कैडमियम

कैडमियम एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक Cd और परमाणु संख्या 48 है। यह निर्मल, सिल्वर-स्वेत धातु रासायनिक रूप से समूह 12 तत्व, जिंक और पारा (तत्व) में दो अन्य स्थिर धातुओं के समान है। जिंक की तरह, यह अपने अधिकांश यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 को प्रदर्शित करता है, और पारा की तरह, इसका गलनांक समूह 3 तत्व से समूह 11 तत्व में संक्रमण धातु ओं की तुलना में कम होता है। समूह 12 में कैडमियम और इसके सजातीय (रसायन विज्ञान) को प्रायः संक्रमण धातु नहीं माना जाता है, जिसमें उन्होंने तात्विक या सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में आंशिक रूप से भरे हुए d या f इलेक्ट्रॉन कोश नहीं होते हैं। पृथ्वी की पपड़ी में कैडमियम की औसत सांद्रता 0.1 और 0.5 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) के मध्य है। इस प्रकार से इसकी खोज 1817 फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर और कार्ल सैमुअल लेबेरेच्ट हरमन द्वारा जर्मनी में जिंक कार्बोनेट में अशुद्धता के रूप में एक साथ खोजा गया था।

अधिकांश जिंक अयस्कों में कैडमियम सामान्य घटक के रूप में होता है और यह जिंक उत्पादन का उपोत्पाद है। कैडमियम का उपयोग लंबे समय तक इस्पात पर जंग-प्रतिरोधी चढ़ाना के रूप में किया जाता था, और कैडमियम यौगिकों का उपयोग लाल, नारंगी और पीले कैडमियम वर्णक के रूप में, रंगीन कांच को रंगने और प्लास्टिक को स्थिर करने के लिए किया जाता है। कैडमियम का उपयोग सामान्यतः कम हो रहा है क्योंकि यह विषाक्तता है (यह विशेष रूप से संकटजनक पदार्थों के यूरोपीय प्रतिबंध निर्देश में सूचीबद्ध है) ) और निकेल-कैडमियम बैटरी को निकेल-धातु हाइड्राइड बैटरी और लिथियम आयन बैटरी से परिवर्तित कर दिया गया है। इसके कुछ नवीन उपयोगों में से कैडमियम टेलुराइड फोटोवोल्टिक सौर पैनलों में है।

चूंकि उच्च जीवों में कैडमियम का कोई ज्ञात जैविक कार्य नहीं है, समुद्री डायटम में कैडमियम पर निर्भर कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ पाया गया है।

भौतिक गुण
इस प्रकार से कैडमियम निर्मल, निंदनीय, तन्यता, सिल्वर-स्वेत द्विसंयोजक धातु है। यह अनेक प्रकार से जिंक के समान है किन्तु कॉम्प्लेक्स (रसायन विज्ञान) यौगिक बनाता है। अधिकांश अन्य धातुओं के विपरीत, कैडमियम जंग के लिए प्रतिरोधी है और अन्य धातुओं पर सुरक्षात्मक प्लेट के रूप में उपयोग किया जाता है। थोक धातु के रूप में, कैडमियम जल में अघुलनशील है और ज्वलनशीलता नहीं है; चूंकि, अपने पाउडर के रूप में यह कैडमियम ऑक्साइड को यह जला सकता है और विषैला धुआं छोड़ सकता है।

रासायनिक गुण
चूंकि कैडमियम में की ऑक्सीकरण अवस्था सामान्यतः +2 होती है, यह +1 अवस्था में भी उपस्थित होती है। कैडमियम और इसके सजातीय (रसायन विज्ञान) को सदैव संक्रमण धातु नहीं माना जाता है, इसमें मौलिक या सामान्य ऑक्सीकरण स्थिति में आंशिक रूप से भरे हुए डी या एफ इलेक्ट्रॉन कोश नहीं होते हैं। कैडमियम हवा में जलकर भूरा अनाकार कैडमियम ऑक्साइड (CdO) बनाता है; इस यौगिक का क्रिस्टलीय रूप गहरे लाल रंग का होता है जो गर्म करने पर जिंक आक्साइड के समान रंग परिवर्तित करता है। हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, सल्फ्यूरिक अम्ल और नाइट्रिक अम्ल कैडमियम क्लोराइड (CdCl2) बनाकर कैडमियम को घोलते हैं), कैडमियम सल्फेट (CdSO4), या कैडमियम नाइट्रेट (Cd(NO3))2) बनाकर कैडमियम को घोलते हैं। ऑक्सीकरण अवस्था +1 को कैडमियम क्लोराइड और एल्यूमीनियम क्लोराइड के मिश्रण में कैडमियम को घोलकर Cd22+ धनायन बनाकर उत्पन्न किया जा सकता है, जो पारा (I) क्लोराइड में Hg22+ धनायन के समान है।

Cd + CdCl2 + 2 AlCl3 → Cd2(AlCl4)2

न्यूक्लियोबेस, एमिनो अम्ल और विटामिन के साथ अनेक कैडमियम परिसरों की संरचना निर्धारित की गई है।

