Kadmiyum

Kadmiyum, ₄₈Cd

Kadmiyum
Telaffuz	/ˈkædmiəm/ ​(KAD-mee-əm)
Görünüm	gümüşi mavimsi-gri metalik
Standart atom ağırlığı Ar, std(Cd)	7002112414000000000♠112.414(4)
Periyodik tablodaki Kadmiyum
Zn ↑ Cd ↓ Hg gümüş ← kadmiyum → indiyum
Atom numarası (Z)	48
Grup	12. grup
Period	periyot 5
Blok	d-blok
Element kategorisi	Geçiş sonrası metal, alternatif olarak geçiş metali
Elektron konfigürasyonu	[Kr] 4d10 5s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 18, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	594.22 K ​(321.07 °C, ​609.93 °F)
Kaynama noktası	1040 K ​(767 °C, ​1413 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	8.65 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	7.996 g/cm3
Isı entalpisi	6.21 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	99.87 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	26.020 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 530 583 654 745 867 1040
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−2, +1, +2 (bir hafif baz oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.69
İyonlaşma enerjisi	1.: 867.8 kJ/mol 2.: 1631.4 kJ/mol 3.: 3616 kJ/mol
Atom yarıçapı	deneysel: 151 pm
Kovalent yarıçapı	144±9 pm
Van der Waals yarıçapı	158 pm
kadmiyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yakın altıgen paketleme (hcp)
Sesin hızı kalay çubuk	2310 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	30.8 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	96.6 W/(m·K)
Elektriksel direnç	72.7 nΩ·m (at 22 °C)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Manyetik alınganlık	−19.8·10−6 cm3/mol
Young modülü	50 GPa
Kayma modülü	19 GPa
Bulk modülü	42 GPa
Poisson oranı	0.30
Mohs sertliği	2.0
Brinell sertliği	203–220 MPa
CAS Numarası	7440-43-9
Tarihçe
Keşfeden ve ilk izolasyon	Karl Samuel Leberecht Hermann ve Friedrich Stromeyer (1817)
Adlandıran	Friedrich Stromeyer (1817)
kadmiyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 106Cd 1.25% kararlı 107Cd syn 6.5 h ε 107Ag 108Cd 0.89% kararlı 109Cd syn 462.6 d ε 109Ag 110Cd 12.47% kararlı 111Cd 12.80% kararlı 112Cd 24.11% kararlı 113Cd 12.23% 7.7×1015 y β− 113In 113mCd syn 14.1 y β− 113In IT 113Cd 114Cd 28.75% kararlı 115Cd syn 53.46 h β− 115In 116Cd 7.51% 3.1×1019 y β−β− 116Sn

Kadmiyum sembolü Cd olan ve atom numarası 48 olan kimyasal bir elementtir. Bu yumuşak, gümüş-beyaz metal, kimyasal olarak grup 12, çinko ve cıva içindeki diğer iki kararlı metale benzer. Çinko gibi, bileşiklerinin çoğunda oksidasyon durumu +2 gösterir ve cıva gibi, 3 ila 11 gruplarındaki geçiş metallerinden daha düşük bir erime noktasına sahiptir. Grup 12'deki kadmiyum ve kongenerleri genellikle geçiş metalleri olarak kabul edilmez, çünkü temel veya ortak oksidasyon durumlarında kısmen doldurulmuş d veya f elektron kabukları yoktur. Dünya'nın kabuğundaki ortalama kadmiyum konsantrasyonu milyonda 0.1 ila 0.5 kısım (ppm) arasındadır. 1817'de aynı anda her ikisi de Almanya'da bulunan Stromeyer ve Hermann tarafından çinko karbonatta saf olmayan bir madde olarak keşfedildi.

