Metais em Sistemas Aquáticos: Biodisponibilidade e Influência da Matéria Orgânica

De Danielle Goveia

O livro Metais em sistemas aquáticos: biodisponibilidade e influência da matéria orgânica apresenta exemplos de procedimentos analíticos aplicáveis in situ para caracterização de parâmetros de complexação das interações entre matéria orgânica aquática e espécies metálicas. Os procedimentos apresentados e os resultados obtidos podem contribuir para o aprimoramento da avaliação de qualidade de água e, consequentemente, para a gestão adequada dos recursos hídricos. A biodisponibilidade de um elemento está diretamente ligada à sua toxicidade, quanto mais disponível, mas tóxico será ao meio em que ele está inserido. Desta forma, é relevante que os estudos de especiação de metais, especialmente associados à caracterização da labilidade, sejam também utilizados para propor e aprimorar procedimentos de monitoramento e avaliação da qualidade da água em mananciais.

• Idioma: Português
• Editora: Editora Appris
• Data de lançamento: 2 de abr. de 2020
• ISBN: 9788547332150

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COMITÊ CIENTÍFICO DA COLEÇÃO SUSTENTABILIDADE, IMPACTO, DIREITO, GESTÃO E EDUCAÇÃO AMBIENTAL

Aos meus pais, Vereni e Irineu, pela confiança depositada em mim, por todo o amor e por me ensinarem que Quem acredita, sempre alcança!.

AGRADECIMENTO

Agradeço...

Ao professor doutor André Henrique Rosa, pela orientação profissional, pela confiança depositada em mim. Você impulsionou o meu crescimento. Por tudo, eu sempre lhe serei grata.

Às agências de fomento FAPESP, CNPq e CAPES pelo auxílio financeiro e pelas bolsas concedidas para o desenvolvimento da pesquisa científica apresentadas neste livro.

APRESENTAÇÃO

Em 2004, logo após o ingressar no mestrado do Instituto de Química (Unesp), conheci o professor doutor André Henrique Rosa, meu orientador. Ganhei dele o livro intitulado: Substâncias húmicas aquáticas: interações com espécies metálicas de sua coautoria com o professor Julio Cesar Rocha. Esse foi meu primeiro contato com o mundo maravilhoso das substâncias húmicas. Como já estava previsto, o projeto seria desenvolvido na Unesp, na época Campus Experimental de Sorocaba, onde o professor André Rosa tinha recentemente aprovado um projeto para aquisição de um espectrômetro de absorção atômica com atomização em chama e forno de grafite. Durante seis anos no Grupo de Estudos Ambientais, entre béqueres e balões, trabalhei em experimentos buscando o conhecimento sobre a biodisponibilidade de metais. O livro Metais em Sistemas Aquáticos: biodisponibilidade e influência da matéria orgânica é o fruto desse trabalho.

A presença de espécies metálicas em sistemas aquáticos, decorrente de atividades naturais e/ou antrópicas, tem se tornado motivo de preocupação, em função do comprometimento da qualidade de água para organismos aquáticos e do próprio homem. Metais distinguem-se de outros contaminantes e poluentes porque não são biodegradáveis, apresentam persistência no ambiente e sua toxicidade não depende apenas de sua concentração total, mas, principalmente, da forma como se encontram nos corpos d’água, interagindo com espécies inorgânicas e orgânicas. Cada uma dessas espécies pode se comportar de forma diferente em termos de mobilidade e biodisponibilidade em sistemas aquáticos naturais, portanto, estão sujeitas às mudanças do meio.

Atualmente os padrões de qualidade de água estabelecidos pelas agências reguladoras têm utilizado como parâmetro apenas as concentrações totais e dissolvidas de algumas espécies metálicas, o que pode levar a informações parciais em relação a sua real biodisponibilidade. Dessa forma, é relevante que os estudos de especiação de metais, especialmente associados à caracterização da labilidade, sejam também utilizados para propor e aprimorar procedimentos de monitoramento e avaliação da qualidade da água em mananciais.

