vias aéreas, seja como gases ou espécies adsorvidas o absorvidas em material particulado em suspensão, assim a maioria de metais pesados que contaminam os lagos ou mares então em contato a partir do ar.
Os locais de mais fixação destes metais são os solos e os sedimentos.
Metais 
METAIS TRAÇO E SUA AÇÃO TÓXICA
Os metais traço são elementos não-degradáveis e tóxicos para os seres humanos. 
Na sua forma elementar livre não são particularmente tóxicos.
São perigosos nas suas formas catiônicas e quando ligados a cadeias carbônicas curtas. 
Eles podem se acumular nos organismos vivos (bioacumulação) até atingir toda a cadeia trófica (biomagnificação).
Acúmulo dos metais ao longo da cadeia alimentar (biomagnificação)
Metais
METAL PESADO
Existem alguns metais que apresentam uma densidade ainda mais elevada do que a dos demais (equivale a mais de 4,0 g/cm³), e, por isso são denominados metais pesados. 
Os metais pesados também se caracterizam por apresentarem altos valores de número atômico, massa específica e massa atômica.
Um metal pesado não pode ser sintetizado e nem destruído pela ação do homem.
Metais
METAL PESADO
Metal de alta gravidade específica;
Tem grande afinidade por grupamentos orgânicos em solos, sedimentos e tecidos biológicos:
 – Bioacumulação;
 – Biomagnificação na cadeia alimentar 
 – Persistência no ambiente.
Metais Pesados
FONTES ANTROPOGÊNICAS PARA O AMBIENTE
Pesticidas
Água de irrigação contaminada e queimadas na zona rural
Combustão de carvão e óleo
Emissões veiculares
Incineração de resíduos urbanos e industriais
Mineração, fundição e refinamento
EXPOSIÇÃO PROFISSIONAL: trabalho em metalúrgicas, mineração e aplicação de pesticidas
Toxicidade dos Metais Pesados
Os metais pesados nas suas formas de elementos livres condensados, não são particularmente tóxicos, mas são perigosos em suas formas catiônicas e quando ligados a cadeias curtas de átomos de carbonos. 
Do ponto de vista bioquímico, o mecanismo de sua toxicidade é devido a forte afinidade dos cátions pelo enxofre.
A toxicidade dos metais pesados depende em grande medida da forma química do elemento, isto é, de sua especiação. 
Por exemplo, as toxicidades do chumbo metálico, do chumbo com íon Pb2+ e do chumbo na forma de moléculas covalentes, diferem substancialmente. 
As formas quase totalmente insolúveis passam pelo corpo humano sem causar grandes danos.
Toxicidade dos Metais Pesados
Os metais pesados possuem diferentes graus de toxicidade segundo a classificação:
Altamente tóxicos
Tóxicos
Moderadamente tóxicos
Não-tóxicos  
Metais Pesados
- Toxicidade
FATORES QUE INTERFEREM NA TOXICIDADE DOS METAIS
1. Interação com elementos essenciais: ferro, proteínas, fósforo, cálcio, vitamina A, C e D;
2. Formação de complexos de metal – proteína;
3. Interação entre metais;
4. Idade e estágio de desenvolvimento;
5. Hábitos: fumo, álcool.
6. Forma química e especificação
7. Reações imunológicas: reações de hipersensibilidade, anafiláticas; hipersensibilidade retardada,
8. Nível e duração da exposição
Metais Pesados
Os metais que apresentam os maiores riscos ambientais, por seu uso frequente pelo homem e sua maior toxicidade e ampla distribuição são: mercúrio (Hg), chumbo (Pb), cádmio (Cd) e arsênio (As), 
Assim também como níquel (Ni), cromo (Cr) e manganês (Mn).
O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. 
Seu ponto de fusão é -40°C e o de ebulição 357°C. É muito denso (13,5 g/cm3), e possui alta tensão superficial. 
É o mais volátil de todos os metais, e seu vapor é altamente tóxico. 
Combina-se com outros elementos como o cloro, o enxofre e o oxigênio, formando compostos inorgânicos de mercúrio, na forma de pó ou de cristais brancos. Um desses compostos é o cloreto de mercúrio.
MERCÚRIO (Hg)
Metais Pesados – Mercúrio (Hg)
Metais Pesados – Mercúrio (Hg)
O mercúrio é responsável por uma enorme quantidade de casos de intoxicações agudas e crônicas, resultando em graves sequelas e até mesmo óbitos.
O mercúrio difunde-se dos pulmões para a corrente sanguínea, e depois atravessa a barreira sangue-cérebro para penetrar no cérebro; o resultado é um grave dano no sistema nervoso central, que se manifesta por dificuldades na coordenação, na visão e no sentido do tato.