Kadmiyum çoğu çinko cevherinde küçük bir bileşen olarak ortaya çıkar ve çinko üretiminin bir yan ürünüdür. Kadmiyum, çelik üzerinde korozyona dayanıklı bir kaplama olarak uzun süre kullanıldı ve kadmiyum bileşikleri, camı renklendirmek ve plastiği stabilize etmek için kırmızı, turuncu ve sarı pigmentler olarak kullanıldı. Kadmiyum kullanımı genellikle azalmaktadır, çünkü toksiktir (özellikle Tehlikeli Maddelerin Avrupa Kısıtlamasında listelenmiştir) ve nikel-kadmiyum piller, nikel-metal hidrit ve lityum-iyon pillerle değiştirilmiştir. Birkaç yeni kullanımından biride kadmiyum tellurid güneş panellerinde vardır.

Kadmiyumun daha yüksek organizmalarda bilinen bir biyolojik işlevi olmamasına rağmen, deniz diatomlarında kadmiyuma bağımlı karbonik anhidraz bulunmuştur.

Tarihçe

Kadmiyum (Latince cadmia, Yunanca καδμεία anlamına gelen "kalamin", Yunan mitolojik karakteri ,μος, Cadmus, Thebes'in kurucusu tarafından adlandırılan bir kadmiyum taşıyan mineral karışımı) 1817'de Friedrich Stromeyer ve Karl Samuel Leberecht Hermann tarafından aynı anda keşfedildi, Her ikisi de çinko karbonatta bir safsızlık olarak Almanya'da keşfetti. Stromeyer yeni elementi çinko karbonatta (kalamin) bir safsızlık olarak buldu ve 100 yıl boyunca Almanya metalin tek önemli üreticisi olarak kaldı. Metal, Latince kalamin kelimesinin adını almıştır, çünkü bu çinko cevherinde bulunmuştur. Stromeyer, bazı saf olmayan kalamin örneklerinin ısıtıldığında renk değiştirdiğini, ancak saf kalaminin değişmediğini belirtti. Bu sonuçları incelemede ısrarcıydı ve nihayetinde sülfit kavurup azaltarak kadmiyum metalini izole etti. Pigment olarak kadmiyum sarısı potansiyeli 1840'larda tanınmıştır, ancak kadmiyum eksikliği bu uygulamayı sınırlandırmıştır.

Kadmiyum ve bileşikleri belirli formlarda ve konsantrasyonlarda toksik olmasına rağmen, 1907 tarihli İngiliz Farmasötik Kodeksi, kadmiyum iyodidin "genişlemiş eklemleri, skrofis bezlerini ve chilblainleri" tedavi etmek için bir ilaç olarak kullanıldığını belirtir.

1907 yılında, Uluslararası Astronomi Birliği uluslararası ångström'ü kırmızı kadmiyum spektral çizgisi (1 dalga boyu = 6438.46963 Å) olarak tanımladı. Bu, 1927'de 7. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı tarafından kabul edildi. 1960 yılında, hem metre hem de ångström'ün tanımları kripton kullanacak şekilde değiştirildi.

1930 ve 1940'larda endüstriyel ölçekte kadmiyum üretimine başlandıktan sonra, kadmiyumun ana uygulaması korozyonu önlemek için demir ve çeliğin kaplanmasıydı; 1944'te %62 ve 1956'da ABD'deki kadmiyumun %59'u kaplama için kullanıldı. 1956'da Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kadmiyumun %24'ü sülfürlerden ve kadmiyum selenidlerinden kırmızı, turuncu ve sarı pigmentlerde ikinci bir uygulama için kullanıldı.

Karboksilat kadmiyum laurat ve kadmiyum stearat gibi kadmiyum kimyasallarının PVC üzerindeki stabilize edici etkisi, bu bileşiklerin 1970 ve 1980'lerde daha fazla kullanılmasına yol açmıştır. Pigmentler, kaplamalar, stabilizatörler ve alaşımlardaki kadmiyum talebi 1980 ve 1990'lardaki çevre ve sağlık düzenlemeleri sonucunda azaldı; 2006 yılında kaplamada toplam kadmiyum tüketiminin sadece %7'si ve pigmentler için sadece %10'u kullanılmıştır. Aynı zamanda, tüketimdeki bu düşüşler, 2006 yılında ABD'deki kadmiyum tüketiminin %81'ini oluşturan nikel-kadmiyum piller için artan kadmiyum talebiyle telafi edildi.