समस्थानिक


प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कैडमियम आठ समस्थानिकों से बना होता है। उनमें से दो रेडियोन्यूक्लाइड हैं, और तीन से रेडियोधर्मी क्षय होने की आशा है किन्तु प्रयोगशाला परिस्थितियों में ऐसा नहीं किया गया है। किन्तु दो प्राकृतिक रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं 113Cd ( बीटा क्षय, अर्ध जीवन $7.7 y$ है) और 116Cd (दो-न्यूट्रिनो डबल बीटा क्षय, अर्ध जीवन 2.9×1019 y) है) हैं। अन्य तीन हैं 106Cd, 108Cd (दोनों डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर), और 114Cd (डबल बीटा क्षय); इन अर्ध-जीवन पर केवल निचली सीमाएँ निर्धारित की गई हैं। कम से कम तीन आइसोटोप - 110Cd, 111Cd, और 112Cd - स्थिर हैं। प्राकृतिक रूप से नहीं पाए जाने वाले आइसोटोपों में, सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले आइसोटोप 462.6 दिनों के आधे जीवन के साथ 109Cd और 53.46 घंटे के आधे जीवन के साथ 115Cd हैं। शेष सभी रेडियोधर्मी समस्थानिकों का अर्ध जीवन 2.5 घंटे से कम है, और अधिकांश का अर्ध जीवन 5 मिनट से कम है। कैडमियम में 8 ज्ञात मेटा अवस्थाएँ हैं, जिनमें सबसे स्थिर 113mCd ((t1⁄2 = 14.1 वर्ष), 115mCd (t1⁄2 = 44.6 दिन), और 117mCd (t1⁄2 = 3.36 घंटे) हैं।

कैडमियम के ज्ञात आइसोटोप का परमाणु द्रव्यमान (95Cd) से 131.946 u (132Cd) तक होता है। 112 u से हल्के समस्थानिक के लिए, प्राथमिक क्षय मोड इलेक्ट्रॉन अवशोषित है और प्रमुख क्षय उत्पाद तत्व 47 ( सिल्वर ) है। भारी समस्थानिक का क्षय अधिकतर बीटा उत्सर्जन उत्पादक तत्व 49 ( ईण्डीयुम ) के माध्यम से जाते हैं।

कैडमियम का समस्थानिक, 113Cd, उच्च चयनात्मकता के साथ न्यूट्रॉन अवशोषित करता है : बहुत अधिक संभावना के साथ, कैडमियम कट-ऑफ के नीचे ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन अवशोषित किया जाएगा; कट-ऑफ से अधिक वालों को प्रेषित किया जाएगा। कैडमियम कट-ऑफ लगभग 0.5 eV है, और उस स्तर से नीचे के न्यूट्रॉन को धीमी न्यूट्रॉन माना जाता है, जो मध्यवर्ती और तेज न्यूट्रॉन से अलग होता है।

कैडमियम हजारों वर्षों में 0.6 से 10 सूर्य के द्रव्यमान वाले निम्न-से-मध्यम-द्रव्यमान वाले सितारों में एस-प्रक्रिया के माध्यम से बनाया गया है। उस प्रक्रिया में, सिल्वर का परमाणु न्यूट्रॉन को पकड़ लेता है और फिर बीटा क्षय से निकलता है।

इतिहास
कैडमियम ( लैटिन कैडमिया, ग्रीक भाषा καδμεία जिसका अर्थ है कैलामाइन (खनिज), खनिजों का कैडमियम-असर मिश्रण जिसका नाम ग्रीक पौराणिक चरित्र Κάδμος के नाम पर रखा गया था, कैडमस, प्राचीन थीब्स (बोईओटिया) के संस्थापक) दूषित पदार्थों में रासायनिक तत्वों की खोज थी। जर्मनी में फार्मेसियों में बेचे जाने वाले जिंक यौगिकों में पाया गया था। अतः 1817 में फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर द्वारा कार्ल सैमुअल लेबेरेच्ट हरमन ने साथ जिंक ऑक्साइड में मलिनकिरण की जांच की और हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ पीले रंग के अवक्षेप के कारण पहले हरताल होने का संदेह होने पर अशुद्धता पाई। इसके अतिरिक्त स्ट्रोमेयर ने पाया कि आपूर्तिकर्ता ने जिंक ऑक्साइड के अतिरिक्त जिंक कार्बोनेट बेचा। जिससे स्ट्रोमेयर ने नवीन तत्व को जिंक कार्बोनेट (कैलेमाइन) में अशुद्धता के रूप में पाया, और 100 वर्षों तक, जर्मनी धातु का एकमात्र महत्वपूर्ण उत्पादक बना रहा। धातु का नाम कैलामाइन के लैटिन शब्द के नाम पर रखा गया था, क्योंकि यह इस जिंक अयस्क में पाया जाता था। स्ट्रोमेयर ने नोट किया कि कैलामाइन के कुछ अशुद्ध नमूने गर्म होने पर रंग परिवर्तित होते हैं किन्तु शुद्ध कैलामाइन नहीं। वह इन परिणामों का अध्ययन करने और अंततः कैडमियम धातु को रोस्टिंग (धातु विज्ञान) द्वारा अलग करने और कैडमियम सल्फाइड को कम करने में वह इन परिणामों का निरंतर अध्ययन करते रहे और अंततः भूनकर और सल्फाइड को कम करके कैडमियम धातु को अलग कर दिया। वर्णक के रूप में कैडमियम पीले की क्षमता को 1840 के दशक में पहचाना गया था, किन्तु कैडमियम की कमी ने इस अनुप्रयोग को सीमित कर दिया।

