Mi a kadmium, hogyan jut a szervezetbe?

A kadmiumról alig hallani a lítiummal ellentétben, mégis kulcsfontosságú szerepet tölt be a modern fejlett technológiák egész sorában. A kadmium éppen annyira megkerülhetetlen jelenleg, mint például az alumínium, csak sajnálatos módon súlyosan mérgező anyag is. 

Ezért utánajártunk, mi is pontosan a kadmium, miért fontos az iparban és miért tanácsos, hogy ne jusson be a szervezetedbe!

Mi az a kadmium?

A kadmium (vegyjele: Cd, nyelvújításkori neve: kadany, ami kikopott a használatból, szemben a higannyal) mérgező nehézfém, amelyet cink-, ólom- és rézércek kohászata során keletkező melléktermékként nyernek ki. 

Ez az ezüstös-fehér, puha fém kis mennyiségben a talajban is megtalálható. A jelenleg felhasznált kadmium legnagyobb része azonban a cink finomításából származik, emellett az elhasznált nikkel-kadmium akkumulátorok újrahasznosításával is kinyerik.

A kadmiumot 1817-ben fedezték fel Németországban, és már a korai időkben is jelentős szerepet kapott a pigmentek gyártásában, lenyűgöző sárga, narancs és vörös árnyalatainak köszönhetően – a színek ragyogása valódi áttörést jelentett a festészetben.

A modern iparban a kadmium leggyakrabban nikkel-kadmium akkumulátorokban található, amelyek hosszú élettartamuk miatt népszerűek mobiltelefonokban és más vezeték nélküli eszközökben.

A kadmium fontos szerepet játszik fémbevonatok készítésében is, ahol korrózió elleni védelmet nyújt. Az acél és vas felületén „áldozati rétegként” működik, amely megvédi az alapanyagot a károsodástól. (Úgy képzelhetjük el, mint egy páncélt, amely minden csapást elnyel.) 

Továbbá festékek, műanyag stabilizátorok és élénk színeket biztosító pigmentek készítésére is használják. Az ipari alkalmazásokban a kadmium javítja az ötvözetek tulajdonságait, és megerősíti az elektrolízis során felvitt bevonatokat, emellett hozzájárul a fejlett napelemek technológiai fejlődéséhez.

Egyes kerámiák, valamint fém edények – például jégkockatartók, vizeskancsók és dísztálak – is tartalmazhatnak kis mennyiségű kadmiumot. A nukleáris iparban szintén jelentős szerepe van: neutronelnyelő tulajdonságai miatt elengedhetetlen a reaktorok szabályozásában és biztonságos működtetésében.

Miért számít mérgező anyagnak a kadmium?

A kadmium természetes módon megtalálható a levegőben, vízben és talajban. Mivel fém, kémiailag ellenálló, így idővel felhalmozódik az ökoszisztémákban. Az ipari vagy háztartási hulladék elégetése, valamint a fosszilis tüzelőanyagok, például szén és olaj elégetése, illetve számos ipari tevékenység során kerülhet be a környezetbe, így például bányászat, fémkohászat, üzemanyagok elégetése, foszfátműtrágyák gyártása és fémtermékek feldolgozása során. 

Ezek a folyamatok a levegő, a víz és a talaj szennyezéséhez vezetnek, ami különösen az ipari létesítmények közelében élő közösségeket érinti érzékenyen. A kadmium alacsony szintű kitettsége hosszú idő alatt károsíthatja az egészséget – a hosszú távú hatások „csendes fenyegetésként” jelenhetnek meg, ezért az elővigyázatosság elengedhetetlen.

Az autók kipufogógázai, a gyárak kibocsátásai, valamint az akkumulátor- és festékgyártás is jelentős szennyezőforrást képeznek. A levegőbe került kadmiumrészecskék a széllel terjednek, majd a talajra vagy a vízfelszínre rakódnak le por formájában.

