THE EFFECT OF CADMIUM ON ENVİRONMENT AND HUMAN HEALTH

Abstract

Cadmium is one of the most toxic heavy metals for living organisms. In world, soils are prone to elevating Cd concentrations due to continous use of phosphorus fertilizers and sewage sludge. Cadmium is very risky for plant, animal and human health due to very high mobility in soil and plant system. The presence of Cd in plants results in many physiological alterations affecting protein synthesis, nitrogen and carbohydrate metabolism, enzyme (i.e. nitrate reductase) activity, photosynthesis and chlorophyll synthesis. Accumulation of cadmium in plant tissues significantly reduces crop quality and yield. Accordingly, excessive fertilizers usage in greenhouses inevitanly results in elevated Cd concentration which may be toxic to human. The most serious consequences of chronic cadmium toxicity are: cancer (lung and prostate), kidney damage, pulmonary emphysema, bone disease (osteomalcia and osteoporosis) and anemia. The aim of this review was to evaluate the effects of cadmium on soil, plant and human health.

Keywords

• -

KADMİYUMUN ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ

Abstract

Kadmiyum elementi ekosistemde en tehlikeli ağır metal kirleticilerinden biri olup canlı organizmalar için toksiktir. Fosforlu gübre ve arıtma çamurlarının uzun süreli kullanılması nedeniyle Dünyanın birçok bölgesindeki tarım toprakları az veya orta düzeyde kadmiyum birikimine maruz kalmaktadır. Kadmiyum toprak-bitki sistemindeki yüksek mobilitesi nedeniyle kolaylıkla besin zincirine dâhil olabilmekte böylece bitki, hayvan ve insan sağlığı açısından tehlikeli olabilmektedir. Bitkiler tarafından alınan ve bitki bünyesinde biriktirilen kadmiyum, protein sentezi, azot ve karbonhidrat metabolizması, enzim (nitrat redüktaz) aktivasyonu, fotosentez ve klorofil sentezi gibi birçok metabolik aktivitenin bozulmasına neden olmaktadır. Bitki bünyesinde Kadmiyum biriktirilmesinin sonucunda verim ve kalite azalmakta, dolayısıyla önemli düzeyde ürün kaybı meydana gelmektedir. Bunun yanı sıra günümüz koşullarında örtü altında yoğun gübre kullanımıyla yetiştirilen ürünlerin kullanıldığı modern toplumlardaki insanların kadmiyum toksisitesinden kaçınmaları imkânsız gibi görünmektedir. Kadmiyum ve bileşenleri böbrekler ve karaciğerde birikerek yüksek tansiyon, akciğer kanseri, kemik erimesi ve kansızlık gibi önemli rahatsızlıklara neden olabilmektedir. Bu derlemede çevre açısından önemli bir kirletici ve ağır metal olan kadmiyumun toprak, bitki ve insan sağlığı üzerine etkilerine değinilmiştir.

Keywords

• Kadmiyum, çevre kirliliği, bitki sağlığı, insan sağlığı

References

1. Assche, F.V and Clijsters, H., 1990. Effects of metals on enzyme activity in plants, Plant and Cell Environment. 13: 195-206.
2. Alloway, B.J., 1995. Cadmium. In: Heavy Metals in Soils. B.J. Alloway (ed). Pp: 122-151. Blackie London. & Professional,
3. Aydoğdu, N., Erbaş, H., Kaymak, K., 2007. Taurin, Melatonin ve N-Asetilsisteinin Kadmiyuma Bağlı Akciğer Hasarındaki Antioksidan Etkileri. Trakya Üni. Tıp Fak. Dergisi, 24(1):43-48.
4. Chaffei, C., Pageau, K., Suzuki, A., Gouia, H., Ghorbel, M.H and Masclaux-Daubresse, C., 2004. Cadmium Toxicity Induced Changes in Nitrogen Management in Lycopersicon esculentum Leading to a Metabolic Safeguard Through an Amino Acid Storage Strategy. Plant and Cell Physiology, 45(11):1681-1693.
5. Doğan, M., 2003. Şanlıurfa’da Karakoyun Deresi Atık Suları İle Sulanan Soğanda (Allium cepa L.) Toksik Element Birikimi Üzerine Bir Araştırma. Ekoloji Dergisi 12(48):1-3.
6. Elmacı, L.Ö., 1995. Güney Marmara Bölgesi Sanayi Domates Alanlarındaki Toprak, Sulama Suyu ve Domates (Lycopersicum esculentum) Meyvelerinde Ağır Metal İçeriklerinin Belirlenmesi. Ege Üni. Fen Bil. Enst. Doktora Tezi.
7. Gouia, H., Gorbel, M.H. and Meyer, C., 2000. Effects of cadmium on activity of nitrate reductase and on other enzymes of the nitrate assimilation pathway in bean. Plant Physiology and Biochemistry. 38:629-638.
8. Göksu, L.Z., Çevik, F., Fındık, Ö ve Sarıhan, E., 2003. Seyhan Baraj Gölü’ndeki Aynalı Sazan (Cyprinus carpio L., 1758) ve Sudak 1758)’larda Fe, Zn, Cd Düzeylerinin Belirlenmesi. E.Ü. Su Ürünleri Dergisi, 20(1-2):69-74. lucioperca L.,

