Кадмий: высокотоксичный металл, питающий мир

Jan 22 2022
Кадмий — природный металл и основной компонент аккумуляторных батарей и солнечных элементов. Он также очень токсичен и строго регулируется.
Кадмий — мягкий голубовато-серебристый металл, который практически в любой форме очень токсичен для человека и вреден для окружающей среды. Викисклад (CC BY 3.0)

Большинство людей знают об опасности содержания свинца в их домах и водоснабжении. У нас есть тесты для обнаружения свинца в организме и фильтры для удаления некоторых тяжелых металлов из питьевой воды. Однако, когда вы кусаете свою хрустящую морковь , недавно вырванную из влажной пышной почвы, в которой она росла, есть еще один опасный , но широко используемый металл, о попадании в который вам следует опасаться, — кадмий.

Полезный, но смертоносный металл

Кадмий — природный металл, подобный серебру или платине , встречающийся в природе, обычно в цинковых рудах. Это химический элемент с символом Cd и атомным номером 48, который химически подобен двум другим стабильным металлам в группе 12 периодической таблицы Менделеева , цинку и ртути. Он мягкий, серебристо-белого цвета с голубоватым оттенком, который исчезает при воздействии воздуха или влаги.

«Этот редкий металл также пластичен и податлив, что означает, что вы можете легко придать ему форму. Он устойчив к коррозии и имеет более низкую температуру плавления, чем большинство других переходных металлов», — говорит Самир Джабер, автор технических материалов и редактор Matmatch GmbH . , основанная на материаловедении платформа для поиска материалов и поставщиков, базирующаяся в Мюнхене, Германия.

Поскольку кадмий имеет низкую температуру плавления 609 градусов по Фаренгейту (321 градус Цельсия) и устойчив к коррозии, его часто выбирают для покрытия стали в промышленных целях. ( Родий , напротив, имеет высокую температуру плавления, 3595 градусов по Фаренгейту или 2035 градусов по Цельсию). Это также эффективный проводник энергии. Однако существуют разные типы кадмия , поэтому его характеристики могут различаться в зависимости от поставщика и сорта материала, отмечает Джабер. Он используется для стабилизации пигментов краски от желтого до бордового, стального покрытия, аккумуляторов, солнечной энергии и барьерного материала в ядерных реакторах деления. «Однако кадмий довольно токсичен для человека при воздействии и не имеет ни вкуса, ни запаха», — говорит Джабер.

Идет дождь из кадмия

Кадмий выбрасывается в атмосферу двумя основными путями: в результате природных явлений, таких как выветривание горных пород, лесные пожары или извержения вулканов; или человеческой деятельности, такой как добыча полезных ископаемых и производство. «Воздействие кадмия преимущественно происходит в областях, где производятся или перерабатываются кадмийсодержащие продукты, такие как добыча цинка, кадмиевое покрытие сталей, производство никель-кадмиевых аккумуляторов и другие. Это происходит при вдыхании пыли и паров, выделяющихся во время таких процессов, как плавки», — объясняет Джабер.

Как естественные, так и производственные процессы несут ответственность за более чем 10 000 тонн (9 072 метрических тонны) кадмия в окружающую среду, где он может просачиваться в источники воды и почву, используемую для выращивания сельскохозяйственных культур, в конечном итоге оказываясь на вашей тарелке , как это происходит в большинстве случаев. в целом некурящее население контактирует с токсичным кадмием. Курильщики также могут добавить кадмий в список способов, которыми они наносят себе вред при каждой затяжке, поскольку известно, что Cd содержится в больших количествах в листьях табачных растений.

«Кадмий очень токсичен для человека. Было обнаружено, что воздействие кадмия может привести к раку и повлиять на системы организма, включая дыхательную, сердечно-сосудистую, желудочно-кишечную, репродуктивную, почечную и неврологическую системы», — говорит Джабер. «Повреждение легких, токсичность костей и болезнь итай- итаи — это лишь несколько примеров токсичности кадмия». Вы можете есть, пить или вдыхать кадмий, даже не подозревая об этом.

Хорошие новости: кадмий регулируется

«Людей не следует пугать, но они должны быть хорошо информированы о наличии и количестве кадмия в их окружении», — рекомендует Джабер. Организация по безопасности и гигиене труда (OSHA) Министерства труда США ограничивает использование кадмия во многих отраслях промышленности, чтобы уменьшить воздействие на человека . Европейский Союз также ввел Директиву о батареях , выпущенную в 2006 году, которая ограничивает количество кадмия по весу, которое может содержаться в батареях или аккумуляторах, за исключением тех, которые используются в медицинских или аварийных устройствах.

По словам Джабера, если вы посещаете или работаете на объекте, где используется кадмий, вам нужно надеть защитное снаряжение — и бонусные баллы для тех, кто бросит курить . «Люди могут свести к минимуму риск воздействия кадмия, используя надлежащие средства индивидуальной защиты на рабочих местах, которые могут включать работу с кадмием», — говорит он. «Они также могут защитить себя, сократив курение или полностью отказавшись от него, так как дым может переносить кадмий и поглощаться легкими». Если вы подверглись воздействию кадмия, вероятно, неплохо обратиться к врачу.

Кадмий является компонентом никель-кадмиевых аккумуляторов, которые после разрядки необходимо утилизировать надлежащим образом.

Большой плюс для аккумуляторной и солнечной энергии

Чаще всего кадмий используется в никель-кадмиевых (Ni-Cd) перезаряжаемых батареях. Они имеют высокую плотность энергии и длительный срок службы, что делает их популярными для промышленного использования.

В последнее время, говорит Джабер, кадмий используется в солнечной энергетике . «Кадмий также набирает обороты в солнечной промышленности, поскольку солнечные элементы на основе теллурида кадмия (CdTe) стали второй по распространенности фотоэлектрической технологией после кристаллического кремния», — говорит он. «Это благодаря его высокому поглощению с почти оптимальной шириной запрещенной зоны для преобразования солнечного излучения в электричество в одном соединении».

Не беспокойтесь об обращении с токсичными батареями или тротуарными фонарями на солнечных батареях , потому что кадмий редко встречается в бытовых батареях или инструментах. Даже если вы столкнетесь с батареей с кадмием, правильная утилизация может исключить любой потенциальный вред для вас. «Людей это не должно волновать, но важно знать, где и как утилизировать такие аккумуляторы. На самом деле, никель-кадмиевые аккумуляторы можно утилизировать в специальных пунктах утилизации, поэтому их нужно сдавать отдельно в пункт утилизации опасных бытовых отходов. , учитывая их опасный характер», — предполагает Джабер.

Теперь это интересно

Остерегайтесь вегетарианцев и любителей углеводов. Зерновые, крупы, овощи, крахмалистые корнеплоды и клубнеплоды, картофель, буханки хлеба, булочки и другие хлебобулочные изделия являются основной причиной воздействия кадмия, связанного с питанием . Это означает, что у вегетарианцев более высокий уровень кадмия, чем у их невегетарианцев.