分支機(jī)構(gòu)信息
鎘（gé），英文cadmium，源自kadmia，“泥土”的意思，1817年發(fā)現(xiàn)。和鋅一同存在于自然界中。它是一種吸收中子的優(yōu)良金屬，制成棒條可在原子反應(yīng)爐內(nèi)減緩核子連鎖反應(yīng)速率，而且在鋅-鎘電池中頗為有用。它的硫化物顏色鮮明，用來(lái)制成鎘黃顏料。
元素信息
英文別名
C.I. 77180; Cadmium; cadmium coating quality balzers; CadmiumfoilNmmthickxmmwide; Cadmium pwoder; Cadmiumsti
cks; Cadmiumwiremm; CadmiumpowderNmesh; Cadmiumrodmmdiameterxmm; CadmiumpiecesN; CadmiumshotNteardrop; Cadmiumstickcmdiameterxcm; Cadmiummossy; Cadmium rod; CadmiumgranulesNmm; Cadmium powder; Cadmium wire; Cadmium pieces; Cadmium foil; Cadmium shot; Cadmium metal; Cadmium solution 1000 ppm; Cadmium solution 10 000 ppm[1]
元素類型：金屬元素
原子序數(shù)：48
質(zhì)子數(shù)：48
中子數(shù)：64
元素在太陽(yáng)中的含量：0.006(ppm)
元素在海水中的含量：太平洋表面 0.0000011(ppm)
地殼中含量：0.11（ppm）
摩爾質(zhì)量：112g/mol
氧化態(tài)：Main Cd+2 ，Other Cd+1
元素周期表位置：第五周期IIB族
電子層排布： 2-8-18-18-2
晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。
晶胞參數(shù)：
a = 297.94 pm
b = 297.94 pm
c = 297.94 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度：2
聲音在其中的傳播速率：2310（m/S）
電離能(kJ /mol)：
M - M+ 867.6
M+ - M2+ 1631
M2+ - M3+ 3616
M3+ - M4+ 5300
M4+ - M5+ 7000
M5+ - M6+ 9100
M6+ - M7+ 11100
M7+ - M8+ 14100
M8+ - M9+ 16400
M9+ - M10+ 18800
物理性質(zhì)
鎘是銀白色有光澤的金屬，熔點(diǎn)320.9℃，沸點(diǎn)765℃，密度8650 kg/m3;。有韌性和延展性。鎘在潮濕空氣中緩慢氧化并失去金屬光澤，加熱時(shí)表面形成棕色的氧化物層，若加熱至沸點(diǎn)以上，則會(huì)產(chǎn)生氧化鎘煙霧。高溫下鎘與鹵素反應(yīng)激烈，形成鹵化鎘。也可與硫直接化合，生成硫化鎘。鎘可溶于酸，但不溶于堿。鎘的氧化態(tài)為+1、+2。氧化鎘和氫氧化鎘的溶解度都很小，它們?nèi)苡谒?，但不溶于堿。鎘可形成多種配離子，如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。
鎘的毒性較大，被鎘污染的空氣和食物對(duì)人體危害嚴(yán)重，且在人體內(nèi)代謝較慢，日本因鎘中毒曾出現(xiàn)“痛痛病”。
可用多種方法從含鎘的煙塵或鎘渣（如煤或炭還原或硫酸浸出法和鋅粉置換）中獲得金屬鎘。進(jìn)一步提純可用電解精煉和真空蒸餾。鎘主要用于鋼、鐵、銅、黃銅和其他金屬的電鍍，對(duì)堿性物質(zhì)的防腐蝕能力強(qiáng)。鎘可用于制造體積小和電容量大的電池。鎘的化合物還大量用于生產(chǎn)顏料和熒光粉。硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘用于制造光電池。
化學(xué)性質(zhì)
燃燒加熱
2Cd+O2==2CdO Cd+S==CdS
加熱
Cd+X2==CdX2 (X=F、Cl、Br、I)
加熱 加熱
3Cd+2P==Cd3P2 Cd+Se==CdSe
Cd+2HCl==CdCl2+H2↑
加熱
2Cd+2SO2==CdSO4+CdS
加熱 加熱
2Cd+Na==NaCd2 6Cd+Na==NaCd6
2．氫氧化鎘和氧化鎘
Cd2++2NaOH=Cd(OH)2+2Na+ Cd(OH)2+H+=Cd2++2H2O
加熱
Cd(OH)2==CdO+H2O
加熱
[Cd(NH3)4]2+ +2OH-==Cd(OH)2+4NH3
2Cd2++3CO3 2- +2H2O=Cd2(OH)2CO3+2HCO3-
3．硫化鎘和鎘的配合物
(1)硫化鎘
Cd 2+ +H2S=CdS+2H+
3CdS+8HNO3==3Cd(NO3)2+2NO+3S+4H2O
(2)鎘的配合物
[Cd(NH3)6]2+
[Cd(CN)4]2-
4．含鎘廢水的處理
(1)中和沉淀法
Cd 2+ +2OHˉ=Cd(OH)2
(2)離子交換法
(3)其它：氣浮法、堿性氯化法[2]
發(fā)現(xiàn)由來(lái)
1817年，德國(guó)的斯特羅邁爾，從不純的氧化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制得鎘。
首先發(fā)現(xiàn)鎘的是德國(guó)哥廷根大學(xué)化學(xué)和醫(yī)藥學(xué)教授斯特羅邁爾。他兼任政府委托的藥商視察專員。正是他在視察藥商的過(guò)程中，觀察到含鋅藥物中出現(xiàn)的問(wèn)題，促使他在1817年發(fā)現(xiàn)了鎘。由于發(fā)現(xiàn)的新金屬存在于鋅中，就以含鋅的礦石菱鋅礦的名稱Calamine命名它為Cadmium，元素符號(hào)定為Cd。
