Chimica ambientale Rita Giovannetti. Dipendenza dal pH della solubilità di PbS, CdS e HgS Il...

Chimica ambientaleChimica ambientale

Rita Giovannetti

Dipendenza dal pH della solubilità di PbS, CdS e HgS

Il mercurio, nonostante sia stabilmente legato ai sedimenti come Hg++,

può essere convertito dai batteri anaerobi presenti nel suolo in metilmercurio, (CH3)2Hg e CH3HgX,

che, deassorbendosi rapidamente dalle particelle del sedimento,

si scioglie nella fase acquosa entrando, così, nella catena alimentare.

Dipendenza dal pH della solubilità di PbS, CdS e HgS

Sebbene i livelli di concentrazione del metilmercurio in acqua possano risultare estremamente bassi,

dell'ordine di 0,01 ppt,

nella carne di alcuni pesci, attraverso il meccanismo di bioaccumulo, possono arrivare a livelli di concentrazione dell'ordine delle ppm,

con un fattore di biomagnificazione di 108.

Studio dei sedimenti

Uno studio sistematico dei sedimenti

può dare una testimonianza storica sulla contaminazione di un sito

da parte delle varie sostanze in essi rinvenute tal quali o trasformate in altre da agenti chimici e/o biologici.

Fanghi che derivano dai processi di Fanghi che derivano dai processi di depurazione delle acque refluedepurazione delle acque reflue

Un altro sito di accumulo dei metalli pesanti

anche quando si tratta di liquidi derivanti dai sistemi fognari municipali.

Spesso in questi fanghi vengono riscontrati livelli di concentrazione, in metalli pesanti, fino a migliaia di ppm!!

Questi fanghi, in passato, sono stati utilizzati come fertilizzanti di suoli destinati a colture!!

PIOMBOPIOMBO

Il piombo allo stato elementareIl piombo allo stato elementare

Dei quattro metalli pesanti trattati, il piombo è il più abbondante (0,0016%) come presenza nell’ambiente.

Numero atomico

Peso atomico

Densità D4°20°

T. fus, °C

T. eboll. °C

82 207,19 11,4 327,5 1740

sia perché viene più diffusamente impiegato che perché, a parte qualche eccezione, viene disperso nell'ambiente in modo pressoché incontrollato.

L'entrata in vigore di disposizioni di Legge restrittive in materia di impieghi del metallo hanno visto, recentemente, una diminuzione sensibile della sua presenza nell'ambiente.

PIOMBOPIOMBO

Il piombo allo stato elementareIl piombo allo stato elementare

Grazie alla sua malleabilità, e la sua resistenza agli agenti atmosferici

è stato usato per millenni nei campi più svariati:

utensili foggiati con questo metallo risalgono al 3800 a.C.

come materiale di sostegno nelle opere murarie,

· come materiale per costruire tubature (negli impianti di distribuzione idrica, fognature, ecc.),

per la copertura impermeabilizzante delle costruzioni (tettoie, cupole, ecc.)

come insonorizzante,

per i recipienti adibiti alla cottura dei cibi ed altri usi ancora.

PIOMBOPIOMBO

L'uso moderno del metallo:L'uso moderno del metallo:

nella costruzione degli accumulatori al piombo nella costruzione degli accumulatori al piombo (elettrodi),(elettrodi),

nella costruzione dei "pallini" per le munizioni nella costruzione dei "pallini" per le munizioni destinate alla caccia,destinate alla caccia,

per le "zavorre" per le "zavorre" usate nella preparazione delle usate nella preparazione delle esche per la pesca. esche per la pesca.

Come leghe con lo stagno Come leghe con lo stagno nella preparazione di nella preparazione di materiali idonei per la saldatura dei metalli (in tali materiali idonei per la saldatura dei metalli (in tali formulazioni il piombo può essere presente anche formulazioni il piombo può essere presente anche per il 95%). per il 95%).

PIOMBOPIOMBO

I problemi ambientali:I problemi ambientali:

legati al piombo metallico derivano legati al piombo metallico derivano principalmente proprio dall'uso dello stesso principalmente proprio dall'uso dello stesso nella caccia e nella pesca; nella caccia e nella pesca;

i "pallini di piombo" o le "zavorre" i "pallini di piombo" o le "zavorre" abbandonati nell'ambiente abbandonati nell'ambiente

risultano stabili agli agenti atmosferici, anche risultano stabili agli agenti atmosferici, anche perché il metallo si ricopre di uno strato perché il metallo si ricopre di uno strato d'ossido che lo protegge dai processi di d'ossido che lo protegge dai processi di corrosione.corrosione.

Qualora, però, vengano ingeriti da volatili o pesci,

possono sciogliersi nell'apparato digerente e procurare avvelenamento;

è stato dimostrato che uccelli da preda (come l'aquila dalla testa bianca)

vanno incontro ad avvelenamento da piombo se si nutrono di prede "impallinate" dai cacciatori

e che molte strolaghe muoiono per la stessa ragione se inghiottono i piombi delle lenze usate nella pesca.

PIOMBOPIOMBO


Il piombo metallico, di per se, è molto stabile; Il piombo metallico, di per se, è molto stabile; usato come elettrodo negli accumulatori è usato come elettrodo negli accumulatori è stabile pur in presenza di acido solforico stabile pur in presenza di acido solforico abbastanza concentrato.abbastanza concentrato.

Le sue leghe con lo stagno, invece, sono Le sue leghe con lo stagno, invece, sono instabili in ambiente leggermente acido se è instabili in ambiente leggermente acido se è presente l'ossigeno.presente l'ossigeno.

Lo scatolame utilizzato per contenere succhi di frutta, che veniva sigillato con l'uso di queste leghe, una volta aperto, dava luogo a processi di corrosione della banda "stagnata" ad opera degli acidi presenti nei succhi e dell'ossigeno dell'aria:

2 Pb + O2 + 4 H+ 2 Pb++ + 2 H2O

Questo processo permetteva al piombo di entrare nel ciclo alimentare.

PIOMBOPIOMBO


Processi analoghi possono avvenire nelle Processi analoghi possono avvenire nelle giunzioni delle tubature di piombo utilizzate giunzioni delle tubature di piombo utilizzate nelle reti di distribuzione idrica: nelle reti di distribuzione idrica:

acque troppo "leggere" acque troppo "leggere" ricche in anidride ricche in anidride carbonica e ossigeno costituiscono un ambiente carbonica e ossigeno costituiscono un ambiente abbastanza acido da consentire la reazione vista.abbastanza acido da consentire la reazione vista.

Una durezza ed una alcalinità abbastanza Una durezza ed una alcalinità abbastanza elevate elevate consentono però la precipitazione consentono però la precipitazione dell'eventuale piombo ionico sotto forma di ossidi dell'eventuale piombo ionico sotto forma di ossidi e carbonati.e carbonati.

PIOMBO ALLO STATO IONICO PIOMBO ALLO STATO IONICO PbPb++++

PbPb++++ rappresenta la forma ionica stabile del piombo rappresenta la forma ionica stabile del piombo

ed è in questa forma che esso è presente in natura nei ed è in questa forma che esso è presente in natura nei minerali da cui viene estratto.minerali da cui viene estratto.

La principale fonte di estrazione del piombo è La principale fonte di estrazione del piombo è rappresentata dalla galena, rappresentata dalla galena,

in cui il metallo è presente come PbS, altamente insolubile in cui il metallo è presente come PbS, altamente insolubile in acqua. in acqua.

