Pesando 82 prótons, 82 elétrons e 125 nêutrons na tabela periódica, o chumbo é um metal muito difamado. Veja mais fotos de química. © iStockphoto.com/David Freund Em uma cena do filme "Superman, de 1978, "o suave super-herói tenta demonstrar sua visão de raios-X em Lois Lane, quem está atrás de um plantador. Quando malsucedido, ele explica que o plantador deve ser feito de chumbo e que ele tem dificuldade para enxergar através da substância. Mais tarde no filme, o bandido Lex Luthor captura Superman, escondendo a criptonita mineral dentro de uma caixa de chumbo. Quando o Superman abre a caixa, ele está exposto a criptonita, o que é tóxico para ele. Que substância é essa que pode enganar os super-heróis, e por que é levar um problema tão grande para meros mortais, também?
O chumbo é um elemento, especificamente um dos metais pesados. Possui as seguintes propriedades:
Quimicamente, a forma mais comum de átomo de chumbo tem 82 prótons, 82 elétrons e 125 nêutrons (para uma atualização, veja Como funcionam os átomos). Tem quatro elétrons em seu nível de energia externo ou Concha , o que significa que pode formar até quatro ligações químicas com outros elementos. Na crosta terrestre, o chumbo raramente é encontrado como um metal puro, mas sim como compostos de chumbo, como sulfeto de chumbo, sulfato de chumbo ou óxido de chumbo. Esses compostos de chumbo costumam ocorrer com a prata.
O chumbo não tem função no corpo humano e, como você sem dúvida sabe, é bastante tóxico. Na década de 1970, muitas crianças americanas sofreram de envenenamento por chumbo devido à exposição a tintas com chumbo. Essas tintas não são mais produzidas nos Estados Unidos, e a incidência de exposição ao chumbo através desta fonte diminuiu, exceto em casas mais antigas (construídas antes de 1978). Contudo, tintas com chumbo ainda são usadas em outros países. Por exemplo, em 2007, o chumbo virou notícia quando muitos brinquedos fabricados na China foram recolhidos porque continham tintas à base de chumbo (veja O que há com a China e o envenenamento por chumbo?). O chumbo continua sendo um dos principais perigos ambientais em todo o mundo. Aqui, vamos discutir a extração e refino de chumbo, seus usos industriais, e seus efeitos adversos à saúde e ao meio ambiente.
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Você não veria esta placa em uma bomba de gasolina hoje em dia, mas na década de 1970, gás com chumbo para carros era a norma. Na verdade, as pessoas chamam de gasolina normal, gasolina sem chumbo. © iStockphoto.com/Katie Roberts Desde os tempos antigos, os humanos sabem sobre o chumbo. O chumbo era originalmente uma novidade com pouco uso ou valor. Seu primeiro uso foi para obras de arte. Mas os romanos empreendedores usaram muito o chumbo e tiraram proveito de sua maleabilidade e resistência à corrosão. Eles fizeram canos de chumbo para transportar água e drenar a água de esgoto. Eles também usaram chumbo para revestir recipientes que armazenavam água. A palavra inglesa "plumbing" e o símbolo químico para chumbo (Pb) vêm da palavra latina plumbum , que significa apenas "liderar". O encanamento de chumbo da época romana sobrevive hoje em estruturas e banhos romanos.
Além de seu papel no encanamento, chumbo foi adicionado aos cosméticos, tintas e pigmentos coloridos, copo, joias e talheres de estanho, munições e cerâmica. No século 20, o chumbo também pode ser encontrado em tintas domésticas, encanamento, revestimento de cabos e aditivos para gasolina (chumbo tetraetila). Contudo, quando as autoridades de saúde começaram a reconhecer os efeitos tóxicos do metal na saúde humana e ambiental, o uso de chumbo nessas áreas foi bastante reduzido, se não for eliminado.
Hoje, você encontra chumbo predominantemente em baterias de chumbo-ácido para energia elétrica, como a bateria do seu carro. De acordo com a International Lead Association, 70 por cento das baterias de chumbo-ácido são recicladas e usadas para a produção secundária de chumbo.
Além das baterias, você pode encontrar chumbo em produtos para telhados e proteção contra radiação - a alta densidade do elemento o torna ideal para absorver radiação gama e raios-X. A maioria dos tubos de raios catódicos de vidro (como os dos monitores de computador) contém vidro com chumbo para proteger o observador da radiação produzida por dentro. Você também encontrará chumbo adicionado ao vidro para cristais decorativos. Por último, solda de chumbo é boa para fazer conexões elétricas, e o elemento também é útil para dispositivos de cerâmica usados na indústria eletrônica.
De onde vem toda essa liderança? Está escondido na crosta terrestre, principalmente como um sulfeto (PbS) no mineral galena . Atualmente, 75 por cento da liderança mundial vem da China, os Estados Unidos, Austrália, Canadá, México e Peru [fonte:International Lead Association]. Mais chumbo é produzido secundariamente pela reciclagem de sucata de chumbo.