9. Hassan, M.J., Shao, G and Zhang, G., 2005. Influence of Cadmium Toxicity on Growth and Antioxidant Enzyme Activity in Rice Cultivars with Different Grain Cadmium Accumulation. Journal of Plant Nutrition, 28(7):1259-1270.
10. Hernández, L.E., Rodriguez, E.L., Gárate, A. and Ruiz, R.C., 1998. Influence of cadmium on the uptake, tissue accumulation and subcellular distribution of manganese in pea seedlings. Plant Science, 132: 139- 151.
11. Işıklı, B., Demir, T.A., Ürer, S.M., Berber, A., Akar, T ve Kalyoncu, C., 2007. Bir Kırsal Alan Yerleşiminde Kadmiyum Maruziyeti. http://www.dicle.edu.tr/~halks/m68.htm
12. Kabata-Pendias, A. And Pendias, H. 1992. Trace Elements in Soils and Plants. 2nd Edition. CRC Press, Baton Rouge.
13. Kalay, M., Koyuncu, C.E ve Dönmez, A.E., 2004. Mersin Körfezi’nden Yakalanan Sparus aurata (L.1758) ve Mullus barbatus (L.1758)’un Dokularındaki Kadmiyum Düzeylerinin Karşılaştırılması. 13(52);23-27. ve Karaciğer Ekoloji Dergisi,
14. Kaplan, M., Aktaş, M., Güneş, A., Alpaslan, M., Sönmez, S. 2000. Türkiye Gübre Üretim ve Tüketiminin Değerlendirilmesi. V. Türkiye Ziraat Mühendisliği Teknik Kongresi, 881-900. Ankara.
15. Katalay, S ve Parlak, H., 2002. Su Kirliliğinin, Gobius Gobiidae)’in Kan Parametreleri Üzerine Etkileri. E.Ü. Su Ürünleri Dergisi 19(1- 2):115-121. 1758 (Pisces:
16. Köleli, N ve Kantar, Ç., 2005. Fosfat Kayası, Fosforik Asit ve Fosforlu Gübrelerdeki Toksik Ağır Metal (Cd, Pb, Ni, As) Konsantrasyonu. Ekoloji Dergisi, 14(55).
17. Özbek, H., Kaya, Z., Gök, M ve Kaptan, H., 1995. Üniversitesi Ziraat Fak. Genel Yayın No: 73 Ders Kitapları Yayın No:16, ADANA.
18. Quariti, O., Gouia, H and Ghorbal, M.H.,1997. Responses of Bean and Tomato Plants to Cadmium: Growth, Mineral Nutrition and Nitrate Reduction. Plant Physiology and Biochemistry, 35(5):347-354.
19. Sağlamtimur, B ve Cicik, B., 2004. Kısa süreli Bakır-Kadmiyum Etkileşiminde Tatlısu Çipurası (Oreochromis niloticus L. 1758)’nın Karaciğer, Böbrek, Solungaç ve Kas Dokularındaki Kadmiyum Birikimi. Ekoloji Dergisi, 14(53);33-38.
20. Saltalı, K., 2004. Fosforlu Gübrelerde Ağır Metal (Kadmiyum) Sorunu ve Önerileri. Türkiye 3. Ulusal Gübre Kongresi, Tarım-Sanayi- Çevre, 11-13 Ekim. Tokat.
21. Sandalio, L.M., Dalurzo, H.C., Gómez, M., Puertas-Romero, M.C and del Rio, L.A., 2001. Cadmium-induced changes in the growth and oxidative metabolism of pea plants. Journal of Experimental Botany, 52 (362): 2115-2126.
22. Sheoran, I.S., Singal, H.R and Singh, R., 1990. Effect of cadmium and nickel on photosynthesis and enzymes of the photosynthetic carbon reduction cycle in pigeon Photosynthesis Research, 23, 345-351.
23. Stresty, T.V.S. and Madhava Rao, K.V., 1999. Ultrastructural alterations in response to zinc and nickel stress in the root cell of pigeonpea, Experimental Botany. 41: 3-13. and
24. Topçuoğlu, B., Önal, K.M ve Arı, N., 2003. Toprağa Uygulanan Kentsel Arıtma Çamurunun Domates Bitkisine Etkisi I. Bitki Besinleri ve Ağır Metal İçerikleri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fak. Dergisi, 16(1):87-96.
25. Veselov, D., Kudoyarova, G., Symonyan, M and Veselov, St., 2003. Effect of Cadmium on Ion uptake, Transpiration and Cytokinin Content in Wheat Seedlings. Bulgarian Journal of Plant Physiology. Spesical issue, 353-359.
26. Yağmur, B., Hakerlerler, H ve Kılınç, R., 2003. Gübreler ve İnsan Sağlığı. Çiftçi Dergisi sayı:2.
27. Yaramaz, Ö., 1992. Çevre ve Su Kirliliği. Ege Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, 42:1- 92. İzmir.
28. Yarsan, E., Bilgili, A ve Türel, İ., 2000. Van Toplanan Gölü’nden stevenianus Krynicki) Örneklerindeki Ağır Metal Düzeyleri. Turkish Journal of Veterinary and Animal Science. 24:93- 96. Midye (Unio
29. Yost, K.J. and Miles, L.J. 1979. Journal of Environmental Science and Health A. 14: 285-311.
30. Zengin, K.F ve Munzuroğlu, Ö., 2005. Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.Strike) Klorofil ve Karotenoid Miktarı Üzerine Bazı Ağır Metallerin (Ni+2, Co+2, Cr+3, Zn+2) Etkileri. F.Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1); 164-172.