Il PbIl Pb++++ può essere assunto dall'uomo, dagli altri può essere assunto dall'uomo, dagli altri animali e dalle piante animali e dalle piante

perché presente nell'aria, nel suolo e nell'acqua.perché presente nell'aria, nel suolo e nell'acqua.

L'acqua, contiene quantità molto basse dell'elemento, se confrontate con l'aria ed il terreno:

il piombo presente nell'acqua

viene interamente assorbito dall'organismo.


L'OMS ha stabilito, per le acque destinate L'OMS ha stabilito, per le acque destinate all'alimentazione, all'alimentazione,

il limite di 50 ppb di piomboil limite di 50 ppb di piombo

Solo raramente tali limiti vengono raggiunti o Solo raramente tali limiti vengono raggiunti o superati ciò, soprattutto, nei paesi dove la rete superati ciò, soprattutto, nei paesi dove la rete idrica è ancora costituita da tubi di piombo. idrica è ancora costituita da tubi di piombo.

In questi paesi, vengono spesso utilizzati In questi paesi, vengono spesso utilizzati sistemi di potabilizzazione domestica che sistemi di potabilizzazione domestica che riescono ad abbattere notevolmente i livelli di riescono ad abbattere notevolmente i livelli di piombo contenuti nelle acque potabili.piombo contenuti nelle acque potabili.


Una fonte di intossicazione Una fonte di intossicazione

può essere costituita dai recipienti in ceramica, vetrificati con può essere costituita dai recipienti in ceramica, vetrificati con una forma di PbO, materiale solido di color giallo, usato sin una forma di PbO, materiale solido di color giallo, usato sin dall'antico Egitto per impermeabilizzare e dare lucentezza ai dall'antico Egitto per impermeabilizzare e dare lucentezza ai contenitori in terracotta.contenitori in terracotta.

Se applicato in modo scorretto, Se applicato in modo scorretto,

tale materiale, in presenza di alimenti acidi,tale materiale, in presenza di alimenti acidi, può cedere Pb può cedere Pb++++ a livelli che possono arrivare fino a migliaia di ppm:a livelli che possono arrivare fino a migliaia di ppm:

PbO(s) + 2 HPbO(s) + 2 H++ <==> Pb <==> Pb++++ + H + H22OO

Tale problema è, ancora oggi, sentito, particolarmente, Tale problema è, ancora oggi, sentito, particolarmente, nei paesi in via di sviluppo.nei paesi in via di sviluppo.

Altra fonte di contaminazione ambientale da Pb++, in passato,

era costituita dall'uso dell'arseniato di piombo, Pb3(AsO4)2, come pesticida.


L'uso di composti del piombo +2 L'uso di composti del piombo +2

come pigmenti colorati o come additivi per vernici come pigmenti colorati o come additivi per vernici anticorrosive anticorrosive

è stato ed è ancora oggi è stato ed è ancora oggi

una delle fonti di inquinamento da non trascurare per le una delle fonti di inquinamento da non trascurare per le possibili intossicazioni che possono derivarne:possibili intossicazioni che possono derivarne:

il cromato di piombo (PbCrO4)

è il pigmento giallo usato per verniciare gli scuolabus e per le strisce sul manto stradale;

• il "piombo rosso" o "minio" (Pb3O4)

si presenta di color rosso brillante e viene usato come pigmento per vernici da usare come rivestimento del ferro, per le sue proprietà anticorrosive;

• pigmenti a base di piombo

vengono usati anche nella stampa su carta patinata o sugli involucri per gli alimenti.

"

piombo bianco", Pb3(CO3)2(OH)2

è stato utilizzato fino alla metà del secolo come componente principale delle vernici per interni (oggi è sostituito da TiO2)

viene ancora utilizzato per le vernici per esterni:

bambini che, dato il sapore gradevole, ingerivano la vernice distaccata dalle pareti di case fattiscenti, dipinte con tali vernici, presentano elevati livelli ematici di piombo.

Nel passato, dato il sapore gradevole conferito dal piombo, venivano addirittura usati come additivi coloranti di alimenti

PIOMBO ALLO STATO IONICO PIOMBO ALLO STATO IONICO PbPb4+4+

In ambiente fortemente ossidante In ambiente fortemente ossidante

il piombo assume lo stato di ossidazione 4+il piombo assume lo stato di ossidazione 4+

può dar luogo alla formazionepuò dar luogo alla formazione

di biossido di piombo PbOdi biossido di piombo PbO22

ossidi misti come Pbossidi misti come Pb22OO33 e Pb e Pb33OO44 (piombo rosso). (piombo rosso).

Il biossido di piombo Il biossido di piombo

viene utilizzato, insieme al piombo metallico, per la viene utilizzato, insieme al piombo metallico, per la costruzione degli elettrodi degli accumulatori al costruzione degli elettrodi degli accumulatori al piombo.piombo.

PIOMBO ORGANICOPIOMBO ORGANICO

A differenza del piombo allo stato di ossidazione + 2, A differenza del piombo allo stato di ossidazione + 2,

Il piombo allo stato di ossidazione + 4 Il piombo allo stato di ossidazione + 4

forma facilmente composti covalenti, metalloorganici.forma facilmente composti covalenti, metalloorganici.

In tali composti In tali composti

il piombo presenta le caratteristiche chimiche proprie il piombo presenta le caratteristiche chimiche proprie degli elementi del IV gruppo del Sistema periodico (C, degli elementi del IV gruppo del Sistema periodico (C, Si, Ge e Sn).Si, Ge e Sn).


I composti organici del piombo che rivestono I composti organici del piombo che rivestono importanza sia dal punto di vista commerciale importanza sia dal punto di vista commerciale che ambientale sono che ambientale sono

il piombotetrametile Pb(CHil piombotetrametile Pb(CH33))44

il piombo tetraetile Pb(CHil piombo tetraetile Pb(CH22-CH-CH33))44..

Utilizzati soprattutto come additivi delle Utilizzati soprattutto come additivi delle benzine come antidetonanti.benzine come antidetonanti.

Venivano aggiunti alla benzina

piccole quantità di dibromuro e di dicloruro di etilene

che combinandosi col piombo evita che questo depositandosi sulle pareti del motore possa provocare seri danni.

Si formavano composti volatili che potevano essere allontanati insieme ai gas di scarico.

Dispersi nell'atmosfera i composti del piombo

PbBrCl, PbBr2 e PbCl2

subivano una trasformazione in PbO ad opera delle radiazioni solari !!!

Sotto la forma di PbO il piombo perdura nel particolato disperso in atmosfera anche per giorni..

pertanto può venir trasportato anche in località distanti dalla rete stradale

ed entrare in contatto con l'ambiente e finire anche nella catena alimentare.


I composti tetraalchilici del piombo, I composti tetraalchilici del piombo,

PbRPbR44, ,

sono volatili e evaporando dalle benzine, sono volatili e evaporando dalle benzine, contaminano l'ambiente e possono essere contaminano l'ambiente e possono essere assorbiti attraverso la cute.assorbiti attraverso la cute.

A livello del fegato, questi composti si A livello del fegato, questi composti si trasformano in ioni PbRtrasformano in ioni PbR33

++, forme ancora più , forme ancora più

tossiche dei composti originali !!!tossiche dei composti originali !!!