O nitrato de mercúrio (II) (Hg(NO3)2, solúvel em água, foi muito usado para preparar o couro para fabricação de chapéus. Os trabalhadores da fábrica expostos ao Hg(II) apresentavam com frequência desordem nervosa, tremores musculares, depressão, perda de memória, paralisia e demência.
Metais Pesados – Mercúrio (Hg)
As principais fontes de emissões de mercúrio são:
as indústrias, 
a queima de combustíveis (carvão, óleo) e 
a incineração de lixo. 
Na mineração também é uma fonte potencial desse elemento. Um exemplo é a exploração do mercúrio nos garimpos. 
Desde 1570 a 1900 estima-se ter sido emitido pela mineração cerca de 200.000 toneladas de Hg, na América do Sul e Central. Isso tem causado poluição considerável no ar e no rio Amazonas.
Fontes de emissões de mercúrio 
-Equipamentos eletrônicos, 
-termômetros, 
-lâmpadas fluorescentes e neon, 
-amálgama odontológico, 
-produção de polpa de papel, 
-tintas e corantes, 
-garimpo de outro e prata, 
-indústrias de jóias, 
-medicamentos, 
-prateação de espelhos, 
-manufatura de tintas, 
-produção de desinfetantes, 
-explosivos, 
-laboratório químico entre outros. 
Metais Pesados – MERCÚRIO (Hg)
É um metal tóxico, pesado, macio, maleável e mau condutor de eletricidade . 
É usado na construção civil, baterias de ácido, em munição, proteção contra raios-X . 
CHUMBO (Pb)
Metais Pesados – Chumbo (Pb)
Metais Pesados – Chumbo (Pb)
O chumbo foi usado antigamente como metal para estrutura e na construção de edifícios à prova de intempéries. Os romanosantigos usavam em dutos de água e recipientes para cozinhar.
Ele ainda é utilizado na indústria da construção de materiais para telhados e chapas para cobrir juntas, e em isolamentos acústicos. Quando combinado com o estanho, forma solda, uma liga de baixo ponto de ebulição usada em eletrônica e outras aplicações para fazer conexões entre metais sólidos.
Metais Pesados – Chumbo (Pb)
Gasolina com chumbo:
parte do chumbo da gasolina entra no corpo diretamente pelo ar inalado, e parte entra indiretamente através dos alimentos que tenham incorporado ao chumbo; 
o oxido de chumbo transportado pelo ar acaba por se depositar no solo, na água, nas frutas, ou nos vegetais folhosos, podendo então, entrar na cadeia alimentar, já que o chumbo solúvel é adsorvido pelas plantas.
a absorção de chumbo pelo organismo aumenta em pessoas quem tem deficiência de cálcio (ou ferro) e muito mais elevada em crianças do que em adultos.
O chumbo permanece no corpo humano durante quatro anos, podendo, assim, acumular-se no organismo. 
A dissolução dos ossos, que pode ocorrer em enfermos ou idosos, resulta na remobilização do chumbo estocado, que volta para a corrente sanguínea, onde pode produzir efeitos tóxicos.
DANOS CAUSADOS PELO CHUMBO:
Aumento de pressão sanguínea
Danos as rins ;
Abortos;
Alterações no sistema nervoso;
Danos ao cérebro:
Metais Pesados - CHUMBO(Pb)
Metais Pesados - CHUMBO (Pb)
Um dos maiores problemas de contaminação por chumbo ocorre devido a sua capacidade de substituir o cálcio e sua ação no SNC. Isto ocorre porque a maior parte do Pb2+ que entra no organismo humano, inicialmente vai para o sangue, acumulando-se até atingir um platô, o excesso penetra nos tecidos macios (órgãos), destacando-se o cérebro, depositando-se finalmente nos ossos substituindo o Ca2+
O chumbo permanece no corpo humano por vários anos, podendo acumular-se no organismo. Produz efeitos sobre o sistema neurológico e reprodutivo. 
Em homens pode produzir a disfunção de espermas e nas mulheres a incapacidade de levar a gravidez até o fim.
O grupo de maior risco a baixos níveis de chumbo são os fetos e crianças, pois absorvem um percentual maior do Pb da dieta, devido ao desenvolvimento rápido dos seus cérebros. 
CÁDMIO (Cd)
O cádmio é encontrado na natureza quase sempre junto com o zinco.
Metal branco azulado, macio e dúctil à temperatura ambiente;
Amplamente distribuído pela crosta terrestre, com maiores concentrações encontradas em rochas sedimentares e fosfatos marinhos;
Apresenta um brilho muito semelhante ao da prata.
