کادمیوم: از دل کوه تا زندگی روزمره
کادمیوم چیست و از کجا می‌آید؟
کادمیوم یک عنصر شیمیایی با نماد $Cd$ و عدد اتمی 48 است. این فلز به‌طور طبیعی در پوستهٔ زمین وجود دارد و تقریباً همیشه به‌صورت ترکیب با سایر عناصر، به‌ویژه در سنگ معدن روی، دیده می‌شود. تصور کنید شما یک معدن‌چی هستید که به دنبال روی می‌گردید؛ کادمیوم مانند یک همسفر ناخوانده است که همیشه در کنار روی پیدا می‌شود.
| ویژگی | توضیح |
|---|---|
| ظاهر | فلز نرم، چکش‌خوار و به رنگ سفید-نقرهای |
| چگالی | 8.65 g/cm³ (تقریباً 50 درصد چگال‌تر از آهن) |
| نقطه ذوب | 321 درجه سلسیوس (پایین‌تر از بسیاری فلزات) |
| مقاومت در برابر خوردگی | مقاومت خوبی در برابر زنگ‌زدگی دارد |
چرخه کادمیوم در طبیعت و صنعت
کادمیوم از طریق فرآیندهای طبیعی مانند آتشفشان‌ها و فرسایش سنگ‌ها، و همچنین فعالیت‌های انسانی مانند استخراج معادن و سوزاندن سوخت‌های فسیلی، در محیط پخش می‌شود. این فلز می‌تواند از طریق خاک و آب، توسط گیاهان جذب شود. حیواناتی که این گیاهان را می‌خورند نیز کادمیوم را در بدن خود ذخیره می‌کنند و به این ترتیب، این عنصر وارد زنجیرهٔ غذایی می‌شود.
کادمیوم در کجاهای زندگی ما پنهان شده است؟
شاید باور نکنید، اما این عنصر در بسیاری از وسایل اطراف ما وجود دارد. در گذشته به‌طور گسترده در رنگ‌ها و پلاستیک‌ها استفاده می‌شد. امروزه مهم‌ترین کاربرد آن در ساخت باتری‌های نیکل-کادمیوم است. این باتری‌ها در بسیاری از ابزارهای بی‌سیم مثل دریل‌های شارژی قدیمی پیدا می‌شوند. همچنین از این فلز برای پوشش‌دهی۴ سایر فلزات (مثل فولاد) برای جلوگیری از زنگ‌زدگی استفاده می‌شود.
| کاربرد | توضیح | وضعیت |
|---|---|---|
| باتری‌های قابل شارژ | باتری‌های نیکل-کادمیوم (Ni-Cd) | کاربرد محدود |
| پوشش‌های ضد خوردگی | محافظت از فلزات در برابر زنگ‌زدگی | کاربرد صنعتی |
| رنگ‌دانه‌ها | رنگ‌های زرد، نارنجی و قرمز در پلاستیک و سرامیک | ممنوع/محدود |
| ثابت‌کننده در پلاستیک | مانند PVC در برخی کابل‌ها و لوله‌های قدیمی | ممنوع/محدود |
چگونه کادمیوم وارد بدن ما می‌شود؟
سه راه اصلی برای ورود کادمیوم به بدن انسان وجود دارد: تنفس، خوردن و آشامیدن. استنشاق غبار یا دود حاوی کادمیوم (مثلاً در محیط‌های کاری خاص یا دود سیگار) خطرناک‌ترین راه است. خوردن غذا یا آب آلوده نیز راه شایعی است. سبزیجات برگ‌دار، سیب‌زمینی و غلاتی که در خاک‌های آلوده رشد می‌کنند و نیز صدف و جگر حیوانات می‌توانند حاوی سطوح بالاتری از کادمیوم باشند.
اثرات کادمیوم بر سلامت: از کلیه تا ریه
کادمیوم یک تهدید خاموش است زیرا اثرات آن می‌تواند سال‌ها بعد از مواجهه ظاهر شود. این فلز تمایل زیادی به تجمع در اندام‌هایی مانند کلیه و کبد دارد. مواجهه طولانی‌مدت می‌تواند منجر به نارسایی کلیه، پوکی استخوان و آسیب به ریه‌ها شود. سازمان‌های بین‌المللی، کادمیوم را به‌عنوان یک ماده سرطان‌زا۵ برای انسان دسته‌بندی کرده‌اند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. این یک اشتباه رایج است. باتری‌های نیکل-کادمیوم قدیمی حاوی این فلز هستند، اما باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر که در تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌های جدید استفاده می‌شوند، فاقد کادمیوم می‌باشند.
خیر، زیرا این عنصر به‌طور طبیعی در محیط وجود دارد. هدف، مدیریت و کاهش مواجهه با آن است. این کار از طریق قوانین سخت‌گیرانه برای صنایع، تصفیهٔ فاضلاب و آگاهی مصرف‌کنندگان امکان‌پذیر است.
کودکان به دلیل سرعت رشد بالاتر و عاداتی مانند گذاشتن اشیا در دهان، بیشتر در معرض خطر هستند. همچنین افرادی که در مشاغل خاص (مانند تولید باتری یا جوشکاری) کار می‌کنند یا در نزدیکی مراکز صنعتی آلوده زندگی می‌کنند، بیشتر آسیب‌پذیرند.
پاورقی
۱ روی (Zinc - Zn): یک فلز ضروری برای زندگی که در تولید فولاد گالوانیزه و آلیاژها استفاده می‌شود.
۲ سمیت (Toxicity): میزان توانایی یک ماده در ایجاد آسیب به یک موجود زنده.
۳ زیست‌انباشتگی (Bioaccumulation): تجمع تدریجی یک ماده شیمیایی (مانند یک فلز سنگین) در بدن یک موجود زنده در طول زمان.
۴ پوشش‌دهی (Plating): فرآیند اعمال یک لایه نازک از یک فلز بر روی سطح فلز دیگر برای محافظت یا تزئین.
۵ سرطان‌زا (Carcinogen): هر ماده یا عاملی که مستقیماً در ایجاد سرطان نقش دارد.