鎘與它的同族元素汞和鋅相比，被發(fā)現(xiàn)得晚的多。它在地殼中含量比汞還多一些，但是汞一經(jīng)出現(xiàn)就以強(qiáng)烈的金屬光澤、較大的比重、特殊的流動(dòng)性和能夠溶解多種金屬的姿態(tài)吸引了人們的注意。鎘在地殼中的含量比鋅少得多，常常以少量包含于鋅礦中，很少單獨(dú)成礦。金屬鎘比鋅更易揮發(fā)，因此在用高溫?zé)掍\時(shí)，它比鋅更早逸出，逃避了人們的覺(jué)察。這就注定了鎘不可能先于鋅而被人們發(fā)現(xiàn)。
測(cè)定方法
環(huán)境工程領(lǐng)域中的鎘絕大多數(shù)淡水的含鎘量低于1微克/升，海水中鎘的平均溶度為0.15微克/升。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水。
環(huán)境監(jiān)測(cè)中測(cè)定鎘的方法有：原子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、雙硫腙分光光度法、陽(yáng)極溶出伏安法和示波極譜法等。[2]
儲(chǔ)量分布
在自然界中主要成硫鎘礦而存在；也有小量存在于鋅礦中，所以也是鋅礦冶煉時(shí)的副產(chǎn)品。鎘的主要礦物有硫鎘礦(CdS)，貯存于鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦石中。鎘的世界儲(chǔ)量估計(jì)為 900萬(wàn)噸。
亞洲是全球最大的初級(jí)鎘金屬產(chǎn)區(qū)，以中國(guó)、韓國(guó)、日本為主。
2011年受日本東北部地震的影響，日本境內(nèi)幾個(gè)主要的鎘生產(chǎn)基地暫時(shí)關(guān)閉，2012年日本相關(guān)企業(yè)的逐步復(fù)工促進(jìn)了全球鎘產(chǎn)量的增長(zhǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2012年全球鎘產(chǎn)量為2.3萬(wàn)噸。
根據(jù)美國(guó)國(guó)家地質(zhì)局2013年1月發(fā)布的全球礦產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2012年中國(guó)鎘產(chǎn)量為7000噸，占全球總產(chǎn)量的30.43%；2012年朝鮮鎘產(chǎn)量為4100噸，占全球總產(chǎn)量的17.83%。
用途特點(diǎn)
1.用于制造合金：鎘作為合金組土元能配成很多合金，如含鎘0.5%～1.0%的硬銅合金，有較高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性。鎘（98.65%）鎳（1.35%）合金是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承材料。很多低熔點(diǎn)合金中含有鎘，著名的伍德易熔合金中含有鎘達(dá)12.5%。
2.鎘具有較大的熱中子俘獲截面因此含銀（80%）銦（15%）鎘（5%）的合金可作原子反應(yīng)堆的(中子吸收)控制棒。
3.鎘的化合物曾廣泛用于制造(黃色)顏料、塑料穩(wěn)定劑、(電視映像管)熒光粉、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、油漆等。
4.用于電鍍等。鎘氧化電位高，故可用作鐵、鋼、銅之保護(hù)膜，廣用于電鍍防腐上，但因其毒性大，這項(xiàng)用途有減縮趨勢(shì)。
5.用于充電電池：鎳—鎘和銀—鎘、鋰-鎘電池具有體積小、容量大等優(yōu)點(diǎn)
6.鎘還用于制造電工合金，如電器開(kāi)關(guān)中的電觸頭大多采用銀氧化鎘材料，具有導(dǎo)電性能好，燃弧小，抗熔焊性能好等優(yōu)點(diǎn)[3] ，廣泛的用于家用電器開(kāi)關(guān)，汽車?yán)^電器等[4] ，但是由于鎘有毒并且受歐盟《報(bào)廢電子電器設(shè)備指令》（WEEE）和《關(guān)于在電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》（RoHS）兩項(xiàng)指令的影響[5] ，電器開(kāi)關(guān)中的銀氧化鎘材料逐漸被環(huán)保材料如銀氧化錫，銀鎳材料所取代。
生物毒性
鎘會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激，長(zhǎng)期暴露會(huì)造成嗅覺(jué)喪失癥、牙齦黃斑或漸成黃圈，鎘化合物不易被腸道吸收，但可經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收，積存于肝或腎臟造成危害，尤以對(duì)腎臟損害最為明顯。還可導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和軟化。
危害
有急性、慢性中毒之分。吸入含鎘氣體可致呼吸道癥狀，經(jīng)口攝入鎘可致肝、腎癥狀。
鎘不是人體的必需元素。人體內(nèi)的鎘是出生后從外界環(huán)境中吸取的，主要通過(guò)食物、水和空氣而進(jìn)入體內(nèi)蓄積下來(lái)。
鎘的吸收和代謝鎘的煙霧和灰塵可經(jīng)呼吸道吸入。肺內(nèi)鎘的吸收量約占總進(jìn)入量的25～40%。每日吸20支香煙，可吸入鎘2～4ug。鎘經(jīng)消化道的吸收率，與鎘化合物的種類，攝入量及是否共同攝入其它金屬有關(guān)。例如鈣、鐵攝入量低時(shí)，鎘吸收可明顯增加，而攝入鋅時(shí)，鎘的吸收可被抑制。吸收入血液的鎘，主要與紅細(xì)胞結(jié)合。
