Występowanie kadmu w przyrodzie

W skorupie ziemskiej przeciętna zawartość kadmu mieści się w granicach 0,15 - 0,20 ppm (ppm- liczba części na milion, 10 do potęgi −6, oznacza liczbę gramów substancji w 1 000 000 gramów lub mililitrów roztworu). Występuje on jedynie w postaci dwuwartościowej, tworzy mało minerałów własnych- głównie siarczek kadmu towarzyszący złożom cynku i miedzi. Zawartość kadmu w glebie jest ściśle związana z rodzajem skały macierzystej, na ogół koncentruje się w warstwach powierzchniowych. Gleby w rejonach przemysłowych wykazują znaczne jego nagromadzenie. Pojawia się też w glebach nawożonych ściekami komunalnymi. Dopuszczalne stężenie kadmu w glebach wynosi od 5 - 10 mg/g. Głównym źródłem zanieczyszczenia gleb kadmem są nawozy sztuczne, które są zanieczyszczone tym metalem w ilości od 10 do 100 mg/kg. Ze względu na to, że większość soli kadmu jest łatwo rozpuszczalna, może zachodzić jego migracja w środowisku, jest też dość łatwo pobierany przez rośliny.

Kadm należy do składników działających toksycznie na rośliny. Nie jest potrzebny do ich rozwoju, a mimo to jest on pobierany wyjątkowo łatwo (przez korzenie i liście) i proporcjonalnie do stężenia w roztworze/glebie. Mchy odznaczają się szczególnie intensywnym pobieraniem kadmu. W warzywach liściastych z obszarów nieskażonych kadmem występuje on w ilości około 0,07 mg/kg, natomiast z obszarów skażonych może to być nawet do 50 mg/kg (w Polsce waha się od 0,002 do 0,08 ppm suchej masy). Zdolność do kumulacji kadmu wykazują również grzyby. Przedostaje się on również do roślin leczniczych, które są stosowane jako napary, wywary, syropy i herbatki wspomagające leczenie niektórych schorzeń. Obecność kadmu może być przyczyną osłabienia działania leczniczego tych roślin.

Większość roślin nie wykazuje wyraźnych objawów zatrucia nawet przy stosunkowo dużej jego zawartości. Podobnie jak inne metale ciężkie, kadm gromadzony jest głównie w korzeniach, ale jest transportowany w roślinie do wszystkich jej organów. Do roślin szczególnie akumulujących związki kadmu zaliczamy m.in. tytoń, orzeszki ziemne, sałatę, szpinak. Doświadczalnie stwierdzono, że gromadzenie kadmu i cynku w klonie czerwonym i świerku pospolitym osłabiało tworzenie się korzeni, powodowało karłowatość, wczesny opad liści i więdnięcie. Przebadano w kulturach wodnych wpływ różnych czynników (pH, stężenia wapnia, fosforu, cynku i żelaza) na pobieranie kadmu przez kukurydzę. Zwiększenie koncentracji kadmu w środowisku zmniejszał plon kukurydzy szczególnie, gdy przy tym w glebie występowało mało wapnia.

Naturalna zawartość kadmu w wodach nie przekracza 0,1 ppb (z angielskiego parts per billion, część na mld, sposób wyrażania stężeń pierwiastków występujących w ilościach śladowych). Niestety, wody są nim coraz bardziej zanieczyszczane. Przybrzeżne wody Oceanu Atlantyckiego zawierają więcej kadmu niż wody otwarte. Kadm trafia do wód najczęściej wraz ze ściekami oraz produkt uboczny przemysłu. Rośliny wodne bardzo łatwo pobierają i gromadzą kadm, znaczne jego ilości znajdują się również w osadach dennych. Stamtąd trafia do łańcucha pokarmowego zwierząt żywiących się roślinami czy składnikami osadów dennych. Mięso ryb, mięczaków, ostryg i skorupiaków zawiera kadm w ilości od 0,01 do 0,02 mg/kg. Kumuluje się on jednak przede wszystkim w wątrobie i nerkach- od 0,2 do 1,6 mg/kg.

Naturalna zawartość kadmu w powietrzu atmosferycznym jest stosunkowo niewielka, jednak nad biegunem północnym jest podwyższona w wyniku działania człowieka. Najwyższe stężenie tego pierwiastka występuje w miastach i w okręgach przemysłowych. Kadm w atmosferze występuje głównie w formie tlenków i łatwo ulega rozpuszczeniu w opadach atmosferycznych. Pyły zawierające kadm w powietrzu otaczającym zakłady przemysłowe wywierają negatywny wpływ na zdrowie i samopoczucie ludzi, zwierząt, a także na rozwój roślin. Jednym ze sposobów zmniejszania emisji kadmu do atmosfery są filtry zakładane na źródła jego emisji.

Jak kadm dostaje się do organizmu

W organizmach zwierząt nienarażonych na zanieczyszczenie kadmem zawartość jego jest niska, ale wykazuje tendencję do stałego wzrostu wraz z wiekiem. Wynika to z długiego okresu półtrwania tego pierwiastka- dla człowieka 10–30 lat. Organizmy zwierzęce absorbują 0,5-5,3% kadmu dostarczanego wraz z pożywieniem, a człowiek 4,7-7,0% i zależy to od rodzaju i stopnia skażenia pożywienia oraz nawyków żywieniowych.  W przypadku człowieka 75% kadmu w codziennej diecie pochodzi z produktów roślinnych. Najbardziej skażone kadmem są produkty zbożowe, warzywa, owoce oraz ryby (np. ziemniaki, marchew, orzechy, czekolada, mak). Istotnym źródłem kadmu w organizmie człowieka może być tytoń. Po spaleniu 1 papierosa z dymem tytoniowym do płuc dostaje się około 0,1–0,2 µg kadmu. Przedostaje się on również do mleka matek palących, a z nim do organizmu jej dziecka.