तथापि कैडमियम और इसके यौगिक कुछ रूपों और सांद्रता में विषाक्त होते हैं, 1907 के ब्रिटिश फार्मास्युटिकल कोडेक्स में कहा गया है कि कैडमियम आयोडाइड का उपयोग बढ़े हुए जोड़ों, स्क्रोफुलस ग्रंथियों और चिलब्लेन्स के उपचार के लिए दवा के रूप में किया जाता था।

इस प्रकार से 1907 में, अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ ने लाल कैडमियम वर्णक्रमीय रेखा (1 तरंग दैर्ध्य = 6438.46963 Å) अंतर्राष्ट्रीय एंगस्ट्रॉम के रूप में परिभाषित किया था। इसे 1927 में भार और माप पर 7वें आम सम्मेलन द्वारा अपनाया गया था। 1960 में, क्रीप्टोण का उपयोग करने के लिए मीटर और एंगस्ट्रॉम दोनों की परिभाषाओं को परिवर्तित कर दिया गया था।

1930 और 1940 के दशक में कैडमियम का औद्योगिक माप पर उत्पादन प्रारंभ होने के पश्चात, कैडमियम का प्रमुख अनुप्रयोग क्षरण को रोकने के लिए आयरन और इस्पात का लेप था; 1944 में, 62% और 1956 में, संयुक्त अवस्था अमेरिका में 59% कैडमियम का उपयोग चढ़ाना के लिए किया गया था। 1956 में, संयुक्त अवस्था अमेरिका में 24% कैडमियम का उपयोग कैडमियम के सल्फाइड और सेलेनाइड्स से लाल, नारंगी और पीले रंग के पिगमेंट में दूसरे अनुप्रयोग के लिए किया गया था।

इस प्रकार से पीवीसी पर कैडमियम रसायनों जैसे कार्बोक्सिलेट्स कैडमियम लॉरेट और कैडमियम स्टीयरेट के स्थिर प्रभाव ने 1970 और 1980 के दशक में उन यौगिकों के उपयोग में वृद्धि हुई। 1980 और 1990 के दशक में पर्यावरण और स्वास्थ्य नियमों के परिणामस्वरूप पिगमेंट, कोटिंग्स, स्टेबलाइजर्स और मिश्र धातुओं में कैडमियम की मांग में गिरावट आई; 2006 में, कुल कैडमियम खपत का केवल 7% ही प्लेटिंग के लिए उपयोग किया गया था, और केवल 10% रंगद्रव्य के लिए उपयोग किया गया था। इसके साथ ही, खपत में इन कमी की भरपाई निकेल-कैडमियम कैडमियम बैटरी के लिए कैडमियम की बढ़ती मांग से हुई, जो की 2006 में संयुक्त अवस्था अमेरिका में कैडमियम की खपत का 81% था।

घटना


कैडमियम पृथ्वी की पपड़ी का लगभग 0.1 भाग प्रति मिलियन बनाता है। यह जिंक की तुलना में बहुत दुर्लभ है, जो लगभग 65 पीपीएम बनाता है। कैडमियम युक्त अयस्कों का कोई महत्वपूर्ण एकत्रित राशि ज्ञात नहीं है। महत्व का एकमात्र कैडमियम खनिज, ग्रीनॉकाइट (Cd सल्फर ), लगभग सदैव स्पैलेराइट (ZnS) से जुड़ा होता है। यह जुड़ाव जिंक और कैडमियम के मध्य भू-रासायनिक समानता के कारण होता है, किसी भी भूवैज्ञानिक प्रक्रिया के कारण उन्हें अलग करने की संभावना नहीं होती है। इस प्रकार, कैडमियम का उत्पादन मुख्य रूप से जिंक, और कुछ सीमा तक, सीसा और तांबा के खनन, गलाने और परिष्कृत सल्फाइडिक अयस्कों के उपोत्पाद के रूप में होता है। मुख्य रूप से आयरन और इस्पात स्क्रैप के पुनर्चक्रण से उत्पन्न धूल से कैडमियम की छोटी मात्रा, खपत का लगभग 10%, द्वितीयक स्रोतों से उत्पन्न होती है। संयुक्त अवस्था अमेरिका में उत्पादन 1907 में प्रारंभ हुआ, किन्तु व्यापक उपयोग प्रथम विश्व युद्ध के बाद प्रारंभ हुआ।

इस प्रकार से धात्विक कैडमियम साइबेरिया में विली नदी बेसिन में पाया जा सकता है।

फॉस्फेट उर्वरकों के लिए खनन की गई चट्टानों में कैडमियम की भिन्न-भिन्न मात्रा होती है, जिसके परिणामस्वरूप उर्वरकों में कैडमियम की मात्रा 300 मिलीग्राम/किलोग्राम और कृषि मिट्टी में उच्च कैडमियम सामग्री होती है। कोयले में महत्वपूर्ण मात्रा में कैडमियम हो सकता है, जो अधिकतर कोयला फ्लाई ऐश में समाप्त होता है।

