Algumas Considerações Acerca da Historicidade, Características, Usos e Aplicações do Metal Mercúrio

Publicado em 31 de outubro de 2008 por José Robério de Sousa Almeida

Bridget Janaína Rodrigues Dias[1]

José Robério de Sousa Almeida2

Introdução

Os metais apresentam uma longa e remota intimidade com a história da humanidade. A datação desse relacionamento conta-se milênios. Não fossem eles, seja por uma beleza encantadora, seja por características imediatamente úteis em cada momento próprio, é obvio, não teríamos chegado aqui, pelo menos na forma como hoje conhecemos. Presentes nas ferramentas que permitiram grandes saltos evolutivos, presentes em processos de magia, nas artes e pintura, e depois nas ciências, eles são, indubitavelmente, parceiros na grande escalada humana.

É bastante antiga a relação entre o homem e o metal mercúrio, ela permanece sendo até hoje objeto de intenso interesse tanto da literatura quanto de vários estudos.Para executar seus desenhos sobre as paredes das cavernas e que habitava, ou objetos de argila e suas pinturas faciais, o homem pré-histórico certamente se serviu de uma pedra vermelha, o cinábrio quimicamente o sulfeto de mercúrio, de fórmula HgS, principal minério domercúrio.

O mercúrio recebeu esse nome em homenagem ao planeta mercúrio. seu principal minério, o cinábrio, é conhecido desde os tempos pré- históricos, pois foi usado pelos hindus e chineses na antiguidade e encontrado em tumbas egípcias anteriores a 1500. a.c. Admite-se que tanto o Hg quanto o cinábrio começaram a ser extraídos de minas há mais 2.300 anos.

Nesta época, o cinábrio e os minérios de mercúrio eram valorizados por sua densidade e por sua cor, vermelho-dourada, muito usada como pigmento em decoração. Esta talvez tenha sido sua primeira forma de utilização, que durou até o início do século XX. O primeiro uso não-decorativo desse metal foi a amalgamação, processo descrito por Vitruvius, famoso arquiteto romano. Ele observou que o mercúrio dissolvia prontamente o ouro e descreveu o método para a recuperação desse metal nobre usado nas vestimentas. Assim, é sabido que já era usado na forma de amalgamas com outros metais há 500 a.C.

O mercúrio foi usado na medicina desde a época de Aristóteles até à Idade média. Os antigos chineses acreditavam que o cenábrio e o mercúrio tinham propriedades medicamentosas que prolongavam a vida.

No final da idade média, a exata natureza física e química do mercúrio permanecia desconhecida e misteriosa. Muitos investigadores, inclusive alquimistas, eram fascinados pelo misterioso material maleável.

Até meados do século XVIII, o mercúrio, juntamente por sua natureza líquida, não tinha sido ainda classificado como metal, e somente a partir daquele século suas propriedades físico-químicas foram descobertas.

O mercúrio é um metal pesado de aspecto argênteo, inodoro, de cor vermelho- dourada, cujo símbolo Hg, deriva do latim hydrargyrum que significa prata líquida. Apesar de o líquido ser muito volátil, o vapor é muito venenoso, devendo-se evitar exposição prolongada mesmo ao líquido. Na sua forma elementar, é um líquido denso, prateado, nas condições normais de temperatura e pressão. As formas nas quais pode ser encontrado, além da elementar, são: mercúrio metálico (Hg0), mercúrio I e o mercúrio II, onde os átomos perdem um ou dois elétrons, respectivamente, formando mercúrio mercuroso (Hg2++) e o mercúrio mercúrico(Hg ++).(AZEVEDO e MATTA, 2003, p.299 e 300).

OBJETIVOS

  • Descrever seus usos, aplicações e distribuição do metal;
  • Apontar medidas técnicas para o controle e prevenção da exposição ao mercúrio;
  • Relatar alguns acidentes.

METODOLOGIA

Este trabalho foi realizado entre os meses de julho e outubro de 2008 a partir de pesquisas bibliográficas por meio de livros de metais gerenciamento da toxicologia, Fundamentos de Limnologia, além da Barsa.