Antes que o lead possa existir em sua forma final, você tem que processar e refinar o minério de chumbo. Os romanos usaram um processo chamado copelação para separar a prata do chumbo. Hoje, a indústria líder extrai o elemento usando os processos de torrefação e fundição, que são semelhantes aos métodos usados pelos romanos.
1 Assar :Galena é aquecida no ar para converter sulfeto de chumbo (PbS) em óxido de chumbo (PbO), mais dióxido de enxofre.
2PbS + 3O 2 -> 2PbO + 2SO 2
2 Fundição :Coque (carbono - C) é adicionado ao óxido de chumbo (PbO) e misturado com o ar em um alto forno de alta temperatura para obter o metal de chumbo. No poço da fornalha, o carbono desloca o chumbo do óxido de chumbo para formar o gás dióxido de carbono (CO 2 ) e chumbo fundido (Pb).
2PbO + C -> 2Pb + CO 2
O chumbo derretido afunda no fundo do forno, é desviado e resfriado para formar tijolos de chumbo ou porcos (grande, massas oblongas). Escória , um subproduto não metálico da fundição de metal, separa do chumbo derretido, é desviado, resfriado e descartado como resíduo. O chumbo derretido extraído por fundição geralmente contém outras impurezas de metal, como zinco, arsênico, cobre, prata, ouro e bismuto. Eletroluição remove essas impurezas com a ajuda de uma corrente elétrica.
Além de extrair chumbo do minério, o metal pesado também pode ser produzido a partir de fontes secundárias, como baterias usadas e sucata de chumbo. Extração secundária também envolve o processamento das matérias-primas, fundição (ou transformação do chumbo recuperado em ligas ou em sua forma elementar), resfriamento e fundição. Para um tour virtual de uma fundição de chumbo secundária e seus controles ambientais, consulte o eTool de fundição secundária de chumbo da OSHA.
Próximo, aprender como o chumbo entra em nossos corpos.
A senadora americana Amy Klobuchar, D-Minn., segura um trem de brinquedo com tinta à base de chumbo, como ela testemunhou perante o Congresso em 2007. Os legisladores dos EUA interrogaram os principais executivos das principais empresas de brinquedos americanas após os sustos de segurança de produtos relacionados a milhões de brinquedos chineses. Imagens AFP / Getty Embora as autoridades de saúde pública tenham ficado sabendo da toxicidade do chumbo décadas atrás, o chumbo ainda permanece na pintura e nas tubulações de casas mais antigas e de outros edifícios (construídos antes de 1978). Lascas e flocos de tinta à base de chumbo que descascam das paredes internas e externas são uma fonte de exposição. A água que atravessa e vaza dos canos de chumbo é outra fonte. Alguns reparos domésticos, como a remoção de drywall pintado, pode enviar poeira de chumbo para o ar. Além disso, chumbo de recipientes de metal soldado, cerâmica vidrada com chumbo, cristal de vidro de chumbo e brinquedos pintados com chumbo servem como outras vias de exposição em casa.
No ambiente, produtos à base de chumbo podem lixiviar o elemento para a água e o solo. Por exemplo, a água que escorre dos canos de esgoto ou das paredes pintadas com tintas à base de chumbo carrega o metal para o solo. Os depósitos de lixo onde as baterias de chumbo podem ter sido descartadas incorretamente também podem lixiviar o chumbo para o solo.
E quanto ao ar? Em 1970, a maior parte das emissões de chumbo (78 por cento) veio de fontes na estrada, como carros movidos a gasolina com chumbo, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Processamento de metal - lembra da fundição? - contribuiu com outros 11 por cento, . Quando a EPA divulgou os números cerca de um quarto de século depois, a agência descobriu que as fontes de emissão mudaram dramaticamente. O processamento de metal agora reclama 52 por cento das emissões de chumbo, enquanto eliminação de resíduos (16 por cento), combustão de combustível (13 por cento), fontes não rodoviárias (13 por cento) e outras fontes (6 por cento) ficaram muito atrás. A mudança drástica, claro, foi devido à proibição do uso de aditivos de chumbo em combustíveis de motor que entrou em vigor em fevereiro de 1996. Muitos outros países promulgaram proibições semelhantes.
Chumbo no ar, a água ou a casa podem se acumular em seu corpo de várias maneiras. Por exemplo, você pode beber água contaminada ou engolir pó de chumbo. Você provavelmente não gosta de comer lascas de tinta ou lamber brinquedos com tintas à base de chumbo, mas seus filhos podem. De qualquer jeito, uma vez que é ingerido, o chumbo é absorvido pelo intestino delgado e entra na corrente sanguínea.
O chumbo também pode entrar no corpo através dos pulmões quando você inala poeira de chumbo ou poluição do ar que contém chumbo. Trabalhadores na indústria de processamento de metal (fundição) e trabalhadores da construção podem estar expostos a poeira e vapores de chumbo. Uma vez inalado, o chumbo é absorvido pelos capilares dos pulmões e entra na corrente sanguínea. Pessoas que trabalham com chumbo também podem absorvê-lo diretamente através da pele.