मिट्टी में कैडमियम को चावल और कोको जैसी फसलों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। किन्तु चीन कृषि मंत्रालय ने 2002 में मापा था कि उसके द्वारा नमूने में लिए गए 28% चावल में सीसा की अधिकता थी और 10% में नियम द्वारा परिभाषित सीमा से अधिक कैडमियम था। उपभोक्ता रिपोर्ट ने 2022 में संयुक्त अवस्था अमेरिका में बेचे गए डार्क चॉकलेट के 28 ब्रांडों का परीक्षण किया, और उनमें से 13 में कैडमियम कैलिफोर्निया के अधिकतम स्वीकार्य आहार स्तर से अधिक पाया गया।

विलो और पोपुलस जैसे कुछ पौधों को मिट्टी से सीसा और कैडमियम दोनों को साफ करने के लिए पाया गया है।

वातावरण में कैडमियम की विशिष्ट पृष्ठभूमि सांद्रता 5 ng/m3 से अधिक नहीं होती है; मिट्टी में 2 मिलीग्राम/किलोग्राम; मीठे जल में 1 μg/L और समुद्री जल में 50 ng/L। 10 ng/L से ऊपर कैडमियम की सांद्रता कम कुल विलेय सांद्रता और p H वाले जल में स्थिर हो सकती है और पारंपरिक जल उपचार प्रक्रियाओं द्वारा इसे हटाना कठिन हो सकता है।

उत्पादन
कैडमियम जिंक अयस्कों में एक सामान्य अशुद्धता है, और इसे प्रायः जिंक के उत्पादन के समय अलग किया जाता है। जिंक सल्फेट अयस्कों से संकेंद्रित कुछ जिंक अयस्कों में 1.4% तक कैडमियम होता है। 1970 के दशक में, कैडमियम का उत्पादन 6.5 lb प्रति टन जिंक था। जिंक सल्फाइड अयस्कों को ऑक्सीजन की उपस्थिति में भुना जाता है, जिससे जिंक सल्फाइड को ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। जिंक धातु का उत्पादन या तो कार्बन के साथ ऑक्साइड को गलाने या सल्फ्यूरिक अम्ल में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा किया जाता है। यदि जिंक को पिघलाया जाता है, तो कैडमियम को वैक्यूम आसवन द्वारा जिंक धातु से अलग किया जाता है, या कैडमियम सल्फेट को इलेक्ट्रोलिसिस समाधान से अवक्षेपित किया जाता है।

ब्रिटिश भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण की रिपोर्ट है कि 2001 में, चीन संसार के उत्पादन का लगभग एक-छठा भाग के साथ कैडमियम का शीर्ष उत्पादक था, इसके पश्चात दक्षिण कोरिया और जापान का स्थान था।

आवेदन
कैडमियम इलेक्ट्रिक बैटरी, कैडमियम पिगमेंट कोटिंग्स, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग का एक सामान्य घटक है।

बैटरी
2009 में, 86% कैडमियम का उपयोग बैटरी (विधुत ) किया गया था, मुख्य रूप से रिचार्जेबल बैटरी निकेल-कैडमियम बैटरी में निकेल-कैडमियम कोशिकाओं में 1.2 वाल्ट की नाममात्र सेल क्षमता होती है। सेल में एक धनात्मक निकेल हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोड और एक ऋणात्मक कैडमियम इलेक्ट्रोड प्लेट होती है जो एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट ( पोटेशियम हाइड्रोक्साइड) द्वारा अलग की जाती है। यूरोपीय संघ ने 2004 में इलेक्ट्रॉनिक्स में कैडमियम पर 0.01% की सीमा लगाई, कुछ अपवादों के साथ, और 2006 में कैडमियम सामग्री की सीमा को घटाकर 0.002% कर दिया। कैडमियम पर आधारित अन्य प्रकार की बैटरी सिल्वर-कैडमियम बैटरी है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग
कैडमियम इलेक्ट्रोप्लेटिंग, वैश्विक उत्पादन का 6% खपत करता है, इस्पात के घटकों के क्षरण को कम करने के लिए विमान उद्योग में उपयोग किया जाता है। यह लेप क्रोमेट और डाइक्रोमेट लवण द्वारा निष्क्रिय किया जाता है। कैडमियम चढ़ाना की सीमा इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया से उच्च शक्ति वाले इस्पात्स का हाइड्रोजन उत्सर्जन है। इसलिए, 1300 एमपीए (200 केएसआई) से ऊपर तन्य शक्ति के लिए ताप-उपचार वाले इस्पात के भागो को वैकल्पिक विधि (जैसे विशेष कम-उत्सर्जक कैडमियम इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं या भौतिक वाष्प जमावट) द्वारा लेपित किया जाना चाहिए।

इस प्रकार से कैडमियम-प्लेटेड उपकरण अवशेषों से टाइटेनियम उत्सर्जन के परिणामस्वरूप ए-12/एसआर-71, यू-2 और बाद के विमान कार्यक्रमों में उन उपकरणों को विलुप्त कर दिया गया (और कैडमियम संदूषण का पता लगाने के लिए नियमित उपकरण परीक्षण का कार्यान्वयन) जो की टाइटेनियम का उपयोग करते हैं।

