Кадмий

Содержание
  1. КАДМИЙ
  2. Профессиональные вредности
  3. Первая помощь и лечение
  4. Индивидуальные защитные приспособления
  5. Меры предупреждения
  6. Кадмий в судебно-медицинском отношении
  7. Характеристики и свойства металла кадмий
  8. История открытия
  9. Запасы и месторождения
  10. Добыча и промышленное получение
  11. Свойства и характеристики
  12. Физические
  13. Химические
  14. Механические
  15. Где используется кадмий?
  16. Влияние на организм
  17. Кадмий — токсичный, тяжелый и редкий
  18. Бдительный аптекарь
  19. Свойства Кадмия
  20. Где находят
  21. Как производят
  22. Сплавы
  23. Плюсы и минусы
  24. Применение
  25. Стоимость
  26. Вы точно знаете, чем опасен кадмий?
  27. Чем опасен для человека?
  28. Как накапливается в организме
  29. Как попадает в организм?
  30. Влияние на человека
  31. Отравление кадмием
  32. Группы риска
  33. Кадмий в организме человека
  34. Роль кадмия в организме человека
  35. Источники кадмия в организме человека
  36. Нехватка кадмия в организме человека
  37. Избыток кадмия в организме человека
  38. Кадмий
  39. Происхождение названия
  40. Нахождение в природе
  41. Получение
  42. Физические свойства
  43. Химические свойства
  44. Сплавы
  45. Защитные покрытия
  46. Пигменты
  47. Медицина
  48. Другие сферы применения
  49. Острая токсичность
  50. Хроническая токсичность
  51. Санитарно-экологические нормативы
  52. Механизм токсического действия
  53. Изотопы

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 продукткадмия в мг на 1 кг
Зерновые продукты питания0,11-0,21
Овощи0,02-0,23
Мясо0,16-0,24
СельдьОк. 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, органкадмия
Почки32,0
Тонкая кишка26,0
Печень2,44
Поджелудочная железа1,2
Мозг0,9
Щитовидная железа

Источник: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%9A%D0%90%D0%94%D0%9C%D0%98%D0%99

Характеристики и свойства металла кадмий

Кадмий

Кадмий — металл из периодической таблицы Менделеева, который находится под номером 48. Обладает уникальными свойствами, считается относительно редким. Чаще применяется при покрытии других металлов для защиты от образования ржавчины, но может использоваться и в других сферах деятельности.

Химический элемент кадмий

История открытия

Новый химический элемент, который был назван кадмием, открыл Фридрих Штромейер в 1817 году. Известный профессор химии, фармацевт занимался инспектирование аптек.

В процессе прокаливании разных образцов карбоната натрия он отметил, что из некоторых представителей получается коричневый или оранжево-желтый оксид. При детальном изучении профессор обнаружил что он не содержит свинца и железа.

Появление такого окраса он объяснил присутствием неизвестного элемента.

Практически в то же время, независимо от работ Штромейера, изучая соединения на основе цинка кадмий выделили К. Херман и И. Ролофф.

Запасы и месторождения

Кадмий — редкий рассеянный элемент. Из него образуется ограниченное число соединений. Основным минералом, в котором содержится значительное количество этого элемента, является гринокит. Из него не образуются естественные скопления. Чаще данный минерал встречается в виде землянистой корки, которой покрываются цинковые минералы.

В больших количествах его добывают в зонах сульфидных месторождений. Самые большие из них расположены в Средней Азии, Казахстане, на Южном Урале.

Редкие минералы, которые могут содержать кадмий, — кадмоселит, отавит, монтепонит.

Слиток кадмия ( Instagram / high_chemical_purity_metals)

Добыча и промышленное получение

Процесс промышленного получения кадмия из расходного сырья включает нескольких этапов:

  1. Выщелачивание расходного сырья.
  2. Очищение готового раствора от примесей, посторонних компонентов.
  3. Цементация кадмия на цинке или его электрическое осаждение.
  4. Плавка выделенной губки.
  5. Рафинирование.

