cadmium

Cadmium optræder i meget små koncentrationer i naturen. Det er et chalcofilt grundstof, dvs. det koncentreres i sulfidmineraler, mest i zinkblende, men det er også til stede i blyglans og visse sulfosalte. Kun i et meget begrænset antal mineraler udgør cadmium en væsentlig bestanddel. Det bedst kendte er greenockit, CdS.

Cadmium anvendes især som elektrode i genopladelige batterier (nikkel-cadmium-batterier). Mindre mængder bruges som bestanddel i legeringer til specielle formål: køreledninger til eldrift, lejemetaller, loddemetaller og letsmeltelige legeringer. I sidstnævnte anvendelser udnyttes bl.a. cadmiums evne til at danne lavtsmeltende, eutektiske legeringer med mange andre metaller. Desuden anvendes cadmiumforbindelser som farvepigmenter (ofte gule), som stabilisatorer i plast og i lysfølsomme halvledere.

Cadmium er giftigt, og mange cadmiumforbindelser er desuden kræftfremkaldende. Anvendelsen af cadmium begrænses derfor mest muligt, og nye typer genopladelige batterier er begyndt at afløse nikkel-cadmium-batterierne. Da cadmium let fordamper ved forhøjet temperatur, kræves effektiv beskyttelse af personer, der skal arbejde med smeltet cadmium og legeringer. I Danmark er en række anvendelser og cadmiumholdige produkter forbudt eller kræver særlig dispensation fra Arbejdstilsynet eller miljømyndighederne. For produkter, hvori cadmium forekommer som en urenhed, gælder særlige restriktioner, således for fosforholdig gødning og keramiske glasurer.

Udvindingen af cadmium, der tidligere var stigende, er stagneret siden 1970'erne og andrager ca. 22.000 ton pr. år (2013). Cadmium fremkommer udelukkende som et biprodukt ved udvinding af zink fra malme, der indeholder op til 3 % cadmium. Cadmiumoxid kan opsamles i flugtstøv fra ovnene og derefter reduceres til metallisk cadmium, som raffineres ved destillation.

Cadmium optræder overvejende i oxidationstrinet +2. I smeltede salte kan lavere oxidationstrin dog påvises. Cadmiums forbindelser har mange lighedspunkter med zinks, men er væsentlig giftigere end disse. Det tungtopløselige cadmiumhydroxid, Cd(OH)₂, findes i genopladelige nikkel-cadmium-batterier, hvor det indgår i den strømgivende proces:

.

Cadmiumsulfid, CdS, cadmiumselenid, CdSe, og cadmiumtellurid, CdTe, finder anvendelser i solceller, ensrettere og fotoceller. Blandinger af CdS og CdSe har også været anvendt som orange til gule farvestoffer i bl.a. plastvarer, men er nu erstattet af andre stoffer, selvom giftigheden af disse cadmiumforbindelser er lav på grund af deres ringe opløselighed. Cadmium findes også i cigaretrøg, og der kan optages 0,1-0,2 μg cadmium i lungerne pr. cigaret.

Forgiftning med cadmium er sjælden i de nordiske lande, men enkelte arbejdsbetingede tilfælde kan dog stadig forekomme. Metalrøgsfeber skyldes bl.a. cadmium og viser sig ved luftvejsirritation ledsaget af feber. Alvorligere er udtrængen af vand i lungerne (lungeødem) nogle timer efter arbejdets ophør, hvor de ramte kan dø, hvis de ikke kommer under behandling.

Efter lang tids udsættelse for stoffet kan der opstå kronisk nyresygdom og kræft i specielt luftvejene. Nyresygdommen kan medføre forøget udskillelse af calcium i urinen. Derved tabes kalk fra knoglerne, hvor der derfor lettere opstår brud pga. knogleskørhed. Hyppige knoglebrud hos indbyggerne i en japansk landsby, hvis marker var blevet overrislet med cadmiumholdigt industrielt spildevand, blev kendt som sygdommen itai-itai (jap. 'av-av').

Cadmium er en farlig miljøgift. Selv meget små mængder kan skade levende organismer. Cadmium kan desuden ophobes i organismer, i jorden og i søers og haves bund.

I Danmark spredes det meste cadmium til omgivelserne ved forbrænding af affald, bl.a. farvede plastmaterialer, og ved udbringning af fosforgødning og slam fra rensningsanlæg på landbrugsjord. Grøntsager, korn og andre landplanter optager cadmium fra jorden. Optagelsen bliver større, jo mere cadmium der er. Planterne samler også mere cadmium, når jorden forsures; så frigøres cadmium lettere fra jordpartiklerne.

Visse dyr, bl.a. regnorme og muslinger, kan ophobe meget store mængder cadmium, tilsyneladende uden at det skader dem. Blåmuslingers bløddele kan fx indeholde mere end 10 ppm. I jord med 0,7 ppm cadmium kan regnorme ophobe 30 ppm cadmium i kroppen.

Cadmium virker mere giftigt i ferskvand end i havvand. Ferskvandets alger, dafnier og ørreder er særlig følsomme. Dafniers formeringsevne forringes, når cadmiumindholdet er ca. 2000 gange mindre end den dødelige koncentration. Cadmium kan ikke alene skade ørreders nyrer og lever, det kan også nedsætte indholdet af hæmoglobin i blodet og give misdannet skelet pga. kalkmangel. Cadmiums giftvirkning er større i kalkfattigt (blødt) vand end i kalkrigt (hårdt). Fx er 1-3 ppb dødelig for ørreder i blødt søvand, mens der skal betydelig mere til i hårdt vand.

I Danmark har spredningen af cadmium i naturen været faldende fra slutningen af 1970'erne. I 1990 var udslippet til jord, luft og vand 7 t mod over det tredobbelte ti år før. Man er mere bevidst om problemerne, og der er indført mange restriktioner. Før var cadmium en vigtig ingrediens i farver, bl.a. i maling, nu er det kun tilladt til fx kunstmaling. Der er også sat meget strenge grænseværdier for køkkengrej som glas og porcelæn. Med fosforgødning ophobes der i landbrugsjorden ca. 2,5 g cadmium pr. ha om året. Det skal ses på baggrund af, at der fra naturens hånd er ca. 600 g cadmium pr. ha, mens vores grænseværdi, der er sat meget lavt i forhold til mange andre lande, er 1500 g cadmium pr. ha. Med den betydelige anvendelse af genopladelige batterier er der sket en ophobning af cadmium hos forbrugerne. Kun en effektiv genanvendelse hindrer, at dette ikke ender i naturen. Se batterier.