H250 : S'enflamme spontanément au contact de l'air H330 : Mortel par inhalation H341 : Susceptible d'induire des anomalies génétiques(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H361fd : Susceptible de nuire à la fertilité. Susceptible de nuire au fœtus. H372 : Risque avéré d'effets graves pour les organes(indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P260 : Ne pas respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P281 : Utiliser l’équipement de protection individuel requis. P391 : Recueillir le produit répandu. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin. P405 : Garder sous clef. P501 : Éliminer le contenu/récipient dans …
D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 6.1 groupe I D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques cancérogénicité : CIRC groupe 1, ACGIH A2; toxicité chronique : néphrotoxicité; atteinte du développement post-natal chez l'animal
Divulgation à 0,1% selon la liste de divulgation des ingrédients
L'élément a été découvert en pionnier vers 1809 par le chimiste suédoisMagnus Martin af Pontin(de) ouMagnus Martin Pontin(de), grâce aux premières études d'électrochimie. Mais l'élément a été redécouvert dans le cadre de la chimie minérale classique : il est dénommé en allemand « das Cadmium » ou « das Kadmium » définitivement en 1817 par le professeur de chimie analytique de l'université de GoettingenFriedrich Stromeyer qui prépare le corps simple, métal mou et blanc, pour la première fois à partir de carbonate de zinc ZnCO3 impur, couvert de taches jaunâtres[8]. Ces travaux concernant la chimie de l'élément cadmium sont confirmés dès 1818 par les travaux de trois chimistes allemands, le pharmacien-chimiste et industrielCarl Hermann à partir des oxydes de zinc,Karl Johann Bernhard Karsten et Paul Meissner ouPaul Traugott Meißner(de) pour confirmer, de façon indépendante, la première hypothèse savante.
Smithsonite jaunâtre contenant du cadmium.
Le mot cadmium vient du latin médiévalcadmia ou du gréco-latinkadmeia, ancien nom donné au carbonate de zinc, avant la dénomination définitive desmithsonite, attribuée en 1832 parFrançois Sulpice Beudant. Les mineurs des environs de la cité antique deThèbes extrayaient déjà ce minerai pour fabriquer divers « laitons » et « bronzes ». Rappelons que la cité thébaine en Béotie est fondée selon la légende par le guerrier étrangerCadmos ou Cadmus, dont la citadelle et le royaume portent ainsi le nom deKadmeia, en françaisCadmée.
L'interprétation commune que le cadmium provient du mot « cadmie », parfois pris au sens de dépôt résiduel, se fonde sur ce que le cadmium métal produit par l'industrie en Haute-Silésie dès 1852 provenait de la réduction des poussières zincifères et cadmifères, autrement dit descadmies, recueillies dans les allonges des cornues jouant le rôle de creusets horizontaux des fours à zinc, le métal cadmium étant obtenu finalement par une distillation garantissant le moins d'impuretés possibles. Ce procédé s'est répandu dans le monde jusqu'à sa disparition vers 1920.
Le cadmium est un élémenttoxique (notamment responsable de lamaladie Itai-itai) etécotoxique, parmi les plus problématiques sur le plan de lasanté environnementale parmi leséléments traces métalliques etmétaux lourds. Des analyses géostatistiques ont montré que dans certaines régions du monde, dont la France[10], certains sols (sédimentaires marins) présentent naturellement une teneur élevée en cadmium (avec des risques de contamination de végétaux ou d'animaux et de l'eau)[10]. Certainsengrais (phosphatés) sont la source la plus fréquente de contamination des sols dont en Europe[11].
Le cadmium possède 38 isotopes connus, denombre de masse variant entre 95 et 132, et 12 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, six sontstables,106Cd,108Cd,110Cd,111Cd,112Cd et114Cd, et constituent avec deuxradionucléides primordiaux,113Cd et116Cd la totalité du cadmium naturel. Le plus abondant est114Cd (28,73 % du cadmium naturel) et le moins abondant108Cd (0,89 %). On soupçonne106Cd,108Cd et114Cd d'être radioactifs, avec des demi-vies de l'ordre de dix millions de fois l'âge de l'univers ou même supérieures, mais leur désintégration n'a pour l'instant jamais été observée. On attribue au cadmium une masse atomique standard de 112,411(8) u.
