Staðreyndir um kopar

Hvað er kopar?

Kopar er ljósrauðbrúnt málm frumefni með táknið "Cu" og lotunúmer 29 á lotukerfinu. Nafnið kopar er dregið af orðinu Kýpur, eyjunni þar sem Rómverjar fengu koparbirgðir sínar. Það var fyrsti málmurinn sem var mikið notaður af mönnum.

Náttúrulegur hreinn kopar er kallaður "innfæddur kopar". Kopar er einnig að finna í náttúrunni í bland við önnur frumefni í fjölda efnasambanda, mörg aðgreind með blágrænum lit. Grænblár, malakít og azúrít eru þrjú ljómandi lituð koparsambönd sem notuð eru sem gimsteinar. Koparsúlfat og koparoxíð eru tvö mikilvæg koparsambönd sem notuð eru í iðnaði og landbúnaði. Kopar er hægt að blanda saman við aðra málma til að mynda málmblöndur, svo sem brons (kopar og tin) og kopar (kopar og sink).

Oxaður kopar, eða kopar sem hefur orðið fyrir lofti, myndar græna húð eða "patinu" sem sést á gömlum koparpeningum, Frelsisstyttunni og koparþökum.

Hvar finnst kopar?

Kopar er náttúrulega til í bergi, annað hvort í hreinu formi eða í efnasamböndum. Jarðfræðilegir, veðurfræðilegir og líffræðilegir ferlar dreifa kopar í loftið, jarðveginn og vatnið sem og í lífverur.

Stærstu þekktu koparinnstæður í heiminum eru í Chuquicamata í Andesfjöllum í Chile, og stærsta koparinneignin er á Upper Peninsula í Michigan. Helstu koparframleiðendur eru Chile, sem framleiðir 35 prósent af kopar heimsins og Bandaríkin, sem framleiða um það bil 11 prósent. Kanada, lönd fyrrum Sovétríkjanna, Sambía, Kína, Pólland og Lýðveldið Kongó eru einnig koparframleiðandi þjóðir.

Atvinna mannsins skýrir mikið af koparnum sem finnst í dag í lofti, jarðvegi og vatni. Iðnaðarstarfsemi eins og álver, steypustöðvar, rafstöðvar, brennsluofnar og aðrir brennslugjafar losa kopar út í andrúmsloftið þar sem hann getur farið aftur til jarðar í úrkomu. Bræðsluver og aðrar koparframleiðslustöðvar gefa frá sér háan koparstyrk í nærliggjandi loft og jarðveg. Koparnámur geta verið veruleg uppspretta mengunar. Kopar og önnur steinefni sem eru til staðar í afganginum - úrgangurinn sem verður eftir eftir að málmgrýti hefur verið unnið úr bergi - berst í jarðveg og vatnsfarvegi. Vatn getur líka verið mengað af fjölda annarra kopargjafa, þar með talið afrennsli í landbúnaði frá bæjum sem nota varnarefni úr kopar.

Kopar er nauðsynlegur þáttur fyrir allar lífverur, þess vegna er hann til staðar í matnum sem við borðum - hvort sem er plöntur eða dýr - og í vefjum manna.

Hver er notkun kopars?

Menn hafa notað kopar í næstum tíu þúsund ár. Frá fornu fari hefur kopar verið notaður sjálfur og í samsetningu með öðrum málmum til að búa til vopn, verkfæri, búsáhöld og listaverk.

Mikil leiðni kopars gerði það að verkum að hann var valinn málmur í þróun rafmagnsverkfræði á 18. og 19. öld. Kopar er þriðji mest notaður málmur á heimsvísu - á eftir stáli og áli. Í dag er mest neysla á kopar í byggingu. Kopar er notað í byggingu heimila og annarra bygginga, framleiðslu á bílum og flugvélum og í pípulagnir. Rafmagns- og rafmagnsvöruiðnaðurinn er næststærsti neytandi kopar. Kopar er einnig notað í fjarskiptum. Umtalsvert magn af kopar sem notað er í Bandaríkjunum kemur úr endurunnu rusli og rusli sem eftir er af koparframleiðslu.

