Kupfer
Kupfer ist ein rötliches Metall mit einer flächenzentrierten kubischen kristallinen Struktur. Es reflektiert rotes und orangefarbenes Licht und absorbiert aufgrund seiner Bandstruktur andere Frequenzen im sichtbaren Spektrum, so dass es eine schöne rötliche Farbe hat. Es ist formbar, duktil und ein extrem guter Leiter von Wärme und Strom. Es ist weicher als Zink und kann zu einem hellen Finish poliert werden. Es ist in der Gruppe Ib des Periodensystems zusammen mit Silber und Gold gefunden., Kupfer hat eine geringe chemische Reaktivität. In feuchter Luft bildet es langsam einen grünlichen Oberflächenfilm namens Patina; Diese Beschichtung schützt das Metall vor weiteren Angriffen.
Anwendungen
Die meisten kupfer ist verwendet für elektrische ausrüstung (60%); bau, wie dach und sanitär (20%); industrielle maschinen, wie wärme tauscher (15%) und legierungen (5%)., Die wichtigsten seit langem etablierten Kupferlegierungen sind Bronze, Messing (eine Kupfer-Zink-Legierung), Kupfer-Zinn-Zink, das stark genug war, um Kanonen und Kanonen herzustellen, und als Waffenmetall, Kupfer und Nickel bekannt war, bekannt als Cupronickel, das das bevorzugte Metall für Münzen mit niedrigem Nennwert war.
Kupfer ist ideal für elektrische verdrahtung, weil es ist leicht gearbeitet, kann gezogen werden in feine draht und hat eine hohe elektrische leitfähigkeit.
Kupfer in der Umwelt
Kupfer ist eine sehr häufige Substanz, die natürlich in der Umwelt vorkommt und sich durch Naturphänomene in der Umwelt ausbreitet., Menschen verwenden häufig Kupfer. Zum Beispiel wird es in der Industrie und in der Landwirtschaft angewendet. Die Produktion von Kupfer hat sich in den letzten Jahrzehnten erhöht. Aus diesem Grund haben die Kupfermengen in der Umwelt zugenommen.
Die weltweite Kupferproduktion steigt weiter. Dies bedeutet im Grunde, dass immer mehr Kupfer in der Umwelt landet. Flüsse legen aufgrund der Entsorgung kupferhaltiger Abwässer Schlamm an ihren Ufern ab, der mit Kupfer kontaminiert ist. Kupfer gelangt in die Luft, hauptsächlich durch Freisetzung bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe., Kupfer in der Luft bleibt dort für eine herausragende Zeit, bevor es sich absetzt, wenn es zu regnen beginnt. Es wird dann hauptsächlich in Böden landen. Infolgedessen können Böden auch große Mengen Kupfer enthalten, nachdem sich Kupfer aus der Luft abgesetzt hat.
Kupfer kann sowohl durch natürliche Quellen als auch durch menschliche Aktivitäten in die Umwelt freigesetzt werden. Beispiele für natürliche Quellen sind windgeblasener Staub, verfallende Vegetation, Waldbrände und Seespray. Einige Beispiele menschlicher Aktivitäten, die zur Kupferfreisetzung beitragen, wurden bereits genannt., Weitere Beispiele sind Bergbau, Metallproduktion, Holzproduktion und Phosphatdüngerproduktion.
Weil Kupfer sowohl natürlich als auch durch menschliche Aktivität freigesetzt wird, ist es in der Umwelt sehr verbreitet. Kupfer wird oft in der Nähe von Minen, Industrieanlagen, Deponien und Abfallentsorgung gefunden.
