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Cadmio, un tóxico encubierto




Propiedades del Cadmio

Fuentes de emisión

Fuentes naturales

Fuentes antrópicas

Efectos toxicológicos

Rutas de exposición

Efectos en el hombre


Efectos en animales

Dosis y tiempo de exposición

Casos paradigmáticos

Legislación

Conclusión

Bibliografía

1. Introducción

 El cadmio es un metal pesado que ha adquirido una gran importancia toxicológica; está asociado a la actividad antrópica. A partir de la mitad del siglo pasado, la producción y el uso de cadmio al nivel industrial se ha expandido rápidamente, y su eliminación se ha convertido en un serio problema para el ambiente. Los usos más habituales de este metal son en la industria de la galvanoplastia, la fabricación de baterías y la estabilización de algunos plásticos, aunque el cadmio se ha utilizado también en la elaboración de algunos plaguicidas y fertilizantes.

Estas actividades, lo remueven de sus depósitos naturales insolubles, distribuyéndolo en los diferentes compartimentos ambientales, como aire, tierra y agua, siendo éste el más importante. Esta dinámica ambiental del metal conlleva la exposición crónica de los organismos, con consecuencias tanto a escala individual como poblacional como consecuencia de los procesos de bioacumulación. Por ello, los impactos son variados y en ocurren a distintas escalas, ocurren desde el organismo hasta ecosistema.

El cadmio que entra en el organismo suele fijarse rápidamente a los tejidos, localizándose la mayor parte en el hígado y el riñón, donde podrá ejercer sus efectos toxicológicos.

2. Propiedades del Cadmio

 Su símbolo químico es Cd. Es un metal blanco-plateado, de estructura cristalina hexagonal, brillante, dúctil y blanda, que puede cortarse fácilmente con un cuchillo. Cruje al doblarlo. Es muy similar al cinc, por sus propiedades físicas y químicas. Presenta una conductividad eléctrica cuatro veces menor que la del cobre. Es estable al aire, pierde el brillo al cabo de bastante tiempo. Al calentarlo forma una capa uniforme de óxido y a temperaturas elevadas arde con llama rojo-amarillenta formando humo marrón de óxido de cadmio. Su punto de fusión es de 321,07 ºC. El aluminio y el cinc lo precipitan de sus disoluciones. Es insoluble en gases, se disuelve en ácido nítrico diluido y es poco soluble en los ácidos sulfúrico y clorhídrico.

En el ambiente se adhiere fuertemente a partículas en la tierra, parte del cadmio se disuelve en el agua, no se degrada pero puede cambiar de forma, las plantas y animales pueden incorporarlo a su organismo, permanece en el organismo por largo tiempo y puede bioacumularse.

3. Fuentes de emisión

 a) Fuentes naturales

^ El cadmio es un elemento que forma parte de la corteza terrestre, como un metal blando y de un brillo parecido al de la plata, pero en esta forma no es muy común hallarlo en el ambiente. Se ve más a menudo combinado con otros elementos formando compuestos sólidos, estables, que no se evaporan y que pueden encontrarse en el material particulado.

Puede encontrarse asociado a compuestos de cinc, como la esfalerita (Zn S) minerales propios son la blenda de cadmio (Cd S), la otavita (Cd C O3), la monteponita (Cd O) representa el 1,5 x 10-5 % en peso de la corteza terrestre.

La actividad volcánica es la mayor fuente natural de eliminación de cadmio a la atmósfera.

.b) Fuentes antrópicas

Galvanotecnia, como catalizador (hidrogenación y síntesis de metano), en la fabricación de esmaltes y en sintetización: se usa óxido de cadmio.

Fabricación de electrodos negativos de baterías de Níquel-cadmio, pilas y galvanotecnia: se usa Hidróxido de cadmio.

Fotografía, tintorería y absorbente de H2S: se usa cloruro de cadmio.

Como pigmento amarillo, en pinturas y vidrio: se usa sulfuro de cadmio.

Se emplea en la mejora de la estabilidad de los materiales de PVC frente a la luz y los agentes atmosféricos: se usa estearato de cadmio.

Silicatos y boratos de cadmio presentan fosforescencia y fluorescencia, y se usan como componentes de las sustancias fosforescentes de televisores blanco y negro y activadores para producir color azul y verde de tubos de TV color.

Para el recubrimiento de cobre, hierro y acero por sus propiedades anticorrosivas. En aleaciones con cobre, níquel, oro, plata, bismuto y aluminio forma compuestos de fácil fusión, puede usarse como recubrimiento de otros materiales.

Soldadura de cañerías.

En el tabaco de los cigarrillos.

Quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, y la incineración de la basura común.

En los fertilizantes de fosfatos o en los excrementos de animales aplicados al cultivo de alimentos.

Casi todos los alimentos contienen cadmio, pero puede ser en menor o mayor concentración, sobre todo aquellos que fueron contaminados: carnes y pescados, animales de abasto, crustáceos y moluscos, lácteos y huevos, champiñones. Al ser consumidos de forma esporádica, no existe un alto riesgo para la salud.