1936 bandarískur koparblendi, 1943 sinkhúðaður stálpeningur og nútímalegur 2004 koparhúðaður sinkpeningur. Myndinneign: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Bandarískir smáaurar voru gerðir úr hreinum kopar frá 1793 til 1837. Á síðari árum voru þeir gerðir úr ýmsum koparblendi, þar á meðal bronsi og kopar. Árið 1943, þegar koparbirgðum var beint til stríðsátaksins í seinni heimsstyrjöldinni, var meirihluti myntarinnar sinkhúðað stál. Síðan 1982 innihalda smáaurarnir aðeins 2,5 prósent kopar - þeir eru sink með þunnri koparhúð.

Koparsúlfat, sem er náttúrulegt og framleitt koparsalt, er notað sem sveppaeitur á ræktun, sem skordýraeitur til að drepa snigla og snigla og sem vatnsmeðferð til að drepa vatnagróður. Þetta efni hefur alvarlegar langvarandi eiturverkanir sem hafa áhrif á landbúnaðarstarfsmenn og umhverfið.

Nútímalegir armbönd úr kopar eða koparblendi frá Simbabve. Myndinneign: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Koparsambönd eru einnig notuð til að varðveita við og sem leðursuðuefni og beitingarefni (fixative) í textíllitun. Kopar er enn notað í dag fyrir listaverk og skartgripi um allan heim. Í hlutum Afríku eru kopararmbönd og listaverk unnin úr fleygðum koparvír og ruslum. Víða í Suður- og Suðaustur-Asíu er kopar, kopar og brons mikið notað í eldhúsáhöld, leirtau, trúarstyttur og listaverk. Navajo og aðrar ættbálkaþjóðir í suðvesturhluta Bandaríkjanna nota stundum kopar í skartgripi.

Þurfum við kopar fyrir heilsuna?

Matvæli sem innihalda kopar. Myndinneign: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Kopar er nauðsynlegt næringarefni fyrir allar lífverur. Kopar er hluti af meira en 30 ensímum í mannslíkamanum, þar á meðal sum sem taka þátt í kollagenmyndun. Hjá mönnum er kopar nauðsynlegur fyrir heilbrigða þróun bandvefs, taugahlífar og beina. Það tekur einnig þátt í bæði járn- og orkuefnaskiptum. Koparskortur, þó sjaldgæft sé, getur valdið blóðleysi og truflunum í bandvef, beinum og taugakerfi.

Leiðbeiningar um neyslu mataræðis (DRI), settar í 2001 af matvæla- og næringarráði Bandaríkjanna, National Academies Institute of Medicine, setja bæði ráðlagða mataræðisskammta (RDA) og efri inntaksstig fyrir kopar. Ráðleggingar hópsins um neyslu eru 0,9 milligrömm af kopar á dag fyrir fullorðna, meira fyrir konur með barn á brjósti (1,3 milligrömm) og minna fyrir börn (0,34 milligrömm fyrir börn allt að þriggja ára og 0,44 milligrömm fyrir börn á aldrinum fjögurra til átta ára ). Efri mörkin eru 10 milligrömm á dag fyrir heilbrigða fullorðna. Þar sem líkaminn býr ekki til kopar verður þetta nauðsynlega magn kopar að koma frá næringu.

Góðar uppsprettur kopars eru lifur og annað líffærakjöt, ostrur, hnetur, fræ, dökkt súkkulaði og heilkorn. Einhver kopar er einnig til staðar í kartöflum, rúsínum, sveppum og kjúklingabaunum og öðrum belgjurtum. Drykkjarvatn sem er í koparrörum getur stuðlað að koparinntöku.

Of mikið sink í fæðu getur valdið koparskorti.

Getur kopar valdið heilsufarsáhættu?

Rétt eins og einhver kopar er nauðsynlegur fyrir góða heilsu getur of mikið verið skaðlegt. Heilbrigður maður getur útskilið umfram kopar. Hins vegar geta stórir skammtar, langvarandi útsetning og ákveðnar útsetningarleiðir gagntekið líffræðilega ferla sem skilja umfram kopar frá líkamanum.

Innöndun koparryks og gufu (frá koparframleiðslu og vinnslustöðvum) getur haft áhrif á öndunarfærin og valdið hósta, hnerri og verkjum í brjósti. Það getur einnig haft slæm áhrif á meltingarveginn og valdið ógleði og niðurgangi. Lifur og innkirtlastarfsemi getur einnig haft áhrif. Sumar rannsóknir hafa sýnt fram á breytingar á blóði, þar með talið fækkun blóðrauða og blóðrauða eftir útsetningu fyrir kopar við innöndun. Koparryk og gufur geta valdið ertingu í augum, höfuðverk og vöðvaverkjum.

