GEOLOGIA MÉDICA DO ARSÊNIO, As.

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Published on August 31, 2008

Author: jcgmj

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Geologia Médica do Arsênio - As:  Geologia Médica do Arsênio - As José Carlos Gomes Martins Júnior GEO 033 - Geologia Ambiental UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA Departamento de Geociências Mestrado em Geografia, Meio Ambiente e Desenvolvimento Informações Gerais - Arsênio:  Informações Gerais - Arsênio Nome do Elemento: Arsênio Símbolo Químico: As Número Atômico: 33 Peso Atômico: 74,9216 Grupo da Tabela: 15 Configuração Eletrônica: Ar].3d10.4s2.4p3 Classificação: Metalóide Sólidos Estado Físico: Sólido (T=298K) www2.merck.com.br/quimica/tpie/as_fr.htm Slide3:  O arsênio é um metalóide sólido de cor cinza metálico, quebradiço, cristalino e pertence ao grupo 15 (5A) da tabela periódica. O elemento era conhecido na antigüidade pelos chineses, gregos e egípcios, sendo seus compostos, como o As2O3 muito usados como veneno desde àquelas épocas. O cientista Albertus Magnus em 1250 foi quem primeiro isolou o arsênio, através do aquecimento de sabão com trissulfeto de arsênio (As2S3). Encontrado na natureza na forma de cristais, associado à minérios de prata, de cobalto e de níquel. O termo metalóide foi introduzido em 1802 por ERMAN & SIMON, para indicar elementos que tinham propriedades físicas de um metal, mas propriedades químicas de um não-metal. Em 1811, J. J. BERZELIUS empregou o termo como sinônimo de não-metais, causando a confusão. Portanto, metalóides são elementos que tem propriedades químicas de não-metais e propriedades físicas de metais. O termo semi-metais também é aplicado a esses elementos. Metalóide não é sinônimo de não-metal, ou de ametal. Fonte: www2.merck.com.br/quimica/tpie/as_fr.htm Pertence ao grupo do Fósforo, na Tabela Periódica, tendo por isso também uma configuração eletrônica s2p3 em sua camada de valência. A perda dos 3 elétrons p origina o íon +3, enquanto que compartilhamento dos 3 elétrons compõe o As trivalente ou AsIII. Quando da perda dos 5 elétrons da camada de valência forma os íons pentavalentes ou AsV. O primeiro, inorgânico, é mais nocivo ao homem, embora o segundo possa ser reduzido para o primeiro no corpo humano (metilação), em virtude da sua capacidade de ser retido no organismo por mais tempo, pois fica ligado ao grupos sulfidrila. Pode-se concluir, daí, que no caso do Arsênio, a toxicidade aumenta em função do estado de valência, como As (0) < As (III) < As (V). Slide4:  A WHO (World Health Organization – Organização Mundial da Saúde), órgão das Nações Unidas, recentemente reduziu o valor máximo aceitável para arsênio em água potável de 50 ppb a 10 ppb, reconhecendo sua alta toxidade ao homem. O sintomatologia de envenenamento por arsênio aparece como conjuntivite, melanose, despigmentação e queratose (feridas). São também relacionados ao arsênio tumores na bexiga, fígado, pulmões e rins. Os casos melhor documentados de envenenamento estão na Índia, Taiwan, China, México e Chile. A ingestão de apenas 100 mg de trióxido de arsênio (As2O3) é capaz de ser letal a uma pessoa. A fonte do arsênio é essencialmente geoquímica, por oxidação supergênica de sulfetos metálicos (arsenopirita, pirita, pirrotita, calcopirita e outros). Na Itália, há problemas de contaminação de águas em áreas de mineração na Sardenha e Toscânia. Nas águas, o arsênio ocorre com valência V, como arsenatos, ou com valência III, como arsenitos, com concentrações de 1-10 ppb em águas não contaminadas e 100-5.000 ppb em águas contaminadas, em zonas de mineração. A toxicidade do elemento depende do estado de oxidação: as formas reduzidas (valência III) são mais tóxicas que as oxidadas (valência V). Na Índia, em Bengala e em Bangladesh, milhões de pessoas estão em risco devido à altaconcentração de arsênio, superiores a 50 ppb, em águas de subsolo, colhidas através de poços e usadas na