Az ipari területek és veszélyes hulladéklerakók környezetében a talaj és a víz kadmiumtartalma gyakran magasabb. Például az utak melletti talajok esetében az autók kipufogógázai miatt emelkedett kadmiumszint mérhető. A felszíni vizekben oldott kadmium jelenhet meg, amely idővel az üledékekben koncentrálódik, ahol tartós lerakódásokat képez.

Miben található kadmium? 

A már említett természetes források mellett a kadmium számos, az emberi civilizációban használatos dologban megtalálható. Az ipari környezeten kívül ráadásul más, teljesen hétköznapi tényezők is hozzájárulnak a kadmium beviteléhez:

Cigarettafüst

A dohányzás az egyik legjelentősebb forrása a kadmiumnak. A dohányosok napi kadmiumbevitele kétszerese lehet azoknak, akik nem dohányoznak. A passzív dohányzás során belélegzett füst is tartalmaz kadmiumot, amely szintén veszélyt jelent.

Élelmiszerek

A szennyezett talajban termesztett zöldségek, például burgonya és leveles zöldségek, nyomokban kadmiumot tartalmazhatnak. Az állatok mája és veséi, valamint bizonyos tengeri herkentyűk magasabb kadmiumkoncentrációval rendelkeznek. Az egészséges talajhasználat és a szabályozott mezőgazdasági gyakorlatok fontosak a szennyeződés elkerülése érdekében.

Ipari alapanyagok

Az ipari tevékenységek, például a fémolvasztás, kadmiumot bocsátanak ki a levegőbe. A szigorú szabályozás és ellenőrzés biztosítja, hogy a kibocsátások szintje minimális maradjon, így a közegészség védelme előtérbe kerül.

Műtrágyázott talajok

A foszfátalapú műtrágyák alkalmazása miatt a kadmiumkoncentráció magasabb lehet a mezőgazdasági területeken. A fenntartható gazdálkodási módszerek csökkenthetik a kadmium felhalmozódását, így a termények egészségesebbek lesznek.

A skandináv mezőgazdasági talajok kadmiumkoncentrációja évente folyamatosan, apró lépésekben növekszik, 0,2%-os mértékben. A globális kadmiumkibocsátás évente körülbelül 7 000 tonna, amely hatalmas terhet ró a környezetre és az emberi egészségre. 

Milyen foglalkozásoknál áll fenn a veszélye a kadmiummérgezésnek? 

A legtöbb ember akkor találkozik kadmiummal, amikor az anyagokat előállító ipari környezetben dolgozik. A mindennapok során cigarettázás közben, illetve szennyezett talajból származó élelmiszerek fogyasztásakor kerülhet a szervezetbe. 

A kadmium károsíthatja a veséket, a tüdőt és a csontokat, hosszú távú egészségügyi problémákat okozva. A kadmium az emberi szervezetbe három fő módon juthat be: 

1. táplálkozással, 
2. belégzéssel és 
3. bőrön keresztül. 

A tápcsatornán keresztül az elfogyasztott kadmium mindössze 5%-a szívódik fel, amit a bevitt mennyiség és az étrend összetétele határoz meg. Egy átlagos német állampolgár napi 30–35 μg kadmiumot vesz fel, amelynek túlnyomó része az élelmiszerekből és italokból származik. 

A dohányosok napi plusz 30 μg kadmiummal terhelik a szervezetüket cigarettázás útján (ez mintegy megduplázza a napi terhelést, ami egyértelműen kiemeli a dohányzás kockázatait). 

Németországban a munkavállalók számára megengedett vérkadmium-koncentráció legfeljebb 15 μg/l. Ezzel szemben egy nem dohányzó vérében átlagosan 0,5 μg/l kadmium található, ami jól szemlélteti a különbséget a hétköznapi élet és a szennyezettebb környezet között. Érdemes megfigyelni, hogyan tűnik el ez a különbség egy ipari környezetben!

Bizonyos munkakörökben és szabadidős tevékenységek során közvetlen kapcsolat alakul ki a kadmiummal, ami növeli az expozíció mértékét:

• Akkumulátorok gyártása
• Hegesztési és forrasztási munkák
• Fémolvasztás és bányászat
• Textilipari feladatok
• Kadmiumötvözetek gyártása és használata
• Kadmiumtartalmú anyagok előállítása, például speciális festékek és műanyagok
• Ékszerkészítés
• Ólomüveg-készítés
• Települési hulladék feldolgozásában dolgozók.

