Кадмий

Кадмий: влияние на организм человека. Отравление тяжелыми металлами

Кадмий

Что такое кадмий? Это тяжелый металл, который получается в результате выплавки других металлов, таких как цинк, медь или свинец. Его широко используют для изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов.

Кроме того, сигаретный дым также содержит такой элемент. В результате непрерывного воздействия кадмия возникают очень тяжелые заболевания легких и почек. Рассмотрим особенности этого металла более подробно.

Сфера применения кадмия

Большая часть промышленного использования этого металла приходится на защитные покрытия, которые предохраняют металлы от коррозии. Такое покрытие имеет большое преимущество перед цинковыми, никелевыми или оловянными, потому что при деформации оно не отслаивается.

Какое еще может быть применение кадмия? Он используется для производства сплавов, которые замечательно поддаются механической обработке. Сплавы кадмия с незначительными добавками меди, никеля и серебра применяют для изготовления подшипников автомобильных, авиационных и судовых двигателей.

Где еще используется кадмий?

Сварщики, металлурги и работники, связанные с текстильной, электронной промышленностью и производством аккумуляторов, чаще других подвергаются риску отравлением кадмием.

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются в мобильных телефонах и прочих электронных устройствах. Используется этот металл также в производстве пластика, красок, металлических покрытий.

Многие почвы, которые регулярно удобряют, также могут содержать такой токсичный металл в большом количестве.

Кадмий, а также его соединения характеризуются как канцерогенные вещества, но не было доказано, что небольшое количество элемента в окружающей среде вызывает раковые заболевания. Вдыхание частиц металла на промышленном производстве действительно способствует развитию рака легких, но при употреблении зараженной пищи они не представляют опасности развития рака.

Каким образом кадмий попадает в организм человека?

Уже давно всем известно, что сигаретный дым содержит кадмий. Этот тяжелый металл поступает в организм курильщика в количестве, в два раза большем, чем в организм человека, который не подвержен такой вредной привычке. Однако пассивное курение способно нанести вред.

Листовые овощи, злаки и картофель, выращенные на почве, содержащей большое количество кадмия, могут нести в себе угрозу. Повышенным содержанием этого металла также славится печень и почки морских обитателей и животных.

Многие промышленные предприятия, особенно металлургические, выделяют в атмосферу большое количество кадмия. Люди, проживающие около таких предприятий, автоматически заносятся в группу риска.

Некоторые сельскохозяйственные районы активно применяют фосфатные удобрения, которые содержат незначительное количество кадмия. Продукты, выращенные на этой земле, представляют для человека потенциальную угрозу.

Таким образом, мы разобрали, что представляет собой кадмий. Влияние на организм человека этого тяжелого металла может вызвать негативные последствия. В любом живом организме он находится в незначительном количестве, и его биологическая роль до сих пор до конца не выяснена. Обычно кадмий ассоциируется с негативной функцией.

Его токсичное воздействие основано на блокировке серосодержащих аминокислот, что приводит к нарушению белкового обмена и поражению ядра клетки.

Этот тяжелый металл способствует выводу кальция из костей и поражает нервную систему. Может накапливаться в почках и печени, а выводится из организма он очень медленно.

Этот процесс может занимать десятилетия. Обычно кадмий выводится с мочой и калом.

Вдыхание кадмия

Этот элемент попадает в организм работников промышленности при вдыхании. Чтобы не допустить этого, используют эффективные защитные средства. Пренебрежение этим правилом приводит к печальным последствиям. Если вдохнуть кадмий, влияние на организм человека такого металла проявляется следующим образом: повышается температура тела, появляется озноб и боли в мышцах.

Через некоторое время происходит повреждение легких, возникает боль в груди, одышка, кашель. В тяжелых случаях такое состояние вызывает смерть больного. Вдыхание воздуха, содержащего кадмий, способствует развитию заболеваний почек и остеопороза. Вероятность рака легких повышается в несколько раз.

Поступление кадмия вместе с пищей

Чем опасен кадмий в воде и пище? При регулярном употреблении зараженных продуктов и воды в организме начинает накапливаться этот металл, что приводит к негативным последствиям: нарушается работа почек, происходит ослабление костной ткани, поражается печень, сердце, а в тяжелых случаях наступает смерть.

Употребление продуктов, загрязненных кадмием, может спровоцировать раздражение желудка, тошноту, боль в животе, диарею и рвоту. Кроме этого, появляются симптомы, напоминающие грипп, развивается отек гортани и возникает покалывание в руках.

Причины отравления кадмием

Отравление тяжелыми металлами чаще всего происходит у детей, диабетиков, беременных и кормящих женщин, людей, злоупотребляющих курением. В Японии интоксикация организма кадмием происходит в результате употребления загрязненного риса. В этом случае развивается апатия, поражаются почки, кости размягчаются и деформируются.

Промышленно развитые районы, в которых располагаются нефтеперерабатывающие и металлургические предприятия, славятся тем, что там почва загрязнена кадмием. Если в таких местах выращивают растительную продукцию, то велика вероятность того, что произойдет отравление тяжелыми металлами.

Элемент в больших количествах может накапливаться в табаке. Если сырье высушивается, то содержание металла резко увеличивается. Поступление в организм кадмия происходит как при активном, так и при пассивном курении. Возникновение рака легких напрямую зависит от содержания в дыме металла.

Лечение при отравлении

Симптомы отравления кадмием:

  • поражение центральной нервной системы;
  • острые боли в костях;
  • белок в моче;
  • камни в почках;
  • дисфункция половых органов.

Если произошло острое отравление, пострадавшему следует находиться в тепле, ему необходимо обеспечить приток свежего воздуха и покой. После промывания желудка ему нужно дать теплое молоко, в которое добавляют немного пищевой соды. Не существует каких-либо антидотов кадмия.

Чтобы нейтрализовать металл, используют «Унитиол», стероиды и мочегонные препараты. Комплексное лечение предусматривает применение антагонистов кадмия (цинк, железо, селен, витамины).

Врач может назначить общеукрепляющую диету, содержащую большое количество клетчатки и пектиновых веществ.

