Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Uteluft - luftkvalitetskriterier

Kadmium (Cd) i uteluft

Eksponering for kadmium kan skje via inhalasjon av svevestøv og tobakksrøyk, samt via mat og drikkevann. Tobakksrøyk og mat er de viktigste kildene.

Hopp til innhold

  • Kadmium er et relativt sjeldent grunnstoff.
  • I atmo­sfæren forekommer kadmium bundet til partikler i størrelsesområdet 0,1-­1 µm.
  • Kadmium slippes i hovedsak ut i atmosfæren som elementært kadmium og kadmiumoksid.
  • Luftnivåene av kadmium bidrar betydelig til nivåene i jordsmonn. Luftnivåene av kadmium i Norge synes å ligge under 0,5 ng/m3 som årsmiddel.
  • Ved inhalasjon kan kadmium ha effekter på luftveissystemet, og ved langtidsekspo­nering er det vist sammenheng med lungekreft.
  • Nyre regnes også for et kritisk organ ved kadmium­eksponering.
  • Direkte inhalasjon av kadmium i uteluft bidrar ikke til helseeffekter, men nedfall av kadmium til jord kan medføre økt helserisiko via opphopning i næringsmidler. Nivåene i luften bør derfor holdes så lave som mulig.
  •  Det er fastsatt et luftkvalitetskriterium for kadmium på 2,5 ng/m3 som årsmiddel.

Kilder, luftforurensningsnivåer og eksponering for kadmium

Egenskaper og kilder

Kadmium er et relativt sjeldent grunnstoff som fore­kommer i naturen hovedsakelig i lave konsentrasjoner, gjerne sammen med sink og sinkmineraler. Kadmium brukes som korrosjonsbeskyttelse av andre metaller, særlig jern og stål (Nordic Council of Ministers 2003).

I atmosfæren forekommer kadmium bundet til partikler, spesielt partikler i størrelsesområdet 0,5­-1 µm, men også til mindre partikler med en størrelse rundt 0,1 µm [8]). Kadmium slippes ut  i atmosfæren hovedsakelig som elementært kadmium og kadmiumoksid, og fra noen kilder også som kadmiumsulfid (kullforbrenning og metallproduksjon) eller kadmiumklorid. Tilførsel av kadmium til jords­monn kan skje gjennom nedfall av (langtransporterte) luftforurensninger og ved bruk av fosforholdig kunst­gjødsel. Dette kan bidra til en relativt høy akkumule­ring av kadmium i det øverste jordlaget [8]. Studier av kadmiumbalansen i dette jordlaget indikerer at avsetning av kadmium fremdeles er høyere enn utskillelsen fra jordlaget.

Luftforurensningsnivåer i Norge

Årsgjennomsnittet i Nord­-Europa varierer mye, fra 0,1 ng/m3 i Nord-­Norge til 1­20 ng/m3 i urbane områder, samt industriområder [8]. I nærheten av utslippskilder kan nivåene nå helt opp til 100 ng/m3. Tendensen er imidlertid at kadmiumnivåene i luften synker. 

Ut i fra målinger av svevestøv nær et smelteverk i Norge ble det beregnet en gjennomsnittskonsentra­sjon for kadmium på 2,3 ng/m3 [49]. Den prosent­vise andelen av kadmium i svevestøvet ved disse målingene var høyere enn andelen i svevestøv samlet inn i et trafikkert område i Oslo [3]. Målinger utført ved industrinære målestasjoner og bakgrunnsstasjoner, viser årsmiddelverdier langt under gjeldende luftkvalitetskriterium for kadmium (se figur 1).

Figur 1. Årsmiddelkonsentrasjon av kadmium 2009­-2012
Figur 1. Årsmiddelkonsentrasjon av kadmium 2009­-2012. Grønn linje viser luftkvalitetskriterium for kadmium. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.