A fent említett a tevékenységekben közvetlen érintkezés alakul ki a kadmiumtartalmú anyagokkal vagy folyamatokkal, ami növeli a kitettség esélyét.

Mit okoz a kadmium? 

Az egészségre gyakorolt hatása a bejutás módjától, az adag nagyságától, az expozíció időtartamától és az egyéni szervezeti válaszreakcióktól függ. A szervezetbe jutva a kadmium elsősorban a májban és a vesékben halmozódik fel, és csak lassan ürül ki, a vizelettel.

A kadmium hosszú élettartama miatt tartósan jelen marad a szervezetben, átlagosan 25–30 évig. (Elképzelhető, hogy az ember teste évtizedekig hordozza ezt az alattomos mérget.)

A kutatások szerint a kadmium jelenléte összefügg a daganatos megbetegedésekkel, mint az emlő-, tüdő-, prosztata-, orrgarat-, hasnyálmirigy- és veserák. Emellett a csontritkulás kialakulásában is szerepet játszhat. 

A máj és a vesék különösen érzékenyek erre az anyagra, mivel ezek a szervek képesek metallotioneineket termelni. A fehérjék szorosan megkötik a kadmiumionokat, így védelmet nyújtanak a sejtek számára. 

Az oxidatív stressz azonban – amelyet a kadmium okoz – továbbra is súlyos károkat idézhet elő ezekben a szervekben.

A kadmium a sejtek energiatermelő központjait, a mitokondriumokat is érinti

A mitokondriumok alapvető szerepet játszanak az ATP, azaz a sejtek energiamolekulájának előállításában. Ha a mitokondriumok károsodnak, csökken az energiatermelés, miközben nő a reaktív oxigénfajták (ROS) kibocsátása. 

A folyamat egyaránt károsítja a sejtek szerkezetét és fokozza a betegségek kockázatát is. Az oxidatív stressz hosszú távú hatásai a máj- és vesekárosodás mellett más krónikus állapotokat is előidézhetnek.

Az utóbbi évek kutatásai rámutattak arra, hogy a kadmium a gének és a sejtek szerkezetére, egyaránt hatást gyakorol. Az epigenetikai változások során a DNS és a hisztonok kémiai módosuláson mennek keresztül, amely megváltoztatja a génkifejeződést, anélkül, hogy a DNS-szekvencia megváltozna. 

Az ebben szerepet játszó enzimek – például a DNS-metiltranszferáz, a hiszton-acetiltranszferáz és a hiszton-deacetiláz – felelősek a kémiai csoportok hozzáadásáért vagy eltávolításáért. A mikro-RNS-ek szintén közreműködnek ebben a bonyolult folyamatban, amely újabb rétegét tárja fel a kadmium hatásainak.

A kadmium által kiváltott epigenetikai változások kockázata hosszú távon is meghatározó, mert a daganatok kialakulása mellett más krónikus betegségek kialakulásának is kedveznek. 

Belélegzés: a munkavállalók veszélyforrása

A belélegzés a legfőbb módja annak, ahogyan a kadmium a légzőrendszeren keresztül bekerülhet a szervezetbe, különösen ipari környezetben. A hatóságok által meghatározott szigorú határértékek biztosítják a munkavállalók biztonságát. Az előírások az egészséget veszélyeztető szintek alatt maradnak, megelőzve a káros következményeket.

Rövid idő alatt nagy mennyiségű kadmium belélegzése influenzaszerű tüneteket vált ki, például hidegrázást, lázat és izomfájdalmat. Ezt követően súlyosabb hatások léphetnek fel, például légzési nehézség, mellkasi fájdalom és köhögés. 

