Kadmiumförgiftning - Cadmium poisoning

Kadmiumförgiftning
Specialitet Toxikologi

Kadmium är en naturligt förekommande giftig metall med vanlig exponering på industriella arbetsplatser, växtjord och rökning. På grund av dess låga tillåtna exponering hos människor kan överexponering uppstå även i situationer där spårmängder av kadmium hittas. Kadmium används i stor utsträckning vid galvanisering , även om operationens art i allmänhet inte leder till överexponering. Kadmium finns också i vissa industrifärger och kan utgöra en fara vid sprutning. Operationer som innebär borttagning av kadmiumfärger genom skrapning eller sprängning kan utgöra en betydande fara. Kadmium används främst vid tillverkning av laddningsbara NiCd -batterier. Den primära källan för kadmium är som en biprodukt av raffinering av zinkmetall. Exponeringar för kadmium behandlas i specifika standarder för den allmänna industrin, varvsanställning, byggindustrin och jordbruksindustrin.

Presentation

Akut

Akut exponering för kadmiumångor kan orsaka influensaliknande symptom, inklusive frossa, feber och muskelsmärta som ibland kallas "kadmiumblues". Symtomen kan försvinna efter en vecka om det inte finns andningsskador. Mer allvarliga exponeringar kan orsaka trakeobronchit, pneumonit och lungödem . Symtom på inflammation kan börja timmar efter exponeringen och inkluderar hosta, torrhet och irritation i näsa och hals, huvudvärk, yrsel, svaghet, feber, frossa och bröstsmärta.

Kronisk

Komplikationer av kadmiumförgiftning inkluderar hosta, anemi och njursvikt (kan leda till döden). Kadmiumexponering ökar ens chanser att utveckla cancer . I likhet med zink kan långvarig exponering för kadmiumångor orsaka livslång anosmi .

Ben och leder

En av de viktigaste effekterna av kadmiumförgiftning är svaga och spröda ben. Benen blir mjuka ( osteomalaci ), förlorar bentäthet ( osteoporos ) och blir svagare. Detta resulterar i led- och ryggsmärta och ökar risken för frakturer. Ryggmärgs- och bensmärta är vanligt, och en waddling-gång utvecklas ofta på grund av bendeformiteter som orsakas av den långsiktiga kadmiumexponeringen. Smärtan blir så småningom försvagande, med frakturer som blir vanligare när benet försvagas. Permanent deformation i ben kan förekomma. I extrema fall av kadmiumförgiftning orsakar mer kroppsvikt en fraktur.

Njur

Den njurskada som orsakas av kadmiumförgiftning är oåterkallelig. Njurarna kan krympa upp till 30 procent. Njurarna förlorar sin funktion för att avlägsna syror från blodet vid proximal njure tubulär dysfunktion. Den proximala renala tubulära dysfunktionen orsakar hypofosfatemi , vilket leder till muskelsvaghet och ibland koma. Hyperkloremi förekommer också. Njurfunktion orsakar också gikt , en form av artrit på grund av ackumulering av urinsyrakristaller i lederna på grund av hög surhet i blodet ( hyperurikemi ). Kadmiumexponering är också associerad med utvecklingen av njursten.

Exponeringskällor

Rökning är en betydande källa till kadmiumexponering. Även små mängder kadmium från rökning är mycket giftiga för människor, eftersom lungorna absorberar kadmium mer effektivt än magen. inte överskrider den acceptabla riskgränsen.

Miljö

Uppbyggnad av kadmiumhalter i vatten, luft och mark har skett särskilt i industriområden. Miljöexponering för kadmium har varit särskilt problematisk i Japan där många har konsumerat ris som odlats i kadmiumförorenat bevattningsvatten. Detta fenomen är känt som itai-itai-sjukdom .

Människor som bor nära farligt avfall eller fabriker som släpper ut kadmium i luften har potential för exponering för kadmium i luften. Men många statliga och federala bestämmelser i USA kontrollerar mängden kadmium som kan släppas ut i luften från avfallsplatser och förbränningsugnar så att korrekt reglerade platser inte är farliga. Den allmänna befolkningen och människor som bor nära farligt avfall kan utsättas för kadmium i förorenad mat, damm eller vatten från oreglerade eller oavsiktliga utsläpp. Många regler och användning av föroreningskontroller tillämpas för att förhindra sådana utsläpp.