PbRPbR33++ agiscono come neurotossine per la loro

capacità di attraversare la barriera emato-encefalica.

In dosi considerevoli causano una sintomatologia simile alla psicosi; dosi massive provocano la morte.

PIOMBO: conseguenze PIOMBO: conseguenze nell’ambientenell’ambiente

Al contrario del mercurio, Al contrario del mercurio,

la trasformazione del piombo in composti la trasformazione del piombo in composti metilati metilati

non avviene o avviene in misura limitatissima; non avviene o avviene in misura limitatissima;

pertanto tutto il piombo tetraalchilico deriva pertanto tutto il piombo tetraalchilico deriva dall'uso delle benzine.dall'uso delle benzine.


La maggior parte del piombo assunto La maggior parte del piombo assunto dall'uomo, dall'uomo,

inizialmente, è presente nel sangue dove inizialmente, è presente nel sangue dove raggiunge una concentrazione costanteraggiunge una concentrazione costante

da qui il piombo passa nei tessuti molli, da qui il piombo passa nei tessuti molli, compresi gli organi e, particolarmente, il compresi gli organi e, particolarmente, il cervello.cervello.

Infine va a depositarsi nei tessuti ossei dove Infine va a depositarsi nei tessuti ossei dove sostituisce il calcio.sostituisce il calcio.

Il Pb++, avendo dimensioni simili al Ca++,

entra nel meccanismo di formazione del tessuto osseo

tanto più nei bambini e nei soggetti che presentano un deficit di calcio.

Sotto il profilo biochimico,

interviene interferendo con gli enzimi nei meccanismi che presiedono alla formazione dell'eme,

la proteina che è responsabile del trasporto dell'ossigeno nel sangue;

a concentrazioni elevate

può manifestarsi l'anemia saturnina caratterizzata dalla carenza di questa proteina.


Livelli elevati di piombo possono provocare: Livelli elevati di piombo possono provocare: disfunzioni renali, disfunzioni renali,

aumento della pressione arteriosa aumento della pressione arteriosa

danni permanenti a carico del cervello.danni permanenti a carico del cervello.

I feti ed i bambini al di sotto dei sette anni I feti ed i bambini al di sotto dei sette anni rappresentano gli individui a maggior rischio rappresentano gli individui a maggior rischio in quanto il piombo viene assorbito più in quanto il piombo viene assorbito più facilmente dagli alimenti e va a depositarsi nel facilmente dagli alimenti e va a depositarsi nel cervello proprio nel periodo di rapida crescita.cervello proprio nel periodo di rapida crescita.

Il piombo attraversa facilmente la barriera Il piombo attraversa facilmente la barriera emato-encefalicaemato-encefalica !!

passa facilmente dalla madre al feto e nel cervello di quest'ultimo interferendone con il suo normale sviluppo

questo può essere causa di aborti spontanei, nascita di feti morti o danneggiamenti al normale sviluppo del cervello.

CADMIOCADMIOA% = 0,000015A% = 0,000015

Numero Atomico

Peso atomico

Densità D4°20°

T. fus, °C

T.eboll. °C

48 112,41 8,64 320,9 765

Il cadmio allo stato elementareIl cadmio allo stato elementare

Essendo un metallo molto resistente all'ossidazione, trova applicazioni industriali come materiale protettivo di altri metalli, specie se a contatto con acqua di mare.

CADMIOCADMIO

Il cadmio viene anche utilizzato Il cadmio viene anche utilizzato come come stabilizzante nella fabbricazione di materie stabilizzante nella fabbricazione di materie plastiche come il cloruro di polivinile, PVC.plastiche come il cloruro di polivinile, PVC.

L'uso più frequente del cadmio: L'uso più frequente del cadmio:

nella fabbricazione delle batterie ricaricabili nella fabbricazione delle batterie ricaricabili "nicad" (nichel/cadmio) "nicad" (nichel/cadmio)

Ogni elemento di queste batterie contiene Ogni elemento di queste batterie contiene diversi grammi di cadmio…diversi grammi di cadmio…

Diventa un grave problema

il disfarsi delle batterie esaurite gettandole nei rifiuti destinati all'incenerimento.

La loro combustione porta alla dispersione del cadmio nell'ambiente atmosferico!!!

CADMIOCADMIO

Ma la maggior parte di cadmio disperso Ma la maggior parte di cadmio disperso nell'atmosfera nell'atmosfera

viene generato dai processi di fusione dello viene generato dai processi di fusione dello zinco, del piombo e del rame zinco, del piombo e del rame

con i quali si trova, in genere, associato in con i quali si trova, in genere, associato in natura.natura.

Anche la combustione del carbone Anche la combustione del carbone

genera un piccolo contributo alla dispersione di genera un piccolo contributo alla dispersione di cadmio nell'ambiente.cadmio nell'ambiente.

CADMIO allo stato ionicoCADMIO allo stato ionico

Come per lo zinco, il solo ione formato dal Come per lo zinco, il solo ione formato dal cadmio e Cdcadmio e Cd++++..

il suo uso principale è nella preparazione dei il suo uso principale è nella preparazione dei pigmenti colorati.pigmenti colorati.

Sia il CdS (solfuro) che il CdSe (seleniuro) Sia il CdS (solfuro) che il CdSe (seleniuro) vengono abbondantemente utilizzati per colorare vengono abbondantemente utilizzati per colorare le materie plastiche.le materie plastiche.

Il CdSe Il CdSe viene utilizzato anche nel campo dei viene utilizzato anche nel campo dei semiconduttori, nelle celle fotovoltaiche e negli semiconduttori, nelle celle fotovoltaiche e negli schermi televisivi. schermi televisivi.

CADMIO allo stato ionicoCADMIO allo stato ionico

Dato che il solfuro di cadmio CdS cambia Dato che il solfuro di cadmio CdS cambia colore in una ampia gamma di tonalità a colore in una ampia gamma di tonalità a seconda delle dimensioni delle particelle, seconda delle dimensioni delle particelle,

per oltre un secolo e mezzo, per oltre un secolo e mezzo,

i pittori hanno usato pigmenti a base di i pittori hanno usato pigmenti a base di questo composto per ottenere il giallo questo composto per ottenere il giallo brillante brillante

ed hanno continuato ad usarlo nonostante ed hanno continuato ad usarlo nonostante fosse stato proibito.fosse stato proibito.

CADMIO nell’ambienteCADMIO nell’ambiente

Viene rilasciato:Viene rilasciato:

in prossimità delle miniere e delle fonderiein prossimità delle miniere e delle fonderie che producono zinco che producono zinco

o dagli inceneritori o dagli inceneritori che bruciano materie che bruciano materie plastiche ed altri materiali che contengono plastiche ed altri materiali che contengono cadmio o come stabilizzante o come pigmento cadmio o come stabilizzante o come pigmento coloratocolorato

gli stessi materiali ferrosi placcati con gli stessi materiali ferrosi placcati con cadmio cadmio rilasciano facilmente l'elemento se rilasciano facilmente l'elemento se portati a temperature elevateportati a temperature elevate..


Il CdIl Cd++++, per la sua somiglianza chimica con , per la sua somiglianza chimica con lo zinco, lo zinco,

è solubile in acquaè solubile in acqua

se non è presente lo ione solfuro se non è presente lo ione solfuro

quindi può entrare nel ciclo alimentare di quindi può entrare nel ciclo alimentare di piante ed animali.piante ed animali.