肝臟和腎臟是體內(nèi)貯存鎘的兩大器官，兩者所含的鎘約占體內(nèi)鎘總量的60%。據(jù)估計(jì)，40～60歲的正常人，體內(nèi)含鎘總量約30mg，其中10mg存于腎，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲狀腺、睪丸、毛發(fā)等處。器官組織中鎘的含量，可因地區(qū)、環(huán)境污染情況的不同而有很大差異，并隨年齡的增加而增加。
進(jìn)入體內(nèi)的鎘主要通過(guò)腎臟經(jīng)尿排出，但也有相當(dāng)數(shù)量由肝臟經(jīng)膽汁隨糞便排出。鎘的排出速度很慢，人腎皮質(zhì)鎘的生物學(xué)半衰期是10～30年。
臨床表現(xiàn)
鎘及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化鎘的煙霧可產(chǎn)生急性中毒。中毒早期表現(xiàn)咽痛、咳嗽、胸悶、氣短、頭暈、惡心、全身酸痛、無(wú)力、發(fā)熱等癥狀，嚴(yán)重者可出現(xiàn)中毒性肺水腫或化學(xué)性肺炎，有明顯的呼吸困難、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用鍍鎘的器皿調(diào)
制或存放酸性食物或飲料，飲食中可能含鎘，誤食后也可引起急性鎘中毒。潛伏期短，通常經(jīng)10～20分鐘后，即可發(fā)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀。嚴(yán)重者伴有眩暈、大汗、虛脫、上肢感覺(jué)遲鈍、甚至出現(xiàn)抽搐、休克。一般需經(jīng)3～5天才可恢復(fù)。
長(zhǎng)期吸入鎘可產(chǎn)生慢性中毒，引起腎臟損害，主要表現(xiàn)為尿中含大量低分子量蛋白質(zhì)，腎小球的濾過(guò)功能雖多屬正常，但腎小管的回收功能卻減退，并且尿鎘的排出增加。
鎘作業(yè)工人的肺氣腫、貧血及骨骼改變也有報(bào)道，但這些改變與鎘接觸的確切關(guān)系尚不能肯定。國(guó)外也有報(bào)道接觸氧化鎘的工人前列腺癌發(fā)病率較高。
急性
急性鎘中毒，根據(jù)接觸史和呼吸道癥狀，診斷不難。慢性鎘中毒除職業(yè)史和臨床癥狀外，結(jié)合胸片、肺功能、腎小管功能和尿鎘等作出診斷。
急性鎘中毒系吸入所致，先有上呼吸道粘膜刺激癥狀，脫離接觸后上述癥狀減輕。經(jīng)4～10小時(shí)的潛伏期，出現(xiàn)咳嗽、胸悶、呼吸困難，伴寒戰(zhàn)、背部和四肢肌肉和關(guān)節(jié)酸痛，胸部X線檢查有片狀陰影和肺紋理增粗。嚴(yán)重患者出現(xiàn)肺水腫和心力衰竭。口服鎘化合物引起中毒的臨床表現(xiàn)酷似急性胃腸炎，有惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、全身無(wú)力、肌肉酸痛，重者有虛脫。[6]
慢性
慢性鎘中毒的早期腎臟損害表現(xiàn)為尿中出現(xiàn)低分子蛋白（β2微球蛋白、維生素A結(jié)合蛋白、溶菌酶和核糖核酸酶等），還可出現(xiàn)葡萄糖尿、高氨基酸尿和高磷酸尿。晚期患者出現(xiàn)慢性腎功能衰竭。肺部表現(xiàn)為慢性進(jìn)行性阻塞性肺氣腫，最終導(dǎo)致肺功能減退。慢性中毒患者常伴有牙齒頸部黃斑、嗅覺(jué)減退或喪失、鼻粘膜潰瘍和萎縮，其他尚有食欲減退、惡心、體重減輕和高血壓。長(zhǎng)期接觸鎘者見(jiàn)有肺癌發(fā)病率增高。
日本報(bào)告因攝食被鎘污染的水源引起的一種慢性鎘中毒稱"痛痛病"。臨床表現(xiàn)為背和腿疼痛、腹脹和消化不良，嚴(yán)重患者發(fā)生多發(fā)性病理性骨折。實(shí)驗(yàn)室檢查有腎小管再吸收功能障礙，尿鈣和尿磷酸鹽排泄增加，血鈣降低等。痛痛病經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查認(rèn)為與鎘有關(guān)。痛痛病以育齡婦女多見(jiàn)，故考慮除鎘外，尚有營(yíng)養(yǎng)缺乏、鈣丟失和內(nèi)分泌等因素。
防治
吸入大量氧化鎘煙霧所致的急性中毒，其治療與一般刺激性氣體中毒的處理相同。關(guān)鍵在于防止肺水腫。
應(yīng)及早撤離出事現(xiàn)場(chǎng)、保持安靜，臥床休息，吸入氧氣，保持呼吸道暢通，可用10%硅酮霧化吸入，以消除泡沫，腎上腺皮質(zhì)激素能降低毛細(xì)血管通透性，宜早期定量使用。限制液體入量，給予抗生素防止繼發(fā)感染，急性食入性鎘中毒時(shí)主要采用對(duì)癥治療，給予大量補(bǔ)液、注射阿托品用來(lái)止吐和消除腹痛。
慢性鎘中毒引起腎臟損害者，膳食中應(yīng)增加鈣和磷酸鹽的攝入，供給充足的鋅和蛋白質(zhì)，金屬絡(luò)合劑依地酸二鈉鈣(caNa2EDTA)可增加鎘的排出，但可加重腎臟的損害。在急、慢性中毒時(shí)均不主張使用。有報(bào)道口服氮川三乙酸(NTA)能促使鎘排出(主要經(jīng)由糞便)，從而降低在體內(nèi)的蓄積，而不損害腎臟功能。
為了預(yù)防鎘中毒，熔煉、使用鎘及其化合物的場(chǎng)所，應(yīng)具有良好的通風(fēng)和密閉裝置。焊接和電鍍工藝除應(yīng)有必要的排風(fēng)設(shè)備外，操作時(shí)應(yīng)戴個(gè)人防毒面具。不應(yīng)在生產(chǎn)場(chǎng)所進(jìn)食和吸煙。中國(guó)規(guī)定的生產(chǎn)場(chǎng)所氧化鎘最高容許濃度為0.1mg/m3。