Eksponering

Eksponering for kadmium kan skje via inhalasjon av svevestøv og tobakksrøyk, samt via mat og drikke­vann [8]. Tobakksrøyk og mat er de viktigste kildene for kadmiumeksponering. Luftbåren kadmium bidrar lite direkte til human eksponering. Imidlertid kan husstøv bidra noe til eksponeringen, spesielt hos barn, i områder med kontaminert jord. Kadmium i luft kan avsettes i jord, bli tatt opp av plantene, og dermed gi høyere eksponeringer via maten. Det er viktig å sikre at utslipp av kadmium til luft, samt kadmium i gjødselprodukter, ikke fører til økte nivåer av kadmium i matjord.

Daglig inntak av kadmium via lungene er beregnet til 0,03-­0,06 µg i byer og industriområder. Befolkningen i Europa antas å bli eksponert for cirka 1 µg via mat.

Røyking av en pakke sigaretter fører til en eksponering på rundt 1,4 µg kadmium. Til tross for reduserte kadmiumutslipp, har nivåene i kroppen hos ikke-­røykere holdt seg konstant det siste ti­året [8].

Helseeffekter av kadmium

Kadmium har ingen kjent biologisk funksjon i dyr eller mennesker, men kan erstatte/etterligne andre 2­-verdige metaller som er essensielle for mange biologiske funksjoner. Kadmium kan krysse mange typer biologiske membraner ved hjelp av forskjellige mekanismer (for eksempel via metall­transportører i cellemembranen) og kan tas opp i kroppen via mage-­tarmkanalen og via luftveiene. Absorpsjon av kadmium fra mat er relativt lav, bare 3­5 % av kadmiumet i maten vil bli tatt opp [50]. Opptaket ved inhalasjon er høyere, da vil ca 50 % av mengden absorberes. Kadmium skilles meget langsomt ut, og det tar 20-­30 år før halvparten er skilt ut. Det betyr at vi gjennom hele livet vil få en oppbygning av kadmium­nivåene i kroppen. Hvordan kadmium tas opp, fordeles og bindes i kroppen er avhengig av mange faktorer som næringsstatus (jernlager), antall tidligere graviditeter, og generell helsestatus.

Kadmium bindes til ulike grupper i proteiner (tiol-­ og sulfhydrylgrupper). Via denne mekanismen kan ulike enzymer og strukturelle proteiner inaktiveres i celler, og dermed kan celler og vev påføres skade.

Forstyrrelse av kalsium­, sink­ og jernbalansen er også en viktig mekanisme i de toksiske virkningene av kadmium. Kadmium lagres spesielt i lever og nyrer. I vev er kadmium hovedsakelig bundet til et lavmole­kylært protein (metallothionein) som trolig beskytter mot toksisitet. Det er også foreslått at dette proteinet er involvert i transport av kadmium fra lever til nyre, og kan dermed forklare den selektive akkumuleringen av kadmium i nyre. Kadmium skilles ut via urin og avføring. Mengden kadmium som daglig skilles ut er veldig liten (drøye 0,01 % av den totale mengden i kroppen), noe som gjenspeiles i den lange halveringstiden [8].

Det er en svært liten margin mellom det daglige inntaket av kadmium i maten og inntaket som kan resultere i helseskader i enkelte befolkningsgrupper. Grupper med høy risiko inkluderer eldre, diabetikere, personer med nedsatt nyrefunksjon og røykere.

Kvinner kan ha en økt risiko for helseeffekter av kadmium fordi de har lavere jernlagre enn menn og derfor absorberer mer kadmium ved samme ekspone­ringsnivå [50].

Eksperimentelle studier

Inhalasjon av kadmium kan forårsake akutte og kroniske effekter på luftveissystemet [51]. Dessuten forårsaker inhalasjon av kadmium effekter på andre organer som nyrer, lever, bukspyttkjertel og testikler [8]. I dyrestudier med langtidseksponering for kadmium er det rapportert lunge­emfysem og beten­nelsesreaksjoner. Andre effekter som er beskrevet er forstyrrelse av kalsium-­ og vitamin D­-omsetningen, som kan resultere i beinlesjoner, leverskader og effekter på bukspyttkjertel, testikler og hjerte- og ­kar­systemet. Kadmium kan også være fosterskadelig, forårsake misdannelser og være kreftfremkallende.

Inhalasjonsstudier i rotter viste en doseavhengig forekomst av lungesvulster etter eksponering for kadmiumklorid, kadmiumsulfid/-sulfat og kadmium­oksidrøyk og ­-støv [51]. Kadmium er også rapportert å være assosiert med skader i nervesystemet [8].