Vissa fosfatkällor i gödningsmedel innehåller kadmium i mängder upp till 100 mg/kg, vilket kan leda till en ökning av koncentrationen av kadmium i marken (till exempel i Nya Zeeland). Kadmium kan avlägsnas från jorden med hjälp av nanopolymerer.

Mat

Mat är en annan källa till kadmium. Växter kan innehålla små eller måttliga mängder i icke-industriella områden, men höga halter kan hittas i levern och njurarna hos vuxna djur. Det dagliga intaget av kadmium genom mat varierar efter geografisk region. Intaget rapporteras vara cirka 8 till 30 μg i Europa och USA mot 59 till 113 μg i olika delar av Japan.

Yrkesmässig exponering

På 1950- och 1960 -talen var den industriella exponeringen för kadmium hög, men när kadmiums toxiska effekter blev uppenbara har industriella gränser för kadmiumexponering minskat i de flesta industrialiserade länder och många beslutsfattare är överens om behovet av att minska exponeringen ytterligare. När du arbetar med kadmium är det viktigt att göra det under en dragskåp för att skydda mot farliga ångor. Lödfyllmedel som innehåller kadmium bör hanteras försiktigt. Allvarliga toxicitetsproblem har orsakats av långvarig exponering för kadmiumpläteringsbad.

Arbetare kan utsättas för kadmium i luft från smältning och raffinering av metaller , eller från luften i anläggningar som tillverkar kadmiumprodukter som batterier , beläggningar eller plast . Arbetare kan också utsättas för lödning eller svetsning av metall som innehåller kadmium. Cirka 512 000 arbetare i USA befinner sig i miljöer varje år där kadmiumexponering kan förekomma. Bestämmelser som fastställer tillåtna exponeringsnivåer tillämpas dock för att skydda arbetare och för att se till att halterna av kadmium i luften är betydligt lägre än de som antas leda till skadliga effekter.

Konstnärer som arbetar med kadmiumpigment , som vanligtvis används i starka apelsiner, röda och gula, kan lätt av misstag inta farliga mängder, särskilt om de använder pigmenten i torr form, som med kritpasteller , eller för att blanda sina egna färger.

Konsumentprodukter

Kadmium används i nickel-kadmiumbatterier ; Dessa är några av de mest populära och vanligaste kadmiumbaserade produkterna.

I februari 2010 hittades kadmium i en hel rad av Wal-Mart exklusiva Miley Cyrus smycken. Charmerna testades på begäran av Associated Press och befanns innehålla höga halter av kadmium. Wal-Mart slutade inte sälja smyckena förrän den 12 maj eftersom "det skulle vara för svårt att testa produkter som redan finns på hyllorna". Den 4 juni upptäcktes kadmium i färgen som användes på reklamdrinkglas för filmen Shrek Forever After , såld av McDonald's Restaurants, vilket utlöste återkallelse av 12 miljoner glas.

Toxikologi

Kadmium är en extremt giftig industri- och miljöförorening klassad som cancerframkallande hos människor: Grupp 1, enligt International Agency for Research on Cancer ; Grupp 2a, enligt Environmental Protection Agency (EPA); och ett 1B -cancerframkallande ämne som klassificerats av European Chemical Agency .

Toxikodynamik

Celltoxikologi

Inuti cellerna fungerar kadmiumjoner som en katalytisk väteperoxidgenerator . Denna plötsliga ökning av cytosolisk väteperoxid orsakar ökad lipidperoxidation och tarmar dessutom askorbat- och glutationförråd . Väteperoxid kan också omvandla tiolgrupper på proteiner till icke -funktionella sulfonsyror och kan också direkt attackera kärn -DNA. Denna oxidativa stress får den drabbade cellen att tillverka stora mängder inflammatoriska cytokiner .

Toxikokinetik

Inandning av kadmiumbelastat damm leder snabbt till luftvägar och njurproblem som kan vara dödliga (ofta på grund av njursvikt ). Förtäring av en betydande mängd kadmium orsakar omedelbar förgiftning och skador på levern och njurarna. Föreningar som innehåller kadmium är också cancerframkallande .