Krakteristikleri

Fiziki ozellikleri

Kadmiyum yumuşak, sünek, gümüşi beyaz bir iki değerlikli metaldir. Birçok açıdan çinkoya benzer, ancak karmaşık bileşikler oluşturur. Diğer metallerin çoğundan farklı olarak, kadmiyum korozyona karşı dayanıklıdır ve diğer metallerde koruyucu plaka olarak kullanılır. Dökme bir metal olarak kadmiyum suda çözünmez ve yanıcı değildir; bununla birlikte toz halindeki formunda toksik dumanlar yakabilir ve salabilir.

Kimyasal özellikler

Kadmiyum genellikle oksidasyon durumu +2 olmasına rağmen +1 durumunda da bulunur. Kadmiyum ve aynı türden olan şeyler her zaman geçiş metalleri olarak kabul edilmez, çünkü elementel veya ortak oksidasyon durumlarında kısmen doldurulmuş d veya f elektron kabukları yoktur. Kadmiyum, kahverengi şekilsiz kadmiyum oksit (CdO) oluşturmak için havada yanar; bu bileşiğin kristalli formu, ısıtıldığında çinko okside benzer şekilde renk değiştiren koyu kırmızıdır. Hidroklorik asit, sülfürik asit ve nitrik asit kadmiyum klorür (CdCl₂), kadmiyum sülfat (CdSO₄) veya kadmiyum nitrat (Cd(NO₃)₂) oluşturarak kadmiyumu çözer. Yükseltgenme durumu +1, kadmiyumun bir kadmiyum klorür ve alüminyum klorür karışımı içinde çözündürülmesi suretiyle üretilir, bu cıva(I) klorürdeki Hg₂²⁺ katyonuna benzer olan Cd₂²⁺ katyonunu oluşturur.

Cd + CdCl₂ + 2 AlCl₃ → Cd₂(AlCl₄)₂

Nükleobaz, amino asit ve vitamin içeren birçok kadmiyum kompleksinin yapıları belirlenmiştir.

izotopları

Doğal olarak oluşan kadmiyum 8 izotoptan oluşur. Bunlardan ikisi radyoaktiftir ve üçünün bozunmaası beklenmektedir ancak laboratuvar koşullarında bunu yapmamıştır. İki doğal radyoaktif izotop ¹¹³Cd (beta bozunma, yarı ömürü 7.7 × 1015 y) ve ¹¹⁶Cd (iki nötrino çift beta bozunma, yarı ömürü 7026915170400000000♠2.9×10¹⁹ y).

Diğer üçü ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd (her ikisi de çift elektron yakalama) ve ¹¹⁴Cd (çift beta bozunma); bu yarı ömürlerde sadece alt sınırlar belirlenmiştir. En az üç izotop - ¹¹⁰Cd, ¹¹¹Cd, ve ¹¹²Cd - stabildir. Doğal olarak meydana gelmeyen izotoplar arasında en uzun ömürlü 462.6 günlük yarı ömürlü ¹⁰⁹Cd ve 53.46 saatlik yarı ömürlü ¹¹⁵Cd'dir. Geri kalan tüm radyoaktif izotopların yarı ömürleri 2.5 saatin altındadır ve çoğunluğunun yarı ömürleri 5 dakikadan azdır. Kadmiyumun bilinen 8 meta durumu vardır, en kararlı olanı ^113mCd (t_1⁄2 = 14.1 yıl), 1^115mCd (t_1⁄2 = 44.6 gün) ve ^117mCd'dir (t_1⁄2 = 3.36 saat).

Bilinen kadmiyum izotopları atom kütlesi içinde 94.950 u (⁹⁵Cd) ila 131.946 u (¹³²Cd) arasında değişmektedir. 112 u'dan daha hafif izotoplar için, birincil bozunma modu elektron yakalama ve baskın bozunma ürünü element 47'dir (gümüş). Daha ağır izotoplar çoğunlukla beta emisyonu üreten element 49 (indiyum) ile bozunur.