После проведения всех этапов на выходе получается металл с чистотой 99,95%.

Свойства и характеристики

Чтобы понять, насколько важен металл для промышленности, где он может применяться, нужно изучить его свойства — физические, химические, механические.

Физические

Физические свойства кадмия:

  1. Атомный номер — 48.
  2. Строение — гексагональная решетка.
  3. Температура плавления — 321°C.
  4. Плотность — 8,65 кг/дм3.
  5. Температура кипения — 765°C.
  6. Электродный потенциал — 0,403 В.
  7. Коэффициент термического расширения — 29,8·10-6.
  8. Теплопроводность — 97,55 вт/(м·К) (при 0°C).
  9. Максимальная прочность на растяжение — 64 Мн/м2.

Кадмий — мягкий, тяжелый, тягучий металл белого цвета с характерным металлическим блеском.

Металл кадмий ( Instagram / zeodetoxru)

Химические

Свойства:

  1. Валентность — 2.
  2. Металл при пребывании на открытом воздухе покрывается оксидной пленкой.
  3. Гидроксид не растворяется в щелочах.

Кадмий не вступает в реакцию с бором, кремнием, углеродом. Взаимодействует с кислотами.

Механические

Свойства:

  1. Металл соединяют с цирконием, цинком для получения сплавов с улучшенными характеристиками.
  2. Для увеличение механических свойств сплав дополняется редкоземельными металлами, которые выступают в роли легированных добавок.
  3. Твердость по системе Бринелля — 20 НВ.

Цинк ( Instagram / cink_metall)

Где используется кадмий?

Сферы применения:

  1. Изготовление пигментов. Используются соли металла.
  2. Применение в качестве реактива для проведения экспериментов.
  3. Производство батарей, аккумуляторов.
  4. Применение в качестве легирующей добавки для сплавов.
  5. Изготовление регулирующих стержней в атомной промышленности. С их помощью можно изменять скорость атомных реакций.
  6. Производство солнечных батарей, полупроводников, стабилизаторов для ПВХ, люминофоров, зубных пломб.
  7. Изредка находит применение при сборке криотехники.
  8. Изготовление ювелирных украшений. Используется в соединении с золотом.

Поскольку металл может накапливаться в раковых клетках, его применяют при лечении онкологических заболеваний.

Цепочка и подвеска ( Instagram / zl_jewelry)

Влияние на организм

Кадмий — опасный для человека металл. Его изотопы выделяют вредные вещества, которые могут привести к ухудшению общего состояния, отравлению. Острая интоксикация организма наступает после попадания в организм 30 мг вещества. Симптомы отравления кадмием:

  • ухудшение общего самочувствия;
  • сильная сонливость, слабость;
  • рвота, тошнота;
  • боль в области грудной клетки и живота;
  • одышка, другие нарушения дыхания;
  • жидкий стул;
  • помутнение сознания;
  • бледность кожи;
  • металлический привкус во рту;
  • удушливый кашель.

Если в организме присутствует постоянный повышенный уровень этого вещества, состояние будет ухудшаться постепенно.

Самый опасный вариант развития событий — хроническая интоксикация организма. Поскольку общее состояние ухудшается медленно, специфическая клиническая картина отсутствует. Человек не обращает внимание на ухудшение состояния, списывая недомогание на нехватку витаминов, переутомление, плохую экологию.

При лечении интоксикации кадмием пациент должен находиться в стационаре. Запрещено заниматься самолечением, поскольку это может привести к летальному исходу. Уровень содержания этого металла в организме определяется с помощью анализа мочи.

Чтобы вывести отравляющее вещество из желудочно-кишечного тракта, проводится промывание желудка с применением зонда. После очистки пациент должен выпить сорбент. При проведении процедур для улучшения общего состояния врачи контролируют работу почек и печени.