Do ponto de vista ambiental, os problemas relativos ao estudo da reatividade de metais em sistemas aquáticos não podem ser resolvidos simplesmente pelo desenvolvimento de técnicas extremamente sensíveis, mas também a partir de metodologias e procedimentos analíticos adequados, os quais consigam mimetizar de maneira mais próxima os processos ambientais. Seja pelo desenvolvimento de procedimentos que permitam a aplicação in situ, feitos diretamente no reservatório, minimizando a ocorrência de subprodutos, ou permitindo a determinação de parâmetros dinâmicos do sistema, considerando também a especiação quando os metais não se encontram no equilíbrio.

Este livro apresenta exemplos de procedimentos analíticos aplicáveis in situ para caracterização de parâmetros de complexação das interações entre matéria orgânica aquática e espécies metálicas. Os procedimentos apresentados e os resultados obtidos podem contribuir para o aprimoramento da avaliação de qualidade de água e, consequentemente, para a gestão adequada dos recursos hídricos.

Nesse contexto, o texto foi dividido em capítulos. Cada um desses capítulos apresentam estudos independentes, mas inter-relacionados ao mesmo objeto da investigação científica proposta, o estudo dos metais lábeis em sistemas aquáticos. O primeiro capítulo descreve uma revisão bibliográfica associada à presença, à contaminação e à importância da especiação de metais em sistemas aquáticos, destacando termos, definições e principais técnicas utilizadas para essa finalidade.

O segundo capítulo refere-se à preparação, à otimização em laboratório e à aplicação de um novo procedimento analítico baseado em membrana de difusão contendo trocador iônico, celulose organomodificada com reagente p-aminobenzoico e aplicável in situ para estudo das interações entre espécies metálicas e matéria orgânica natural.

O terceiro capítulo descreve o desenvolvimento e aplicação in situ de um sistema de ultrafiltração com fluxo tangencial, para estudo da labilidade de espécies metálicas e determinação da capacidade complexante na matéria orgânica aquática presente em mananciais.

O quarto capítulo apresenta o desenvolvimento e otimização de metodologias utilizando membranas poliméricas organomodificadas para diferenciação de espécies metálicas lábeis e inertes presentes em sistemas aquáticos.

O quinto capítulo apresenta breve estudo de biodisponibilidade e especiação de metais envolvendo os nanomateriais, cujo desenvolvimento é recente e os estudos ainda são escassos.

A autora

PREFÁCIO

Escrever o prefácio para este livro não poderia ter sido mais prazeroso e satisfatório. Prazeroso por ser uma leitura rica em conceitos e conteúdos envolvendo a química ambiental e estratégias de estudos da interação entre substâncias húmicas e espécies metálicas. Satisfatório, no sentido de ver o crescimento profissional dessa companheira de trabalho que é a Prof.ª Dr.ª Danielle Goveia.

Conheço a autora desde 2004 e acompanho seu crescimento profissional e, atuando em conjunto em diversos estudos, percebo a cada dia o potencial como pesquisadora e professora em uma das melhores universidades do país. Assim, escrever este prefácio foi mais fácil do que imaginei quando aceitei o convite.

Como sabemos, um dos desafios da química ambiental é tentar verificar como a dinâmica de contaminantes, especialmente espécies metálicas, ocorre no ambiente. Essa tarefa é mais complexa do que imaginamos, uma vez que limitações analíticas permitem apenas extrapolações, já que medidas in situ são difíceis, principalmente em se tratando de especiação e biodisponibilidade. É nesse sentido que este livro vem para colaborar com o conhecimento dos estudos da interação entre espécies metálicas e substâncias húmicas.

Nos últimos anos, muitos estudos têm sido feitos na busca de compreender melhor como alguns contaminantes interagem com a matéria orgânica aquática, o que influência diretamente a dispersão, a biodisponibilidade e retenção desses contaminantes nos ambientes.

Casos de crimes ambientais, chamados muitas vezes de desastres, infelizmente, têm se tornado cada vez mais comuns. Em 2015, o Brasil presenciou um crime na cidade de Mariana, em Minas Gerais, onde o rompimento de uma barragem de resíduos de minérios despejou no ambiente toneladas de resíduos contendo metais potencialmente tóxicos, contaminando solos, águas, matando dezenas de pessoas e varrendo do mapa cidades inteiras. Em 2019 um novo rompimento, agora em Brumadinho,