Bir kadmiyum ¹¹³Cd izotopu, yüksek seçiciliğe sahip nötronları emer: Çok yüksek olasılıkla, kadmiyum kesiminin altında enerjiye sahip nötronlar emilir; kesimden daha yüksek olanlar iletilecektir. Kadmiyum kesimi yaklaşık 0.5 eV'dir ve bu seviyenin altındaki nötronlar, orta ve hızlı nötronlardan farklı olarak yavaş nötronlar olarak kabul edilir.

Kadmiyum, binlerce yıl boyunca 0,6 ila 10 güneş kütlesi kütlesi olan düşük ila orta kütleli yıldızlarda s işlemi ile oluşturulur. Bu süreçte, gümüş bir atom bir nötronu yakalar ve daha sonra beta bozunmasına uğrar.

Oluşum

Kadmiyum Dünya'nın kabuğunu yaklaşık 0.1 ppm oluşturur. Yaklaşık 65 ppm oluşturan çinkodan çok daha nadirdir. Bilinen kadmiyum içeren cevher birikintileri bilinmemektedir. Önem taşıyan tek kadmiyum minerali olan greenockite (CdS) hemen hemen her zaman sfalerit (ZnS) ile ilişkilidir. Bu birleşmeye çinko ve kadmiyum arasındaki jeokimyasal benzerlik neden olur ve bunları ayıracak jeolojik süreç yoktur. Böylece, kadmiyum esas olarak çinko sülfidik cevherleri ve daha az derecede kurşun ve bakır madenciliği, eritme ve rafine etmenin bir yan ürünü olarak üretilir. Küçük miktarlarda kadmiyum, tüketimin yaklaşık %10'u, esas olarak demir ve çelik hurdalarının geri dönüşümünden kaynaklanan tozdan ikincil kaynaklardan üretilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri'nde üretim 1907'de başladı, ancak I.Dünya Savaşı'ndan sonra geniş kullanım başladı.

Metalik kadmiyum Sibirya'daki Vilyuy Nehri havzasında bulunabilir.

Fosfat gübreleri için çıkarılan kayalar, çeşitli miktarlarda kadmiyum içerir, bu da gübrelerde 300 mg/kg'a kadar kadmiyum konsantrasyonuna ve tarım topraklarında yüksek kadmiyum içeriğine neden olur. Kömür, çoğunlukla baca tozuyla sonuçlanan önemli miktarlarda kadmiyum içerebilir. Topraktaki kadmiyum pirinç gibi ürünler tarafından emilebilir. Çin tarım bakanlığı 2002 yılında, örneklediği pirincin %28'inin aşırı kurşun ve %10'unun aşırı kadmiyum olduğunu kanunda belirtilen sınırların üstünde ölçtüler. Söğüt ağaçları ve kavak gibi bazı bitkilerin hem kurşun hem de kadmiyumları topraktan temizlediği bulunmuştur.

Atmosferde tipik arka plan konsantrasyonları kadmiyum 5 ng/m³'ü geçmez; Toprakta 2 mg/kg; Tatlı suda 1 μg/L ve deniz suyunda 50 ng/L. Kadmiyumun 10 μg/l'nin üzerindeki konsantrasyonları, düşük toplam çözünen konsantrasyonları ve pH'ye sahip suda stabil olabilir ve geleneksel su arıtma işlemleriyle giderilmesi zor olabilir.

Üretim

İngiliz Jeoloji Araştırması, 2001 yılında Çin'in dünya üretiminin neredeyse altıda birine sahip en büyük kadmiyum üreticisi olduğunu ve bunu Güney Kore ve Japonya'nın yakından takip ettiğini bildirdi.