Súlyos esetekben a tüdőkárosodás végzetes lehet. Hosszabb időn át tartó alacsony koncentrációjú kadmiumexpozíció gyengíti a csontokat, és a vesék állapotának romlásához vezethet. A megfelelő védőfelszerelések és munkakörülmények ezért alapvető fontosságúak.

Lenyelés: az emésztőrendszerre gyakorolt hatások

A kadmiummal szennyezett élelmiszerek vagy italok fogyasztása kellemetlen gyomorpanaszokat okozhat. A gyakori tünetek közé tartozik a hasi fájdalom, hányinger, hányás és hasmenés. A torokduzzanat, fejfájás és bizsergő végtagok szintén megjelenhetnek.

A szervezet az étellel bevitt kadmiumnak csak kis részét tartja meg, azonban tartós expozíció esetén vesekárosodás és csontok gyengülése alakulhat ki. Nagyobb dózisok már rövid idő alatt is jelentős szervi károsodást, például máj- és szívproblémákat eredményezhetnek, amelyek életveszélyessé válhatnak. (A kadmiummentes étrenddel rengeteget tehetünk a hosszú távú egészségünkért.)

Gyermekekre és újszülöttekre gyakorolt hatások

Gyermekek esetében a kadmium-expozíció tünetei megegyeznek a felnőtteknél tapasztaltakkal. Az anyatejben kis mennyiségű kadmium jelenhet meg, ha az édesanya nagy dózisú expozíciónak volt kitéve.

Azok a nők, akik munkahelyükön magas kadmiumszinttel érintkeznek, alacsonyabb születési súlyú gyermekeket hozhatnak világra. Az átlagos környezeti szintek mellett ez a kockázat alacsony. 

Mit lehet tenni a kadmiummérgezés ellen?

A globális környezeti kadmiumkibocsátás és az emberi egészség védelme érdekében olyan lépéseket érdemes megtenni, amelyek egyszerre csökkentik a szennyezést és támogatják a fenntartható megoldásokat. 

Nézzük meg, milyen irányelvek segítik ezt a folyamatot, és hogyan válhat mindennapi életünk részévé a környezettudatosság!

A kadmium újrahasznosításának jelentősége

Az ipari tevékenységek során használt kadmium hatékony újrahasznosítása nem csupán a hulladék csökkentésében játszik szerepet, hanem erőforrásaink felelősségteljes felhasználását is elősegíti. 

Gondoljunk csak bele: egy elhasznált akkumulátor vagy elektronikai eszköz nem értéktelen hulladék, hanem egy olyan alapanyag, amely megfelelő kezeléssel új életre kelhet. Az újrahasznosítás révén csökken a bányászat okozta környezeti terhelés, miközben egyre kevesebb szennyező anyag kerülhet a természetbe. 

Ezt úgy képzeljük el, mintha egy zárt körforgást hoznánk létre, ahol semmi sem vész kárba, és minden elem hasznosul.

Kibocsátások és szennyezések mérséklése

A bányászat és a hulladékgazdálkodás során keletkező kadmium kibocsátása szigorú szabályozással és innovatív technológiák alkalmazásával jelentősen csökkenthető. A hatékony szűrőrendszerek és tisztítási eljárások nemcsak az ipari tevékenységeket teszik környezetbarátabbá, hanem közvetlenül hozzájárulnak a víz- és talajszennyezés megelőzéséhez is. 

Egy ilyen irányelv betartása egyaránt szolgálja a természeti környezetet és az emberi egészséget, hiszen a nehézfémek felhalmozódása hosszú távon veszélyt jelenthet mindkettőre. (Képzeljük el, milyen lenne, ha a gyárakból csak tiszta levegő és víz kerülne ki – ez már nem utópia, hanem valós lehetőség.)

Biztonságos munkakörnyezet kialakítása

A kadmiumot kezelő munkavállalók védelme alapvető fontosságú. A megfelelő védőfelszerelés, a rendszeres egészségügyi ellenőrzések és az oktatás mind hozzájárulnak ahhoz, hogy a munkahelyek biztonságosak legyenek. 

