Fakta om kobber

Hvad er kobber?

Kobber er et lys rødbrunt metallisk grundstof med symbolet "Cu" og atomnummer 29 på grundstoffernes periodiske system. Navnet kobber er afledt af ordet Cypern, øen, hvor romerne fik deres kobberforsyning. Det var det første metal, der blev brugt i vid udstrækning af mennesker.

Naturligt forekommende rent kobber kaldes "native kobber." Kobber findes også i naturen blandet med andre grundstoffer i en række forbindelser, mange kendetegnet ved deres blågrønne farve. Turkis, malakit og azurit er tre strålende farvede kobberforbindelser, der bruges som ædelsten. Kobbersulfat og kobberoxid er to vigtige kobberforbindelser, der bruges i industri og landbrug. Kobber kan blandes med andre metaller for at danne legeringer, såsom bronze (kobber og tin) og messing (kobber og zink).

Oxideret kobber, eller kobber, der har været udsat for luft, udvikler en grøn belægning eller "patina", som kan ses på gamle kobberpenge, Frihedsgudinden og kobbertage.

Hvor er kobber fundet?

Kobber er naturligt til stede i sten, enten i sin rene form eller i forbindelser. Geologiske, meteorologiske og biologiske processer spreder kobber i luften, jorden og vandet samt i organismer.

De største kendte kobbermalmforekomster i verden er i Chuquicamata i de chilenske Andesbjerge, og den største forekomst af naturligt kobber er på Michigans øvre halvø. De største producenter af kobber er Chile, som leverer 35 procent af verdens kobber og USA, som producerer omkring 11 procent. Canada, landene i det tidligere Sovjetunionen, Zambia, Kina, Polen og Den Demokratiske Republik Congo er også kobberproducerende nationer.

Menneskelig aktivitet tegner sig for meget af det kobber, der i dag findes i luft, jord og vand. Industrielle operationer som smelterier, støberier, kraftværker, forbrændingsanlæg og andre forbrændingskilder udsender kobber til atmosfæren, hvor det kan vende tilbage til jorden i nedbør. Smelteværker og andre kobberproduktionsanlæg udsender høje kobberkoncentrationer til omgivende luft og jord. Kobberminer kan være en væsentlig kilde til forurening. Kobber og andre mineraler, der er til stede i tailings - det affald, der er tilbage, efter at malm er blevet udvundet fra sten - trænger ind i jord og vandveje. Vand kan også være forurenet af en række andre kobberkilder, herunder landbrugsafstrømning fra gårde, der bruger kobberbaserede pesticider.

Kobber er et væsentligt element for alle levende organismer, derfor er det til stede i den mad, vi spiser - uanset om det er planter eller dyr - og i menneskeligt væv.

Hvad er brugen af ​​kobber?

Mennesker har brugt kobber i næsten ti tusinde år. Siden oldtiden er kobber blevet brugt alene og i kombination med andre metaller til fremstilling af våben, værktøj, husholdningsartikler og kunst.

Kobbers høje ledningsevne gjorde det til det foretrukne metal i udviklingen af ​​elektroteknik i det 18. og 19. århundrede. Kobber er det tredje mest udbredte metal globalt - efter stål og aluminium. I dag står byggeriet for det største forbrug af kobber. Kobber bruges til byggeri af boliger og andre bygninger, fremstilling af biler og fly og til VVS-rør. Den elektriske og elektriske produktindustri er den næststørste forbruger af kobber. Kobber bruges også i telekommunikation. En betydelig mængde kobber, der bruges i USA, kommer fra genbrugsskrot og skrot tilbage fra kobberproduktion.

En 1936 amerikansk kobberlegering penny, en 1943 zinkbelagt stål penny og en moderne 2004 kobberbelagt zink penny. Fotokredit: Dartmouth Toxic Metals Research Program

USA pennies blev lavet af rent kobber fra 1793 til 1837. I de efterfølgende år blev de lavet af forskellige kobberlegeringer, herunder bronze og messing. I 1943, da kobberforsyninger blev rettet til krigsindsatsen under Anden Verdenskrig, var størstedelen af ​​de prægede pennies forzinket stål. Siden 1982 indeholder pennies kun 2,5 procent kobber – de er zink med en tynd kobberbelægning.

Kobbersulfat, et naturligt forekommende og fremstillet kobbersalt, bruges som et fungicid på afgrøder, som et pesticid til at dræbe snegle og snegle og som vandbehandling for at dræbe vandvegetation. Dette kemikalie har alvorlig kronisk toksicitet med konsekvenser for landbrugsarbejdere og miljøet.

Moderne armringe af kobber eller kobberlegering fra Zimbabwe. Fotokredit: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Kobberforbindelser bruges også til at konservere træ og som lædergarvekemikalier og bejdsemiddel (fikseringsmiddel) ved tekstilfarvning. Kobber bruges stadig i dag til kunst og smykker rundt om i verden. I dele af Afrika fremstilles kobberarmringe og kunstværker af kasseret kobbertråd og rester. I mange dele af Syd- og Sydøstasien er kobber, messing og bronze meget brugt i køkkengrej, fade, religiøse statuer og kunstværker. Navajo og andre stammenationer i det sydvestlige USA bruger nogle gange kobber i smykker.