Возможные последствия

Такой металл, как кадмий, влияние на организм человека оказывает очень серьезное, а если произошло отравление этим элементом, то последствия могут быть опасными.

Он вытесняет кальций из костей, способствуя развитию остеопороза. У взрослых и детей начинает искривляться позвоночник и происходит деформация костей.

В детском возрасте подобное отравление приводит к энцефалопатии и нейропатии.

Вывод

Таким образом, мы разобрали, что представляет собой такой тяжелый металл, как кадмий. Влияние на организм человека этого элемента довольно серьезное. Постепенно накапливаясь в организме, он приводит к разрушению многих органов. Можно даже отравиться кадмием, если употреблять в большом количестве зараженные продукты. Последствия отравления также достаточно опасные.

КАДМИЙ

Кадмий

КАДМИЙ (Cadmium, Cd) — химический элемент второй группы периодической системы Д. И. Менделеева. Специфическое физиол, значение не установлено, но известно его влияние на обмен цинка, меди и железа и токсическое действие на организм человека. К.

применяется в промышленности для защиты поверхности стальных изделий от коррозии в условиях их соприкосновения с морской водой или другой агрессивной средой. Сплавы К. с другими металлами легко подвергаются механической обработке, поэтому они широко используются в технике. Некоторые соединения К.

очень ядовиты и представляют значительную профвредность.

Порядковый номер К. 48, атомный вес 112,41. Известно 8 стабильных изотопов К. с массовыми числами 106, 108, 110, 111, 112, ИЗ, 114, 116 и несколько радиоактивных изотопов. К. был открыт как примесь к окиси цинка нем. химиком Штромейером (F. Strohmeyer) в 1817 г. В природе известны кадмийсодержащие минералы гринокит (CdS) и карбонат К., находящиеся в цинковых рудах.

К. обладает выраженными щелочными свойствами, растворяется в азотной, слабее — в серной и соляной к-тах, образуя соответствующие соли (бесцветные кристаллические вещества), легко образующие комплексные соединения.

К.— серебристо-белый металл, ковкий и тягучий, уд. вес 8,65 г/см3 (при t° 20°), t°пл 320,9°, t°кип 767°, удельная электропроводность 13,2•104 ом-1•см-1. По хим. свойствам К. подобен цинку. В соединениях двухвалентен; при повышенной влажности на воздухе покрывается пленкой окисла. При нагревании в токе воздуха К. окрашивает пламя в красный цвет, горит с образованием бурой окиси К.

(CdO), нерастворимой в воде, но растворяющейся в к-тах. Вулканические породы содержат 0,2 мг К. на 1 кг, осадочные породы — глины 0,3 мг/кг, песчаники — 0,03 мг/кг, известняки — 0,035 лег К. на 1 кг. Почвы, образующиеся на кристаллических породах, обычно богаче К. В среднем в почвах содержится 0,06 мг К. на 1 кг. В пресных водах содержится ок. 0,08 мг К. на 1 л, в морских — 0,00011 мг на 1 л.

В воздухе также находят К., особенно много его в воздухе городов — до 0,062 мг/м3. Наземные растения богаче К., чем морские,— 0,6 мг/кг по сравнению с 0,4 мг/кг; грибы (концентраторы К.) содержат до 4 К. на 1 кг. Наземные животные организмы более однородны по содержанию К. (в среднем ок. 0,5 мг/кг), чем морские (0,15—3 мг/кг). Способностью концентрировать К.

обладают моллюски — устрицы, иногда рыбы.

Важным звеном в биогенных циклах хим. элементов в биосфере являются корма и пищевые продукты, которые определяют поступление К. в организм животных и человека (табл. 1).

В организме человека весом 70 кг содержится ок. 0,03 г К. Распределение К. по органам и тканям человека показано в таблице 2.

Среднее содержание К. в моче человека составляет ок. 13 мкг на 1 л. По данным многих авторов, содержание К. в органах и тканях человека и животных изменяется в зависимости от многих условий (поступления К. с пищей, времени года, пола, возраста и т. п.).

Всасывание К. происходит в тонком отделе кишечника (особенно в двенадцатиперстной и подвздошной кишке); он легко адсорбируется легкими. К. депонируется в печени и почках. У человека К. выделяется с мочой 20% от принятого количества при нормальной нагрузке и с калом — ок. 80%.

При введении в организм избыточных количеств кадмия нарушается обмен фосфора, кальция, железа, меди, угнетается синтез гемоглобина (гипохромная микроцитарная анемия), резко снижаются запасы меди в печени и других органах. Повышенное потребление К. при недостатке в рационе меди приводит к гибели животных. Введение в организм К.

в последние сроки беременности может стать причиной токсикоза беременности. К. влияет на воспроизводительную функцию, вызывая дегенерацию семенников и бесплодие самцов. Введение К. в рацион кур-несушек прекращает яйценоскость. Медь и цинк нивелируют или задерживают токсическое действие К. Между К.

и цинком во многих случаях наблюдается антагонизм.

Металлоферменты, содержащие К., не известны, но установлена возможность образования in vitro комплексов К. с нек-рыми ферментами (напр., с карбоксипептидазой).

Ингибирующее действие К. на активность ряда ферментов объясняется его связыванием с активными центрами ферментов, вероятно с их сульфгидрильными (SH-) группами.

К. значительно усиливает и удлиняет гипергликемическое действие адреналина.

Для определения содержания К. в ткани или биол, жидкости (кровь, моча, навеска любой ткани) пробу сжигают в тугоплавкой колбе с серной или азотной к-той. Для качественного и количественного определения К.

используют реактив кадион, щелочной р-р к-рого при наличии К. окрашивается в оранжево-красный цвет; с этой целью используют также дитизон и дифенилкарбазид. Количество К.

определяют по величине поглощения в ультрафиолетовом свете.

Профессиональные вредности

Большое практическое значение имеют проблемы токсикологии К. Их значение определяется ростом его промышленного получения и использования. К. и его соединения могут поступать в воздух производственных помещений при производстве щелочных аккумуляторов, люминофоров, электроконтактов; при использовании К.