Diagnos

Biomarkörer för överdriven exponering

Ökade koncentrationer av urin- beta-2-mikroglobulin kan vara en tidig indikator på njurfunktion hos personer som kroniskt utsätts för låga men överdrivna nivåer av miljökadmium. Beta-2-mikroglobulintestet i urinen är en indirekt metod för att mäta kadmiumexponering. Under vissa omständigheter kräver Occupational Health and Safety Administration screening för njurskador hos arbetstagare med långvarig exponering för höga nivåer av kadmium. Blod- eller urinkadmiumkoncentrationer ger ett bättre index för överdriven exponering i industriella situationer eller efter akut förgiftning, medan organvävnad (lunga, lever, njure) kadmiumkoncentrationer kan vara användbara vid dödsfall till följd av antingen akut eller kronisk förgiftning. Kadmiumkoncentrationer hos friska personer utan överdriven kadmiumexponering är i allmänhet mindre än 1 μg/L i antingen blod eller urin. De ACGIH biologiska exponeringsindex för blod- och urinkadmiumnivåer är 5 | ig / l och 5 | ag / g kreatinin, respektive, i slumpmässiga prover. Personer som har fått njurskada på grund av kronisk kadmiumexponering har ofta blod- eller urinkadmiumnivåer i intervallet 25-50 μg/L respektive 25-75 μg/g kreatinin. Dessa intervall är vanligtvis 1000-3000 μg/L respektive 100-400 μg/g hos överlevande av akut förgiftning och kan vara väsentligt högre i dödsfall.

Behandling

Varje person med kadmiumförgiftning måste omedelbart söka läkarvård. För en enda exponering genom förtäring kan magdekontaminering genom uppkastning eller magsköljning vara fördelaktig strax efter exponering. Administrering av aktivt kol har inte visat sig vara effektivt.

Keleringsterapier för att ta bort kadmium är inte effektiva, så den viktigaste åtgärden är att förhindra ytterligare exponering. Avgiftning av kadmium (Cd) med EDTA och andra kelatorer är möjlig. Kliniskt tillgängliga kelatorer inkluderar EDTA , DMPS , DMSA och British Anti-Lewisite (BAL) . BAL är giftigare än dess derivat, DMPS och DMSA, och används sällan kliniskt. EDTA, DMPS och DMSA ökar urinutsöndringen av Cd . Studier in vitro och in vivo tyder på att EDTA är överlägset DMSA vid mobilisering av intracellulär Cd . Eftersom EDTA är godkänt av FDA för bly och andra tungmetaller, och har en lång historia av säker användning, är det mest accepterat för klinisk användning. Användning av sådana kelatorer som har setts som terapeutiskt fördelaktiga för människor och djur när det görs med hjälp av etablerade protokoll.

Epidemiologi

Vid en mass kadmiumförgiftning i Japan har en tydlig förekomst av skelettkomplikationer noterats för äldre, postmenopausala kvinnor, men orsaken till fenomenet är inte helt klarlagd och undersöks. Kadmiumförgiftning hos postmenopausala kvinnor kan leda till ökad risk för osteoporos. Aktuell forskning har pekat på allmän undernäring, liksom dålig kalciummetabolism relaterad till kvinnors ålder. Studier pekar på skador på mitokondrier i njurceller av kadmium som en nyckelfaktor för sjukdomen.

Historia

Ett experiment under början av 1960 -talet med sprutning av kadmium över Norwich avklassificerades 2005 av den brittiska regeringen, vilket dokumenterades i en BBC News -artikel.

Se även

Referenser

Fotnoter

  • Shannon M. Heavy Metal Poisoning, i Haddad LM, Shannon M, Winchester JF (redaktörer): Clinical Management of Poisoning and Drug Overdose, Third Edition, 1998.
  • "Kadmium och du" (PDF) . Redgrave Court, Merton Road, Bootle, Merseyside, L20 7HS, Storbritannien: Health and Safety Executive. Mars 2010 . Hämtad 29 januari 2011 .CS1 maint: plats ( länk )
  • Hartwig, Andrea (2013). "Kadmium och cancer". Kadmium: Från toxicitet till väsentlighet . Metalljoner i biovetenskap. 11 . s. 491–507. doi : 10.1007/978-94-007-5179-8_15 . ISBN 978-94-007-5178-1. PMID  23430782 .

externa länkar

Klassificering