KADMIJ
KADMIJ
Simbol: Cd
Elektronska konfiguracija: Kr 4d10 5s2
Atomski broj: 48
Talište: 321,1 °C
Otkriveno: 1817.
Atomska masa: 112,411 ± 0,008 u
Otkrili: Friedrich Stromeyer, Karl Samuel Leberecht Hermann
Internacionalni naziv: Cadmium
Oksidacijska stanja: 1, [2]
Talište / Vrelište (K): 594,1 / 1038
Elektronegativnost: 1,69 / 4,33 eV
Element je: Prijelazni element
Spada u grupu: 12 / IIb
Spada u skupinu: Cinkova sk.
Svojstva:
Kemijski element kadmij nosi u periodnom sustavu elemenata simbol Cd, atomski (redni) broj mu je 48, a atomska masa mu iznosi 112,411(8).
Kadmij je srebrnobijel, mekan metal, može se rezati nožem, izvlačiti u žice i kovati u listiće. Kao prašina pri zagrijavanju burno reagira s jako oksidirajućim tvarima.
Lat. cadmium, mek, srebrnast metal, sličan i srodan cinku, koji ga redovito prati u mineralima. Gustoća mu je 8,63. Hlapljiviji je od cinka, pa se stoga nalazi u prvim frakcijama prašine koja se taloži u predlošcima pri destilaciji cinka. Dobiva se iz dima iz peći za proizvodnju olova i bakra, kao i iz ostataka pri elektrolitskoj rafinaciji cinka.
Najvažniji mineral kadmija je grinokit. Kadmij se upotrebljava kao sastojak nekih legura, kao amalgam u Westonovu standardnom članku i kao zaštitna prevlaka na željezu i čeliku. Spojevi kadmija vrlo su otrovni. Najobičnija sol kadmija je sulfat, CdSO4, dobiven otapanjem metala u sulfatnoj kiselini. Kadmij-sulfid CdS, služi kao slikarska boja (kadmijsko žutilo). Kadmij-bromid (CdBr2) i jodid (CdI2) upotrebljavaju se u fotografiji slično solima srebra. Kristali kadmij-sulfida, selenida i telurida (CdS, CdSe, CdTe) upotrebljava se u poluvodičkoj elektronici zbog dobrih fotoelektričkih svojstava.
Toksičnost:
Mineral koji u organizmu nema nikakvu funkciju, pa se ne smatra esencijalnim. Do Drugog svjetskog rata bio je prilično rijedak i nezanimljiv element o čijoj se toksičnosti relativno malo znalo. Tek kada se u nedostatku željeznog lima, zbog golemih potreba za limenkama, posegnulo i za limom od kadmija,otkrilo se da je taj element po otrovnosti vrlo blizu živi.
Kadmij je kumulativan otrov; kada uđe u organizam, taloži se u bubrezima i ostaje gotovo cijelog života. Ako se dnevno unese samo 2 mcg, nakon 40 godina u organizmu se nataloži oko 30 mg. Prvi znak trovanja kadmijem je povišen tlak, no kada količina prijeđe određenu granicu, tlak više nije povišen, ali se teško oštećuju bubrezi i jetra.
Kadmija ima najviše u školjkašima (što je posljedica zagađenja morske vode), u instant kavi i čaju (što je posljedica procesa prerade). Budući da najveći dio kadmija ulazi u organizam kontaminiranom hranom, postoji sustav kontrole koji se striktno provodi u svim zemljama.
Dugotrajna izloženost:
DUGOTRAJNA izloženost malim količinama kadmija koji se često koristi u izradi baterija, može uzrokovati rak, pokazala je studija.
Većina kancerogenih supstanci može izravno oštetiti staničnu DNK, promijeniti genetski kod i tako uzrokovati nekontrolirano umnožavanje stanice.
Kadmij je, kažu autori studije, opasan jer mu je cilj stanični mehanizam koji iskorjenjuje i popravlja mutacije koje se mogu spontano dogoditi u stanicama nakon diobe.
Ako je rad tog mehanizma spriječen, u stanici su moguće genetske pogreške koje povećavaju rizik za rak. No, velika je nepoznanica mogu li na to utjecati supstance iz našeg okoliša.
Dugotrajna izloženost niskim dozama kadmija povećava razinu oštećenja DNK kvaščevih gljivica za 2000 puta, izvijestili su znanstvenici s američkoga Nacionalnog instituta za ekologiju u časopisu Nature Genetics.
Istraživači napominju kako su potrebna dodatna istraživanja kako bi se otkrili uvjeti i tipovi stanica u kojima može doći do opisanih oštećenja.
