Kadmiyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı, Zararları)

Kadmiyum, tehlikeli metaller arasında yer alır. Sinsi yollarla vücudu esir alabilir. Pillerde de kullanılan kadmiyumu dikkate almalısınız!

Kadmiyum, pillerde ve birçok üründe kullanılan bir metaldir. Günlük hayatta kullandığımız objelerin üretimindeki faydaları yadsınamaz; ancak madalyonun diğer yüzü hiç iç açıcı değil. Kadmiyum, en tehlikeli ağır metaller arasında yer alır. Besin zincirinden, sudan, sigaradan, havadan ve besinler için kullandığımız kaplardan kadmiyuma maruz kalabiliriz. Zehirleyici özellikteki kadmiyum, başta kemik sistemini kırılganlaştırması olmak üzere birçok rahatsızlığa yol açabiliyor. Vücutta kalsiyum dengesini bozuyor, faydalı proteinlerin dışarı atılmasına yol açıyor. Daha fazlası da var tabi... Kadmiyumun zararlarına maruz kalmamak için ilk olarak pilleri doğaya atmadan geri dönüşüme göndermelisiniz! Sigara içenleri de ciddi bir kadmiyum riski beklediğini belirtmeliyiz! Kadmiyumu tanımaya başlayalım…

Tarihçesi

Kadmiyum, 1800’lü yılların başında keşfedilen bir elementtir. Almanya-Hannover’de bazı eczacılar “kadmia” adı verilen çinko karbonatın doğal bir formunu ısıtarak çinko oksit elde etti. Bu sırada elde edilen maddenin renksizleştiği fark edildi. 1817 yılında Göttingen Üniversitesi kimyagerlerinden Friedrich Stromeyer, bu sorunu incelediğinde renk değişimine belirsiz bir maddenin yol açtığını tespit etti. Kalamin olarak da bilinen cevherdeki örnekleri inceleyen Stromeyer, bazı örneklerin sarı renkte parladığını, bazılarının da renk vermediğini fark etti. Bu maddeyi kahverengi bir oksit olarak ayırdı ve karbon kılıfı ile ısıtarak mavi-gri bir metal elde etti. Bu metale “kadmiyum” adını verdi. Bir yıl sonra da Stromeyer’in keşfi tanımlanarak kadmiyumun özellikleri açıklandı.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Kadmiyumun kimyasal sembolü “Cd”dir. Atom numarası 48, atom ağırlığı 112,41’dir. Periyodik cetvelin 2-B grubunda yer alan metalik bir elementtir. Erime noktası 321 derece, kaynama noktası 767 derecedir. Yoğunluğu 8,65 gcm3’tür. Gümüş beyaz ve mavimsi renkte, tatsız ve kokusuzdur. Bıçakla çizilebilecek kadar yumuşak bir geçiş metalidir. Kristal yapısı hekzagonaldır. Kimyasal özellikleri bakımından çinko ile cıva arasında benzerlikler gösterir. Bazı bileşikleri fosforesans ve floresans özellikleri gösterir. Sürtünmeye ve oksidasyona direnci, elektropozitifliği yüksektir. Bileşiklerinde “2+” değerliklidir.

Havada ısıtılırsa kırmızı bir alevle yanar ve koyu bir dumanla kadmiyum peroksit oluşur. Nemli havada yavaş oksitlenir. Oksit tabakası metali tamamen kaplar. Buharı tek atomlu olup, koyu sarı renktedir. Bazlarda çözünmez. Asitlerle hızla reaksiyona girer ve tuzları meydana getirir. Bazı sülfatlarla çifte tuzlar oluşturur. Klorür, nitrat ve sülfat tuzları suda çözünür. Kadmiyum sülfür suda çözünmez. Arsenat, fosfat, ferrosiyanür ve oksalat tuzları da suda çözünmez. Bu tuzlar amonyak ile amin kompleksi vererek çözünür. Halojenler sıcakta kadmiyum ile bileşikler oluşturabilir. Fakat kadmiyum, hidrojen ve azotla birleşmez.

Doğada saf olarak bulunmaz. Minerallerde genellikle çinko ile beraber oluşumları vardır. Başlıca bir kadmiyum minerali bulunmamakla birlikte en çok grinokit (CdS) adı verilen çinko sülfid mineralinde yüzde 0,5 ila 2 oranında kadmiyum içeriği vardır. Sfalerit mineralinde de az oranda bulunur. Kurşun ve bakır minerallerinde de çinko ile beraber bulunabilir. Cevherdeki metallerin üretimi sırasında yan ürün olarak elde edilir. Yüksek saflıkta kadmiyum elde etmek için kadmiyum oksit kullanılır. Tabiatta 8 kararlı izotopun karışımı olarak bulunur. Bu izotoplardan Kadmiyum-113 ve Kadmiyum-116 izotopları radyoaktiftir. İzotopları iyi bir nötron emicidir.

Hangi Ürün ve Alanlarda Kullanılır?

Kadmiyum, endüstride oksidasyona direnci ve kolay kaplanması sebebiyle en çok çelik kaplamacılığında kullanılır. Demir, bakır ve çinko da kadmiyum ile kaplanarak korozyon dirençleri artırılır. Buhar veya elektrolizle kaplama uygulamaları yapılabilir. Düşük erime noktası olması sebebiyle alaşımların önemli bir bileşenidir. Sürtünme direnci gerektiren bilye yatakları gibi bölgeler kadmiyum ile kaplanır. Nikel ile alaşımı bazı pillerde kullanılır. İyi bir nötron soğurucu olan kadmiyum, bu sebeple nükleer reaktörlerdeki kontrol çubuklarında, ayrıca yavaşlatıcı olarak kullanılır. Erime noktası düşük olan lehimlerin içeriğinde kadmiyum vardır. Kadmiyum oksit, kaplama banyolarında kullanılan iyi bir katalizördür. Bileşiklerinin çoğu sarı ve kırmızı pigment olarak kullanılır. Örneğin; kadmiyum nitrat, camlara kırmızımsı sarı bir renk verir. Kadmiyum sülfür, seramiklere sarı renk veren pigmentlerde kullanılır. Kadmiyum sülfat, tıpta hafif antiseptik olarak yararlanılan maddedir. Kadmiyum klorür, pamuklu boyama, galvanoplasti ve fotoğrafçılıkta kullanılan önemli bir bileşiktir. Kadmiyum elektro kullanılarak yapılan aküler, kurşun temelli akülerden daha uzun ömürlüdür.

Kadmiyum, alaşımları ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; döküm alaşımları, aküler, PVC’ler, şarj edilebilir ve edilemez piller, petrol bileşenleri, televizyonlar, fotokopi makaraları…

Kadmiyumun Zararları Nelerdir?

Kadmiyum, birçok ürünün üretiminde faydaları olsa da insan sağlığı açısından zararlı bir elementtir. Ekosistemde en tehlikeli ağır metal kirleticilerinden biridir. Canlı organizmalar için toksik metaller arasında yer alır. Bileşikleri de oldukça toksiktir. Pillerde kullanılan kadmiyum, kanserojen etkiler gösterir. Biyolojik fonksiyonlar için gerekli bir element değildir.

Çevreye; çinko fabrikaları, sigara dumanları, boyalar ve plastik katkı ürünleri aracılığı ile yayılabilir. Kadmiyum içeren piller de doğaya atıldığında bileşikleri serbest duruma geçer ve suya karışır. Kadmiyum içeren zehirli su, gıda zinciri ve içme sularıyla insan vücuduna girebilir. Ayrıca plastik maddeler, metal alaşımları ve gübreler de kadmiyum kaynağıdır. Fosforlu gübreler ve arıtma çamurlarının uzun süreli kullanılması sebebiyle dünyanın birçok bölgesindeki tarım toprakları kadmiyum birikimine maruz kalır. Toprak ve bitki sistemindeki yüksek mobilitesi sebebiyle de besin zincirine dâhil olabilir. Böylece bitki, insan ve hayvan sağlığı için riskler oluşturur.

Kadmiyum, bağırsaklarındaki kalsiyum pompalarında kalsiyuma çok yakın iyon yarıçapı yüzünden onun yerine emilerek kana karışır. Kemik dokusunda kalsiyum yerine kadmiyum depolanır. Böbrekte üretilen ve kemikler için gerekli olan D vitamini sentez proteinlerinden birini inhibe eder ve kemik dokularında yenilenme sürecini yavaşlatır. Bu sebeple kemikler zayıflamaya başlar. Bu duruma gelen bir kişi, mekanik baskılara aşırı duyarlı hale gelir. Yani hiçbir pozisyonda rahat edemez, sürekli acı hisseder. İlerleyen süreçte kemikler iyice kırılganlaşır ve “itai itai sendromu” adı verilen bir hastalık ortaya çıkar. Sonuçta kemik kırılması ve ufalanmasına kadar giden bu süreç ölümle sonuçlanabilir.

Sigara içen insanların karaciğer ve böbreklerinde kadmiyum birikir. Kadmiyum ve bileşiklerinin teneffüs edilmesi de ağız, solunum yolları ve akciğer tahrişlerine yol açar. Gıdalar için kullanılan seramik kaplar aracılığı ile az miktar da olsa vücuda kadmiyum alınabilir. Kabuklu deniz ürünleri, deniz yosunu, midye, karaciğer, mantar, kakao tozu gibi gıdalarda yüksek oranda kadmiyum bulunur. Bu gıdaları tüketenlerin vücutlarındaki kadmiyum oranı daha yüksektir. Kandan karaciğerlere ve böbreklere taşınır. Böbreklerde filtreleri tahrip ederek vücut için gerekli proteinler ve şekerin vücuttan atılmasına yol açar. Kadmiyumun vücuttan atılması uzun sürer.

Kadmiyumun vücutta yol açtığı rahatsızlıklardan bazılarını şöyle sıralayabiliriz; akciğer hastalıkları, prostat kanseri, doku tahribatları, merkezi sinir sistemi ve bağışıklık sistemi sorunları, kansızlık, ishal, kronik sorunlar, böbrek üstü bezi tahribatı, karın ağrıları, kusma, kemik rahatsızlıkları, üreme sistemi sorunları, kısırlık, prostat sorunları, psikolojik sorunlar, beyin ve omurilik hasarları, DNA hasarı sonucu kanseri tetikleyici unsurların ortaya çıkması…

Bunları Biliyor Musunuz?

• “Kadmiyum” kelimesi, eskiden çinko cevheri için kullanılan “cadmia” sözcüğünden türetilmiştir. Simgesini de bu cevherden alır.
  
• Pillerin içeriğinde bulunan kadmiyumun toprağa karışmaması için pillerin geri dönüşümü çok önemlidir. Bu sebeple piller doğaya atılmamalıdır.
  
• Sigara içen insanlar, içmeyenlere oranla yüzde 50 daha fazla kadmiyuma maruz kalır.
  
• Hava kirliliği olan bölgelerde yaşayan insanların vücutlarında kadmiyum ve kurşun birikme riski vardır.
  
• Avrupa Birliği ülkelerinde cep telefonları, oyuncaklar ve kameralarda kullanılan pillerde kadmiyum kullanımı yasaklanmıştır. Ancak bu yasak, portatif pillerin bazıları, endüstriyel pilleri ve güç aletlerini kapsamıyor.
  
• En bol kadmiyum rezervi Hindistan, Çin ve Avustralya’da bulunur. En önemli kadmiyum üreticisi ülkeler ise Çin, Güney Kore ve Japonya’dır.
  
• Türkiye’de çinko üretiminin yapıldığı tesislerde yan ürün olarak kadmiyum üretimi yapılmaktadır.