Inntaka mikið magn af koparsamböndum (eins og koparsúlfati) getur valdið dauða vegna taugakerfis, lifrar- og nýrnabilunar. Sumar rannsóknir hafa sýnt að inntaka kopar getur einnig átt þátt í kransæðasjúkdómum og háum blóðþrýstingi þó að aðrar rannsóknir hafi sýnt að koparskortur gæti gegnt hlutverki í kransæðasjúkdómum. Mikið magn kopar í drykkjarvatni getur valdið uppköstum, kviðverkjum, ógleði, niðurgangi og hefur verið greint frá því hjá fólki sem drekkur vatn úr koparrörum.

Hægt er að nota sink og klóbindandi efni til að fjarlægja umfram kopar úr líkamanum.

Ekki er vitað að kopar gegnir hlutverki í krabbameini eða fæðingargöllum.

Hver er í hættu á skaða af kopareitrun?

Stórir skammtar af efnasamböndum sem innihalda kopar, eins og koparsúlfat, eru eitruð jafnvel þeim sem eru með heilbrigða lifur. Hins vegar eru sumir í meiri hættu á kopareitrun. Fólk með ákveðna lifrarsjúkdóma og þeir sem eru með arfgenga vanhæfni til að umbrotna kopar eru sérstaklega viðkvæmir fyrir eiturverkunum á kopar, svo sem fólk með Menkes-sjúkdóm, arfgenga aceruloplasminemia og Wilsonssjúkdóm.

Penicillamín, sem efnafræðileg uppbygging er sýnd hér, er notað sem klóbindandi efni við meðhöndlun á Wilsonssjúkdómi. Myndinneign: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Fólk með Wilsons sjúkdóm, víkjandi arfgenga vanhæfni til að útrýma kopar úr líkamanum, er sérstaklega hætta á að fá eitrað magn kopars í vefjum sínum, sérstaklega lifur og heila. Ómeðhöndlað getur þetta ástand leitt til lifrarbilunar, alvarlegra tauga- eða geðsjúkdóma og dauða.

Hægt er að meðhöndla Wilsonssjúkdóm á áhrifaríkan hátt með því að nota sinkasetat, sem hindrar frásog kopars. Klóbindandi efni eru einnig áhrifarík með því að bindast kopar í líkamanum og gera honum kleift að skiljast út með þvagi. Báðar tegundir meðferðar verða að vera samfelld alla ævi sjúklingsins. Að draga úr kopar í mataræði getur einnig dregið úr einkennum, þó það eitt og sér sé ekki árangursrík meðferð. Sjúkdómsberar - fólk með eitt eintak af gallaða geninu - mun ekki þróa með sér sjúkdóminn en geta haft örlítið óeðlileg koparefnaskipti. Þó að Wilsonssjúkdómur finnist aðeins hjá einum af hverjum 30,000 fólki um allan heim, getur allt að einn af hverjum 100 einstaklingum borið genið fyrir sjúkdómnum. Það eru nokkrar aðferðir til að greina sjúkdóminn, svo sem þvaggreining og lifrarsýni. Engin erfðagreining er enn tiltæk til að bera kennsl á einstaklinga sem eru í hættu vegna þess að sjúkdómurinn stafar af einhverri af 200 stökkbreytingum.

Það eru aðrar aðstæður sem fela í sér eituráhrif á kopar sem virðast hafa erfðafræðilega tengingu. Skorpulifur á indverskum æsku, sem hefur áhrif á börn í Suður-Asíu löndum, virðist vera afleiðing af erfðafræðilegri tilhneigingu til koparnæmis ásamt mikilli útsetningu fyrir kopar (oft úr mjólk sem er soðin í kopar- eða koparpönnum). Svipaðar aðstæður hjá börnum hafa komið fram í öðrum heimshlutum þar sem vatn innihélt mikið magn af kopar. Aftur virðast þessi börn hafa erfðafræðilega tilhneigingu til lélegra koparefnaskipta.

Fólk sem býr nálægt eða vinnur í koparframleiðslustöðvum eins og námum, álverum eða hreinsunarstöðvum, eða í koparframleiðslu í aukinni hættu á að verða fyrir miklu magni af kopar. Útsetning getur átt sér stað við innöndun koparryks og kopargufa.

