镉的用途及其对环境影响

叶 霖

镉是银白色的金属，自20世纪初就开始在工业上得到广泛的应用。

镉可以作制成特殊的易熔合金、耐磨合金、焊锡合金等，广泛用作钢结构的电镀防腐层、原子反应堆控制棒、光电池和制造各种原料等。

研究表明，镉在硫化物矿床中主要以三种形式存在：

以类质同象赋存于其他硫化物中：镉地球化学性质与锌极其相似，因此主要呈类质同象赋存于闪锌矿中，其含量一般在n×10^-3以上，几乎所有的闪锌矿中都含有镉，含镉最富的闪锌矿称镉闪锌矿）。方铅矿中一般含Cd n×10^-4。此外，在黝铜矿、块硫锑铅矿和车轮矿、氧化带的菱锌矿、羟锌矿（含Zn的蒙脱石）、氧化锰及褐铁矿中也含有少量的Cd。

由于镉在地壳中高度分散性和低含量，常呈类质同像形式存在于与其地球化学性质相近的Zn、Cu和Sn等的硫化物中，因此，镉难以形成独立矿物，自然界发现的镉矿物种类不多，虽然有自然镉、方镉矿、菱镉矿、硫镉矿和硒镉矿等十数种，但都很罕见，不易形成工业富集。

研究表明，硫化物如闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等对Cd²⁺有较强的吸附能力，以闪锌矿为最。此外，胶状菱锌矿、褐铁矿和白云石（方解石）等也会吸附镉。

镉很难形成工业富集。但分散元素镉并不“分散”，在特定的条件下也能富集，甚至形成独立矿床或矿体，如贵州都匀牛角塘铅锌矿床中镉含量异常高，一般为（2284~9850）×10^－6，最高为13400×10^－6，比地壳克拉克值（0.2×10^－6）高5~6个数量级，比要求的工业品位高几十到上百倍，闪锌矿矿石中镉平均含量为9000×10^-6左右，闪锌矿单矿物中镉含量一般大于1.20×10^-2，最高可达>10×10^-2，其储量已达大型矿床规模（5299.14吨），该矿床中还含有Ge和Ga等多种分散元素；此外，广东蕉岭鸡公山铅锌矿、广西临桂葛家塘铅锌矿、吉林吉安铅锌矿床等矿床中镉均异常富集。目前，云南金顶超大型含镉铅锌矿床，是我国最大的铅锌矿床，也是我国最大的镉储量矿床（铅锌矿储量1500万吨，镉储量17万吨）

镉的环境危害，不容忽视的健康威胁。镉是重要的环境污染物，主要来源于锌、铜、铅矿的冶炼，电镀、蓄电池、合金、油漆和塑料等工业生产。职业人群遭受镉污染的主要途径是吸入，非职业人群镉污染的主要来源是食物和吸入。镉是对人体有毒的元素，还是致癌物，具有致癌、致畸和致突变作用。镉在体内的生物半衰期长达10～30年，为已知的最易在体内蓄积的有毒物质。

上世纪60年代，日本富山县出现一种怪病，患者全身骨骼折断或弯曲变形，痛苦不堪。他们多为更年期妇女，且局限于神通川流域的灌溉地带，当地人迁到外地后症状即消失。临床上表现为腰疼、背疼、膝关节疼，后遍及全身。疼痛时常发生病理性骨折，致身躯缩短。重者长期卧床，日夜喊痛，故名“痛痛病”。多数病人有贫血症状。后经实验研究证实，“痛痛病”是由于慢性镉中毒所致。当地土壤及饮水中镉含量明显高于其他地区，患者体内镉负荷远远高于正常范围。“痛痛病”被确定为日本四大公害病之一。

我国也有几个典型的环境镉污染区，如贵州赫章铅锌矿镉污染区，江西大余、浙江温州、沈阳张士灌区镉污染区等。这些地区环境镉污染多是由于私挖乱采矿山，或含镉污水的无序排放所致。据调查，某些地区水稻、蔬菜等农作物含镉严重超标，接触人群的镉摄入量达536.52μg／天·人，远远超过我国平均水平（37～46 μg／天·人）和WHO的建议限量（57～71 μg／天·人），而日本“痛痛病”区的摄入量是267～353 μg／天·人。我国有的镉污染地区已出现慢性早期健康危害的个体，甚至出现了疑似“痛痛病”的患者。

“痛痛病”患者极其痛苦，丧失生活能力，预后不佳。因此，为防患于未然应为首要之举。环境一旦被镉污染，非常难以清除，因此，消除污染源、防止环境污染是预防该病的最根本措施。

在饮食方面，多食、常食海带和紫菜等含大量碘的食物，有利于预防。