Níquel e água: mecanismos de reação, impacto ambiental e efeitos na saúde
A água do mar contém aproximadamente 0,5-2 ppb de níquel, e os rios contêm aproximadamente 0,3 ppb. O fitoplâncton contém 1-10 ppm de níquel (massa seca), o que resulta num fator de bioconcentração de 103-104 em comparação com a água do mar. As algas bentónicas ocorrem tanto em água doce como em água salgada e podem conter entre 0,2 e 84 ppm de níquel. As lagostas contêm 0,14-60 ppm de níquel, os moluscos 0,1-850 ppm e os peixes entre 0,1 e 11 ppm (todos os valores relativos à massa seca). Na água, o níquel ocorre sob a forma de Ni2+ (aq) e, por vezes, sob a forma de NiCO3. Pode estar dissolvido ou formar complexos com ligandos inorgânicos. O níquel também pode estar ligado a partículas.
Ilustração da amostragem de água para análise de níquel e do tratamento por permuta iónica; é necessária uma análise para determinar a concentração e a forma do níquel.
De que modo e sob que forma reage o níquel com a água?
Em condições normais, o níquel não reage com a água.
Solubilidade do níquel e dos seus compostos
O níquel elementar é insolúvel em água a T=20°C e pressão = 1 bar. Contudo, os compostos de níquel podem ser solúveis em água. O cloreto de níquel é o mais solúvel: 553 g/L a 20°C, até 880 g/L a 99,9°C. O carbonato de níquel tem uma solubilidade em água de 90 mg/L, enquanto outros compostos de níquel, como o óxido de níquel, o sulfureto de níquel e o tetracarbonilo de níquel, são insolúveis em água.
Porque está o níquel presente na água?
O níquel pode encontrar-se em ardósia, arenito, minerais argilosos e basalto. A principal fonte de níquel é a pentlandite. O elemento acumula-se nos sedimentos e faz parte de diversos ciclos biológicos. O níquel pode chegar à água a partir de fontes pontuais e difusas. As emissões difusas de níquel podem provir de centrais elétricas, incineradoras de resíduos e indústrias metalúrgicas. O níquel é também emitido diretamente por diversas indústrias através de descargas em águas superficiais. É utilizado em baterias de níquel-cádmio, como catalisador e como pigmento. O níquel puro é frequentemente usado como revestimento protetor de objetos de aço e de cobre. As ligas de níquel e cobre são utilizadas em moedas há muito tempo. Outras ligas são usadas no fabrico de utensílios de cozinha, joias e turbinas. O níquel pode ser usado como anticorrosivo. O acetato de níquel é utilizado como mordente na impressão têxtil; o carbonato de níquel é usado como catalisador no endurecimento de gorduras e na produção de tintas para cerâmica, tal como o cloreto de níquel. O tetracarbonilo de níquel é um subproduto da purificação do níquel e é utilizado em diversos processos de produção. Os compostos de níquel também são utilizados na agricultura. Os fertilizantes fosfatados contêm vestígios de níquel. O níquel está frequentemente presente em solos agrícolas próximos de indústrias que utilizam combustíveis fósseis. A matéria orgânica adsorve frequentemente o níquel, pelo que o carvão e o petróleo contêm vestígios deste elemento. Os compostos de níquel também podem encontrar-se em lamas, escórias e cinzas volantes de incineradoras de resíduos. Uma melhor separação dos resíduos seria útil, pois até 60% do níquel pode ser reciclado.
Quais são os efeitos ambientais do níquel na água?
O níquel é necessário na alimentação de muitos organismos, mas pode ser tóxico em doses mais elevadas. O níquel metálico e alguns outros compostos de níquel são teratogénicos e cancerígenos para os mamíferos. Nas plantas, as concentrações de níquel são geralmente de 1 μg/g, e concentrações superiores a 50 μg/g são tóxicas. O chá apresenta um teor de níquel extraordinário de 7,6 mg/kg de folhas secas. O níquel limita o crescimento das algas em concentrações entre 0,5 e 10 ppm. Os peixes parecem ser menos sensíveis ao níquel, embora isso varie consoante a espécie. Para Daphnia hyalina, a LC50 de 48 horas é de 1,9 ppm. A toxicidade crónica do níquel para Daphnia magna situa-se entre 30-150 ppb. A LC50 para lagostas marinhas situa-se entre 150 e 300 ppm. Nos órgãos de aves que se alimentam principalmente de organismos aquáticos, foram encontradas concentrações de níquel de 0,6-36 ppm (massa seca). Nos ratos, o níquel acumula-se sobretudo nos pulmões, onde as concentrações são 4-40 vezes superiores às dos outros órgãos. Existem aproximadamente 70 espécies de plantas que acumulam concentrações de níquel extraordinariamente elevadas, que podem atingir 10 000 ppm (massa seca). Para sementes de plantas comuns, uma concentração de 0,5-2 ppm de níquel em substratos líquidos é considerada tóxica. A maioria das plantas apresenta uma tolerância relativamente elevada ao níquel, mas muitas espécies de cereais são geralmente mais sensíveis. Estes cereais podem morrer quando se adiciona água com uma concentração de níquel de 40 ppm. A calagem do solo pode reduzir rapidamente a absorção de níquel. Por outro lado, concentrações elevadas de níquel podem deslocar outros metais pesados. As lamas que contenham mais de 200 ppm de níquel (massa seca) não podem ser aplicadas em solos agrícolas. Os cinco isótopos naturais do níquel são todos estáveis. Outros oito isótopos são considerados instáveis.
Quais são os efeitos do níquel na água para a saúde?
O corpo humano contém aproximadamente 10 mg de níquel. O níquel é necessário na alimentação de vários organismos, pelo que poderá ser importante para os seres humanos. Não foi demonstrado que o níquel seja essencial para os seres humanos, nem foi estabelecida qualquer necessidade alimentar humana. O níquel tem provavelmente uma função na conversão de ureia em amónia pela enzima urease. Apenas uma pequena fração do níquel ingerido através dos alimentos e da água potável é absorvida pelo trato gastrointestinal. A inalação de níquel representa um risco maior do que o níquel presente na água. Pode causar cancro do pulmão ou tumores nasais. A carcinogenicidade do níquel deve-se provavelmente à substituição, pelo níquel, dos iões de zinco e de magnésio na ADN-polimerase. Estas observações foram feitas principalmente em trabalhadores expostos a compostos de níquel por inalação. Muitas pessoas desenvolvem dermatite após contacto da pele com o níquel. O mesmo acontece com soluções de níquel. As alergias ao níquel são mais comuns nas mulheres do que nos homens. Os compostos de níquel podem ser tóxicos em concentrações elevadas, mas muitos são insolúveis em água, o que limita os potenciais danos. Por exemplo, o tetracarbonilo de níquel é insolúvel em água, mas nem por isso deixa de ser tóxico e cancerígeno. Após a ingestão de doses mais elevadas de níquel, geralmente ocorre vómito, que permite a sua rápida eliminação do organismo.
Que tecnologias de tratamento de água podem ser utilizadas para remover o níquel da água?
O níquel pode ser removido da água por adsorção em carvão ativado. A coagulação é outra opção viável. O níquel também pode ser removido por precipitação sob a forma de hidróxido de níquel a pH alcalino; o pH necessário e a remoção alcançada dependem da composição da água, por exemplo, da presença de agentes complexantes.
Última revisão: 3 de novembro de 2026, pela Lenntech.