PROPRIEDADES FISICO-QUIMICAS RELEVANTES:

Número Atômico: 80Massa Atômica relativa: 200,61
Ponto de ebulição: +356,9ºCPonto de fusão: -38,9 ºCDensidade relativa: 13,6 ( água = 1)Gravidade específica: 13,456 (20 ºC)
Volume molar:14,09/ cm3Dureza do mineral:1,5

As seguintes especiações foram proposta por Lindqvist e col. (1984), apud WHO222, que dividiram os compostos mercuriais em:

  • Voláteis; mercúrio elementar (Hg0), metilmercúrio;
  • Espécies reativas particuladas solúveis em água: Hg2+, HgO em partículas aerossóis complexos de Hg2+ ácidos orgânicos.
  • Espécies não-reativas: CH3Hg+,CH3HgCl, CH3HgOH e outros compostos organo-mercuriais, Hg( CN)2, HgS e Hg2+.

O mercúrio elementar é a forma mais volátil dos compostos mercuriais, porém o dimetilmercúrio também pode volatilizar-se. Alguns complexos como o Hgcl2 e o CH3HgCl podem apresentar-se na forma gasosa, sendo reativamente estáveis em água de chuva ou na neve, além de águas de rios. A forma encontrada freqüentemente no mar é HgCl42-.

PRINCIPAIS USOS E APLICAÇÕES

Embora extremamente tóxico, o Hg tem várias aplicações: na agricultura, como fungicida; na medicina comum anti - séptico, de aplicação tópica em concentrações de uma parte por duas mil de água, e na indústria química, como catalisador no preparo de cloreto de vinila. Os barômetros e os aparelhos de medir a pressão sanguínea empregam o mercúrio por sua alta densidade e baixa pressão gasosa. Sua expansão uniforme de volume no estado líquido e seu alto ponto de ebulição tornam útil na medição de temperaturas, enquanto sua boa condutividade elétrica é aproveitada na fabricação de interruptores e relés, bem como em lâmpadas ultravioleta e fluorescentes. O oxido do mercúrio é usado como eletrodo (misturando com grafite) empilhas e bateria. (BARSA, 1997, p. 445 - 446).

O mercúrio é usado, principalmente contodo nas células eletrolíticas na produção eletrolítica do cloro e da soda cáustica na indústria de colo- álcali. Utilizado em laboratórios analíticos, de pesquisas químicas, físicas e biológicas; tubos de raios X, válvulas de rádio, amálgamas dentários, pigmentos, explosivos, em formulações farmacêuticas (entre eles os sais a base de nitrato, iodeto, cloreto, cianeto, sulfato, tiocianato, brometo,acetato).como conservantes em soluções nasais, oftálmicas, vacinas e produtos injetáveis.

Segundo Bonening, acredita que existam dois ciclos envolvidos no transporte ambiental e na distribuição do Hg. O primeiro é global e envolve a circulação atmosférica do mercúrio elementar na forma de vapores, a partir de fontes para os oceanos. O segundo ciclo é mais local e depende de metilação dos mercuriais inorgânicos que se origina a partir de fontes antropogênicas.

O mercúrio natural deriva da desgaseificação da crosta terrestre, de vulcões e, provavelmente, da evaporação dos oceanos, admite-se que a contaminação do ambiente, das águas e do solo continue a ocorrer a partir da extração de minérios de ouro e prata, por conterem traços daquele metal, e através de processo de mineração de chumbo, cobre e zinco, mesmo havendo a diminuição da atividade antropogênica na liberação do metal.

Devido à distribuição do metal entre as formas particulada e gasosa, o mercúrio é liberado nos efluentes gasosos deposita-se por dois mecanismos diferentes. No primeiro, existem a deposição – padrão característica para as partículas sedimentáveis, que se depositam próximas as fontes, numa distância determinada, principalmente pela altura da chaminé, dos ventos e da temperatura do efluente.No segundo mecanismo de transporte, para a fração que se encontra na forma de vapor, é o de difusão, depositando-se menos eficientemente.