परमाणु विखंडन
कैडमियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों की नियंत्रण छड़ों में किया जाता है, जो परमाणु विखंडन में न्यूट्रॉन प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए अधिक प्रभावी न्यूट्रॉन विषाक्त के रूप में कार्य करता है। जब परमाणु रिएक्टर के मूल में कैडमियम की छड़ें डाली जाती हैं, तो कैडमियम न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, जिससे उन्हें अतिरिक्त विखंडन की घटनाएँ बनाने से रोका जाता है, इस प्रकार प्रतिक्रियाशीलता की मात्रा को नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार से वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कंपनी द्वारा डिज़ाइन किया गया दबावयुक्त जल रिएक्टर 80% सिल्वर, 15% इंडियम और 5% कैडमियम से युक्त मिश्र धातु का उपयोग करता है।

टेलीविजन
निर्माण में कैडमियम को सम्मिलित करने के लिए क्वांटम डॉट डिस्प्ले प्रारंभ हो गया है। कुछ कंपनियां उत्पादन के समय टेलीविजन में मानव संकट और सामग्री के प्रदूषण के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने पर विचार कर रही हैं।

कैंसर रोधी दवाएं
भारी धातुओं पर आधारित परिसरों में विभिन्न प्रकार के कैंसर के उपचार की अधिक संभावनाएं होती हैं किन्तु विषाक्त दुष्प्रभावों के कारण उनका उपयोग प्रायः सीमित होता है। चूंकि, वैज्ञानिक इस क्षेत्र में आगे बढ़ रहे हैं और कम विषाक्तता वाले नए आशाजनक कैडमियम सम्मिश्र यौगिकों की खोज की गई है।

यौगिक
इस प्रकार से कैडमियम ऑक्साइड का उपयोग काले और स्वेत टेलीविजन फॉस्फोर में और रंगीन टेलीविजन कैथोड रे ट्यूब के नीले और हरे रंग के फॉस्फोर में किया गया था। कैडमियम सल्फाइड (सीडीएस) का उपयोग फोटोकॉपियर ड्रम के लिए फोटोकॉन्डक्टिव सतह कोटिंग के रूप में किया जाता है।

किन्तु पेंट पिगमेंट में विभिन्न कैडमियम लवण का उपयोग किया जाता है, जिसमें कैडमियम पिगमेंट के रूप में सीडीएस अधिक समान है। और कैडमियम सेलेनाइड लाल रंगद्रव्य है, जिसे सामान्यतः कैडमियम रेड कहा जाता है। वर्णक के साथ कार्य करने वाले चित्रकारों के लिए, कैडमियम अधिक उचित और टिकाऊ पीला, नारंगी और लाल रंग प्रदान करता है - इतना अधिक कि उत्पादन के समय, इन रंगों को तेल और बाइंडरों के साथ भूमि पर रखने या जल के रंग, गौचे एक्रिलिक पेंट, और अन्य पेंट और रंगद्रव्य सूत्रीकरण में मिश्रित करने से पहले अधिक कम कर दिया जाता है। चूंकि ये रंगद्रव्य संभावित रूप से विषाक्त होते हैं, इसलिए उपयोगकर्ताओं को त्वचा के माध्यम से अवशोषण को रोकने के लिए हाथों पर बाधा क्रीम का उपयोग करना चाहिए। तथापि त्वचा के माध्यम से शरीर में अवशोषित कैडमियम की मात्रा 1% से कम बताई गई है।

पोलीविनाइल क्लोराइड में, कैडमियम का उपयोग ताप, प्रकाश और अपक्षय स्टेबलाइजर्स के रूप में किया जाता था। वर्तमान में, कैडमियम स्टेबलाइजर्स को पूरी तरह से बेरियम-जिंक, कैल्शियम-जिंक और ऑर्गेनो-टिन स्टेबलाइजर्स से परिवर्तित दिया गया है। कैडमियम का उपयोग अनेक प्रकार के मिलाप और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है, क्योंकि इसमें घर्षण और थकान प्रतिरोध का गुणांक कम होता है। यह कुछ अधिक कम पिघलने वाली मिश्र धातुओं, जैसे कि लकड़ी की धातु में भी पाया जाता है।

अर्धचालक
कैडमियम कुछ अर्धचालक सामग्रियों में एक तत्व है। कुछ फोटो डिटेक्टर और सौर कोशिकाओं में कैडमियम सल्फाइड, कैडमियम सेलेनाइड और कैडमियम टेलुराइड का उपयोग किया जाता है। HgCdTe डिटेक्टर मध्य- अवरक्त प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं और कुछ मोशन सूचकों में उपयोग किया जाता है।

प्रयोगशाला उपयोग
हीलियम-कैडमियम लेजर नीले या पराबैंगनी लेजर प्रकाश का सामान्य स्रोत है। 325, 354 और 442 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर लेजर इस लाभ माध्यम का उपयोग करके बनाए जाते हैं; कुछ मॉडल इन तरंग दैर्ध्य के मध्य स्विच कर सकते हैं। वे विशेष रूप से प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी के साथ-साथ इन तरंग दैर्ध्य पर लेजर प्रकाश की आवश्यकता वाले विभिन्न प्रयोगशाला उपयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