Kadmiyum çinko cevherlerinde yaygın bir kirliliktir ve çoğunlukla çinko üretimi sırasında izole edilir. Sülfidik çinko cevherlerinden elde edilen bazı çinko cevherleri, %1.4'e kadar kadmiyum içerir. 1970'lerde kadmiyum üretimi ton çinko başına 6.5 pound idi. Çinko sülfür cevherleri oksijen varlığında kavrulur, çinko sülfür okside dönüştürülür. Çinko metal ya oksidi karbonla eriterek ya da sülfürik asitte elektroliz ile üretilir. Çinko eritilirse kadmiyum çinko metalinden vakumla damıtılarak izole edilir veya elektroliz çözeltisinden kadmiyum sülfat çöktürülür.

2005 yılında kadmiyum üretimi

Dünya kadmiyum üretim tarihi

Uygulamalar

Kadmiyum, elektrik pilleri, pigmentler, kaplamalar ve elektrokaplamanın ortak bir bileşenidir.

Piller

2009 yılında, kadmiyumun %86'sı, çoğunlukla şarj edilebilir nikel-kadmiyum pillerdeki bataryalarda kullanılmıştır. Nikel-kadmiyum hücrelerin nominal hücre potansiyeli 1,2 V'tur. Hücre, bir pozitif nikel hidroksit elektrodu ve bir alkalin elektrolit (potasyum hidroksit) ile ayrılmış negatif bir kadmiyum elektrot plakasından oluşur. Avrupa Birliği, bazı istisnalar dışında, 2004 yılında elektronikte kadmiyum için %0,01'lik bir sınır koymuş ve kadmiyum içeriği üzerindeki sınırı %0,002'ye düşürmüştür. Kadmiyum bazlı bir başka pil türü de gümüş kadmiyum pildir.

Elektrokaplama

Küresel üretimin %6'sını tüketen kadmiyum elektrokaplama, uçak endüstrisinde çelik bileşenlerin korozyonunu azaltmak için kullanılmaktadır. Bu kaplama kromat tuzları ile pasifleştirilir. Kadmiyum kaplamanın bir sınırlaması, elektrokaplama işleminden yüksek mukavemetli çeliklerin hidrojen gevrekleşmesidir. Bu nedenle, 1300 MPa'nın (200 ksi) üzerindeki çekme mukavemetine ısıl işlem görmüş çelik parçalar alternatif bir yöntemle (özel düşük gevrekleşmeli kadmiyum elektrokaplama işlemleri veya fiziksel buhar biriktirme gibi) kaplanmalıdır.

Kadmiyum kaplamalı takım kalıntılarından gelen titanyum gevrekleşmesi, A-12/SR-71, U-2 ve titanyum kullanan müteakip uçak programlarında bu takımların yasaklanmasına (ve kadmiyum kontaminasyonunu tespit etmek için rutin takım testinin uygulanmasına) neden oldu.

Nükleer fisyon

Kadmiyum, nükleer reaktörlerin kontrol çubuklarında, nükleer fisyonda nötron akısını kontrol etmek için çok etkili bir nötron zehiri olarak kullanılır. Kadmiyum çubuklar bir nükleer reaktörün çekirdeğine sokulduğunda, kadmiyum nötronları emerek ek fisyon olayları oluşturmasını önleyerek reaktivite miktarını kontrol eder. Westinghouse Electric Company tarafından tasarlanan basınçlı su reaktörü %80 gümüş, %15 indiyum ve %5 kadmiyumdan oluşan bir alaşım kullanıyor.

Televizyonlar

QLED TV'ler yapımında kadmiyum kullanmaya başlıyor. Bazı şirketler üretim sırasında televizyonlarda insan maruziyetinin ve malzemenin kirlenmesinin çevresel etkisini azaltmak istiyorlar.

Antikanser ilaçları

Ağır metallere dayanan kompleksler, çok çeşitli kanserlerin tedavisi için büyük bir potansiyele sahiptir, ancak toksik yan etkiler nedeniyle kullanımları genellikle sınırlıdır. Bununla birlikte, bilim adamı sahada ilerlemektedir ve toksisitesi azaltılmış yeni umut verici kadmiyum kompleksi bileşikleri keşfedilmiştir.