и его соединений в качестве краски для стекла, фарфора и пластмасс, стабилизаторов для поливинилхлорида, при нанесении антикоррозионных и декоративных покрытий, при сварке металлов, содержащих К. Особенно неблагоприятны с точки зрения профессиональной вредности термические процессы при получении К. и его сплавов, при которых в воздух попадает окись К.

, а также сушка, измельчение и расфасовка готовой продукции.

Все соединения К. токсичны. Особенно высокотоксичны окись К. (CdO) и соли К. (сернокислая, хлористая, азотнокислая); умеренно токсичны — металлический К. в виде аэрозоля, органические соединения К. (стеарат, каприлат, лаурат, салицилат); плохо растворимые соединения К.— сернистый К. и сульфоселенид К. малотоксичны. К.

обладает выраженными кумулятивными свойствами, накапливаясь в основном в печени и почках. Он медленно выводится из организма, дефицит кальция в организме увеличивает задержку К. Затравка аэрозолем окиси К. экспериментальных животных в концентрации 1,8—2 мг/м3 в течение 1—2 час. в день через месяц приводит к нарушениям в обмене белка, липидов, витаминов (С и B1), нарушению условных рефлексов.

Соли К. обладают прижигающим действием на кожу и слизистые оболочки.

Предельно допустимые концентрации: окиси К. и стеарата К. 0,1 мг/м3 (по К.).

Определение кадмия в воздухе производится полярографическим, фотометрическим методом с дитизоном, турбидиметрическим методом с трифенилтетразолийхлоридом, колориметрическим методом с бромбензтиазониевым красителем.

При отравлениях К. или его соединениями при аутопсии наблюдают резкое вздутие желудка и кишечника, полнокровие и кровоизлияния во внутренних органах, дистрофические изменения в печени и почках, некротические изменения в яичках, десквамацию эпителия желудка.

Клиническая картина острой интоксикации кадмием характеризуется нарушениями со стороны жел.-киш. тракта (боли в животе, кровавая рвота и понос) и органов дыхания (трахеит, бронхит, бронхиолит с приступами болезненного судорожного кашля с мокротой), появляется резкая слабость, головная боль. В тяжелых случаях развивается бронхопневмония и отек легких.

Основными симптомами хрон, интоксикации К. и его соединениями являются желтая кайма на зубах, аносмия, катар верхних дыхательных путей, гипохромная анемия, ускоренная РОЭ, нарушения обмена кальция, протеинурия, нарушение аппетита, похудание.

При выраженных формах интоксикации поражаются печень и почки, наблюдаются изменения в структуре костной ткани, пневмосклероз, неврастенический синдром.

Первая помощь и лечение

При остром отравлении соединениями К. пострадавшего необходимо немедленно перенести на свежий воздух и обеспечить ему максимальный покой. Необходимо предотвратить переохлаждение. При раздражении дыхательных путей — тепловлажные ингаляции 2% р-ром питьевой соды, питье теплого молока с содой или щелочной минеральной водой.

При упорном кашле — кодеин, дионин, горчичники на грудную клетку; для профилактики пневмонии — сульфаниламиды, антибиотики. При начинающемся отеке легких — кислородная терапия, внутривенное введение хлорида кальция (по 10—20 мл 10% р-ра), 40% р-ра глюкозы (20 мл) с аскорбиновой к-той (500 мг), бессолевая диета, сердечные средства. Специфическое лечение отравлений К.

— использование комплексонобразующих препаратов, связывающих К. (ЭДТА и др.).

Индивидуальные защитные приспособления

Для защиты от пыли К. используют респираторы или фильтрующие промышленные противогазы с дополнительными фильтрами при работе с аэрозолями (дымами) К., резиновые перчатки и передники.

Меры предупреждения

Оздоровление условий труда в тех производствах, где используются и образуется в технологическом процессе соединения К.

, может быть достигнуто усовершенствованием технологического процесса, использованием современных герметичных конструкций, оборудования, эффективной вентиляции, гидрообеспыливания, применением средств индивидуальной защиты. Необходимо профилактически принимать витамин D.

Кадмий в судебно-медицинском отношении

При отравлении соединениями К. экспертное значение имеют следующие клин, симптомы: резкие боли в области живота, тошнота, рвота, иногда кровавая, понос, появление эритроцитов и белка в моче, увеличение печени.

При вскрытии трупа отмечаются следующие изменения: жировая дистрофия печени и почек, отек и полнокровие легких. Могут быть обнаружены кровоизлияния в легкие (частичный ателектаз). При тяжелых отравлениях соединениями К. описаны жировая инфильтрация поджелудочной железы, полнокровие селезенки.

Суд.-хим. определение К.

производится в различных органах и костях трупа человека дробным методом после окисления органического субстрата в смеси концентрированных серной и азотной к-т или в хлорной к-те в присутствий серной и азотной к-т. Определенный объем минерализата, освобожденного от окислителей, экстрагируют в присутствии диэтилдитиокарбамата натрия хлороформом, затем реэкстрагируют 1 н. р-ром соляной к-ты.

При суд.-хим. определениях К. предварительно связывают медь, почти всегда сопровождающую К. Для этого к исследуемой жидкости добавляют избыток цианистого калия, переводящего медь в комплексное соединение, и р-р насыщают сероводородом или обрабатывают сульфидом натрия. При наличии К. образуется желтый осадок — CdS.

Обнаружение К. производится при помощи макро- и микрометодов.

Макрометод позволяет обнаруживать К. при его содержании 4 мг в 100 г органа.

С насыщенным р-ром бруцина в присутствии бромида калия в р-ре, содержащем К., образуются бесцветные призматические кристаллы, собранные в сфероиды. При действии бромида калия в присутствии пиридина образуются кристаллы в виде сфероидов.

Количественное определение К. производится при помощи комплексона III в присутствии хромогена черного EТ-00 или эриохрома синего.

В печени и почках К. может быть определен в количестве от 0,64 до 6,68 мг и от 1,32 до 8,48 мг в 100 г ткани соответственно. Естественно содержащееся количество К. в организме человека должно учитываться при суд.-мед. оценке результатов определения К. в органах человека.