Befolkningsstudier

Korttidseksponering for nydannet kadmiumrøyk (200­-500 µg/m3) i mindre enn 1 time kan gi symptomer som ligner på metallrøykfeber, vanligvis med full restitusjon innen få dager [52]. Mer intens eller lengre ekspone­ring kan føre til kjemisk lungebetennelse. Kroniske respiratoriske effekter som bronkitt, obstruktive lunge­sykdommer (KOLS) eller emfysem er beskrevet hos arbeidere som har vært eksponert for mer enn 20 µg/m3  i mer enn 20 år. Ved langtidseksponering er nyre et kritisk organ. Flere befolkningsstudier viser sammenheng mellom kadmium i urinen og skadelige effekter i nyrene [50]. En nyere studie med kadmium­eksponerte arbeidere viste sammenheng med endret adferd uten tegn på nyreskade, hvilket indikerer at nervesystemet trolig er minst like følsomt som nyrene for kadmiumtoksisitet [50].

Kadmium og kadmiumforbindelser er klassifisert som humant karsinogen [53]. Dette er hovedsakelig basert på observasjoner av økt forekomst av lungekreft hos arbeidere i kadmiumverk i USA og Storbritannia. Det kan ikke utelukkes at eksponering for arsenikk og tobakksrøyk kan ha påvirket resultatet. Nyere data fra befolkningsstudier viser en sammenheng mellom eksponering for kadmium og økt risiko for kreft i lunge, blære, livmor og bryst [50].

Vurderinger og luftkvalitetskriterier for kadmium

Viktige helseeffekter av kadmium omfatter nyre­- og skjelettskader (osteoporose), og nyere studier indikerer også skader på nervesystemet. Dessuten er kadmium og kadmiumforbindelser kreftfremkallende, klassifisert som humane karsinogener gruppe 1, det vil si at det er tilstrekkelig bevis for dets kreftfremkallende evne i mennesker og dyr [53]. Helsebaserte vurderinger av langtidseksponering for kadmium tar utgangspunkt i tidlige forandringer av nyrefunksjon. I enkelte om­råder av Europa som er kontaminert med tidligere kadmiumutslipp, mener man at befolkningen der ikke kan ha ytterligere økt belastning uten at nyrefunk­sjonen påvirkes. For å hindre slik økning av kadmium i landbruksjord og dermed sannsynlig økt inntak via mat i fremtidige generasjoner, har WHO etablert en retningslinje på 5 ng/m3 kadmium i luft [8].

European Food Safety Authority (EFSA) har etablert en verdi for tolerabelt ukentlig inntak (TWI) av kadmium på 2,5 µg/kg kroppsvekt [50]. Dette er i nærheten av det gjennomsnittlige inntaket av kadmium hos voksne i Europa. Vegetarianere, barn, røykere og folk som bor i forurensede områder kan overstige dette inntaket  (i størrelsesorden 2 ganger). I rapporten til EFSA konkluderes det med at nåværende eksponering for kadmium bør reduseres i befolkningen.

I EUs 4. datterdirektiv om luftkvalitet [15] som omhandler konsentrasjoner i luft og avsetning i jords­monn av forskjellige metaller, ble det for kadmium spesifisert en målsettingsverdi på 5 ng/m3 [15]. I Norge er samme målsettingsverdi implementert [54].

Hovedargumentet for å redusere nivåene av kadmium i uteluft i Norge er å redusere deponering av kadmium i jorda og dermed minske innholdet av kadmium i lokalt dyrkede matvarer. Dette vil på lang sikt redusere inntak av kadmium og dermed risikoen for skader på nyre og skjelett i befolkningen. Direkte inhalasjon av kadmium i foreliggende konsentrasjoner i uteluft har liten helsemessig betydning.

EFSA har redusert grensen for tolerabelt inntak av kadmium hos mennesker til 2,5 µg/kg kroppsvekt. Dette tilsier at også nivåene i luften bør reduseres, og luftkvalitetskriteriet for kadmium er derfor satt til 2,5 ng/m3 som årsmiddel.