Cadmium

Vorkommen und Nutzung

Das Metall Cadmium ist ein natürlicher Bestandteil der Erdkruste und gelangt durch Vulkanausbrüche und durch die Verwitterung von Gesteinen in die Umwelt. In der Erdkruste liegt es hauptsächlich in anorganischen Verbindungen vor, die an Mineralien gebunden sind. Durch anthropogene Quellen wie Bergbau, industrielle Emissionen (insbesondere aus der Zinkverhüttung), Abwässer und die Verwendung cadmiumhaltiger Materialien gelangt Cadmium zusätzlich in die Umwelt. Die Verwendung von Phosphatdüngern, cadmiumhaltigem Klärschlamm und Kompost sowie die Ablagerung von Cadmium aus der Erdatmosphäre auf die Erdoberfläche stellen wichtige Belastungsquellen für landwirtschaftlich genutzte Flächen dar.

Der gezielte Einsatz von Cadmium, z.B. zur Herstellung von Rostschutzbeschichtungen, Batterien, Legierungen, Pigmenten und als Stabilisator in Kunststoffen, wurde in den letzten Jahren wegen gesundheitsschädlicher Wirkungen eingeschränkt.

Der Weg in die Nahrungskette

Cadmium wird von Pflanzen leicht über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen. Böden mit einem niedrigen pH-Wert begünstigen dabei eine höhere Aufnahme, während alkalische Böden diese verringern können. Die Aufnahme hängt jedoch auch von der Pflanzenart sowie anderen Bodeneigenschaften ab.

Über das Futter gelangt Cadmium in Nutztiere und reichert sich dort vor allem in Innereien wie Leber und Nieren an. Muscheln und Schalentiere können über verunreinigtes Wasser ebenfalls Cadmium aufnehmen. Lebensmittel, die häufig höhere Cadmiumgehalte aufweisen, sind unter anderem Kakaoprodukte, Pilze, Ölsaaten, Meeresalgen, Innereien, Krebstiere und Wasserweichtiere. Getreide und Gemüse enthalten zwar geringere Mengen an Cadmium, tragen aber aufgrund ihres hohen Verzehrs erheblich zur Cadmiumaufnahme bei.
Zusätzlich kann der Kontakt mit Keramikgefäßen, die cadmiumhaltige Glasuren enthalten, dazu führen, dass Lebensmittel mit Cadmium kontaminiert werden.

Gesundheitliche Beurteilung

Etwa 3-5 % des mit der Nahrung aufgenommenen Cadmiums werden absorbiert, wobei die Absorption bei Eisen- oder Calciummangel höher sein kann. Nicht absorbiertes Cadmium wird rasch mit dem Stuhl ausgeschieden, während sich absorbiertes Cadmium im menschlichen Körper anreichern kann. Die Anreicherung erfolgt hauptsächlich in den Nieren, gefolgt von Leber und Knochen. Aufgrund der langen Eliminationshalbwertszeit verbleibt Cadmium dort bis zu mehreren Jahrzehnten.

Eine akute Intoxikation mit Cadmium ist unter den derzeitigen Expositionsbedingungen selten, jedoch wurden bei Aufnahme sehr hoher Mengen akute gastrointestinale Symptome beobachtet. Aufgrund der Akkumulation von Cadmium im Körper sind chronische Wirkungen von größerer Bedeutung. Zielorgan für toxische Wirkungen ist vor allem die Niere. Nierenfunktionsstörungen treten bereits bei niedrigen Konzentrationen auf. Darüber hinaus führen langfristig hohe Cadmiumbelastungen zu Knochenschäden. Auch das Herz-Kreislauf-System kann durch Cadmium beeinträchtigt werden. Besonders betroffen von den gesundheitlichen Auswirkungen sind Kinder, Raucher und Personen mit Eisen- oder Calciummangel. Bei Rauchern ist das Lungenkrebsrisiko vor allem durch die inhalative Aufnahme von Cadmium über den Tabakrauch erhöht. Für die orale Aufnahme ist das Krebsrisiko weniger eindeutig belegt, es gibt jedoch Hinweise aus tierexperimentellen und epidemiologischen Studien auf mögliche Zusammenhänge mit Lungen-, Prostata-, Blasen-, Gebärmutter- und Brustkrebs.

Maßnahmen zur Minderung

Aufgrund des weit verbreiteten Vorkommens von Cadmium können nur langfristige Strategien die Belastung verringern. In Deutschland werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um den Cadmiumeintrag in die Umwelt zu minimieren, wie die Überwachung und Reduzierung der Cadmiumemissionen aus Industrie und Bergbau, Begrenzung des Cadmiumgehalts in Düngemitteln oder der Festlegung eines strengen Grenzwertes für den Cadmiumgehalt in Batterien.

Eine abwechslungsreiche Ernährung wird empfohlen, um den Körper mit ausreichend Nährstoffen zu versorgen. Darüber hinaus sollte der Verzehr cadmiumhaltiger Lebensmittel, wie z.B. Kakaoprodukte oder Innereien wie Leber und Nieren von Rindern und Schweinen, auf ein vernünftiges Maß beschränkt werden. Außerdem sollte auf eine ausreichende Zufuhr von Eisen, Calcium und Proteinen geachtet werden.

Rechtliche Regelung

Um die Sicherheit von Lebensmitteln zu gewährleisten, wurden auf europäischer Ebene in der Verordnung (EU) 2023/915 Höchstgehalte für Cadmium in verschiedenen Lebensmitteln festgelegt [8]. Für bestimmte Produkte können spezifische Höchstgehalte für Cadmium festgesetzt werden, z.B. für Wein in der Weinverordnung.
Der Grenzwert von Cadmium natürlichem Mineralwasser ist in der Mineral- und Tafelwasserverordnung und der für Trinkwasser in der Trinkwasserverordnung festgesetzt.

Quellen

  • [1] Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain on a request from the European Commission on cadmium in food. The EFSA Journal (2009) 980, 1-139.
  • [2] Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), Cadmium dietary exposure in the European population. EFSA Journal 2012;10(1):2551. [37 pp.]
  • [3] Hartwig, A., Jahnke, G. Metalle und ihre Verbindungen als Kontaminanten in Lebensmitteln. Bundesgesundheitsbl 60, 715–721 (2017).
  • [4] Kommission Human Biomonitoring des Umweltbundesamtes (HBM Commission), Aktualisierung der Stoffmonographie Cadmium-Referenz- und Human-Biomonitoring (HBM)-Werte. Stellungnahme der Kommission “Human-Biomonitoring” des Umweltbundesamtes. Bundesgesundheitsbl. 2011;54:981–996
  • [5] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Cadmium in Lebensmitteln, 2009
  • [6] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Geschirr aus Keramik: BfR empfiehlt niedrigere Freisetzungsmengen für Blei und Cadmium, Stellungnahme Nr. 043/2020 des BfR vom 21. September 2020
  • [7] Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE), Cadmium und Blei in Lebensmitteln expositionsrelevanter Lebensmittelgruppen – Ergebnisse der BfR-MEAL-Studie, 14. DGE-Ernährungsbericht, 2020
  • [8] Verordnung (EU) 2023/915 der Kommission vom 25. April 2023 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (ABl. L 119 vom 05/05/2023, S. 103–157)
  • [9] Weinverordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 21. April 2009 (BGBl. I S. 827)
  • [10] Mineral- und Tafelwasser-Verordnung vom 1. August 1984 (BGBl. I S. 1036)
  • [11] Trinkwasserverordnung vom 20. Juni 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 159, S. 2)

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