Ученые считают кадмий одновременно полезным и вредным металлом. Он применяется в разных направлениях промышленности, но очень опасен организма. Длительный контакт с кадмием может привести к острому или хроническому отравлению.

Источник: https://metalloy.ru/metally/kadmiy

Кадмий — токсичный, тяжелый и редкий

Кадмий

› Металлы

23.09.2020

При почти детективных условиях был открыт металл кадмий.

Бдительный аптекарь

История началась в Магдебурге с окружного врача-инспектора. Он приказал изъять из продажи препараты с оксидом цинка — якобы, там содержится мышьяк. Аптекари возмутились, обратились к Ф. Штромейеру — главному инспектору по аптекам.

Препараты исследовали, мышьяка не нашли. Зато обнаружили оксид нового элемента. Штромейер назвал открытый элемент «кадмий», в честь героя древнегреческого мифа.

Свойства Кадмия

Кадмий относится к переходным металлам. Он мягкий, тягучий и ковкий.

Характеристики:

  1. Кристаллическая структура решетки гексагональная.
  2. У элемента рекордная для металлов теплопроводность в области абсолютного нуля.
  3. Цвет белый, серебристый.

Кадмий тяжелый металл, наряду с осмием, свинцом, молибденом.

Имеет три модификации; отличить их можно некоторым физическим параметрам.

Химические свойства:

  1. Оксиды и сульфиды кадмия почти не растворяются в воде.
  2. В условиях влажного воздуха на поверхности образуется оксидная пленка. Она препятствует дальнейшему окислению.
  3. Не образует карбидов.
  4. В нагретых разбавленных H2SO4 и HNO3 (формулы серной и соляной кислот) кадмий растворяется с выделением водорода.
Свойства атомаНазвание, символ, номерАтомная масса(молярная масса)Электронная конфигурацияРадиус атомаХимические свойстваКовалентный радиусРадиус ионаЭлектроотрицательностьЭлектродный потенциалСтепени окисленияЭнергия ионизации(первый электрон)Термодинамические свойства простого веществаПлотность (при н. у.)Температура плавленияТемпература кипенияУд. теплота плавленияУд. теплота испаренияМолярная теплоёмкостьМолярный объёмКристаллическая решётка простого веществаСтруктура решёткиПараметры решёткиОтношение c/aТемпература ДебаяПрочие характеристикиТеплопроводностьНомер CAS
Ка́дмий / Cadmium (Cd), 48
112,411(8)[1] а. е. м. (г/моль)
[Kr] 4d10 5s2
154 пм
148 пм
(+2e) 97 пм
1,69 (шкала Полинга)
−0,403[2]
2
 867,2 (8,99) кДж/моль (эВ)
8,65 г/см³
594,1 K (321 °C)
1038 K (764,85 °C)
6,11 кДж/моль
59,1 кДж/моль
26,0[2] Дж/(K·моль)
13,1 см³/моль
гексагональная
a=2,979 c=5,618 Å
1,886
209 K
(300 K) 96,9 Вт/(м·К)
7440-43-9

Рекомендуем:  МАГНИЙ – огненный металл

Где находят

Месторождения кадмиевых руд в природе отсутствуют, это рассеянный металл. Кадмиевые минералы существуют, но промышленного значения не имеют.

Известно 6 кадмиевых минералов:

  • гринокит;
  • отавит;
  • ксантохроит;
  • хоулиит;
  • монтемпонит;
  • кадмоселит.

Металл почти всегда присутствует в медных, цинковых, свинцовых рудах.

Как производят

Производство связано с получением цинка. Кадмий является побочным продуктом извлечения цинка из его минералов. Этот способ получения амальгамный.

Гидроэлектрометаллургический способ состоит из стадий:

  • выщелачивание руды;
  • очистка раствора от примесей;
  • цементация или электролитическое осаждение металла;
  • плавка полученной губки.

Далее при надобности металл рафинируют, доводят до высокой чистоты.

