카드뮴 중독

Cadmium poisoning
카드뮴 중독
전문독성학

카드뮴은 자연적으로 발생하는 독성 금속으로 산업 작업장, 식물 토양, 흡연 등에서 공통적으로 노출된다. 인체 내 허용노출이 적어 미량의 카드뮴이 발견되는 상황에서도 과다노출이 발생할 수 있다. 카드뮴은 일반적으로 과도한 노출로 이어지지는 않지만 전기 도금에 광범위하게 사용된다. 카드뮴은 일부 산업용 페인트에서도 발견되며 분무 시 위험을 나타낼 수 있다. 스크래핑 또는 블라스팅에 의한 카드뮴 페인트 제거와 관련된 작업은 상당한 위험을 초래할 수 있다. 카드뮴의 주된 용도는 NiCd 충전용 배터리 제조에 있다. 카드뮴의 1차 공급원은 아연 금속을 정제하는 부산물이다.[1] 카드뮴 노출은 일반 산업, 조선소 고용, 건설 산업, 농업에 대한 구체적인 기준에서 다루어진다.[2]

프리젠테이션

급성

카드뮴 연기에 대한 급성 노출은 "카드뮴 블루스"라고 불리는 오한, 열, 근육통을 포함한 독감과 같은 증상을 일으킬 수 있다. 호흡기 손상이 없으면 일주일 후 증상이 해소될 수 있다. 더 심한 노출은 기관지염, 폐렴, 폐부종을 유발할 수 있다. 염증의 증상은 노출 후 몇 시간 후에 시작될 수 있으며 기침, 코와 목의 건조함 및 자극, 두통, 현기증, 허약함, 발열, 오한, 가슴 통증 등이 있다.[citation needed]

만성

카드뮴 중독의 합병증은 기침, 빈혈, 신장 기능 부전(사망으로 이어질 가능성이 있음)[3] 등이 있다. 카드뮴 노출은 암에 걸릴 확률을 높인다.[4] 아연과 마찬가지로 카드뮴 연기에 장기간 노출되면 수명이 긴 음낭이 발생할 수 있다.[citation needed]

뼈와 관절

카드뮴 중독의 주된 영향 중 하나는 약하고 부서지기 쉬운 뼈다.[3] 뼈는 부드러워지고(오스테오말라시아), 골밀도가 떨어지고(오스테오말라시아), 약해진다. 이것은 관절과 요통을 유발하고 골절의 위험을 증가시킨다.[citation needed] 척추와 다리의 통증은 흔하며, 카드뮴 장기 노출로 인한 뼈 기형으로 뒤뚱거리는 걸음걸이가 발달하는 경우가 많다. 골절은 뼈가 약해질수록 흔해지는 등 결국 통증이 쇠약해진다. 뼈에 영구적인 변형이 일어날 수 있다.[3] 카드뮴 중독의 극단적인 경우, 체중이 증가하면 골절상을 일으킨다.[citation needed]

레날

카드뮴 중독으로 인한 신장 손상은 되돌릴 수 없다. 신장은 최대 30%까지 줄어들 수 있다. 신장은 근위부 신장관 기능장애에서 혈액의 산을 제거하는 기능을 상실한다. 근위부 신관 기능장애는 저인산증을 일으켜 근육의 허약과 때로는 혼수상태에 빠지기도 한다. 고혈당도 발생한다. 신장 기능장애는 혈액의 산도가 높아 관절에 요산 결정이 축적돼 관절염의 일종인 통풍도 유발한다. 카드뮴 노출은 신장결석의 발달과도 관련이 있다.[citation needed]

노출 소스

흡연은 카드뮴 노출의 중요한 원천이다. 흡연으로 인한 소량의 카드뮴도 폐가 위보다 카드뮴을 더 효율적으로 흡수하기 때문에 사람에게 매우 독성이 강하다.[5] 카드뮴은 전자담배(EC) 에어로졸로 배출되지만 현재 이용 가능한 데이터에서 계산된 평생 발암 위험(LCR)은 허용 위험 한도를 초과하지 않는다.[6][7]

환경

물, 공기, 토양의 카드뮴 수치 증가는 특히 산업 지역에서 발생하고 있다. 카드뮴에 대한 환경 노출은 카드뮴 오염 관개수에서 재배된 쌀을 많은 사람들이 소비한 일본에서 특히 문제가 되었다. 이 현상은 이타이이타이병이라고 알려져 있다.[8]