鎘污染土壤，可造成公害病痛痛病。鎘對(duì)土壤的污染，主要通過(guò)兩種形式，一是工業(yè)廢氣中的鎘隨風(fēng)向四周擴(kuò)散，經(jīng)自然沉降，蓄積于工廠周圍土壤中，另一種方式是含鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田，使土壤受到鎘的污染。因此為了防止鎘對(duì)環(huán)境的污染，必須做好環(huán)境保護(hù)工作，嚴(yán)格執(zhí)行鎘的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
安全標(biāo)準(zhǔn)
歐盟
歐盟將鎘列為高危害有毒物質(zhì)和可致癌物質(zhì)并予以規(guī)管。
美國(guó)
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署限制排入湖、河、棄置場(chǎng)和農(nóng)田的鎘量并禁止殺蟲(chóng)劑中含有鎘。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署允許飲用水含有10ppb的鎘，并打算把限制減到5ppb。美國(guó)食品和藥物管理局規(guī)定食用色素的含鎘量為不得多于15ppm。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署規(guī)定工作環(huán)境空氣中鎘含量在煙霧為100微克/立方米，在鎘塵為200微克/ 立方米。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署計(jì)劃將空氣中所有鎘化合物含量限制在1到5微克/ 立方米美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和衛(wèi)生研究所希望讓工人盡量少呼吸到鎘以防止肺癌。
污染事件
1930-1960件代，日本富山縣神通川流域部分鎘污染。事源煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源。
2004年5月，廣東惠州兩家電池廠員工被檢測(cè)出血鎘、尿鎘增高，截至當(dāng)年8月3日，共檢測(cè)了兩家企業(yè)1021名職工，其中177人鎘超標(biāo)，另有2人鎘中毒。
2009年8月，湖南瀏陽(yáng)市鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)鎘污染，事源長(zhǎng)沙湘和化工廠生產(chǎn)次氧化鋅和硫酸鋅但沒(méi)有完善的排污設(shè)施。截止09年8月2日，該工廠被永久關(guān)閉。
2012年1月，廣西龍江河遭受鎘污染。2012年1月31日，廣西龍江河突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急指揮部參與事故處置的專家估算，此次鎘污染事件鎘泄漏量約20噸。專家稱，此次鎘泄漏量，在國(guó)內(nèi)歷次重金屬環(huán)境污染事件中罕見(jiàn)，此次污染事件波及河段將達(dá)到約300公里。
2012年2月，加拿大環(huán)保組織一份關(guān)于“潛藏在化妝品中重金屬的危害”的報(bào)告，測(cè)試了49個(gè)知名品牌的化妝品，包括倩碧的粉底液和歐萊雅睫毛膏。研究人員主要測(cè)試了這些化妝品中是否含有砷、鎘、鉛、汞、鈹、鎳、硒和鉈8種有毒物質(zhì)，其中，后4種化學(xué)物質(zhì)在加拿大是被禁止的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除了汞以外，每個(gè)測(cè)試的化妝品幾乎都含有其余的7種有毒物質(zhì)。其中，倩碧（Clin-ique）的幻真控油粉底液含有砷、鈹、鎘、鎳、鉛和鉈6種有毒物質(zhì)，另一知名化妝品牌歐萊雅的睫毛膏“Bare Naturale”，也被檢測(cè)出含有和倩碧一樣的6種有毒物質(zhì)。另外，“封面女郎”品牌（Cover Girl）的超完美眼線筆則含有鈹、鎘、鎳和鉛。
2012年6月17日，山東省日照市檢驗(yàn)檢疫局對(duì)一批來(lái)自日本的重金屬鎘含量超標(biāo)的24噸進(jìn)口秋刀魚(yú)，依法實(shí)施了退運(yùn)處理。據(jù)介紹，這批秋刀魚(yú)是5月報(bào)檢，共計(jì)2400箱、24000千克，貨值456萬(wàn)日元(約合31萬(wàn)元人民幣)。
2013年3月4日，日本著名化妝品品牌資生堂的一款明星產(chǎn)品“安熱沙防曬霜”被檢測(cè)出含有鎘，安熱沙系列在中國(guó)已暢銷多年并多次榮登商家銷量榜冠軍，產(chǎn)品包括金瓶防曬露、美白防曬乳
、瑩亮防曬露、溫和防曬精華乳等多種。
2013年5月廣州餐飲環(huán)節(jié)食品抽檢，四成五的湖南大米和米制品被檢出鎘超標(biāo)。問(wèn)題大米還在廣州流通。[7]
相關(guān)術(shù)語(yǔ)
安全術(shù)語(yǔ)
S60This material and its container must be disposed of as hazardous waste.
該物質(zhì)及其容器須作為危險(xiǎn)性廢料處置。[2]
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免釋放至環(huán)境中。參考特別說(shuō)明/安全數(shù)據(jù)說(shuō)明書(shū)。
風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語(yǔ)
R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮膚接觸及吞食有害。
R50/53Very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.