KADMIJ
Kako dolazi u tijelo:
FAST-FOOD lanac McDonald's povukao je iz svojih restorana u SAD-u više od 12 milijuna plastičnih čaša sa likovima iz novog nastavka crtanog filma "Shrek", nakon što je ustanovljeno da boje upotrijebljene za oslikavanje čaša sadrže otrovni kadmij.
Opsežna istraživanja, potaknuta sve širom primjenom kadmija te posljedičnim brojnim akutnim, a naročito kroničnim trovanjima, upozorila su da taj toksički teški metal predstavlja ozbiljnu profesionalnu opasnost (Piscator, 1966).
Sluznica probavnog trakta predstavlja prilično dobru zapreku za njegov ulaz u organizam i apsorpcija u prosijeku ne prelazi nekoliko postotaka od ukupno oralno unesene količine tog metala (Kello, 1976). Iz respiratornog trakta se, međutim apsorbira znatno više kadmija, pri čemu oblik, veličina čestica i funkcionalno stanje pluća ima vrlo važnu ulogu. Zbog toga se apsorpcija kreće u rasponu izmedu 20 i 40% od ukupno inhaliranih čestica kadmija (Friberg i sur., 1975), dok apsorpcija kadmijevih para može biti veća i od 60% (Lewis i sur., 1972).
Eksperimentalni podaci pokazuju da sudbina kadmija kada jednom uđe u organizam ne ovisi bitno o putu kojim je unesen (Moore i sur., 1973). Neposredno po ulasku u optok najvećim se dijelom nalazi u plazmi iz koje se vrlo brzo gubi i već nakon 24 sata većina kadmija je u krvnim stanicama (Perry i sur., 1970). U njegovu prijenosu po organizmu i raspodjeli po pojedinim tkivima i organima, čini se da vrlo važnu ulogu imaju metalotioneini (Nordberg i sur., 1975). To su proteini male molekularne težine (do 10.000) na kojima je nađen vezan kadmij u mnogim tkivima.
Najveći dio, odnosno oko 50% od njegove ukupne količine u organizmu, nalazi se u jetri i bubrezima (Vallee i Ulmer, 1972). U početnom razdoblju jetra ga sadrži znatno više nego bubrezi, no s vremenom pada koncentracija u jetri i raste u bubrezima, posebice u korteksu. Smatra se da do koncentriranja kadmija u bubrezima dolazi na taj način što se s vremenom metalotioneini oslobađaju iz jetre i drugih tkiva, te putem cirkulacije dospijevaju u glomerularni filtrat i reapsorbiraju u proksimalnim tubulima. Takva je preraspodjela najvjerojatniji uzrok akumulacije kadmija u bubrežnom korteksu, zbog čega se čak oko jedna trećina od njegove ukupne količine u tijelu ljudi nalazi u bubrezima (Friberg i sur., 1975). Od ostalih tkiva nešto više kadmija je nađeno u gušterači, sluznici probavnog trakta i plućima.
Ekskrecija kadmija iz organizma općenito je vrlo niska. U slučaju kada je sačuvana bubrežna funkcija dnevna ekskrecija kadmija urinom ne prelazi 0,02% od ukupnog tjelesnog opterećenja (Foulkes, 1974). Manjim dijelom se izlučuje i bilijamim putem. Ostali putovi ekskrecije, kao mlijeko, slina ili dlaka imaju malo značenje u izlučivanju kadmija (Friberg i sur., 1975).
KADMIJ u školjkama, instant kavi i čaju
Bubrežna funkcija:
Uslijed niske ekskrecije kadmija njegovo je biološko poluvrijeme u ljudi vrlo dugo i iznosi u prosijeku čak oko 20 godina. Zbog toga se kadmij akumulira tokom života u ljudskom organizmu proporcionalno s dobi. Profesionalno neeksponirani odrasli čovjek sadrži u čitavom tijelu oko 30 mg kadmija, od čega na bubrege otpada oko 10, a na jetru oko 5 miligrama.
U tom je slučaju prosječna koncentracija kadmija u jetri oko 1 ppm, u bubregu oko 35 ppm, a u bubrežnom korteksu približno 50 ppm (Friberg i sur., 1974). U tim okolnostima koncentracija kadmija u krvi ne prelazi 10 ppm (1 µg/100 ml), dok dnevna ekskrecija urinom nije veća od 0,5 µg. Kada, međutim, usiijed povišene ekspozicije poraste količina akumuliranog kadmija u čitavom tijelu na 120 mg, odnosno njegova koncentracija u bubrežnom korteksu prijeđe 200 ppm, dolazi do specifičnih oštećenja bubrega, što uzrokuje i drugačiji metabolizam tog metala (Friberg i sur., 1975). Oštećenje bubrega očituje se prvenstveno zatajivanjem tubularne reapsorpcije s posljedičnom proteinurijom, posebice proteina male molekularne težine, te glukozurijom i fosfaturijom.