Efectos toxicológicos

Rutas de exposición

INGESTA: puede ser directamente a través de líquidos, ya sea por las cañerías que contienen cadmio en sus soldaduras o por el agua que ha sido contaminada por las fábricas que tiran sus desechos al río, como son aquellas que hacen acabado de metales, la electrónica, la manufactura de pigmentos (pinturas y agentes colorantes), de baterías, de estabilizadores plásticos, de plaguicidas (fungicidas), la electrodeposición, entre otras. Indirectamente, se puede ingerir cadmio a través de los alimentos, ya que el mismo que se encuentra en el suelo puede pasar desde el mismo o el agua contaminada a los vegetales y animales, y de estos al hombre. Esta cadena es frecuente en áreas mineras, aunque también, cuando se usan fosfatos con alto contenido de cadmio como fertilizante, la deposición atmosférica de cadmio en las cosechas en lugares cercano de emisión y el vertido de lodos contaminados sobre la tierra y el mar, se contribuye a la contaminación de alimentos. Los sistemas acuáticos también son una cadena de bioacumulación a través de los crustáceos, moluscos, que ingieren plancton con cadmio, y lo acumulan en su organismo. La fuente principal para los bebes es la leche materna, ya que las madres con altas concentraciones pueden transmitírselo a través de la misma. Es importante remarcar que se absorbe entre el 6 y el 10 % del cadmio ingerido.

INHALACIÓN: los trabajadores se ven expuestos al respirar el aire contaminado (fábrica de baterías, soldaduras de metales), al respirar el humo de cigarrillo (duplica la ingesta diaria de cadmio) y al respirar el aire contaminado cerca de donde se queman combustibles fósiles o desechos municipales. Se absorbe entre el 30 y 50 % del cadmio inhalado.

Destinos del Cd en el organismo.

El cadmio entra al torrente sanguíneo por absorción en el estómago o en los intestinos, luego de la ingesta de comida o agua, o por absorción en los pulmones después de la inhalación.

La absorción de cadmio en el ámbito intestinal se produce en dos etapas. En la primera, las células de la mucosa internalizan el cadmio presente en el lumen intestinal, y en la segunda etapa, una parte del cadmio atraviesa la membrana vaso lateral de los enterocitos para pasar a la circulación sanguínea. En condiciones normales, en las que la concentración de cadmio es pequeña, la mayor parte queda retenida en la mucosa intestinal, principalmente unido a la metalotioneina y es eliminado posteriormente con la descamación de la pared. Cuando la dosis oral de cadmio es elevada, el metal libre atraviesa la mucosa para pasar a la circulación sanguínea, almacenándose en hígado y riñones. Sólo en estos dos órganos se acumula entre el 40 y el 80 % del cadmio presente en el organismo.

Dentro del hígado, se une a una proteína de bajo peso molecular. Pequeñas cantidades de ese complejo proteína-cadmio pasan continuamente del hígado al torrente sanguíneo, para ser transportado a los riñones y filtrado a través de los glomérulos, para posteriormente ser reabsorbido y almacenado en las células tubulares del riñón; este excreta del 1 al 2 % de cadmio tomado directamente de las fuentes ambientales, lo que provoca una acumulación dentro de los riñones (acumulación 10.000 veces más alta que en el torrente sanguíneo)

Los efectos tóxicos del Cadmio se manifiestan en los huesos, riñón y riñones (órganos blancos) Afecta principalmente enzimas e interactúa con grupos SH de las proteínas, generando radicales libres. Entre los daños que produce en estos órganos produce podemos citar osteomalacia en los huesos y necrosis del epitelio pulmonar.

Efectos en animales (incluyendo al hombre)

Por ingesta

Sistema gatrointestinal: irritación estomacal, nauseas, vómitos y diarreas, dolores abdominales y musculares, salivación.

Sistema renal y hepático: daños renales como proteinura, anemia y cálculos renales

Sistema óseo: causa daños en los huesos al desplazar al calcio (osteoporosis y dolores reumáticos)

Sistema inmunológico: disfunciones

Sistema glandular: afecta la glándula tiroides

Sistema cardiovascular: hipertensión y enfermedades coronarias

Sistema cutáneo: acumulación en uñas y pelo

Sistema del aparato reproductor: daño en los testículos

Por inhalación

Enfisema

Enfermedad pulmonar obstruida

Fibrosis

Neumonitis química aguda

Edema pulmonar

Dosis y tiempo de exposición

La cantidad de metal necesaria para causar un efecto adverso en una persona expuesta depende de: la vía de entrada, las características de la exposición, la forma química y sus propiedades físico químicas. Existen más factores a tener en cuenta que pueden alterar el riesgo de que se presenten enfermedades por exposición al cadmio, como si se es o no fumador, no usar equipos de protección en trabajadores, estilo de vida y la edad, entre otros.