alimentação. Nessas regiões, o arsênio primário ocorre em piritas das rochas de subsolo. A grande densidade demográfica levou ao intenso bombeamento das águas do subsolo, causando abaixamento do nível freático das águas de subsolo e intensificação da intemperização dos cristais de piritas que ficaram acima do nível freático. Isso levou à grande contaminação das águas de subsolo. Slide5:  Principais estados de oxidação: - 3, 0, + 3 e + 5 arsenetos: As-3 gás arsina: AsH3 arsênio metálico: 0 como +3 e +5 forma óxidos, sulfetos, como realgar (AsS) ou ouro-pigmento (As2S3), arsenitos e arsenatos, estes 60% do total conhecido; em solução as formas mais comuns são: H3AsO4, H2AsO4-, HAsO4-2 e AsO4-3 (Eh alto) ou também H3AsO3 (condições redutoras); Apresenta-se em várias formas (especiações) ou diretamente ligado a uma variedade de depósitos, apresentando as seguintes espécies orgânicas: ácidos metilarsênico ou (CH3H2AsO3); Dimetilarsênico ou [(CH3)2HAs2O2] Principais fontes naturais: vulcanismo e metilação biólógica; principais fontes tecnogenéticas:metalurgia do cobre e não-ferrosos, combustão do carvão, uso de pesticidas e mineração de ouro; É cancerígeno (vide Tabela Periódica), sendo a especiação em forma inorgânica mais nociva ao homem; A forma mais comum de exposição humana é por água contaminada, além da inalação de gases e ingestão de pó, em determinados locais; Remoção na água - Métodos: aplicação com cal, precipitação com sais férricos (coagulação e filtragem), troca iônica (utilizando sulfetos) e adsorção em carvão ativado ou alumina), além do tratamento com cloreto férrico (FeCl3), precipitando o íon arseniato como arseniato férrico. Arsênio em depósitos minerais:  Arsênio em depósitos minerais Grão de pirita parcialmente substituído por arsenopirita, esta contendo vênulas preenchidas por sulfetos e ouro, no minério com galena e esfarelita da jazida de Panelas (PR). Fonte: FIGUEIREDO, 2000. (Fotomicrografias). Cristais idiomórficos de arsenopirita (asp), com pirrotita (po) em matrix quartzo-carbonática no minério da jazida de ouro de Morro Velho (MG). Fonte: FIGUEIREDO, 2000. (Fotomicrografias). Slide8:  Arsênio em depósitos minerais Ouro no contato de grãos e como inclusões em pirita associada à arsenopirita (asp) no minério da jazida de ouro de Cuiabá (MT). Fonte: FIGUEIREDO, 2000. (Fotomicrografias). Pirita e pirrotita totalmente envolvidas por um cristal de arsenopirita no minério da jazida de ouro de São Bento (MG). Fonte: FIGUEIREDO, 2000. (Fotomicrografias). Slide9:  “Poluição por arsênio ameaça rio Amazonas” www.amazonpress.com.br/manchete/dedoc/manch05082000.htm SANTANA (AP) - Um desastre ambiental de graves proporções pode ter atingido a foz do rio Amazonas, na costa do Amapá: o vazamento de arsênio, no maior e mais caudaloso rio do mundo, proveniente de rejeitos de manganês contaminados, depositados durante décadas num pátio de estocagem da empresa Indústria e Comércio de Minérios (Icomi), do grupo Caemi, no município de Santana, a 30 quilômetros de Macapá, a capital do Estado. O arsênio contido no rejeito de manganês _ mais de 150 mil toneladas de minério contaminado, atingiu o lençol freático e contaminou o igarapé Elesbão, que deságua no Amazonas. Mais grave ainda: existem indícios de que o arsênio, que provoca câncer e outras doenças e pode levar à morte, possa ter contaminado seres humanos, principalmente os moradores da Vila Elesbão, quem moram na área de influência do igarapé contaminado. Pesquisadores do Instituto de Pesquisas do Amapá têm feito coleta de cabelos, sangue e urina em moradores da Vila Elesbão para saber se já houve a contaminação por arsênio em seres humanos, o que tornaria o caso amapaense numa tragédia sem precedentes na região. Arsênio na Serra do Navio:  Arsênio na Serra do Navio www.amazonpress.com.br/manchete/dedoc/manch05082000.htm Arsênio na Serra do Navio:  Arsênio na Serra do Navio www.reporterbrasil.com.br/nolayers/tristeheranca.htm O Caso de Bangladesh:  