Contaminarea Mediului cu Cadmiu

“Dacă dărâmi treptat pereţii casei, vine o zi când îţi cade tavanul în cap.”

Victor Kernbach

1. GENERALITĂȚI

Deșeurile sunt generate în diferite stadii ale activității umane și reprezintă o caracteristică inevitabila a unei societăți industrializate sau în curs de industrializare.

Termenul ”deșeu” este definit în legislația europeană în articolul 1 al Directivei Consiliului74/442/CEE privind deșeurile: „deșeu reprezintă orice substanță sau obiect de care posesorul se debarasează conform prevederilor legislației în vigoare”.Definiția a fost modificată de Directiva Consiliului 91/156CCE(Directiva Cadru) astfel: „deșeu va însemna orice substanță sau obiect pe care posesorul îl aruncă, sau intenționează sau este obligat să-l arunce”. (XXX-2005)

Un deșeu periculos este un deșeu solid sau o combinație de deșeuri solide care, din cauza cantităților lor, a concentrațiilor sau a caracteristicilor chimice, fizice sau infecțioase pot cauza sau contribui semnificativ la creșterea mortalității sau o creștere în mod ireversibil a îmbolnăvirilor sau posedă o prezență substanțială sau un potențial pericol asupra sănătății umane și a mediului când sunt tratate, stocate, transportate, depozitate sau organizate in acest fel.

Metalele grele sunt compuși naturali ai scoarței terestre, ce nu pot fi descompuși sau distruși; ele ajungând în corpul nostru într-o cantitate foarte mică, odată cu mâncarea,apa potabilă și aerul.

Cadmiu este un metal rar alb-albăstrui, moale, foarte maleabil și ductil, care se găsește în mod natural în cantități mici în sol. Este obținut ca un coprodus la rafinarea zincului și a altor metale, cupru și plumb în special. Cadmiu, de obicei , se combină cu alte lucruri pentru a forma compuși diferiți. Unii dintre acești compuși afectează organismul mai mult decât alții. Cadmiul nu are un gust sau miros definit.

2. ORIGINEA

Cadmiul se găseşte în mod natural în cantităţi mici în aer, apă şi sol. Deoarece cadmiu este un metal, acesta nu se rupe în jos şi se poate acumula in timp. Principala poartă de intrare a cadmiului în mediu este prin aer.

În aer,cadmiul ajunge sub formă de particule material în urma emisiilor de la incinerarea deșeurilor, emisiilor din metalurgie. În atmosferă, Cd mai pătrunde din erupţiile vulcanice, particulele de sol purtate de vânt şi arderea pădurilor. S-a estimat că activitatea antropogenă este răspunzătoare pentru un aport de Cd în atmosferă de 3 până la 10 ori mai mult decât din surse naturale, o mare parte fiind datorată prelucrării minereurilor de sulfuri. Arderea deșeurilor menajere sau industriale şi arderea cărbunelui sau ulei poate elibera cadmiu în aer. Cadmiu, de asemenea, poate fi eliberat și de industria auto, industria de prelucrare a metalelor, de baterii şi de fabricarea vopselelor, a deşeurilor de tracţiune şi de activităţi de eliminare. Acesta, mai poate fi eliberat in aer, prin incinerarea gunoiului menajer care conține materiale plastice și baterii cu nichel-cadmiu. Fumul de țigară conține cadmiu.

În mediu, cadmiul ajunge pe trei căi importante: rafinarea şi folosirea Cd, topirea minereurilor de Cu şi Ni şi prin arderea combustibililor fosili. Nivelul procentual al încărcăturii de Cd din mâlul apelor uzate reprezintă o problemă în ceea ce priveşte evacuarea sa şi limitarea sau prevenirea aplicării mâlurilor pe terenuri ca fertilizatori. Cadmiul este intens utilizat în procese industriale. Dintre acestea, de mare importanţă sunt: acoperirile galvanizate, baterii, vopsele, cerneluri şi mase plastice. Utilizarea crescută a Zn în fertilizatori poate conduce la contaminări cu Cd. Fertilizatorii cu fosfaţi conţin între 5 şi 100 mg•kg-1 Cd, iar până la 300 mg• kg-1 Cd poate fi prezent în mâlul apelor uzate.

Această îmbogăţire a Cd în sol are câteva cauze posibile:

(1) poluarea antropogenă datorată industriei miniere, chimice şi alte industrii;

(2) fertilizatorii utilizaţi în agricultură;

(3) mişcarea ascendentă posibilă în soluri datorită reprecipitării repetate;

(4) asocierea cu materia organică, care este mai abundentă în partea superficială a solului.