Die meisten Kupferverbindungen setzen sich ab und werden entweder an Wassersedimente oder Bodenpartikel gebunden. Lösliche Kupferverbindungen bilden die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit. Normalerweise treten wasserlösliche Kupferverbindungen in der Umwelt nach der Freisetzung durch Anwendung in der Landwirtschaft auf.,
Die weltweite Kupferproduktion beträgt 12 Millionen Tonnen pro Jahr und die ausbeutbaren Reserven belaufen sich auf rund 300 Millionen Tonnen, die voraussichtlich nur noch 25 Jahre halten werden. Etwa 2 Millionen Tonnen pro Jahr werden durch Recycling zurückgewonnen. Heute wird Kupfer als Hauptvorkommen in Chile, Indonesien, den USA, Australien und Kanada abgebaut, die zusammen rund 80% des weltweiten Kupfers ausmachen. Das Haupterz ist ein gelbes Kupfer-Eisensulfid namens Chalkopyrit (CuFeS2).,
Gesundheitliche Auswirkungen von Kupfer
Ausstellungswege
Kupfer findet sich in vielen Lebensmitteln, im Trinkwasser und in der Luft. Aus diesem Grund absorbieren wir täglich große Mengen Kupfer, indem wir essen, trinken und atmen. Die Aufnahme von Kupfer ist notwendig, da Kupfer ein Spurenelement ist, das für die menschliche Gesundheit unerlässlich ist. Obwohl der Mensch proportional große Kupferkonzentrationen verarbeiten kann, kann zu viel Kupfer immer noch erhebliche gesundheitliche Probleme verursachen.,
Die Kupferkonzentrationen in der Luft sind in der Regel recht niedrig, so dass die Exposition gegenüber Kupfer durch Atmung vernachlässigbar ist. Aber Menschen, die in der Nähe von Schmelzen leben, die Kupfererz zu Metall verarbeiten, erleben diese Art von Exposition.
Menschen, die in Häusern leben, die noch Kupferleitungen haben, sind einem höheren Kupfergehalt ausgesetzt als die meisten Menschen, da Kupfer durch Korrosion von Rohren in ihr Trinkwasser freigesetzt wird.
Häufig tritt eine berufliche Kupferexposition auf. In der Arbeitsumgebung kann eine Kupferansteckung zu einem grippeähnlichen Zustand führen, der als Metallfieber bekannt ist., Dieser Zustand vergeht nach zwei Tagen und wird durch Überempfindlichkeit verursacht.
Wirkungen
Eine langfristige Kupferexposition kann zu Reizungen von Nase, Mund und Augen führen und Kopfschmerzen, Bauchschmerzen, Schwindel, Erbrechen und Durchfall verursachen. Absichtlich hohe Kupferaufnahme kann zu Leber-und Nierenschäden und sogar zum Tod führen. Ob Kupfer krebserregend ist, wurde noch nicht bestimmt.
Es gibt wissenschaftliche Artikel, die einen Zusammenhang zwischen langfristiger Exposition gegenüber hohen Kupferkonzentrationen und einem Rückgang der Intelligenz bei jungen Jugendlichen anzeigen., Ob dies Anlass zur Sorge geben sollte, ist ein Thema für weitere Untersuchungen.
Die industrielle Exposition gegenüber Kupferdämpfen, Stäuben oder Nebeln kann zu Metalldämpfen mit atrophischen Veränderungen der Nasenschleimhäute führen. Chronische Kupfervergiftung führt zu Morbus Wilson, gekennzeichnet durch Leberzirrhose, Hirnschäden, Demyelisierung, Nierenerkrankungen und Kupferablagerung in der Hornhaut.
Umwelteinflüsse von Kupfer
Wenn Kupfer im Boden landet, haftet es stark an organischen Stoffen und Mineralien., Infolgedessen reist es nach der Freisetzung nicht sehr weit und gelangt kaum in das Grundwasser. Im Oberflächenwasser kann Kupfer große Entfernungen zurücklegen, entweder suspendiert an Schlammpartikeln oder als freie Ionen.
Kupfer zerfällt nicht in der Umwelt und kann sich daher in Pflanzen und Tieren ansammeln, wenn es in Böden vorkommt. Auf kupferreichen Böden hat nur eine begrenzte Anzahl von Pflanzen Überlebenschancen. Deshalb gibt es in der Nähe von Kupfer-Entsorgungsfabriken nicht viel Pflanzenvielfalt. Aufgrund der Auswirkungen auf Pflanzen ist Kupfer eine ernsthafte Bedrohung für die Produktion von Ackerland., Kupfer kann je nach Säuregehalt des Bodens und dem Vorhandensein organischer Stoffe den Betrieb bestimmter Ackerflächen ernsthaft beeinflussen. Trotzdem werden immer noch kupferhaltige Düngemittel aufgetragen.
Kupfer kann die Aktivität in Böden unterbrechen, da es die Aktivität von Mikroorganismen und Regenwürmern negativ beeinflusst. Die Zersetzung organischer Stoffe kann sich dadurch erheblich verlangsamen.
Wenn die Böden von Ackerland mit Kupfer verschmutzt sind, absorbieren Tiere Konzentrationen, die ihre Gesundheit schädigen., Hauptsächlich leiden Schafe stark an Kupfervergiftungen, da sich die Auswirkungen von Kupfer in relativ geringen Konzentrationen manifestieren.
Zurück zum Periodendiagramm
Empfohlene tägliche Kupferaufnahme