Bileşikler

Kadmiyum oksit, siyah beyaz televizyon fosforlarında ve renkli televizyon katot ışın tüplerinin mavi ve yeşil fosforlarında kullanıldı. Kadmiyum sülfür (CdS), fotokopi tamburları için foto iletken yüzey kaplaması olarak kullanılır.

Boya pigmentlerinde çeşitli kadmiyum tuzları kullanılır, CdS en yaygın sarı pigmenttir. Kadmiyum selenid, genellikle kadmiyum kırmızısı olarak adlandırılan kırmızı bir pigmenttir. Pigment ile çalışan ressamlara, kadmiyum en parlak ve dayanıklı sarıları, portakalları ve kırmızıları sağlar - o kadar ki üretim sırasında bu renkler yağlar ve bağlayıcılarla öğütülmeden veya suluboya, guaşlar, harmanlar, akrilikler ve diğer boya ve pigment formülasyonları saglar. Bu pigmentler potansiyel olarak toksik olduğundan, cilt yoluyla vücuda emilen kadmiyum miktarının %1'den az olduğu bildirilse de, kullanıcılar cilt üzerinde emilimini önlemek için ellerde bir bariyer krem kullanmalıdır.

PVC'de kadmiyum ısı, ışık ve ayrışma stabilizatörleri olarak kullanılmıştır. Şu anda, kadmiyum stabilizatörleri tamamen baryum-çinko, kalsiyum-çinko ve organo-kalay stabilizatörlerle değiştirilmiştir. Kadmiyum, çok çeşitli lehim ve taşıyıcı alaşımlarda kullanılır, çünkü sürtünme ve yorulma direnci düşüktür. Wood'un metali gibi en düşük erime noktalı alaşımların bazılarında da bulunur.

Laboratuar kullanımları

Helyum-kadmiyum lazerler mavi-ultraviyole lazer ışığı için yaygın bir kaynaktır. Floresans mikroskoplarında ve çeşitli laboratuvar deneylerinde 325 veya 422 nm'de çalışırlar. Kadmiyum selenid kuantum noktaları UV uyarımı altında parlak lüminesans yayarlar (örneğin He-Cd lazer). Bu ışıldamanın rengi, parçacık boyutuna bağlı olarak yeşil, sarı veya kırmızı olabilir. Bu parçacıkların kolloidal çözeltileri biyolojik dokuların ve çözeltilerin bir floresan mikroskobu ile görüntülenmesi için kullanılır.

Kadmiyum, ışık algılama ve güneş pilleri için kullanılan kadmiyum sülfit, kadmiyum selenid ve kadmiyum tellür gibi bazı bileşik yarı iletkenlerin bir bileşenidir. HgCdTe kızılötesi ışığa duyarlıdır ve uzaktan kumanda cihazlarında kızılötesi dedektör, hareket dedektörü veya anahtar olarak kullanılabilir.

Moleküler biyolojide kadmiyum, voltaja bağlı kalsiyum kanallarının akan kalsiyum iyonlarını bloke etmesinin yanı sıra Hif-1α'nın proteazom bağımlı bozulmasını uyarmak için hipoksi araştırmasında kullanılır.

Kadmiyum seçici sensörler

Florofor BODIPY'ye dayanan kadmiyum seçici sensörler, hücrelerde kadmiyumun görüntülenmesi ve algılanması için geliştirilmiştir. Sulu ortamlarda kadmiyumu izlemenin en popüler yollarından biri elektrokimya kullanımıdır, bunun bir örneği, ppt düzeyinde hassasiyete sahip bir kadmiyum seçici elektrot elde edilmesine yardımcı olabilecek kendi kendine birleştirilmiş bir tek tabakanın birleştirilmesidir.

