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O mercúrio (Hg) é um metal com coloração prateada, líquido em temperatura ambiente, podendo ser encontrado no solo, no ar, na água e nos seres vivos. Em condições naturais, o mercúrio é encontrado em concentrações extremamente baixas, na escala de nanogramas (=10-9 gramas) por litro. Esse elemento se apresenta com diferentes formas químicas dependendo do ambiente em que se encontra. A forma presente na água é o íon Hg2+, porém, devido à baixa solubilidade do mercúrio, a forma de distribuição mais ampla é o vapor de mercúrio (Hg0), predominante na atmosfera.
O mercúrio atmosférico pode entrar no ciclo do mercúrio de forma natural por sua liberação a partir de depósitos de mercúrio, volatilização do oceano, atividades vulcânicas e outros processos geotérmicos. Porém, além desses processos naturais, atividades humanas têm grande impacto no ciclo do mercúrio. Uma das principais é a queima de combustíveis fósseis, se tornando uma das fontes de entrada de vapor de mercúrio na atmosfera. Além disso, a progressiva utilização do mercúrio para fins industriais e o uso de pesticidas contendo mercúrio na agricultura resultaram no aumento significativo da sua concentração ambiental, especialmente da água.
Iniciando o ciclo a partir da atmosfera, o mercúrio proveniente de fontes naturais ou antropogênicas pode circular por até um ano antes de se dispersar amplamente. A partir daí, o Hg0 pode sofrer uma oxidação fotoquímica, perdendo elétrons, para se tornar mercúrio inorgânico, que pode se combinar com vapores de água e cair sobre a superfície da Terra como chuva. O mercúrio agora se encontra na forma de íon Hg2+ e é depositado em corpos de água podendo infiltrar nos solos. Uma vez no solo, o mercúrio se acumula até um evento físico fazer com que ele seja liberado novamente. Uma vez na água, o mercúrio Hg2+ entra num ciclo complexo, no qual uma forma pode ser convertida para outra. Nesse processo, ele pode gerar formas insolúveis, que sofrem sedimentação e se depositam no fundo, podendo ainda posteriormente ser liberado por difusão ou ressuspensão dessas partículas.
A partir disso, o mercúrio pode entrar na cadeia alimentar, ou pode ser liberado de volta à atmosfera por volatilização. Algumas bactérias são capazes de processar compostos de mercúrio e, através de um processo metabólico de detoxicação produzem a forma chamada de metilmercúrio. Essa forma é tóxica para muitos organismos, principalmente mamíferos. O metilmercúrio pode ser uma das vias de entrado do mercúrio na cadeia alimentar, já que esta forma demonstra afinidade por tecidos orgânicos. Por isso, o aumento das concentrações de mercúrio no ambiente proveniente de contaminação por atividade humana é preocupante, já que pode aumentar a produção de metilmercúrio. Além disso, essa forma apresenta uma propensão à bioacumulação nos tecidos vivos dos organismos à medida que passa por sucessivos níveis tróficos.
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