Fakta om kobber

Hva er kobber?

Kobber er et lys rødbrunt metallisk grunnstoff med symbolet "Cu" og atomnummer 29 på grunnstoffenes periodiske system. Navnet kobber er avledet fra ordet Kypros, øya der romerne fikk sin kobberforsyning. Det var det første metallet som ble mye brukt av mennesker.

Naturlig forekommende rent kobber kalles "native kobber." Kobber finnes også i naturen blandet med andre grunnstoffer i en rekke forbindelser, mange kjennetegnes ved sin blågrønne farge. Turkis, malakitt og azuritt er tre strålende fargede kobberforbindelser som brukes som edelstener. Kobbersulfat og kobberoksid er to viktige kobberforbindelser som brukes i industri og landbruk. Kobber kan blandes med andre metaller for å danne legeringer, som bronse (kobber og tinn) og messing (kobber og sink).

Oksidert kobber, eller kobber som har vært utsatt for luft, utvikler et grønt belegg eller "patina" som kan sees på gamle kobberpenger, Frihetsgudinnen og kobbertak.

Hvor er kobber funnet?

Kobber er naturlig tilstede i bergarter, enten i sin rene form eller i forbindelser. Geologiske, meteorologiske og biologiske prosesser sprer kobber i luft, jord og vann, så vel som i organismer.

De største kjente kobbermalmforekomstene i verden er i Chuquicamata i de chilenske Andesfjellene, og den største forekomsten av naturlig kobber er på Michigans øvre halvøy. De største produsentene av kobber er Chile, som leverer 35 prosent av verdens kobber og USA, som produserer omtrent 11 prosent. Canada, landene i det tidligere Sovjetunionen, Zambia, Kina, Polen og Den demokratiske republikken Kongo er også kobberproduserende nasjoner.

Menneskelig aktivitet står for mye av kobberet som finnes i dag i luft, jord og vann. Industriell virksomhet som smelteverk, støperier, kraftstasjoner, forbrenningsovner og andre forbrenningskilder slipper ut kobber til atmosfæren, hvor det kan returnere til jorden i nedbør. Smelteverk og andre kobberproduksjonsanlegg avgir høye kobberkonsentrasjoner til omkringliggende luft og jord. Kobbergruver kan være en betydelig kilde til forurensning. Kobber og andre mineraler som er tilstede i avgangsmassene - avfallet som blir igjen etter at malm er blitt utvunnet fra stein - kommer inn i jord og vassdrag. Vann kan også bli forurenset av en rekke andre kobberkilder, inkludert landbruksavrenning fra gårder som bruker kobberbaserte plantevernmidler.

Kobber er et essensielt element for alle levende organismer, derfor er det tilstede i maten vi spiser - enten det er planter eller dyr - og i menneskelig vev.

Hva er bruken av kobber?

Mennesker har brukt kobber i nesten ti tusen år. Siden antikken har kobber blitt brukt alene og i kombinasjon med andre metaller for å lage våpen, verktøy, husholdningsartikler og kunstverk.

Kobbers høye ledningsevne gjorde det til det foretrukne metallet i utviklingen av elektroteknikk på 1700- og 1800-tallet. Kobber er det tredje mest brukte metallet globalt - etter stål og aluminium. Bygg og anlegg står i dag for det største forbruket av kobber. Kobber brukes i bygging av boliger og andre bygninger, produksjon av biler og fly, og til rørleggerrør. Industrien for elektriske og elektriske produkter er den nest største forbrukeren av kobber. Kobber brukes også i telekommunikasjon. En betydelig mengde kobber som brukes i USA kommer fra resirkulert skrap og skrap til overs fra kobberproduksjon.

En 1936 amerikansk kobberlegering penny, en 1943 sinkbelagt stål penny, og en moderne 2004 kobberbelagt sink penny. Fotokreditt: Dartmouth Toxic Metals Research Program

United States pennies ble laget av rent kobber fra 1793 til 1837. I de påfølgende årene ble de laget av forskjellige kobberlegeringer, inkludert bronse og messing. I 1943, da kobberforsyninger ble rettet til krigsinnsatsen under andre verdenskrig, var flertallet av myntene som ble preget sinkbelagt stål. Siden 1982 inneholder pennies bare 2,5 prosent kobber - de er sink med et tynt kobberbelegg.

Kobbersulfat, et naturlig forekommende og produsert kobbersalt, brukes som soppdreper på avlinger, som plantevernmiddel for å drepe snegler og snegler, og som vannbehandling for å drepe vannvegetasjon. Dette kjemikaliet har alvorlig kronisk toksisitet med implikasjoner for landbruksarbeidere og miljøet.

Moderne armringer av kobber eller kobberlegering fra Zimbabwe. Fotokreditt: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Kobberforbindelser brukes også til å konservere tre og som skinngarvekjemikalier og beisemiddel (fikseringsmiddel) i tekstilfarging. Kobber brukes fortsatt i dag til kunstverk og smykker rundt om i verden. I deler av Afrika er kobberarmringer og kunstverk laget av kassert kobbertråd og skrap. I mange deler av Sør- og Sørøst-Asia er kobber, messing og bronse mye brukt i kokekar, servise, religiøse statuer og kunstverk. Navajo og andre sørvestlige amerikanske stammenasjoner bruker noen ganger kobber i smykker.

