Aspectos ambientais e toxicológicos dos metais pesados

Conheça os aspectos ambientais e toxicológicos de alguns metais pesados.

Arsênio
• Elemento de ocorrência natural na crosta terrestre;
• Quando puro apresenta-se acinzentado;
• Encontra-se, geralmente, combinado com: oxigênio, cloro, enxofre etc;
• Apresenta-se na forma de compostos orgânicos e inorgânicos, oriundos de fontes naturais e/ou antropogênicas.

Propriedades físico-químicas
O Arsênio pertence ao Grupo VA da Tabela Periódica. É um elemento metalóide, cor cinza-prateada e estado sólido cristalino (As) / PA-74,92g/d = 5,72g/cm3 / PF = 817ºC a 28 atm / PE = 613ºC (sublima).Compostos químicos
Arsenato de Cálcio [Ca3(AsO4)2] e o Arsenito de Cálcio [Ca(AsO2)2] são hidrossolúveis, sendo que o arsenato de sódio (Na3AsO4)e o arsenito de sódio (NaAsO2), possuem solubilidade em água mais elevada. O trióxido de arsênico e o ácido arsênico (H3AsO4), são também solúveis na água, sendo que o trissulfeto de arsênico (As2S3) é praticamente insolúvel na água. Quando aquecidos sofrem decomposição, emitindo fumos arsenicais tóxicos.

A arsina (AsH3), é um gás incolor com odor de alho solúvel na água e pouco solúvel na água, no álcool e em álcalis.Exposição humana
• A exposição humana ao Arsênio (As) poderá ocorrer a partir de fontes naturais e antropogênicas;
• Pela sua ampla distribuição no ambiente, o homem expõe-se a baixos teores do metal;
• Os alimentos (peixes e crustáceos) constituem-se na principal fonte de exposição ao Arsênio (As) e quantidades menores são oriundas da água potável e do ar;

Fontes naturais de exposição
•  Regiões com elevadas concentrações de As-inorg. na água;
•  Solos contendo minas de arsênico; com ingestão do metal sob a forma de partículas por crianças;

Fontes antropogênicas
• Depósitos finais de rejeitos químicos;
• Manufatura (fusão) de cobre e outros metais;
• Combustíveis fósseis;
• Praguicidas;
• Raticidas;
• Usos em tintas, corantes etc.

Toxicocinética
Absorção
Pulmonar: tamanho da partícula, solubilidade e forma química; As+3 é a principal forma presente no material particuladoTGI : superior a 90% tanto como As+3 como As+5Cutânea: dados da literatura inconclusivos

Distribuição
• Elevada ligação aos eritrócitos; (3 vezes superiores ao plasma);
• Baixa ligação às proteínas plasmáticas
• Deposita-se nos cabelos, unhas (Linhas de Mee's) e pele;
• As formas inorgânicas atravessam a barreira placentária;
• Concentrações no cordão umbilical são semelhantes às do sangue materno.
Biotransformação
• Fase I : As +5 Þ As +3
• Fase II : As+3 Þ As+2-CH3 (AMA) Þ CH3AsCH3 (ADA)
• O ácido dimetilarsínico é o principal produto de biotransformação;
• A metilação reduz a toxicidade dos compostos;
• A toxicidade é resultante da limitação da metilação do As.

Excreção
• Urina: 10% Arsênico inorgânico; 10-20% Ácido monometilarsínico; 60-80% ácido dimetilarsínico (ácido cacodílico)
• T1/2 após exposição aguda: 10 horas (As inorgânico), 30 horas (As orgânico);
• Descamação da pele e suor: Arsênico inorgânico.