Metais Pesados
USOS
Recobrimento de aço e ferro ; 
Estabilizador para PVC ;
Pigmentos em plástico e vidro (pigmentação amarela e vermelho); 
Baterias de Ni-Cd (usado em baterias de celulares) ; 
Ligas metálicas
Outros usos (juntamente com ligas – usado em vidros e cerâmicas esmaltadas, televisão, fungicida).
Metais Pesados – CÁDMIO (Cd)
Meia vida do Cádmio em seres humanos é de 20-30 anos, acumulando principalmente nos rins, fígados e nos ossos.
Metais Pesados – CÁDMIO (Cd)
Uma das maiores exposição ao cádmio se dá pela dieta alimentar.
 
A maior parte do Cd vem de batatas, trigo, arroz, cereais. 
As plantas absorvem o Cd da água de irrigação e do solo. 
Uma das fontes de contaminação do solo é por fertilizantes fosfatados, que contém cádmio na sua composição.
SINAIS E SINTOMAS DE INTOXICAÇÃO
Intoxicação Aguda: Transtornos gastrointestinais, traqueobronquite, pneumonia e edema pulmonar;
Intoxicação Crônica: Transtornos gastrointestinais, anemia, descoloração dos dentes, enfisema pulmonar, hipertensão arterial, danos ao miocárdio e doença renal.
Metais Pesados – CÁDMIO (Cd)
ARSÊNIO (As)
Metais Pesados - Arsênio (As)
O arsênio 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.
Aplicado aos processos de conservação da madeira e do couro, fabricação do vidro e metalurgia.
O arsênio é absorvido pelo organismo humano principalmente por inalação e ingestão. 
Os compostos orgânicos de arsênio são menos tóxicos que os inorgânicos. 
O arsênio inorgânico trivalente (As3+), interage fortemente com grupos sulfidrilas (–SH) de moléculas orgânicas. Diversas enzimas são afetadas com isso, ocasionando danos em vários sistemas celulares. 
Metais Pesados – ARSÊNIO (As)
Basta uma dose de 140 miligramas de arsênio inorgânico trivalente para causar a morte de um ser humano adulto por dano à respiração celular, em poucas horas ou dias.
Metais Pesados – ARSÊNIO (As)
O trióxido de arsênio (As2O3) é um veneno comum usado por assassinos e suicidas, desde os antigos romanos até a Idade Média.
Metais Pesados
NÍQUEL (Ni)
É metal de transição de coloração branco-prateada, condutor de eletricidade e calor, dúctil e maleável;
É resistente à corrosão;
É usado sob sua forma pura para a proteção de peças metálicas, devido à sua alta resistência oxidação;
Metais Pesados - NÍQUEL (Ni)
A inalação no local de trabalho, seguido do contato cutâneo, constituem a vias mais importantes de exposição ao níquel;
O níquel em quantidades pequenas tem sido classificado como um elemento importante ao desenvolvimento;
O excesso de níquel pode gerar necrose e carcinoma do fígado e câncer de pulmão;
Fontes de contaminação: alimentos, cigarro, baterias de níquel, petróleo e indústrias petroquímicas, panelas de inox.
Metais Pesados - NÍQUEL (Ni)
CROMO (Cr)
O cromo foi empregado principalmente como corante em pinturas. 
O cromo é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço, com forma cúbica cristalina, sem odor e muito resistente à corrosão.
Metais Pesados
Os principais usos de cromo são no processamento metalúrgico de ferrocromo e outros produtos metalúrgicos;
Cromatos são usados na oxidação de vários materiais orgânicos, na purificação de químicos, na oxidação inorgânica, e na produção de pigmentos. 
Metais Pesados – CROMO (Cr)
Dentre as formas oxidadas, a trivalente é a menos tóxica. 
É encontrado naturalmente em nosso organismo na forma de cromo trivalente (III), que é o mais estável.
Trata-se de um elemento essencial para o ser humano, porém em altas concentrações é toxico;
Os compostos de cromo (VI) são tóxicos quando ingeridos, sendo a dose letal de alguns gramas;
Em níveis não letais, o cromo (VI) é altamente carcinógeno. Ele é produzido por processos industriais e afeta o sistema imunológico de seres humanos. 
Metais Pesados – CROMO (Cr)
MANGANÊS (Mn)
O manganês é um metal cinza semelhante ao ferro, porém mais duro e quebradiço.
Encontra-se no estado sólido na natureza;
Se apresenta como um metal cinza brilhante e ocorre na forma de minerais;
É considerado um elemento estratégico na economia mundial, pois tem amplo uso comercial.
Metais Pesados
O manganês é um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre e encontra-se largamente distribuído em solos, sedimentos, rochas, água e materiais biológicos.
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.
Metais Pesados – MANGANÊS (Mn)