Cadmium
Cadmium werd ontdekt door de Duitse scheikundige Friedrich Strohmeyer in 1817, terwijl hij monsters van het mineraal calamiet
(ZnCO3) aan het bestuderen was. Wanneer hij de monsters verhitte merkte hij dat verschillende monsters geel opgloeiden. Uit nader onderzoek bleek,
dat het calamiet dat van kleur veranderde sporen van een nieuw element bevatte. Er is maar 1 mineraal dat cadmium bevat; greenokiet (CdS), maar het komt niet vaak genoeg voor om er cadmium uit te kunnen winnen. Gelukkig worden kleine hoeveelheden cadmium gevonden in
zink ertsen en het meeste cadmium wordt tegenwoordig geproduceerd vanuit het
bijproduct van mijnwerkzaamheden of zinkveredeling.
Cadmium is een giftig metaal en daarom is het gebruik gelimiteerd. Net als zink kan cadmium op andere materialen worden gegoten via electroplating, zodat ze worden beschermd tegen corrosie. Cadmium kan makkelijk neutronen absorberen en wordt daarom gebruikt in nucleaire reactoren. Cadmium wordt ook gebruikt in oplaadbare nikkel-cadmium batterijen.
Cadmium vormt een legering met zilver, die bekend staat als soldeer, een metaal met een relatief laag smeltpunt gebruikt om
elektrische voorwerpen, pijpleidingen en andere voorwerpen samen te smelten. Cadmium soldeer moet voorzichtig worden behandeld om cadmium vergiftiging te voorkomen. Cadmium legeringen worden ook gebruikt om dragermaterialen te maken die bestand zijn tegen wrijving.
Gehydrateerd cadmium sulfaat (3CdSO4·5H2O) wordt gebruikt in een apparaat dat de Weston cell heet, een soort batterij die wordt gebruikt om medische apparatuur en laboratorium apparatuur te
kalibreren. Cadmium sulfide (CdS) is een geel poeder dat als pigment wordt toegepast. Andere cadmium verbindingen worden toegepast in zwart/ wit televisies en als blauwe en groene tinten in kleurentelevisies.
Cadmium wordt vooral gevonden in de aardkorst. Het komt
altijd voor in combinatie met zink. Cadmium komt ook in de
industrie voor als een onvermijdbaar bijproduct van zink, lood
en koper extractie. Nadat het is toegepast, komt het meestal via de
bodem in het milieu terecht, omdat het vooral in meststoffen en
pesticiden zit.
De menselijke opname van cadmium vindt vooral plaats via het voedsel.
Voedsel dat rijk is aan cadmium kan de cadmiumconcentratie in het
menselijk lichaam vergroten. Voorbeelden hiervan zijn lever,
paddestoelen, schelpdieren, cacaopoeder en gedroogd zeewier.
Wanneer mensen roken worden ze blootgesteld aan beduidend hogere
concentraties cadmium. Tabaksrook transporteert cadmium naar de longen. Daarna transporteert het bloed het naar de rest van het
lichaam. Hier worden de effecten van cadmium op het lichaam versterkt,
doordat het reeds via cadmiumrijk voedsel aanwezige cadmium
gepotentieerd wordt.
Mensen die leven in de buurt van gevaarlijke afvalstortplaatsen of
fabrieken die cadmium uitstoten in de lucht en mensen die werken in de
metaalraffinaderij industrie kunnen ook blootgesteld worden aan hoge
concentraties cadmium. Wanneer mensen cadmium inademen kan dit
ernstige chade aan de longen toebrengen, dit kan zelfs de dood tot
gevolg hebben.
Cadmium wordt eerst via het bloed naar de lever getransporteerd. Daar
bindt het zich aan eiwitten om complexen te vormen die naar de nieren
getransporteerd worden. Cadmium accumuleert in de nieren, waar het de
filtermechanismen beschadigt. Hierdoor worden essentiële eiwitten en
suikers uitgescheiden en vindt er een verdere beschadiging van de
nieren plaats. Het duurt heel lang voordat cadmium dat zich in de
nieren heeft opgehoopt van het menselijk lichaam wordt uitgescheiden.
Andere gezondheidseffecten die door cadmium veroorzaakt kunnen worden
zijn:
- Diarree, buikpijn en ernstig overgeven
- Botbreuk
- Falen van de reproductie en mogelijk onvruchtbaarheid
- Schade aan het centrale zenuwstelsel
- Schade een het immuunsysteem
- Psychologische stoornissen
- Mogelijke DNAschade of de ontwikkeling van kanker
Van nature worden er jaarlijks grote hoeveelheden cadmium
in het milieu vrijgelaten, ongeveer 25.000 ton per jaar. Ongeveer de
helft van dit cadmium komt via de verwering van rotsen in rivieren
terecht, een deel komt via bosbranden en vulkaanuitbarstingen in de
lucht terecht. De
rest van het cadmium komt via menselijke activiteiten in het
milieu.
Cadmiumafvalstromen van de industrie eindigen vooral in de bodem. De
veroorzakers van deze afvalstromen zijn de productie van zink,
fosfaatertsen en bio industriële meststoffen. Cadmium afval kan ook in
de lucht terecht komen door de verbranding van huishoudelijk afval en
het verbranden van fossiele brandstoffen. wegens aangescherpte
reglementen komt er tegenwoordig maar een klein beetje cadmium in het
water terecht door de lozing van huishoudelijk of industrieel
afvalwater.
Een andere belangrijke bron van de emissie van cadmium is de productie
van fosfaatkunstmeststoffen. Een deel van het cadmium eindigt in de
bodem nadat de meststof is toegepast op het land, de rest van het
cadmium komt terecht in oppervlaktewateren wanneer afval van de
productie van kunstmeststoffen wordt gedumpt.
Wanneer het door slib geabsorbeerd wordt, kan cadmium over grote
afstanden getransporteerd worden. Dit cadmiumrijke slib kan zowel
oppervlaktewateren als bodems vervuilen.
Cadmium adsorbeert sterk aan organisch materiaal in de bodem. Wanneer
cadmium zich in de bodem bevind kan het zeer gevaarlijk zijn, omdat de
opname via het voedsel vergroot zal worden. Bodems die verzuurd zijn,
verbeteren de opname van cadmium door planten. Dit is een potentieel
gevaar voor de dieren die van deze planten afhankelijk zijn om te
kunnen overleven. Cadmium kan in hun lichaam accumuleren, vooral
wanneer ze verscheidene planten eten. Hierdoor kunnen koeien grote
hoeveelheden cadmium in hun nieren hebben.
Wormen en andere essentiële bodemorganismen zijn extreem gevoelig
voor cadmiumvergiftiging. Ze kunnen al bij zeer kleine concentraties
sterven en dit heeft weer gevolgen voor de bodemstructuur. Wanneer de
concentratie cadmium in de bodem zeer hoog is, kan dit de
bodemprocessen van micro-organismen beïnvloeden en het hele
bodemecosysteem bedreigen.
In aquatische ecosystemen kan cadmium bioaccumuleren in mossels,
oesters, garnalen, kreeften, krabben en vissen. De gevoeligheid voor
cadmium kan variëren tussen de verschillende aquatische organismen.
Het is bekend dat zout water organismen meer weerstand hebben tegen
cadmium vergiftiging dan zoet water organismen. Dieren die cadmium via
eten of drinken binnen krijgen, krijgen soms een hoge bloeddruk,
leverziekte en beschadigingen aan de zenuwen of hersenen.
|
|