O Caso de Bangladesh “O mundo passou a prestar mais atenção a tal risco de contaminação após a constatação de que os poços de água de 59 distritos de Bangladesh continham altos níveis de arsênio. Isso corresponde a 85% da área total do país, com risco potencial para 75 milhões de habitantes. Pelo menos 1,2 milhão de pessoas já apresentaram sinais de intoxicação. O problema foi constatado pela primeira vez em 1993 e confirmado em 1995, quando se verificou que a área atingida era muito maior do que a inicialmente estimada. Além de Bangladesh, há registro de ocorrência de larga escala em Gana, Taiwan, no norte da China, Hungria, Grécia, Áustria, México, Chile, Argentina e Estados Unidos”. Liana John - <www.estadao.com.br/ciencia/aplicada/2003/fev/19/315.htm> Slide16:  www.hsph.harvard.edu/arsenic/arsenic/index-large.html Índices de Arsênico e Geoquímica de Águas Subterrâneas dos Aqüíferos de San Antonio – EL Triunfo, Carrizal e do Los Planes no extremo Sul da Baixa Califórnia, México A. Carrillo-Chávez, J. L. Drever & M. Martínez:  Índices de Arsênico e Geoquímica de Águas Subterrâneas dos Aqüíferos de San Antonio – EL Triunfo, Carrizal e do Los Planes no extremo Sul da Baixa Califórnia, México A. Carrillo-Chávez, J. L. Drever & M. Martínez www.planetincognita.com/Images/Page%20links/baja_california.jpg Slide20:  O Distrito minerador de San Antonio – El Triunfo, localizado numa região montanhosa a 45 Km ao Sudeste de La Paz, Baja Califórnia, está em funcionamento desde 1.700. Os rejeitos de mina produzidos durante 200 anos pela extração mineral tem posto em risco a poluição da água subterrânea e, eventualmente, a poluição regional dos aqüíferos de Carrizal (bacia Oeste) e Los Planes (bacia leste), onde existem diferentes tipos de depósitos minerais na área mineradora, sendo determinados pelos veios epitermais. CARRILLO & DREVER (1998) concluem que, embora a porção de rejeitos minerários seja relativamente menor em comparação com a grande extensão da área, significativa presença de Arsênio derivado da pilha de rejeitos da mina foi encontrado localmente nas águas subterrâneas. Este artigo mostra o resultado da análise geoquímica de amostras das águas subterrâneas das áreas de San Antonio – El Triunfo e os aqüíferos de Carrizal e Los Planes, durante vários anos (1993 – 1997). Os altos valores apresentados de Sólidos Totais Dissolvidos – STD (~ 1.500 ppm) e de Arsênio (~ 0,41 ppm) encontram-se na área de mineração, onde ocorrem as operações da mina. As concentrações mais baixas de STD e de Arsênio estão em geral, abaixo da área mineralizada (~ 500 ppm de STD e 0,01 ppm de As). Sulfetos e bicarbonatos (alcalinizados) são, em geral, maiores quando próximos à área mineralizada, e menores quando abaixo delas. As concentrações de As variam sazonalmente, especialmente após uma pesada tempestade de verão. Modelos geoquímicos (MINTEQA2 e NETPAM) e a análise da evolução geoquímica regional das águas subterrâneas das áreas mineradas em direção ao aqüífero de Los Planes mostram que os prováveis processos hidrogeoquímicos incluem: diluição, precipitação de calcita e absorção de As sobre superfícies de Oxi-Hidróxidos férricos (ferriidratos). Estes processos agem como controles naturais à extensão e quantidade de As nos aqüíferos Carrizal e Los Planes. Sub-áreas de estudo:  Sub-áreas de estudo Slide22:  Os processos metalúrgicos de extração de ouro produzem a arsenolita como um sub-produto a partir da oxidação da arsenopirita com ouro produzindo óxidos de ferro com ouro e liberando fumaças de SO2 e As2O3, condensando mais adiante nas câmaras internas das velhas plantas de processamento como sólido As2O3. Atualmente, quase 1 milhões de toneladas de rejeitos de mina ricos em arsenolita são liberados em concentrações potencialmente altas de As (> 0,05 mg/l) para o sistema de águas subterrâneas local (CARRILLO, op. cit. CARRILLO E DREVER, 1998). Embora a arsenopirita seja distribuída amplamente em algumas das veias