Таблица 1. СОДЕРЖАНИЕ КАДМИЯ В НЕКОТОРЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ (по Геннигу, 1976)

Пищевой продукт кадмия в мг на 1 кг
Зерновые продукты питания 0,11-0,21
Овощи 0,02-0,23
Мясо 0,16-0,24
Сельдь Ок. 0,05
Коровье молоко (на 1 л) 0,001-0,02

Таблица 2 СОДЕРЖАНИЕ КАДМИЯ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ ЧЕЛОВЕКА (в мкг на 1 г веса ткани)

Ткань, орган кадмия
Почки 32,0
Тонкая кишка 26,0
Печень 2,44
Поджелудочная железа 1,2
Мозг 0,9
Щитовидная железа

Кадмий в организме человека

Кадмий

Кадмий (Cd) — химический элемент с атомным номером 48. В простом виде представляет собой серебристо-белый металл, очень мягкий и ковкий. Во влажном воздухе покрывается оксидной пленкой, в сухом довольно устойчив к окислению.

Кадмий открыт в 1817 году немецким ученым Ф. Штромейером, который выделил из окиси цинка коричнево-бурое вещество, восстановил его водородом и получил ранее не известный металл. Он же дал ему соответствующее название в честь особой руды, из которой в Германии добывали цинк.

кадмия в земной коре составляет 1,3·10-4%, концентрация в водах Мирового океана в среднем 110 мг/л, в почве 60 мкг/кг, глине 300 мкг/кг. Таким образом, кадмий является довольно редким элементом, основная часть которого в природе существует в рассеянном виде. Кадмий почти всегда встречается в минералах цинка.

Своих минералов у кадмия совсем немного: гринокит и хоулиит (сульфиды кадмия), отавит (карбонат кадмия), монтепонит (оксид кадмия), кадмоселит (селенид кадмия) и ксантохроит (гидрат сульфида кадмия).Соединения кадмия часто сопутствуют сульфидам цинка, свинца, марганца, железа, меди и ртути.

Самая высокая концентрация кадмия (до 5%) отмечается в сфалерите и некоторых других минералах цинка.

Почти весь кадмий добывают из минералов гринокита (кадмиевая обманка) и сфалерита (минерал цинка).

Кадмий широко применяется как компонент припоев для снижения температуры их плавления, а также в ювелирном деле, для создания легкоплавких сплавов.

Кадмий очень устойчив к коррозии, поэтому из него изготавливают антикоррозионные покрытия, которые защищают металл даже в морской воде.

Около 20% добываемого кадмия используется в изготовлении батарей и аккумуляторов, там он используется в качестве электродов. Примерно такой же процент этого металла уходит на изготовление красок и пигментов из них. Соединения кадмия могут иметь очень яркий красный, оранжевый или желтый цвет.

Роль кадмия в организме человека

Кадмий является токсичным ультрамикроэлементом, который поражает многие системы организма. Считается одним из самых опасных загрязняющих окружающую среду веществ. Несмотря на это, он нужен человеческому организму и выполняет в нем важную роль, которая до конца еще не изучена.

Предполагается, что кадмий оказывает существенное влияние на углеводный обмен, необходим организму для синтеза в печени гиппуровой кислоты, активирует некоторые ферменты, участвует в обмене других минеральных элементов — кальция, железа, цинка и меди. Тем не менее ферментов, которые могут активироваться исключительно кадмием, в организме человека пока не обнаружено.

Кадмий обнаружен в составе белков группы металлотионеина, для которых характерно наличие большого числа сульфгидрильных групп и ионов тяжелых металлов. Эти белки связывают и утилизируют из организма тяжелые элементы.

Кадмий довольно плохо усваивается в кишечнике, поскольку многие его соединения нерастворимы в воде. В кровь попадает не более 5% принятого с пищей кадмия.

На его всасывание существенно влияет наличие в пище других минеральных элементов и органических соединений, таких как кальций, цинк, медь, клетчатка, белки и др.

Однако усвояемость кадмия, попадающего в организм через легкие, составляет уже 10-50%.

Наибольшая концентрация кадмия обнаружена в почках, печени и двенадцатиперстной кишке. Поскольку кадмий накапливается в организме, с возрастом его концентрация увеличивается, особенно у мужчин. Так, концентрация этого химического элемента в почках у мужчин составляет 44 мкг/г, а у женщин — 29 мкг/г, в печени 4,2 и 3,4 мкг/г соответственно.

Из организма кадмий выводится преимущественно с калом. Происходит это очень медленно: в сутки выводится не более 0,01% от общего количества содержащегося в организме кадмия. Женские половые гормоны ускоряют выведение кадмия, чем объясняется его пониженное содержание у представительниц прекрасного пола. Средний период полувыведения кадмия составляет 25 лет (!).

Источники кадмия в организме человека

Кадмий относится к группе «новых» ультрамикроэлементов и микроэлементов наряду с фтором, ванадием и оловом, поскольку их роль в организме человека была открыта совсем недавно.

Кадмий содержится в некоторых широко распространенных продуктах питания:

  • рыба (до 200 мкг/кг);
  • креветки (1200 мкг/кг);
  • какао-порошок (до 500 мкг/кг);
  • почки животных (около 1000 мкг/кг);
  • свинина и говядина (16 мкг/кг);
  • рис (60 мкг/кг);
  • шампиньоны (от 6 до 170 мг/кг);
  • белый хлеб (30 мкг/кг);
  • маргарин (42 мкг/кг);
  • куриные яйца (24 мкг/кг);

Нехватка кадмия в организме человека

Дефицит кадмия в организме человека изучен недостаточно. Опыты на высших животных показали, что при отсутствии в их рационе кадмия они отстают в росте.

В сутки человек должен получать от 1 до 5 мкг кадмия. Дефицит развивается при поступлении менее 0,5 мкг в сутки.

Подавляющая часть людей дефицитом кадмия не страдает, поскольку, как показывают исследования, в среднем в рационе человека содержится 10-20 мкг кадмия.

Замедляют усвоение кадмия сера, кальций, цинк, медь, селен и пищевые волокна. Цинк и медь способствуют выведению кадмия из организма.

