Crómio (Cr) e água

Crómio na água: especiação, comportamento ambiental e tratamento

O crómio ocorre na água principalmente como crómio trivalente, Cr(III), ou crómio hexavalente, Cr(VI). Estas formas diferem em solubilidade, mobilidade e toxicidade. A química da água — especialmente o pH, as condições de oxidação-redução e a presença de ferro, manganês, matéria orgânica e outros iões — determina quais as formas presentes.

Como chega o crómio à água?

O crómio ocorre naturalmente em minerais como a cromite e pode chegar à água através da meteorização de rochas e solos. As fontes industriais podem incluir o acabamento de metais, a produção de aço inoxidável, o curtimento de peles, os pigmentos e outras atividades de fabrico. As libertações podem ocorrer através de descargas de águas residuais, derrames ou resíduos mal geridos. A origem e a forma do crómio devem ser determinadas através de amostragem específica do local, em vez de serem inferidas apenas a partir do crómio total.

Como reage o crómio com a água?

O crómio metálico maciço não reage facilmente com a água líquida à temperatura ambiente, porque se forma uma fina película protetora de óxido na sua superfície. Nas águas naturais e tratadas, o crómio encontra-se mais frequentemente sob a forma de compostos dissolvidos ou associados a partículas. A sua forma química pode mudar através de reações de oxidação e redução.

Solubilidade e especiação

O Cr(III) é geralmente menos solúvel do que o Cr(VI). Dependendo do pH e dos ligandos dissolvidos, o Cr(III) pode ocorrer como catiões ou complexos dissolvidos, adsorver-se às superfícies minerais ou formar hidróxidos sólidos de baixa solubilidade. Muitos compostos de Cr(III) são pouco solúveis, embora alguns sais sejam solúveis.

O Cr(VI) ocorre habitualmente sob a forma dos oxianiões hidrogenocromato (HCrO₄⁻) e cromato (CrO₄²⁻); as suas proporções relativas dependem principalmente do pH e da concentração. Muitos sais de cromato de metais alcalinos são solúveis. Por isso, o Cr(VI) pode ser mais móvel na água do que o Cr(III), embora a adsorção a óxidos de ferro e de alumínio e outros efeitos da química da água possam influenciar o transporte. Não existe uma única espécie química de crómio que represente todas as águas naturais.

Comportamento ambiental

As condições de oxidação-redução e as superfícies reativas influenciam a especiação do crómio. A matéria orgânica, o sulfureto e o ferro ferroso podem reduzir o Cr(VI) a Cr(III), que frequentemente se torna menos móvel por sorção ou precipitação. Em determinadas condições, os óxidos de manganês podem oxidar o Cr(III) a Cr(VI). As condições de oxigenação, por si só, não determinam o resultado; a mineralogia, o pH, o tempo de reação e a química da água também são importantes.

Considerações de saúde

Os efeitos na saúde dependem do estado de oxidação do crómio, do composto, da concentração, da duração e da via de exposição. Os compostos de Cr(VI) são reconhecidos como cancerígenos para os seres humanos por inalação; a evidência de cancro em seres humanos decorrente da exposição oral através da água potável é menos conclusiva, e a avaliação da OMS relativa à água potável também considera estudos em animais e efeitos não cancerígenos. O Cr(III) é geralmente menos tóxico do que o Cr(VI). O papel nutricional do Cr(III) nos seres humanos permanece incerto, e não está estabelecido qualquer estado de deficiência de crómio clinicamente definido.

Valores de referência para a água potável

O valor de referência atual da OMS para o crómio total na água potável é de 0,05 mg/L (50 µg/L). Os limites regulamentares variam consoante a jurisdição. Por exemplo, o nível máximo de contaminante atualmente estabelecido a nível federal nos EUA é de 0,1 mg/L para o crómio total. Nos termos da Diretiva da UE relativa à água potável, o valor paramétrico é de 50 µg/L até 12 de janeiro de 2036, passando depois a 25 µg/L. Verifique sempre os requisitos aplicáveis no local da instalação; um valor de referência não substitui uma avaliação de risco específica do local.

Que tecnologias de tratamento de água podem remover o crómio?

A seleção depende de o crómio estar presente como Cr(III), Cr(VI) ou ambos, bem como do pH, dos iões concorrentes, dos sólidos em suspensão e da qualidade exigida para a água tratada. Uma análise representativa da água deve determinar o crómio total e, quando relevante, as suas espécies químicas.

Cr(III): pode considerar-se o ajuste do pH seguido da precipitação de hidróxidos e da separação de sólidos. A coagulação e a filtração também podem remover o Cr(III) associado a partículas ou precipitado.
Cr(VI): a permuta aniónica ou meios adsorventes adequados podem remover as espécies de cromato. Outra abordagem consiste na redução química do Cr(VI) a Cr(III), seguida de precipitação e filtração.
Tratamento por membranas: a osmose inversa e a nanofiltração podem reduzir o teor de crómio, sendo que o desempenho depende da especiação, da seleção da membrana e das condições de funcionamento.

O tratamento para remoção de crómio deve ser concebido em função da matriz da água e verificado por ensaios. A Lenntech também disponibiliza informações sobre opções de remoção de metais pesados.