O ciclo biogeoquímico do mercúrio e caracterizado pelas várias rotas que este composto pode seguir no ambiente. Dentre elas destaca-se sua liberação no solo e da água para atmosfera, seu transporte nesta seguido da deposição atmosférica da espécies de Hg para a água e solo.Quando em contato comosolo ou sedimento, pode ocorrer absorção do Hgna forma insolúvel seguida de metilaçao e desmetilacao. O ciclo é completado pelas rotas de precipitação, bioconversão em formas voláteis ou solúveis, reinteração deste na atmosfera ou bioacumulação na cadeia alimentar aquática ou terrestre.

BIOACUMULAÇÃO

Sabe-se que uma vez que o Hg é liberado no meio ambiente, ele pode acumular-se no tecido muscular e suas concentrações aumentam em função do ganho de peso e do aumento da idade dos organismos aquáticos (Phillips et al., 1980; Lange et al., 1993; Driscoll et al., 1994; Stafford e Haines, 1997). Isso constitui o fenômeno de bioacumulação desse metal, queseexplicaprincipalmentepelagrandeafinidadeporgorduraseproteínase tambémpelabaixataxadeeliminaçãodesseelemento(Meili,1991).Alémdisso,é reconhecido que as concentrações de Hg nos organismos aumentam ao longo das cadeias tróficas(CABANAeRASMUSSEN,1994).Na região amazônica,oprocessode biomagnificação do Hg já foi várias vezes identificado (BARBOSA et al., 1995; MALM et al., 1995; SAMPAIO DA SILVA, 2002; SAMPAIO DA SILVA et al., 2005).

A presença do mercúrio (Hg) em vários compartimentos dos ecossistemas aquáticosconstituiumproblemacadavezmaispreocupantenabaciaamazônica.Os primeiros estudos sobre essa problemática datam de mais ou menos duas décadas. Duas principais fontes são reconhecidas como responsáveis por essa contaminação: os garimpos de ouro (MARTINELLI et al., 1988; MALM et al., 1990; LACERDA e SALOMONS, 1991; PFEIFFER et al., 1991; PFEIFFER et al., 1993) e a agricultura do tipo corte e queima (ROULET et al., 1998a; 1998b, FARELLA et al., 2001, FARELLA, 2005). Diversas pesquisas realizadas com populações ribeirinhas da Amazônia revelaram que o peixe constitui um elementoimportantenoregimealimentardessegrupo.Enquetes realizadas nas proximidades da área do presente estudo mostraram que 100% das pessoas questionadas consomem peixe (LEBEL et al., 1997; DOLBEC et al., 2001; PASSOs et al., 2001; PASSOS, 2002). Esse último autor, estudando o regime alimentar anual da população de Brasília Legal, identificou um consumo médio de oito refeições de peixe por semana. Além disso, Lebel et al. (1997) observaram que a exposição ao Hg de populações ribeirinhas do Tapajós édiretamenterelacionadaaoconsumodepescado.Outras pesquisas identificaram claramente, nesse mesmo grupo populacional, alterações das propriedades citogenéticas dos linfócitos e do sistema nervoso associadas à exposição mercurial crônica (LEBEL et al., 1997; 1998; AMORIM et al., 2000).

MICROORGANISMO

O mercúrio é considerado um metal tóxico para microorganismos. Um dos fatores que afetam a toxicidade do metal é a velocidade de absorção do mesmo pelas células. O Hg se liga as membranas celulares dos microrganismos com um número aparentemente limitado de sítios de ligação. Assim, os efeitos estão relacionados á densidade celular e ás concentrações do Hg no substrato.Esses efeitos a ser irreversíveis, por isso que o Hg, mesmo em concentrações baixas, eles representa um grave risco aos microorganismos.

Wood(1984), citado em Boening, discute seis mecanismos de proteção em microorganismos,e alguns organismos superiores, que aumentam a resistência ao mercurio:

1.Bombas de efluxo que removam os íons das células;

2.Redução enzimática do metal para uma forma menos tóxica;

3.Quelação por polímeros enzimáticos, tal como ligação com metalotioneína;

4.Ligação do Hg com a superfície celular;

5.Precipitação de complexos insolúveis inorgânicos na superfície celular, como, por exemplo, na forma de óxidos sulfetos;

6.Biometilação com transporte subseqüente através da membrana celular por difusão. Esse mecanismo induz uma maior toxicidade para organismos superiores. (AZEVEDO, 2003, p. 309)

EXPOSIÇÃO AMBIENTAL

O meio ambiente contém metais pesados, resultado do uso de métodos químicos em processos industriais e naturais, como agricultura e pecuária, aos quais ser humano pode estar exposto. Em algumas situações, ocorre um aumento da quantidade de metais pesados nos meios aquático, terrestre e atmosférico, gerando concentrações potencialmente tóxicas, às quais grupos populacionais podem estar expostos. Essas exposições podem ocorrer de forma aguda e de forma crônica, provocando em alguns casos, sérios problemas ambientais.

É sabido que os efeitos tóxicos dos metais dependem de diversas variáveis, do hospedeiro e da sua condição temporal e dos parâmetros de exposição, como via, dose e duração.

Dentre os sistemas aquáticos continentais, os lagos, devido às suas características de ambientes deposicionais são os reservatórios destes potenciais destes elementos, podendo em determinadas áreas atingir níveis de contaminação bastante elevados, provocando sérios riscos á integridade destes ecossistemas e ás populações que utilizaram de seus recursos.

As principais fontes de elementos – traço para o meio ambiente continental são o intemperismo de rochas e a erosão de solos ricos nestes matérias.

Mais recentemente outras fontes de elementos- traço têm assumido grande importância: atividades industriais , através de afluentes sólidos que são lançados diretamente na atmosfera e líquidos que são lançadosem pequenos córregos o diretamente em rios e lagos; atividades mineração, efluentes domésticos e de águas superficiais provinientes de áreas cultivadas com adubos químicos e principalmente daqueles onde são utilizados defensivos agrícolas (estes contêm os mais variados Cd,Hg,Pb, Cu etc.(ESTEVES, P 286)

Nos ecossistemas aquáticos, os elementos-traço podem sofrer transformações químicas que os tornam ainda mais nocivos ao ambiente. Este é o caso do mercúrio que pode chegar aos corpos d'água como metal, sais ou compostos orgânicos por exemplo, fenil- mercúrio .Estas formas não são tão perigosas, mas por atividade de microorganismos, podem ser transformadas em metilmercúrio, um composto extremamente nocivo.Pesquisas de HARRIS (1971) mostraram que somente 1ppb de qualquer complexo organo- mercúrio é suficiente para reduzir o crescimento do fitoplâncton à metade, enquanto que em concentrações superiores a 50 ppb não ocorre mais nenhum crescimento.(ESTEVES,2003 p. 293).

De acordo com SALOMONS E FÖRSTNER (1984), as transformações químicas ás quais os elementos –traços estão submetidos são ainda maisacentuadas em lagos ricos em nutrientes e com temperaturas elevadas.

A toxidez dos elementos- traço reside principalmente na sua capacidade de interferir em processos enzimáticos, e na sua pouca mobilidade no organismo em virtude do pequeno tamanho e das cargas duplas e triplas. Esta baixa mobilidade faz com que os elementos se acumulem, provocando profundas modificações no metabolismo, podendo mesmo causar a morte do organismo afetado.

No Brasil, especialmente na região do pantanal Matogrossense e Amazônia, a utilização de mercúrio na amalgamação do ouro (garimpagem) tem causado sérios problemas de natureza ambiental. Segundo LACERDA et AL. (1987), o complexo de amalgamado de Au- Hg é separado através da sublimação do mercúrio, que é lançado no ambiente.Estimativasdestes autorespara o rio Madeira sugerem que para cada quilograma de ouro extraído, pelo menos 1,32 kg de mercúrio são lançados na atmosfera e na água no rio.Para atmosfera, através do processo de sublimação durante a queima, são lançados de 55 a 60%do mercúrio utilizado e para água do rio, sob forma de mercúrio metálico(Hh0), 40 a 45% .

No caso do rio Madeira, estudado por LACERDA et al. (1987), o mercúrio liberado para a água do rio deposita-se no sedimento, onde permanece praticamente praticamente imobilizado. Este processo é favorecido pelas condições físicas favoráveis, como elevados valores de Ph e condutividade elétrica da água. A fração liberada para atmosfera, entretanto, é rapidamente oxigenada (Hg0 _ Hg2+) e carreada pela precipitação para a bacia de drenagem do rio. Nesta, devido ás condições favoráveis dos igarapés (baixos valores de pH e condutividade elétrica da água), o mercúrio é monometilizado, tornando-se disponível. Sob esta forma, através da cadeia alimentar, poderá alcançar o homem. A contaminação dos organismos aquáticos com mercúrio metálico não está totalmente excluída, uma vez que muitos deles se utilizam do sedimento aquático como fonte de alimentação, por exemplo, organismo zoobentônicos e peixes iliófagos. Para estes, foram observadas concentrações de até 2 ppm de mercúrio no tecido muscular, quanto o máximo permitido é 0,4 ppm (LACERDA, com.pessoal).

A contaminação do homem com o mercúrio não está restrita somente ao garimpeiro, pode abranger toda a população, visto que, geralmente, nas regiões de garimpo, o pescado é uma das principais fontes de proteína para a população. (ESTEVES, 2003,p. 298-299).

EFEITOS DA INTOXICAÇÃO

Os efeitos gerais da intoxicação em curto prazo pelo mercúrio inorgânico ou pelo mercúrio metálico começam dentro de poucas horas após a exposição e podem persistir por vários dias até que a morte eventualmente sobrevenha. Este período caracteriza-se pela ação do íon mercúrio sobre as paredes capilares e, especificamente, sobre locais onde se dá sua eliminação, ou seja, cólon, rim, boca. No cólon a eliminação do mercúrio através do cólon produz necrose da membrana mucosa, a qual se dilacera, intensificando e prolongando a diarréia. No rim ocorre extensa necrose de células epiteliais e do túbulo contornado proximal.Na boca o mercúrio confere á saliva gosto metálico.É comum aparecer, entre 24 e36 horas depois do contato,estomatite, com hálito fétido, inflamação das gengivas e sialorréia (salivação excessiva). Linhas escuras nas bordas gengivais,podem ocorrer tardiamente. (AZEVEDO E MATTA, P 333 e 334).

MEDIDAS PREVENTIVAS

Entre as mais importante medidas técnicas para o controle e prevenção da exposição ocupacional ao mercúrio (AZEVEDO E MATTA, 2003 P. 342):

  • A avaliação permanente das concentrações de vapores e/ ou poeiras de mercúrio e sues compostos no ar dos ambientes de trabalho e obediência aos limites adotados;
  • Orientar os trabalhadores sobre a toxicidade destes compostos e a necessidade de se utilizarem equipamentos de proteção individual (máscara e vestimentas de proteção) nas operações manuais;
  • A substituição, sempre que possível, do mercúrio por compostos menos perigosos nos processos industriais. O nitrato de prata substitui o amálgama estanho- mercúrio na fabricação de espelhos;
  • Nas indústrias de síntese dos derivados orgânicos, deve- se evitar a inalação e o contato com a pele e os processos industriais devem ser automáticos e enclausurados;
  • Nas indústrias que utilizam mercúrio metálico, assim como em laboratórios químicos, deve-se tomar cuidado para que o mercúrio não se acumule em rachaduras ou cantos das mesas de trabalho;
  • A organização do trabalho de modo a reduzir ao mínimo o número de expostos. Confinar as operações com mercúrio a locais fechados e com sistemas adequados de exaustão de ar;
  • Os grãos tratados por fungicidas mercuriais não podem servir para fabricação de pães ou para alimentação do homem e de animais. Eles devem ser utilizados unicamente para o plantio.

ACIDENTES RELATADOS

Os acidentes ambientais envolvendo este metal foram de grande repercussão, destacando - se o acidente da Baia de Minamata, no Japão. Em agosto de 1956, o agente causal da Doença de Minamata foi, finalmente, identificado como sendo intoxicação por metais pesados oriundos dos efluentes industriais.Em outubro de 1959, ficou demonstrado que o agente causal era, de fato, o metilmercúrio e, em 1960, as fabricas foram pressionadas a modificar sues métodos de descarte.Infelizmente, plantas industriais continuaram a lançar mercúrio inorgânico dissolvido, não mais na forma de metilmercúrio.o resultado deste desastre ecológico Fo ide, aproximadamente, 150 toneladas de mercúrio lançadas na baía de Minamata durante quatro décadas.O impacto desta contaminação, inicialmente, foi pouco compreendido, pois, na época, a capacidade do mercúrio em ultrapassar as barreiras placentárias e hematencefálica não era muito conhecida.Nosanos 60 e 70, danos cerebrais crônicos, retardo mental, distúrbios metabólicos foram cada vez mais observados em filhos de mães que ingeriam peixes contaminados.as crianças expostas durante o período embrionário e fetal também apresentava ataxia, tremores e convulsões.(AZEVEDO e MATTA, 2003, p.327).

Iraque, Paquistão, Gana e Guatemala também foram palco de graves casos de intoxicação através da ingestão de grãos tratados com fungicidas mercuriais.No Iraque , em 1959 -1960 e 1971-72, mais de 6.900 pessoas foram hospitalizadas e pelo menos 459 morreram, apóso consumo de grãos tratados com metilmercúrio com praguicida.Estes grãos,73.201 toneladas de trigo e 22.262 toneladas de cevada, deveriam ser utilizadas apenas para o plantio, porém as famílias que os receberam usaram parte dos mesmos na produção da dieta de pães e outros alimentos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Diante do estudo realizado, podemos perceber que o metal mercúrio e seus compostos podem causar vários danos á saúde, tanto em situações de exposição aguda (em curto prazo), quando crônica (em longa prazo). Seus efeitos nocivos nos sistemas nervoso, reprodutivo, renal, cardíaco, imunológico, respiratório e entre outras.

É sabido que os efeitos tóxicos dos metais dependem de diversas variáveis, do hospedeiro e da sua condição temporal e dos parâmetros de exposição, como via, dose e duração.

 

CONCLUSÃO

Diante do que foi exposto neste artigo, podemos concluir que o mercúrio no ambiente é motivo de muita preocupação pelo público e também pelas comunidades científica e médica, dado que poderá haver efeitos em longo prazo sobre á saúde humana, com desenvolvimento de câncer e malformações congênitas, resultantes destes acidentes químicos.

O público tem-se tornado consciente e extremamente preocupado com a exposição ás substâncias químicas. Os acidentes como os mencionados causaram medo e, ás vezes, pânico nas populações. Elas estão com receio porque esses eventos têm o potencial de causar grande número de mortes e incapacitação e porque levantam a questão acerca da fragilidade das técnicas sobre as quais a sociedade e a comunidade local, em particular, não têm controle. (AZEVEDO e MATTA, 2003, p.455 - 456 ).

O conhecimento do ciclo biogeoquímico do mercúrio no ambiente é de extrema importância para se entender o grau de toxicidade do mercúrio e seus compostos. A população consciente das medidas preventivas, poderá ser minimizados os casos de intoxicação por esse metal.

As autoridade de governo de muitos países reconhecem que estas preocupações necessitam ser enfrentadas para acalmar temores desnecessários e tomar, a tempo, ação custo – efetivo, quando apropriado, para proteger a saúde humana e o ambiente e mitigar os efeitos deletérios dos incidentes químicos. (AZEVEDO e MATTA, 2003, p.456).

REFERÊNCIAS

AZEVEDO e MATTA, Metal gerenciamento da toxicidade, São Paulo, Editora Atheneu, 2003

ESTEVES, Fundamentos de Limnologia, 2ª edição, Rio de Janeiro, editora interciência, 1998.

WILSON TEIXEIRA, Nova Enciclopédia Barsa, Decifrando a Terra, Oficina de textos, São Paulo ano 2000.

 


[1] Aluna do Curso de Licenciatura Plena em Ciências Biológicas na Universidade Estadual do ceará, Faculdade de Filosofia Dom Aureliano Matos-FAFIDAM. E-mail: [email protected]