O destino final dos (resíduos de) metais pesados: o caso dos compostos de crómio

Abstract

A utilização em larga escala, a nível industrial, dos chamados metais pesados, acarreta grandes preocupações a nível da saúde das populações humanas. O caso do crómio (e seus compostos) é um exemplo paradigmático disso. O crómio é um elemento tóxico e carcinogénico, na forma de Cr(VI), mas como Cr(III), se em quantidades vestigiais, é tido como essencial, por exemplo, para o metabolismo da glicose e dos lípidos. O Cr(VI) é um agente oxidante forte, “facilmente” reduzido a Cr(III). Os compostos de Cr(III) são considerados cineticamente inertes, podendo, neste estado de oxidação, ser abandonados sem qualquer preocupação acerca do seu real “destino” final. Sabe-se que, sob certas condições, o Cr(III) pode ser (re)-oxidado a Cr(VI), podendo conduzir a problemas ambientais sérios. No entanto, a interacção de ligandos orgânicos, por exemplo libertados por exudados de raízes, pode aumentar a formação de espécies de Cr(III) organicamente móveis e disponíveis. Face à relevância do tema, afigura-se importante que o Ensino Secundário proporcione aos alunos, que por ele transitam, uma formação adequada e perspectivada no desenvolvimento de competências, que lhes permitam compreender melhor os fenómenos que ocorrem no mundo que os rodeia, utilizando saberes de uma forma integrada e multidisciplinar. O trabalho de investigação descrito nesta dissertação processou-se em três fases: - identificação / contextualização do tema nos conteúdos dos programas dos diferentes graus de ensino; - realização de actividades experimentais simples para testar as interacções de compostos de crómio com óxidos de manganês existentes em solos; - realização de actividades experimentais para testar as interacções de compostos de crómio com alguns tipos de solos; - planificação e elaboração de protocolos de experiências demonstrativas simples, usando o exemplo da remediação de solos contaminados por metais pesados, que permitam ilustrar os assuntos / problemas e que possam enquadrar / potenciar o ensino / aprendizagem do tema, ou mesmo apenas da oxidação-redução.

The large industrial utilization of chromium compounds, linked to environmental and human health risks originates heavy concern. Chromium is an essential element, as Cr(III), but also a very harmful carcinogenic, as Cr(VI). Hexavalent chromium is a powerful oxidant easily reduced to Cr(III). The fact of Cr(III) being considered kinetically inert originates its environmental abandon without any concern about its real final fate. Under given environmental conditions, Cr(III) can be oxidized to Cr(VI) and, under this form, originate severe environmental problems. On the other hand, the interactions of organic ligands presented in soils can increase the Cr(III) solubility. It is important that the Secondary School teaching places real questions to the students, which promotes formation that allows them to a better understanding of the world phenomena, applying their knowledge in multidisciplinary and integrated ways. The work developed in order to present this dissertation was divided in three phases: - identification of the Secondary School contents related with the subject under study; - conception and development of laboratory activities to test interactions of chromium compounds with manganese oxides and some soils with different manganese contents; - conception of experimental protocols for experiments to be developed by secondary school students, with didactical exploitation of soils contamination and remediation and other environmental problems.