– Dartmouth Toxic Metals

Entdeckung

Cadmium entdeckt wurde 1817 durch einen Arzt, Friedrich Stromeyer (1776-1835). Das Element wurde zuerst in der Kondensation von Dämpfen (gemischt mit Ruß und Zinkoxiden) gefunden, die aus einem Ofen aufstiegen, in dem Zinkoxid geröstet wurde. Die Entdeckung von Cadmium wird auch K. S. L. Hermann und J. C. H. zugeschrieben., Roloff, der im selben Jahr möglicherweise Cadmium in Zinkoxid gefunden hat. Es bleibt noch eine historische Debatte darüber, wer zuerst die reine Form des Elements entdeckt hat.

Die Phase der Wissenschaftsgeschichte, in der Stromeyer aktiv war, war eine Phase, in der chemische Entdeckungen hauptsächlich von Apothekern, Apothekern und Ärzten durchgeführt wurden. Die Praxis der Alchemie starb aus und die Chemie begann gerade, als eigenständige Wissenschaft aufzutauchen. Stromeyer, Professor an der Universität Göttingen, testete damals Zinkoxid, ein Medikament, auf Reinheit.,

Der Name des Elements wurde vom lateinischen „Cadmia“ und dem griechischen „kadmeia“ abgeleitet, beide alte Namen für Calamin (Zinkcarbonat).

Die Phase der Wissenschaftsgeschichte, in der Stromeyer aktiv war, war eine Phase, in der chemische Entdeckungen hauptsächlich von Apothekern, Apothekern und Ärzten durchgeführt wurden. Die Praxis der Alchemie starb aus und die Chemie begann gerade, als eigenständige Wissenschaft aufzutauchen. Stromeyer, Professor an der Universität Göttingen, testete damals Zinkoxid, ein Medikament, auf Reinheit.,

Der Name des Elements wurde vom lateinischen „Cadmia“ und dem griechischen „kadmeia“ abgeleitet, beide alte Namen für Calamin (Zinkcarbonat).

Ein hellerer Gelbton

Eine der frühesten bekannten Anwendungen von Cadmium nach seiner Entdeckung war in Pigmenten. In den 1840er Jahren wurden Cadmiumverbindungen hergestellt, die brillante Farben von hellgelb bis tieforange ergaben. Diese Pigmente wurden hauptsächlich in Farben verwendet und bestanden hauptsächlich aus Cadmiumsulfid, das durch Erhitzen von Cadmiumsalzen in Schwefelwasserstoffgas hergestellt wurde, bis sich ein pulverförmiger Niederschlag bildete., Anscheinend konnte die Haltbarkeit des resultierenden Pigments in den Zubereitungsphasen drastisch verbessert werden, indem sichergestellt wurde, dass kein überschüssiger fester Schwefel im Pulver war. Cadmiumpigmente wurden eher sparsam verwendet, da Cadmium ein so seltenes Metall ist.

Lederarbeiter verwendeten neben vielen anderen Metallen, von denen heute bekannt ist, dass sie giftig sind, wie Nickel, Blei, Arsen und Quecksilber auch Cadmium als Gerbungsmittel für Lederwaren.,

Rust Buster

Anders als Pigmente und Bräunungsfarbstoffe war die Verwendung von Cadmium in der Industrie bis Mitte des 19. Cadmiumionen in Lösung könnten elektrisch von der Oberfläche eines Metalls angezogen werden, das in eine Cadmiumsalzlösung eingetaucht ist, was zu einer dünnen Cadmiumschicht führt, die das darunter liegende Material vor Korrosion schützen könnte.,

Cadmium fand auch seinen Weg in die Materialrevolution nach dem Zweiten Weltkrieg, um bestimmte Kunststoffe chemisch zu stabilisieren.

Cadmium wird heute am häufigsten in wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Batterien (Ni-Cd oder Ni-Cad) verwendet. Aufgrund ihres Cadmiumgehalts wird den Verbrauchern empfohlen, diese Batterien ordnungsgemäß zu recyceln.

