《元素的世界》鎘進入人體不可不防

劉公典 2021/03/23 17:02 點閱 4708 次

說到鎘,或許大家都會聯想到發生於1950年日本富山縣的痛痛病,以及台灣從1982年以來好幾次報導的鎘米事件。但究竟鎘是怎麼進入食物鏈,而它對人體又有什麼影響?

鎘,在1817年由德國施特羅邁爾教授等人發現。一開始,大家都懷疑那是氧化鋅裡的污染物或雜質。但施特羅邁爾利用焙燒還原法,把它從鋅礦分離純化出來。因與鋅有關(在週期表上與鋅、汞是同一族),故依希臘神話人物『Cadmus(卡德摩斯)』命名為『cadmium(鎘)』。

鎘不回收污染大

1840年代,有人曾經用鎘黃做為顏料,但因產量不多、取得不易,並未廣泛採用。根據世衛組織(WHO)歐洲辦事處2000年報告,鎘的含量稀有,在地殼中只有0.2mg/kg。直到上一世紀,鎘才被商業化。不過因為鎘是生產鋅時的副產物,因此產量與鋅的開採有關。
一次大戰前,因為鎘不回收,所以幾十年來累績對環境造成極大污染。

開始,鎘主要用於電鍍與塗料產業。但1990年後,鎘鎳電池在可充電電池、電動汽車、電子通信上的消耗已經占全球鎘產量之55%。全世界每年鎘的需求,在1987年以後超出2萬噸。

透過空氣傳播

問題是,鎘是會透過空氣傳播的物質!排放總量85-90%是人為因素,像冶金、化石燃料和垃圾焚燒。歐盟1990年鎘的大氣排放量為158噸/年。而天然來源,主要是火山排放物(佔9%)。

鎘在空氣中以硫化鎘(金屬生產)或氯化鎘(焚燒垃圾)排放,停留數天至數週產生遠距傳輸,最後沉降地表。WHO報告說,歐洲偏遠地區大氣鎘平均濃度為0.1 ng/m³、農村為0.1-0.5 ng/m³、城市為1-10ng/m³、工業地區為1-20ng/m³,而排放源附近可以高達100ng/m³。

鎘進入人體主要有空氣、飲水和食物三個途徑。從空氣吸入的量,與懸浮微粒大小(直徑0.1–1微米)有關。進入肺部後,依據微粒大小與鎘化學狀態因素,有10~50%會沉積於肺部。抽煙也會吸入鎘,而且比空氣吸入的數量更嚴重。

儲存肝、腎裡

鎘主要從尿液排出體外,但速率很慢,生物半衰期20-40年,因此在體內會不斷積累,儲存於肝臟和腎臟。然後與金屬硫蛋白結合形成複合物,經肝臟到腎臟,被腎小球過濾後再吸收,最終積累於腎皮質。

急性短期暴露可能導致化學性肺炎,死亡率15-20%。長期暴露則有支氣管炎、阻塞性肺病、肺氣腫及腎功能不全等問題。日本研究顯示鎘環境暴露的蛋白尿預後較差,且死亡率增加。國際癌症研究機構與美國國家毒理學計畫於2012年及2014年,將鎘列為第一類人類致癌物。

另外,目前臨床上也會以尿中鎘含量(UCd)作為生物標誌。WHO訂定UCd閾值濃度為5.24μg/g肌酸酐,歐洲食品安全局為1μg/g肌酸酐;而美國UCd平均值為0.18μg/g肌酸酐。或許國人也可以注意一下自己的UCd數值。

上帝看祂所造的一切事物都為美好,我想這也包括『鎘』。在生活中,我們需要不同物質所帶來之益處的同時,也務必做好管理的工作,世界才可能永續提供我們健康所需的各樣回饋。