镉是人体非必需元素,在自然界中常以化合物状态存在,一般含量很低,正常环境状态下,不会影响人体健康。镉和锌是同族元素,在自然界中镉常与锌、铅共生。当环境受到镉污染后,镉可在生物体内富集,通过食物链进入人体引起慢性中毒。镉被人体吸收后,在体内形成镉硫蛋白,选择性地蓄积肝、肾中。其中,肾脏可吸收进入体内近1/3的镉,是镉中毒的“靶器官”。 其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管,病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特别具使骨骼的代谢受阻,造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。
主要污染源
电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。
20世纪初发现镉以来,镉的产量逐年增加。镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。镉是炼锌业的副产品,主要用在电池、染料或塑胶稳定剂,它比其它重金属更容易被农作物所吸附。相当数量的镉通过废气、废水、废渣排入环境,造成污染。污染源主要是铅锌矿,以及有色金属冶炼、电镀和用镉化合物作原料或触媒的工厂。 镉对土壤的污染主要有气型和水型两种。气型污染主要由含镉工业废气扩散并自然沉降,蓄集于工厂周围的土壤中,可使土壤中的镉浓度达到40ppm。污染范围有的可达数公里。水型污染主要是铅锌矿的选矿废水和有关工业(电镀、碱性电池等)废水排入地面水或渗入地下水引起的。 工作人员监测水体镉污染程度
水体中镉的污染主要来自地表径流和工业废水。硫铁矿石制取硫酸和由磷矿石制取磷肥时排出的废水中含镉较高,每升废水含镉可达数十至数百微克,大气中的铅锌矿以及有色金属冶炼、燃烧、塑料制品的焚烧形成的镉颗粒都可能进入水中;用锅作原料的触媒、颜料、塑料稳定剂、合成橡胶硫化剂、杀菌剂等排放的镉也会对水体造成污染,在城市用水过程中,往往由于容器和管道的污染也可使饮用水中镉含量增加。
危害和机理
长期食用遭到镉污染的食品,可能导致“痛痛病”,即身体积聚过量的镉损坏肾小管功能,造成体内蛋白质从尿中流失,久而久之形成软骨症和自发性骨折。长期饮用受镉污染的自来水或地表水, 痛痛病成因
并用受镉污染的水进行灌溉(特别是稻谷),会致使镉在体内蓄积,造成肾损伤,进而导致骨软化症,周身疼痛,称为“痛痛病”。此外,
慢性镉中毒对人体生育能力也有所影响 ,它会严重损伤Y因子,使出生的婴儿多为女性。 患痛痛病的儿童
进入人体的镉,在体内形成镉硫蛋白,通过血液到达全身,并有选择性地蓄积于肾、肝中。肾脏可蓄积吸收量的1/3,是镉中毒的靶器官。此外,在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发也有一定的蓄积。镉的排泄途径主要通过粪便,也有少量从尿中排出。在正常人的血中,镉含量很低,接触镉后会增高,但停止接触后可迅速恢复正常。镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合,能使许多酶系统受到抑制,从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管,使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状,并使尿钙和尿酸的排出量增加。肾功能不全又会影响维生素D3的活性,使骨骼的生长代谢受阻碍,从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等。慢性镉中毒主要影响肾脏,最典型的例子是日本著名的公害病──痛痛病,但日本的痛痛病有明显的地区性,其中某些症状(如骨软化)在其他发生慢性镉中毒地区比较少见。慢性镉中毒还可引起贫血。急性镉中毒,大多是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化物引起的。大剂量的镉是一种强的局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状,如出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。镉从消化道进入人体,则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹泻等症状,甚至可因肝肾综合症死亡。 镉中毒的老人
从动物实验和人群的流行病学调查中发现,镉还可使温血动物和人的染色体发生畸变。
镉的致畸作用和致癌作用(主要致前列腺癌 ), 也经动物实验得到证实,但尚未得到人群流行病学调查材料的证实。 浙江省医学科学院孔庆瑚等,完成的一项环境镉污染对人体健康影响的研究认为,镉污染主要累及肾小管,并可引起骨质疏松和损害男性泌尿、生殖系统,锌对镉的损伤有保护作用。该项研究最近获得了浙江省医药卫生科技创新一等奖。 该项研究从1979年开始,涉及外环境污染源、污染途径、污染范围、污染程度、人群的镉摄入量以及对人体健康危害等。研究显示,镉污染途径以水型污染为主(废水→土壤→稻米→人体),米镉含量、人体镉摄入量可反映环境污染程度。