A problemática dos metais na atmosfera - Parte 01

Fonte: http://diariodoaco.com.br/noticias.aspx?cd=54485

Concentrações elevadas de poluentes atmosféricos representam um risco para a saúde humana, danificam flora e fauna e destroem monumentos históricos e construções modernas. Tais efeitos ocorrem com alta frequência em aglomerações urbanas, considerando que uma grande quantidade dos mais diversos poluentes está sendo emitida em área relativamente limitada e muitos indivíduos estão sendo afetados, devido à alta densidade populacional (KLUMPP et al., 2001).

Conforme Gutberlet (1996) e WHO (2007) o aumento cada vez maior das fontes emissoras provoca o aumento também das concentrações de metais na atmosfera, nas precipitações (incluindo neblina) e nos horizontes superficiais do solo. Por meio das circulações atmosféricas, os metais são transportados dos emissores a distâncias de centenas de quilômetros, antes que sejam retirados da atmosfera por sedimentação ou lavagem.

Devido à baixa pressão de vapor, os elementos químicos persistentes como os metais aparecem na atmosfera na forma de aerossóis de diferentes classes de tamanho. Os metais, durante o transporte, passam por transformações químicas até formarem ligações mais estáveis, o que é um fator determinante para o seu tempo de permanência no ar e a medida do efeito degradante sobre o meio ambiente (GUTBERLET, 1996).

Além dos prejuízos diretos devido à acumulação nos tecidos das plantas por poluentes atmosféricos, o aparecimento de efeitos colaterais é de grande importância para o equilíbrio ecológico. A acumulação e o consequente aumento das concentrações dos poluentes atmosféricos, chegando a níveis tóxicos ou letais em todo o ecossistema, podem ter graves consequências também ao ser humano (GUTBERLET, 1996).

Pela acumulação na cadeia alimentar, por inalação ou absorção cutânea de metais e compostos metálicos, as emissões antrópicas prejudicam a  própria saúde humana. Ao contrário de outros produtos químicos, muitos metais são vitais para o metabolismo do ser humano, porém, na concentração errada podem levar a diversos efeitos negativos sobre a saúde (GUTBERLET, 1996; SIQUEIRA, 2005).

Araújo (2011) afirma que, em Ipatinga, destacam-se as fontes antropogênicas de elementos químicos agregados ao material particulado: a siderurgia, combustíveis fósseis e tráfego de veículos.

Na indústria siderúrgica integrada a coque para a produção do aço, o material particulado é emitido para a atmosfera em praticamente todas as suas unidades de processo de produção (ARAÚJO, 2011).

De acordo com Rizzo (2006), conforme o comportamento durante as reações químicas de refino inerentes ao processo de elaboração dos aços, os elementos químicos dividem-se em quatro grupos:

§     elementos que são incorporados à escória: Ca, Mg, Si, Al, Zr, Ti, B.

§     elementos que se dividem entre o aço e a escória: C, Mn, P, S, Cr, Nb, V.

§     elementos que são incorporados pelo aço: Cu, Ni, Sn, Sb, Mo, Co, As, W.

§     elementos que se vaporizam e deixam o forno na forma de gases: Zn, Cd, Pb.

Segundo Moraes Júnior (2010), o carbono é o principal responsável pelo processo de combustão, está presente no carvão mineral tanto na matéria carbonosa, quanto nos minerais carbonatados das cinzas. A quantidade total de carbono é resultante do somatório dos teores de carbono fixo e de carbono presente nas matérias voláteis.