對(duì)水生生物有極高毒性，可能對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期不良影響。
元素信息
英文別名
C.I. 77180; Cadmium; cadmium coating quality balzers; CadmiumfoilNmmthickxmmwide; Cadmium pwoder; Cadmiumsti
cks; Cadmiumwiremm; CadmiumpowderNmesh; Cadmiumrodmmdiameterxmm; CadmiumpiecesN; CadmiumshotNteardrop; Cadmiumstickcmdiameterxcm; Cadmiummossy; Cadmium rod; CadmiumgranulesNmm; Cadmium powder; Cadmium wire; Cadmium pieces; Cadmium foil; Cadmium shot; Cadmium metal; Cadmium solution 1000 ppm; Cadmium solution 10 000 ppm[1]
元素類型：金屬元素
原子序數(shù)：48
質(zhì)子數(shù)：48
中子數(shù)：64
元素在太陽(yáng)中的含量：0.006(ppm)
元素在海水中的含量：太平洋表面 0.0000011(ppm)
地殼中含量：0.11（ppm）
摩爾質(zhì)量：112g/mol
氧化態(tài)：Main Cd+2 ，Other Cd+1
元素周期表位置：第五周期IIB族
電子層排布： 2-8-18-18-2
晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。
晶胞參數(shù)：
a = 297.94 pm
b = 297.94 pm
c = 297.94 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度：2
聲音在其中的傳播速率：2310（m/S）
電離能(kJ /mol)：
M - M+ 867.6
M+ - M2+ 1631
M2+ - M3+ 3616
M3+ - M4+ 5300
M4+ - M5+ 7000
M5+ - M6+ 9100
M6+ - M7+ 11100
M7+ - M8+ 14100
M8+ - M9+ 16400
M9+ - M10+ 18800
物理性質(zhì)
鎘是銀白色有光澤的金屬，熔點(diǎn)320.9℃，沸點(diǎn)765℃，密度8650 kg/m3;。有韌性和延展性。鎘在潮濕空氣中緩慢氧化并失去金屬光澤，加熱時(shí)表面形成棕色的氧化物層，若加熱至沸點(diǎn)以上，則會(huì)產(chǎn)生氧化鎘煙霧。高溫下鎘與鹵素反應(yīng)激烈，形成鹵化鎘。也可與硫直接化合，生成硫化鎘。鎘可溶于酸，但不溶于堿。鎘的氧化態(tài)為+1、+2。氧化鎘和氫氧化鎘的溶解度都很小，它們?nèi)苡谒?，但不溶于堿。鎘可形成多種配離子，如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。
鎘的毒性較大，被鎘污染的空氣和食物對(duì)人體危害嚴(yán)重，且在人體內(nèi)代謝較慢，日本因鎘中毒曾出現(xiàn)“痛痛病”。
可用多種方法從含鎘的煙塵或鎘渣（如煤或炭還原或硫酸浸出法和鋅粉置換）中獲得金屬鎘。進(jìn)一步提純可用電解精煉和真空蒸餾。鎘主要用于鋼、鐵、銅、黃銅和其他金屬的電鍍，對(duì)堿性物質(zhì)的防腐蝕能力強(qiáng)。鎘可用于制造體積小和電容量大的電池。鎘的化合物還大量用于生產(chǎn)顏料和熒光粉。硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘用于制造光電池。
化學(xué)性質(zhì)
燃燒加熱
2Cd+O2==2CdO Cd+S==CdS
加熱
Cd+X2==CdX2 (X=F、Cl、Br、I)
加熱 加熱
3Cd+2P==Cd3P2 Cd+Se==CdSe
Cd+2HCl==CdCl2+H2↑
加熱
2Cd+2SO2==CdSO4+CdS
加熱 加熱
2Cd+Na==NaCd2 6Cd+Na==NaCd6
2．氫氧化鎘和氧化鎘
Cd2++2NaOH=Cd(OH)2+2Na+ Cd(OH)2+H+=Cd2++2H2O
加熱
Cd(OH)2==CdO+H2O
加熱
[Cd(NH3)4]2+ +2OH-==Cd(OH)2+4NH3
2Cd2++3CO3 2- +2H2O=Cd2(OH)2CO3+2HCO3-
3．硫化鎘和鎘的配合物
(1)硫化鎘
Cd 2+ +H2S=CdS+2H+
3CdS+8HNO3==3Cd(NO3)2+2NO+3S+4H2O
(2)鎘的配合物
[Cd(NH3)6]2+
[Cd(CN)4]2-
4．含鎘廢水的處理
(1)中和沉淀法
Cd 2+ +2OHˉ=Cd(OH)2
(2)離子交換法
(3)其它：氣浮法、堿性氯化法[2]
發(fā)現(xiàn)由來(lái)
1817年，德國(guó)的斯特羅邁爾，從不純的氧化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制得鎘。
首先發(fā)現(xiàn)鎘的是德國(guó)哥廷根大學(xué)化學(xué)和醫(yī)藥學(xué)教授斯特羅邁爾。他兼任政府委托的藥商視察專員。正是他在視察藥商的過(guò)程中，觀察到含鋅藥物中出現(xiàn)的問(wèn)題，促使他在1817年發(fā)現(xiàn)了鎘。由于發(fā)現(xiàn)的新金屬存在于鋅中，就以含鋅的礦石菱鋅礦的名稱Calamine命名它為Cadmium，元素符號(hào)定為Cd。
