O manganês não é um mineral particularmente tóxico. Na verdade, as pessoas precisam de um pouco em suas dietas para se manterem saudáveis.

Pesquisa na Washington University em St. Louis mostrou, no entanto, que em conjunto com certos outros produtos químicos, o manganês que ocorre naturalmente pode levar a grandes mudanças na água dos canos de chumbo. Dependendo de quais desinfetantes são usados ​​na água, essas mudanças podem ter consequências significativas - até mesmo perigosas.

Os resultados foram publicados recentemente em Ciência e Tecnologia Ambiental .

A pesquisa se concentra em uma forma única de chumbo, PbO2 ou dióxido de chumbo (chumbo no estado de oxidação plus-4). O dióxido de chumbo tem uma solubilidade muito baixa em água - não se dissolve facilmente apenas na água. Também é incomum na natureza, ao contrário do PbCO3 mais familiar, o carbonato de chumbo que compõe as escamas que tendem a se formar nos canos.

"Você não encontra PbO ₂ no meio ambiente porque não há nenhum agente oxidante forte, "disse Daniel Giammar, o Professor Walter E. Browne de Engenharia Ambiental na Escola de Engenharia McKelvey. "Mas bons desinfetantes costumam ser bons agentes oxidantes."

O cloro é um ótimo desinfetante, tanto que é comumente usado na água potável na América e em todo o mundo. Também é um bom agente oxidante e promove a transformação do carbonato de chumbo em dióxido de chumbo.

Acontece que, Contudo, que o processo não é particularmente rápido, um fato que coincide com alguns sistemas do mundo real, mas, aparentemente, não com outros.

“Se você olhar para um sistema que tem tubos de chumbo e cloro livre, então você faz os cálculos, você esperaria que cada um tivesse dióxido de chumbo nas tubulações, - disse Giammar. - Mas não vemos isso. Isso nos faz pensar:algo mais está influenciando se um determinado sistema acaba ou não com dióxido de chumbo em sua superfície interna.

"É aí que entra o manganês."

Na presença de oxidantes, o manganês pode alterar facilmente os estados de oxidação; se o manganês entrar em contato com o cloro, é oxidado, transformando-se em óxido de manganês. Tanto em modelos de computador quanto em experimentos que imitavam canos de água - completos com água da torneira artificial - o laboratório de Giammar descobriu que o óxido de manganês agia como um catalisador, aumentando a taxa de conversão de carbonato de chumbo em dióxido de chumbo em duas ordens de magnitude.

"O cloro ainda é o reagente que impulsiona a conversão de chumbo, mas o óxido de manganês atua como um catalisador para torná-lo mais rápido, "Disse Giammar.

Esta pesquisa pode muito bem ajudar a informar como outras interações químicas afetam as taxas de transformação de chumbo. "Que outras coisas que não são chumbo podem estar afetando essas taxas?" Perguntou Giammar. "Os óxidos de ferro fazem isso? Alumínio é algo que estudaremos, também."

Pesquisas adicionais para entender quais reações influenciam as taxas de transformação de chumbo e, de outra forma, afetam a disponibilidade de chumbo na água, levarão a mais do que avanços no laboratório. Eles terão implicações reais na saúde.

Tome Washington, D.C. em 2000, por exemplo.

A Autoridade Distrital de Água e Esgoto mudou de um desinfetante de cloro para um menos forte chamado cloramina porque o cloro estava criando alguns subprodutos desagradáveis. Mas houve uma consequência imprevista.

"Quando a autoridade responsável pela água trocou o desinfetante, o dióxido de chumbo na escala do tubo não era mais estável, "ele disse." Dissolveu-se rapidamente e gerou altas concentrações de chumbo na água da torneira. "

Os eventos em D.C. fizeram com que outros sistemas que usavam cloro livre começassem a questionar se deveriam ou não se preocupar com o dióxido de chumbo se mudassem para cloramina. Curiosamente, muitos sistemas observam dióxido de chumbo nas escalas nas linhas de serviço de chumbo, mas outros sistemas não. As concentrações variáveis ​​de manganês entre os sistemas públicos de água podem potencialmente explicar essas diferenças.

"Como você vai tratar sua água depende da fonte e de sua composição, também sua infraestrutura, "Giammar disse." Não existe um tamanho único para todos.

Esta descoberta foi um acidente.

O laboratório estava realizando outro experimento com água da torneira artificial em canos de chumbo e a tratou com cloro para ver se eles poderiam criar dióxido de chumbo.

Eles incluíram substâncias comumente encontradas na água da torneira:cálcio, magnésio, sódio e cloreto. "Havia um novo aluno trabalhando no projeto e, em vez de adicionar magnésio, ela adicionou manganês, "Disse Giammar.

Então as coisas ficaram estranhas. "A água estava limpa, de repente ficou nublado e escuro. "

Houve muita precipitação de chumbo por algumas semanas, mas então ele morreu.

"Abrimos os canos e olhamos, "Disse Giammar." Oh, temos o dióxido de chumbo que estávamos tentando fazer. ”O manganês apenas acelerou o processo.