A megfelelő intézkedések nemcsak a dolgozók egészségét védik, hanem példát is mutatnak arra, hogyan lehet egyensúlyt teremteni az ipari termelés és az emberi jogok tiszteletben tartása között. Egy gondosan megtervezett munkakörnyezet hatékonyabbá teszi a termelést, és  vonzóbbá a szakemberek számára.

A kadmium kiváltása a fogyasztási termékekben

A fenntarthatóságot elősegíti, ha olyan anyagokat alkalmazunk, amelyek biztonságosabb alternatívát jelentenek a kadmiummal szemben. A játékok, ékszerek és műanyag termékek gyártásában használt kadmium helyettesítése hosszú távon csökkenti a környezet terhelését. 

A kadmiumot tartalmazó termékek gyakran kerülnek hulladéklerakókba, ahol a kadmium a talajba szivárogva szennyezést okozhat. A környezetbarát anyagok előnyben részesítése azonban egyértelmű választ ad erre a kihívásra. (Gondoljunk csak bele: minden döntésünk, még a vásárlásaink során is, hatással van a bolygónk jövőjére.)

Együtt a fenntartható jövőért

A kadmiumkibocsátás csökkentése és a környezeti kockázatok minimalizálása összetett, mégis elérhető cél. Az újrahasznosítás előmozdítása, a kibocsátások mérséklése, a biztonságos munkakörnyezet kialakítása és a környezetbarát anyagok alkalmazása együttesen hozzájárulnak egy tisztább és egészségesebb világ megteremtéséhez. Minden lépés számít, hiszen a jövőnk a jelen döntésein múlik.

Hogyan ismerhető fel és kezelhető a kadmiumexpozíció?

Aki úgy érzi, hogy nagy mennyiségű kadmiummal érintkezett, forduljon orvoshoz. A vizelet- és vérvizsgálatok pontosan meghatározzák a szervezet kadmiumszintjét, miközben a vesék és a máj állapotát célzott vizsgálatokkal ellenőrzik. A haj- és körömvizsgálatok kevesebb megbízható adatot nyújtanak.

Specifikus kezelés kadmiummérgezés esetén nem áll rendelkezésre, azonban az orvosi ellátás támogató intézkedései segítenek a szervezet helyreállításában. Az expozíció csökkentése a legfontosabb lépés a hosszú távú kockázatok minimalizálásához. 

A környezetünkben lévő kadmiumforrások ismerete és a védelmi intézkedések betartása lehetővé teszi, hogy elkerüljük az egészségünkre leselkedő veszélyeket. A tudatosság tehát a legjobb eszköz az egészség védelmében.

A táplálkozási hiányosságok jelentősen növelhetik a kadmiumfelszívódás mértékét

A D-vitamin, a kalcium, valamint a cink és a réz alacsony szintje kedvezőbb feltételeket teremt a kadmium számára. A cink és a kalcium molekuláris hasonlósága miatt a szervezet ezeket a nyomelemeket könnyebben összetéveszti a kadmiummal, és nagyobb mennyiséget szív fel belőle, amikor ezekből hiány lép fel.

A vas szerepe különösen jelentős a kadmiumfelszívódás szabályozásában. Azoknál az embereknél, akik vashiányban szenvednek, 6%-kal magasabb kadmiumfelszívódási arányt figyeltek meg, mint a megfelelő vastartalékkal rendelkezőknél – különösen fontos gyerekek és menstruáló nők esetében, akiknél gyakrabban fordul elő vashiány.

A vas megfelelő pótlása tehát kiemelkedő jelentőségű (a tudatos táplálkozás itt nem luxus, hanem létfontosságú megelőzés). A kadmiumfelszívódás és a táplálkozási szokások összefüggése egyértelműen rámutat arra, hogy a tudatos étrend és a megfelelő nyomelemek bevitele mennyire fontos a környezeti ártalmak csökkentése érdekében.

Dr. Rónay P. Tamás | Korábbi egyetemi oktató, tartalom specialista. Főként humán, illetve természettudományos cikkeket ír. Otthonosan mozog az okostechnológiák és megújuló erőforrások, zöld technológiák világában.