Избыток кадмия в организме человека

Кадмий — чрезвычайно токсичный химический элемент. Причем ядовит не только металлический кадмий, но и многие его соединения. Коварность кадмия состоит в том, что он накапливается в организме.

Предельно допустимая концентрация кадмия в источниках питьевого водоснабжения 1 мкг/л.

Вредное воздействие на организм начинается уже при поступлении 3 мг кадмия в сутки, а при попадании в организм нескольких граммов его соединений высока вероятность летального исхода.

Самым опасным соединением кадмия считается его оксид, вдыхание паров которого в течение всего лишь 1 минуты при концентрации 2,5 г/м3 воздуха (30 сек при концентрации в два раза выше) приводит к неминуемой смерти. При более низких концентрациях кадмий убивает медленно, являясь сильнейшим канцерогеном.

Причинами избытка кадмия являются:

  • контакт на вредном производстве;
  • курение;
  • дефицит цинка, меди, кальция, железа и селена.

Токсический эффект кадмия состоит в том, что он связывает все серосодержащие аминокислоты и ферменты, по сути обрекая организм на голодную смерть. Также происходит поражение центральной нервной системы, печени и почек, нарушается фосфорно-кальциевый обмен, из-за чего разрушаются кости, развивается анемия, поражаются цитоплазма и ядра клеток.

При остром отравлении кадмием симптомами являются судороги и рвота. В таком случае первая помощь человеку — вывести его на свежий воздух, предоставив полный покой и предотвратив переохлаждение.

Если раздражены дыхательные пути, пострадавшему следует дать теплое молоко с содой, 2%-ным раствором соды проделать ингаляции. При сильном кашле дать кодеин, дионин, на грудную клетку поставить горчичники. Без медицинской помощи не обойтись.

Терапия заключается в том, чтобы дать человеку сывороточный белок альбумин с карбонатом натрия, которые связывают кадмий в нерастворимые химические соединения.

Симптомы хронического отравления кадмием:

  • поражение мочевыводящей и половой систем;
  • протеинурия (белок в моче);
  • глюкозурия (глюкоза в моче);
  • аминоацидоурия (повышенное содержание в моче аминокислот и продуктов их обмена);
  • ß2- микроглобулинурия;
  • простатопатия;
  • увеличение риска рака и некроза яичек;
  • фиброзное поражение бронхо-легочной системы;
  • повышение риска развития эмфиземы;
  • анемия (малокровие);
  • гипертония;
  • остеопороз.

Что такое Кадмий

Кадмий

Кадмий — 1. Химический элемент, серебристо-белый металл, содержащийся в цинковых рудах и входящий в состав многих легкоплавких сплавов.
2. Искусственная желтая краска разных оттенков, применяемая в фресковой или масляной живописи, керамике и т.п.

Значение слова Кадмий по Ожегову:

Кадмий — Желтая краска, получаемая на основе этого элемента или синтетически

Кадмий Химический элемент, серебристо-белый мягкий металл

Кадмий в Энциклопедическом словаре:

Кадмий — (лат. Cadmium) — Cd, химический элемент II группы периодическойсистемы, атомный номер 48, атомная масса 112,41. Название от греческогоkadmeia — цинковая руда. Серебристый металл с синеватым отливом, мягкий илегкоплавкий. плотность 8,65 г/см3, tпл 321,1 .С.

Добывают при переработкеруд Zn, Pb и Cu. Применяют для кадмирования, в мощных аккумуляторах,ядерной энергетике (регулирующие стержни реакторов), для полученияпигментов. Входит в состав легкоплавких и других сплавов. Сульфиды,селениды и теллуриды кадмия — полупроводниковые материалы.

Многиесоединения кадмия ядовиты.

Значение слова Кадмий по словарю медицинских терминов:

кадмий (Cadmium, Cd) — химический элемент II группы периодической системы Д. И. Менделеева. атомный номер 48, атомная масса 112,40. соединения кадмия оказывают токсическое действие на организм человека.

Значение слова Кадмий по словарю Ушакова:

КАДМИЙ
кадмия, мн. нет, м. (греч. kadmia — цинк). Блестящий белый металл, содержащийся в цинке, — химический элемент 2-й группы периодической системы (хим.). || Название красок (желтых), приготовляемых из этого металла (живоп.).

Значение слова Кадмий по словарю Даля:

Кадмий
м. металл (одно из химических начал или неразлагаемых стихий), встречаемый в цинковой руде. Кадмиевый, к кадмию относящ. К-адмистый, содержащий в себе кадмий.

Значение слова Кадмий по словарю Брокгауза и Ефрона:

Кадмий (хим.) — металл, химический знак Cd, вес атома = 112. Встречается в немногих и редких минералах (например, гриноките CdS), чаще вместе с цинком, преимущественно в цинковой обманке (см.

Цинк) Силезии, откуда и извлекается вместе с цинком, от которого отличается летучестью, потому что кипит около 770° (а цинк около 930°). на основании этого свойства Cd получается в первых порциях при перегонке цинка, от которого может быть отделен при обжигании цинковой обманки, так как при этом сернистый К.

дает сернокислую соль CdSO4, растворимую в воде, а сернистый цинк образует окись в воде нерастворимую. из раствора же CdSO4 К. вытесняется цинком до конца. Осажденный цинком из растворов, К. плавят и отливают обыкновенно в палочки. Это белый (слегка синеватый), мягкий (но тверже свинца) металл, способный к полировке, напоминает олово. уд.

вес 8,6, плавится при 320°, плотность паров 3,94 (воздух = 1). отсюда видно, что в частице его (как ртути и многих др. металлов) содержится 1 атом. На воздухе при обыкновенной температуре не окисляется, а при накаливании дает бурую окись CdO, получаемую обыкновенно прокаливанием углекислой соли. Кислоты серная и соляная растворяют К.

труднее, чем цинк, с выделением водорода и образованием растворов солей CdSO 4 и CdCl2. энергичнее действует азотная кислота. Соли К. CdX2 бесцветны и по свойствам сходны с солями цинка. К. относится ко 2-й группе элементов периодической системы, из нечетных рядов, т. е. есть аналог Mg, Zn и Hg. Открыт К. Германом и Штромбергом в 1819 г.