Os médicos medem a exposição ao chumbo colhendo uma amostra de sangue (dedo ou calcanhar). Eles também podem medir a exposição avaliando o zinco protoporfirina níveis em seu sangue. Este composto de zinco é um subproduto da degradação dos glóbulos vermelhos observada em alta exposição ao chumbo; Contudo, este teste não é tão sensível quanto o teste de chumbo no sangue.
Continue lendo para aprender como obter a liderança.
Quanto é muito?Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA estabeleceram que um nível de sangue maior ou igual a 5 microgramas por decilitro é uma preocupação em crianças pequenas. Os adultos podem ter uma exposição ligeiramente maior.
As crianças estão particularmente sob risco de envenenamento por chumbo através de fontes como tintas à base de chumbo usadas em brinquedos, bem como em casas e edifícios antigos. © iStockphoto.com/Glenn Bo Ao contrário do zinco ou do ferro, dizer, não há papel biológico para o chumbo no corpo. É apenas uma toxina. Seu corpo, Contudo, trata o chumbo como o cálcio, por isso, ele se acumula em locais onde o cálcio é armazenado, como seus ossos. Como o cálcio tem papéis essenciais na comunicação entre as células nervosas, contração muscular e hormônios, o chumbo pode interferir nesses processos.
O chumbo afeta o cérebro e o sistema nervoso, coração e vasos sanguíneos, rins, sistema digestivo e sistema reprodutivo. Como afeta cada sistema, o chumbo produz uma variedade de sintomas.
Esses sintomas serão prontamente notados em casos de envenenamento agudo por chumbo com níveis relativamente altos de chumbo no sangue. Mas eles podem não ser perceptíveis em casos menos agudos, aparecendo apenas durante a exposição crônica à medida que os níveis de chumbo no sangue aumentam gradualmente.
O efeito predominante do envenenamento por chumbo em crianças é sobre o cérebro. O cérebro de uma criança não está completamente "conectado" como o de sua casa. Em vez de, à medida que o cérebro de uma criança se desenvolve, novos circuitos neurais se formam em resposta a novas experiências, aprendizagem e memórias (os neurocientistas chamam essa capacidade de formar novas conexões plasticidade ) Esses circuitos envolvem um ou mais neurônios se comunicando com outros em várias partes do cérebro, enviando e recebendo mensagens químicas chamadas neurotransmissores . Os novos circuitos usam o neurotransmissor, glutamato .
Agora, porque o corpo não distingue muito bem o chumbo do cálcio, o chumbo pode interferir na liberação de glutamato da célula pré-sináptica e de um receptor especial na célula pós-sináptica denominado receptor NMDA. Essa interferência interrompe a plasticidade que é tão importante no cérebro em desenvolvimento das crianças.
O melhor tratamento para o envenenamento por chumbo é a prevenção. Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA recomendam que todas as crianças com idade igual ou inferior a 6 anos sejam testadas para chumbo. Se você tiver fontes potenciais de chumbo em sua casa - descascando tinta à base de chumbo ou canos de chumbo - então você ou um profissional deve tentar removê-los (por meio de limpeza profissional, pintura sobre tinta velha ou remoção de material perigoso).
Se os níveis de chumbo no sangue estiverem altos, medicamentos prescritos como Succimer podem reduzir o chumbo no sangue. Em casos extremos de exposição ao chumbo, como um acidente industrial, então os níveis tóxicos de chumbo podem ser removidos por terapia de quelação . Nesta terapia, um agente quelante como o ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) é infundido na corrente sanguínea. O agente se liga ao chumbo. Os rins então excretam o EDTA ligado ao chumbo. Novamente, este tratamento é geralmente reservado para casos extremos de envenenamento por chumbo.
Não somos os únicos corpos afetados negativamente pelo chumbo. O chumbo entra no ambiente a partir de água contaminada - água proveniente de tubos de drenagem de chumbo, Água da chuva contendo chumbo da poluição do ar ou água da chuva que filtra o solo contaminado. A água contaminada atinge as águas subterrâneas e os ecossistemas aquáticos. O chumbo afeta negativamente os organismos nas partes inferiores da cadeia alimentar nesses ecossistemas aquáticos, como o plâncton (plantas e animais microscópicos) e moluscos. Quando esses organismos morrem, eles se decompõem e liberam seu chumbo de volta ao meio ambiente. Quando são comidos por organismos superiores na cadeia alimentar, como peixes, mamíferos marinhos, pássaros e humanos, então, o chumbo se acumula nos tecidos desses organismos superiores, produzindo assim mais efeitos nocivos.
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Como as células nervosas se comunicamSeu cérebro e sistema nervoso são feitos de células nervosas ou neurônios (Para maiores informações, leia Como funciona o seu cérebro). Como os fios do sistema elétrico de sua casa, as células nervosas fazem conexões umas com as outras em circuitos chamados vias neurais . Ao contrário dos fios em sua casa, células nervosas não se tocam, mas cheguem perto em sinapses . Na sinapse, as duas células nervosas são separadas por uma pequena lacuna ou fenda sináptica . O neurônio emissor é chamado de pré-sináptico célula, enquanto o receptor é chamado de pós-sináptico célula. As células nervosas enviam neurotransmissores em uma direção unilateral através da sinapse da célula pré-sináptica para a célula pós-sináptica.
Fontes
