Sự thật về Đồng

Đồng là gì?

Đồng là một nguyên tố kim loại màu nâu đỏ nhạt có ký hiệu "Cu" và số nguyên tử 29 trên bảng tuần hoàn các nguyên tố. Tên đồng có nguồn gốc từ từ Síp, hòn đảo nơi người La Mã lấy được nguồn cung cấp đồng. Nó là kim loại đầu tiên được con người sử dụng rộng rãi.

Đồng nguyên chất tự nhiên được gọi là "đồng bản địa". Đồng cũng được tìm thấy trong tự nhiên pha trộn với các nguyên tố khác trong một số hợp chất, nhiều loại được phân biệt bằng màu xanh lam lục. Turquoise, malachite và azurite là ba hợp chất đồng có màu sắc rực rỡ được sử dụng làm đá quý. Đồng sunfat và đồng oxit là hai hợp chất đồng quan trọng được sử dụng trong công nghiệp và nông nghiệp. Đồng có thể được trộn với các kim loại khác để tạo thành hợp kim, chẳng hạn như đồng thau (đồng và thiếc) và đồng thau (đồng và kẽm).

Đồng bị oxy hóa, hoặc đồng tiếp xúc với không khí, phát triển một lớp phủ màu xanh lá cây hoặc "lớp gỉ" có thể nhìn thấy trên các đồng xu cũ, Tượng Nữ thần Tự do và mái nhà bằng đồng.

Đồng được tìm thấy ở đâu?

Đồng hiện diện tự nhiên trong đá, ở dạng nguyên chất hoặc ở dạng hợp chất. Các quá trình địa chất, khí tượng và sinh học phân tán đồng vào không khí, đất và nước cũng như vào các sinh vật.

Các mỏ quặng đồng lớn nhất được biết đến trên thế giới là ở Chuquicamata ở dãy Andes của Chile, và mỏ đồng bản địa lớn nhất là ở Bán đảo Thượng Michigan. Các nhà sản xuất đồng chính là Chile, nơi cung cấp 35% lượng đồng của thế giới và Hoa Kỳ, nơi sản xuất khoảng 11%. Canada, các nước thuộc Liên Xô cũ, Zambia, Trung Quốc, Ba Lan và Cộng hòa Dân chủ Congo cũng là những quốc gia sản xuất đồng.

Hoạt động của con người chiếm phần lớn lượng đồng được tìm thấy ngày nay trong không khí, đất và nước. Các hoạt động công nghiệp như lò luyện kim, xưởng đúc, nhà máy điện, lò đốt và các nguồn đốt khác thải đồng vào khí quyển, nơi nó có thể quay trở lại trái đất dưới dạng mưa. Các lò luyện kim và các cơ sở sản xuất đồng khác thải ra nồng độ đồng cao vào không khí và đất xung quanh. Các mỏ đồng có thể là nguồn ô nhiễm đáng kể. Đồng và các khoáng chất khác có trong chất thải - chất thải còn sót lại sau khi quặng được khai thác từ đá - sẽ đi vào đất và đường thủy. Nước cũng có thể bị ô nhiễm bởi một số nguồn đồng khác, bao gồm cả nước thải nông nghiệp từ các trang trại sử dụng thuốc trừ sâu gốc đồng.

Đồng là nguyên tố thiết yếu cho mọi sinh vật sống, do đó nó có trong thực phẩm chúng ta ăn - dù là thực vật hay động vật - và trong mô người.

Công dụng của đồng là gì?

Con người đã sử dụng đồng trong gần mười nghìn năm. Từ xa xưa, đồng đã được sử dụng riêng lẻ và kết hợp với các kim loại khác để chế tạo vũ khí, công cụ, đồ gia dụng và tác phẩm nghệ thuật.

Độ dẫn điện cao của đồng khiến nó trở thành kim loại được lựa chọn trong quá trình phát triển kỹ thuật điện vào thế kỷ 18 và 19. Đồng là kim loại được tiêu thụ rộng rãi thứ ba trên toàn cầu - sau thép và nhôm. Ngày nay, xây dựng chiếm tỷ lệ tiêu thụ đồng lớn nhất. Đồng được sử dụng trong xây dựng nhà ở và các tòa nhà khác, sản xuất ô tô và máy bay, và làm ống nước. Ngành công nghiệp sản phẩm điện và điện tử là ngành tiêu thụ đồng lớn thứ hai. Đồng cũng được sử dụng trong viễn thông. Một lượng lớn đồng được sử dụng ở Hoa Kỳ có nguồn gốc từ phế liệu tái chế và phế liệu còn sót lại từ quá trình sản xuất đồng.

