تويت
الكادميوم
الكادميوم (Cadmium) هو معدنٌ أبيض مزرق طريٌّ ومطواع يوجد في خامات الزنك، وبحجمٍ أقل في جرينوكيت معدن الكادميوم، والجرينوكيت (Greenockite)، ويتواجد كيميائيًّا في كبريتيد الكادميوم ولونه عسلي أصفر أو برتقالي أصفر ويكون على هيئة غطاءٍ قشريٍّ على خامات الزنك والكادميوم، وقد كان أول اكتشافٍ للكادميوم في ألمانيا عام 1817، واستُخدم في بداياته كصباغٍ بسبب قابليته لإنتاج ألوان حمراء وصفراء وبرتقالية لامعة، وأصبح معدنًا هامًّا في إنتاج بطاريات كودميوم النيكل القابلة للشحن، وكغطاء حمايةٍ من الأكسدة للحديد والفولاذ، ولم تُعرف اضرار الكادميوم الحقيقة في تلك المرحلة من اكتشافه.
رمز الكادميوم الذري Cd، والعدد الذري الخاص به هو 48، ووزنه الذري 112.411، وهو صلبٌ بدرجة حرارة الغرفة ويذوب بدرجة 321.07 سليسيوس، ويغلي عند درجة 767 سليسيوس، ويتركز استخدامه اليوم في صناعة البطاريات والخلايا الشمسية والسبائك والموازنات البلاستيكية والأصبغة وكطلاء (مطلي بالكهرباء)، كما يستخدم في المفاعلات النووية حيث يعمل كماصّ للنيوترين.
تاريخ الكادميوم
يعتبر الكيميائي الألماني Friedrich Strohmeyer مكتشف الكادميوم عام 1817 حسب جامعة دارتماوث، رغم أن العالمين الألمانيين Hermann وRoloff قد اكتشفاه بشكلٍ منفصلٍ في العام نفسه، وبكلتا الحالتين فقد وجد الكادميوم في أكسيد الزنك الذي استخدم كعلاجٍ موضعيٍّ في ذلك الحين.
كان Strohmeyer مفتشًا على الصيدليات في ألمانيا، ووجد أن عدة صيدليات في هيلديشيم بألمانيا تستخدم في أدويتها الموضعية كربونات الزنك بدلًا من أكسيد الزنك. فأخذ عدة عيناتٍ من كربونات الزنك وعرضها للحرارة وحولها إلى أكسيد الزنك، ولاحظ أن توهجها كان أصفرًا. تم اختبار العينات للتاكد إن كانت ملوثةً بالحديد والرصاص، المذنبان التقليديان في الحالات التي تسبب تغيرًا في اللون، لكنه لم يجد أيّ أثرٍ لهما، وعند التحقق أكثر وجد أثرًا لمادةٍ غير معروفةٍ، فقام بعزل المعدن الجديد واقترح عليه اسم كادميا (Cadmia).
عثر Strohmeyer على الكادميوم أيضًا في عدة مركبات زنك أخرى، بما فيها عينات كان يفترض أنها زنك نقي. واستنتج أن الكادميوم يكون نحو 0.1 حتى 1% من الزنك النقي وفي مركبات الزنك، ولم يعرف أن الكادميوم سام على نطاقٍ واسعٍ حتى الثورة الصناعية في منتصف القرن 19، حسب جامعة دارتماوث، عندما ازداد استخراج المعادن وإنتاج الكادميوم وغيره من المعادن بكثرةٍ. في نفس الوقت كان الكادميوم يستخدم في بعض الأدوية، وأغلب من تعاطى تلك الأدوية كان عرضةً لمقاساة اضرار الكادميوم وتعرض للتسمم، وهو جزءٌ من السبب الذي دفع Stromeyer وغيره للتفتيش على الصيدليات.
حول تأثيرات الكادميوم
إنّ الكادميوم ومركباته على درجةٍ عاليةٍ من السمية، ويسبب التعرض لها السرطان والضرر لأجهزة القلب والأوعية الدموية، والهضم والتنفس والتناسل والكلى والأعصاب، ويؤثر نوع الكادميوم وطريقة التعرض بشدةٍ على الامتصاص وتوزع الكادميوم إلى عدة أماكنَ مستهدفةٍ، وبناء عليه يكون التركز في المكان وشدة التأثير الملاحظ.
بالنسبة لمركبات الكادميوم القابلة للاستنشاق، فإن حجم جزيء الكادميوم يؤثر على الامتصاص والتوزع (بخار أو رذاذ)، أما بالنسبة للتعرض عن طريق الفم، فغالبًا ما يتم اختبار كلوريد الكادميوم في الدراسات حول الحيوانات بسبب قابليته المرتفعة للانحلال في الماء والنتيجة تركيزات عالية موجهة إلى المواقع المستهدفة.