Festlegung eines Standards

1927 wurde Cadmium von der Internationalen Konferenz über Gewichte und Maße zur Definition der Länge des Zählers verwendet., Jedes Element hat einen einzigartigen Satz von Spektrallinien, die erzeugt werden, wenn Elektronen, die den Kern des Atoms umgeben, von höheren zu niedrigeren Energieniveaus springen. Jede Spektrallinie entspricht einer genauen Lichtfrequenz. Die Konferenz verwendete die rote Spektrallinie von Cadmium als Standard für die Entfernung und definierte die Einheitslänge des Meters als 1.553,164.13 Wellenlängen dieser speziellen Art von rotem Licht. Die Definition wurde 1960 geändert, um an der orange-roten Spektrallinie von Krypton gemessen zu werden. Oktober 1983 wurde der Standard erneut definiert., Die neue Definition stellte fest,dass „das Messgerät die Länge des Weges ist,den Licht im Vakuum während eines Zeitintervalls von 1/299, 792, 458 einer Sekunde zurücklegt. „

Bei all diesen Änderungen bestand das Ziel darin, die Genauigkeit der Definition zu verbessern und gleichzeitig die tatsächliche Länge so wenig wie möglich zu ändern.

Frühwarnzeichen und die“ Itai-Itai “ – Krankheit

Die Cadmiumtoxizität war erst weithin bekannt, als die industrielle Revolution den Abbau und die Produktion des Metalls beschleunigte und die Exposition des Menschen gegenüber Cadmium zunahm. Obwohl das Metall nie als Gift verwendet wurde, fand es Verwendung in der Medizin., Trotz seiner Toxizität listete der British Pharmaceutical Codex von 1907 die Verbindung Cadmiumiodid als Arzneimittel gegen „vergrößerte Gelenke, skrofulose Drüsen und Chilblains“ auf.“

Ironischerweise war die Toxizität dieses „Arzneimittels“ teilweise für seine Entdeckung verantwortlich. Der Grund, warum Stromeyer gebeten wurde, Proben von Zinkoxid zu untersuchen, war, es auf Reinheit zu testen. Zinkoxid wurde von deutschen Ärzten aus dem 18. Gerüchte verbreiteten sich, dass Patienten durch die Einnahme von Zinkoxid vergiftet worden waren, und mehrere Ärzte wurden gebeten, Proben von Zinkoxid aus verschiedenen Apotheken zu testen., Einige schlugen vor, dass die Arsen-Kontamination der Schuldige war; andere waren anderer Meinung. Stromeyer löste den Streit und kam zu dem Schluss, dass er tatsächlich das neue Metall Cadmium entdeckt hatte.

Der erste registrierte Vorfall von beruflicher Cadmiumexposition ereignete sich 1858 in Belgien. Arbeiter polieren Silber mit Cadmiumcarbonat inhalierten Cadmiumstaub., Diese Art der Exposition kann schwerwiegende gesundheitliche Folgen haben, die von Übelkeit und Atemproblemen bis zum Tod reichen

Aber eine echte Überprüfung der toxischen Wirkungen der Cadmiumexposition erfolgte erst 1945, als der Fall von chronischen Cadmiumvergiftungen bekannt wurde.in Japan verursachte einen Aufruhr über das Metall. In der Präfektur Toyama grub die Kakioma-Bergbauanlage nach Zinkerz., Cadmium wird typischerweise auch in Zinkerzen gefunden, und daher war das aus der Mine fließende Abwasser mit gelöstem Cadmium beladen.

Lokale Bauern in der Region nutzten dieses abfließende Wasser zur Bewässerung von Ernten. Es ist bekannt, dass Kulturen wie Reis Cadmium, das aus der Umwelt aufgenommen wird, stark zurückhalten. Cadmium, einst lokalisiert im Zinkerz unter der Provinz Toyama, breitete sich durch abfließendes Wasser in lokale Reispatties und schließlich in die lokale Ernährung aus.

Die Bewohner bemerkten bald die störenden Symptome der später als „Itai-Itai“ – Krankheit bekannten Krankheit., Sie erlebten Schmerzen in ihren Knochen und Gelenken, die schließlich so quälend wurden, dass sie bettlägerig waren. Das Cadmium, so wurde später festgestellt, hatte in einigen Fällen den Kalziumgehalt und die Dichte ihrer Knochen reduziert, einfache Bewegungen führten zum Bruch der geschwächten Knochen. Cadmiumvergiftung durch Einnahme ist bekannt für die extremen Schmerzen, die es verursacht, weshalb das Leiden als „Itai-Itai“ oder „Ouch-Ouch“ – Krankheit bekannt wurde.,

Studien und Regulierungsmaßnahmen mit Cadmium explodierten nach diesem Vorfall, und Untersuchungen in den USA in den 1960er Jahren bestätigten die krebserregenden Wirkungen des Metalls durch Nagetiere und epidemiologische Studien. Heute werden die Cadmiumwerte sowohl am Arbeitsplatz als auch in der Umwelt von der Bundesregierung über die Occupational Safety Hazard Association (OSHA) und die US Environmental Protection Agency (EPA) reguliert.,