Đồng xu hợp kim đồng của Mỹ năm 1936, đồng xu thép mạ kẽm năm 1943 và đồng xu mạ kẽm hiện đại năm 2004. Nguồn ảnh: Chương trình nghiên cứu kim loại độc hại Dartmouth

Đồng xu của Hoa Kỳ được làm bằng đồng nguyên chất từ ​​năm 1793 đến năm 1837. Trong những năm tiếp theo, chúng được làm bằng nhiều hợp kim đồng khác nhau, bao gồm cả đồng thau và đồng thau. Năm 1943, khi nguồn cung cấp đồng được hướng tới nỗ lực chiến tranh trong Thế chiến thứ hai, phần lớn đồng xu được đúc là thép mạ kẽm. Kể từ năm 1982, đồng xu chỉ chứa 2,5% đồng - chúng là kẽm với lớp phủ đồng mỏng.

Đồng sunfat, một loại muối đồng tự nhiên và được sản xuất, được sử dụng làm thuốc diệt nấm trên cây trồng, làm thuốc trừ sâu để diệt ốc sên và sên, cũng như xử lý nước để tiêu diệt thực vật thủy sinh. Hóa chất này có độc tính mãn tính nghiêm trọng, ảnh hưởng đến người lao động nông nghiệp và môi trường.

Vòng tay bằng đồng hoặc hợp kim đồng hiện đại từ Zimbabwe. Tín dụng ảnh: Chương trình nghiên cứu kim loại độc hại Dartmouth

Các hợp chất của đồng còn được sử dụng để bảo quản gỗ và làm hóa chất thuộc da và chất gắn màu (chất cố định) trong nhuộm vải. Ngày nay đồng vẫn được sử dụng làm tác phẩm nghệ thuật và đồ trang sức trên khắp thế giới. Ở một số vùng ở Châu Phi, vòng tay và tác phẩm nghệ thuật bằng đồng được làm từ dây đồng và phế liệu. Ở nhiều nơi ở Nam và Đông Nam Á, đồng, đồng thau và đồng thau được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ nấu nướng, bát đĩa, tượng tôn giáo và tác phẩm nghệ thuật. Navajo và các quốc gia bộ lạc Tây Nam Hoa Kỳ khác đôi khi sử dụng đồng làm đồ trang sức.

Chúng ta có cần Đồng cho sức khỏe không?

Thực phẩm có chứa đồng. Tín dụng hình ảnh: Chương trình nghiên cứu kim loại độc hại Dartmouth

Đồng là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho mọi sinh vật sống. Đồng là thành phần của hơn 30 loại enzyme trong cơ thể con người, bao gồm một số enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp collagen. Ở người, đồng là cần thiết cho sự phát triển lành mạnh của mô liên kết, lớp phủ thần kinh và xương. Đồng cũng tham gia vào quá trình chuyển hóa sắt và năng lượng. Mặc dù hiếm gặp, tình trạng thiếu đồng có thể gây ra tình trạng thiếu máu và các bất thường về mô liên kết, xương và hệ thần kinh.

Hướng dẫn về chế độ ăn uống tham khảo về chế độ ăn uống (DRI), do Ủy ban Thực phẩm và Dinh dưỡng Hoa Kỳ của Viện Y học Học viện Quốc gia đặt ra trong phần 2001, đặt ra cả chế độ ăn uống được khuyến nghị (RDA) và mức trên mức tiêu thụ đồng. Khuyến nghị về lượng tiêu thụ của nhóm là 0,9 miligam đồng mỗi ngày đối với người lớn, nhiều hơn đối với phụ nữ đang cho con bú (1,3 miligam) và ít hơn đối với trẻ em (0,34 miligam đối với trẻ em đến ba tuổi và 0,44 miligam đối với trẻ em từ bốn đến tám tuổi). ). Giới hạn trên là 10 miligam mỗi ngày đối với người lớn khỏe mạnh. Vì cơ thể không tổng hợp được đồng nên lượng đồng thiết yếu này phải đến từ dinh dưỡng.

Nguồn cung cấp đồng dồi dào là gan và các loại thịt nội tạng khác, hàu, các loại hạt, sô cô la đen và ngũ cốc nguyên hạt. Một số đồng cũng có trong khoai tây, nho khô, nấm, đậu xanh và các loại đậu khác. Nước uống được cung cấp trong ống đồng có thể góp phần bổ sung lượng đồng.

Chế độ ăn quá nhiều kẽm có thể gây thiếu hụt đồng.

Đồng có thể gây nguy cơ cho sức khỏe không?

Giống như một lượng đồng cần thiết cho sức khỏe tốt, quá nhiều có thể gây hại. Một người khỏe mạnh có thể bài tiết một lượng đồng dư thừa. Tuy nhiên, liều lượng cao, phơi nhiễm lâu dài và một số cách phơi nhiễm nhất định có thể lấn át quá trình sinh học bài tiết đồng dư thừa ra khỏi cơ thể.