L'uso di fertilizzanti L'uso di fertilizzanti a base di fosfati, contenenti a base di fosfati, contenenti cadmio come contaminante naturale, cadmio come contaminante naturale,

o dei fanghi o dei fanghi provenienti da impianti di provenienti da impianti di depurazione contaminati da cadmiodepurazione contaminati da cadmio,,

incrementa il livello di tale elemento nel suolo incrementa il livello di tale elemento nel suolo e di conseguenza nelle piante che vi crescono. e di conseguenza nelle piante che vi crescono.

Bassi valori di pH Bassi valori di pH facilitano l'assunzione di facilitano l'assunzione di cadmio da parte delle piante; perciò le piogge cadmio da parte delle piante; perciò le piogge acide danno un ulteriore contributo alla gravità del acide danno un ulteriore contributo alla gravità del problema.problema.


L'uomo, inizialmente, è protetto L'uomo, inizialmente, è protetto dall'esposizione al cadmio in quanto dall'esposizione al cadmio in quanto produce una proteina, produce una proteina,

la metallotioneina, la metallotioneina, che è alla base della che è alla base della regolazione del metabolismo dello zinco.regolazione del metabolismo dello zinco.

Questa proteina per la presenza di molti Questa proteina per la presenza di molti gruppi solfidrilici, gruppi solfidrilici,

è in grado di complessare il cadmio è in grado di complessare il cadmio

e ne permette l'eliminazione attraverso le vie e ne permette l'eliminazione attraverso le vie urinarie.urinarie.


Se, però, la quantità di cadmio supera le Se, però, la quantità di cadmio supera le capacità complessanti della metallotioneina, capacità complessanti della metallotioneina,

il metallo viene trattenuto nel fegato e nei il metallo viene trattenuto nel fegato e nei reni!! reni!!

Può scambiare gli ioni calcio Può scambiare gli ioni calcio

nel tessuto osseo che, col tempo, assume un nel tessuto osseo che, col tempo, assume un aspetto poroso e può fratturarsi facilmente.aspetto poroso e può fratturarsi facilmente.

MERCURIOMERCURIOA% = A% = 0,000050,00005

Il mercurio allo stato elementareIl mercurio allo stato elementare

Metallo liquido a temperatura ambiente, Metallo liquido a temperatura ambiente,

con un ottimo coefficiente di dilatazione lineare con un ottimo coefficiente di dilatazione lineare e con una e con una densità piuttosto elevata, comunemente utilizzato nella densità piuttosto elevata, comunemente utilizzato nella costruzione di termometri e barometri.costruzione di termometri e barometri.

in moltissime applicazioni in moltissime applicazioni quali contatti elettrici mobili, quali contatti elettrici mobili, lampade fluorescenti e lampade a vapori di mercuriolampade fluorescenti e lampade a vapori di mercurio. .

Numero Atomico

Peso Atomico

Densità D4°20°

T. fus, °C

T.eboll. °C

80 200,59 13,55 -38.87 356,58

Tutte queste applicazioni, se mal gestite, possono essere fonte di inquinamento !!!

specie se questi manufatti vengono gettati nei rifiuti che finiscono all'incenerimento,

data anche l'elevata tensione di vapore che caratterizza l'elemento.

MERCURIOMERCURIOSi estrae dal cinabro, Si estrae dal cinabro, un minerale costituito da HgS un minerale costituito da HgS di color rosso vermiglio.di color rosso vermiglio.

I vapori di mercurio presentano una elevata I vapori di mercurio presentano una elevata tossicità tossicità

riescono a superare la barriera emato-riescono a superare la barriera emato-encefalicaencefalica

a penetrare nel cervello con gravi danni al a penetrare nel cervello con gravi danni al sistema nervoso centralesistema nervoso centrale

che si manifestano con difficoltà al che si manifestano con difficoltà al coordinamento, della vista e della sensibilità al coordinamento, della vista e della sensibilità al tatto.tatto.

MERCURIOMERCURIO

Quantità notevoli di mercurio Quantità notevoli di mercurio vengono immesse vengono immesse nell'atmosfera con la combustione del carbon fossile nell'atmosfera con la combustione del carbon fossile e dell'olio combustibile che lo contengono a livelli di e dell'olio combustibile che lo contengono a livelli di diverse centinaia di ppm.diverse centinaia di ppm.

I vulcani I vulcani contribuiscono ad immettere nell'atmosfera contribuiscono ad immettere nell'atmosfera vapori del metallo.vapori del metallo.

I vapori di mercurio, I vapori di mercurio, che solo minimamente sono che solo minimamente sono legati al particolato aereosospesolegati al particolato aereosospeso, ,

possono essere trasportati per lunghe distanze possono essere trasportati per lunghe distanze prima di andare a depositarsi sul terreno o nelle prima di andare a depositarsi sul terreno o nelle acque superficialiacque superficiali..

Amalgami del Amalgami del MERCURIOMERCURIO

Il mercurio scioglie facilmente gli altri metalli Il mercurio scioglie facilmente gli altri metalli

con formazione di soluzioni o leghe dette con formazione di soluzioni o leghe dette "amalgami"; "amalgami";

gli unici tre metalli che non vengono sciolti il gli unici tre metalli che non vengono sciolti il quantità considerevole quantità considerevole sono il ferro, il cobalto ed il sono il ferro, il cobalto ed il nichel.nichel.

L'"amalgama dentale" L'"amalgama dentale" è un impasto formato, è un impasto formato, soprattutto, da mercurio, argento e stagno usato per soprattutto, da mercurio, argento e stagno usato per riempire le cavità dentarie.riempire le cavità dentarie.

Fino al secolo scorso, l'amalgama era una via per Fino al secolo scorso, l'amalgama era una via per la ricopertura degli oggetti con metalli preziosi la ricopertura degli oggetti con metalli preziosi come l'oro o l'argento.come l'oro o l'argento.

Usi industriali del Usi industriali del MERCURIOMERCURIO

Il processo industriale cloro-soda Il processo industriale cloro-soda consiste nel consiste nel trattamento elettrolitico di soluzioni di NaCl per trattamento elettrolitico di soluzioni di NaCl per ottenere cloro gassoso, idrogeno gassoso e ottenere cloro gassoso, idrogeno gassoso e idrossido di sodio.idrossido di sodio.

In principio, il processo è semplice, in quanto le In principio, il processo è semplice, in quanto le reazioni agli elettrodi sono:reazioni agli elettrodi sono:

2 H2 H22O + 2 e- <==> HO + 2 e- <==> H22(g) + 2 OH-(g) + 2 OH-

2 Cl- <==> Cl2 Cl- <==> Cl22(g) + 2 e-(g) + 2 e-

Reazione globale:Reazione globale:

2 H2 H22O + 2 Na+ + 2 Cl- <==> ClO + 2 Na+ + 2 Cl- <==> Cl22(g) + H(g) + H22(g) + 2 (g) + 2

Na+ + 2 OH- Na+ + 2 OH- La soluzione contiene ancora NaCl !!!La soluzione contiene ancora NaCl !!!