Die Open-Air-Testdebatte

Cadmium stand im Mittelpunkt einer andauernden Debatte über die gesundheitlichen Auswirkungen geheimer Armeetests, die in den 1950er und 1960er Jahren durchgeführt wurden. Aus Angst vor dem Zweiten Weltkrieg, dass ein fremdes Land biologische Waffen entwickeln und gegen die Vereinigten Staaten einsetzen könnte, gründete Präsident Franklin D. Roosevelt das US Biological Warfare Program als Forschungsinitiative, um der Bedrohung entgegenzuwirken. Auf dem Höhepunkt der Forschung in den 1950er und 1960er Jahren führte das Programm groß angelegte, geheime Tests über 33 große US-amerikanische, Städte wie Minneapolis, Corpus Christi, TX, Fort Wayne, IN und die St. Louis, MO.

Um einen groß angelegten biologischen Angriff zu simulieren, wurden Partikel von Zink-Cadmiumsulfid (ZnCdS) von Lastwagen an Zielorten außerhalb dieser Städte in die Luft dispergiert. Das ZnCdS sollte Bakterienpartikel simulieren, so dass Armeeforscher untersuchen konnten, wie sich biologische Kampfstoffe in der Atmosphäre verteilen, und bestimmen konnten, wie viel eines solchen Mittels für eine städtische Bevölkerung erforderlich wäre., ZnCdS wurde gewählt, weil es unter ultravioletten Lampen fluoreszierend war, billig war und zu dieser Zeit für Pflanzen und Tiere unbedenklich war. Über 300 Tests wurden im ganzen Land zu verschiedenen Tageszeiten durchgeführt, so dass im Wesentlichen alle Bevölkerungsgruppen in jeder Stadt der Chemikalie ausgesetzt waren.

Als in den 1990er Jahren endlich Nachrichten über die Tests veröffentlicht wurden, kam es schnell zu einem öffentlichen Aufschrei in den betroffenen Städten, und viele Menschen meldeten sich, indem sie den ZnCdS-Spraytests alles von Fortpflanzungsstörungen bis hin zu Krebs zuschreiben., Armeeforscher behaupteten, dass ihre Daten darauf hindeuteten, dass die Chemikalie harmlos war; Der Kongress gab jedoch eine Studie in Auftrag, um die Serie von Vorfällen zu untersuchen und festzustellen, ob ZnCdS tatsächlich ein signifikantes Gesundheitsrisiko darstellt.

Der Ausschuss für Toxikologie des Nationalen Forschungsrates veröffentlichte 1997 einen Bericht über die Dispersionstests., Sie kamen zu dem Schluss, dass Cadmium und verschiedene Cadmiumverbindungen, einschließlich Cadmiumsulfid, sowohl für Menschen als auch für Tiere giftig und krebserregend sind, Es war jedoch nicht offensichtlich, dass diese Verbindungen für Testpersonen während der Tests der Armee bioverfügbar waren — in einer für den Körper toxischen Form. Tatsächlich wies das Gremium zurück, dass das Besprühen von ZnCdS negative Auswirkungen gehabt haben könnte.,

Cadmium am Ground Zero

Nach den Terroranschlägen vom 11.September 2001 waren Rettungs-und Hilfskräfte auf dem Gelände des New Yorker World Trade Centers einer herabstürzenden Rauchwolke ausgesetzt. das ging aus den Trümmern der umgestürzten Gebäude hervor. Viele Arbeiter entwickelten Atemprobleme, die schnell als „WTC-Husten“ bekannt wurden, und die Beamten fragten sich, ob die Dämpfe gefährliche, krebserregende Metalle wie Cadmium enthielten.,

Eine Studie des National Medical Services von rund 10.000 Helfern des WTC-Standorts zeigt sichere Schwermetalle und andere Toxine an. Einige Arbeiter zeigten tatsächlich erhöhte Cadmiumwerte,dies wurde jedoch auf Staub von Sägeblättern und nicht auf Rauch zurückzuführen.

Die United States Environmental Protection Agency (EPA) hat auf dem Gelände des World Trade Centers Aussagen zum chemischen Inhalt des Rauchs veröffentlicht. Diese Studien zeigen, dass viele Schwermetalle wie Cadmium und Mangan insgesamt unter den Screening-Werten lagen.