위험한 폐기물 처리장이나 공기 중으로 카드뮴을 방출하는 공장 근처에 사는 사람들은 공기 중에 카드뮴에 노출될 가능성이 있다. 그러나 미국의 수많은 주 및 연방 규제는 적절히 규제된 현장이 위험하지 않도록 폐기물 처리장과 소각장에서 대기 중으로 방출될 수 있는 카드뮴 양을 조절한다. 일반 인구와 위험 폐기물 현장 근처에 사는 사람들은 오염된 식품, 먼지 또는 비규제적이거나 우발적인 배출로 인한 물에 카드뮴에 노출될 수 있다. 그러한 방출을 방지하기 위해 수많은 규제와 오염 통제의 사용이 시행된다.[citation needed]

비료에 함유된 인산염의 일부 공급원은 카드뮴을 최대 100mg/kg까지 함유하고 [9][10]있어 토양(예: 뉴질랜드)의 카드뮴 농도가 높아질 수 있다.[11] 카드뮴은 나노폴리머를 사용하여 토양에서 제거할 수 있다.[12]

음식

음식은 카드뮴의 또 다른 공급원이다. 식물은 비공업 지역에서 소량 또는 보통 양을 포함할 수 있지만, 성인 동물의 간이나 신장에서는 높은 수치가 발견될 수 있다. 음식을 통한 카드뮴의 일일 섭취량은 지리적 지역에 따라 다르다. 섭취량은 유럽과 미국의 경우 약 8~30μg이며 일본의 여러 지역에서 59~113μg으로 보고되고 있다.[13]

직업적 노출

1950년대와 1960년대에는 카드뮴에 대한 산업적 노출이 높았으나 카드뮴의 독성 효과가 뚜렷해지면서 대부분의 산업화된 국가에서 카드뮴 노출에 대한 산업적 한계가 축소되었고 많은 정책 입안자들은 노출량을 더 줄일 필요성에 동의하고 있다. 카드뮴으로 작업하는 동안 위험한 가스로부터 보호하기 위해 흄 후드 아래에서 작업하는 것이 중요하다. 카드뮴이 함유된 브레이징 필러는 주의하여 취급해야 한다. 심각한 독성 문제가 카드뮴 도금 욕조에 장기간 노출되면서 발생했다.

노동자들은 금속의 제련과 정제 또는 배터리, 코팅, 플라스틱과 같은 카드뮴 제품을 만드는 식물에서 공기중의 카드뮴에 노출될 수 있다. 카드뮴이 함유된 금속을 납땜하거나 용접할 때도 작업자가 노출될 수 있다. 미국에서는 매년 약 512,000명의 근로자들이 카드뮴 노출이 발생할 수 있는 환경에 있다. 그러나 작업자를 보호하고 공기 중 카드뮴 농도가 유해한 영향을 미치는 수준보다 상당히 낮은지 확인하기 위해 노출 허용 수준을 설정하는 규정이 시행된다.[citation needed]

강한 오렌지, 빨강, 노랑 등에 흔히 쓰이는 카드뮴 색소를 가지고 일하는 예술가들은 특히 분필 파스텔과 같이 건조한 형태로 색소를 사용하거나, 자신의 페인트를 섞을 때 우연히 위험한 양을 섭취할 수 있다.

소비재

카드뮴은 니켈-카드뮴 배터리에 사용된다; 이것들은 가장 인기 있고 가장 흔한 카드뮴 기반 제품들 중 하나이다.

2010년 2월 월마트 전용 마일리 사이러스 보석 전 라인에서 카드뮴이 발견됐다. 이 매력은 AP통신의 요청으로 테스트됐으며 카드뮴 함량이 높은 것으로 밝혀졌다. 월마트는 "이미 진열된 제품을 테스트하는 것이 너무 어려울 것"이라며 5월 12일까지 이 보석 판매를 중단하지 않았다.[14] 지난 6월 4일 맥도날드 레스토랑에서 판매한 영화 슈렉 포에버 애프터(Shrek Forever After)의 홍보용 술잔에 사용된 페인트에서 카드뮴이 검출돼 1200만 잔의 리콜이 발생했다.[15]

독성학

카드뮴은 인체 발암물질로 분류되는 극독성 산업 및 환경오염물질로 국제암연구기관([4]IAEA)의 그룹 1과 환경보호청(EPA)의 그룹 2a, 유럽화학청(European Chemical Agency)이 분류한 1B 발암물질이다.[16][17]

독성역학

세포독성학

세포 내부에서는 카드뮴 이온이 과산화수소 촉매제 역할을 한다. 이 갑작스런 과산화수소의 급격한 증가는 지방 과산화지질을 증가시키고 아스코르베이트와 글루타티온 상점을 추가로 고갈시킨다. 과산화수소는 또한 단백질에 있는 티올 그룹을 기능하지 않는 설폰산으로 변환시킬 수 있으며 핵 DNA를 직접 공격할 수도 있다. 이 산화적 스트레스는 고통받는 세포가 다량의 염증성 사이토카인을 생산하게 한다.[18][19]