Biyolojik rol ve araştırma

Kadmiyumun daha yüksek organizmalarda bilinen bir işlevi yoktur, ancak bazı deniz diyagnozlarında kadmiyuma bağlı karbonik anhidraz bulunmuştur. Kadmiyumun oksidatif strese neden olan hücrelere uygulanması ve hücreleri makro moleküler hasarlara karşı korumak için antioksidan seviyelerini arttırır. Diyatomlar çok düşük çinko konsantrasyonları olan ortamlarda yaşar ve kadmiyum normalde çinko tarafından diğer anhidralarda yürütülen işlevi yerine getirir. Bu, X-ışını emme floresan spektroskopisi (XAFS) ile keşfedildi.

En yüksek kadmiyum konsantrasyonu insanların böbreklerinde emilir ve yaklaşık 30 mg'a kadar kadmiyum genellikle insanlık ve ergenlik boyunca solunur. Kadmiyum, insanlardaki toksisitesi için potansiyel olarak kanser, kardiyovasküler hastalık ve osteoporoz mekanizmalarını ve risklerini etkilemektedir.

Çevre

Kadmiyumun biyojeokimyası ve çevreye salınımı, çevrede kadmiyum türünün gözden geçirilmesi konusu olmuştur.

Emniyet

Kadmiyum

Tehlikeler
GHS piktogramlar
GHS işaret kelimesi	Tehlike
GHS Tehlike bildirimleri	H330, H341
GHS Önlem Açıklamaları	P201, P202, P260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P304, P340, P310, P308, P313, P403, P233, P405, P501
NFPA 704	0 4 0
Aksi belirtilmediği sürece, veriler malzemelerin standart hallerinde verilir (25 °C'de [77 °F], 100 kPa).
Bilgikutusu referansı

Bireyler ve kuruluşlar toksisitesi nedeniyle kadmiyumun biyoinorganik yönlerini gözden geçirmektedir. Kadmiyuma mesleki olarak maruz kalmanın en tehlikeli şekli, ince toz ve dumanların solunması veya yüksek oranda çözünür kadmiyum bileşiklerinin yutulmasıdır. Kadmiyum dumanlarının solunması başlangıçta metal dumanı ateşine neden olabilir, ancak kimyasal pnömonit, pulmoner ödem ve ölüme ilerleyebilir.

Kadmiyum da çevresel bir tehlikedir. İnsanın maruz kalması öncelikle fosil yakıt yanması, fosfat gübreleri, doğal kaynaklar, demir ve çelik üretimi, çimento üretimi ve ilgili faaliyetler, demir dışı metal üretimi ve belediye katı atık yakma işlemlerinden kaynaklanmaktadır. Ekmek, kök bitkileri ve sebzeler de modern toplumlarda kadmiyuma katkıda bulunur.

Kontamine gıda ve suda uzun süreli kadmiyuma maruz kalmanın bir sonucu olarak genel nüfus zehirlenmesinin birkaç örneği olmuştur. Meme kanserine neden olabilecek bir östrojen taklidi üzerine araştırmalar devam etmektedir. II.Dünya Savaşı'na kadar geçen on yıllar boyunca, madencilik operasyonları Japonya'daki Jinzū Nehri'ni kadmiyum ve diğer toksik metallerin izleriyle kirletti. Sonuç olarak, madenlerin akıntısı boyunca nehir kıyısı boyunca pirinç mahsullerinde biriken kadmiyum. Yerel tarım topluluklarının bazı üyeleri kontamine pirinci tüketmiş ve proteinüri ve glukozüri dahil olmak üzere itai-itai hastalığı ve böbrek anormallikleri geliştirmiştir. Bu zehirlenmenin kurbanları neredeyse sadece menopoz sonrası düşük demir ve diğer minerallerin düşük vücut depolarına sahip kadınlardı. Nüfuslar yeterli demir ve diğer mineral seviyelerini koruduğu için, dünyanın diğer bölgelerindeki benzer genel nüfus kadmiyum maruziyeti aynı sağlık sorunlarına yol açmamıştır. Bu nedenle, kadmiyum Japonya'daki itai-itai hastalığında önemli bir faktör olmasına rağmen, çoğu araştırmacı bunun birkaç faktörden biri olduğu sonucuna varmıştır.

