Cadmium

C. wird in Antikorrossionsmitteln, Batterien und Legierungen und als Stabilisator in Kunststoffen und Pigmenten eingesetzt. C. ist biologisch nicht abbaubar und weist eine lange biologische Halbwertszeit auf.

C. ist chemisches Element der II. Nebengruppe, Symbol Cd, Ordnungszahl 48, Schmelzpunkt 321 Grad C, Siedepunkt 767 Grad C, Dichte 8,65 g/cm³, silberweißes, glänzendes weiches und plastisch verformbares Schwermetall, seit 1983 in der MAK-Liste III A2 eingestuft.

C. fällt bei der Zinkgewinnung an (3 kg C. pro t Zink). Nach derzeitigem Kenntnisstand ist C. ein nicht lebensnotwendiges, für Menschen, Tiere und Pflanzen bei erhöhter Zufuhr giftiges Element (ebenso C.-Verbindungen). Bei einer C.-Konzentration von 5 mg/m³ Luft kann eine achtstündige Exposition tödlich sein. Langjährige Inhalation C.-haltigen Luftstaubs (früher in der Industrie häufiger beobachtet) führt zu Lungen- und Nierenschädigungen. In Japan führten hohe C.-Mengen in Reis und Trinkwasser über einen längeren Zeitraum zu schweren Knochenerkrankungen (Itai-Itai-=Aua-Aua-Krankheit).

Im Tierversuch verstärkt C. möglicherweise die Wirkung von Blei und beeinträchtigt die lebenswichtige Funktion des Zinks. C. zeigt im Tierversuch erbgutschädigende (mutagene) und fetusschädigende (teratogene) Wirkung. C. und seine Verbindungen stehen im begründeten Verdacht, beim Menschen Krebs zu erzeugen. Biologische Halbwertszeit ca. 19 Jahre.

In Ballungsgebieten (z.B. Ruhrgebiet) sind die C.-Werte in über 20 Prozent der Böden erhöht. Grenzwerte in Deutschland: 10-60 mg/kg (Trockenmasse), Klärschlamm (Trockenmasse) 10 mg/ zur Ausbringung auf landwirtschaftlichen Flächen. Klärschlämme die im Zeitraum 1991 bis 1994 auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht wurden wiesen einen durchschnittlichen Gehalt von 2,1 mg/kg Trockenmasse auf. Die durchschnittlichen C.-Konzentrationen im Boden liegen zwischen 0,1 mg/kg und 1,0 mg/kg. Saurer Regen führt zu einer erhöhten Mobilisierung von C. und anderen Schwermetallen. Mit dem Phosphatdünger gelangt relativ viel C. in den Ackerboden. Die C.-Gehalte von Pflanzen nehmen von der Wurzel zum Spross hin ab.

Die C.-Gehalte im Schwebstaub liegen auf dem Land bei 0,1 ng/m³ und bei 1 ng/m³ in städtischen Gebieten, bei einem Maximum von 6 ng/m³.

Zulässige Höchstmengen für C. in Lebensmitteln gibt es in Deutschland nicht, aber unverbindliche Richtwerte, die für weniger kritische Lebensmittel zwischen 0,05 und 0,1 mg/kg und bei Leber 0,3 mg/kg sowie bei Nieren bei 0,5 mg/kg liegen. Hohe C.-Konzentrationen weisen einige pflanzliche Lebensmittel wie Wurzel- und Großblattgemüse, Leinsamen,

Mohn, Sonnenblumenkerne sowie Wildpilze auf. Cadmiumverbindungen sind recht flüchtig, so dass Raucher eine besondere C.-Belastung haben. Mehr als 90 Prozent des aufgenommen C. wird durch Lebensmittel aufgenommen. Hauptspeicherorgane für das aufgenommen C. sind die Leber und Nieren.
Trinkwassergrenzwert: 5 µg/l. Zielwert der WHO für Trinkwaser: 3 µg/l.
Luft: 40 ng/m³ nach TA-Luft

Bei Aufnahme über den Nahrungsweg beträgt die Resorption 6 Prozent. Calcium-, Eisen- und Eiweißmangel erhöhen die Resorption. C. wird im Organismus in Nieren und Leber deponiert. Der aus der Nahrung zugeführten Menge von ca. 30 µg/Tag entspricht eine resorbierte Menge von ca. 1,8 µg/Tag. Der Rauch von 20 Zigaretten führt zur Resorption von ca. 1,1 µg/Tag C.. Das Körperdepot bei männlichen Nichtrauchern beträgt ca. 15 mg C., bei Rauchern ca. 30 mg C.

Die Weltproduktion betrug 1987 20.170 t C. (UdSSR 2.600 t, Japan 2.450 t, USA 2.176 t, Kanada 1.581 t, Belgien/Luxemburg 1.308 t, Mexiko 1.135 t, BRD 1.125 t). Rund 35 Prozent des Verbrauches gehen in Batterien (Akkumulatoren, Nickel-Cadmium-Akkumulatoren), 25-30 Prozent in Korrosionsschutz für Eisen u.ä. Metalle, 25-30 Prozent in C.-Pigmente und C.-Siefen als Stabilisatoren für PVC und 5 Prozent in Legierungen. Weiterhin spielt C. in Kernkraftwerken als Brems- und Regelstäben eine große Rolle.

Der C.-Bedarf für C.-haltige Solarzellen fällt zur Zeit noch nicht ins Gewicht. Das könnte sich erheblich ändern, wenn ein großer Teil der Energieversorgung durch solche Solarzellen gedeckt werden soll, zumal der C.-Verbrauch auf anderen Gebieten rückläufig ist.

In Schweden ist seit April 1982 die C.-Verarbeitung mit wenigen Ausnahmen (Akkumulatoren) verboten. Ersatzstoffe für C. sind u.a. Zink und aufgedampftes Aluminium für Plattierungen, Zink- und Eisenpigmente. Jährlicher Eintrag in die Atmosphäre weltweit ca. 8.000 t (davon 5-10 Prozent aus natürlichen Quellen); in de EU ca. 240 t, in Deutschland 80 t (1980) und 45 t (1985) sowie 11 t (1995).