Occurrences dans les milieux naturels, minéralogie et géologie, gîtes et gisements
Le cadmium est un élément relativement rare.Leclarke s'élève à 0,15 g/t[12].
Le cadmium existe très rarement à l'état natif. Lecadmium natif n'a été découvert, par des géologues russes dans lestrapps de Sibérie orientale, qu'en 1979.
Le cadmium est souvent associé au zinc, au cuivre et au plomb dans les minerais.
Les minerais assez rares, comme très souvent mêlés à la blende, lagreenockite CdSβ contenant potentiellement 77,8 % ou l'otavite ou carbonate naturel de cadmium, restent en pratique inexploités ou peu exploitables, car le cadmium est présent dans presque tous les minerais dezinc (la teneur en cadmium varie de 0,01 % à 0,05 %). Le cadmium métal est obtenu industriellement comme sous-produit de lamétallurgie du zinc, à partir des poussières mêlées au gaz de grillage des minerais sulfurés comme les blendes ZnS, mais aussi parfois du cuivre et du plomb. Il est aussi récupéré à partir des lessives de la production électrolytique du zinc.
Le corps simple cadmium est un métal blanc argent brillant, légèrement bleuté, tendre et mou, très malléable et ductile, avec un éclat blanc d'étain. Il est plus mou que le zinc et l'étain. Son réseau hexagonal compact est déformé par allongement, expliquant une anisotropie des propriétés cristallines. Le métal cadmium se courbe facilement, il crisse à la flexion[13]. Il graisse les limes. Frotté sur le papier, il laisse une trace grise.
Larésistivité électrique du cadmium est quatre fois plus élevée que celle du cuivre.
Exposé à l'air, il perd son éclat. Avec le temps il ternit au contact de l'air. Il est peu altéré à l'air humide. Il est insoluble dans l'eau et les bases. L'eau pure est sans action, même à ébullition.
Il estductile (capacité à l’étirement), malléable (capacité à la mise en forme) et résiste à la corrosion atmosphérique, ce qui en fait un revêtement de protection pour les métaux ferreux. C'est pourquoi il est employé dans les revêtements galvanoplastiques, par exemple lecadmiage desaciers pour la protection en milieu eau de mer. C'est ainsi un métal d'électro-galvanisation, le revêtement protecteur de l'acier pouvant être un dépôt par voie électrolytique.
Les propriétés chimiques du cadmium sont semblables à celles duzinc.
Le cadmium est chalcophile. Il réagit directement avec le corps simple soufre. Le test classique est la précipitation dusulfure de cadmium jaune par le gazsulfure d'hydrogène ou divers autres sulfures alcalins.
Il s'oxyde très peu à la température ambiante et chauffé, il brûle avec une flamme orange dans l'air en donnant une fumée brune toxique, qui apparaît être de l'oxyde anhydre jaune brun CdO, insoluble dans un excès d'hydroxyde de sodium. La réaction est exothermique :
2 Cdmétal solide + O2gazoxygène de l'air → 2 CdOsolide jaune brun avec =−513kJ/mol
Pièce de cadmium oxydé, CdO brun jaune en surface.
La vapeur de cadmium décompose l'eau au rouge, produisant un dégagement de gazdihydrogène et laissant CdO.
Le cadmium est soluble dans les acides forts concentrés et parfois dilués.Réagissant avec les acides forts, il est facilement soluble dans l'acide nitrique fort et dilué, il reste peu soluble dans les acideschlorhydrique etsulfurique concentrés à moins de procéder à chaud. Le métal cadmium est dissous avec dégagement d'hydrogène dans les précédents acides décrits, mais aussi dans l'acide acétique, un acide faible.