أظهر أوكسيد الكادميوم وكربونات الكادميوم اللذان لا يذوبان في الماء تشابهًا في الامتصاص والسمية كالكادميوم القابل للذوبان في الماء، وتتوفر دراساتٌ أقل على أشكال الكادميوم الأخرى بما فيها تلك غير القابلة للذوبان في الماء مثل كبريتيد الكادميوم ( صباغ أصفر)، وكبريتيد سيلينيوم الكادميوم (صباغ أحمر)، وعلى شكل قابل للذوبان في الماء وهو كبريتات الكادميوم وهو أقل ذوبانًا في نظامٍ مغلق الهواء، حيث توجد كميةٌ محددةٌ من ثاني أكسيد الكربون المنحل.
أبرز اضرار الكادميوم
الكادميوم (Cadmium) هو معدنٌ أبيض مزرق طريٌّ ومطواع يوجد في خامات الزنك، وبحجمٍ أقل في جرينوكيت معدن الكادميوم، والجرينوكيت (Greenockite)، ويتواجد كيميائيًّا في كبريتيد الكادميوم ولونه عسلي أصفر أو برتقالي أصفر ويكون على هيئة غطاءٍ قشريٍّ على خامات الزنك والكادميوم، وقد كان أول اكتشافٍ للكادميوم في ألمانيا عام 1817، واستُخدم في بداياته كصباغٍ بسبب قابليته لإنتاج ألوان حمراء وصفراء وبرتقالية لامعة، وأصبح معدنًا هامًّا في إنتاج بطاريات كودميوم النيكل القابلة للشحن، وكغطاء حمايةٍ من الأكسدة للحديد والفولاذ، ولم تُعرف اضرار الكادميوم الحقيقة في تلك المرحلة من اكتشافه.
رمز الكادميوم الذري Cd، والعدد الذري الخاص به هو 48، ووزنه الذري 112.411، وهو صلبٌ بدرجة حرارة الغرفة ويذوب بدرجة 321.07 سليسيوس، ويغلي عند درجة 767 سليسيوس، ويتركز استخدامه اليوم في صناعة البطاريات والخلايا الشمسية والسبائك والموازنات البلاستيكية والأصبغة وكطلاء (مطلي بالكهرباء)، كما يستخدم في المفاعلات النووية حيث يعمل كماصّ للنيوترين.
تاريخ الكادميوم
يعتبر الكيميائي الألماني Friedrich Strohmeyer مكتشف الكادميوم عام 1817 حسب جامعة دارتماوث، رغم أن العالمين الألمانيين Hermann وRoloff قد اكتشفاه بشكلٍ منفصلٍ في العام نفسه، وبكلتا الحالتين فقد وجد الكادميوم في أكسيد الزنك الذي استخدم كعلاجٍ موضعيٍّ في ذلك الحين.
كان Strohmeyer مفتشًا على الصيدليات في ألمانيا، ووجد أن عدة صيدليات في هيلديشيم بألمانيا تستخدم في أدويتها الموضعية كربونات الزنك بدلًا من أكسيد الزنك. فأخذ عدة عيناتٍ من كربونات الزنك وعرضها للحرارة وحولها إلى أكسيد الزنك، ولاحظ أن توهجها كان أصفرًا. تم اختبار العينات للتاكد إن كانت ملوثةً بالحديد والرصاص، المذنبان التقليديان في الحالات التي تسبب تغيرًا في اللون، لكنه لم يجد أيّ أثرٍ لهما، وعند التحقق أكثر وجد أثرًا لمادةٍ غير معروفةٍ، فقام بعزل المعدن الجديد واقترح عليه اسم كادميا (Cadmia).
عثر Strohmeyer على الكادميوم أيضًا في عدة مركبات زنك أخرى، بما فيها عينات كان يفترض أنها زنك نقي. واستنتج أن الكادميوم يكون نحو 0.1 حتى 1% من الزنك النقي وفي مركبات الزنك، ولم يعرف أن الكادميوم سام على نطاقٍ واسعٍ حتى الثورة الصناعية في منتصف القرن 19، حسب جامعة دارتماوث، عندما ازداد استخراج المعادن وإنتاج الكادميوم وغيره من المعادن بكثرةٍ. في نفس الوقت كان الكادميوم يستخدم في بعض الأدوية، وأغلب من تعاطى تلك الأدوية كان عرضةً لمقاساة اضرار الكادميوم وتعرض للتسمم، وهو جزءٌ من السبب الذي دفع Stromeyer وغيره للتفتيش على الصيدليات.
حول تأثيرات الكادميوم
إنّ الكادميوم ومركباته على درجةٍ عاليةٍ من السمية، ويسبب التعرض لها السرطان والضرر لأجهزة القلب والأوعية الدموية، والهضم والتنفس والتناسل والكلى والأعصاب، ويؤثر نوع الكادميوم وطريقة التعرض بشدةٍ على الامتصاص وتوزع الكادميوم إلى عدة أماكنَ مستهدفةٍ، وبناء عليه يكون التركز في المكان وشدة التأثير الملاحظ.