Il processo industriale, per ottenere l'idrossido di Il processo industriale, per ottenere l'idrossido di sodio puro, sodio puro,

si avvale dell'uso di un catodo di mercurio si avvale dell'uso di un catodo di mercurio

sul quale, anziché l'acqua, sul quale, anziché l'acqua,

si scarica lo ione Na+ si scarica lo ione Na+ formando un amalgama di Na formando un amalgama di Na (il sodio metallico nell'amalgama non è reattivo nei (il sodio metallico nell'amalgama non è reattivo nei confronti dell'acqua così come il sodio puro);confronti dell'acqua così come il sodio puro);

Na+(aq) + e- <==> Na(Hg)Na+(aq) + e- <==> Na(Hg)


Il mercurio contenente sodio metallico Il mercurio contenente sodio metallico viene fatto viene fatto passare in una seconda cella elettrolitica, priva di passare in una seconda cella elettrolitica, priva di NaCl, dove funge da anodo:NaCl, dove funge da anodo:

Na(Hg) <==> Na+(aq) + e-Na(Hg) <==> Na+(aq) + e-

mentre al catodo avviene la riduzione dell'acqua vista mentre al catodo avviene la riduzione dell'acqua vista sopra.sopra.

La reazione globale sarà:La reazione globale sarà:

2 H2 H22O + 2 Na(Hg) <==> 2 NaO + 2 Na(Hg) <==> 2 Na++(aq) + 2 OH(aq) + 2 OH-- + +

HH22(g) + Hg(l)(g) + Hg(l)


Il mercurio metallico Il mercurio metallico

viene recuperato e rimesso in ciclo, come catodo, viene recuperato e rimesso in ciclo, come catodo, nella cella elettrolitica precedentenella cella elettrolitica precedente..

Il riciclaggio del mercurio, Il riciclaggio del mercurio,

non è mai completo non è mai completo

ed una parte di esso si disperde nell'ambiente ed una parte di esso si disperde nell'ambiente atmosferico atmosferico

o nelle acque utilizzate per il raffreddamento e o nelle acque utilizzate per il raffreddamento e quindi scaricate nei corpi idrici superficiali.quindi scaricate nei corpi idrici superficiali.


Il mercurio metallico Il mercurio metallico

come tale non passa in soluzione come tale non passa in soluzione in quanto non si in quanto non si ossida anche in presenza di acidi diluiti.ossida anche in presenza di acidi diluiti.

Può, però, essere ossidato da batteri Può, però, essere ossidato da batteri presenti presenti nelle acque naturali nelle acque naturali

trasformato nella forma ionica, trasformato nella forma ionica,

può entrare nel ciclo alimentare dei pesci e, può entrare nel ciclo alimentare dei pesci e, infine, dell'uomo.infine, dell'uomo.

MERCURIO ionicoMERCURIO ionico

il mercurio presenta, comunemente, lo stato di il mercurio presenta, comunemente, lo stato di ossidazione +2, ossidazione +2,

anche se può esistere nella forma stabile Hganche se può esistere nella forma stabile Hg2++2++ allo allo stato di ossidazione +1.stato di ossidazione +1.

allo stato di ossidazione +1 allo stato di ossidazione +1 si presenta stabile si presenta stabile specie in ambiente ricco in ioni clururospecie in ambiente ricco in ioni clururo, ,

con formazione del composto poco solubile con formazione del composto poco solubile "calomelano", Hg"calomelano", Hg22ClCl22..

L'HgL'Hg2+2+ non rappresenta una forma non rappresenta una forma particolarmente tossica dell'elemento particolarmente tossica dell'elemento e nello e nello stomaco dell'uomo, l'alto contenuto in acido cloridrico stomaco dell'uomo, l'alto contenuto in acido cloridrico ne diminuisce la pericolosità.ne diminuisce la pericolosità.

MERCURIO ionicoMERCURIO ionicoL'Hg++, L'Hg++,

anche se in misura inferiore ai vapori del anche se in misura inferiore ai vapori del mercurio metallico, mercurio metallico,

è in grado di colpire il sistema nervoso centrale è in grado di colpire il sistema nervoso centrale dell'uomo dell'uomo ed, in particolare, può causare danni ed, in particolare, può causare danni rilevanti nel fegato e nel rene.rilevanti nel fegato e nel rene.

Se presente nelle acque naturali, Se presente nelle acque naturali,

può formare composti covalenti, come l'HgClpuò formare composti covalenti, come l'HgCl22, ,

che è un composto volatile e, quindi, può disperdersi che è un composto volatile e, quindi, può disperdersi nell'atmosfera.nell'atmosfera.

può anche adsorbirsi sul materiale particolato può anche adsorbirsi sul materiale particolato sospeso sospeso e venire depositato nei sedimenti del corpo e venire depositato nei sedimenti del corpo idrico.idrico.


Il pesce assume il mercurio Il pesce assume il mercurio

sia sotto forma di composti organoclorurati che sia sotto forma di composti organoclorurati che come metilmercurio;come metilmercurio;

ma mentre gli organoclorurati, ma mentre gli organoclorurati, si accumulano nei si accumulano nei tessuti adiposi, tessuti adiposi,

il metilmercurio, il metilmercurio, legandosi alle proteine del pesce, legandosi alle proteine del pesce, si distribuisce per tutto il corpo.si distribuisce per tutto il corpo.


Il metil mercurio Il metil mercurio si accumula nel tessuto si accumula nel tessuto muscolare biomagnificandosi muscolare biomagnificandosi

fino a raggiungere valori che, nei confronti fino a raggiungere valori che, nei confronti dell'acqua in cui vive, può assumere rapporti dell'acqua in cui vive, può assumere rapporti maggiori di 100 : 1maggiori di 100 : 1

Le concentrazioni più elevate Le concentrazioni più elevate vengono vengono riscontrate nelle specie predatrici sia di mare che di riscontrate nelle specie predatrici sia di mare che di acqua dolce come gli squali i pesci spada o il acqua dolce come gli squali i pesci spada o il pesce persico ed il luccio.pesce persico ed il luccio.

Formazione del metil mercurioFormazione del metil mercurioCon anioni capaci di formare legami covalenti più di Con anioni capaci di formare legami covalenti più di quanto non lo siano gli ioni nitrato, ossido e solfato, quanto non lo siano gli ioni nitrato, ossido e solfato,

lo ione mercurio Hglo ione mercurio Hg2+2+ forma forma molecole molecole covalenti covalenti piuttosto che uno ione solido; piuttosto che uno ione solido;

ne è un esempio l'HgClne è un esempio l'HgCl22, composto molecolare , composto molecolare

volatile. volatile.

Come gli ioni Cl- formano un composto covalente con Come gli ioni Cl- formano un composto covalente con Hg Hg 2+2+

così si comporta anche l'anione metile CHcosì si comporta anche l'anione metile CH33-, -,

che dà luogo al liquido volatile molecolare che dà luogo al liquido volatile molecolare

dimetilmercurio, Hg(CHdimetilmercurio, Hg(CH33))22 ..

Formazione del metil mercurioFormazione del metil mercurio

Il processo di formazione del dimetilmercurio Il processo di formazione del dimetilmercurio

si svolge nei sedimenti fangosi dei fiumi e dei si svolge nei sedimenti fangosi dei fiumi e dei laghi,laghi,

soprattutto in presenza di condizioni anaerobie, soprattutto in presenza di condizioni anaerobie,

allorché i batteri e i microrganismi anaerobi allorché i batteri e i microrganismi anaerobi convertono Hgconvertono Hg2+2+ in Hg(CH in Hg(CH33))22


Nel processo di metilazione Nel processo di metilazione

l'agente attivo è un comune costituente dei l'agente attivo è un comune costituente dei microrganismi, la «metilcobalammina», microrganismi, la «metilcobalammina»,

un derivato della vitamina B12 in cui un anione un derivato della vitamina B12 in cui un anione CHCH33- è - è

legato al cobalto. legato al cobalto.