कैडमियम सेलेनाइड क्वांटम डॉट्स यूवी उत्तेजना (उदाहरण के लिए He-Cd लेजर) के अधीन उज्ज्वल ल्यूमिनेसिसेंस का उत्सर्जन करते हैं। जिससे कण आकार के आधार पर इस प्रकाश का रंग हरा, पीला या लाल हो सकता है। उन कणों के कोलाइडल समाधान का उपयोग जैविक ऊतकों की इमेजिंग और प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी के साथ समाधानों के लिए किया जाता है।

आणविक जीव विज्ञान में, कैडमियम का उपयोग कैल्शियम आयनों के प्रवाह से वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनल को अवरुद्ध करने के लिए किया जाता है, इसी के साथ ही हाइपोक्सिया (चिकित्सा) अनुसंधान में Hif-1α हाइपोक्सिया-इंड्यूसबल कारकों के प्रोटीसम-निर्भर गिरावट को प्रोत्साहित करने के लिए किया जाता है।।

फ्लोरोफोरे बॉडीपीआई पर आधारित कैडमियम-चयनात्मक सेंसर कोशिकाओं में कैडमियम की इमेजिंग और सेंसिंग के लिए विकसित किए गए हैं। तथा जलीय वातावरण में कैडमियम की देखरेख के लिए शक्तिशाली विधि में विद्युत रसायन सम्मिलित है। स्व-संयोजन मोनोलेयर को नियोजित करके कोई पीपीटी-स्तरीय संवेदनशीलता के साथ कैडमियम चयनात्मक इलेक्ट्रोड प्राप्त कर सकता है।।

जैविक भूमिका और अनुसंधान
उच्च जीवों में कैडमियम का कोई ज्ञात कार्य नहीं है और इसे विषाक्त माना जाता है। कैडमियम को पर्यावरण प्रदूषक माना जाता है जो जीवों के स्वास्थ्य के लिए संकट उत्पन्न करता है। कोशिकाओं को कैडमियम का प्रशासन ऑक्सीडेटिव तनाव का कारण बनता है और मैक्रो आणविक क्षति से बचाने के लिए कोशिकाओं द्वारा उत्पादित एंटीऑक्सिडेंट के स्तर को बढ़ाता है।

चूंकि कुछ समुद्री डायटम में कैडमियम पर निर्भर कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ पाया गया है। और डायटम अधिक कम जिंक सांद्रता वाले वातावरण में रहते हैं और कैडमियम अन्य एनहाइड्रेज़ में जिंक द्वारा सामान्य रूप से किए गए कार्य को करता है। यह एक्स-रे अवशोषण नियर एज स्ट्रक्चर (एक्सएएनईएस) स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ खोजा गया था।

कैडमियम अधिमानतः मनुष्यों के फेफड़े में अवशोषित होता है। और लगभग 30 मिलीग्राम कैडमियम सामान्यतः पूरे मानव बचपन और किशोरावस्था में श्वास में लिया जाता है। कैडमियम मनुष्यों में इसकी विषाक्तता, संभावित रूप से कैंसर, हृदय रोग और ऑस्टियोपोरोसिस के संकट को बढ़ाने के संबंध में अनुसंधान के अधीन है।

पर्यावरण
इस प्रकार से कैडमियम की जैव-भू-रसायन और पर्यावरण के लिए इसकी रिहाई समीक्षा का विषय रही है, जैसा कि पर्यावरण में कैडमियम की विशिष्टता है।

सुरक्षा
इस प्रकार से व्यक्ति और संगठन इसकी विषाक्तता के लिए कैडमियम के जैव अकार्बनिक पहलुओं की समीक्षा कर रहे हैं। जिससे कैडमियम के व्यावसायिक संकट का सबसे संकटजनक रूप महीन धूल और धुएं का श्वास लेना या अत्यधिक घुलनशील कैडमियम यौगिकों का अंतर्ग्रहण है। कैडमियम के धुएं के श्वास लेने से प्रारंभ में धातु का धूआं बुखार हो सकता है, किन्तु यह रासायनिक निमोनिया, फुफ्फुसीय एडिमा और मृत्यु में प्रगति कर सकता है।

किन्तु कैडमियम भी पर्यावरणीय संकट है। मानव संकट मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन के दहन, फॉस्फेट उर्वरकों, प्राकृतिक स्रोतों, लौह और इस्पात उत्पादन, सीमेंट उत्पादन और संबंधित गतिविधियों, अलौह धातुओं के उत्पादन और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट भस्मीकरण से है। कैडमियम के अन्य स्रोतों में रोटी, जड़ वाली फसलें और सब्जियां सम्मिलित हैं।