독성역동학

카드뮴이 많은 먼지를 흡입하면 호흡기와 신장에 문제가 생겨 사망할 수 있다. 상당한 양의 카드뮴을 섭취하면 즉시 중독되어 간과 신장에 손상을 입힌다. 카드뮴이 함유된 화합물도 발암성이 있다.[20]

진단

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비뇨기 베타-2 마이크로글로불린 농도의 증가는 환경 카드뮴의 낮은 수치와 과도한 수치에 만성적으로 노출된 사람들의 신장 기능 장애를 나타내는 초기 지표일 수 있다. 소변 베타-2 마이크로글로불린 검사는 카드뮴 노출을 간접적으로 측정하는 방법이다. 일부 상황에서 산업안전국은 장기간 카드뮴에 노출되는 근로자에게 신장 손상 여부를 검사하도록 하고 있다.[21] 혈액 또는 소변 카드뮴 농도는 산업 상황이나 급성 중독 이후의 과도한 노출에 대한 더 나은 지수를 제공하는 반면, 장기 조직(폐, 간, 신장) 카드뮴 농도는 급성 또는 만성 중독으로 인한 사망에 유용할 수 있다. 과도한 카드뮴 노출이 없는 건강한 사람의 카드뮴 농도는 일반적으로 혈액이나 소변에서 1μg/L 미만이다. 혈액 및 소변 카드뮴 수준에 대한 ACGIH 생물학적 노출 지수는 무작위 시료에서 각각 5μg/L와 5μg/g 크레아티닌이다. 만성 카드뮴 노출로 신장 손상을 입은 사람은 혈액이나 소변 카드뮴 농도가 각각 25~50μg/L 또는 25~75μg/g 크레아티닌 범위에 있는 경우가 많다. 이러한 범위는 급성 중독 생존자의 경우 대개 1000-3000 μg/L 및 100-400 μg/g이며 치명적인 경우 상당히 높을 수 있다.[22][23]

치료

카드뮴 중독에 걸린 사람은 즉시 의사의 진료를 받아야 한다.[24] 섭취에 의한 단일 노출의 경우, 에메시스나 위세척에 의한 위 제독이 노출 직후에 유익할 수 있다. 활성탄의 투여는 효과가 입증되지 않았다.[25]

카드뮴 제거를 위한 킬레이트화 요법은 효과가 없어 추가 노출을 막는 것이 가장 중요하다.[25] EDTA와 기타 첼레이터로 카드뮴(Cd)의 해독이 가능하다. 임상적으로 이용 가능한 첼레이터로는 EDTA, DMPS, DMSA, British Anti-Lewisite(BAL) 등이 있다. BAL은 파생상품인 DMPS와 DMSA보다 독성이 강하며 임상적으로 거의 사용되지 않는다. EDTA, DMPS, DMSA는 Cd의 소변 배설을 증가시킨다. 체외 및 체내 연구는 세포내 Cd를 동원하는 데 있어 EDTA가 DMSA보다 우수하다는 것을 시사한다.[24] EDTA는 납 및 기타 중금속에 대해 FDA로부터 승인을 받고 있으며, 안전한 사용의 오랜 역사를 가지고 있기 때문에 임상용으로 가장 널리 받아들여지고 있다. 확립된 프로토콜을 사용하여 수행했을 때 인간과 동물에게 치료적으로 유익한 첼레이터의 사용.[citation needed]

역학

일본의 한 집단 카드뮴 중독에서 골격 합병증 유병률이 고령의 폐경 후 여성들에게 두드러진 것으로 알려졌으나, 그 원인을 완전히 파악하지 못하고 조사를 받고 있다. 폐경 후 여성의 카드뮴 중독은 골다공증의 위험을 증가시킬 수 있다. 현재의 연구는 일반적인 영양실조뿐만 아니라 여성의 나이와 관련된 칼슘 신진대사의 저하를 지적하고 있다.[26] 신장세포의 미토콘드리아 손상을 카드뮴에 의한 질병의 핵심 요인으로 지적하는 연구결과가 있다.[27]

역사

노리치 상공에 카드뮴이 뿌려지는 것과 관련된 1960년대 초의 실험은 BBC 뉴스 기사에 기록된 바와 같이 2005년 영국 정부에 의해 기밀 해제되었다.[28]

참고 항목

참조

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각주

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외부 링크