鎘與它的同族元素汞和鋅相比，被發(fā)現(xiàn)得晚的多。它在地殼中含量比汞還多一些，但是汞一經(jīng)出現(xiàn)就以強(qiáng)烈的金屬光澤、較大的比重、特殊的流動(dòng)性和能夠溶解多種金屬的姿態(tài)吸引了人們的注意。鎘在地殼中的含量比鋅少得多，常常以少量包含于鋅礦中，很少單獨(dú)成礦。金屬鎘比鋅更易揮發(fā)，因此在用高溫?zé)掍\時(shí)，它比鋅更早逸出，逃避了人們的覺(jué)察。這就注定了鎘不可能先于鋅而被人們發(fā)現(xiàn)。
測(cè)定方法
環(huán)境工程領(lǐng)域中的鎘絕大多數(shù)淡水的含鎘量低于1微克/升，海水中鎘的平均溶度為0.15微克/升。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水。
環(huán)境監(jiān)測(cè)中測(cè)定鎘的方法有：原子熒光光譜法、原子吸收分光光度法、雙硫腙分光光度法、陽(yáng)極溶出伏安法和示波極譜法等。[2]
儲(chǔ)量分布
在自然界中主要成硫鎘礦而存在；也有小量存在于鋅礦中，所以也是鋅礦冶煉時(shí)的副產(chǎn)品。鎘的主要礦物有硫鎘礦(CdS)，貯存于鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦石中。鎘的世界儲(chǔ)量估計(jì)為 900萬(wàn)噸。
亞洲是全球最大的初級(jí)鎘金屬產(chǎn)區(qū)，以中國(guó)、韓國(guó)、日本為主。
2011年受日本東北部地震的影響，日本境內(nèi)幾個(gè)主要的鎘生產(chǎn)基地暫時(shí)關(guān)閉，2012年日本相關(guān)企業(yè)的逐步復(fù)工促進(jìn)了全球鎘產(chǎn)量的增長(zhǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2012年全球鎘產(chǎn)量為2.3萬(wàn)噸。
根據(jù)美國(guó)國(guó)家地質(zhì)局2013年1月發(fā)布的全球礦產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2012年中國(guó)鎘產(chǎn)量為7000噸，占全球總產(chǎn)量的30.43%；2012年朝鮮鎘產(chǎn)量為4100噸，占全球總產(chǎn)量的17.83%。
用途特點(diǎn)
1.用于制造合金：鎘作為合金組土元能配成很多合金，如含鎘0.5%～1.0%的硬銅合金，有較高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性。鎘（98.65%）鎳（1.35%）合金是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承材料。很多低熔點(diǎn)合金中含有鎘，著名的伍德易熔合金中含有鎘達(dá)12.5%。
2.鎘具有較大的熱中子俘獲截面因此含銀（80%）銦（15%）鎘（5%）的合金可作原子反應(yīng)堆的(中子吸收)控制棒。
3.鎘的化合物曾廣泛用于制造(黃色)顏料、塑料穩(wěn)定劑、(電視映像管)熒光粉、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、油漆等。
4.用于電鍍等。鎘氧化電位高，故可用作鐵、鋼、銅之保護(hù)膜，廣用于電鍍防腐上，但因其毒性大，這項(xiàng)用途有減縮趨勢(shì)。
5.用于充電電池：鎳—鎘和銀—鎘、鋰-鎘電池具有體積小、容量大等優(yōu)點(diǎn)
6.鎘還用于制造電工合金，如電器開(kāi)關(guān)中的電觸頭大多采用銀氧化鎘材料，具有導(dǎo)電性能好，燃弧小，抗熔焊性能好等優(yōu)點(diǎn)[3] ，廣泛的用于家用電器開(kāi)關(guān)，汽車?yán)^電器等[4] ，但是由于鎘有毒并且受歐盟《報(bào)廢電子電器設(shè)備指令》（WEEE）和《關(guān)于在電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》（RoHS）兩項(xiàng)指令的影響[5] ，電器開(kāi)關(guān)中的銀氧化鎘材料逐漸被環(huán)保材料如銀氧化錫，銀鎳材料所取代。
生物毒性
鎘會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激，長(zhǎng)期暴露會(huì)造成嗅覺(jué)喪失癥、牙齦黃斑或漸成黃圈，鎘化合物不易被腸道吸收，但可經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收，積存于肝或腎臟造成危害，尤以對(duì)腎臟損害最為明顯。還可導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和軟化。
危害
有急性、慢性中毒之分。吸入含鎘氣體可致呼吸道癥狀，經(jīng)口攝入鎘可致肝、腎癥狀。
鎘不是人體的必需元素。人體內(nèi)的鎘是出生后從外界環(huán)境中吸取的，主要通過(guò)食物、水和空氣而進(jìn)入體內(nèi)蓄積下來(lái)。
鎘的吸收和代謝鎘的煙霧和灰塵可經(jīng)呼吸道吸入。肺內(nèi)鎘的吸收量約占總進(jìn)入量的25～40%。每日吸20支香煙，可吸入鎘2～4ug。鎘經(jīng)消化道的吸收率，與鎘化合物的種類，攝入量及是否共同攝入其它金屬有關(guān)。例如鈣、鐵攝入量低時(shí)，鎘吸收可明顯增加，而攝入鋅時(shí)，鎘的吸收可被抑制。吸收入血液的鎘，主要與紅細(xì)胞結(jié)合。