Les sels de cadmium obtenus, incolores, parfois diversement hydratés, sont solubles dans l'eau. Placé sur une lame de zinc, un sel quelconque génère l'activation ducouple redox suivant, qui explique le dépôt cristallin de cadmium métal.
Il est soluble dans les solutions aqueuses denitrate d'ammonium et dans celles de l'acide sulfureux, sans dégagement de gaz hydrogène. Dans ce dernier cas, la dissolution donne un mélange de sulfite de cadmium soluble, et de sulfure de cadmium qui précipite.
Le cadmium réagit également directement avec les corps simples halogènes, sélénium, phosphore, etc.
La métallurgie du cadmium est intégrée àcelle du zinc, du plomb ou plus rarement du cuivre. Dans tous les cas, une partie du cadmium est récupérée par filtration du gaz provenant du grillage.
Voici deux cas de récupération, la pyrométallurgie et l'hydrométallurgie duzinc :
Les autres poussières réutilisables sont enrichies à 7 à 10 %.
Boues et/ou poussières sont ensuite attaquées en milieu acide sulfurique. Les ions Cd2+ sous forme de CdSO4aq sont à nouveau réduits en métal par cémentation avec de la poussière de zinc. Le cadmium métallique cémente ou précipite.
Le cadmium se sépare du cément ou phase de cémentation qui contient différents sulfates et impuretés (Zn, As, Sb, Cu, Ni) par distillation ou vaporisation à400 °C.
Procédé électrochimique pour obtenir le cadmium à 99,97 %
Le raffinage a lieu par lixiviation ou lessivage à l'acide sulfurique avec des produits purifiés, venant du procédé électrolytique menant à la production de zinc. La solution est neutralisée, les impuretés essentielles comme le Pb, le Cu ou l'As sont précipitées.
Il existe de nombreux alliages, notamment avec le Zn, Cu, Ag, Pb, Bi, Sn.Les alliages avec le plomb, l'étain, l'argent sont très ductiles et malléables, alors que les alliages du cadmium avec l'or, lecuivre, leplatine et autres platinoïdes sont cassants.
La présence de cadmium apporte des propriétés antifriction et souvent contribue à un abaissement du point de fusion. Ce métal est présent dans les alliages de friction, les alliages d'imprimerie, dans les alliages pour soudures et brasures, dans l'alliage de Wood, autrefois du type Cd2Pb2Sn4, excellent pour le moulage, etc.
Les alliages CdZn étaient utilisés pour la soudure d'aluminium.
L'alliage or cadmium AuCd est un des premiersalliages à mémoire de forme connus. Rappelons qu'un faible apport de cadmium confère à l'or un éclat particulier.
L'amalgame HgCd est le matériau de la cathode de l'élément oupile de Weston, en contact avec une solution de CdSO4 comme électrolyte.
Chimie du cadmium, propriétés physiques et chimiques des corps composés et complexes
La chimie du cadmium est proche de celle du zinc, et dans une moindre mesure, du plomb. Le principal nombre d'oxydationestII.Le cadmium monovalent reste assez rare, mais l'hydrure de cadmium (I), letétrachloroaluminate de cadmium (I) ne sont pas confidentiels.
L'ion cadmium divalent est déplacé par le zinc métallique en solution : il est moins réactif que le zinc. Ainsi les solutions salines de cadmium II mises au contact de Zn0 ou Al0 relarguent le métal cadmium qui précipite.
La tendance des sels à former des complexes, souvent de coordination 4, est forte. Ainsi les anions ou cations complexes le plus souvent incolores Zn(Cl)42−, Zn(CN)42−, mais aussi Cd(NH3)62+, Cd(C2O4)22−, Cd(C4H4O6)22−, Cd(EDTA)2−, etc.Le cadmium forme d'importants complexes avec le dithiocarbamate…
Il existe une dizaine de mesures physiques par spectrométrie, précises jusqu'à parfois quelquesppb.L'analyse chimique traditionnelle passe par exemple par la gravimétrie ou pesée après précipitation en milieu H2S du sulfure de cadmium CdS.