Os elementos avaliados na análise elementar são aqueles que podem sofrer gaseificação, bem como liberar ou absorver calor durante as etapas das reações de combustão. Os diversos minerais encontrados estão divididos conforme sua participação percentual em elementos principais e elementos traços. No QUADRO 01, são apresentados os componentes químicos das cinzas minerais:

Quadro 1- Componentes das cinzas em amostras de carvão mineral

PRINCIPAIS ELEMENTOS	Óxido de Silício (SiO2); Óxido de Ferro (Fe2O3); Óxido de Alumínio (Al2O3); Óxido de Titânio (TiO2); Óxido de Cálcio (CaO); Óxido de Magnésio (MgO); Óxido de Fósforo (P2O5); Óxido de Sódio (Na2O); Óxido de Potássio (K2O); e Óxidos de Enxofre (SO2 e SO3).
ELEMENTOS TRAÇOS	Mn, Li, Sc,V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, Sn , Sb, Ba, La, W, Pb, As.

Fonte: Adaptado de Moraes Júnior, 2010.

Segundo Moraes Júnior (2010), a importância da exposição ambiental pode ser exemplificada no caso do Município de Ipatinga/MG, onde as coquerias da empresa USIMINAS estão situadas a cerca de 170 metros do Fórum, a 230 metros da Prefeitura e a 310 metros da Câmara Municipal, próximas às áreas residenciais e comerciais, em face das características da cidade, projetada e construída como cidade operária, no entorno de uma grande siderúrgica.

Do mesmo modo, as emissões veiculares não devem ser menosprezadas no município de Ipatinga, uma vez que, na última década, houve um grande aumento da sua frota de veículos (FIG.1).

O petróleo bruto, devido ao seu processo de formação, também pode conter elementos metálicos, que permanecem em seus subprodutos, como na gasolina e no diesel. No estudo realizado por Silva (2007), acerca da emissão de metais por veículos automotores e efeitos à saúde pública, experimentalmente foram caracterizadas as frações finas de grossas de partículas (MP₁₀) e os metais que compõem as partículas de exaustão desses veículos. No QUADRO 02, há um levantamento de informações deste estudo acerca dos metais comumente emitidos pelos veículos automotores.

Quadro 2 - Emissão de metais por veículos automotores

FONTE	ELEMENTOS QUÍMICOS
DIESEL	Al, Ca, Fe, Mn, e Si representam cerca de 80% do metal existente no diesel. A porcentagem restante distribui-se entre os teores de Ag, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sr, Ti, V e Zn.
GASOLINA	Al, Si, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Pt e Pb presentes nas frações fina e grossa de partículas (MP10) emitidas na combustão.
ÁLCOOL	Metais como Zn, Cu, Pb e Cd originam-se na produção, armazenamento e transporte, constituindo uma contaminação inorgânica.
ÓLEO DO MOTOR	Zn, P, S, Pb, Fe, Al, Si, Cl e Br podem ser encontrados no óleo do motor devido à presença de outros aditivos ou à contaminação por desgaste.
CONVERSOR CATALÍTICO	Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Os

Fonte: Adaptado de Silva, 2007.

Silva (2007) cita alguns metais como sódio, potássio, cálcio e magnésio que devido ao seu processo de fabricação, podem estar presentes em amostras de biodiesel. É importante a análise quantitativa desses elementos nos combustíveis porque os mesmos podem causar corrosão e entupimentos dos motores, além de causar risco à saúde humana.

Os efeitos fisiológicos, ecológicos e toxicológicos de um elemento químico geralmente são específicos da estrutura do organismo sobre o qual estão agindo. Dependendo da toxicidade do elemento químico ou de seus compostos, as consequências alcançam desde leves disfunções até efeitos mutagênicos, cancerígenos e teratogênicos (GUTBERLET, 1996; WHO, 2004; KAMPA; CASTANAS, 2008).

Fonte Bibliográfica:  

DRUMOND, A.R.S. (2012) "Dissertação". USO DO MÉTODO “MOSS BAG” COM Sphagnum capillifolium PARA O BIOMONITORAMENTO DE METAIS DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA EM IPATINGA, MINAS GERAIS. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais-UNILESTE.

Para ter acesso à dissertação: http://www.unilestemg.br/portal/mestrado/dissertacoes/dissertacao_039_adriana.pdf