В практике употребляется почти исключительно в живописи в виде желтой краски, называемой обыкновенно «К.» и содержащей CdS, и в виде йодистого К., CdJ2, получаемого прямо из металлического К. и йода, растворимого в воде и спирте и применяемого для йодирования коллодия при приготовлении фотографических пластинок.

Что касается получения сернистого К., то должно заметить, что сернистый водород, пропущенный в сильно разбавленный раствор солей К., дает прямо (осаждение полное) лимонно-желтый осадок CdS, растворимый в крепких кислотах (в растворе синеродистого калия CdS не растворяется, отличие от меди и др.).

крепкие, особенно же нагретые, и в присутствии свободных кислот, растворы солей К. дают с сероводородом уже красноватый осадок сернистого К. (осаждение при этом не бывает полным). оба видоизменения и их смеси применяются как краски в живописи. &#916..

Определение слова «Кадмий» по БСЭ:

Кадмий (Cadmium)
Cd, химический элемент II группы периодической системы Менделеева. атомный номер 48, атомная масса 112,40. белый, блестящий, тяжёлый, мягкий, тягучий металл. Элемент состоит из смеси 8 стабильных изотопов с массовыми числами: 106 (1,215%), 108 (0,875%), 110 (12,39%), 111 (12,75%), 112 (24,07%), 113 (12,26%), 114 (28,86%), 116 (7,58%).

Историческая справка. В 1817 нем. химик Ф. Штромейер, при ревизии одной из аптек, обнаружил, что имевшийся там карбонат цинка содержит примесь неизвестного металла, который осаждается в виде жёлтого сульфида сероводородом из кислого раствора. Штромейер назвал открытый им металл кадмием (от греч. kadm йia — нечистая окись цинка, также цинковая руда).
Независимо от него нем. учёные К.

Герман, К. Карстен и В. Мейснер в 1818 открыли К. в силезских цинковых рудах.
Распространение в природе. К. — редкий и рассеянный элемент с кларком литосферы 1,3·10&minus.5 % по массе. Для К. характерны миграция в горячих подземных водах вместе с Цинком и др. халькофильными элементами и концентрация в гидротермальных месторождениях.

Минерал сфелерит ZnS местами содержит до 0,5-1% Cd, максимально до 5%. Реже встречается гринокит CdS. Концентрируется кадмий в морских осадочных породах — сланцах (Мансфельд, ГДР), в песчаниках, в которых он также связан с цинком и др. халькофильными элементами. В биосфере известны 3 очень редких самостоятельных минерала К. — карбонат CdCO3 (отавит), окись CdO (монтепонит) и селенид CdSe.

Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка К. гексагональная, а = 2,97311 Е, c = 5,60694 Е (при 25°C). атомный радиус 1,56 Е, ионный радиус Cd2+ 1,03 Е. Плотность 8,65 г/смі (20°C), tпл 320,9°C, tкип 767°C, коэффициент термического расширения 29,8·10&minus.6 (при 25°C). теплопроводность (при 0°C) 97,55 вт/(м·К) или 0.233 кал/(см·сек°C).

удельная теплоёмкость (при 25°C) 225,02 дж/(кг·К) или 0,055 кал/(г·°C). удельное электросопротивление (при 20°C) 7,4·10&minus.8ом·м (7,4·10&minus.6 ом·см). температурный коэффициент электросопротивления 4,3·10&minus.3 (0-100°C).
Предел прочности при растяжении 64 Мн/мІ(6,4 кгс/ммІ), относительное удлинение 20%, твёрдость по Бринеллю 160 Мн/мІ (16 кгс/ммІ).

В соответствии с внешней электронной конфигурацией атома 4d10 5sІ валентность К. в соединениях равна 2 (впрочем, имеются указания на образование ионов Cd22+ при растворении К. в расплавленном CdCl2). На воздухе К. тускнеет, покрываясь тонкой плёнкой окиси CdO, которая защищает металл от дальнейшего окисления. При сильном нагревании на воздухе К.

сгорает в окись CdO — кристаллический порошок от светло-коричневого до темно-бурого цвета, плотность 8,15 г/смі. при 700°C CdO возгоняется, не плавясь. К. непосредственно соединяется с галогенами. эти соединения бесцветны. CdCl2, CdBr2 и Cdl2 очень легко растворимы в воде (около 1 ч. безводной соли в 1 ч. воды при 20°C), CdF2 растворим труднее (1 ч. в 25 ч. воды). С серой К.

образует сульфид CdS от лимонно-жёлтого до оранжево-красного цвета, нерастворимый в воде и разбавленных кислотах. К. легко растворяется в азотной кислоте с выделением окислов азота и образованием нитрата, который даёт гидрат Cd (NO3)2·4H2O.
Из кислот — соляной и разбавленной серной К.

медленно выделяет водород, при выпаривании растворов из них кристаллизуются гидраты хлорида 2CdCl2·5H2O и сульфата 3CdSO4·8H2O. Растворы солей К. имеют кислую реакцию вследствие Гидролиза. едкие щёлочи осаждают из них белую гидроокись Cd (OH)2, нерастворимую в избытке реактива. впрочем, при действии концентриров.

растворов щёлочи на Cd (OH)2 были получены гидрооксокадмиаты, например Na2[Cd (OH)]. Катион Cd2+ легко образует комплексные ионы с аммиаком [Cd (NH3)4]2+ и с цианом [Cd (CN)4]2- и [Cd (CN)6]4-. Известны многочисленные основные, двойные и комплексные соли К. Соединения К. ядовиты. особенно опасно вдыхание паров его окиси.
Получение и применение. К.

получают из побочных продуктов переработки цинковых, свинцово-цинковых и медно-цинковых руд. Эти продукты (содержащие 0,2-7% К.) обрабатывают разбавленной серной кислотой, которая растворяет окиси К. и цинка. Из раствора осаждают К. цинковой пылью. губчатый остаток (смесь К. и цинка) растворяют в разбавленной серной кислоте и выделяют К. электролизом этого раствора. Электролитический К.