Utilisations et applications du corps simple, des alliages et des composés
Le cadmium a de multiples utilisations : pour lecadmiage ou plaquage protecteur de cadmium sur des métaux ou alliages potentiellement oxydables, engalvanoplastie, pour les soudures spéciales (circuit électriques ou électroniques, alliages à températures de fusion basse…), enélectrochimie (fabrication de cathode type pour accumulateur au cadmium et/ou au plomb, pour batteries rechargeables nickel cadmium) mais aussi notamment dans les écrans detélévision, lesbarres de contrôles des réacteurs ou piles nucléaires, les colorants (émail,glaçure rouge-orange en céramique), etc.
Certains alliages de cadmium avec l'or font partie de la famille des métaux « intelligents » (à mémoire de forme) et servent donc à fabriquer des lunettes incassables, des tuyaux dans les centrales nucléaires…
Il sert à la fabrication de certainesbatteries d'accumulateurs (« piles rechargeables »), du type nickel cadmium Ni/Cd, HgO/Cd, ou encore ONi(OH)/Cd et Ag2O /Cd.
Cdcorps simple métal à l'anode + 2 NiO(OH)aqueux fortement basique + 2 H2O → Cd(OH)2aqueux fortement basique + 2 Ni(OH)2hydroxyde de nickel de la cathode
Il existe un « effet mémoire » au niveau des électrodes, ce qui impose une discipline minimale de charge et de décharge.
Quoique supplantés actuellement par des dispositifs de typeLithium-ion ou nickel-hydrure de métalNi-MH, les accumulateurs Ni-Cd restent employés, malgré leureffet mémoire, dans les applications où larésistance interne doit rester faible (appels de courant important) : moteurs électriques,talkies-walkies, etc. En1992, la production d'accumulateurs Ni-Cd était de 1,3 milliard d'unités dont 60 % par des producteurs japonais et 15 % par des français ; le cadmium est ainsi également utilisé dans la collecte de l'énergie solaire.
Revêtements (métal, pigments de peinture), colorants et/ou stabilisants
Mais ses principales utilisations en masse restent celles de ses composés qui concernent les revêtements anticorrosion (appliqué en couche mince sur l'acier parcadmiage, le cadmium protège contre la corrosion, en particulier saline) ou encore la fabrication de pigments stables de couleurs (jaune et rouge). Lecadmiage se justifie par le fait que le cadmium est inaltérable à l'air et a un bon comportement en milieu marin. Le cadmiage est effectué par électrolyse. Utilisé, en particulier pour protéger lesrivets d'assemblage enaéronautique.
Les pigments de cadmium sont essentiellement à base desulfure de cadmium et parfois desulfure de zinc. Ce sont des cristaux mixtes de CdS jaune et ZnS blanc, associé à CdSe rouge, ce qui explique Cd(S,Se) de couleur orange par mélange. Ces mélanges de corps purs facilement dispersables présentent une bonne résistance à la lumière et auxUV, à la chaleur et aux intempéries et ont été utilisés à grande échelle dans les peintures (couleur jaune des taxis de New-York), dans les matières plastiques (casques, verres, céramiques…). Van Gogh utilisait du CdS pour faire le jaune de ses tournesols.
Ainsi lejaune 35 ou lejaune 37 à base de mélange précis de ZnS et CdS, l'orange 20 à base de Cd(S,Se), lerouge 108 x CdS.y CdSe ont été des colorants usuels des matières plastiques, type polyoléfines et polystyrèniques, desannées 1960 et1970. Mais le cadmium a été reconnu progressivement par les autorités comme un métal lourd, hautement toxique, par lui-même et ses composés, libérables des peintures, plastiques et mélanges de polymères, par décomposition thermique ou lente dégradation. D'où le déclin de cette gamme de pigments minéraux, amorcé à partir desannées 1990.