Algunas cifras a tener en cuenta:

Dosis Tolerables

Ingesta

Diaria

10-50 microgramos (el cuerpo sólo absorbe entre el 5 y 10 %)

 

Semanal

400-500 mg (adulto)

Inhalación

Exposición crónica a polvo

< 0,01 mg/m3 (8 horas diarias)

 

Exposición crónica a humo de óxido de Cd

< 0,05 mg/m3 (8 horas diarias)

La tasa de inhalación de cadmio es mucho menor que la tasa de ingesta.

Es de suma importancia aclarar que la fuente principal de exposición para los bebes y niños en su primera infancia son la leche y productos lácteos, que pueden llevar a que se supere la dosis semanal tolerable provista por la Organización Mundial de la Saluda (OMS).

Casos paradigmáticos

En Toyama, Japón, la ingesta de arroz que fue regado con agua contaminada con cadmio, esto produjo una entrada al cuerpo de unos 300 microgramos diarios de ese metal. El cadmio provenía de una explotación minera de las cercanías. La enfermedad se la conoce como &uml;Itai Itai¨ (ay ay) por lo dolorosos síntomas de las fracturas múltiples producidas por osteomalicia (reblandamiento de los huesos).

En la década de 1940, durante la fabricación de baterías alcalinas de níquel-cadmio, varias personas murieron en Suecia por la acción del óxido de cadmio, cuya concentración en el aire era de algunos miligramos por metro cúbico.

En Shipham, una población cercana a una mina de cinc en Inglaterra, se observó que los habitantes tenían signos de toxicidad por cadmio, presentando en el hígado unos niveles de metal cinco veces superior a los encontrados en habitantes de áreas no contaminadas. Las verduras cultivadas en el área cultivada contenían más de 7 mg/kg de peso seco, concentración muy superior al contenido de cadmio encontrado en la intoxicación de Japón.

En Suecia, hubo una intoxicación oral aguda en una escuela, donde los niños consumieron un zumo de fruta procedente de una máquina expendedora en la que el depósito estaba enchapado con cadmio.

Legislación

Convenio de Basilea sobre control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación¨ suscrito en Basilea, Suiza el 22-03-89 (Aprobado por Ley 23.922). Los anexos de la ley Nº 11.720 de la provincia de Buenos Aires, que corresponden al Convenio de Basilea, incluyen el control del cadmio dentro del anexo I, en la categoría ¨Desechos a controlar¨ y dentro del anexo II, en la categoría ¨Ecotóxicos¨.

¨Ley de Residuos Peligrosos¨ es la ley 24.051, sancionada el 17 de diciembre de 1991

¨ Normativa que tiene por objeto complementar los preceptos contenidos en la Ley de Protección Ambiental Para la Actividad Minera, incorporados al Código de Minería de la Nación¨. El anexo IV "Niveles Guía de Calidad de Agua, Suelo y Aire", posee los siguientes Niveles de Calidad:

AGUA

Bebida Humana: 5 microgramos/litro

Protección de Vida Acuática en Agua Dulce Superficial: 0,2 microgramos/litro

Protección de Vida Acuática en Aguas Saladas Superficiales: 5 microgramos/litro

Para Irrigación: 10 microgramos/litro

Bebida de Ganado: 20 microgramos/litro

SUELO

Agrícola: 3 microgramos/gramos de peso seco

Industrial: 20 microgramos/gramo de peso seco

CONCLUSIÓN

A pesar de no ser el cadmio un tóxico muy conocido, es un elemento a tener en cuenta y estudiar, ya que cotidianamente podemos tomar contacto con el mismo.

Los efectos negativos en la salud, ya sea por ingesta o inhalación, son importantes porque impactan la mayoría de los sistemas, provocando en muchos casos lesiones irreversibles. Es por ello que en las distintas legislaciones, tanto nacionales como internacionales, adquirió un papel importante.

Al haber investigado sobre este metal, tomamos conciencia de su peligrosidad y de que las distancias que nos separan del mismo no son tan extensas como creíamos. Esto nos abre un nuevo panorama dentro del cual existen muchos tóxicos poco conocidos por la sociedad, pero de suma importancia por sus efectos nocivos al ambiente, que incluye la salud del hombre. De estos tóxicos no es sólo importante su estudio y control, sino también informar a la población – incluyendo funcionarios, industriales – las formas correctas de manejo de los mismos.

BIBLIOGRAFÍA

LIBROS

Manaham, S. 1998 Environmental Chemistry. Stanley. Edf

Pasquali, Ricardo. 2003. Química Ambiental. Primera edición, Akadia Editorial, Buenos Aires

DOCUMENTOS

Convenio de Basilea sobre control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación

Ley 24.051: Ley de Residuos Peligrosos

PAGINAS WEB

www.medioambiente.gov.ar

www.adi.uam.es

www.biopsicología.net

www.medspain.com

http://enciclopedia.us.es

www.ccoo.es

www.laneta.apc.org

www.atsdr.cdc.gov

Lorena Gieco*, Cecilia Maté

Alumnas de la Licenciatura en Gestión Ambiental, materia Toxicología Ambiental, U. CAECE 2003 Docentes: Laura Ruiz y Lara Rocchetta,


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