Kadmiyum, Avrupa Birliği'nin elektrikli ve elektronik cihazlardaki tehlikeli maddeleri düzenleyen ancak yasa kapsamından muafiyet ve istisnalara izin veren Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) yönergesi ile yasaklanan altı maddeden biridir.

Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı kadmiyum ve kadmiyum bileşiklerini insanlar için kanserojen olarak sınıflandırmıştır. Kadmiyuma mesleki maruziyet akciğer ve prostat kanserine bağlı olmasına rağmen, düşük çevresel maruziyette kadmiyumun kanserojenitesi hakkında hala önemli bir tartışma vardır. Epidemiyolojik çalışmalardan elde edilen son veriler, kadmiyum alımının diyet yoluyla alınmasının daha yüksek endometriyal, meme ve prostat kanseri riskinin yanı sıra insanlarda osteoporoz ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Yakın tarihli bir çalışma, endometriyal dokunun mevcut ve eski sigara içen kadınlarda daha yüksek kadmiyum seviyeleri ile karakterize olduğunu göstermiştir.

Kadmiyuma maruz kalma, böbrek hastalığı, erken ateroskleroz, hipertansiyon ve kardiyovasküler hastalıklar dahil çok sayıda hastalıkla ilişkili bir risk faktörüdür. Çalışmalar, kadmiyum maruziyeti ile insan popülasyonlarında hastalık oluşumu arasında anlamlı bir ilişki gösterse de, gerekli bir moleküler mekanizma tanımlanmamıştır. Bir hipotez, kadmiyumun bir endokrin yıkıcı olduğunu ve bazı deneysel çalışmaların farklı hormonal sinyal yollarıyla etkileşebileceğini göstermiştir. Örneğin kadmiyum östrojen reseptörü alfaya bağlanabilir ve östrojen ve MAPK sinyal yolları boyunca düşük dozlarda sinyal iletimini etkileyebilir.

Tütün bitkisi, çevredeki topraktan yapraklarına kadmiyum gibi ağır metalleri kolayca emer ve biriktirir. Tütün dumanını teneffüs ettikten sonra, bunlar kullanıcıların vücuduna kolayca emilir. Tütün içimi, genel popülasyondaki en önemli kadmiyum maruziyeti kaynağıdır. Bir sigaranın kadmiyum içeriğinin tahmini %10'u sigara yoluyla solunmaktadır. Kadmiyumun akciğerlerden emilmesi bağırsaktan daha etkilidir. Sigara dumanında solunan kadmiyumun %50 kadarı emilebilir. Ortalama olarak, sigara içenlerin kanındaki kadmiyum konsantrasyonları sigara içmeyenlere ve böbreğe, sigara içmeyenlere göre 2-3 kat daha fazladır. Sigara dumanındaki yüksek kadmiyum içeriğine rağmen, pasif sigara içiciliğinden kadmiyuma çok az maruz kalmaktadır.

Sigara içmeyen bir popülasyonda, gıda en fazla maruz kalma kaynağıdır. Kabuklular, yumuşakçalar, sakatat, kurbağa bacağı, kakao katıları, acı ve yarı acı çikolata, deniz yosunu, mantarlar ve alg ürünlerinde yüksek miktarda kadmiyum bulunabilir. Bununla birlikte, tahıllar, sebzeler ve nişastalı kökler ve yumrular ABD'de çok daha fazla miktarda tüketilir ve orada en büyük diyet maruziyetinin kaynağıdır. Çoğu bitki, Cd gibi metal toksinleri biyolojik olarak biriktirir ve organik gübreler oluşturmak için kompostlandığında, her kilo gübre için genellikle yüksek miktarlarda (örn., 0.5 mg'dan fazla) metal toksinler içerebilen bir ürün verir. Hayvan gübresi (örn. İnek gübresi) veya kentsel atıklardan yapılan gübreler benzer miktarlarda Cd içerebilir. Gübrelerden (kaya fosfatları veya organik gübreler) toprağa eklenen Cd, sadece toprak pH'ı düşükse (yani asidik topraklar) biyolojik olarak kullanılabilir ve toksik hale gelir.