Des composés de cadmium, comme les carboxylates de cadmium ou parfois le sulfure de cadmium, peuvent être utilisés comme stabilisateurs ou stabilisants, avec d'autres composés métalliques à base de Zn, Ba, Sr de matériaux polymères communs, comme lePVC. Des composés obtenus avec des organo-cadmiens pouvaient être employés comme agent de moulage ou pour stabiliser le PVC.
La Communauté européenne a adopté une directive limitant l'utilisation des pigments de cadmium aux seuls cas où ils ne peuvent être remplacés (polymères).
l'absorption deneutrons : lasection efficace du cadmium pour l'absorption des neutrons thermiques étant particulièrement élevée, avec une section de capture de l'ordre de2 400barn pour le mélange d'isotope, le cadmium sert à éviter l'emballement de la réaction de fission, il est employé pour la réalisation de barres de contrôle dans lesréacteurs nucléaires, et est utilisé en tant que protection biologique vis-à-vis de sources de neutrons ;
l'éponge de cadmium est un mélange de cadmium et desulfate de zinc obtenu généralement par la réaction entre duzinc et dusulfate de cadmium ; elle peut servir en catalyse hétérogène.
Depuis l'ère industrielle, le cadmium contamine l'environnement et s'y accumule. Il contamine notamment les sources alimentaires des carnivores et des consommateurs de certains légumes racines, chez l'animal comme chez l'Homme. Le cadmium s'accumule alors dans l'organisme où il a en excès des effets négatifs, notamment sur le système osseux qu'il détériore progressivement de diverses manières.
En France, la Conférence nationale des unions régionales des professionnels de santé-médecins libéraux (URPS-ML) le considère comme une « bombe sanitaire »[20].
L'élément cadmium est très toxique, comme l'avait pressentiFriedrich Stromeyer, aussi toxique que le plomb et le mercure. Par ingestion de produits solubilisés par l'organisme ou par inhalation via lesalvéoles des bronches, il passe dans le sang, s'accumule dans lefoie tout en provoquant des troubles rénaux graves. Il forme des composés métalliques avec l'urée, qui joue le rôle d'un complexant.
Les fumées d'oxydes de cadmium ont un potentiel de dangerosité équivalent à celui duphosgène. L'inhalation à faible concentration provoque une fièvre persistante, connue sous l'appellation de « fièvre des fonderies », « fièvre des fondeurs » ou encore « fièvre des métaux ». L'inhalation à haute concentration entraîne unœdème du poumon. La limite autorisée sur le lieu de travail est fixée à 0,004 mg de CdO parm3.
Le cadmium a un cation bivalent de rayon ionique très proche de celui ducalcium. Ainsi, comme le strontium, le cadmium interagit avec le calcium des os. Du fait de sa forte et longue rétention dans les organismes vivants, il peut se substituer facilement au calcium dans le cristal osseux et en modifie les propriétés mécaniques. Ainsi le cadmium en excès présent dans l'organisme cause une porosité osseuse, une déformation des os, des fractures multiples, un ratatinement progressif du corps, impossible à réparer ou à soigner comme le prouvent les derniers stades de la maladie « Itai-itai » décrite en 1955 par le corps médical nippon. La maladie se dénomme simplement par le cri répété de douleur des patients, souffrant de terribles souffrances aux articulations, avant d'agoniser par atrophie osseuse et paralysie complète.
Il est aisé de comprendre que le recyclage maîtrisé du métal et surtout de ses sels (souvent oubliés), l'épuration soignée des eaux usées et des gaz de rejets sont un impératif pour l'environnement.
Elle varie selon de nombreux paramètres, environnementaux notamment, et dans l'urine il tend à augmenter avec l'âge et à diminuer avec l’IMC (Indice de masse corporelle).
Il est difficile de déduire les effets de ces indices d'imprégnation des mères par le cadmium sur l'embryon, en raison d'effet potentiels de la grossesse sur l’excrétion urinaire du cadmium (la littérature est contradictoire sur ce point) et en raison des recommandations de diminution ou arrêt du tabagisme lors de la grossesse[23].
Les analyses faites sur les ossements préhistoriques et des époques successives montrent que les humains se sont fortement contaminés par le cadmium à partir de la révolution industrielle[25].
L'être humain peut par exemple se contaminer via letabagisme, certainsengrais naturellement riches en cadmium[26], des sources industrielles, certainsfruits de mer et la cuisson dans des récipients libérant de faibles doses de cadmium.Des études entreprises surtout dès lesannées 1980 ont confirmé les effets négatifs du cadmium sur l'organisme (système rénal notamment) et sonstatut de cancérigène ; il augmente la tension et est source detroubles musculo-squelettiques entraînant une déformation lente et importante du corps chez l'homme, notamment l'embryon qui peut être contaminé via le placenta chez les femmes enceintes exposées à un milieu faiblementcontaminé. Son inhalation est également dangereuse.
La Commission allemande de biosurveillance a retenu commevaleur seuil HBM-IIHBM-II[24]4μg/L (dans l'urine) car au-dessus de ce taux, les connaissances scientifiques disponibles montrent un risque accru d’effets défavorables sur la santé pour les individus sensibles au sein de lapopulation générale[23].
Cet élément est toxique à faibles doses pour de nombreuses espèces animales et végétales, aquatiques et terrestres.
Par exemple :
il peut fortement déformer lesquelette du vairon (à la suite de fractures spontanées de vertèbres, souvent à proximité de la queue) dès l'exposition à 7,5 μg de cadmium/L, dose 5 200 fois moins importante que laLC50 pour96 h, et qui est proche des taux de cadmium des cours d'eau pollués des régions baltes où a eu lieu cette étude[28] ;
il est nocif pour les cellules végétales et à plus forte dose pour la plupart des végétaux[29]. Par exemple il diminue la hauteur et le poids du maïs qui s'y montre nettement plus sensible qu'au plomb (le maïs absorbe plus facilement le cadmium que le plomb) ;
il inhibe la germination du pollen desgymnospermes, ainsi que la croissance destubes polliniques, pour des raisons physiologiques encore mal comprises[29] ;
il modifie également la morphologie des tubes polliniques d'une manière dose-dépendante. L'endocytose est fortement inhibée chez les plantes contaminées par du cadmium, avec un nombre d'appareils de Golgi réduit, et une formation anormale d'organites acides dans les tubes polliniques[29]. Les pollens deP. wilsonii se montrent par exemple très vulnérables au cadmium, qui inhibe fortement la germination des pollens et la croissance des tubes en perturbant les organites endomembranaires, en inhibant lesendocytoses et lesexocytoses et en formant des vacuoles acides, entraînant un gonflement des tubes polliniques et des diamètres irrégulièrement élargis de ces tubes[29] ;
au Japon, au début desannées 1950 un usage massif de fertilisants riches en cadmium, dans des sols par ailleurs très pauvres (sableux, acides et fortement déficitaires en zinc et en calcium), expliquent les teneurs inédites du riz produit par les rizières locales et le soja cultivé dans ces champs, soit respectivement 0,37 et 3,36 mg/kg sec[30]. C'est l'une des causes cachées de lamaladie Itai-itai, après que les autorités agricoles aient imposé aux nombreux paysans pauvres et parfois affamés, du moins souvent carencés en Zn, une « pseudo-modernisation » impérative de leurs pratiques ancestrales[29] ;
Le cadmium a été identifié comme un polluant chimique associé à unavortement toxique chez des animaux[31].
Le rejet et la dispersion anciens ou récents de cadmium (pigments, charge…) ou la contamination d'eaux pluviales par du cadmium en tant que contaminant fréquent des zingueries anciennes peut être une cause de pollution environnementale diffuse.
Face à ces risques et à d'autres contaminations environnementales, les piles NiMH moins polluantes et moins dangereuses pour la santé ont remplacé à partir de 2008 lespiles NiCd au sein de l'Union européenne. Lespiles NiMH ont en outre été remplacées par desaccumulateurs lithium-ion dans la quasi-totalité desappareils nomades.
EnAustralie méridionale, dans lesannées 1970, lesagronomes observant les terres sèches, soumises à de fréquentesremontées d'eaux salines, craignaient à terme le remplacement cationique partiel, mais catastrophique pour la qualité des cultures, du magnésium par le zinc, et du calcium par le cadmium. Mais ils ont aussi compris le rôle capital du zinc qui entrave l'action toxique du cadmium, réduit ou empêche sa fixation, en prenant la bonne place sur les sites de protéines. En milieu marin ou terrestre, une teneur en zinc plus élevée, paradoxalement toxique pour certains organismes vivants, réduit la toxicité du cadmium et surtout son entrée souvent irréversible dans l'organisme. Aussi une prime alimentation à haute teneur en cadmium, avec un déficit grave en zinc et en calcium, est bien cause de catastrophe dans lachaîne trophique.
Il est impératif de proscrire le cadmium des fertilisants, et accepter des teneurs modestes de zinc, d'autant plus que l'irrigation peut parfois utiliser des eaux plus ou moins salines sur des sols pauvres et acides. Les bons sols argileux, riches en complexes argilo-humiques, ou des sols bien amendés, àpH plus élevés, sont beaucoup moins sensibles à cette pollution.
La toxicité du cadmium pour les organismes vivants est liée au fait qu'il déplace des ions métalliques essentiels dans lesmacromolécules.Tous les systèmes intracellulaires de détoxification connus reposent sur des protéines aux sites riches en soufre, sites dont on pensait qu'ils peuvent toujours aussi capter d'autresmétaux lourds.Liuet al. ont récemment (2019) montré que la bactériePseudomonas putida(en) peut ainsi inerter le cadmium qui la pénètre, mais via une protéine cette fois spécifique du cadmium, diteCadR (qui répond sélectivement au cadmium) ; elle se lie à l'ADN et régule positivement sa transcription d'autres protéines de détoxification du cadmium. Cette sélectivité serait liée aux types de sites de liaison : le cadmium est d'abord capté par un site riche encystéine, et par un autre site, riche cette fois enhistidine, via une double liaison qui emprisonne le cadmium[32].
Elle est en forte diminution dans les mers depuis lesannées 1980, mais les taux restent localement préoccupants, notamment dans les coquillages et organismes du haut de lachaîne alimentaire. En Europe, laBelgique centre est particulièrement touchée, ainsi que les ex-pays de l'Est.
En Chine, le cadmium serait présent dans une partie importante de la production de riz[33].
Les origines de lapollution par le cadmium sont multiples, avec notamment :
La teneur de Cd dans l'air varie de 1 ng/m3 en zone rurale, à 20 ng/m3 en zone industrielle et 30 µg/m3 près de l'Etna.
Aquatique
Sidérurgie, métallurgie
Cadmiage
Fabrication des engrais phosphatés
Raffinage de Zn
Fabrication de pigments
Le risque lié au cadmium des engrais phosphorés en Europe commence à être pris en compte. En Europe, la Commission a publié plusieurs textes et décisions concernant les dispositions nationales relatives à la teneur maximum admissible en cadmium des engrais[34],[35].
Le cadmium est limité ou interdit pour certains usages. Il fait partie des métaux devant être contrôlés dans l'eau potable (dans la plupart des pays).