Hít phải bụi và khói đồng (từ các cơ sở sản xuất, chế biến đồng) có thể ảnh hưởng đến đường hô hấp gây ho, hắt hơi, đau tức ngực. Nó cũng có thể ảnh hưởng xấu đến đường tiêu hóa gây buồn nôn và tiêu chảy. Chức năng gan và nội tiết cũng có thể bị ảnh hưởng. Một số nghiên cứu đã cho thấy những thay đổi trong máu bao gồm giảm lượng huyết sắc tố và số lượng hồng cầu sau khi tiếp xúc với đồng qua đường hô hấp. Bụi và khói đồng có thể gây kích ứng mắt, đau đầu và đau cơ.

Ăn phải một lượng lớn các hợp chất đồng (chẳng hạn như đồng sunfat) có thể gây tử vong do hệ thần kinh, suy gan và thận. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng ăn đồng cũng có thể liên quan đến bệnh tim mạch vành và huyết áp cao mặc dù các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng thiếu đồng có thể đóng một vai trò trong bệnh tim mạch vành. Hàm lượng đồng cao trong nước uống có thể gây nôn mửa, đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy và đã được báo cáo ở những người uống nước từ ống đồng.

Kẽm và các chất chelat có thể được sử dụng để loại bỏ lượng đồng dư thừa ra khỏi cơ thể.

Đồng không được biết là có tác dụng gây ung thư hoặc dị tật bẩm sinh.

Ai có nguy cơ bị tổn hại do ngộ độc đồng?

Liều lượng lớn các hợp chất chứa đồng, chẳng hạn như đồng sunfat, có thể gây độc ngay cả với những người có gan khỏe mạnh. Tuy nhiên, một số người có nguy cơ ngộ độc đồng cao hơn. Những người mắc một số bệnh về gan và những người không có khả năng chuyển hóa đồng do di truyền đặc biệt nhạy cảm với ngộ độc đồng, chẳng hạn như những người mắc bệnh Menkes, bệnh aceruloplasmin máu di truyền và bệnh Wilson.

Penicillamine, có cấu trúc hóa học được trình bày ở đây, được sử dụng như một chất chelat trong điều trị bệnh Wilson. Nguồn ảnh: Chương trình nghiên cứu kim loại độc hại Dartmouth

Những người mắc bệnh Wilson, một bệnh di truyền lặn không có khả năng loại bỏ đồng khỏi cơ thể, có nguy cơ đặc biệt phát triển mức độ độc hại của đồng trong các mô, đặc biệt là gan và não. Nếu không được điều trị, tình trạng này có thể dẫn đến suy gan, các vấn đề nghiêm trọng về thần kinh hoặc tâm thần và tử vong.

Bệnh Wilson có thể được điều trị hiệu quả bằng cách sử dụng kẽm axetat, chất ngăn chặn sự hấp thu đồng. Các chất chelat cũng có hiệu quả bằng cách liên kết với đồng trong cơ thể và cho phép nó được bài tiết qua nước tiểu. Cả hai loại điều trị phải được thực hiện liên tục trong suốt cuộc đời của bệnh nhân. Giảm đồng trong chế độ ăn cũng có thể làm giảm các triệu chứng, mặc dù chỉ điều này không phải là phương pháp điều trị hiệu quả. Những người mang mầm bệnh - những người có một bản sao của gen khiếm khuyết - sẽ không phát triển bệnh nhưng có thể có sự trao đổi chất đồng hơi bất thường. Mặc dù bệnh Wilson chỉ được phát hiện ở 1 trong 30 người,000 số người trên toàn thế giới, nhưng cứ 100 người thì có 1 người có thể mang gen gây bệnh. Có một số phương pháp chẩn đoán bệnh như phân tích nước tiểu và sinh thiết gan. Hiện chưa có phương pháp sàng lọc di truyền nào để xác định những cá nhân có nguy cơ mắc bệnh do bất kỳ một trong 200 đột biến nào gây ra.

Có những tình trạng khác liên quan đến độc tính đồng dường như có liên quan đến di truyền. Xơ gan ở trẻ em Ấn Độ, ảnh hưởng đến trẻ em ở các nước Nam Á, dường như là kết quả của khuynh hướng di truyền nhạy cảm với đồng kết hợp với việc tiếp xúc nhiều với đồng (thường là từ sữa đun sôi trong chảo đồng hoặc đồng thau). Những tình trạng tương tự ở trẻ em đã xuất hiện ở những nơi khác trên thế giới, nơi nước chứa hàm lượng đồng cao. Một lần nữa, những đứa trẻ này dường như có khuynh hướng di truyền đối với quá trình chuyển hóa đồng kém.