Er kopar í umhverfinu heilsufarsleg hætta?

Svarið við þessari spurningu er flókið. Kopar er nauðsynlegt næringarefni og kemur náttúrulega fyrir í umhverfinu í steinum, jarðvegi, lofti og vatni. Við komumst í snertingu við kopar frá þessum aðilum á hverjum degi en magnið er yfirleitt lítið. Sumt af þeim kopar, sérstaklega í vatni, getur frásogast og notað af líkamanum. En mikið af koparnum sem við komumst í snertingu við er þétt bundið öðrum efnasamböndum sem gerir það hvorki gagnlegt né eitrað. Mikilvægt er að muna að eituráhrif efnis byggjast á því hversu mikið lífvera verður fyrir og lengd og leið váhrifa.

Það eru uppsprettur kopar í umhverfinu sem valda heilsufarsáhættu. Vitað er að um það bil helmingur spilliefna á forgangslista EPA innihaldi kopar. Loft og jarðvegur nálægt koparvinnslustöðvum eins og álverum hefur venjulega mikið magn af kopar en á öðrum svæðum. Afrennsli úr landbúnaði getur innihaldið varnarefni úr kopar. Þetta getur valdið heilsufarsáhættu fyrir menn. Kopar binst hins vegar mjög auðveldlega efnasamböndum í jarðvegi og vatni og dregur úr aðgengi þess fyrir menn.

Hugsanleg uppspretta óhóflegrar koparútsetningar hjá mönnum er frá drykkjarvatni sem flutt er í gegnum koparrör og vaskabúnað úr kopar. Lítið magn af kopar úr pípunum lekur út í vatn, sérstaklega heitt vatn og vatn sem hefur legið í pípunum í nokkrar klukkustundir eða yfir nótt. Súrt (lágt pH) vatn mun leka meira úr kopar en meira basískt (hátt pH) vatn mun. Mjúkt vatn er líklegt til að innihalda meira kopar en hart vatn vegna þess að það inniheldur ekki steinefnin sem byggja upp hlífðarlag á innra hluta röranna, sem kemur í veg fyrir að kopar leki út. Blágrænir vatnsblettir fyrir neðan blöndunartæki eru vísbending um kopar í vatninu. Sumir sem drekka vatn með háu koparmagni geta fundið fyrir ógleði, uppköstum, kviðverkjum og niðurgangi. Magn kopars sem venjulega er að finna í vatni úr koparpípu er yfirleitt ekki heilsufarsógn.

Með því að nota aðeins vatn úr köldu krananum til að drekka og undirbúa mat getur það dregið úr koparmagni sem lekur úr pípunum. Að renna vatninu þar til það verður mjög kalt eftir að það hefur setið í rörunum yfir nótt eða í meira en sex klukkustundir mun einnig draga úr koparmagni. Að ganga úr skugga um að engin rafmagnstæki séu jarðtengd við pípulagnir getur dregið úr tæringu á rörunum. Vatnssíur geta einnig fjarlægt kopar úr vatni. Athugaðu merki síuframleiðandans til að sjá hvort kopar er eitt af efnum sem síað er út.

Eru alríkisreglur eða staðlar um kopar?

Samkvæmt alríkislögunum um öruggt drykkjarvatn takmarkar Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA) magn kopars í almennum drykkjarvatnsbirgðum við 1,3 mg á lítra. Samkvæmt Superfund Act, EPA telur 5,000 pund af kopar eða 10 pund af kúprísúlfati á svæði vera „hættulegt efni“.

Matvæla- og lyfjaeftirlit Bandaríkjanna (FDA) leyfir ekki meira en 1 mg kopar á hvern lítra af flöskuvatni. Vinnuverndarstofnunin (NIOSH) og Vinnueftirlitið (OSHA) hafa hver sína staðla um magn kopar- og kopargufa sem leyfilegt er á vinnustaðnum.

Hvar get ég lært meira um kopar?

The Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) hjá bandarísku miðstöðvum fyrir eftirlit með sjúkdómum og forvarnir er með frábæra lýðheilsuyfirlýsingu á netinu um kopar í boði hjá Agency for Toxic Substance & Disease Registry.

The Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) hjá bandarísku miðstöðvum fyrir eftirlit og forvarnir gegn sjúkdómum hefur ítarlegar eiturefnafræðilegar upplýsingar um kopar hjá Agency for Toxic Substance & Disease Registry.