इस प्रकार से दूषित भोजन और जल में कैडमियम के लंबे समय तक संपर्क के परिणामस्वरूप सामान्य जनसंख्या विषाक्तता के कुछ उदाहरण हैं। एस्ट्रोजन मिमिक्री में अनुसंधान जो स्तन कैंसर को प्रेरित कर सकता है, जारी है। द्वितीय विश्व युद्ध तक के दशकों में, खनन कार्यों ने जापान में जिंज़ो नदी को कैडमियम और अन्य विषाक्त धातुओं के निशान से दूषित कर दिया था। परिणामस्वरूप, खानों के नीचे नदी के किनारे चावल की फसलों में कैडमियम एकत्रित हो गया। और स्थानीय कृषि समुदायों के कुछ सदस्यों ने दूषित चावल का सेवन किया उनमें इटाई-इटाई रोग और प्रोटीनमेह और ग्लूकोसुरिया सहित फेफड़े की असामान्यताएं विकसित हो गईं। इस विषाक्तता के शिकार लगभग विशेष रूप से रजोनिवृत्ति के बाद की महिलाएं थीं जिनके पास कम आयरन और अन्य खनिजों के कम शरीर के संचय थे। संसार के अन्य भागो में समान सामान्य जनसंख्या कैडमियम एक्सपोजर के परिणामस्वरूप समान स्वास्थ्य समस्याएं नहीं हुई हैं क्योंकि जनसंख्या ने पर्याप्त लौह और अन्य खनिज स्तर बनाए रखा है। इस प्रकार, चूंकि कैडमियम जापान में इटाई-इटाई रोग का प्रमुख कारक है, अधिकांश शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि यह अनेक कारकों में से था।

कैडमियम यूरोपीय संघ के संकटजनक पदार्थों के प्रतिबंध (आरओएचएस) निर्देश द्वारा प्रतिबंधित छह पदार्थों में से है, जो की विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में संकटजनक पदार्थों को नियंत्रित करता है, किन्तु नियम के सीमा से कुछ छूट और बहिष्करण की अनुमति देता है।

इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर ने कैडमियम और कैडमियम यौगिकों को मनुष्यों के लिए कार्सिनोजेनिक के रूप में वर्गीकृत किया है। चूंकि कैडमियम का व्यावसायिक संकट फेफड़े और प्रोस्टेट कैंसर से जुड़ा हुआ है, फिर भी कम पर्यावरणीय संकट में कैडमियम की कैंसरजन्यता के बारे में अभी भी अनिश्चितता है। किन्तु महामारी विज्ञान के अध्ययनों के वर्तमान आंकड़ों से पता चलता है कि आहार के माध्यम से कैडमियम का सेवन एंडोमेट्रियल, स्तन और प्रोस्टेट कैंसर के साथ-साथ मनुष्यों में ऑस्टियोपोरोसिस के उच्च संकट से जुड़ा है।   वर्तमान के अध्ययन से पता चला है कि एंडोमेट्रियल ऊतक वर्तमान और पूर्व धूम्रपान करने वाली महिलाओं में कैडमियम के उच्च स्तर की विशेषता है।

कैडमियम एक्सपोजर फेफड़े की बीमारी सहित प्रारंभिक एथेरोस्क्लेरोसिस, उच्च रक्तचाप और हृदय रोग उच्च संख्या में बीमारियों से जुड़ा हुआ है। चूंकि अध्ययन मानव जनसंख्या में कैडमियम संकट और बीमारी की घटना के मध्य महत्वपूर्ण संबंध दिखाते हैं, आणविक तंत्र की अभी तक पहचान नहीं की गई है। परिकल्पना यह मानती है कि कैडमियम अंतःस्रावी व्यवधान है और कुछ प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि यह विभिन्न हार्मोन सिग्नलिंग मार्गों के साथ वार्तालाप कर सकता है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, कैडमियम एस्ट्रोजन रिसेप्टर अल्फा से बंध सकता है, और कम आहार पर एस्ट्रोजन और एमएपीके सिग्नलिंग मार्ग के साथ सिग्नल ट्रांसडक्शन को प्रभावित करते हैं।    तंबाकू का पौधा चारो-ओर की मिट्टी से भारी धातुओं जैसे कैडमियम को अपनी पत्तियों में अवशोषित और एकत्रित करता है। और तंबाकू के धुएं के श्वास लेने के बाद, ये सरलता से उपयोगकर्ताओं के शरीर में अवशोषित हो जाते हैं। तंबाकू धूम्रपान सामान्य जनसंख्या में कैडमियम संकट का सबसे महत्वपूर्ण एकल स्रोत है। सिगरेट की कैडमियम सामग्री का अनुमानित 10% धूम्रपान के माध्यम से श्वास लेता है। फेफड़ों के माध्यम से कैडमियम का अवशोषण आंत की तुलना में अधिक प्रभावी होता है। सिगरेट के धुएं में श्वास लेने वाले कैडमियम का 50% तक अवशोषित किया जा सकता है।

धूम्रपान करने वालों के रक्त में औसतन कैडमियम की मात्रा धूम्रपान न करने वालों की तुलना में 4 से 5 गुना अधिक होती है और फेफड़े में धूम्रपान न करने वालों की तुलना में 2-3 गुना अधिक होती है। सिगरेट के धुएं में कैडमियम की मात्रा अधिक होने के अतिरिक्त, निष्क्रिय धूम्रपान से कैडमियम का अधिक कम संकट होता है।