Những người sống gần hoặc làm việc trong các cơ sở sản xuất đồng như mỏ, nhà máy luyện kim hoặc cơ sở tinh chế hoặc trong cơ sở sản xuất đồng có nguy cơ cao tiếp xúc với lượng đồng quá mức. Sự phơi nhiễm có thể xảy ra do hít phải bụi đồng và khói đồng.

Đồng trong môi trường có gây nguy cơ cho sức khỏe không?

Câu trả lời cho câu hỏi này rất phức tạp. Đồng là một chất dinh dưỡng cần thiết và xuất hiện tự nhiên trong môi trường đá, đất, không khí và nước. Chúng ta tiếp xúc với đồng từ những nguồn này hàng ngày nhưng số lượng thường rất nhỏ. Một phần đồng đó, đặc biệt là trong nước, có thể được cơ thể hấp thụ và sử dụng. Nhưng phần lớn đồng mà chúng ta tiếp xúc bị liên kết chặt chẽ với các hợp chất khác khiến nó không hữu ích cũng như không độc hại. Điều quan trọng cần nhớ là độc tính của một chất phụ thuộc vào lượng sinh vật tiếp xúc cũng như thời gian và lộ trình tiếp xúc.

Có những nguồn đồng trong môi trường gây ra rủi ro cho sức khỏe. Khoảng một nửa số địa điểm chất thải nguy hại trong Danh sách ưu tiên quốc gia của EPA được biết là có chứa đồng. Không khí và đất gần các cơ sở chế biến đồng như lò luyện kim thường có hàm lượng đồng cao hơn nhiều so với các khu vực khác. Nước thải nông nghiệp có thể chứa thuốc trừ sâu gốc đồng. Những chất này có thể gây ra rủi ro cho sức khỏe con người. Tuy nhiên, đồng liên kết rất dễ dàng với các hợp chất trong đất và nước, làm giảm khả dụng sinh học của nó đối với con người.

Một nguồn tiềm ẩn gây phơi nhiễm đồng quá mức ở người là từ nước uống được truyền qua ống đồng và đồ đạc bồn rửa bằng đồng. Một lượng nhỏ đồng từ hệ thống ống nước thấm vào nước, đặc biệt là nước nóng và nước đọng trong đường ống vài giờ hoặc qua đêm. Nước có tính axit (pH thấp) sẽ lọc nhiều đồng hơn nước có tính kiềm (pH cao). Nước mềm có thể chứa nhiều đồng hơn nước cứng vì nó không chứa các khoáng chất tạo nên lớp bảo vệ bên trong đường ống, ngăn không cho đồng bị rò rỉ. Các vết nước màu xanh lam bên dưới vòi là dấu hiệu của đồng trong nước. Một số người uống nước có hàm lượng đồng cao có thể bị buồn nôn, nôn, đau bụng và tiêu chảy. Lượng đồng thường được tìm thấy trong nước từ ống dẫn nước bằng đồng thường không phải là mối đe dọa sức khỏe.

Chỉ sử dụng nước từ vòi nước lạnh để uống và chế biến thực phẩm có thể làm giảm lượng đồng rò rỉ từ hệ thống ống nước. Việc xả nước cho đến khi nước rất lạnh sau khi để nước trong đường ống qua đêm hoặc hơn sáu giờ cũng sẽ làm giảm lượng đồng. Đảm bảo rằng không có thiết bị điện nào được nối đất với hệ thống ống nước có thể làm giảm sự ăn mòn của đường ống. Bộ lọc nước cũng có thể loại bỏ đồng khỏi nước. Kiểm tra nhãn của nhà sản xuất bộ lọc để xem đồng có phải là một trong những hóa chất được lọc ra hay không.

Có hướng dẫn hoặc tiêu chuẩn liên bang nào về đồng không?

Theo Đạo luật Nước uống An toàn liên bang, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) giới hạn lượng đồng trong nguồn cung cấp nước uống công cộng ở mức 1,3 mg mỗi lít. Theo Đạo luật Superfund, EPA coi 5,000 pound đồng hoặc 10 pound cupric sunfat trong một khu vực là "chất nguy hiểm".

Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cho phép không quá 1 mg đồng trong mỗi lít nước đóng chai. Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (NIOSH) và Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) đều có tiêu chuẩn riêng về lượng đồng và khói đồng cho phép tại nơi làm việc.

Tôi có thể tìm hiểu thêm về đồng ở đâu?

Cơ quan Đăng ký Bệnh tật và Chất độc hại (ATSDR) thuộc Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ có một tuyên bố sức khỏe cộng đồng trực tuyến tuyệt vời về đồng có sẵn tại Cơ quan Đăng ký Bệnh tật và Chất độc hại.

Cơ quan Đăng ký Bệnh tật và Chất độc hại (ATSDR) thuộc Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ có hồ sơ độc tính chuyên sâu về đồng tại Cơ quan Đăng ký Bệnh tật và Chất độc hại.