Mecanismos de ação tóxica
• Efeito tóxico do As é devido principalmente a sua forma trivalente;
• Possui grande afinidade por grupos sulfidrilas de enzimas e proteínas;
• Admite-se a redução mitocondrial do As+5 Þ As +3 , que exerceria efeitos tóxicos;

Efeito tóxico principal

Inibição da respiração mitocondrial;

Competição com fosfato durante a fosforilação oxidativa;

Inibe a conversão de piruvato a Acetil-COA, pela reação com ácido Lipóico;

Reage com 2-cetoglutárico desidrogenase, impedindo a conversão a Succinil COA, o que desacopla a fosforilação oxidativa e estimula a ATPase mitocondrial.
Sinais e sintomas da intoxicação
Efeitos tóxicos agudos
• Cardiotoxicidade: arritmias cardíacas com evolução a falência cardiovascular;
• Toxicidade ao TGI: irritação, náuseas, vômitos; semelhantes à água de arroz com odor aliáceo
• Toxicidade hematopoiética: anemia e granulocitopenia;
• Neurotoxicidade: perda da sensibilidade periférica.

Efeitos tóxicos crônicos
• Hepatotoxicidade: icterícia, cirrose hepática (alterações na estrutura das mitocôndrias);
• Doença vascular periférica: acrocianose;
• Neurotoxicidade: periférica e central - alterações sensoriais, parestesia, fraqueza,etc... A neuropatia periférica envolve neurônios sensoriais e motores;
• Carcinogenicidade: reconhecido com causador de câncer de pele e pulmão em humanos;
• Outros: Hemangiosarcoma do fígado, adenocarcinoma renal, carcinoma.

Indicadores biológicos de exposição
Sangue: avalia exposição recente apenas nos casos de intoxicação aguda;Urina: avalia exposição recente nos casos de intoxicação aguda e crônica;Cabelo: avalia exposição passada, deve-se distinguir de contaminação pelo meio ambiente;Unhas: avalia exposição passada, deve-se distinguir de contaminação pelo meio ambiente;Recomendações para coleta: no último dia da jornada de trabalhoIBMP recomendado pela NR-7/MT/Brasil: As inorgânico na urina: 50m g/g de creatininaVR recomendado pela NR-7/MT/Brasil: As inorgânico na urina: até 10m g/g de creatininaMercúrio          

Único metal pesado em estado líquido nas CNTP;

Presente no meio ambiente sob a forma de compostos orgânicos e inorgânicos;

Responsável por vários casos de intoxicação humana e animal;

Largamente empregado nos garimpos de ouro da Amazônia;

O mercúrio é largamente usado nos diversos ramos de atividade humana;Fontes naturais: desgaseificação da crosta terrestre e erupções vulcânicas, queima de combustíveis fósseis;Fontes Antropogênicas: mineração (amalgamação do ouro), indústrias cerâmicas, farmacêuticas, instrumentos de medição, elétricos, baterias, soda caústica, produção de cosméticos, manufatura de produtos texteis, etc.
Exposição aguda
• Tentativas de homicídio ou suicídio;
• Acidentes com aparelhos de precisão.

Exposição crônica
Ocupacional: garimpagem, fábrica de lâmpadas, odontologia etc.Ambiental: desgaseificação da crosta terrestre, ar e água contendo elevados teores do metal.Alimentos: peixes contendo teores elevados do metal.Medicamentos: medicamentos tópicos e amálgama dentário.
Toxicocinética
Absorção

T.G.I. Hg+2 - 7-15%

Hg0 - <0,01%

CH3Hg+ - 90-95%

PULMÃO: Hg+2 - 7-10%

Hg0 - >95%

CUTÂNEA: Hg0 - 15%

CH3Hg+ 50%
Distribuição
• Amplamente distribuídos pelo organismo humano;
• Secretado pelo leite materno ( 5% dos teores maternos);
• Rins possuem elevados teores ( exposição a Hg0 e Hg+2);
• S.N.C. possui elevados teores de organomercuriais ( córtex);

Passagem pela placenta: Uptake de organomercuriais é 10 a 40 vezes superior aos mercuriais inorgânicos.
Biotransformação
• Oxidação do Hg0 a Hg+2 pelas catalases;
• Clivagem da ligação mercúrio - carbono dos organomercuriais.