بالنسبة لمركبات الكادميوم القابلة للاستنشاق، فإن حجم جزيء الكادميوم يؤثر على الامتصاص والتوزع (بخار أو رذاذ)، أما بالنسبة للتعرض عن طريق الفم، فغالبًا ما يتم اختبار كلوريد الكادميوم في الدراسات حول الحيوانات بسبب قابليته المرتفعة للانحلال في الماء والنتيجة تركيزات عالية موجهة إلى المواقع المستهدفة.
أظهر أوكسيد الكادميوم وكربونات الكادميوم اللذان لا يذوبان في الماء تشابهًا في الامتصاص والسمية كالكادميوم القابل للذوبان في الماء، وتتوفر دراساتٌ أقل على أشكال الكادميوم الأخرى بما فيها تلك غير القابلة للذوبان في الماء مثل كبريتيد الكادميوم ( صباغ أصفر)، وكبريتيد سيلينيوم الكادميوم (صباغ أحمر)، وعلى شكل قابل للذوبان في الماء وهو كبريتات الكادميوم وهو أقل ذوبانًا في نظامٍ مغلق الهواء، حيث توجد كميةٌ محددةٌ من ثاني أكسيد الكربون المنحل.
أبرز اضرار الكادميوم
- التسمم الحاد: يتأثر الجهاز التنفسي بشدةٍ باستنشاق الهواء الملوث بالكادميوم على شكل ضعف التنفس ووذمة أو استسقاء الرئة وتدمير الأغشية المخاطية كجزءٍ من التهاب رئةٍ يسببه هذا المعدن. قد نقل في عام 1942 أن تناول الطعام الملوث بالكادميوم يسبب تأثيراتٍ معويةً حادةً مثل الإقياء والإسهال.
- تلف الكلى: تم وصف تلف الكلى على أنه المشكلة الرئيسية للمرضى الذين تعرضوا للكادميوم بشكلٍ مستمرٍ. يصل الكادميوم للكلى على شكل ميتالوثيونين الكادميوم Cd-MT ويتم تنقيته في الكبيبة (الكلية)، وبالتالي يعاد امتصاصه في الأنيبيبات القريبة (Proximal Tubulus)، ويبقى في خلايا الأنيبيبات التي تحمل الجزء الرئيسي من عبء كادميوم الجسم.
- تزداد كمية الكادميوم في خلايا الأنيبيبات في الكلى خلال كل فترةٍ من حياة الشخص. وتجرى دراساتٌ حول اضطراب عملية أيض الكالسيوم والفوسفور كنتيجةٍ لهذه الظاهرة، وأيضًا دراسة تزايد إفراز الكالسيوم بسبب تزايد الكادميوم في الكلى والنتيجة تزايد خطر الإصابة بحصى الكلى.
- تبين أن إفراز الكادميوم عبر البول يرتبط بدرجة تلف الكلى بسبب الكادميوم، فالإفراز البولي لـ 2.5 ميكروغرام من الكادميوم في كل 1 غرام كرياتينين يعكس تلفًا أنبوبيًّا كلويًّا بنسبة 4%.
- التأثير على التناسل: يبدو أن الكادميوم يتداخل بالممر المبيضي الستيرويدي عند الجرذان.
- تنصب اضرار الكادميوم الأكبر هنا على إنتاج هرمونات البروجسترون والتيستوستيرون؛ فقد تبين أن الجرعات القليلة من الكادميوم تحفز التخليق الحيوي للبروجسترون المبيضي، بينما تثبطه الجرعات العالية. كما يرتبط تعرض الأم للكادميوم بانخفاض وزن الطفل عند الولادة وزيادة فرصة الإجهاض.
- تخرب العظام ومرض إتاي إتاي: أظهرت عدة دراساتٍ في القرن 20 وجود صلة بين تخرب العظام والتسمم بالكادميوم، ومثاله العمال الذين تعرضوا لبخارٍ وغبارٍ ملوثين بالكادميوم. كما تبين أيضًا علاقة الكادميوم بمرض إتاي إتاي (مرضٌ ظهر في اليابان عام 1940 ومعناه مرض آه آه) وفيه يختبر المصاب مجموعةً كبيرةً من الأعراض مثل تمعدن العظام بدرجةٍ منخفضةٍ، والكسور بنسبةٍ عاليةٍ، وزيادة نسبة هشاشة العظام وألم حاد في العظام.
- التسبب بالسرطان: هناك بعض الأدلة على أن اضرار الكادميوم قد تتعدى لتتسبّ بالسرطان؛ فقد وجدت بعض الدراسات على الجرذان أن حقن الجلد بكلور الكادميوم يمكن أن يؤدي إلى سرطان البروستات، كما رأت أن التعرض لكمياتٍ كبيرةٍ يمكن أن يسبب نخر الخصية وبالتالي ترتفع نسبة حدوث أورامٍ في خلايا الخصية. كما بينت منشوراتٌ مبكرةٌ علاقة الكادميوم بسرطان الكلى عند البشر.