En Europe, depuis le, ladirective RoHS (« Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment ») limite son usage dans certains produits commercialisés en Europe (dont éclairage et électronique, hors batteries). Les autres matériaux concernés sont le plomb, le mercure, le chrome hexavalent, les polybromobiphényles (PBB), les polybromodiphényléthers (PBDE), ces derniers sont limités à 0,1 % du poids de matériau homogène, mais la limite imposée pour le cadmium est 10 fois plus basse que pour ces derniers produits 0,01 %. Remarque : cette directive pourra être élargie à d'autres produits et à d'autres toxiques.
La production mondiale de cadmium corps simple métallique avoisine18 000t/an au début desannées 1990. Les principaux usages économiques dans le monde concernaient le cadmiage (près du tiers), la préparation de pigment et de stabilisants pour matières plastiques (environ un quart pour chacun), l'usage dans les accumulateurs (environ 15 %) et les alliages (3 à 4 %).
Production mondiale de Cadmium en 2010
La croissance mondiale et généralisée de l'utilisation des piles et accumulateurs électrochimiques a bouleversé la répartition des emplois du cadmium.
Production mondiale de Cadmium
Zone géographique
Année
Tonnes
Total Monde
1994
18 882
Canada
1994
2 129
Belgique
1994
1 557
ex-URSS
1994
1 407
Chine
1994
1 300
Mexique
1994
1 255
Allemagne
1994
1 145
Monde occidental
1996
12 708
Europe
1996
5 633
Japon
1996
2 357
États-Unis
1996
1 238
Environ 10 à 15 % de la production mondiale du cadmium se fait à partir de matériaux recyclés, le reste étant extrait des sols.
Le tableau ci-contre (droite) donne les chiffres de la production de différents pays en 1994 et 1996. La carte à gauche donne un aperçu des pays producteurs actuels.
Il est réalisé principalement à partir des accumulateurs Ni-Cd et des soudures, plus facilement recyclables car nécessitants moins de traitements chimiques.
Il est à noter qu’en France par exemple, près de la moitié des besoins en cadmium provient du recyclage (environ mille tonnes de cadmium recyclé par an).
↑Entrée « Cadmium pyrophoric » dans la base de données de produits chimiquesGESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 13 février 2010(JavaScript nécessaire)
↑« Cadmium » dans la base de données de produits chimiquesReptox de laCSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
↑Cadmia en allemand technique, langue germanique des mineurs et métallurgistes auXIXe siècle, désigne cette dernière « cadmie » encore dénommée trivialement « calamine » en français, soit les incrustations de fourneau, la « suie métallique » qui s'attache aux parois des fourneaux de fusion. Il paraît évident que le terme minéral stricto sensu appartient à un registre savant latin, et non populaire ou technique.
↑Le cadmium est un peu plus dur que l'étain, mais il donne à entendre, comme ce dernier métal, un craquement typique lorsqu'on le ploie.
↑Société chimique de France, « Cadmium », surSociété Chimique de France(consulté le)
↑Il peut être utilisé dans les écrans TV et ordinateurs.
↑Il est utilisé en gravure sur métal et en lithographie.
↑Usage technique pour teinter couleur bronze des pièces préalablement zinguées par voie électrolytique, par exemple des carburateurs ou autres pièces automobiles.
↑Il sert dans les écrans pour appareils RX et dans les compteurs de scintillation, mais aussi comme catalyseur en chimie organique.
↑Il peut être utilisé dans les peintures irisantes sur céramiques et porcelaines, de même qu'en galvanoplastie.
↑Stéphane Mandard, « La France malade du cadmium, une « bombe sanitaire », alertent les médecins libéraux »,Le Monde, 5 juin 2025.
↑Dans la province duGuangxi, selon les autorités chinoises, ce sont des millions de poissons qui ont péri à la suite de déversements industriels.
(en)Rapport[PDF] duCSTEE européen sur les risques sanitaires et environnementaux induits par l'utilisation de cadmium commecolorant ou additif stabilisant de certainspolymères et pour letraitement de surface (« The risks to health and environment by cadmium used as a colouring agent or a stabiliser in polymers and for metal plating »,Risk & Policy Analysts Ltd, 2001)