A causa della sua volatilità, A causa della sua volatilità,

il dimetilmercurio evapora dall'acqua in modo il dimetilmercurio evapora dall'acqua in modo relativamente rapido relativamente rapido

a meno che non venga trasformato, dalle a meno che non venga trasformato, dalle condizioni di acidità, nel monometile. condizioni di acidità, nel monometile.


le vie di produzione e il destino del dimetilmercurio e di le vie di produzione e il destino del dimetilmercurio e di altre specie chimiche contenenti mercurio in un corpo altre specie chimiche contenenti mercurio in un corpo idrico.idrico.


I composti «miscelati» meno volatili CHI composti «miscelati» meno volatili CH33HgCl e CHHgCl e CH33HgOH, HgOH,

spesso indicati complessivamente come CHspesso indicati complessivamente come CH33HgX, HgX,

denominato metilmercurio denominato metilmercurio

si formano con le stesse modalità delsi formano con le stesse modalità del dimetilmercurio e dimetilmercurio e persino più rapidamente. persino più rapidamente.


In soluzioni acquose acide o neutre, In soluzioni acquose acide o neutre,

la produzione del metilmercurio eccede la formazione la produzione del metilmercurio eccede la formazione del dimetilmercurio. del dimetilmercurio.

Il metilmercurio risulta un tossico più potente di quanto Il metilmercurio risulta un tossico più potente di quanto non siano i sali di Hg non siano i sali di Hg 2+2+

per la sua solubilità nei tessuti adiposi degli animali per la sua solubilità nei tessuti adiposi degli animali dove subisce una bioaccumulazione e una dove subisce una bioaccumulazione e una biomagnificazionebiomagnificazione..


Una volta ingeritoUna volta ingerito, , il composto CHil composto CH33HgX si converte in altri composti in cui HgX si converte in altri composti in cui

la X è un amminoacido contenente zolfo; la X è un amminoacido contenente zolfo; in alcune di queste forme esso risulta solubile nel in alcune di queste forme esso risulta solubile nel

tessuto biologico tessuto biologico

può così attraversare sia la barriera emato-encefalica può così attraversare sia la barriera emato-encefalica che quella placentare dell'uomo, che quella placentare dell'uomo,

presentando un duplice rischiopresentando un duplice rischio. .


Il metilmercurio rappresenta infattiIl metilmercurio rappresenta infattila forma di mercurio più rischiosa, seguita dal vapore la forma di mercurio più rischiosa, seguita dal vapore dell'elemento stesso. dell'elemento stesso.

Lo ione mercurio, Hg Lo ione mercurio, Hg 2+2+ non risulta molto tossico dato non risulta molto tossico dato che, nello stomaco, che, nello stomaco,

si combina con lo ione cloruro producendo Hgsi combina con lo ione cloruro producendo Hg22ClCl22..


Il mercurio è presente nell'uomo in gran parte sotto forma Il mercurio è presente nell'uomo in gran parte sotto forma di metilmercuriodi metilmercurio,,

assunto quasi interamente attraverso un'alimentazione assunto quasi interamente attraverso un'alimentazione a base di pesce, nella quale almeno l'80% del mercurio a base di pesce, nella quale almeno l'80% del mercurio si trova sotto forma di metilmercurio. si trova sotto forma di metilmercurio.

Il pesce introduce questa sostanza solubile nell'acqua Il pesce introduce questa sostanza solubile nell'acqua assorbendola con le branchie, oltre che con l'alimentazione. assorbendola con le branchie, oltre che con l'alimentazione.

Il metilmercurio è in grado di legarsi al gruppo solfidrilico Il metilmercurio è in grado di legarsi al gruppo solfidrilico delle proteine così da essere distribuito per tutto il pesce; delle proteine così da essere distribuito per tutto il pesce;

per tale motivo è praticamente impossibile «asportare» per tale motivo è praticamente impossibile «asportare» le parti contenenti il mercurio prima che il pesce venga le parti contenenti il mercurio prima che il pesce venga

mangiato.mangiato.


Le concentrazioni più elevate Le concentrazioni più elevate si riscontrano in genere nelle grosse specie predatrici si riscontrano in genere nelle grosse specie predatrici

marine, a vita lunga, marine, a vita lunga, come gli squali e i pesci spada e come gli squali e i pesci spada e ancora nelle specie ancora nelle specie

d'acqua dolce come il pesce persico e il luccio. d'acqua dolce come il pesce persico e il luccio.

Le specie non carnivore,Le specie non carnivore, non accumulano grosse quantità di mercurio non accumulano grosse quantità di mercurio dato che la biomagnificazione attraverso la catena dato che la biomagnificazione attraverso la catena

alimentare risulta, in questi pesci, di gran lunga alimentare risulta, in questi pesci, di gran lunga inferiore inferiore rispetto a rispetto a quanto avviene nei pesci carnivori. quanto avviene nei pesci carnivori.


Nei laghi, il contenuto di mercurio dei pesci risulta in Nei laghi, il contenuto di mercurio dei pesci risulta in genere superiore nelle acque acide,genere superiore nelle acque acide,

probabilmente perché la metilazione del mercurio è più probabilmente perché la metilazione del mercurio è più rapida in presenza di bassi valori di pH. rapida in presenza di bassi valori di pH.

Pertanto l'acidificazione delle acque naturali Pertanto l'acidificazione delle acque naturali aumenta indirettamente l'esposizione al metilmercurio aumenta indirettamente l'esposizione al metilmercurio

da parte di coloro che si nutrono di pesce.da parte di coloro che si nutrono di pesce.

Altre fonti di metil mercurioAltre fonti di metil mercurio

Composti organici del mercurio:Composti organici del mercurio:Fungicidi in agricolturaFungicidi in agricolturaNelle industrieNelle industrie

A contatto con il suoloA contatto con il suoloDemolizione Demolizione Mercurio intrappolato come composto insolubile per Mercurio intrappolato come composto insolubile per

l’attacco dei gruppi sulfurei dell’argilla e della materia l’attacco dei gruppi sulfurei dell’argilla e della materia organica organica


Il mercurio viene lisciviato dalle rocce nei sistemi idrici Il mercurio viene lisciviato dalle rocce nei sistemi idrici dai processi naturali, dai processi naturali,

alcuni dei quali vengono accelerati dall'intervento alcuni dei quali vengono accelerati dall'intervento dell'uomo, dell'uomo,

inondazioni di zone coltivate favoriscono la inondazioni di zone coltivate favoriscono la liberazione del mercurio nelle acqueliberazione del mercurio nelle acque. .


Altro metilmercurio si formava dal contatto dell'HgAltro metilmercurio si formava dal contatto dell'Hg2+2+ legato al suolo con i batteri anaerobi prodotti dalla legato al suolo con i batteri anaerobi prodotti dalla decomposizione del materiale organico sommerso: decomposizione del materiale organico sommerso:

in tal modo, il mercurio inorganico in tal modo, il mercurio inorganico precedentemente precedentemente insolubile veniva trasformato in metilmercurio insolubile veniva trasformato in metilmercurio facilmente facilmente solubile in acqua.solubile in acqua.