Сплавы

Кадмиевые сплавы делятся на:

  • антифрикционные;
  • легкоплавкие;
  • припои;
  • сплавы с драгметаллами.

В составе припоев 1 часть кадмия заменяет 5 частей олова.

Медно-кадмиевые сплавы почти полностью сохраняют электропроводность меди, и обладают повышенной прочностью к истиранию и высоким сопротивлением на разрыв.

Плюсы и минусы

Достоинства кадмированных изделийНедостатки
Отлично проявляют себя в среде, содержащей Cl (например, морской воде)Бесполезно кадмировать изделия, работающие в присутствии серы и ее соединений
Обладают высокой пластичностьюСварка разрушает кадмиевые покрытия
Допускается сопряжение с оксидированным алюминием и цинкомКадмий и его соединения опасны для здоровья

Применение

Большая часть кадмиевых покрытий применяется для защиты:

  • изделий, эксплуатируемых в морской воде;
  • деталей машин, которые работают в условиях высокой влажности;
  • защищают электрические контакты от коррозии.

Много произведенного кадмия используют в сплавах легкоплавких, антифрикционных, в сплавах с драгоценными металлами.

Пятая часть добытого металла применяется в батареях и аккумуляторах.

Атомная промышленность применяет кадмий для производства регулирующих стержней. Входит в состав экранов защиты от нейтронного излучения.

Рекомендуем:  ОЛОВО – разноликий металл

На подъеме производство солнечных батарей с CdTe.

Часть металла идет на производство красящих пигментов.

В ювелирном производстве используют сплавы с золотом. В зависимости от процентного содержания составляющих они имеют цвета от ярко-желтого до зеленоватого.

Радиоактивные изотопы используют в лечении онкологических болезней.

Стоимость

Цена кадмия марки КдО 1100 рублей за килограмм; марка 5N — 6500 рублей/кг; металл чистотой 99,9999% марки 6N стоит 15000 рубля/кг.

Кадмий — токсичный, тяжелый и редкий Ссылка на основную публикацию

Источник: https://TheMineral.ru/metally/kadmij

Вы точно знаете, чем опасен кадмий?

Кадмий

Свое название этот «опасный» элемент получил от греческого слова, означающего цинковую руду, поскольку кадмий представляет собой серебристо-белый мягкий металл, применяемый в легкоплавких и других сплавах, для защитных покрытий, в атомной энергетике. Это побочный продукт, который получают при переработке цинковых руд.

Большие количества кадмия очень опасны для здоровья.

статьи:

Чем опасен для человека?

Люди отравляются кадмием, употребляя воду и зерновые, овощи, растущие на землях, расположенных вблизи от нефтеперегонных заводов и металлургических предприятий.

Появляются невыносимая боль в мышцах, непроизвольные переломы костей (кадмий способен вымывать кальций из организма), деформация скелета, нарушения функций легких, почек и других органов.

Излишек кадмия может вызывать злокачественные опухоли.

Овощная диета для похудения

Канцерогенное действие никотина, находящегося в табачном дыме, как правило, связано с присутствием кадмия.

Выделяется кадмий с калом и мочой, но не более 48 мг в день. Больше всего он накапливается в печени и почках, немного — в крови.

Чем больше развита промышленность в стране, тем больше, к сожалению, концентрация этого элемента в почве. В присутствии суперфосфатов растения усваивают кадмий в больших количествах, а если суперфосфатов мало, то кадмий может не усваиваться или усваиваться в минимальных количествах.

Как накапливается в организме

Кадмий – один из самых токсичных тяжелых металлов отнесен ко 2-му классу опасности – “высокоопасные вещества”. Как и многие другие тяжелые металлы, кадмий имеет отчетливую тенденцию к накоплению в организме – период его полувыведения составляет 10-35 лет. К 50 годам его общее весовое содержание в теле человека может достигать 30-50 мг.

Главным “хранилищем” кадмия в организме служат почки (30-60% всего количества) и печень (20-25%). Остальной кадмий находится в поджелудочной железе, селезенке, трубчатых костях, других органах и тканях.

В основном кадмий находится в организме в связанном состоянии – в комплексе с белком-металлотионеином (являющимся, таким образом естественной защитой организма, по последним данным альфа-2 глобулин также связывает кадмий), и в таком виде он менее токсичен, хотя и далеко не безвреден.

Даже “связанный” кадмий, накапливаясь годами способен привести к неприятностям со здоровьем, в частности к нарушению работы почек и повышенной вероятности образования почечных камней. К тому же часть кадмия остается в более токсичной ионной форме.

Кадмий химически очень близок к цинку и способен замещать его в биохимических реакциях, например, выступать как псевдоактиватор или, наоборот, ингибитор содержащих цинк белков и ферментов (а их в организме человека более двухсот).

Прежде всего промышленные предприятия должны обеспечиваться высококачественными очистителями, несмотря на их колоссальную дороговизну.

Жилье, поля, реки, озера должны быть удалены от таких предприятий на значительное расстояние. Необходима непримиримая борьба с курением.

Кроме того, усвоение кадмия можно уменьшить, назначая одновременно селен, который служит противоядием не только для ртути, но и для других металлов.

Однако употребление продуктов, богатых селеном, как правило, снижает содержание серы, и кадмий снова становится опасным. Чрезмерная доза этого микроэлемента может повлиять на обмен веществ.

Например, избыток кадмия выше принятой средней нормы 50 мкг может нарушить солевой обмен: железа, кальция, цинка, магния и меди.

Между кадмием и железом существует антагонизм, поэтому геохимические исследования должны прогнозировать питательную ценность продукта с учетом наличия антагонистических элементов.

Вот почему в проржавевших водопроводных трубах вместо железа находится избыток кадмия — опасного врага нашего организма.

Как попадает в организм?

Кадмий попадает в организм с сигаретным дымом, некоторыми видами краски, с водой, кофе, чаем и загрязненными продуктами, особенно рафинированными зерновыми. Кадмий содержится в почве, в частности в местах природных залежей цинка. Этот тяжелый металл может препятствовать нормальному действию цинка в организме, поражая иммунитет, предстательную железу и кости.

Влияние на человека

Какое вредное влияние оказывает кадмий на организм человека? Основные проблемы, связанные с кадмием.

  • Кадмий вызывает у человека токсические проявления умеренной и средней степени тяжести. Он может поражать почки и нарушать кровяное давление, являясь одним из факторов развития гипертонии. Этот тяжелый металл не настолько токсичен как свинец или ртуть, потому что он, по-видимому, не попадает в мозг.
  • Уменьшить токсичность кадмия и вывести его из тканей в тяжелых случаях отравления можно путем введения витаминов внутривенно. С этой же целью применяются препараты, содержащие цинк, медь, железо, селен.

Избегайте воздействия сигаретного дыма, употребления загрязненных морских и рафинированных продуктов, в то же время старайтесь поддерживать в организме достаточный уровень цинка.

Отравление кадмием

Острое пищевое отравление кадмием наступает при поступлении больших разовых доз с пищей (15-30 мг) или с водой (13-15 мг). При этом наблюдаются признаки острого гастроэнтерита – рвота, боли и судороги в эпигастральной области.

Гораздо опаснее отравление кадмием при вдыхании его паров или кадмийсодержащей пыли (как правило, на связанных с использованием кадмия производствах). Симптомами такого отравлениея являются отек легких, головная боль, подташнивание или рвота, озноб, слабость и диарея.

В результате таких отравлений были зафиксированы смертельные случаи.

Кадмий считают повинным в развитии поражений почек, нервной системы, семенников у мужчин и яичников у женщин. Кроме того, он способствует повышению давления и, возможно, является канцерогеном.

Горчичные обертывания для похудения и от целлюлита

Группы риска

Больше всего подвержены интоксикации кадмием женщины, у которых наблюдается недостаток железа и кальция. Обычно эти состояния бывают во время беременности, кормления грудью или при большой потери крови в критические дни.

Из мужчин группу риска составляют курильщики: из одной пачки сигарет организм усваивает примерно 1 мкг кадмия. Усвоению кадмия препятствуют железо, кальций и цинк, но, усердно налегая на эти металлы, их тоже можно передозировать.

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский сайт www.inmoment.ru обязательна!

кадмий

Дорогие наши читатели. Пожалуйста, если Вам нравится наш сайт, оставьте отзыв и оценку на него в Яндексе. Отзывы на женский сайт Вы можете написать на своей Публичной странице и в Яндекс.Браузере.

Хорошие новости: у нашего сайта уже есть отличные отзывы, посмотреть их всегда можно в адресной строке Яндекс.Браузера: там указано их общее количество и “качество”.

Мы очень надеемся, что Ваш отзыв будет украшать адресную строку браузера – пожалуйста, не проходите мимо.

Помогите нам стать лучше! Мы всех Вас очень любим, желаем Вам крепкого здоровья, много радости в жизни и счастья!

Информация в данной статье носит ознакомительный, а не рекомендательный характер. Пожалуйста, не занимайтесь самолечением, обязательно консультируйтесь со специалистом.

Уважаемые читатели, пожалуйста, не забывайте подписываться на наш канал в Яндекс.Дзене и ставить “Понравилось”!

Источник: https://www.inmoment.ru/beauty/health-body/cadmium.html

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.

Источник: https://zdips.ru/zdorovoe-pitanie/mineraly/1653-kadmij-v-organizme-cheloveka.html

Кадмий

Кадмий

Кадмий Свойства атома Химические свойства Термодинамические свойства простого вещества Кристаллическая решётка простого вещества
Атомный номер 48
Внешний вид простого вещества мягкий ковкий металл, серебристо-белого цвета
Атомная масса
(молярная масса)
112,411 а. е. м.

(г/моль)

Радиус атома 154 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
867,2 (8,99) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2
Ковалентный радиус 148 пм
Радиус иона (+2e) 97 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,69
Электродный потенциал −0,403
Степени окисления 2
Плотность 8,65 г/см³
Молярная теплоёмкость 26,0[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность 96,9 Вт/(м·K)
Температура плавления 594,1 K
Теплота плавления 6,11 кДж/моль
Температура кипения 1 038 K
Теплота испарения 59,1 кДж/моль
Молярный объём 13,1 см³/моль
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,979 c=5,618 Å
Отношение c/a 1,886
Температура Дебая 209 K
Cd 48
112,411
[Kr]4d105s2
Кадмий

Кадмий — элемент побочной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 48. Обозначается символом Cd (лат. Cadmium). Простое вещество кадмий (CAS-номер: 7440-43-9) при нормальных условиях — мягкий ковкий тягучий переходный металл серебристо-белого цвета. Устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется плёнка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла.

Открыт немецким профессором Ф. Штромейером в 1817. Провизоры Магдебурга при изучении оксида цинка ZnO заподозрили в нём примесь мышьяка. Штромейер выделил из ZnO коричнево-бурый оксид, восстановил его водородом и получил серебристо-белый металл, который получил название кадмий.

Происхождение названия

Штромейер назвал кадмий по греческому названию руды, из которой в Германии добывали цинк, — καδμεία. В свою очередь, руда получила своё название в честь Кадма, героя древнегреческой мифологии.

Нахождение в природе

Кадмий относится к редким, рассеянным элементам: он содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах и всегда в минералах цинка. Весьма редкими минералами кадмия являются гринокит CdS, отавит CdCO3, монтемпонит CdO и кадмоселит CdSe.

Получение

Единственный минерал, который представляет интерес в получении кадмия — гринокит, так называемая «кадмиевая обманка». Его добывают вместе с фаеритом при разработке цинковых руд. В ходе переработки кадмий концентрируется в побочных продуктах процесса, откуда его потом извлекают. В настоящее время производится свыше 10³ тонн кадмия в год.

