ESPECIAÇÃO DE MERCÚRIO EM ÁGUAS NATURAIS:

TOXICIDADE AGUDA USANDO Escherichia Coli

Andrea Mendonça Pompei (IC) e Wilson de Figueiredo Jardim (PQ)

Departamento de Química Analítica - Instituto de Química

Universidade Estadual de Campinas

palavras-chave: mercúrio, especiação, toxicidade

Introdução: Embora a toxicidade de determinados metais para a vida aquática seja conhecida desde o século XVIII, apenas na década de 70 é que foi comprovada a existência de uma relação entre a toxicidade e a fração livre de metal em meio aquoso (Manahan e Smith,1973). No caso do mercúrio, as diferentes formas em que este metal pode se apresentar é que determinam sua toxicidade, sendo assim a sua especiação é de grande importância em estudos ecotoxicológicos. Em águas naturais, pode-se fazer a especiação do mercúrio de formas distintas, como no caso da especiação que diz respeito ao estado de oxidação em que o metal se encontra na água (Hg(0),Hg(I) e Hg(II)). Neste trabalho foi estudada a fração facilmente redutível do mercúrio, também conhecida como mercúrio reativo. Um metal fortemente complexado pode não ser biodisponível e, consequentemente, não apresentar toxicidade. Dessa forma, conclui-se que a concentração total de mercúrio não reflete sua real toxicidade, uma vez que os complexos lábeis, assim como o íon Hg²⁺ são muito tóxicos, é de grande importância quantificar estas espécies.

Objetivo: Desenvolver um procedimento experimental que permita avaliar a toxicidade do mercúrio em águas naturais, partindo-se da hipótese de que há uma relação entre a fração facilmente redutível do mercúrio e seu potencial tóxico em relação a bactéria Escherichia coli.

Método: Foram feitos três conjuntos de experimentos. Primeiramente, avaliou-se as interações do mercúrio em um meio de cultura contaminado com Hg²⁺ na concentração de 50 mg L^-1 e contendo K₂HPO₄, KH₂PO₄, (NH₄)₂SO₄, MgSO₄.7H₂O bem como diferentes combinações de glicose e citrato de sódio, com o pH ajustado em 7,2 com KOH. Buscou-se nesta etapa um testemunho das possíveis perdas de mercúrio, em relação ao início do experimento, devido a processos abióticos de redução com consequente transferência do metal para a atmosfera. Em uma segunda etapa avaliou-se a influência da concentração e da natureza do complexante na redução do Hg²⁺, tendo sido usados os complexantes EDTA, NTA, cisteína e ácido húmico. A determinação do mercúrio reativo nas amostras destes dois conjuntos de experimentos, mantidas à 37^oC, foi feita durante 3 horas, utilizando-se o analisador de mercúrio por absorção atômica do vapor frio adaptado ao sistema FIA (Pasquini et alii 1988). Avaliou-se ainda a toxicidade aguda do mercúrio, usando-se EDTA, NTA, cisteína e ácido húmico como agentes complexantes. Os ensaios foram realizados medindo-se a inibição na respiração bacteriana de suspensões contendo E. coli mantidas a 37^oC, durante 3 horas onde o CO₂ foi quantificado em um sistema FIA/condutométrico (Jardim et alii 1990).

Resultados: No experimento em que foram avaliadas as interações do mercúrio no meio de cultura, observou-se perda de mercúrio por volatilização, após este ter interagido com a glicose. Quando o citrato foi usado, a redução dos íons Hg²⁺ foi inibida, o que pode ser explicado pelo fato do citrato agir como um complexante e o complexo formado ser menos passível de redução. No conjunto de experimentos em que foram testados diferentes agentes complexantes, verificou-se que estes formam complexos lábeis com o Hg²⁺, já que, tais complexos foram reduzidos pelo SnCl₂. Nos ensaios de toxicidade foi mostrado que a toxicidade do mercúrio foi inibida quando foram usados cisteína, na proporção molar de 2:1 e 5:1 complexante/Hg²⁺ e ácido húmico na concentração de 1, 10 e 100 mg L^-1. No entanto, esta inibição não ocorreu para os casos em que foram usados EDTA e NTA, o que pode ser explicado pelo fato de que os complexos formados com EDTA e NTA podem estar sendo metabolizados pela bactéria, isto é, podem ser considerados bio-assimiláveis, dessa forma, o mercúrio passa a ficar biodisponível e a bactéria tem seu crescimento inibido.

Conclusões: Analisando os resultados obtidos para esta etapa do trabalho, verificou-se que o procedimento utilizado para a determinação do mercúrio redutível pelo SnCl₂ não pode ser usado para avaliar a toxicidade do metal. Quando foi feita a determinação do mercúrio usando-se os diferentes agentes complexantes, todos os complexos formados foram reduzidos pelo SnCl₂, gerando valores de concentração total de mercúrio presente nas amostras. Em relação aos ensaios de toxicidade aguda que foram realizados, para os casos em que foram usados EDTA e NTA, a toxicidade do mercúrio não foi inibida. Já na presença de ácido húmico e cisteína, esta inibição ocorreu. Dessa forma, ficou claro que o potencial tóxico do mercúrio depende da natureza do ligante no meio aquoso. Portanto, o procedimento usado atualmente para a determinação de mercúrio reativo fornece uma informação analítica operacional sobre a composição da amostra, não mostrando nenhuma relação com a questão ecotoxicológica, já que tal prática não infere o potencial tóxico do metal.

Referências:

JARDIM, W.S., Gimenez, S.M.N., Canela, M.C. e Moraes, S.G. (1993) Acute toxicity of Hg^o and Hg²⁺ ions to Escherichia coli. Chem. Spec. and Bioav., 5, 97-100.

PASQUINI, C., Jardim, W.F. e Faria L.C. (1988) Adaptation of a cold vapor mercury analyser to flow injection analysis. J. Automat. Chem., 10, 188-191.

FAPESP (99/02212-6)