肝臟和腎臟是體內(nèi)貯存鎘的兩大器官，兩者所含的鎘約占體內(nèi)鎘總量的60%。據(jù)估計(jì)，40～60歲的正常人，體內(nèi)含鎘總量約30mg，其中10mg存于腎，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲狀腺、睪丸、毛發(fā)等處。器官組織中鎘的含量，可因地區(qū)、環(huán)境污染情況的不同而有很大差異，并隨年齡的增加而增加。
進(jìn)入體內(nèi)的鎘主要通過(guò)腎臟經(jīng)尿排出，但也有相當(dāng)數(shù)量由肝臟經(jīng)膽汁隨糞便排出。鎘的排出速度很慢，人腎皮質(zhì)鎘的生物學(xué)半衰期是10～30年。
臨床表現(xiàn)
鎘及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化鎘的煙霧可產(chǎn)生急性中毒。中毒早期表現(xiàn)咽痛、咳嗽、胸悶、氣短、頭暈、惡心、全身酸痛、無(wú)力、發(fā)熱等癥狀，嚴(yán)重者可出現(xiàn)中毒性肺水腫或化學(xué)性肺炎，有明顯的呼吸困難、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用鍍鎘的器皿調(diào)
制或存放酸性食物或飲料，飲食中可能含鎘，誤食后也可引起急性鎘中毒。潛伏期短，通常經(jīng)10～20分鐘后，即可發(fā)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀。嚴(yán)重者伴有眩暈、大汗、虛脫、上肢感覺(jué)遲鈍、甚至出現(xiàn)抽搐、休克。一般需經(jīng)3～5天才可恢復(fù)。
長(zhǎng)期吸入鎘可產(chǎn)生慢性中毒，引起腎臟損害，主要表現(xiàn)為尿中含大量低分子量蛋白質(zhì)，腎小球的濾過(guò)功能雖多屬正常，但腎小管的回收功能卻減退，并且尿鎘的排出增加。
鎘作業(yè)工人的肺氣腫、貧血及骨骼改變也有報(bào)道，但這些改變與鎘接觸的確切關(guān)系尚不能肯定。國(guó)外也有報(bào)道接觸氧化鎘的工人前列腺癌發(fā)病率較高。
急性
急性鎘中毒，根據(jù)接觸史和呼吸道癥狀，診斷不難。慢性鎘中毒除職業(yè)史和臨床癥狀外，結(jié)合胸片、肺功能、腎小管功能和尿鎘等作出診斷。
急性鎘中毒系吸入所致，先有上呼吸道粘膜刺激癥狀，脫離接觸后上述癥狀減輕。經(jīng)4～10小時(shí)的潛伏期，出現(xiàn)咳嗽、胸悶、呼吸困難，伴寒戰(zhàn)、背部和四肢肌肉和關(guān)節(jié)酸痛，胸部X線檢查有片狀陰影和肺紋理增粗。嚴(yán)重患者出現(xiàn)肺水腫和心力衰竭。口服鎘化合物引起中毒的臨床表現(xiàn)酷似急性胃腸炎，有惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、全身無(wú)力、肌肉酸痛，重者有虛脫。[6]
慢性
慢性鎘中毒的早期腎臟損害表現(xiàn)為尿中出現(xiàn)低分子蛋白（β2微球蛋白、維生素A結(jié)合蛋白、溶菌酶和核糖核酸酶等），還可出現(xiàn)葡萄糖尿、高氨基酸尿和高磷酸尿。晚期患者出現(xiàn)慢性腎功能衰竭。肺部表現(xiàn)為慢性進(jìn)行性阻塞性肺氣腫，最終導(dǎo)致肺功能減退。慢性中毒患者常伴有牙齒頸部黃斑、嗅覺(jué)減退或喪失、鼻粘膜潰瘍和萎縮，其他尚有食欲減退、惡心、體重減輕和高血壓。長(zhǎng)期接觸鎘者見(jiàn)有肺癌發(fā)病率增高。
日本報(bào)告因攝食被鎘污染的水源引起的一種慢性鎘中毒稱"痛痛病"。臨床表現(xiàn)為背和腿疼痛、腹脹和消化不良，嚴(yán)重患者發(fā)生多發(fā)性病理性骨折。實(shí)驗(yàn)室檢查有腎小管再吸收功能障礙，尿鈣和尿磷酸鹽排泄增加，血鈣降低等。痛痛病經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查認(rèn)為與鎘有關(guān)。痛痛病以育齡婦女多見(jiàn)，故考慮除鎘外，尚有營(yíng)養(yǎng)缺乏、鈣丟失和內(nèi)分泌等因素。
防治
吸入大量氧化鎘煙霧所致的急性中毒，其治療與一般刺激性氣體中毒的處理相同。關(guān)鍵在于防止肺水腫。
應(yīng)及早撤離出事現(xiàn)場(chǎng)、保持安靜，臥床休息，吸入氧氣，保持呼吸道暢通，可用10%硅酮霧化吸入，以消除泡沫，腎上腺皮質(zhì)激素能降低毛細(xì)血管通透性，宜早期定量使用。限制液體入量，給予抗生素防止繼發(fā)感染，急性食入性鎘中毒時(shí)主要采用對(duì)癥治療，給予大量補(bǔ)液、注射阿托品用來(lái)止吐和消除腹痛。
慢性鎘中毒引起腎臟損害者，膳食中應(yīng)增加鈣和磷酸鹽的攝入，供給充足的鋅和蛋白質(zhì)，金屬絡(luò)合劑依地酸二鈉鈣(caNa2EDTA)可增加鎘的排出，但可加重腎臟的損害。在急、慢性中毒時(shí)均不主張使用。有報(bào)道口服氮川三乙酸(NTA)能促使鎘排出(主要經(jīng)由糞便)，從而降低在體內(nèi)的蓄積，而不損害腎臟功能。
為了預(yù)防鎘中毒，熔煉、使用鎘及其化合物的場(chǎng)所，應(yīng)具有良好的通風(fēng)和密閉裝置。焊接和電鍍工藝除應(yīng)有必要的排風(fēng)設(shè)備外，操作時(shí)應(yīng)戴個(gè)人防毒面具。不應(yīng)在生產(chǎn)場(chǎng)所進(jìn)食和吸煙。中國(guó)規(guī)定的生產(chǎn)場(chǎng)所氧化鎘最高容許濃度為0.1mg/m3。
鎘污染土壤，可造成公害病痛痛病。鎘對(duì)土壤的污染，主要通過(guò)兩種形式，一是工業(yè)廢氣中的鎘隨風(fēng)向四周擴(kuò)散，經(jīng)自然沉降，蓄積于工廠周圍土壤中，另一種方式是含鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田，使土壤受到鎘的污染。因此為了防止鎘對(duì)環(huán)境的污染，必須做好環(huán)境保護(hù)工作，嚴(yán)格執(zhí)行鎘的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