Successivamente questo composto entrava nella catena Successivamente questo composto entrava nella catena alimentare attraverso l'assimilazione da parte dei pesci.alimentare attraverso l'assimilazione da parte dei pesci.

Hg nei conservantiHg nei conservanti

•Per la conservazione delle vernici in barattolo Per la conservazione delle vernici in barattolo

•Per evitare la formazione di muffa dopo l’applicazione di Per evitare la formazione di muffa dopo l’applicazione di pitture a base di latticepitture a base di lattice

Ione fenilmercurio CIone fenilmercurio C66HH55HH+ + con acetato e nitrato con acetato e nitrato

come anione come anione

meno tossico del metil-mercuriomeno tossico del metil-mercurio

Hg come medicinaleHg come medicinale

•Antisettico per uso topicoAntisettico per uso topico

•In prodotti cosmeticiIn prodotti cosmetici

•In passato anche in alcuni medicinaliIn passato anche in alcuni medicinali

ARSENICOARSENICOA% A% 0,00050,0005

Le sue proprietà lo fanno somigliare più ad un Le sue proprietà lo fanno somigliare più ad un metallo che ad un non-metallo metallo che ad un non-metallo in quanto forma in quanto forma più facilmente legami ionici piuttosto che covalenti.più facilmente legami ionici piuttosto che covalenti.

In natura In natura si trova combinato con altri metalli, si trova combinato con altri metalli, principalmente con rame, piombo, zinco, nichel, principalmente con rame, piombo, zinco, nichel, ferro, argento ed oro dove è presente come solfuro ferro, argento ed oro dove è presente come solfuro o come ossido.o come ossido.

Numero Atomico

Peso Atomico

Densità D4°20°

T. fus, °C

T. eboll.°C

33 74,92 5,73 817 613

ARSENICOARSENICO

forma compostiforma composti

nei due stati di ossidazione +3 e +5 nei due stati di ossidazione +3 e +5

diversamente dal fosforo,diversamente dal fosforo,

tende a formare legami ionici piuttosto che tende a formare legami ionici piuttosto che covalenti covalenti mostrando caratteristiche prettamente mostrando caratteristiche prettamente metalliche.metalliche.

L'arsenico +3 risulta più tossico L'arsenico +3 risulta più tossico dell'altro dell'altro probabilmente perché, legandosi ai gruppi probabilmente perché, legandosi ai gruppi solfidrilici, viene trattenuto più a lungo nel corpo.solfidrilici, viene trattenuto più a lungo nel corpo.

ARSENICOARSENICO

I composti dell'arsenico I composti dell'arsenico

hanno trovato un largo impiegohanno trovato un largo impiego come pesticidi come pesticidi

prima che venissero introdotti come tali dei prima che venissero introdotti come tali dei composti organicicomposti organici

vengono ancora impiegati in alcune parti del vengono ancora impiegati in alcune parti del mondo mondo

e continuano, quindi, a rappresentare un serio e continuano, quindi, a rappresentare un serio problema ambientale.problema ambientale.

ARSENICOARSENICO

Liberazione involontaria Liberazione involontaria

durante i processi di estrazione e fusione dell’oro, durante i processi di estrazione e fusione dell’oro, piombo, rame, nichel nei cui minerali è piombo, rame, nichel nei cui minerali è comunemente presentecomunemente presente

Processi di produzione del ferro e dell’acciaioProcessi di produzione del ferro e dell’acciaio

Combustione del carbone Combustione del carbone di cui è contaminantedi cui è contaminante

ARSENICOARSENICO

Rimozione dall’acqua in cui è presente come Rimozione dall’acqua in cui è presente come arseniato AsOarseniato AsO44

3- 3- ::

Si fa scorrere l’acqua sopra l’allumina (ossido di Si fa scorrere l’acqua sopra l’allumina (ossido di alluminio) sulla cui superficie rimane adsorbitoalluminio) sulla cui superficie rimane adsorbito

Come per il calcio e magnesio,Come per il calcio e magnesio,

può essere eliminato per precipitazione in uno dei può essere eliminato per precipitazione in uno dei suoi sali insolubili: suoi sali insolubili: FeFe3+3+ + AsO + AsO443- 3- FeAsO FeAsO44

spesso As è presente nelle acque di falda come As(III) spesso As è presente nelle acque di falda come As(III) (condizioni riducenti del sottosuolo) per cui è necessaria la (condizioni riducenti del sottosuolo) per cui è necessaria la sua ossidazione a As(V)sua ossidazione a As(V)

ARSENICOARSENICO

Forme organicheForme organiche

Non sono semplici derivati metilici (come per Pb e Non sono semplici derivati metilici (come per Pb e Hg) ma come acidi idrosolubili che possono così Hg) ma come acidi idrosolubili che possono così essere eliminati dall’organismo.essere eliminati dall’organismo.

Nell’acqua:Nell’acqua: come acido H come acido H33AsOAsO44 = (OH) = (OH)33AsOAsO

o come una delle sue forme deprotonate o come una delle sue forme deprotonate

La metilazione mediata dalla metilcobalamina La metilazione mediata dalla metilcobalamina interessa la sostituzione dei gruppi OH con quelli interessa la sostituzione dei gruppi OH con quelli CHCH33

ARSENICOARSENICO

Forme organicheForme organiche

La monometilazioneLa monometilazione

che avviene nel fegato e nei reni dell’uomoche avviene nel fegato e nei reni dell’uomo

converte l’As inorganico in (CHconverte l’As inorganico in (CH33)(OH))(OH)22AsO e AsO e

poi nel corrispondente dimetilepoi nel corrispondente dimetile

composti che vengono escreti.composti che vengono escreti.

ARSENICOARSENICO

Composti neutri di As(III)Composti neutri di As(III)

Arsina AsHArsina AsH33

Trimetil-arsina As(CHTrimetil-arsina As(CH33))33

prodotto in condizioni di umidità tra le muffe prodotto in condizioni di umidità tra le muffe nella colla della carta da parati e il pigmento nella colla della carta da parati e il pigmento verde contenente arsenico CuHAsOverde contenente arsenico CuHAsO33

Le forme più tossiche dell’AsLe forme più tossiche dell’As

ARSENICOARSENICO

Episodi di avvelenamento Episodi di avvelenamento

Da arsina gassosa liberata quando soluzioni Da arsina gassosa liberata quando soluzioni acquose acquose

di As(III) come HAsO2di As(III) come HAsO2

vengono in contatto con un metallo ossidabile vengono in contatto con un metallo ossidabile come Al o Zncome Al o Zn

Con conseguente riduzione dell’As:Con conseguente riduzione dell’As:

2Al(s) + HAsO2Al(s) + HAsO22 + 6H+ + 6H+ 2 Al 2 Al3+3+ + AsH + AsH33 + 2 H + 2 H22OO

CROMOCROMO

Di norma è presente in forma di ioni inorganici

I suoi stati di ossidazione: +3 e +6

In condizioni ossidanti (aerobiche) – Il cromo è presente nello stato +6 – Ione cromato CrO4

2- (ossianione)

CROMOCROMO

In condizioni debolmente acide – Lo ione cromato (CrO4

2-) è protonato:

– H+ + CrO42- ↔ HCrO4

-

Ossianioni del cromo:– Debolmente idrosolubili

CROMOCROMO

Colore giallo

– CrO42- HCrO4

-

– Impartiscono colore gialla all’acqua già a livelli di 1 ppm

CROMOCROMO

A concentrazioni elevate:– Lo ione cromato dimerizza:–

– Ione dicromato Cr2O72-

– Forte agente ossidante usato nei laboratori

CROMOCROMO

In condizioni riducenti (anaerobie):– Il Cr esiste allo stato (III):– – In soluzione acquosa: Cr3+

– La solubilità non è elevata

– Spesso precipita a formare Cr(OH)3 in condizioni alcaline, neutre o debolmente acide:

Cr 3+ + 3 OH- ↔ Cr(OH)3

CROMOCROMO

Ione disciolto o precipitato: – Cr(III) o Cr(VI)

Dipende dall’ambiente dall’ambiente acquoso se ossidante o riducente.