Sursa cadmiului ajuns în atmosferă este prelucrarea metalelor neferoase, arderea deşeurilor, producţia îngrăşămintelor chimice de fosfat şi negestionarea apei menajere şi aluviunilor menajere. Cadmiul este legat ireversibil de către oxidul feric şi de mangan din sol, respectiv de către mineralele argiloase, astfel influenţând mobilitatea cadmiului. În acelaşi timp, cadmiul se află în legătură chimică strânsă cu zincul, deoarece în sol proporţia Zn/Cd este constantă.

Niveluri mai ridicate de cadmiu se pot găsi în sol sau în apă în apropierea zonelor industriale sau site-urilor de deșeuri periculoase. Solurile situate lângă drumuri pot conține un nivel mai ridicat de cadmiu,datorită gazelor eliminate de mașini. Cadmiul absoarbe puternic materiile organice din sol. Când cadmiu este prezent în sol poate fi extrem de periculos, deoarece poate spori absorbţia de cadmiu în plante. Acesta este un pericol potenţial pentru animalele care sunt dependente de plante pentru supravieţuire În soluri, cadmiul se află în diferiţi compuşi sub formă de ioni ( Cd2+), prezenţi în soluţia solului, adsorbiţi la suprafaţa particulelor coloidale, legaţi de materia organică sau prezenţi în structura cristalină a mineralelor argiloase sau a altor minerale din sol.

O altă sursă importantă de emisii de cadmiu este producerea de îngrăşăminte fosfat artificiale. O parte din cadmiu ajunge în sol după ce se aplică îngrăşământ pe terenurile agricole şi restul de cadmiu ajunge în apele de suprafaţă atunci când deşeurile de la producțiile de îngrăşăminte sunt aruncate de către companiile de producţie.

În apa de suprafaţă, de asemenea, poate exista urme de cadmiu dizolvat. Cadmiu în apă tinde să se scufunde şi să se acumuleze în sedimentele de fund.

Acest metal este unul dintre poluanții apei provenit din : ape în care s-au deversat reziduuri de cadmiu și din aerosoli.

Concentrația de cadmiu în apele nepoluate este, în general, mai mică de 0,001 mg/L, concentrația de cadmiu în apa de mare, medie aproximativ 0.00015 mg/L care conțin în exces de câteva micrograme de cadmiu pe litru,probabil contaminate de deșeurile industriale din fabricile metalurgice, lucrări de placare, instalații de producție pigmenți de cadmiu, operațiuni textile, cadmiu stabilizat cu materiale plastice sau baterii nichel-cadmiu, sau de efluenții de la instalațiile de tratare a apelor reziduale.

3. TRANSPORTUL

Deşeurile periculoase necesită un tratament aparte în ceea ce priveşte colectarea şi transportul lor. Acestea depind direct de factorii fizici şi chimici de care este caracterizată substanţa periculoasă. Proprietăţile care se iau în considerare în transportul deşeurilor periculoase sunt: volatilitatea, solubilitatea şi gradul de adsorbţie de către solide (sol şi sedimente).

Cadmiul (Cd) – este un metal cu o puternică acţiune toxică asupra organismelor. El este prezent în sol îndeosebi sub formă de carbonat de cadmiu (CdCO3), compus care exercită un control major al solubilităţii cadmiului în soluri cu pH ridicat, iar în solurile gleizate (în condiţii reducătoare) cadmiul este prezent preponderent sub formă de sulfură. Totuşi drenarea acestor soluri şi revenirea la condiţii oxidante duce la scăderea pH-lui care are ca efect creşterea mobilităţii cadmiului. Cadmiul pătrunde în organisme prin hrană şi prin suprafaţa corpului acumulându-se selectiv în diferite ţesuturi, crescând temperatura şi scăzând salinitatea. Poluarea solului cu Cd are loc în special prin ploi torenţiale, depozitarea nămolului din canalizări pe terenurile agricole şi utilizarea fertilizatorilor fosfatici. În solurile acide cadmiul este mai mobil şi este mai puţin probabil de a fi adsorbit puternic de particulele de minerale,argilă şi nisip. Absorbţia cadmiului depinde de concentraţia lui, de pH, tipul de sol, durata de contact şi concentraţia liganzilor complecşi. Concentraţia medie a cadmiului în sol este de 0,11 ppm, iar a solului neîncărcat este de0,1-1 ppm.