Har vi brug for kobber til sundhed?

Fødevarer, der indeholder kobber. Fotokredit: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Kobber er et vigtigt næringsstof for alt levende. Kobber er en komponent af mere end 30 enzymer i den menneskelige krop, herunder nogle involveret i kollagensyntese. Hos mennesker er kobber nødvendigt for en sund udvikling af bindevæv, nervebelægninger og knogler. Det er også involveret i både jern- og energiomsætning. Kobbermangel, selvom det er sjældent, kan forårsage anæmi og abnormiteter i bindevæv, knogler og nervesystem.

Retningslinjerne for diætreferenceindtag (DRI), fastsat i 2001 af US Food and Nutrition Board of the National Academies Institute of Medicine, fastsætter både de anbefalede kosttilskud (RDA) og den øvre indtagsniveauer for kobber. Gruppens indtagsanbefaling er 0,9 milligram kobber om dagen for voksne, mere for ammende kvinder (1,3 milligram) og mindre for børn (0,34 milligram for børn op til tre år og 0,44 milligram for børn mellem fire og otte år) ). Den øvre grænse er 10 milligram om dagen for raske voksne. Da kroppen ikke syntetiserer kobber, skal dette essentielle niveau af kobber komme fra ernæring.

Gode ​​kilder til kobber i kosten er lever og andet organkød, østers, nødder, frø, mørk chokolade og fuldkorn. Noget kobber er også til stede i kartofler, rosiner, svampe og kikærter og andre bælgfrugter. Drikkevand tilført i kobberrør kan bidrage til kobberindtag.

For meget zink i kosten kan forårsage kobbermangel.

Kan kobber udgøre en sundhedsrisiko?

Ligesom noget kobber er afgørende for et godt helbred, kan for meget være skadeligt. Et sundt menneske kan udskille overskydende kobber. Imidlertid kan høje doser, langvarig eksponering og visse eksponeringsveje overvælde de biologiske processer, der udskiller overskydende kobber fra kroppen.

Indånding af kobberstøv og dampe (fra kobberproduktions- og forarbejdningsanlæg) kan påvirke luftvejene og forårsage hoste, nysen og smerter i brystet. Det kan også påvirke mave-tarmkanalen negativt og forårsage kvalme og diarré. Lever og endokrin funktion kan også blive påvirket. Nogle undersøgelser har vist ændringer i blodet, herunder nedsat hæmoglobin- og erytrocyttal efter eksponering for kobber ved inhalation. Kobberstøv og dampe kan forårsage øjenirritation, hovedpine og muskelsmerter.

Indtagelse af store mængder kobberforbindelser (såsom kobbersulfat) kan forårsage død på grund af nervesystem, lever- og nyresvigt. Nogle undersøgelser har vist, at indtagelse af kobber også kan være impliceret i koronar hjertesygdom og højt blodtryk, selvom andre undersøgelser har vist, at kobbermangel kan spille en rolle i koronar hjertesygdom. Høje niveauer af kobber i drikkevand kan forårsage opkastning, mavesmerter, kvalme, diarré og er blevet rapporteret hos mennesker, der drikker vand fra kobberrør.

Zink og chelateringsmidler kan bruges til at fjerne overskydende kobber fra kroppen.

Kobber er ikke kendt for at spille en rolle i kræft eller fødselsdefekter.

Hvem er i fare for at komme til skade fra kobberforgiftning?

Store doser af kobberholdige forbindelser, såsom kobbersulfat, er giftige selv for dem med en sund lever. Nogle mennesker har dog større risiko for kobbertoksicitet. Mennesker med visse leversygdomme og dem med en arvelig manglende evne til at metabolisere kobber er særligt følsomme over for kobbertoksicitet, såsom mennesker med Menkes sygdom, arvelig aceruloplasminæmi og Wilsons sygdom.

Penicillamin, hvis kemiske struktur er vist her, bruges som et chelateringsmiddel i behandlingen af ​​Wilsons sygdom. Fotokredit: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Mennesker med Wilsons sygdom, en recessiv arvelig manglende evne til at fjerne kobber fra kroppen, har særlig risiko for at udvikle toksiske niveauer af kobber i deres væv, især leveren og hjernen. Ubehandlet kan denne tilstand føre til leversvigt, alvorlige neurologiske eller psykiatriske problemer og død.

Wilsons sygdom kan behandles effektivt ved hjælp af zinkacetat, som blokerer for optagelsen af ​​kobber. Chelaterende midler er også effektive ved at binde sig til kobber i kroppen og tillade det at blive udskilt i urinen. Begge typer behandling skal være kontinuerlig gennem hele patientens liv. Reduktion af kobber i kosten kan også reducere symptomerne, selvom dette alene ikke er effektiv behandling. Bærere af sygdommen - personer med én kopi af det defekte gen - vil ikke udvikle sygdommen, men kan have lidt unormalt kobberstofskifte. Selvom Wilsons sygdom kun findes hos én ud af 30,000 mennesker på verdensplan, kan så meget som én ud af 100 personer bære genet for sygdommen. Der er flere metoder til diagnosticering af sygdommen, såsom urinanalyse og leverbiopsi. Der er endnu ingen genetisk screening tilgængelig for at identificere individer, der er i fare, fordi sygdommen er forårsaget af en af ​​de 200 mutationer.