安全標(biāo)準(zhǔn)
歐盟
歐盟將鎘列為高危害有毒物質(zhì)和可致癌物質(zhì)并予以規(guī)管。
美國(guó)
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署限制排入湖、河、棄置場(chǎng)和農(nóng)田的鎘量并禁止殺蟲(chóng)劑中含有鎘。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署允許飲用水含有10ppb的鎘，并打算把限制減到5ppb。美國(guó)食品和藥物管理局規(guī)定食用色素的含鎘量為不得多于15ppm。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署規(guī)定工作環(huán)境空氣中鎘含量在煙霧為100微克/立方米，在鎘塵為200微克/ 立方米。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署計(jì)劃將空氣中所有鎘化合物含量限制在1到5微克/ 立方米美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和衛(wèi)生研究所希望讓工人盡量少呼吸到鎘以防止肺癌。
污染事件
1930-1960件代，日本富山縣神通川流域部分鎘污染。事源煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源。
2004年5月，廣東惠州兩家電池廠員工被檢測(cè)出血鎘、尿鎘增高，截至當(dāng)年8月3日，共檢測(cè)了兩家企業(yè)1021名職工，其中177人鎘超標(biāo)，另有2人鎘中毒。
2009年8月，湖南瀏陽(yáng)市鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)鎘污染，事源長(zhǎng)沙湘和化工廠生產(chǎn)次氧化鋅和硫酸鋅但沒(méi)有完善的排污設(shè)施。截止09年8月2日，該工廠被永久關(guān)閉。
2012年1月，廣西龍江河遭受鎘污染。2012年1月31日，廣西龍江河突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急指揮部參與事故處置的專家估算，此次鎘污染事件鎘泄漏量約20噸。專家稱，此次鎘泄漏量，在國(guó)內(nèi)歷次重金屬環(huán)境污染事件中罕見(jiàn)，此次污染事件波及河段將達(dá)到約300公里。
2012年2月，加拿大環(huán)保組織一份關(guān)于“潛藏在化妝品中重金屬的危害”的報(bào)告，測(cè)試了49個(gè)知名品牌的化妝品，包括倩碧的粉底液和歐萊雅睫毛膏。研究人員主要測(cè)試了這些化妝品中是否含有砷、鎘、鉛、汞、鈹、鎳、硒和鉈8種有毒物質(zhì)，其中，后4種化學(xué)物質(zhì)在加拿大是被禁止的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除了汞以外，每個(gè)測(cè)試的化妝品幾乎都含有其余的7種有毒物質(zhì)。其中，倩碧（Clin-ique）的幻真控油粉底液含有砷、鈹、鎘、鎳、鉛和鉈6種有毒物質(zhì)，另一知名化妝品牌歐萊雅的睫毛膏“Bare Naturale”，也被檢測(cè)出含有和倩碧一樣的6種有毒物質(zhì)。另外，“封面女郎”品牌（Cover Girl）的超完美眼線筆則含有鈹、鎘、鎳和鉛。
2012年6月17日，山東省日照市檢驗(yàn)檢疫局對(duì)一批來(lái)自日本的重金屬鎘含量超標(biāo)的24噸進(jìn)口秋刀魚(yú)，依法實(shí)施了退運(yùn)處理。據(jù)介紹，這批秋刀魚(yú)是5月報(bào)檢，共計(jì)2400箱、24000千克，貨值456萬(wàn)日元(約合31萬(wàn)元人民幣)。
2013年3月4日，日本著名化妝品品牌資生堂的一款明星產(chǎn)品“安熱沙防曬霜”被檢測(cè)出含有鎘，安熱沙系列在中國(guó)已暢銷多年并多次榮登商家銷量榜冠軍，產(chǎn)品包括金瓶防曬露、美白防曬乳
、瑩亮防曬露、溫和防曬精華乳等多種。
2013年5月廣州餐飲環(huán)節(jié)食品抽檢，四成五的湖南大米和米制品被檢出鎘超標(biāo)。問(wèn)題大米還在廣州流通。[7]
相關(guān)術(shù)語(yǔ)
安全術(shù)語(yǔ)
S60This material and its container must be disposed of as hazardous waste.
該物質(zhì)及其容器須作為危險(xiǎn)性廢料處置。[2]
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免釋放至環(huán)境中。參考特別說(shuō)明/安全數(shù)據(jù)說(shuō)明書(shū)。
風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語(yǔ)
R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮膚接觸及吞食有害。
R50/53Very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.
對(duì)水生生物有極高毒性，可能對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期不良影響。