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Cadmio

El cadmio es un elemento químico ; tiene el símbolo Cd y el número atómico 48. Este metal blando, blanco plateado, es químicamente similar a los otros dos metales estables del g...

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El cadmio es un elemento químico ; tiene el símbolo Cd y el número atómico 48. Este metal blando, blanco plateado, es químicamente similar a los otros dos metales estables del grupo 12 , el zinc y el mercurio . Al igual que el zinc, presenta un estado de oxidación de +2 en la mayoría de sus compuestos, y al igual que el mercurio, tiene un punto de fusión más bajo que los metales de transición de los grupos 3 a 11. El cadmio y sus congéneres del grupo 12 a menudo no se consideran metales de transición , ya que no tienen capas electrónicas d o f parcialmente llenas en los estados de oxidación elemental o común. La concentración media de cadmio en la corteza terrestre está entre 0,1 y 0,5 partes por millón (ppm). Fue descubierto en 1817 simultáneamente por Stromeyer y Hermann , ambos en Alemania, como una impureza en el carbonato de zinc .

El cadmio se encuentra como componente menor en la mayoría de los minerales de zinc y es un subproducto de la producción de zinc. Se utilizó durante mucho tiempo en el siglo XX como recubrimiento anticorrosivo para el acero , y los compuestos de cadmio se utilizan como pigmentos rojos, naranjas y amarillos , para colorear vidrio y para estabilizar plásticos . El uso de cadmio está disminuyendo en general debido a su toxicidad , y las baterías de níquel-cadmio han sido reemplazadas por baterías de níquel-hidruro metálico y de iones de litio . Debido a que es un veneno de neutrones , el cadmio también se utiliza como componente de las barras de control en los reactores de fisión nuclear . Uno de sus pocos usos nuevos es en los paneles solares de telururo de cadmio .

Aunque el cadmio no tiene ninguna función biológica conocida en los organismos superiores, se ha encontrado una anhidrasa carbónica dependiente del cadmio en las diatomeas marinas .

Características

Propiedades físicas

El cadmio es un metal divalente , blando , maleable , dúctil y de color blanco plateado . Es similar al zinc en muchos aspectos, pero forma compuestos complejos . [ 10 ] A diferencia de la mayoría de los demás metales, el cadmio es resistente a la corrosión y se utiliza como recubrimiento protector sobre otros metales. En estado sólido, el cadmio es insoluble en agua [ 11 ] y no es inflamable ; sin embargo, en forma de polvo puede arder y liberar humos tóxicos . [ 12 ]

Propiedades químicas

Aunque el cadmio suele tener un estado de oxidación de +2, también existe en el estado +1. El cadmio y sus congéneres no siempre se consideran metales de transición, ya que no tienen capas electrónicas d o f parcialmente llenas en los estados de oxidación elemental o común. [ 13 ] El cadmio arde en el aire para formar óxido de cadmio amorfo marrón (CdO); la forma cristalina de este compuesto es de color rojo oscuro que cambia de color al calentarse, de forma similar al óxido de zinc . El ácido clorhídrico , el ácido sulfúrico y el ácido nítrico disuelven el cadmio formando cloruro de cadmio ( CdCl 2 ), sulfato de cadmio ( CdSO 4 ) y nitrato de cadmio ( Cd(NO 3 ) 2 ) respectivamente. El estado de oxidación +1 se puede producir disolviendo cadmio en una mezcla de cloruro de cadmio y cloruro de aluminio , formando el catión Cd 2+ 2 como tetracloroaluminato de cadmio(I) , que es similar al catión Hg 2+ 2 en cloruro de mercurio(I) . [ 10 ]

Cd + CdCl 2 + 2 AlCl 3 → Cd 2 (AlCl 4 ) 2

Se han determinado las estructuras de muchos complejos de cadmio con nucleobases , aminoácidos y vitaminas . [ 14 ]

isótopos

El cadmio natural se compone de ocho isótopos . Dos de ellos son radiactivos y se espera que tres se desintegren , pero no lo han hecho de forma apreciable en condiciones de laboratorio. Los dos isótopos radiactivos naturales son 113Cd ( desintegración beta , vida media es8,04 × 10 15  años ) y 116 Cd ( desintegración beta doble , vida media es2,69 × 10 19  y ). Los otros tres son 106 Cd, 108 Cd (ambos captura de doble electrón ) y 114 Cd (doble desintegración beta); solo se han determinado límites inferiores para estas vidas medias. Al menos tres isótopos  – 110 Cd, 111 Cd y 112 Cd  – son estables. Entre los isótopos que no se encuentran en la naturaleza, los de mayor duración son 109 Cd con una vida media de 461,3  días y 115 Cd con una vida media de 53,46  horas. Todos los demás isótopos radiactivos tienen vidas medias inferiores a 7  horas, y la mayoría tienen vidas medias inferiores a 5  minutos. El cadmio tiene 8 estados meta conocidos , siendo los más estables 113m Cd ( t 1⁄2  = 13,9  años), 115m Cd ( t 1⁄2  = 44,6  días) y 117m Cd ( t 1⁄2  = 3,44  horas). [ 15 ]

Los isótopos conocidos del cadmio abarcan desde el 95Cd hasta el 132Cd . Para los isótopos más ligeros que el 112Cd , el modo de desintegración principal es la captura electrónica y el producto de desintegración dominante es el elemento  47 ( plata ). Los isótopos más pesados ​​se desintegran principalmente mediante emisión beta, produciendo el elemento  49 ( indio ). [ 15 ]

La sección transversal total de cadmio-113 muestra claramente el límite de corte del cadmio.

Un isótopo del cadmio, el 113Cd , absorbe neutrones con alta selectividad: con muy alta probabilidad, los neutrones con energía inferior al límite de absorción del cadmio serán absorbidos; aquellos con energía superior a dicho límite serán transmitidos. El límite de absorción del cadmio es de aproximadamente 0,5  eV, y los neutrones por debajo de ese nivel se consideran neutrones lentos , distintos de los neutrones intermedios y rápidos . [ 16 ]

Historia

Friedrich Stromeyer

El cadmio ( del latín cadmia , del griego καδμεία que significa " calamina ", una mezcla de minerales que contiene cadmio y que recibió su nombre del personaje mitológico griego Cadmo , fundador de Tebas ) fue descubierto en compuestos de zinc contaminados vendidos en farmacias de Alemania [ 17 ] en 1817 por Friedrich Stromeyer . [ 18 ] Karl Samuel Leberecht Hermann investigó simultáneamente la decoloración en el óxido de zinc y encontró una impureza, inicialmente sospechosa de ser arsénico , debido al precipitado amarillo con sulfuro de hidrógeno . Además, Stromeyer descubrió que un proveedor vendía carbonato de zinc en lugar de óxido de zinc . [ 19 ] Stromeyer encontró el nuevo elemento como una impureza en el carbonato de zinc (calamina) y, durante 100 años, Alemania siguió siendo el único productor importante del metal. El metal recibió su nombre de la palabra latina para calamina, porque se encontraba en este mineral de zinc. Stromeyer observó que algunas muestras impuras de calamina cambiaban de color al calentarse, pero la calamina pura no. Persistió en el estudio de estos resultados y finalmente aisló el cadmio metálico mediante la tostación y reducción del sulfuro . El potencial del amarillo de cadmio como pigmento se reconoció en la década de 1840, pero la escasez inicial de cadmio limitó esta aplicación. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

Aunque el cadmio y sus compuestos son tóxicos en ciertas formas y concentraciones, el Código Farmacéutico Británico de 1907 afirma que el yoduro de cadmio se utilizaba como medicamento para tratar "articulaciones agrandadas, glándulas escrofulosas y sabañones ". [ 23 ]

En 1907, la Unión Astronómica Internacional definió el angstrom internacional en términos de una línea espectral roja de cadmio (1 longitud de onda = 6438,46963  Å). [ 24 ] [ 25 ] Esta definición fue adoptada por la 7.ª Conferencia General de Pesas y Medidas en 1927. En 1960, las definiciones tanto del metro como del angstrom se modificaron para utilizar el criptón . [ 26 ]

Tras el inicio de la producción industrial de cadmio en las décadas de 1930 y 1940, la principal aplicación del cadmio fue el recubrimiento de hierro y acero para prevenir la corrosión; en 1944, el 62 % y en 1956, el 59 % del cadmio en Estados Unidos se utilizó para recubrimientos . [ 19 ] [ 27 ] En 1956, el 24 % del cadmio en Estados Unidos se utilizó para una segunda aplicación en pigmentos rojos, naranjas y amarillos a partir de sulfuros y seleniuros de cadmio. [ 27 ]

El efecto estabilizador de los compuestos químicos de cadmio, como los carboxilatos laurato de cadmio y estearato de cadmio, sobre el PVC condujo a un mayor uso de estos compuestos en las décadas de 1970 y 1980. La demanda de cadmio en pigmentos, recubrimientos, estabilizadores y aleaciones disminuyó como resultado de las regulaciones ambientales y de salud en las décadas de 1980 y 1990; en 2006, solo el 7% del consumo total de cadmio se utilizó para recubrimientos y solo el 10% para pigmentos. [ 19 ] Al mismo tiempo, estas disminuciones en el consumo fueron compensadas por una creciente demanda de cadmio para baterías de níquel-cadmio, que representaron el 81% del consumo de cadmio en los Estados Unidos en 2006. [ 28 ]

Aparición

metal cadmio

El cadmio constituye aproximadamente 0,1 ppm de la corteza terrestre y es el 65.º elemento más abundante. [ 29 ] Es mucho más raro que el zinc, que constituye aproximadamente 65 ppm. [ 30 ] No se conocen depósitos significativos de menas que contengan cadmio. El único mineral de cadmio de importancia, la greenockita (Cd S ), casi siempre está asociado con la esfalerita (ZnS). Esta asociación se debe a la similitud geoquímica entre el zinc y el cadmio, sin que sea probable que ningún proceso geológico los separe. Por lo tanto, el cadmio se produce principalmente como subproducto de la minería, la fundición y el refinado de menas sulfuradas de zinc y, en menor medida, de plomo y cobre . Pequeñas cantidades de cadmio, alrededor del 10 % del consumo, se producen a partir de fuentes secundarias, principalmente del polvo generado por el reciclaje de chatarra de hierro y acero. La producción en Estados Unidos comenzó en 1907, [ 22 ] pero su uso generalizado comenzó después de la Primera Guerra Mundial. [ 31 ] [ 32 ]  

El cadmio metálico se puede encontrar en la cuenca del río Vilyuy en Siberia . [ 33 ]

Las rocas extraídas para fertilizantes fosfatados contienen cantidades variables de cadmio, lo que resulta en una concentración de cadmio de hasta 300  mg/kg en los fertilizantes y un alto contenido de cadmio en los suelos agrícolas. [ 34 ] [ 35 ] El carbón puede contener cantidades significativas de cadmio, que termina principalmente en las cenizas volantes del carbón . [ 36 ]

El cadmio presente en el suelo puede ser absorbido por cultivos como el arroz y el cacao. En 2002, el Ministerio de Agricultura de China determinó que el 28 % del arroz analizado contenía plomo en exceso y el 10 % cadmio en exceso, superando los límites legales. Consumer Reports analizó 28 marcas de chocolate negro vendidas en Estados Unidos en 2022 y detectó cadmio en todas ellas, 13 de las cuales superaban la dosis máxima permitida en California. [ 37 ]

Se ha descubierto que algunas plantas, como los sauces y los álamos , limpian tanto el plomo como el cadmio del suelo. [ 38 ]

Las concentraciones típicas de fondo de cadmio no superan los 5  ng/m³ en la atmósfera; 2  mg/kg en el suelo; 1  μg/L en agua dulce y 50  ng/L en agua de mar. [ 39 ] Las concentraciones de cadmio superiores a 10 μg/L pueden ser estables en agua con bajas concentraciones totales de solutos y pH, y pueden ser difíciles de eliminar mediante procesos convencionales de tratamiento de agua. [ 40 ]

Producción

El cadmio es una impureza común en los minerales de zinc y se aísla con mayor frecuencia durante la producción de zinc . Algunos concentrados de minerales de zinc provenientes de sulfato de zinc contienen hasta un 1,4 % de cadmio. [ 41 ] En la década de 1970, la producción de cadmio era de 2,9 kilogramos (6,5 lb) por tonelada de zinc. [ 41 ] Los minerales de sulfuro de zinc se tuestan en presencia de oxígeno , convirtiendo el sulfuro de zinc en óxido . El zinc metálico se produce mediante la fundición del óxido con carbono o mediante electrólisis en ácido sulfúrico . El cadmio se aísla del zinc metálico mediante destilación al vacío si el zinc se funde, o bien se precipita sulfato de cadmio de la solución de electrólisis. [ 32 ] [ 42 ] 

El Servicio Geológico Británico informa que en 2001, China fue el principal productor de cadmio con casi una sexta parte de la producción mundial, seguida de cerca por Corea del Sur y Japón. [ 43 ]

Aplicaciones

El cadmio es un componente común de las baterías eléctricas, los pigmentos , [ 44 ] los recubrimientos, [ 45 ] y la galvanoplastia. [ 46 ]

Baterías

baterías de níquel-cadmio

En 2009, el 86% del cadmio se utilizó en baterías , predominantemente en baterías recargables de níquel-cadmio . Las celdas de níquel-cadmio tienen un potencial de celda nominal de 1,2 V. La celda consta de un electrodo positivo de hidróxido de níquel y una placa de electrodo negativo de cadmio separados por un electrolito alcalino ( hidróxido de potasio ). [ 47 ] La Unión Europea estableció un límite para el cadmio en la electrónica en 2004 del 0,01%, [ 48 ] con algunas excepciones, y en 2006 redujo el límite del contenido de cadmio al 0,002%. [ 49 ] Otro tipo de batería basada en cadmio es la batería de plata-cadmio . 

Galvanoplastia

El recubrimiento electrolítico de cadmio , que consume el 6 % de la producción mundial, se utiliza en la industria aeronáutica para reducir la corrosión de los componentes de acero. [ 46 ] Este recubrimiento se pasiva con sales de cromato . [ 45 ] Una limitación del recubrimiento de cadmio es la fragilización por hidrógeno de los aceros de alta resistencia debido al proceso de electrodeposición. Por lo tanto, las piezas de acero tratadas térmicamente hasta alcanzar una resistencia a la tracción superior a 1300 MPa (200 ksi) deben recubrirse mediante un método alternativo (como procesos especiales de electrodeposición de cadmio de baja fragilización o deposición física de vapor).

La fragilización del titanio por residuos de herramientas recubiertas de cadmio provocó la eliminación de dichas herramientas (y la implementación de pruebas rutinarias de herramientas para detectar la contaminación por cadmio) en los programas de aeronaves A-12/SR-71, U-2 y posteriores que utilizan titanio. [ 50 ]

Tecnología nuclear

El cadmio se utiliza en las barras de control de los reactores nucleares, donde actúa como un veneno neutrónico muy eficaz para controlar el flujo de neutrones en la fisión nuclear . [ 46 ] Cuando se insertan barras de cadmio en el núcleo de un reactor nuclear, el cadmio absorbe los neutrones, impidiendo que generen eventos de fisión adicionales y, por lo tanto, controlando la reactividad. El reactor de agua a presión diseñado por Westinghouse Electric Company utiliza una aleación compuesta por un 80 % de plata, un 15 % de indio y un 5 % de cadmio. [ 46 ]

televisores

Los televisores QLED han comenzado a incluir cadmio en su fabricación. Algunas empresas han estado buscando reducir el impacto ambiental de la exposición humana y la contaminación por este material en los televisores durante la producción. [ 51 ]

Medicamentos contra el cáncer

Los complejos basados ​​en cadmio y otros metales pesados ​​tienen potencial para el tratamiento del cáncer, pero su uso suele estar limitado debido a sus efectos secundarios tóxicos. [ 52 ]

compuestos

Tren pintado con naranja cadmio.

El óxido de cadmio se utilizó en los fósforos de los televisores en blanco y negro y en los fósforos azules y verdes de los tubos de rayos catódicos de los televisores en color. [ 53 ] El sulfuro de cadmio (CdS) se utiliza como recubrimiento superficial fotoconductor para los tambores de las fotocopiadoras. [ 54 ]

sulfuro de cadmio

En los pigmentos para pintura se utilizan diversas sales de cadmio, siendo el CdS, como pigmento amarillo , el más común. El seleniuro de cadmio es un pigmento rojo, comúnmente llamado rojo de cadmio . Para los pintores que trabajan con este pigmento, el cadmio proporciona los amarillos, naranjas y rojos más brillantes y duraderos  , tanto que durante la producción, estos colores se atenúan significativamente antes de molerlos con aceites y aglutinantes o mezclarlos con acuarelas , gouaches , acrílicos y otras formulaciones de pintura y pigmentos. Debido a que estos pigmentos son potencialmente tóxicos, por seguridad, los usuarios suelen usar una crema protectora en las manos para evitar la absorción a través de la piel [ 44 ], aunque se informa que la cantidad de cadmio absorbida por el cuerpo a través de la piel es inferior al 1 %. [ 12 ]

En el PVC , el cadmio se utilizaba como estabilizador de calor, luz y resistencia a la intemperie. [ 46 ] [ 55 ] Actualmente, los estabilizadores de cadmio han sido completamente reemplazados por estabilizadores de bario-zinc, calcio-zinc y organoestaño. El cadmio se utiliza en muchos tipos de soldaduras y aleaciones para cojinetes, debido a su bajo coeficiente de fricción y resistencia a la fatiga. [ 46 ] También se encuentra en algunas de las aleaciones de menor punto de fusión , como el metal de Wood . [ 56 ]

Semiconductores

El cadmio es un elemento presente en algunos materiales semiconductores . El sulfuro de cadmio, el seleniuro de cadmio y el telururo de cadmio se utilizan en algunos fotodetectores y células solares . Los detectores de HgCdTe son sensibles a la luz infrarroja media [ 46 ] y se utilizan en algunos detectores de movimiento.

Usos de laboratorio

Luz violeta procedente de un láser de vapor de helio- cadmio . El color altamente monocromático se debe a la línea de transición de 441,563 nm del cadmio.

Los láseres de helio-cadmio son una fuente común de luz láser azul o ultravioleta. Los láseres con longitudes de onda de 325, 354 y 442  nm se fabrican utilizando este medio de ganancia ; algunos modelos pueden conmutar entre estas longitudes de onda. Se utilizan especialmente en microscopía de fluorescencia , así como en diversas aplicaciones de laboratorio que requieren luz láser en estas longitudes de onda. [ 57 ] [ 58 ]

Fotografía y espectro representativo de fotoluminiscencia de puntos cuánticos coloidales de CdSe.

Los puntos cuánticos de seleniuro de cadmio emiten una luminiscencia brillante bajo excitación UV (por ejemplo, con un láser de He-Cd). El color de esta luminiscencia puede ser verde, amarillo o rojo, dependiendo del tamaño de las partículas. Las soluciones coloidales de estas partículas se utilizan para la obtención de imágenes de tejidos y soluciones biológicas con un microscopio de fluorescencia . [ 59 ]

En biología molecular, el cadmio se utiliza para bloquear los canales de calcio dependientes de voltaje que permiten el flujo de iones de calcio, así como en la investigación de la hipoxia para estimular la degradación dependiente del proteasoma de Hif-1α . [ 60 ]

Se han desarrollado sensores selectivos de cadmio basados ​​en el fluoróforo BODIPY para la obtención de imágenes y la detección de cadmio en células. [ 61 ] Un método eficaz para monitorizar el cadmio en entornos acuosos implica la electroquímica . Mediante el uso de una monocapa autoensamblada, se puede obtener un electrodo selectivo de cadmio con una sensibilidad del orden de ppt . [ 62 ]

Joyas

En agosto de 2025, en el marco de un proyecto conjunto con la Comisión Europea que supervisaba mercados en línea como Temu , AliExpress y Shein , el Centro Letón de Protección de los Derechos del Consumidor, al analizar una selección de artículos de joyería más vendidos, descubrió cantidades extremas de cadmio en el 60% de los productos analizados. [ 63 ] Se descubrió que algunos de los artículos estaban compuestos principalmente de cadmio, con una pureza del 80% o superior; en un caso, un anillo de AliExpress con forma de serpiente , una impresionante aleación de cadmio al 92%, [ 64 ] lo que evidencia que existe al menos un fabricante de joyería que ha estado utilizando cadmio en algún momento como material principal para sus productos y que podría seguir haciéndolo.

Función biológica

El cadmio no tiene ninguna función conocida en los organismos superiores y es tóxico. [ 65 ] El cadmio se considera un contaminante ambiental peligroso para los organismos vivos. [ 66 ] Se ha encontrado una anhidrasa carbónica dependiente de cadmio en algunas diatomeas marinas , [ 67 ] que viven en ambientes con bajas concentraciones de zinc. [ 68 ]

La exposición al cadmio provoca un aumento de sus niveles en las células sanguíneas durante varios meses. En los vertebrados, el cadmio se absorbe preferentemente en los riñones, pero también en el hígado y los huesos.  Durante la infancia y la adolescencia, se inhalan comúnmente hasta unos 30 mg de cadmio. [ 69 ] El cadmio se elimina del organismo en cantidades muy pequeñas, principalmente a través de la orina, lo que resulta en una vida media biológica de 20 a 40 años. [ 70 ]

El cadmio está siendo investigado por su potencial toxicidad para aumentar el riesgo de cáncer , enfermedades cardiovasculares y osteoporosis . [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]

Impacto ambiental

La biogeoquímica del cadmio y su liberación al medio ambiente está siendo investigada. [ 75 ] [ 76 ] Sin embargo, se ha encontrado cadmio en la grasa de las ballenas, con niveles que aumentan con la edad. Esto representa un riesgo potencial para las personas que consumen y dependen de la carne de ballena . [ 77 ]

Seguridad

Individuos y organizaciones han estado revisando los aspectos bioinorgánicos del cadmio para determinar su toxicidad. [ 79 ] La forma más peligrosa de exposición ocupacional al cadmio es la inhalación de polvo fino y humos, o la ingestión de compuestos de cadmio altamente solubles. [ 19 ] La inhalación de humos de cadmio puede provocar inicialmente fiebre por humos metálicos , pero puede progresar a neumonitis química , edema pulmonar , necrosis y muerte. [ 80 ]

El cadmio también es un peligro ambiental. La exposición humana proviene principalmente de la combustión de combustibles fósiles , fertilizantes fosfatados , fuentes naturales, producción de hierro y acero , producción de cemento y actividades relacionadas, producción de metales no ferrosos e incineración de residuos sólidos urbanos . [ 19 ] Otras fuentes de cadmio incluyen el pan , los tubérculos y las verduras . [ 81 ]

Zona del río Jinzū , que estaba contaminada con cadmio.

Se han registrado algunos casos de intoxicación en la población general como resultado de la exposición prolongada al cadmio en alimentos y agua contaminados. La investigación sobre la imitación de estrógenos que podría inducir cáncer de mama continúa en curso ( datos de 2012) .[ 81 ] En las décadas previas a la Segunda Guerra Mundial , las operaciones mineras contaminaron el río Jinzū en Japón con cadmio y trazas de otros metales tóxicos. Como consecuencia, el cadmio se acumuló en los cultivos de arroz a lo largo de las riberas del río aguas abajo de las minas. Algunos miembros de las comunidades agrícolas locales consumieron el arroz contaminado y desarrollaron la enfermedad de itai-itai y anomalías renales, incluyendo proteinuria y glucosuria . [ 82 ] Las víctimas de esta intoxicación fueron casi exclusivamente mujeres posmenopáusicas con bajos niveles de hierro y bajas reservas corporales de otros minerales. Exposiciones similares al cadmio en la población general de otras partes del mundo no han resultado en los mismos problemas de salud porque las poblaciones mantuvieron niveles suficientes de hierro y otros minerales. Por lo tanto, aunque el cadmio es un factor importante en la enfermedad de itai-itai en Japón, la mayoría de los investigadores han concluido que fue uno de varios factores. [ 19 ]

El cadmio es una de las diez sustancias prohibidas por la directiva de la Unión Europea sobre restricción de sustancias peligrosas (RoHS), que regula las sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos, pero permite ciertas exenciones y exclusiones del ámbito de aplicación de la ley. [ 83 ]

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer ha clasificado el cadmio y sus compuestos como carcinógenos para los humanos. [ 84 ] Aunque la exposición ocupacional al cadmio está relacionada con el cáncer de pulmón y de próstata, aún existe incertidumbre sobre la carcinogenicidad del cadmio en bajas exposiciones ambientales. Datos recientes de estudios epidemiológicos sugieren que la ingesta de cadmio a través de la dieta se asocia con un mayor riesgo de cáncer de endometrio, mama y próstata, así como con osteoporosis en humanos. [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] Un estudio reciente ha demostrado que el tejido endometrial se caracteriza por niveles más altos de cadmio en mujeres fumadoras y exfumadoras. [ 89 ]

La exposición al cadmio se asocia con un gran número de enfermedades, incluyendo enfermedad renal, [ 90 ] aterosclerosis temprana, hipertensión y enfermedades cardiovasculares. [ 91 ] Aunque los estudios muestran una correlación significativa entre la exposición al cadmio y la aparición de enfermedades en poblaciones humanas, aún no se ha identificado un mecanismo molecular. Una hipótesis sostiene que el cadmio es un disruptor endocrino y algunos estudios experimentales han demostrado que puede interactuar con diferentes vías de señalización hormonal . Por ejemplo, el cadmio puede unirse al receptor de estrógeno alfa, [ 92 ] [ 93 ] y afectar la transducción de señales a lo largo de las vías de señalización de estrógeno y MAPK a bajas dosis. [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]

La planta de tabaco absorbe y acumula metales pesados ​​como el cadmio del suelo circundante en sus hojas. Tras la inhalación del humo del tabaco, estos se absorben fácilmente en el cuerpo de los usuarios. [ 97 ] Fumar tabaco es la fuente individual más importante de exposición al cadmio en la población general. Se estima que el 10 % del contenido de cadmio de un cigarrillo se inhala al fumar. La absorción de cadmio a través de los pulmones es más eficaz que a través del intestino. Hasta el 50 % del cadmio inhalado en el humo del cigarrillo puede absorberse. [ 98 ] En promedio, las concentraciones de cadmio en la sangre de los fumadores son de 4  a 5 veces mayores que en los no fumadores y en el riñón, de 2 a 3 veces mayores que en los no fumadores. A pesar del alto contenido de cadmio en el humo del cigarrillo, parece haber poca exposición al cadmio por tabaquismo pasivo . [ 99 ]

En una población no fumadora, los alimentos representan alrededor del 90 % de la absorción de cadmio. [ 100 ] Se pueden encontrar altas cantidades de cadmio en crustáceos , moluscos , vísceras , ancas de rana , cacao en polvo , chocolate amargo y semiamargo , algas marinas , hongos y productos derivados de algas . Sin embargo, los cereales, las verduras y las raíces y tubérculos ricos en almidón se consumen en cantidades mucho mayores en los EE. UU., y son la fuente de la mayor exposición dietética en ese país. [ 101 ]

La mayoría de las plantas bioacumulan toxinas metálicas como el cadmio y, al compostarse para formar fertilizantes orgánicos, producen un producto que a menudo puede contener altas cantidades (p. ej., más de 0,5  mg) de toxinas metálicas por cada kilogramo de fertilizante. Los fertilizantes elaborados a partir de estiércol animal (p. ej., estiércol de vaca) o residuos urbanos pueden contener cantidades similares de cadmio. El cadmio añadido al suelo procedente de fertilizantes (fosfatos de roca o fertilizantes orgánicos) se vuelve biodisponible y tóxico solo si el pH del suelo es bajo (es decir, suelos ácidos). En la Unión Europea, un análisis de casi 22 000 muestras de suelo superficial con la encuesta LUCAS concluyó que el 5,5 % de las muestras presentaban concentraciones superiores a 1  mg kg⁻¹ . [ 102 ]

Los iones de zinc, cobre, calcio y hierro, y el selenio con vitamina C se utilizan para tratar la intoxicación por cadmio, aunque no es fácil de revertir. [ 90 ]

Reglamentos

Debido a los efectos adversos del cadmio sobre el medio ambiente y la salud humana, el suministro y el uso de cadmio están restringidos en Europa en virtud del Reglamento REACH .

El Panel de la EFSA sobre Contaminantes en la Cadena Alimentaria especifica que 2,5 μg/kg de peso corporal es una ingesta semanal tolerable para los humanos. [ 101 ] El Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios ha declarado 7 μg/kg de peso corporal como el nivel provisional de ingesta semanal tolerable. [ 103 ] El estado de California exige que una etiqueta de alimentos incluya una advertencia sobre la posible exposición al cadmio en productos como el cacao en polvo. [ 104 ] La Comisión Europea ha establecido el Reglamento de la UE (2019/1009) sobre productos fertilizantes (UE, 2019), adoptado en junio de 2019 y plenamente aplicable a partir de julio de 2022. Este establece un valor límite de Cd en fertilizantes fosfatados de 60  mg kg −1 de P 2 O 5 .

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (OSHA) ha establecido el límite de exposición permisible (PEL) para el cadmio en un promedio ponderado en el tiempo (TWA) de 0,005 ppm. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) no ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) y ha designado al cadmio como un carcinógeno humano conocido. El nivel IDLH (inmediatamente peligroso para la vida y la salud) para el cadmio es de 9  mg/ m³ . [ 105 ]

In addition to mercury, the presence of cadmium in some batteries has led to the requirement of proper disposal (or recycling) of batteries.

Product recalls

In May 2006, a sale of the seats from Arsenal F.C.'s old stadium, Highbury in London, England was cancelled when the seats were discovered to contain trace amounts of cadmium.[107] Reports of high levels of cadmium use in children's jewelry in 2010 led to a US Consumer Product Safety Commission investigation.[108] The U.S. CPSC issued specific recall notices for cadmium content in jewelry sold by Claire's[109] and Wal-Mart[110] stores.

In June 2010, McDonald's voluntarily recalled more than 12 million promotional Shrek Forever After 3D Collectible Drinking Glasses because of the cadmium levels in paint pigments on the glassware.[111] The glasses were manufactured by Arc International, of Millville, New Jersey, USA.[112]

See also

Notes

  1. ↑The thermal expansion is anisotropic: the parameters (at 20 °C) for each crystal axis are αa = 18.91×10−6/K, αc = 55.03×10−6/K, and αaverage = αV/3 = 30.95×10−6/K.[3]

References

  1. ↑"Standard Atomic Weights: Cadmium". CIAAW. 2013.
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Further reading

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