Введение

Кадмий – это природный токсичный металл, с распространенным воздействием на рабочих местах в промышленности, в почвах растений и при курении. Ввиду низких допустимых уровней воздействия на человека, переоблучение может произойти даже в ситуациях, где обнаруживаются лишь незначительные количества кадмия. Кадмий широко используется в гальванопластике, хотя сам процесс обычно не приводит к переоблучению. Кадмий также содержится в некоторых промышленных красках и может представлять опасность при распылении. Работы, связанные с удалением кадмиевых красок путем соскабливания или пескоструйной обработки, могут представлять серьезную опасность. Основное применение кадмия – производство перезаряжаемых никель-кадмиевых аккумуляторов. Основным источником кадмия является его получение как побочный продукт при рафинировании цинка. Воздействие кадмия регулируется специальными стандартами для различных отраслей промышленности, включая судостроение, строительство и сельское хозяйство.

Острый

Острое воздействие паров кадмия может вызывать симптомы, похожие на грипп, включая озноб, лихорадку и мышечные боли, иногда называемые "кадмиевой хандрой". Симптомы могут исчезнуть в течение недели, если нет повреждений органов дыхания. Более серьезное воздействие может привести к трахеобронхиту, пневмониту и отеку легких. Симптомы воспаления могут появиться через несколько часов после воздействия и включать кашель, сухость и раздражение в носу и горле, головную боль, головокружение, слабость, лихорадку, озноб и боль в груди.

Хроническая

Осложнения отравления кадмием включают кашель, анемию и почечную недостаточность (которая может привести к смерти). Воздействие кадмия повышает вероятность развития рака. Кадмий выделяется в аэрозоль электронных сигарет (ЭС), но, судя по имеющимся данным, рассчитанный риск развития рака на протяжении жизни не превышает допустимый уровень риска.

Экологические

Уровень кадмия в воде, воздухе и почве повышается, особенно в промышленных районах. Воздействие кадмия на окружающую среду представляет особую проблему в Японии, где многие люди употребляли рис, выращенный на орошаемой воде, загрязненной кадмием. Это явление известно как болезнь Итай-Итай. Люди, проживающие вблизи мест захоронения опасных отходов или предприятий, выбрасывающих кадмий в воздух, могут подвергаться воздействию кадмия, содержащегося в воздухе. Однако в Соединенных Штатах действует множество государственных и федеральных нормативных актов, контролирующих количество кадмия, которое может выбрасываться в воздух с полигонов и мусоросжигательных заводов, чтобы объекты, находящиеся под надлежащим контролем, не представляли опасности. Широкая общественность и люди, живущие вблизи мест захоронения опасных отходов, могут подвергаться воздействию кадмия через загрязненные продукты питания, пыль или воду в результате неконтролируемых или случайных выбросов. Для предотвращения таких выбросов применяются многочисленные правила и системы контроля загрязнения. Некоторые источники фосфатов в удобрениях содержат кадмий в количестве до 100 мг/кг, что может привести к увеличению концентрации кадмия в почве (например, в Новой Зеландии).

Еда

Еще один источник кадмия — продукты питания. Растения могут содержать небольшое или умеренное количество кадмия в регионах, не подверженных промышленному загрязнению, но высокие уровни могут обнаруживаться в печени и почках взрослых животных. Суточное потребление кадмия с пищей варьируется в зависимости от географического региона. В Европе и Соединенных Штатах Америки потребление составляет примерно от 8 до 30 мкг, а в различных районах Японии — от 59 до 113 мкг. Небольшое исследование образцов высококачественного темного шоколада показало, что у 48% из них содержание кадмия было повышенным, что обычно связано с его присутствием в почве, где выращивалось какао.

Профессиональное воздействие

В 1950-х и 1960-х годах промышленное воздействие кадмия было высоким, но по мере выявления токсических эффектов кадмия, промышленные пределы воздействия кадмия были снижены в большинстве развитых стран, и многие политики согласны с необходимостью дальнейшего снижения воздействия. При работе с кадмием важно проводить ее под вытяжным шкафом для защиты от опасных паров. С припоями, содержащими кадмий, следует обращаться с осторожностью. Серьезные проблемы с токсичностью возникали в результате длительного контакта с ваннами для кадмиевого покрытия. Рабочие могут подвергаться воздействию кадмия в воздухе при плавке и рафинировании металлов, или в воздухе на предприятиях, производящих изделия из кадмия, такие как батареи, покрытия или пластмассы. Воздействие также возможно при пайке или сварке металлов, содержащих кадмий. Около 512 000 работников в Соединенных Штатах ежегодно находятся в условиях, где возможно воздействие кадмия. Однако действуют правила, устанавливающие допустимые уровни воздействия, для защиты работников и обеспечения того, чтобы концентрация кадмия в воздухе была значительно ниже уровней, которые могут привести к вредным последствиям. Художники, работающие с кадмиевыми пигментами, которые обычно используются для получения ярких оранжевых, красных и желтых оттенков, могут легко случайно проглотить опасные количества, особенно если они используют пигменты в сухом виде, например, в крейдовых пастелях, или при самостоятельном изготовлении красок.

Потребительские товары

Кадмий используется в никель-кадмиевых аккумуляторах; это одни из самых популярных и распространенных продуктов, содержащих кадмий. В феврале 2010 года кадмий был обнаружен во всей линейке эксклюзивных ювелирных изделий Майли Сайрус, продававшихся в Wal-Mart. По просьбе агентства Associated Press образцы украшений были протестированы и в них было обнаружено высокое содержание кадмия. Wal-Mart прекратил продажу ювелирных изделий только 12 мая, поскольку "было бы слишком сложно протестировать продукцию, уже выставленную на полки". 4 июня 2010 года кадмий был обнаружен в краске, использованной для нанесения рисунка на рекламные стаканы к фильму "Шрек навсегда", продававшиеся в ресторанах McDonald's, что привело к отзыву 12 миллионов стаканов.

Токсикология

Кадмий – чрезвычайно токсичный промышленный и экологический загрязнитель, классифицированный как канцероген для человека: группа 1 по классификации Международного агентства по изучению рака, группа 2a по классификации Агентства по охране окружающей среды (EPA) и как канцероген 1B по классификации Европейского химического агентства.

Трактористы

Внутри клеток ионы кадмия выступают в роли катализатора образования перекиси водорода. Этот резкий скачок концентрации цитозольной перекиси водорода вызывает усиленное переокисление липидов и дополнительное истощение запасов аскорбата и глутатиона. Перекись водорода также способна превращать тиольные группы белков в нефункциональные сульфоновые кислоты и непосредственно повреждать ядерную ДНК. Этот окислительный стресс приводит к тому, что пораженная клетка начинает синтезировать большое количество воспалительных цитокинов.

Токсикокинетика

Вдыхание пыли, содержащей кадмий, быстро приводит к проблемам с дыхательными путями и почками, которые могут быть смертельными (часто из-за почечной недостаточности). Попадание в организм любого значительного количества кадмия вызывает немедленное отравление и повреждение печени и почек. Соединения кадмия также обладают канцерогенными свойствами.

Биомаркеры чрезмерного воздействия

Повышенные концентрации бета-2 микроглобулина в моче могут быть ранним признаком дисфункции почек у людей, хронически подвергающихся воздействию низких, но избыточных уровней кадмия в окружающей среде. Анализ на бета-2 микроглобулин в моче является косвенным методом оценки воздействия кадмия. В определенных случаях Управление по охране труда и безопасности требует обследования работников на предмет повреждения почек при длительном воздействии высоких уровней кадмия. Концентрации кадмия в крови или моче лучше отражают избыточное воздействие в промышленных условиях или после острого отравления, тогда как концентрации кадмия в тканях органов (легких, печени, почек) могут быть полезны при летальных исходах, вызванных как острым, так и хроническим отравлением. У здоровых людей, не подвергающихся избыточному воздействию кадмия, концентрация кадмия в крови или моче обычно составляет менее 1 мкг/л. Биологические пороговые значения ACGIH для уровней кадмия в крови и моче составляют 5 мкг/л и 5 мкг/г креатинина соответственно, в разовых образцах. У людей, у которых хроническое воздействие кадмия привело к повреждению почек, часто наблюдаются уровни кадмия в крови или моче в диапазоне 25-50 мкг/л или 25-75 мкг/г креатинина соответственно. У выживших после острого отравления эти диапазоны обычно составляют 1000-3000 мкг/л и 100-400 мкг/г соответственно, и могут быть значительно выше в случаях со смертельным исходом.

Лечение

Человек, отравившийся кадмием, должен немедленно обратиться за медицинской помощью для лечения и поддерживающей терапии. При однократном пероральном воздействии, вызывание рвоты или промывание желудка вскоре после отравления может эффективно очистить желудочно-кишечный тракт. Эффективность активированного угля не доказана. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) не рекомендуют хелатную терапию. Исследования показывают, что повреждение митохондрий клеток почек кадмием является ключевым фактором развития заболевания.

История

Эксперимент, проведенный в начале 1960-х годов и заключавшийся в распылении кадмия над Норвичем, был рассекречен правительством Великобритании в 2005 году, о чем сообщалось в статье BBC News.

Общие и цитируемые ссылки

Шеннон М. "Отравление тяжелыми металлами" // Haddad LM, Shannon M, Winchester JF (ред.). Клиническое ведение отравлений и передозировок, 3-е изд., 1998.