переплавляют под слоем едкого натра и отливают в палочки. чистота металла — не менее 99,98%.
Металлический К. применяют в ядерных реакторах, для антикоррозионных и декоративных покрытий (см. Кадмирование), в Аккумуляторах. К. служит основой некоторых подшипниковых сплавов, входит в состав легкоплавких сплавов (см., например, Вуда сплав).

Легкоплавкие сплавы применяют для спайки стекла с металлом, в автоматических огнетушителях, для тонких и сложных отливок в гипсовых формах и др. Сульфид К. (кадмиевая жёлтая) — краска для живописи. Сульфат и амальгама К. используются в нормальном элементе Вестона.
К. в организме. К. в растениях составляет 10&minus.4% (на сухое вещество).

у некоторых животных (губок, кишечнополостных, червей, иглокожих и оболочников) — 4·10&minus.5-3·10&minus.3% сухого вещества. Обнаружен у всех позвоночных животных. Наиболее богата К. печень. Физиологическое значение К. изучено недостаточно, но известно, что К. влияет на углеводный обмен, на синтез в печени гиппуровой кислоты, на активность некоторых ферментов.
Лит.: Погодин С. А., Кадмий, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963. Реми Г., Курс неорганической химии, [пер. с нем.], т. 2, М., 1966, с, 476-486.
С. А. Погодин.

Кадмий

Кадмий

Атомные свойстваФизические свойстваРазноеСамые стойкие изотопы
Название, Обозначение, Номер Кадмий, Cd, 48
Химическая группа переходные металлы
Группа, период, Блок 12, 5, d
Плотность, Твердость 8650 кг / м³, 2
Показать Серебристо-белый металлический
Атомная масса 112,411 а.е.м. (г / моль)
Радиус атома 155 (161) пм
Ковалентная радиус 148 пм
Радиус Ван дер Ваальса 158 пм
Электронная конфигурация [Kr] 4d 10 5s 2
e — на энергетический уровень 2, 8, 18, 18, 2
Степени окисления (Оксид) 2 (основной)
Структура решетки Гексагональная
Агрегатное состояние Твердый
Температура плавления 594,22 K
Температура кипения 1040 K
Молярный объем 1,00 × 10 -6 м³ / моль
Теплота испарения 100 кДж / моль
Удельная теплота плавления 6,192 кДж / моль
Давление насыщенного пара 14,8 Па при 597 K
Скорость звука 2310 м / с при 293,15 K
Электроотрицательность 1,69 (по Полинґом)
Удельная теплоемкость 233 Дж / (кг · К)
Электропроводность 13,8 10 июня / (м · Ом)
Теплопроводность 96,8 Вт / (м · К)
I [Энергия ионизации]] 867,8 кДж / моль
II ИОНИЗАЦИОННОГО потенциал 1631,4 кДж / моль
III ИОНИЗАЦИОННОГО потенциал 3 616 кДж / моль
изотоп ПР Полураспад ВР ЕР МэВ ПР
108 Cd 0,89% Cd — устойчивый с 60 нейтронами
109 Cd {сын.} 462,6 д ε 0,214 109 Ag
110 Cd 12,49% Cd — устойчивый из 62 нейтронами
111 Cd 12,8% Cd — устойчивый 63 нейтронами
112 Cd 24,13% Cd — устойчивый 64 нейтронами
113 Cd {сын.} 7,7 E15 г. β — 0,316 113 In
113 Cdм {сын.} 14,1 г. β — ИП 0,580 0,264 113 In
114 Cd 28,73% Cd — устойчивый из 66 нейтронами
116 Cd 7,49% Cd — устойчивый с 68 нейтронами

Кадмий — химический элемент в периодической таблице, который сказывается Cd и имеет атомный номер 48 и атомную массу 112,41. Серебристо-белый мягкий металл с синеватым отливом, гибкий, тягучий, легкоплавкий, токсический переходный металл, встречается в цинковом рыжие, массово используется в батареях питания.

Природный кадмий состоит из смеси 8 стабильных изотопов с массовыми числами106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 116. Кадмий сильно захватывает тепловые нейтроны, самый поперечное сечение поглощения имеет изотоп 113 Cd.

Соли легко гидролизуются, имеют кислую реакцию, под действием щелочей выделяется гидроксид Cd (OН) 2. Единственный стабильный степень окисления 2. Характерным для Cd является координационное число 6, хотя встречаются 4 и 5.

Кадмийорганични соединения R 2 Cd не устойчивы к воде и кислорода, высокореактивный.

Общая информация

Простое вещество — кадмий. Мягкий ковкий металл, аллотропных модификаций НЕ мае..Густина 8,65, т-ра плавления 321,1 ° C, т-ра кипения — 766,5 ° C. Кларк К. — 1,35 · 10-35%. Реагирует с кислотами. Растворимые соединения ядовиты.

Образует редкие минералы: гринокит CdS (77,7% Cd), отавит CdCO 3, кадмоселит CdSe, монтепонит CdO (87,5% Cd). Входит в виде изоморфной примеси в минералов цинка, особенно в сфалерита. Примесь Cd (тысячные доли%) является в гидротермальных рудах, где он присутствует в Сфалерит, галените и др.

, Главным образом сульфидных минералах. Повышенное содержание К. до 1,5% характерен для маложелезистого Сфалерит.

Во влажном воздухе покрывается защитной оксидацийного пленкой с CdO, при сильном нагревании сгорает до CdO. Галогенами легко оксидируется к галида. Растворяется в минеральных кислотах, в лугах не растворим. Реагирует с кислородом при нагревании, а также с кислотами.

История

Кадмий (лат. Cadmia, греч. Kadmeia означает цинковая руда) был открыт в Германии в 1817 Фридрихом Штрогмеером. Штронгмеер нашел новый элемент в загрязнении оксида цинка, и около 100 лет Германия оставалась единственной страной, которая импортировала этот металл. Ученый назвал металл кадмием, подчеркнув его «родственные связи» с цинком: греческое слово «кадмия» означало «цинковая руда».

Распространение в природе

Кадмий относится к числу редких рассеянных элементов, его Кларк (процент содержания по массе) в земной коре составляет 1,3 * 10 -5%. Для кадмия характерна миграция в горячих подземных водах вместе с цинком и другими халькофильных элементами (т.е.

