Entre os anos 1800 e 1945, os primeiros produtos químicos começaram a ser fabricados e usados de forma exponencial conforme a população crescia. A maioria desses produtos era feita de metais ou derivados. Ao mesmo tempo em que aumentou o uso de produtos químicos, seu aparecimento nas águas também aumentou. Os metais pesados vêm principalmente da natureza, mas quando sua estrutura é modificada ou entram em contato com seres vivos, podem causar efeitos na saúde e até a morte e desestabilizar os ecossistemas aquáticos. Em Green Ecologist vamos explicar-lhe como a poluição por metais pesados ocorre na água e suas consequências.
O que são metais pesados e exemplos
Os metais pesados são um grupo de elementos químicos cujos pesos atômicos estão entre 63,55 (cobre) e 200,59 g / mol (mercúrio), e suas densidades variam entre 4 e 7 g / cm3. O metais pesados mais usados e conhecidos pois seus problemas ambientais são:
- Chumbo (Pb).
- Mercúrio (Hg).
- Zinco (Zn).
- Cádmio (Cd).
- Cobre (Cu).
- Molibdênio (Mo).
- Manganês (Mn).
- Níquel (Ni), entre outros.
Outros elementos tóxicos mais leves também estão incluídos, tais como:
- Alumínio (Al).
- Berílio (Be).
- Arsênico (As).
Os metais pesados vêm de um grande variedade de fontes, natural e artificial:
- As Fontes naturais eles correspondem a minerais ricos em metais de rochas ou vulcões.
- As fontes antrópicas ou artificiais correspondem a depósitos de mineração, indústrias e fontes de energia e tudo relacionado ao seu transporte.
Vários metais pesados são essenciais para o bom funcionamento do ecossistema. Metais como ferro, cobre, zinco e molibdênio são necessários para plantas e animais, pois fazem parte de enzimas e outras proteínas. Por exemplo, a hemocianina, uma proteína do plasma sanguíneo responsável pelas trocas gasosas em crustáceos, moluscos e aracnídeos, contém cobre. Especialmente no mar, mas também em água doce, o ferro atua como um fator limitante na produção primária, enquanto o molibdênio atua como um fator limitante na taxa de fixação de nitrogênio. Esses metais devem ser ocorrendo naturalmente em baixas concentrações mas se estiverem em concentrações mais altas, mesmo que ligeiramente, podem ser tóxicos. Outros metais pesados como arsênio, cádmio, chumbo e mercúrio são simplesmente tóxicos e não são necessários nas atividades biológicas.
Como ocorre a poluição por metais pesados na água
Aparece poluição ambiental com metais pesados quando a extração e o uso destes são intensificados. O desenvolvimento urbano também tem contribuído para a entrada de metais pesados no meio ambiente, uma vez que para urbanizar é necessário transformar o solo e os alicerces que estão embaixo dele. Além disso, esgoto não tratado, lixiviado de aterro ou despejo de lixo no meio ambiente também são fontes de contaminação por metais pesados.
O atividade industrial e de mineração É responsável pela liberação para o meio ambiente de chumbo, mercúrio, cádmio, arsênio e cromo, nocivos à saúde humana e de outros seres vivos.
Muito do chumbo é liberado do reciclagem de baterias e resíduos industriais como soldas, metais, revestimentos de cabos, etc. O chumbo polui a água por meio de sais solúveis em água que são gerados principalmente na indústria do pintura e pirotecnia, na fabricação de cerâmicas esmaltadas, em fototermografia e técnicas de coloração de vidros, na produção de produtos químicos como o chumbo tetraetila (antidetonante na gasolina) e na indústria de mineração, entre outros.
O mercúrio tem a característica especial de, no estado ambiental, estar no estado líquido. No entanto, não é tão tóxico quanto seus vapores e derivados. Alguns compostos de mercúrio vêm de fábricas de cloreto de polivinila (PVC) e outros compostos clorados, tintas e pesticidas fungicidas, detonadores de explosivos e plásticos, provenientes de atividades de mineração como a extração de cinábrio (mineral de sulfeto de mercúrio), ouro e prata e pelas refinarias de petróleo.
UMA pequena parte da poluição das águas com mercúrio vem do Atividade biológica. Algumas bactérias anaeróbias que vivem no fundo de lagos são capazes de transformar o mercúrio e outros derivados inorgânicos em compostos orgânicos de mercúrio por processos de metilação (adição de grupos -CH3).