epitermais, e o halo enriquecido de arsênio resultante poderia ser muito grande, parecendo que o rejeito da mina rica em Arsênio têm um papel importante na liberação de Arsênio nas águas subterrâneas. Os residentes de San Antonio e diversos ranchos pequenos na área reconhecem o risco de beber a água mas na maioria de casos não têm nenhuma fonte alternativa da água. O local, aqüífero confinado raso na área de SA – ET, situa-se principalmente dentro de rochas ígneas altamente fraturadas e nos remendos do material aluvial (areia e cascalho grosseiros). Pessoas nas cidades de San Antonio e El Triunfo e em pequenas fazendas usam pequenas bombas nos poços, extraindo até 50 litros por minuto. A cidade de San Antonio obtém água a partir de uma bomba instalada diretamente num velho eixo inundado de mina. As pessoas que tem recursos para fazê-lo, começam a beber água da cidade do San Pedro, a uns 10 Km a noroeste de El Triunfo, na estrada à La Paz. A cidade de La Paz, com  150.000 habitantes e localizada no extremo norte do aqüífero Carrizal, consomem água de 4 de 5 poços perfurados no aqüífero aluvial, a aproximadamente 50 a 60 metros de profundidade. Los Planes é uma cidade agrícola com 500 habitantes, com uma área irrigada de aproximadamente 25 Km2. Slide24:  CONCLUSÕES Baseado na composição da água subterrânea, a área de San Antonio e El Triunfo e os aqüíferos de La paz e Los Planes estão divididos em 11 diferentes sub-áreas; Os Sólidos Totais Dissolvidos das águas subterrâneas variam a partir de  500 a 1.500 ppm, sendo o índice mais alto na sub-área de San Antonio Springs, e o mais alto na sub-área de Fundition; A concentração de arsênio nas águas subterrâneas variam de 0,001 a 0,41 ppm. A mais alta concentração está em San Antonio, e as mais baixas em La Paz, Los Planes e Salto; A tendência geral da água subterrânea é de diminuir as concentrações de STD e Arsênio com o aumento da distância da área de mineração; Análises e modelagens da evolução geoquímica da água subterrânea indicam que ao longo do trajeto da área mineralizada para a área dos aqüíferos de Carrizal e Los Planes, o mais provável processo é diluição das águas subterrâneas, adsorsão de arsênio nas superfícies de ferro-hidróxidos e precipitação de calcita; Monitoramento sazonal de sete poços durante a primavera e o verão de 1997 mostraram variações sazonais relacionadas; As pessoas de San Antonio têm podido recentemente obter sua água bebendo de uma planta em processamento (osmose reversa), mas os animais de fazenda continuam a beber arsênico da água contaminada local. Referências:  Referências CARRILLO-CHÁVEZ, A., DREVER, J. L. & MARTÍNEZ, M. Índices de Arsênico e Geoquímica de águas subterrâneas dos aqüíferos de San Antonio – EL triunfo, Carrizal e do Los Planes no extremo Sul da baixa Califórnia, México. (tradução); COMPANHIA DE PESQUISA E RECURSOS MINERAIS – CPRM. Geomedicine. Disponível em: highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/34101/chap20_complete.pdf Acesso em: 04/08/03; COTECCI, Gianni. Geologia e Saúde. (Trad.. Wilson Scarpelli. E-mail:wiscar@attglobal.net. Disponível em:www.cprm.gov.br/pgagem/artigoind.htm. Acesso em: 04/08/03; Dissanayake, C.B. e Chandrajith, Rohana. Medical geochemistry of tropical environments. Earth-Science Reviews 47. 1999. 219–258; FIGUEIREDO, Bernardino Ribeiro. Minérios e Ambiente. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2000. Parte III. p 325-368; Scarpelli, W. Introdução à Geologia Médica. São Paulo: I FENAFEG. IG/USP, 2003. . Disponível em: www.cprm.gov.br/pgagem/resumo_pales.pdf. . Acesso em: 04/08/03; www2.merck.com.br/quimica/tpie/as_fr.htm; www.amazonpress.com.br/manchete/dedoc/manch05082000.htm; www.reporterbrasil.com.br/nolayers/tristeheranca.htm www.estadao.com.br/ciencia/aplicada/2003/fev/19/315.htm www.hsph.harvard.edu/arsenic/arsenic/index-large.html www.planetincognita.com/Images/Page%20links/baja_california.jpg

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