химическими элементами, склонными к образованию природных сульфидов, селенидов, телерадио, сульфосолей, что иногда встречаются в самородном состоянии) и концентрация в гидротермальных отложениях.

Вулканические породы содержат до 0,2 мг кадмия на кг, среди осадочных пород наиболее богатые кадмием глины — до 0,3 мг / кг, известняки содержат 0,035 мг / кг, песчаники — 0,03 мг / кг. Среднее содержание кадмия в почве — 0,06 мг / кг.

Хотя известны самостоятельные минералы кадмия — гринокит (CdS), отавит (CdCO 3), монтепонит (CdO) и селенид (CdSe), своих залежей они не образуют, а присутствующие в виде примесей в цинковых, свинцовых, медных и полиметаллических рудах, и является основным источником промышленного получения кадмия.

В определенной степени кадмий присутствует и в воздухе. кадмия в воздухе составляет 0,1 -5 нг / м в сельской местности (1 нг или 10 -9 г), 2-15 нг / м — в городах и от 15 до 150 нг / м — в промышленных районах.

Связано это с тем, что многие виды угля содержат кадмий в виде примесей и, при сжигания на теплоэлектростанциях, он попадает в атмосферу. При этом большая его часть оседает на почву.

Также увеличению содержания кадмия в почве способствует использование минеральных удобрений, так как все они содержат незначительные примеси кадмия.

Кадмий может накапливаться в растениях (больше всего в грибах) и живых организмах (особенно в водных) и далее по пищевой цепи может «поставляться» человеку. Многие кадмия в сигаретном дыме.

Изотопы

Природный кадмиум состоит из 6 устойчивых изотопов. Было выявлено 27 устойчивых радиоизотопов: Cd-113 с периодом полураспада 7,7 квадриллионов лет, Cd-109 с периодом полураспада 462,6 дней и Cd-115 с периодом полураспада 53,46 часов.

Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 2,5 часов и большинство из них имеют период полураспада менее 5 минут.

Этот элемент имеет 8 метастабильных состояний, самые стойкие из них: Cd-113 (t ½ 14,1 лет), Cd-115 (t ½ 44,6 дней) и Cd-117 (t ½ 3,36 часов).

Изотопы кадмия имеют атомную массу в пределах от 96,935 Дн (Cd-97) к 129,934 Дн (Cd-138). Основной вид распада наиболее распространенного устойчивого изотопа Cd-112 — это захват электрона и его бета-излучения. Продуктом распада к операции является элемент 47 (серебро), а после — элемент 49 (индий).

Получение

Мировое производство кадмия в начале XXI в. составляет ок. 20 млн т. Из них страны Азии дают 45%, Америки — 25%, Европы — 27%.

Основные источники кадмия — промежуточные продукты цинкового производства, пыль свинцовых и медеплавильных заводов. Сырье обрабатывают концентрированной серной кислотой и получают CdSO 4 в растворе. Из раствора Cd выделяют, используя цинковая пыль:

Полученный металл очищают переплавкой под слоем щелочи для удаления примесей цинка и свинца. Кадмий высокой чистоты получают электрохимическим рафинированием с промежуточным очисткой электролита.

Физические свойства

Кадмий — это мягкий, тягучий, гибкий, серебристо-белый двухвалентный металл, который можно легко разрезать. Во многом он похож на цинк, но он способен образовывать сложные соединения.

Химические свойства

По химическим свойствам кадмий подобный цинка, однако менее активным. При обычной температуре на воздухе поверхность металлического кадмия покрывается оксидной пленкой, которая затрудняет проведение реакций — большинство взаимодействий проходят при нагревании. При сжигании кадмия в струе кислорода образуется его оксид:

При контакте с водой кадмий пассивируется за появления гидроксидних пленки Cd (OH) 2, однако он активно разлагает перегретый водную пару:

Кроме кислорода, металлический кадмий взаимодействует также с галогенами, серой, селеном, фосфором (с образованием примесей):

Восстановительные свойства в кадмия слабее, чем в цинке, но он так же восстанавливает некоторые неметаллы из оксидов и металлы в их солях (в растворах):

Кадмий может выступать в качестве комплексообразователя, координируя 3, 4 или 6 лигандов:

Применение

Благодаря своим физическим свойствам, кадмий нашел широкое применение в технике и промышленности (особенно, начиная с 50-х годов XX века).

Основные сферы применения его использования: для антикоррозионного покрытия (так называемого кадмирования) черных металлов, особенно в тех случаях, когда они контактируют с морской водой, а также для производства никель-кадмиевых электрических аккумуляторов и батарей.

Кадмий входит в состав многих сплавов, как лекгоплавких, применяемых в качестве припоев (например, сплав Вуда (Wood's metal) — 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd), так и тугоплавких износостойких (например, с никелем).

Кадмий используется в стержнях-замедлителях атомных реакторов, некоторые соединения кадмия имеют полупроводниковые свойства и тому подобное. Достаточно долго кадмий использовался для производства красителей (пигментов) и в качестве стабилизатора в производстве пластмасс (например, полихлорвинила), однако в настоящее время, из-за токсичности, в этих целях он практически не используется.

Опасность здоровью

Кадмий — один из немногих элементов, не выполняет конструктивных функций в человеческом организме. Этот элемент и его соединения являются чрезвычайно токсичными даже в незначительных концентрациях. Имеет свойство накапливаться в организмах и экосистемах.

Вдыхание кадмиевого пыли быстро приводит к заболеваниям, часто смертельных, дыхательных путей и почек (чаще всего — почечная недостаточность). Поглощение любой значительного количества кадмия вызывает немедленное поражение печени и почек.

Соединения, содержащие кадмий также канцерогенными. Данные о канцерогенности кадмия ограничены. В опытах на животных не было зафиксировано роста числа опухолей из употребления кадмия.

Такая тенденция наблюдалась только с вдыханием частиц пыли, содержащий неорганические соединения кадмия.

Отравление кадмием является причиной болезни, которая впервые была описана в Японии в 50-х годах XX века и получила название «Итай-итай» (что дословно означает «больно-больно»).
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть