کلیاتی در مورد کادمیوم و استاندارد آن در آب آشامیدنی

كادميوم (Cd)

ويژگيهاي عمومي

كادميوم با عدد اتمي 48 و جرم اتمي 40/112 عنصري متعلق به گروه IIB جدول تناوبي هم گروه با جيوه و روي است و دانسيتة آن ³cm / g65/8 مي باشد. نقطة ذوب و نقطة جوش كادميوم به ترتيب 07/321 و 767 درجه سانتي گراد است(57). کادمیوم دارای ظرفیت های 0، 1+ و 2+ می باشد. این فلز تقریبا تمام ترکیباتش را با حالت اکسایش 2+ تشکیل می دهد. کادمیوم در محیط زیست به هر دو صورت نمک های معدنی و ترکیبات آلی کادمیوم یافت می شود ولی متداول ترین شکل مواجهه با اکسید کادمیوم می باشد. اين فلز به شكل فلزي ماده اي جامد، نرم و سفيد نقره اي مي باشد و ترکیبات از نظر حلالیت در آب به صورت کاملا محلول تا عملا نامحلول دسته بندی می شوند.

کاربرد

کادمیوم بیشتر به صورت محصول فرعی ناشی از ذوب سنگ های روی، سرب یا مس استفاده می شود. این فلز برای ساخت پیگمان ها و باتری ها و در صنایع ذوب فلز و پلاستیک استفاده می شود.

منابع تماس

کادمیوم می تواند در محیط زیست به طرق مختلف زیر آزاد می شود:

-  فعالیت های طبیعی نظیر فعالیت های آتشفشانی (هم در روی زمین و هم در اعماق دریا)، سایش و فرسایش و انتقال از طریق رودخانه

-  فعالیت های انسان، نظیر سیگار کشیدن، معدن کاری، ذوب و پالایش فلزات .)، سوزاندن سوخت های فسیلی، سوزاندن زائدات جامد شهری(به ویژه باتریها و پلاستیک های حاوی کادمیوم)، ساخت کودهای فسفاته و بازیافت قراضه های فولادی آبکاری شده با کادمیوم و زائدات الکتریکی و الکترونیکی.

-  منابع قدیمی، نظیر آلودگی منابع آب توسط زهاب های معادن فلزی.

نشت های کادمیوم می تواند در مناطق دور از منابع نشر توسط انتقال اتمسفری پخش، منتقل و ته نشین شود.

ساخت تجاری کادمیوم در اوایل قرن بیستم آغاز شد. در ابتدا، استفاده اصلی آن آبکاری بود، اما از سال 1960، کادمیوم برای ساخت باتری های نیکل-کادمیوم استفاده شده است. کادمیوم همچنین در پیگمان های رنگی، برای آبکاری و در ساخت پلاستیک های پلی وینیل کلراید استفاده شده است. غالب کادمیوم حاضر در اتمسفر در نتیجه فعالیت های بشر، به خصوص ذوب فلزات غیر آهنی، سوزاندن سوخت های فسیلی و زباله های شهری می باشد . ترکیبات معدنی محلول کادمیوم بزرگترین نگرانی برای سلامت شغلی می باشند. عملیات ذوب و معدن کاری، همچنین پساب دستگاه های کنترل آلودگی هوا (شوینده های گازی در غیاب پایش های کنترلی شدید) محیط های آبی را آلوده می کنند. ته نشست های اتمسفری کادمیوم بر روی خاک های قابل کشت زدایش آن را در بسیاری از کشور ها افزایش می دهد، که نتیجه آن افزایش تدریجی مقادیر کادمیوم در خاک و محصولات می باشد. کاربرد لجن فاضلاب شهری برای خاک های کشاورزی نیز می تواند منبع عمده دیگر کادمیوم باشد.

غذا و آب آشامیدنی

کادمیوم موجود در خاک و آب می تواند توسط محصولات و ارگانیسم های آبی خاصی جذب و در زنجیره غذایی تجمع یابد (61). غذا منبع عمده زیست محیطی کادمیوم را برای غیر سیگاری ها تشکیل می دهد. بالاترین مقادیر کادمیوم، در کلیه و کبد پستاندارانی که دارای رژیم غذایی سرشار از کادمیوم بودند و گونه های خاصی از صدف های خوراکی، اسکالوپ ها، ماسل ها و سخت پوستان یافت می شود. غلظت های پایین تر کادمیوم را در سبزیجات، حبوبات و ریشه های نشاسته دار می توان یافت. به علت مصرف بیشتر چنین غذاهایی، این غذاها بیشترین سهم را در دریافت روزانه کادمیوم در بسیاری اجتماعات عهده دار هستند .برخی محصولات، نظیر برنج، در صورت رشد در خاک های آلوده به کادمیوم، می تواند غلظت های بالای کادمیوم را در خود ذخیره کنند. اسیدی کردن خاک دارای کادمیوم می تواند غلظت کادمیوم را در محصولات افزایش دهد.

مواجهه با کادمیوم از طریق آب آشامیدنی در مقایسه با رژیم غذایی نسبتا بی اهمیت است. با این وجود، ناخالصی های روی در لوله های گالوانیزه و لحیم های اتصالات، آب گرم کن ها، آب سرد کن ها و شیر ها در برخی موارد می توانند موجب افزایش میزان کادمیوم در آب آشامیدنی شوند.

تأثیر بر سلامتی

-  کلیه عضو هدف بحرانی است. کادمیوم اساساً در کلیه تجمع می یابد و نیمه عمر بیولوژیکی آن در انسان 35-10 سال می باشد. این تجمع منجر به اختلال لوله های کلیوی می شود که باعث افزایش دفع پروتئین های با وزن مولکولی پایین از طریق ادرار می شود که عموما برگشت ناپذیر است.

-  جذب بالای کادمیوم می تواند منجر به اختلال در متابولیسم کلسیم شده، موجب تشکیل سنگ کلیه شود. نرمی استخوان ها و پوکی استخوان در کسانی که در مناطق آلوده به کادمیوم زندگی یا کار می کنند می تواند رخ دهد.

-  مواجهه تنفسی بالا با فیوم های اکسید کادمیوم منجر به آماس ریه با ادم ششی شود که می تواند کشنده باشد. مواجهه شغلی طولانی مدت با مقادیر بالا با تغییرات ریه، اساساً با بیماری گرفتگی راه های هوایی مزمن مشخص می شود.

-  مدارک کافی مبنی بر این که تماس شغلی طولانی مدت با کادمیوم (برای مثال از طریق فیوم های کادمیوم) با پیشرفت سرطان ریه مربوط است، وجود دارد. مدارک محدودی دال بر این که کادمیوم همچنین می تواند باعث سرطان کلیه و پروستات شود وجود دارد. سازمان بین المللی برای تحقیقات بر روی سرطان کادمیوم و ترکیبات کادمیوم را به عنوان سرطان زا برای انسان (گروه 1) طبقه بندی کرده است، به این معنی که مدارک کافی برایسرطان زایی آن ها برای انسان وجوددارد.

دستورالعمل های غلظت کادمیوم برای آب

استانداردهای بین المللی سازمان بهداشت جهانی برای آب آشامیدنی در سال 1958 اشاره ای به کادمیوم نداشت. استانداردهای بین المللی سال 1963 غلظت حداکثر مجاز mg/L01/0 را براساس موضوعات بهداشتی پیشنهاد داد. این مقدار تا استاندارد های سال 1971 به عنوان حد اکثر تجربی غلظت، بر اساس کمترین غلظتی که می توانست اندازه گیری شود، حفظ شد. در اولین ویرایش از دستورالعمل های آب آشامیدنی- کیفیت آب، که در سال 1984 منتشر شد، مقدار دستورالعمل mg/L 005/0 برای کادمیوم در آب آشامیدنی توصیه شد. این مقدار در دستورالعمل سال 1993 به mg/L 003/0 کاهش یافت(69) . سازمانمحیط زیست آمریکا، حداکثر میزان آلایندگی را برای کادمیوم  mg/L 005/0 توصیه می کند موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران حداکثر مجاز کادمیوم در آب آشامیدنی را به ازای مصرف 5/2 لیتر در روز برای یک فرد 70 کیلو گرمی،mg/L 01/0 توصیه می کند.سازمان حفاظت محیط زیست ایران غلظت کادمیوم را در فاضلاب برای تخلیه به آب های سطحی، چاه های جاذب و مصارف کشاورزی و آبیاری به ترتیب mg/L1/0،mg/L1/0 و mg/L05/0 توصیه می کند.