Excreção
• Hg0 Pequena fração inalterada no ar exalado
• Urina: Hg+2 Urina ( principal)
• Fezes: CH3Hg+ Fezes (90%)
• Urina: quando ionizado
• t ½ : metilmercúrio : média de 70 dias
• mercúrio inorgânico: 35- 90 dias

Mecanismos de ação tóxica
• Grande afinidade por grupos sulfidrilas constituintes de enzimas e proteínas essenciais ao organismo;
• Ligação a enzimas microssomais e mitocondriais acarretando injúria celular não específica e morte celular;
• Patologia de cunho imunológico (glomerulopatia)

Sinais e sintomas de intoxicação
• Depressão, fadiga, tremores, parestesias, descontrole motor, perda da memória;
• Estomatite, dentes soltos;
• Alucinações, febre;
• Teratogenia;
• Redução do campo visual.

Avaliação da exposição humana
• Mercúrio inorgânico
• Urina: Informação de exposição em andamento
• Válida em exposição contínua, por no mínimo 12 meses;
• Valor de referência: 3,5 m g/g de creatinina;
• IBMP/NR-7/MT: 35m g/g de creatinina
• Sangue: influenciada pelo consumo de alimentos;
• IBMP/ACGIH/USA: 15m g/L
• Organomercuriais;
• Sangue: atualmente empregado;
• LTB/ACGIH/USA: 10m g/dL
• Cabelo: empregado na avaliação de exposição ambiental;
• distinguir de exposição ocupacional;
• valores de referência 1,0m g/g

Cádmio         

Elemento naturalmente presente na crosta terrestre;

Coloração branco prateada;

No meio ambiente encontra-se associado ao oxigênio, cloro ou enxofre.
Propriedades físico-químicas

Pertence ao grupo IIB da Tabela Periódica / Possui elevada pressão de vapor;

PF = 320,90C / PE = 7650C/ Oxida-se rapidamente no ar em forma de vapor produzindo CdO / Dissolve-se em soluções ácidas e no NH4NO3;

Sulfetos, carbonatos e óxidos são quase insolúveis na água, ao passo que os nitratos, halogenatos e sulfatos são hidrossolúveis.
Exposição humana ao cádmio
Alimentos: frutas, bebidas, vegetais e batata;Fumaça do Cigarro: 2 a 40 ppb ( 1-3m g/dia);Indústrias:
• Produção de ligas metálicas;
• Praguicidas;
• Equipamentos elétricos (transistores, baterias, etc.);
• Produção e uso de tintas;
• Produção de plásticos;
• Trabalhos de Impressão.

Exposição aguda
• Tentativas de homicídio e suicídio;
• Ingestão acidental de alimentos e bebidas com altos teores do metal;

Exposição crônica
Ocupacional: galvanoplastia, soldagens, baterias, etc.Ambiental: Cigarros e ar de regiões contaminadas pelo metal;Alimentar: carnes, frutas e peixes ( 1- 50 m g/Kg) elevadas concentrações em mariscos.
Toxicocinética
• Absorção via respiratória:
• Aerossóis, poeiras e fumos;
• Absorção estimada em 0,1 a 50%;
• Influenciada pelo tamanho e propriedades químicas.

Absorção via cutânea:
• Insignificante, necessita de maiores estudos;
• TGI, 3 a 7% são absorvidos;
• Mãos contaminadas e depuração de partículas da via respiratória.
Distribuição
• Eritrócitos ligado a metalotioneínas;
• Ligação a outras proteínas de elevado peso molecular;
• 40-80% deposita-se no fígado e rins (1/3);
• 20% deposita-se nos músculos;
• t ½ :10 a 30 anos;
• Pouca passagem pela placenta que possuí

Excreção
• Urina: principal via de excreção;
• Fezes: fração não absorvida
• Mecanismos de ação tóxica
• Danos renais;
• Danos ósseos;
• Danos ao sistema cardiovascular.
Sinais e sintomas de intoxicação
Intoxicação aguda: transtornos gastrintestinais, traqueobronquite, pneumonia e edema pulmonar (óbito por doença pulmonar > 20%)Intoxicação Crônica: transtornos gastrintestinais, anemia, eosinofilia, descoloração dos dentes, enfisema pulmonar, hipertensão arterial, danos ao miocárdio, doença renal.
Diagnóstico da intoxicação
Urina: útil após 06 meses de exposição crônica, quando indica a exposição recente;
Sangue: indica apenas exposição recente;
B2 microglobulina: evidencia lesões precoces nas células renais;
Metalotioneínas e proteína ligada ao retinol: faltam estudos complementares;
VR- NR-7/MT/Brasil: 2m g/g de creatinina;
IBMP- NR-7/MT/Brasil: 5m g/g de creatinina;
VR-ACGIH/USA: 0,6 m g/L de sangue;IBMP- ACGIH/USA: 5 m g/L de sangue.
Chumbo           

Metal largamente empregado pelo homem desde tempos antigos;

As concentrações de chumbo no organismo humano decaíram após a retirada deste da gasolina;

A exposição humana ocorre por fontes naturais e antropogênicas.
Propriedades Físicas e Químicas

É um metal dúctil, maleável, de cor prateada ou cinza-azulada, resistente à corrosão / Pertence ao grupo IV-B da Tabela Periódica;

PA = 207,2g/ d = 11,35g/cm3 a 200C / PF = 327,50C / PE = 17400C;

Em alguns países, o Pb (C2H5) e o Pb (CH3)4 ainda são usados como aditivos de combustíveis, sendo que estes compostos apresentam lipossolubilidade.
Exposição humana ao chumbo
Fontes Naturais:
Fontes Antropogênicas:
• Mineração, fundição e refino de Pb e outros metais;
• Indústrias petrolíferas;
• Indústrias de cerâmicas: utensílios domésticos;
• Mecânica de veículos;
• Produção de vidro e produtos de borracha;
• Produção de tintas ( brinquedos) e produtos cosméticos;
• Encanamentos de água;
• Construção civil.

Exposição Aguda
• Tentativas de homicídio e suicídio;
• Ingestão acidental de alimentos e bebidas com altos teores.

Exposição Crônica
Ocupacional: galvanoplastia, soldagens, baterias, petrolífera, cerâmica, cabos, tubulações e munições etc.
Ambiental: tintas, água e ar de regiões contaminadas pelo metal;
Alimentar: alimentos e água com elevados teores do metal.
Toxicocinética
TGI: adultos estimada entre 5 a 15%; crianças é estimada entre 30 a 40%;

absorção é favorecida pela redução da ingestão de Ca e Fe;Pulmão: particulado, poeiras e pós;
• influenciada pelas concentrações no ar e propriedades físico- químicas do material;
• partículas com diâmetro inferior a 5m m são absorvidas em frações superiores a 90%.
Cutânea: elevada absorção de compostos orgânicos de chumbo
Distribuição
• Ossos: t ½ de até 20 anos;
• Elevadas concentrações ( superiores a 50%);
• Remoção lenta;
• Aumenta a concentração com o passar da idade;
• Durante a vida: concentração é de 200 a 500mg;
• Mobilizado: gravidez, osteoporose, etc.
• Tecidos moles: reduzida t ½ de 35 dias;
• Cérebro: hipocampo, cerebelo e medula.

Excreção
• Filtração glomerular;
• Há reabsorção tubular;
• Em elevadas concentrações há transporte transtubular.
• Mecanismos de ação tóxica
• Neurotoxicidade;
• Nefrotoxicidade;
• Toxicidade para o sangue.

Intoxicação Crônica
Alteração encéfalo - polineurítica: encefalopatia- alterações subclínicas sensoriais e das funções psicomotoras ( disfunção visual, mudança de personalidade, etc)Alteração astênica: fadiga, dor de cabeça, insônia, dores musculares, parestesia e paralisia dos músculos tensoresAlteração hematológica: anemia hipocrômica moderada com microcitose, reticulocitose e aumento dos pontos basófilos nos eritrócitosAlteração renal: nefropatia não específica, proteinúria, aminoacidúria, uricacidúria, etc.Alterações cardiovasculares: miocardite crônica, aterosclerose precoce com alterações cerebrovasculares e hipertensão.Alterações hepáticas: hepatite tóxicaAlterações gastrintestinais: cólicas satúrnicas (espasmos musculares devido a irritação vagal) anorexia, constipação ou diarréia.
Diagnóstico da intoxicação
Chumbo no sangue: Correlaciona-se com as concentrações no ar;
• Avalia exposição recente;
• Valor de referência 40m g/100mL;
• BMP: 60m g/100mL
Chumbo na urina: Avalia exposição recente;
• Pouco exato;
• Interferentes: fatores ambientais, dieta, ingestão de líquidos e função renal;
• IBMP: 100m g/g de creatinina.
Zinco protoporfirina: Boa correlação com o chumbo no sangue;
• Tempo elevado entre exposição e aumento nos teores;
• Após exposição permanece por longo tempo elevada;
Interferentes: anemia hemolítica,deficiência nutricional de Fe, protoporfirina eritropoiética;
• Valor de referência: 40m g/100mL;
• IBMP: 100m g/100mL.
ALA Urinário: Indicador biológico de efeito crítico;Interferentes: porfiria intermitente, tirosinemia hereditária.
• Valor de referência: 4,5mg/g de creatinina;
• IBMP: 10,0mg/g de creatinina

Contrate a melhor empresa em dedetização de São Paulo, atendimento em toda São Paulo. Desentupimento somente desentupir 24h.
Manganês
É um metal de cor cinza, sendo mais duro e quebradiço que o Fe / Pertence ao Grupo VII-B da Tabela Periódica / PA = 54,938g/ d = 7,21 a 7,40 g/cm3 (dependendo de forma alotrópica) / PF = 1.2600C / PE = 19620C / Apresenta boa solubilidade em ácidos inorgânicos diluídos.

Os óxidos, carbonatos e silicatos são os mais abundantes na natureza; apresentando insolubilidade na água. O MnCl2 é pouco hidrossolúvel .

O composto denominado ciclopentadienila tricarbonila de manganês [MCT, C2H5 - Mn(Co)3] é pouco solúvel na água e muito solúvel na gasolina, óleo e álcool etílico.

O minério de Mn de maior ocorrência na natureza é a pirolusita, com 40% a 80% de MnO2, e, sua extração é uma importante fonte de exposição: ligas Fe/Mn e Fe/ Si/ Mn, fósforo de segurança, pilhas secas, ligas não ferrosas (Cu e Ni), esmalte porcelanizado, fertilizante, fungicidas, rações para animais, eletrodos para solda, catalisadores, vidros, tintas, cerâmica, materiais elétricos e produtos farmacêuticos.

As exposições ocupacionais mais significativas ocorrem pelos fumos e poeiras do Mn.

Nas exposições ocupacionais, a principal via de introdução e absorção de manganês é o trato respiratório.

No sangue, o manganês encontra-se principalmente nos eritrócitos, e sua concentração é cerca de 20 a 25 vezes superior à plasmática. Encontra-se em níveis mais elevados, no fígado, conjugado aos sais biliares.

Também são encontrados níveis relativamente elevados nos pulmões, rins, glândulas endócrinas (tireóide, pituitária, supra-renais), intestino delgado e testículos.

O manganês atravessa a barreira hematoencefálica.

Os ossos e o cérebro são sítios de eliminação mais lenta.

A principal via de eliminação é a biliar, e, ela parece ser o principal mecanismo regulador dos níveis de manganês nos tecidos.

Meia vida biológica de 37 dias.
Mecanismo de ação tóxica

Comprometimento do sistema extrapiramidal;

Semelhança com o parkinsonismo.

Sinais e sintomas de intoxicação

Anorexia, cefaléia, insônia e fraqueza geral;




Manifestações extrapiramidais: distúrbios da fala e redução da habilidade nos movimentos finos;

Alterações neurológicas e psicomotoras: hipertonia muscular, astenia, parestesias, dores musculares, alteração da fala e da libido.
Diagnóstico laboratorial

Determinação da manganúria:

Valores de referência: 1 a 10ug/mL

(Conteúdo das apostilas do Curso Aspectos Ambientais e Toxicologicos dos Metais Pesados, ministrado por Geraldo de Assis Guimarães e José Luiz Vieira (autor das apostilas) realizado na SEPAT-PA do CREA-PA nos dias 15 e 16 de dezembro de 2000).
Autor: Prof. Geraldo de Assis Guimarães
http://ambientes.ambientebrasil.com.br/residuos/artigos/aspectos_ambientais_e_toxicologicos_dos_metais_pesados.html
http://www.desentupir24h.com.br