Физические свойства

Кадмий — серебристо-белый мягкий металл с гексагональной решёткой. Если кадмиевую палочку изгибать, то можно услышать слабый треск — это трутся друг о друга микрокристаллы металла (так же трещит и пруток олова).

Химические свойства

Кадмий расположен в одной группе периодической системы с цинком и ртутью, занимая промежуточное место между ними, поэтому некоторые химические свойства этих элементов сходны. Так, сульфиды и оксиды этих элементов практически нерастворимы в воде.

Сплавы

Кадмий используется как компонент твёрдых припоев (сплавов на основе серебра, меди, цинка) для снижения их температуры плавления.

Около 10 % производимого кадмия — компонент ювелирных и легкоплавких сплавов. Сплав кадмия с золотом — единственный металлический сплав зелёного цвета.

Сплав кадмия с вольфрамом, рением и 0,15 % урана 235 — небесно-голубого цвета был получен испанскими учеными в 1998 году.

Защитные покрытия

40 % производимого кадмия используется для нанесения антикоррозионных покрытий на металлы.

Химические источники тока

Около 20 % кадмия идет на изготовление кадмиевых электродов, применяемых в аккумуляторах (никель-кадмиевых и серебряно-кадмиевых), нормальных элементах Вестона, в резервных батареях (свинцово-кадмиевый элемент, ртутно-кадмиевый элемент и др.

Пигменты

Около 20 % кадмия используется для производства неорганических красящих веществ (сульфиды и селениды, смешанные соли, например, сульфид кадмия — кадмий лимонный).

Медицина

  • Иногда кадмий применяется в экспериментальной медицине.

Кадмий используется в гомеопатической медицине

  • В последние годы кадмий стал применяться при создании новых противоопухолевых нано-медикаментов. В России в начале 1950-х годов были проведены первые успешные эксперименты, связанные с разработкой противоопухолевых медикаментов на основе соединений кадмия.

Другие сферы применения

  • Сульфид кадмия применяется для производства плёночных солнечных батарей с КПД около 10—16 %, а также как очень хороший термоэлектрический материал.
  • Кадмий очень хорошо захватывает тепловые нейтроны и служит для изготовления регулирующих стержней для атомных реакторов и в качестве защиты от нейтронов.

    Иногда эти свойства используются в экспериментальных моделях противоопухолевой терапии Neutron Capture Therapy

  • Фтороборат кадмия — важный флюс, применяемый для пайки алюминия и других металлов.

  • Теплопроводность кадмия вблизи абсолютного нуля наивысшая среди всех металлов, поэтому кадмий иногда применяется для криогенной техники.

Острая токсичность

Пары кадмия, все его соединения токсичны, что связано, в частности, с его способностью связывать серосодержащие ферменты и аминокислоты.

Симптомы острого отравления солями кадмия — рвота и судороги.

Хроническая токсичность

Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме).

Санитарно-экологические нормативы

В питьевой воде ПДК для кадмия 0,001 мг/дм3 (СанПиН 2.1.4.1074-01).

Механизм токсического действия

Растворимые соединения кадмия после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Кадмий в норме в небольших количествах присутствуют в организме здорового человека. Кадмий легко накапливается в быстроразмножающихся клетках (например в опухолевых или половых). Он связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их. Он изменяет активность многих гормонов и ферментов. Это обусловлено его способностью связывать сульфгидрильные (-SH) группы.

Изотопы

Из восьми природных изотопов кадмия шесть стабильны, для двух изотопов обнаружена слабая радиоактивность. Это 113Cd (изотопная распространённость 12,22 %, бета-распад с периодом полураспада 7,7×1015 лет) и 116Cd (изотопная распространённость 7,49 %, двойной бета-распад с периодом полураспада 3,0×1019 лет).

Источник: http://himsnab-spb.ru/article/ps/cd/

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: