Kadmium

CAS: 7440-43-9,
Vzorec: Cd

Účinky na zdraví lidí a zvířat

Kadmium se do našeho těla může dostat několika cestami. S malými částicemi prachu dýchacími cestami. Zažívacím traktem při polykání hlenů. V plicích se vstřebává 10 – 40 % kadmia v závislosti na jeho chemické formě, páry se absorbují až z 50 %, v trávicím traktu se váže až 29 % kadmia, které přijmeme (Holoubek, I. 2004). Denní příjem kadmia se u lidí pohybuje na úrovni 50 µg (Jesenák, K. 2005).

Eliminace kadmia v organismu živočichů je velmi pomalá. V lidském těle se hromadí hlavně v ledvinách a játrech, přičemž příjem i velmi malých dávek tohoto kovu může vést k selhání ledvin. Největší podíl z celkového obsahu v organismu je v játrech, kde je při syntéze methalothioneinu vázáno 80 – 90 % kadmia, které již nemůže negativně působit v organismu. V krvi koluje jen málo kadmia, ale je nebezpečné pro vyvíjející se plod, protože je možný jeho průchod placentou. Kadmium také dokáže vytěsnit zinek z různých enzymů, a tím porušit průběh metabolických reakcí.

Poločas rozpadu kadmia v různých orgánech savců je 7 – 40 let (ledviny vylučují denně 0,3 – 0,7 mg Cd, čili asi 0,006 %). Se zvýšením jeho koncentrací kadmia v ovzduší byly zjištěny častější disfunkce ledvin, podle IARC (Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny) narůstá riziko rakoviny prostaty a dýchacího aparátu. S věkem zatížení organismu kadmiem roste, u kuřáků až dvojnásobně (Holoubek, I. 2004).

Akutní otravy kadmiem jsou velmi vážné. Způsobují zvýšení krevního tlaku, selhání ledvin a rozklad červených krvinek.

Hodnocení karcinogenity podle IARC – 1 – karcinogenní pro lidi

Výskyt v životním prostředí

Do životního prostředí se kadmium dostává několika cestami. Do ovzduší se dostává v důsledku spalování uhlí, odpadů, z dolů a rafinérií. Do vody se uvolňuje z odpadních vod, jak z domácností, tak z průmyslu. Hnojiva obvykle obsahují určité množství kadmia a stávají se tak zdrojem znečištění půd tímto těžkým kovem. Stejně tak jsou zdroji znečištění vod a půd kadmiem jeho úniky z provozů k nakládání s nebezpečnými odpady. V životním prostředí člověka je podstatným zdrojem kadmia cigaretový kouř.

Kadmium vázané v prašném aerosolu může cestovat na velké vzdálenosti předtím než dopadne na zpět na zemský povrch v prachu, dešti anebo sněhu. Kadmium se nerozkládá, ale vstupuje do různých sloučenin. Většinou po dlouhou dobu setrvává na místě, kde vstoupilo do životního prostředí. Část kadmia se z vody uloží v půdách či sedimentech, ale podstatná část ho zůstává ve vodě. Z půd se může tento těžký kov vymývat do vod anebo se kumuluje v rostlinách. Ryby, rostliny a zvířata do svých organismů získávají kadmium z různých částí životní prostředí.

Limity pro vodu

Pitná voda:
5 µg/l nejvyšší mezní hodnota (NMH) pro kadmium (vyhl. č. 252/2004 Sb.)
 
Balené kojenecké a pramenité vody:
nejvyšší mezní hodnota (NMH) 0,002 mg/l (podle příl. č. 2 k vyhl. č. 275/2004 Sb.)
 
Balené přírodní minerální vody:
nejvyšší mezní hodnota (NMH) 0,003 mg/l (podle příl. č. 1 k vyhl. č. 275/2004 Sb.)
 
Povrchové vody:
Normy environmentální kvality pro útvary povrchových vod (nařízení vlády 401/2015).

Kadmium a jeho sloučeniny: rozpuštěné

NEK-RP (µg/l) – dle tříd tvrdosti vod

≤0,08 (třída 1)
0,08 (třída 2)
0,09 (třída 3)
0,15 (třída 4)
0,25 (třída 5)
 
NEK-NPK (µg/l) – dle tříd tvrdosti vod

≤0,45 (třída 1)
0,45 (třída 2)
0,6 (třída 3)
0,9 (třída 4)
1,5 (třída 5)
 
V případě kadmia a jeho sloučenin se hodnoty NEK liší podle tvrdosti vody, která je charakterizovaná pomocí pětistupňové škály tvrdosti: (třída 1: < 40 mg CaCO3/l, třída 2: 40 až < 50 mg CaCO3/l, třída 3: 50 až < 100 mg CaCO3/l, třída 4: 100 až < 200 mg CaCO3/l a třída 5: > 200 mg CaCO3/l).
 
NEK-RP: norma environmentální kvality vyjádřená jako celoroční průměrná hodnota. Není-li uvedeno jinak, použije se na celkovou koncentraci všech izomerů.
 
Pro každý daný útvar povrchových vod se použitím NEK-RP rozumí, že aritmetický průměr koncentrací naměřených v různých časech průběhu roku v žádném reprezentativním monitorovacím místě ve vodním útvaru nepřekračuje dotyčnou normu.

Prahová množství vypouštěných uvedených zvlášť nebezpečných látek obsažených v průmyslových odpadních vodách, při jejichž nedosažení není nutné vyžadovat denní 24 hodinové sledování: 10 kg/rok

Podzemní voda:
6,9 μg/l – hodnota indikátoru* znečištění dle Věstníku MŽP ročník XIV – leden 2014 – částka 1.

Odpadní vody:
Emisní standardy pro odpadní vody jednotlivých průmyslových odvětví (nařízení vlády 401/2015 Sb.) – přípustné hodnoty koncentrací a účinností čištění nejsou roční průměry a mohou být překročeny v povolené míře podle hodnot uvedených v příloze č. 5 k tomuto nařízení.

Výroba rafinovaných ropných produktů: 0,008 mg/l (hodnota koncentrace je vyjádřena jako roční průměr. Platí podle Prováděcího rozhodnutí Komise o BAT 2014/738/EU pro rafinaci minerálních olejů a plynů).

Výroba skla a skleněných výrobků: 0,05 mg/l
Povrchová úprava kovů včetně plastů: 0,2 mg/l, lakování: 0,2 mg/l, smaltování 0,2 mg/l, obrábění 0,2 mg/l,
Všeobecné strojírenské činnosti: 0,2 mg/l
Výroba elektrických strojů a zařízení (elektrotechnická výroba): 0,2 mg/l
Spalování odpadů: 0,05 mg/l

Emisní standardy: přípustné hodnoty ukazatelů znečištění odpadních vod s obsahem uvedených zvlášť nebezpečných látek – Přípustné hodnoty denních a měsíčních průměrů jsou nepřekročitelné hodnoty. Denní průměry se stanovují podle § 12 odst. 2. Měsíční průměry se stanoví na základě denních hodnot.

1. Kadmium (chemický prvek kadmium a kadmium obsažené ve všech jeho sloučeninách a směsích)
1.1 Těžba zinku, rafinace olova a zinku a metalurgie kadmia a neželezných kovů 
 měsíční průměr  0,2 mg/l 
 denní průměr  0,4 mg/l 
1.2 Výroba sloučenin kadmia1)
 měsíční průměr 500 g/t, 0,2 mg/l 
 denní průměr 1000 g/t, 0,4 mg/l 
1.3 Výroba pigmentů1)
 měsíční průměr 300 g/t, 0,2 mg/l 
 denní průměr 600 g/t, 0,4 mg/l 
1.4 Výroba stabilizátorů1)
 měsíční průměr 500 g/t, 0,2 mg/l 
 denní průměr 1000 g/t, 0,4 mg/l 
1.5 Výroba galvanických článků a baterií1)
 měsíční průměr 1500 g/t, 0,2 mg/l 
 denní průměr 3000 g/t, 0,4 mg/l 
1.6 Galvanické pokovování1)
 měsíční průměr 300 g/t, 0,2 mg/l 
 denní průměr 600g/t,  0,4 mg/l 
1.7 Výroba kyseliny fosforečné a/nebo fosforečných hnojiv z fosfátových hornin 
 měsíční průměr  0,2 mg/l
 denní průměr  0,4 mg/l
1.8 Ostatní průmyslová odvětví, výroby a neprůmyslové zdroje, neuvedené v tabulce 2, s vypouštěním nad 10 kg/rok2)
 měsíční průměr  0,2 mg/l 
 denní průměr  0,4 mg/l

1) Přípustné hodnoty poměrného množství kadmia jsou uvedeny v g/t zpracovaného kadmia.

Limity pro ovzduší

Obecný emisní limit není stanoven. Specifický emisní limit pro Cd je Zákonem o ochraně ovzduší  (201/2012 Sb.) stanoven na 0,05 mg/m³. Cd patří mezi látky zjišťované primárně jednorázovým měřením.

Imisní limity pro celkový obsah znečišťující látky v částicích PM10 vyhlášené pro ochranu zdraví lidí (201/2012 Sb.).

doba průměrování: 1 kalendářní rok
imisní limit: 5 ng/m³

Limity pro půdu

Hodnoty indikátorů* znečištění pro zeminy podle metodického pokynu MŽP ČR (Věstník MŽP ročník XIV – leden 2014 – částka 1).
Průmyslové plochy: 800 mg/kg sušiny, ostatní plochy: 70 mg/kg sušiny.

Vyhláška 153/2016 Sb. stanoví v zemědělské půdě tzv. preventivní limity rizikových látek a prvků. Překročení těchto limitů může být za určitých podmínek rizikové a mělo by se v praxi promítnout do přijetí preventivních opatření (snížení vstupů rizikových látek do půdy).
Běžné půdy: 0,5 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou).
Lehké půdy: 0,4  mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou).

indikační hodnota, při jejímž překročení může být ohrožena zdravotní nezávadnost potravin nebo krmiv:

Běžné půdy (pH ≤ 6,5): 1,5 mg/kg sušiny, pH > 6,5: 2,1 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou), 0,1 mg/kg sušiny (extrakce NH4NO3)
Lehké půdy (pH > 6,5): 2,0mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou), 0,04 mg/kg sušiny (extrakce NH4NO3)

Indikační hodnota, při jejímž překročení může být ohroženo zdraví lidí a zvířat: 20 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou).

Ostatní limity

Vyhl. č. 221/2004 Sb. v příloze č. 2 stanovuje „Seznam nebezpečných látek a přípravků, jejichž uvádění na trh, do oběhu nebo používání je omezeno“ a pod bodem 24. uvádí omezení použití kadmia a jeho sloučenin následujícím způsobem:

1. Tyto látky se nesmějí používat k barvení výrobků a jejich částí vyrobených z následujících materiálů definovaných položkami celního sazebníku:

• polyvinylchlorid [3904 10] [3904 21] [3904 22],
• polyuretan [3909 50],
• polyethylen s nízkou hustotou [3901 10] s výjimkou tohoto polyethylenu používaného pro výrobu zásobních barevných směsí,
• acetylcelulosa [3912 11] [3912 12],
• acetylbutyrcelulosa [3912 11] [3912 12],
• epoxidové pryskyřice [3907 30],
• melaminformaldehydové pryskyřice [3909 20],
• močovinoformaldehydové pryskyřice [3909 10],
• nenasycené polyestery [3907 91],
• polyethylentereftalát [3907 60],
• polybutylentereftalát,
• transparentní polystyren [3903 11] [3903 19],
• kopolymer akrylonitril-methylmethakrylát,
• síťovaný polyethylen,
• rázuvzdorný polystyren,
• polypropylen [3902 10,
• nátěrové hmoty [3208] [3209]
  Obsah kadmia ve výrobcích z těchto materiálů smí být nejvýše 0,01 % hmot. s výjimkou nátěrových hmot s vysokým obsahem zinku, ve kterých obsah kadmia může být nejvýše 0,1 % hmot.

2. Ustanovení bodu 1 se nevztahuje na výrobky, které se barví z bezpečnostních důvodů.

3. Tyto látky se nesmí používat ke stabilizaci následujících konečných výrobků definovaných položkami celního sazebníku vyrobených z polymerů a kopolymerů vinylchloridu:

• obalové materiály [3923 29 10] [3920 41] [3920 42],
• kancelářské a školní potřeby [3926 10],
• nábytkové kování, kování pro karoserie [3926 30],
• oděvní výrobky a doplňky (včetně rukavic) [3926 20],
• podlahové krytiny a obkladové materiály [3918 10],
• impregnované, povrchově upravené, potažené nebo laminované textilní tkaniny [5903 10],
• imitace kůže [4202],
• gramofonové desky [8524 10],
• trubky, potrubí a spojovací kusy [3917 23],
• kývavé dveře,
• vozidla pro silniční dopravu (interiér, exteriér, podvozek),
• povrchová úprava ocelových plechů pro stavebnictví a průmysl,
• isolace elektrických vodičů.
  Obsah kadmia ve výrobcích z těchto materiálů smí být nejvýše 0,01 % hmot.

4. Ustanovení bodu 3 se nevztahuje na konečné výrobky, které používají stabilizátory s obsahem kadmia z bezpečnostních důvodů.

5. Tyto látky se nesmějí používat k povrchové úpravě kovových strojů a zařízení a jejich součástí, pokud jsou tyto stroje nebo zařízení používány v následujících odvětvích nebo aplikacích definovaných položkami celního sazebníku:

• zemědělství [8419 31] [8424 81] [8432] [8433] [8434] [8436],
• chladírenství a mrazírenství [8418],
• tisk a vazba knih [8440] [8442] [8443],
• výroba potravin [8210] [8417 20] [8419 81] [8421 11] [8421 22] [8422] [8435] [8437] [8438] [8476 11],
• výroba domácích potřeb [7321] [8421 12] [8450] [8509] [8516],
• výroba nábytku [8465] [8466] [9401] [9402] [9403] [9404],
• výroba sanitárního zboží [7324],
• výroba ústředního vytápění a klimatizačního zařízení [7322] [8403] [8404] [8415],
• výroba papíru a lepenky [8419 32] [8439] [8441],
• výroba textilu a oděvů [8444] [8445] [8447] [8448] [8449] [8451] [8452],
• výroba průmyslových manipulačních zařízení a strojů [8425] [8426] [8427] [8428] [8429] [8430] [8431],
• výroba silničních a zemědělských vozidel [kapitola 87],
• výroba železničních vozidel [kapitola 86],
• výroba plavidel [kapitola 89].

6. Tyto látky se nesmějí používat k povrchové úpravě kovových strojů a zařízení a jejich součástí, pokud jsou tyto stroje nebo zařízení vyráběny v následujících odvětvích definovaných položkami celního sazebníku:

• výroba domácích potřeb [7321] [8421 12] [8450] [8509] [8516],
• výroba nábytku [8465] [8466] [9401] [9402] [9403] [9404],
• výroba sanitárního zboží [7324],
• výroba ústředního vytápění a klimatizačního zařízení [7322] [8403] [8404] [8415],
• výroba průmyslových manipulačních zařízení a strojů [8425] [8426] [8427] [8428] [8429] [8430] [8431],
• výroba silničních a zemědělských vozidel [kapitola 87],
• výroba železničních vozidel [kapitola 86],
• výroba plavidel [kapitola 89].

7. Ustanovení bodů 5 a 6 se nevztahují na:

• výrobky a jejich součásti používané v letectví, kosmickém výzkumu, hornictví a v jaderném průmyslu, pokud jejich používání má vysoké nároky na bezpečnost,
• součásti bezpečnostních systémů používaných u silničních a zemědělských vozidel, železničních vozidel a plavidel,
• elektrické kontakty ve všech oblastech použití, pokud to vyžadují požadavky na bezpečnost zařízení, ve kterých jsou používány.
  Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do ozduší = 10, pro emise do vody = 5, pro emise do půdy = 5 a pro přenosy mimo provozovnu = 5.

Mezinárodní úmluvy a legislativa

Protokol o těžkých kovech k LRTAP konvenci, který vstoupil v platnost 29. prosince 2003. ČR jej ratifikovala v srpnu 2002.
R věty
R 20/22 – Zdraví škodlivý při vdechování a při požití
S věty
S 2 – Uchovávejte mimo dosah dětí

Tabulka

ohlašovací prahy v kg/rok
A (ovzduší) – 10
B (voda) – 5
C (půda) – 5
D (odpady) -5

Vysvětlivky

*A = ohlašovací práh pro emise do ovzduší
 B = ohlašovací práh pro emise do vody a pro přenosy do vody
 C = ohlašovací práh pro emise do půdy
 D = ohlašovací práh pro přenosy v odpadech

*Indikátory znečištění nenahrazují stanovené limitní koncentrace ostatních legislativních předpisů a v případech, kdy jsou tyto legislativní předpisy aplikovány, není použití indikátorů znečištění doporučeno.
Smyslem indikátorů znečištění je indikace míst s přítomností chemických látek vyžadující další zkoumání a hodnocení, zda výskyt škodliviny nereprezentuje riziko pro lidské zdraví. Obecně platí, že v místech, kde jsou koncentrace chemických látek nižší než hodnoty indikátorů, není další zkoumání vyžadováno.
Toto pravidlo neplatí pro: 1) významné plošně zvýšené koncentrace hodnocené chemické látky, které nepřekračují hodnotu indikátoru znečištění, 2) případy překročení příslušných legislativních ukazatelů (i když nebyla překročena hodnota indikátoru znečištění, 3) případy významného rizika nepříznivého vlivu na ekosystémy. V případech, kdy je prioritou ochrana ekosystému, je kromě indikátorů znečištění možné aplikovat jiné indikační hodnoty relevantní pro hodnocení ekologických rizik.

Stručná charakteristika

Kadmium (Cd) je v zemské kůře vzácně se vyskytující kov poprvé objevený v roce 1817 jako nečistota v minerálu Smithsonitu. Cd je měkký, tažný kov, odolný proti korozi velmi podobný zinku. Hlavními zdroji Cd v prostředí je těžba, metalurgie, spalování fosilních paliv a odpadů, použití fosfátových hnojiv a další. Cd je vysoce bioakumulativní v potravních řetězcích. Díky podobnosti se zinkem a dalšími esenciálními kovy snadno proniká a poškozuje zasažený organizmus. Člověk je Cd vystaven vdechnutím, nebo pozřením. Cd je lidský karcinogen s teratogenními účinky (poškození plodu). Cd narušuje metabolismus ostatních kovů, poškozuje ledviny, kostní tkáň, imunitní i kardiovaskulární systém. Cd podléhá REACH autorizaci.
Cd si v historii prošlo řadou aplikací. Sloužilo jako lék, protikorozní ochrana železných konstrukcí, červený a žlutý pigment barev a nátěrů, stabilizátor plastických hmot (PVC) i jako hlavní součást Ni-Cd baterií. Uplatnění nalézá v pájecích kovech, polovodičích, speciálních kovových slitinách (letectví, jaderná energetika) i v laboratorních přístrojích. Přirozeně se Cd uvolňuje především sopečnou činností, antropogenní zdroje jsou však mnohokrát vyšší. Cd je nerozložitelné, jen tvoří různé sloučeniny. Z atmosféry se po určitě době dostává do půdy i vody. V půdě je relativně málo mobilní. Chování Cd v prostředí závisí na mnoha proměnných (půdní reakce, profil apod.).