Trenger vi kobber for helsen?

Matvarer som inneholder kobber. Fotokreditt: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Kobber er et viktig næringsstoff for alle levende ting. Kobber er en komponent av mer enn 30 enzymer i menneskekroppen, inkludert noen involvert i kollagensyntese. Hos mennesker er kobber nødvendig for sunn utvikling av bindevev, nervebelegg og bein. Det er også involvert i både jern- og energimetabolismen. Kobbermangel, selv om den er sjelden, kan forårsake anemi og abnormiteter i bindevev, bein og nervesystem.

Dietary Reference Intake (DRI)-retningslinjene, fastsatt i 2001 av US Food and Nutrition Board ved National Academies Institute of Medicine, angir både de anbefalte kosttilskuddene (RDA) og de øvre inntaksnivåer for kobber. Gruppens inntaksanbefaling er 0,9 milligram kobber om dagen for voksne, mer for ammende kvinner (1,3 milligram) og mindre for barn (0,34 milligram for barn opp til tre og 0,44 milligram for barn mellom fire og åtte år) ). Den øvre grensen er 10 milligram per dag for friske voksne. Siden kroppen ikke syntetiserer kobber, må dette essensielle nivået av kobber komme fra ernæring.

Gode ​​kilder til kobber er lever og annet organkjøtt, østers, nøtter, frø, mørk sjokolade og hele korn. Noe kobber er også tilstede i poteter, rosiner, sopp og kikerter og andre belgfrukter. Drikkevann tilført i kobberrør kan bidra til kobberinntak.

For mye sink kan forårsake kobbermangel.

Kan kobber utgjøre en helserisiko?

Akkurat som noe kobber er avgjørende for god helse, kan for mye være skadelig. Et friskt menneske kan skille ut overflødig kobber. Høye doser, langvarig eksponering og visse eksponeringsveier kan imidlertid overvelde de biologiske prosessene som skiller ut overflødig kobber fra kroppen.

Innånding av kobberstøv og røyk (fra kobberproduksjons- og prosessanlegg) kan påvirke luftveiene og forårsake hoste, nysing og smerter i brystet. Det kan også påvirke mage-tarmkanalen negativt og forårsake kvalme og diaré. Lever og endokrin funksjon kan også bli påvirket. Noen studier har vist endringer i blodet inkludert redusert hemoglobin- og erytrocyttall etter eksponering for kobber ved inhalering. Kobberstøv og røyk kan forårsake øyeirritasjon, hodepine og muskelsmerter.

Inntak av store mengder kobberforbindelser (som kobbersulfat) kan forårsake død av nervesystem, lever- og nyresvikt. Noen studier har vist at inntak av kobber også kan være involvert i koronar hjertesykdom og høyt blodtrykk, selv om andre studier har vist at kobbermangel kan spille en rolle i koronar hjertesykdom. Høye nivåer av kobber i drikkevann kan forårsake oppkast, magesmerter, kvalme, diaré og har blitt rapportert hos personer som drikker vann fra kobberrør.

Sink og chelateringsmidler kan brukes til å fjerne overflødig kobber fra kroppen.

Kobber er ikke kjent for å spille en rolle i kreft eller fødselsskader.

Hvem er i fare for skade fra kobberforgiftning?

Store doser kobberholdige forbindelser, som kobbersulfat, er giftige selv for de med en sunn lever. Noen mennesker har imidlertid større risiko for kobbertoksisitet. Personer med visse leversykdommer og de med en arvelig manglende evne til å metabolisere kobber er spesielt følsomme for kobbertoksisitet, for eksempel personer med Menkes sykdom, arvelig aceruloplasminemi og Wilsons sykdom.

Penicillamin, hvis kjemiske struktur er vist her, brukes som et chelateringsmiddel i behandlingen av Wilsons sykdom. Fotokreditt: Dartmouth Toxic Metals Research Program

Personer med Wilsons sykdom, en recessiv arvelig manglende evne til å eliminere kobber fra kroppen, er spesielt utsatt for å utvikle toksiske nivåer av kobber i vevet deres, spesielt leveren og hjernen. Ubehandlet kan denne tilstanden føre til leversvikt, alvorlige nevrologiske eller psykiatriske problemer og død.