Der er andre tilstande, der involverer kobbertoksicitet, der ser ud til at have en genetisk forbindelse. Indisk cirrhose hos børn, som rammer børn i sydasiatiske lande, ser ud til at være et resultat af en genetisk disposition for kobberfølsomhed kombineret med en høj eksponering for kobber (ofte fra mælk kogt i kobber- eller messingpander). Lignende tilstande hos børn er dukket op i andre dele af verden, hvor vand indeholdt høje niveauer af kobber. Igen ser disse børn ud til at have en genetisk disposition for dårligt kobberstofskifte.

Mennesker, der bor i nærheden af ​​eller arbejder i kobberproducerende faciliteter såsom miner, smelteværker eller raffineringsanlæg, eller i kobberfremstilling med forhøjet risiko for eksponering for store mængder kobber. Eksponering kan ske ved indånding af kobberstøv og kobberdampe.

Er kobber i miljøet en sundhedsrisiko?

Svaret på dette spørgsmål er komplekst. Kobber er et nødvendigt næringsstof og forekommer naturligt i miljøet i klipper, jord, luft og vand. Vi kommer i kontakt med kobber fra disse kilder hver dag, men mængden er normalt lille. Noget af det kobber, især i vand, kan absorberes og bruges af kroppen. Men meget af det kobber, vi kommer i kontakt med, er tæt bundet til andre forbindelser, hvilket gør det hverken nyttigt eller giftigt. Det er vigtigt at huske, at et stofs toksicitet er baseret på, hvor meget en organisme udsættes for og varigheden og eksponeringsvejen.

Der er kilder til kobber i miljøet, som udgør en sundhedsrisiko. Omtrent halvdelen af ​​de farlige affaldssteder på EPA's nationale prioritetsliste er kendt for at indeholde kobber. Luft og jord i nærheden af ​​kobberbearbejdningsanlæg såsom smelteværker har typisk meget høje niveauer af kobber end i andre områder. Landbrugsafstrømning kan indeholde kobberbaserede pesticider. Disse kan udgøre en sundhedsrisiko for mennesker. Imidlertid binder kobber meget let til forbindelser i jord og vand, hvilket reducerer dets biotilgængelighed for mennesker.

En potentiel kilde til overdreven kobbereksponering hos mennesker er fra drikkevand, der overføres gennem kobberrør og messingvaskarmaturer. Små mængder kobber fra VVS udvaskes i vand, især varmt vand og vand, der har siddet i rørene i flere timer eller natten over. Surt (lav pH) vand vil udvaske mere kobber end mere basisk (høj pH) vand vil. Blødt vand indeholder sandsynligvis mere kobber end hårdt vand, fordi det ikke indeholder de mineraler, der opbygger et beskyttende lag på det indre af rørene, hvilket forhindrer kobber i at udvaske. Blågrønne vandpletter under vandhaner er en indikator for kobber i vandet. Nogle mennesker, der drikker vand med høje kobberniveauer, kan opleve kvalme, opkastning, mavesmerter og diarré. Mængden af ​​kobber, der typisk findes i vand fra kobber VVS, er normalt ikke en sundhedstrussel.

Brug kun vand fra den kolde hane til at drikke og tilberede mad kan reducere mængden af ​​kobber, der udvaskes fra VVS. At køre vandet, indtil det bliver meget koldt, efter at det har siddet i rørene natten over eller i mere end seks timer, vil også reducere kobberniveauet. Sørg for, at ingen elektriske apparater er jordet til VVS, kan reducere korrosion af rørene. Vandfiltre kan også fjerne kobber fra vandet. Tjek filterproducentens etiket for at se, om kobber er et af de bortfiltrerede kemikalier.

Er der føderale retningslinjer eller standarder for kobber?

I henhold til den føderale Safe Drinking Water Act begrænser US Environmental Protection Agency (EPA) mængden af ​​kobber i offentlige drikkevandsforsyninger til 1,3 mg pr. liter. I henhold til Superfund Act anser EPA 5,000 pund kobber eller 10 pund kobbersulfat i et område for at være et "farligt stof".

US Food and Drug Administration (FDA) tillader ikke mere end 1 mg kobber pr. liter vand på flaske. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) og Occupational Safety and Health Administration (OSHA) har hver deres egne standarder for den tilladte mængde kobber- og kobberdampe på arbejdspladsen.

Hvor kan jeg lære mere om kobber?

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) under US Centers for Disease Control and Prevention har en fremragende webbaseret folkesundhedserklæring om kobber tilgængelig på Agency for Toxic Substance & Disease Registry.

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) under US Centers for Disease Control and Prevention har en dybdegående toksikologisk profil på kobber hos Agency for Toxic Substance & Disease Registry.