CROMOCROMO

Differenza assai importante per la differente tossicità:

– Cr(VI) tossico e cancerogeno

– Cr(III) meno tossico e in tracce agisce come nutriente

CROMOCROMO

Lo ione CrO42-

– Penetra rapidamente nelle cellule viventi:

Struttura simile allo ione solfato

– All’interno della cellula: Lo ione è in grado di ossidare le basi del

DNA e dell’RNA.

CROMOCROMO

Dato che il Cr(VI):– Più tossico– Più solubile– Più mobile

Fattore di rischio per la salute

CROMOCROMO

ContaminazioneUsato:

– Galvanoplastica– Protezione contro la corrosione– Concia della pelle:

Si lega alle proteine della cute animale formando un pellame resistente all’acqua, al calore e ai batteri

CROMOCROMO

Contaminazione

Emissioni industriali:– Comune inquinante dell’acqua– Secondo contaminante inorganico delle

acque di falda sottostanti le discariche per rifiuti pericolosi

CROMOCROMO

Rimozione

Mentre gran parte dei metalli pesanti possono essere rimossi

aumentando il pH di tali acque:

– Il Cr(VI) non precipita a nessun valore di pH

CROMOCROMO

Rimozione

Considerando la bassa solubilità del Cr(III) e quindi la bassa mobilità del Cr(III),

il sistema più semplice per estrarre Cr(VI) dall’acqua:– Usare un agente riducente al fine di convertire

Cr(VI) in Cr(III):

– CrO42- + 3e- + 8H+ ↔ Cr 3+ + H2O

CROMOCROMO

Rimozione

Agenti riducenti usati:– SO2

– Solfito di sodio (Na2SO3)

Per decontaminare acque reflue:– Ferro nella forma Fe(II) – + Base per favorire la precipitazione del

Cr(III)

CROMOCROMO

Rimozione

Barriera:– Ferro elementare a grana fine in pareti

permeabili sotterranee disposte a barriera lungo la taiettoria del flusso delle acque di falda contaminate:

Il Ferro riduce il Cromo Come Fe(III) forma un composto insolubile

Fe(III)-Cr(III) Tale processo può avvenire spontaneamente nel

suolo per la presenza di Fe(II) o C organico come riducente.

CROMOCROMO

Cr(VI) nel suolo

Piuttosto mobile – Non viene assorbito saldamente dai vari

tipi di terreno

– Può essere ridotto nella forma trivalente dalle sostanze umiche del suolo ricche di materia organica

CROMOCROMO

Arseniato Cromato di Rame CCA come preservante del legno:

– 10% della massa del legno– Fonte di Cr significativa per l’ambiente:

Usata per proteggere le strutture in legno usato in ambienti acquatici:

Rilasciano Cr, As e Cu

CROMOCROMO


– Si usa inizialmente il Cr(VI) – Durante un periodo di fissazione di

settimane dal trattamento– Ridotto a Cr(III) con il carbonio presente

nel legno.

CROMOCROMO


– Si formano così complessi insolubili che si liberano dal legno trattato con estrema

lentezza.

– La liberazione dei metalli pesanti inizia a verificarsi lentamente dopo alcuni mesi

dal trattamento con perdita maggiore di As rispetto al Cr.

COMPOSTI ORGANOSTANNICICOMPOSTI ORGANOSTANNICI

Sebbene i composti inorganici dello stagno (Sn) siano relativamente privi di tossicità– il legame fra questo metallo e una o più

catene di carbonio – porta alla formazione di sostanze

tossiche.


I composti organostannici vengono sfruttati in alcuni comuni impieghi, – come additivi per stabilizzare le materie

plastiche a base di PVC – come fungicidi nella conservazione del

legno;

per tale ragione essi sono di interesse ambientale.


Lo stagno forma una serie di composti con formula generale R3SnX

– queste sono sostanze ioniche (R3Sn+) (X-) R: gruppo idrocarburico X: anione monoatomico.

Composti equivalenti come (R3Sn)2O– si ottengono quando l'anione ha carica

doppia.


la maggior attività tossica per i funghi, si ottiene quando ciascuna catena idrocarburica presenta quattro atomi di carbonio in una catena non ramificata, cioè quando R è un il gruppo n-butilico,

L'ossido di tributilstagno (R3Sn)2O, dove R è n-C4H9, e il fluoruro corrispondente sono stati impiegati come fungicidi. essi vengono comunemente aggiunti come agenti «antivegetativi » (antiincrostazione) alle vernici utilizzate per le banchine, per lo scafo delle barche, per le reti da pesca ecc., allo scopo di evitare l'accumulo di organismi marini


Negli ultimi anni il tributilstagno è stato aggiunto ai rivestimenti polimerici usati per gli scafi delle barche; in questo modo viene a formarsi un sottile strato di questo composto intorno allo scafo.

In queste applicazioni i composti dello stagno hanno sostituito l'ossido di rame (I) (Cu2O), dato che la loro efficacia dura per più di una stagione.

Purtroppo parte del composto di tributilstagno si libera nelle acque superficiali a contatto con i rivestimenti o le vernici, soprattutto nei porti dove sono ormeggiate le barche;

COMPOSTI ORGANOSTANNICICOMPOSTI ORGANOSTANNICI Tale composto penetra nella catena alimentare

attraverso i microrganismi che vivono in prossimità della superficie.

Ciò comporta la sterilità e persino la morte dei pesci e di alcuni tipi di ostriche e di molluschi che si nutrono di tali microrganismi.

Alcuni Paesi hanno limitato l'uso dei composti del tributilstagno alle grosse navi,

tuttavia, nonostante le precauzioni, la sostanza inquinante si concentra ancora nelle regioni costiere come quelle del Mare del Nord.

COMPOSTI ORGANOSTANNICICOMPOSTI ORGANOSTANNICI Gli scienziati temono che la presenza dei

composti del tributilstagno in queste acque – possa ripercuotersi sulla riproduzione della fauna ittica.

Gli organismi superiori possiedono la capacità di scindere, per via enzimatica, il tributilstagno in modo abbastanza rapido; – per tale motivo questi composti non si rivelano molto tossici

per l'uomo.

Per tali motivi, dal 2003 la International Maritme Organization – ha proibito l’uso del tributilstagno per nuovi trattamenti delle

imbarcazioni di qualsiasi dimensione.

Chimica ambientale Rita Giovannetti. Dipendenza dal pH della solubilità di PbS, CdS e HgS Il...

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