Cadmio

Cos'è e dove si trova

Il cadmio (simbolo Cd, numero atomico 48) è un metallo di transizione raro nella crosta terrestre (circa 0,1 mg/kg) ma diffuso come sottoprodotto della metallurgia dello zinco, con cui condivide le caratteristiche geochimiche. In acqua si presenta quasi esclusivamente come ione Cd²⁺, mobile soprattutto in condizioni acide e ossidanti.

Nelle acque sotterranee italiane le concentrazioni sono di norma molto basse (inferiori a 1 µg/L) e raramente raggiungono il limite normativo. Valori più elevati si possono osservare nelle vicinanze di aree minerarie storiche (Sardegna sud-occidentale, Iglesiente), di impianti di galvanica e di tubazioni in acciaio zincato vetuste che rilasciano cadmio come impurezza dello zinco di rivestimento.

Origine della contaminazione

Le sorgenti naturali derivano dalla dissoluzione di minerali sulfurei (greenockite CdS, sfalerite (Zn,Cd)S) e dall'erosione di rocce sedimentarie ricche in zinco. La componente geogenica diventa significativa in falde acide e in aree con drenaggio acido di miniera.

Le sorgenti antropiche sono prevalenti: corrosione di tubazioni zincate (lo zinco di rivestimento può contenere fino allo 0,1% di cadmio come impurezza), scarichi di galvaniche e di industrie di pigmenti (giallo di cadmio), produzione di batterie nichel-cadmio, fertilizzanti fosfatici (la roccia fosfatica contiene cadmio in tracce), percolato di discariche e ceneri di combustione di rifiuti.

Effetti sulla salute

Il cadmio è classificato dallo IARC nel Gruppo 1 (cancerogeno certo per l'uomo) per via inalatoria, con tumori del polmone documentati in lavoratori esposti. Per l'esposizione orale tramite acqua e alimenti gli effetti accertati sono di tipo non cancerogeno ma comunque gravi.

L'organo bersaglio principale è il rene: il cadmio si accumula nel cortex renale con emivita di 10-30 anni, provocando danno tubulare progressivo (proteinuria a basso peso molecolare). Esposizioni croniche elevate sono associate anche a osteomalacia e fratture spontanee, come documentato nella celebre malattia di Itai-itai in Giappone negli anni '50, causata da acque irrigue contaminate da residui minerari.

L'EFSA ha fissato una Tolerable Weekly Intake di 2,5 µg per kg di peso corporeo, considerando tutte le vie di esposizione orale. L'acqua potabile contribuisce in modo limitato (5-10%) rispetto agli alimenti (cereali, ortaggi a foglia, frattaglie, molluschi bivalvi).

Limite normativo

Il D.Lgs. 18/2023, in recepimento della Direttiva (UE) 2020/2184, conferma il limite di 5 µg/L come valore di parametro per il cadmio nelle acque destinate al consumo umano, invariato rispetto al precedente D.Lgs. 31/2001.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità adotta un valore guida più stringente di 3 µg/L, basato su una valutazione tossicologica della funzione renale. Per le acque imbottigliate il D.M. 10 febbraio 2015 prevede lo stesso limite di 5 µg/L. L'EPA statunitense fissa un MCL di 5 µg/L.

Come si analizza

Il metodo accreditato di riferimento è la spettrometria di massa con plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) secondo UNI EN ISO 17294-2:2016, con limiti di quantificazione di 0,1-0,2 µg/L, ampiamente sufficienti rispetto al valore di parametro. La tecnica permette di rilevare anche concentrazioni di pochi nanogrammi per litro, utili per studi ambientali.

In alternativa si utilizza la spettrometria di assorbimento atomico in fornetto di grafite (GF-AAS) secondo UNI EN ISO 15586:2004, con LOQ tipico di 0,5 µg/L. Il campione va prelevato in bottiglia di polietilene a basso rilascio e acidificato in laboratorio con HNO₃ ultrapuro all'1% per stabilizzare il cadmio in soluzione ed evitarne l'adsorbimento sulle pareti del contenitore.

Come si abbatte

Le tecnologie più efficaci per ridurre il cadmio nelle acque potabili sono:

• Precipitazione come idrossido a pH 9-10 con aggiunta di calce, seguita da filtrazione, efficace negli impianti centralizzati.
• Coagulazione con cloruro ferrico o solfato di alluminio e successiva filtrazione su sabbia, con efficienze di rimozione del 70-90%.
• Scambio ionico cationico con resine sodiche, efficaci anche per il cadmio insieme alla durezza.
• Adsorbimento su ossi-idrossidi di ferro granulari (GEH, Bayoxide E33), selettivi per i metalli pesanti.
• Osmosi inversa al punto d'uso (POU), con efficienze superiori al 95%.
• Per tubazioni in acciaio zincato vetuste l'unica soluzione strutturale è la sostituzione con materiali conformi (PE-X, multistrato, rame).

Cosa fare se è fuori limite

In presenza di valori superiori a 5 µg/L è opportuno sospendere l'uso potabile e per la preparazione di alimenti, in particolare per neonati e gestanti, e comunicare il risultato all'ASL competente se l'acqua è distribuita a terzi. Per gli edifici con tubazioni in acciaio zincato è utile eseguire un campionamento dopo stagnazione notturna (primo getto) e dopo flussaggio per distinguere il contributo delle tubazioni interne da quello dell'acqua di rete.

L'analisi accreditata di verifica va eseguita dopo l'installazione di un sistema di trattamento o dopo la sostituzione delle tubazioni, controllando contestualmente piombo, zinco e nichel, spesso associati alla stessa fonte di contaminazione.