Wilsons sykdom kan effektivt behandles med sinkacetat, som blokkerer absorpsjonen av kobber. Chelaterende midler er også effektive ved å binde seg til kobber i kroppen og tillate det å skilles ut i urinen. Begge typer behandling må være kontinuerlig gjennom hele pasientens liv. Å redusere kobber i kosten kan også redusere symptomene, selv om dette alene ikke er effektiv behandling. Bærere av sykdommen - personer med én kopi av det defekte genet - vil ikke utvikle sykdommen, men kan ha litt unormal kobbermetabolisme. Selv om Wilsons sykdom finnes hos bare én av 30,000 mennesker over hele verden, kan så mye som én av 100 personer bære genet for sykdommen. Det finnes flere metoder for diagnostisering av sykdommen, som urinanalyse og leverbiopsi. Det er ingen genetisk skjerm tilgjengelig ennå for å identifisere individer som er i faresonen fordi sykdommen er forårsaket av en av 200 mutasjoner.

Det er andre forhold som involverer kobbertoksisitet som ser ut til å ha en genetisk kobling. Indisk barnecirrhose, som rammer barn i sørasiatiske land, ser ut til å være et resultat av en genetisk disposisjon for kobberfølsomhet kombinert med høy eksponering for kobber (ofte fra melk kokt i kobber- eller messingpanner). Lignende forhold hos barn har dukket opp i andre deler av verden der vann inneholdt høye nivåer av kobber. Igjen ser disse barna ut til å ha en genetisk disposisjon for dårlig kobbermetabolisme.

Personer som bor i nærheten av eller arbeider i kobberproduserende anlegg som gruver, smelteverk eller raffineringsanlegg, eller i kobberproduksjon med økt risiko for eksponering for store mengder kobber. Eksponering kan oppstå ved innånding av kobberstøv og kobberdamp.

Er kobber i miljøet en helserisiko?

Svaret på dette spørsmålet er komplekst. Kobber er et nødvendig næringsstoff og forekommer naturlig i miljøet i bergarter, jord, luft og vann. Vi kommer i kontakt med kobber fra disse kildene hver dag, men mengden er vanligvis liten. Noe av kobberet, spesielt i vann, kan absorberes og brukes av kroppen. Men mye av kobberet vi kommer i kontakt med er tett bundet til andre forbindelser, noe som gjør det verken nyttig eller giftig. Det er viktig å huske at giftigheten til et stoff er basert på hvor mye en organisme blir utsatt for og varigheten og eksponeringsveien.

Det er kilder til kobber i miljøet som utgjør en helserisiko. Omtrent halvparten av områdene for farlig avfall på EPAs nasjonale prioriteringsliste er kjent for å inneholde kobber. Luft og jord nær kobberbehandlingsanlegg som smelteverk har vanligvis mye høye nivåer av kobber enn i andre områder. Landbruksavrenning kan inneholde kobberbaserte plantevernmidler. Disse kan utgjøre en helserisiko for mennesker. Imidlertid binder kobber seg veldig lett til forbindelser i jord og vann, noe som reduserer biotilgjengeligheten for mennesker.

En potensiell kilde til overdreven kobbereksponering hos mennesker er fra drikkevann som overføres gjennom kobberrør og messingvaskarmaturer. Små mengder kobber fra rørleggerarbeid lekker ut i vann, spesielt varmt vann og vann som har ligget i rørene i flere timer eller over natten. Surt (lav pH) vann vil lekke ut mer kobber enn mer basisk (høy pH) vann vil. Bløtvann inneholder sannsynligvis mer kobber enn hardt vann fordi det ikke inneholder mineralene som bygger opp et beskyttende lag på innsiden av rørene, og hindrer kobber i å lekke. Blågrønne vannflekker under kraner er en indikator på kobber i vannet. Noen mennesker som drikker vann med høye kobbernivåer kan oppleve kvalme, oppkast, magesmerter og diaré. Mengden kobber som vanligvis finnes i vann fra kobberrørleggerarbeid er vanligvis ikke en helsetrussel.

Bruk av kun vann fra den kalde kranen til å drikke og tilberede mat kan redusere mengden kobber som lekker fra rørleggerarbeid. Å renne vannet til det blir veldig kaldt etter at det har ligget i rørene over natten eller i mer enn seks timer, vil også redusere kobbernivået. Å sørge for at ingen elektriske apparater er jordet til rørene kan redusere korrosjon av rørene. Vannfiltre kan også fjerne kobber fra vann. Sjekk filterprodusentens etikett for å se om kobber er en av kjemikaliene som er filtrert ut.

Finnes det føderale retningslinjer eller standarder for kobber?

Under den føderale Safe Drinking Water Act begrenser US Environmental Protection Agency (EPA) mengden kobber i offentlige drikkevannsforsyninger til 1,3 mg per liter. I henhold til Superfund Act anser EPA 5,000 pund kobber eller 10 pund kobbersulfat i et område som et "farlig stoff".

US Food and Drug Administration (FDA) tillater ikke mer enn 1 mg kobber per liter flaskevann. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) og Occupational Safety and Health Administration (OSHA) har hver sine standarder for mengden kobber- og kobberdamp som er tillatt på arbeidsplassen.

Hvor kan jeg lære mer om kobber?

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) ved US Centers for Disease Control and Prevention har en utmerket nettbasert folkehelseerklæring om kobber tilgjengelig hos Agency for Toxic Substance & Disease Registry.

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