Outro metal especialmente tóxico é o cádmio, que tende a formar compostos aquosos. Os compostos de cádmio mais amplamente usados na indústria são os complexos de haleto, cianeto e amina. O cádmio polui a água principalmente por descargas de águas residuais matérias-primas de indústrias como acabamento de metais, eletrônicos, ligas de ferro e produção de ferro e zinco, fabricação de pigmentos (tintas e corantes), baterias (cádmio, níquel), estabilizantes plásticos, fungicidas, de tratamentos como eletrodeposição e sua utilização em reatores nucleares.
Alguns derivados de cádmio são usados como catalisadores e seus sais de ácidos orgânicos (laurato, estearato ou benzoato de cádmio) são usados como estabilizadores de luz e temperatura em plásticos. Esses estabilizadores podem contaminar os alimentos se armazenados em plásticos que os contenham.
Os cianetos, provenientes da indústria galvânica, das refinarias e da limpeza de metais, são lançados em águas residuais, contaminando os ecossistemas aquáticos. Outros metais como arsênio, cobre e cromo são amplamente utilizados como preservativos de madeira e cinzas de carvão Eles contêm vestígios de muitos metais pesados.
Em geral, os metais pesados, exceto arsênio, molibdênio e selênio, são pouco solúveis em águas alcalinas (pH> 7) e podem se ligar a partículas orgânicas. Desse modo, os metais podem aparecer em altíssimas concentrações tóxicas em águas aparentemente puras, cristalinas e cristalinas, como as águas oligotróficas de um rio de montanha. As concentrações de metais pesados podem ser especialmente altas em águas macias que fluem através de áreas com minerais de enxofre ou resíduos de mineração.
Consequências de metais pesados na água
Os metais pesados são agentes poderosos que têm efeitos significativos nos ecossistemas de água doce. Esses metais são normalmente encontrados em baixas concentrações, em partes por milhão (ppm) ou partes por bilhão (ppb), tornando-os difíceis e caros de detectar.
Existem alguns bioindicadores, como os macroinvertebrados aquáticos, que podem acumular metais pesados em seu exoesqueleto, mesmo por semanas ou meses. Por exemplo, larvas de pica-pau são boas bioindicadores da concentração média de metal como cádmio e molibdênio em riachos de montanha afetados por vazamentos de águas residuais de minas.
Embora os metais estejam em baixas concentrações, eles têm uma série de consequências nos ecossistemas, que explicaremos a seguir.
Efeitos letais e subletais em organismos
Os efeitos dos metais pesados podem ser classificado como agudo ou crônico. Os efeitos agudos ocorrem em um curto período de tempo e geralmente acabam matando ou danificando gravemente os organismos. Os efeitos subletais típicos são a diminuição da taxa de crescimento e mudanças no comportamento ou desenvolvimento.
Por outro lado, os efeitos crônicos são aqueles que ocorrem a longo prazo. Muitos metais são:
- Cancerígeno: causa câncer.
- Teratogênico: têm efeitos negativos no desenvolvimento.
- Mutagênico: danificam o DNA.
- Neurotóxico: afetar negativamente as funções neuronais e cognitivas.
- Desreguladores endócrinos: agem como ou interferem com os hormônios.
- Eles podem até danificar o sistema imunológico dos organismos.
Bioacumulação
Os metais pesados também têm efeitos indiretos sobre os seres vivos porque são bioacumular em organismos e eles se movem através de teias alimentares. Muitos dos metais, como os compostos orgânicos de mercúrio, são lipofílicos, ou seja, são mais solúvel em gordura do que em águae, portanto, tendem a se acumular no tecido adiposo do animal. Embora muitos metais sejam encontrados em baixas concentrações, da ordem de partes por trilhão (ppt), eles podem ou não ser diretamente tóxicos para os seres vivos, no entanto, devido à bioacumulação, eles podem se acumular em níveis muito tóxicos nos organismos.
Biomagnificação
Biomagnificação é o processo pelo qual os metais lipofílicos sobem na cadeia alimentar, da presa ao predador. Por exemplo, o fitoplâncton, ao filtrar a água, acumula metais lipofílicos em seu corpo e, portanto, a concentração de metais se tornará mais alta no corpo do que na água. Quando o zooplâncton consome o fitoplâncton, uma parte desses metais é transferida para as gorduras do zooplâncton, aumentando, por sua vez, sua concentração em relação à do fitoplâncton. Esse processo continua no topo da cadeia alimentar. Uma regra muito comum diz que cada nível trófico é capaz de acumular até dez vezes mais toxicidade do que o nível trófico anterior.
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