धूम्रपान न करने वाली जनसंख्या में, भोजन संकट का अधिक उच्च स्रोत है। क्रसटेशियन, मोलस्का, ऑफल, मेंढक पैर, कोको ठोस, कसैला और अर्ध-कसैला चॉकलेट, समुद्री शैवाल, कवक और शैवाल उत्पादों में उच्च मात्रा में कैडमियम पाया जा सकता है। चूंकि, यू.एस. में अनाज, सब्जियां, और स्टार्चयुक्त जड़ों और कंदों का अधिक मात्रा में सेवन किया जाता है, और वहां अधिक उच्च आहार संकट का स्रोत हैं। अधिकांश पौधे कैडमियम जैसे धातु के विषाक्त पदार्थों को जैव-संचित करते हैं और जब जैविक उर्वरक बनाने के लिए खाद बनाई जाती है, तो ऐसा उत्पाद प्राप्त होता है जिसमें प्रायः प्रत्येक किलोग्राम उर्वरक के लिए उच्च मात्रा (जैसे, 0.5 मिलीग्राम से अधिक) धातु के विषाक्त पदार्थ हो सकते हैं। जानवरों के गोबर (जैसे, गाय के गोबर) या शहरी कचरे से बने उर्वरकों में समान मात्रा में कैडमियम हो सकता है। उर्वरकों (रॉक फॉस्फेट या जैविक उर्वरक) से मिट्टी में जोड़ा गया कैडमियम जैव-उपलब्ध और विषाक्त हो जाता है, जब मिट्टी का pH कम होता है (अर्थात, अम्लीय मिट्टी)।

इस प्रकार से जिंक, तांबा, कैल्शियम, और लौह आयन, और विटामिन सी के साथ सेलेनियम का उपयोग कैडमियम नशा के उपचार के लिए किया जाता है, चूंकि यह सरलता से विपरीत नहीं होता है।

विनियम
इस प्रकार से पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर कैडमियम के प्रतिकूल प्रभावों के कारण, यूरोप में रीच विनियमन के अधीन कैडमियम की आपूर्ति और उपयोग प्रतिबंधित है।

खाद्य श्रृंखला में दूषित पदार्थों पर ईएफएसए पैनल निर्दिष्ट करता है कि 2.5 μg/kg शरीर का भार मनुष्यों के लिए सहनीय साप्ताहिक सेवन है। खाद्य योजकों पर संयुक्त एफएओ/डब्ल्यूएचओ विशेषज्ञ समिति ने 7 μg/kg शरीर के भार को अनंतिम सहनीय साप्ताहिक सेवन स्तर घोषित किया है। कैलिफोर्निया अवस्था को कोको पाउडर जैसे उत्पादों पर कैडमियम के संभावित संकट के बारे में चेतावनी देने के लिए खाद्य लेबल की आवश्यकता होती है।

इस प्रकार से अमेरिकी व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन (ओएसएचए) ने 0.005 पीपीएम के समय-भारित औसत (टीडब्ल्यूए) पर कैडमियम के लिए अनुमेय संकट सीमा (पीईएल) निर्धारित की है। राष्ट्रीय व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य संस्थान (एनआईओएसएच) ने अनुशंसित संकट सीमा (आरईएल) निर्धारित नहीं की है और कैडमियम को ज्ञात मानव कार्सिनोजेन के रूप में नामित किया है। कैडमियम के लिए आईडीएलएच (जीवन और स्वास्थ्य के लिए तत्काल संकटजनक) स्तर 9 mg/m3 है। पारा के अतिरिक्त, कुछ निकेल-कैडमियम बैटरियों में कैडमियम की उपस्थिति या पर्यावरणीय प्रभाव ने बैटरी के उचित निपटान (या पुनर्चक्रण) की आवश्यकता हो गई है।

उत्पाद याद
मई 2006 में, इंग्लैंड के लंदन में आर्सेनल एफसी के पुराने स्टेडियम, शस्त्रागार स्टेडियम से सीटों की बिक्री समाप्त कर दी गई थी, जब सीटों में कैडमियम की मात्रा का पता चला था। 2010 में बच्चों के गहनों में कैडमियम के उच्च स्तर के उपयोग की रिपोर्ट के कारण अमेरिकी उपभोक्ता उत्पाद सुरक्षा आयोग को जांच करनी पड़ी। यू.एस. सीपीएससी ने क्लेयर और वॉल-मार्ट स्टोर्स द्वारा बेचे गए गहनों में कैडमियम सामग्री के लिए विशिष्ट रिकॉल नोटिस जारी किए।

इस प्रकार से जून 2010 में, ग्लासवेयर पर पेंट पिगमेंट में कैडमियम के स्तर के कारण मैकडॉनल्ड्स ने स्वेच्छा से 12 मिलियन से अधिक प्रमोशनल श्रेक फॉरएवर आफ्टर 3D कलेक्टिव ड्रिंकिंग ग्लास को वापस ले लिया। चश्मे का निर्माण मिलविले, न्यू जर्सी, संयुक्त अवस्था अमेरिका के आर्क इंटरनेशनल टेबलवेयर) द्वारा किया गया था।

यह भी देखें

 * रेड सूची निर्माण सामग्री
 * विषाक्त भारी धातु

बाहरी संबंध

 * Cadmium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
 * ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Cadmium Toxicity U.S. Department of Health and Human Services


 * National Institute for Occupational Safety and Health – Cadmium Page
 * NLM Hazardous Substances Databank – Cadmium, Elemental