Zbog nemogućnosti reapsorpcije proteina na kojima je vezan kadmij u glomerularnom filtratu dolazi istodobno do porasta njegove ekskrecije urinom i pada koncentracije u bubrezima i krvi. Zbog toga se smatra da za ispravnu ocjenu ekspozicije i ukupnog opterećenja organizma kadmijem, nije dovoljno same poznavanje njegovih koncentracija u krvi i urinu, nego je potrebno imati i potpun uvid u stanje bubrežnih funkcija.
Klinička slika:
Klinička slika trovanja kadmijem i njegovim spojevima ovisi prvenstveno o načinu, trajanju i koncentracijama kojima je čovjek izložen. Slika akutnog trovanja, bilo da se radi o oralnoj ili inhalacionoj ekspoziciji, temelji se na snažnom lokalnom toksičnom učinku kadmija (Hodge i sur., 1971). U kliničkoj slici kroničnog trovanja najboiji pokazatelj toksičnih učinaka kadmija je uz emfizematozne promjene na plućima oštećenje bubreznih funkcija (Pis-cator, 1976).
Stoga se u kliničkoj slici danas jasno razlikuje akutno od kroničnog trovanja kadmijem.
Liječenje i prevencija
Kod akutnih trovanja kadmijem ili njegovim spojevima potrebno je sprovoditi simptomatsku terapiju posebno kod pojave plućnog edema jer danas još ne postoji mogućnost drugačijeg načina liječenja. Ustanovljeno je da primjena kelatogenih agenasa (EDTA, BAL, NTA, DTPA), koja se pokazala vrlo uspješnom kod trovanja nekim drugim teškim metalima, povećava nefrotoksične učinke kadmija (Chernhoff i Courtney, 1970, Nordberg, 1972 i 1973). Kod hroničnih, jednako kao i kod akutnih trovanja kadmijem, sprovodi se samo simptomatska terapija, i primjena kelatogenih agenasa je kontraindicirana, jer uzrokuje povećano nakupljanje kadmija u bubrezima (Friberg i sur., 1974).
Potrebno je istaći da je prevenciji trovanja kadmijem zbog njegove visoke toksičnosti, važno posvetiti osobitu pažnju. Posebna opasnost kod akutnih trovanja kadmijem leži u činjenici što udahnute i fatalne koncentracije nemaju neposredno djelovanje koje bi upozorilo radnika na opasnost (Hodge i sur., 1971). Kako dugotrajna izloženost i vrlo malim koncentracijama kadmija može dovesti do hroničnih oštećenja pluća i bubrega, najčešće ireverzibilnog karaktera, potrebno je uz sve mjere zaštite sprovoditi i redovnu kontrolu zdravstvenog stanja radnika, posebice bubrežnih funkcija.
U procjeni radne sposobnosti radnika treba voditi računa o činjenici, da kronične promjene na plućima i bubrezima uzrokovane kadmijem imaju progredirajući karakter. Zbog toga bi jednom otrovani radnici trebali biti uz stalnu zdravstvenu kontrolu i trajno uklonjeni s radnih mjesta gdje postoji mogućnost ekspozicije kadmiju.
Primjena:
Rabi se u proizvodnji niskotaljivih slitina, u proizvodnji alkalnih baterija (Ni-Cd), boja, legura, raznih električnih instrumenata, galvanizacija predmeta, auto industriji, te kao najvažnije, materijal za kontrolu fisije u nukleranim reaktorima.
Proizvodnja elementarnog kadmija u svijetu premašuje danas 20 tisuća tona godišnje. Primjena kadmija je raznovrsna, no najviše se upotrebljava u galvanizaciji (55-60%), proizvodnji boja i kemikalija (30-35%), u metalurskim procesima pri dobivanju različitih legura (5-10%), te u proizvodnji akumulatora, poluvodiča, polivinilnih klorida i nuklearnih reaktora (Kelle, 1976).jih nekoliko godina zabilježeni su pokušaji zabrane arsena u uzgoju peradi, ali on se i dalje koristi u konvencionalnom načinu uzgoja životinja.
KADMIJ u baterijama
Opasnost
Sistemski je otrov; nakuplja se u bubrezima i jetri. Simptomi: kašalj, znojenje, bol u prsima, groznica, edem pluća - smrt.
Zaštita: zaštitna maska, prostorije trebaju biti dobro ventilirane, radna atmosfera mora se često analizirati
Oznake: T+, N, karc II, Muta III, Repr. tok. III
Dijamant opasnosti: 4-2