Dejstva o bakru

Kaj je baker?

Baker je svetlo rdečkasto rjav kovinski element s simbolom "Cu" in atomsko številko 29 v periodnem sistemu elementov. Ime baker izhaja iz besede Ciper, otoka, kjer so Rimljani pridobivali baker. To je bila prva kovina, ki so jo ljudje široko uporabljali.

Naravno prisoten čisti baker se imenuje "naravni baker". Baker najdemo tudi v naravi pomešan z drugimi elementi v številnih spojinah, od katerih se mnoge odlikujejo po modrozeleni barvi. Turkiz, malahit in azurit so tri bakrove spojine briljantne barve, ki se uporabljajo kot dragi kamni. Bakrov sulfat in bakrov oksid sta dve pomembni spojini bakra, ki se uporabljata v industriji in kmetijstvu. Baker lahko mešamo z drugimi kovinami, da tvorimo zlitine, kot sta bron (baker in kositer) in medenina (baker in cink).

Oksidirani baker ali baker, ki je bil izpostavljen zraku, razvije zeleno prevleko ali "patino", ki jo je mogoče videti na starih bakrenih penijah, Kipu svobode in bakrenih strehah.

Kje je baker?

Baker je naravno prisoten v kamnini, bodisi v čisti obliki ali v spojinah. Geološki, meteorološki in biološki procesi razpršijo baker v zrak, zemljo in vodo ter v organizme.

Največja znana nahajališča bakrove rude na svetu so v Chuquicamata v čilskih Andih, največje nahajališče samorodnega bakra pa je na zgornjem polotoku Michigan. Glavna proizvajalca bakra sta Čile, ki dobavi 35 odstotkov svetovnega bakra, in ZDA, ki proizvedejo približno 11 odstotkov. Kanada, države nekdanje Sovjetske zveze, Zambija, Kitajska, Poljska in Demokratična republika Kongo so tudi države proizvajalke bakra.

Človekova dejavnost predstavlja velik del bakra, ki ga danes najdemo v zraku, zemlji in vodi. Industrijski postopki, kot so talilnice, livarne, elektrarne, sežigalnice in drugi viri zgorevanja, oddajajo baker v ozračje, od koder se lahko v padavinah vrne v zemljo. Topilnice in drugi obrati za proizvodnjo bakra oddajajo visoke koncentracije bakra v okoliški zrak in tla. Rudniki bakra so lahko pomemben vir onesnaževanja. Baker in drugi minerali, ki so prisotni v jalovini – odpadki, ki ostanejo po pridobivanju rude iz kamnin – si utirajo pot v zemljo in vodne poti. Vodo lahko onesnažijo tudi številni drugi viri bakra, vključno s kmetijskimi odtoki s kmetij, kjer uporabljajo pesticide na osnovi bakra.

Baker je bistven element za vse žive organizme, zato je prisoten v hrani, ki jo uživamo – rastlinski ali živalski – in v človeškem tkivu.

Kakšne so uporabe bakra?

Človek baker uporablja že skoraj deset tisoč let. Baker se že od antičnih časov uporablja sam in v kombinaciji z drugimi kovinami za izdelavo orožja, orodja, gospodinjskih predmetov in umetniških del.

Zaradi visoke prevodnosti bakra je bil izbrana kovina pri razvoju elektrotehnike v 18. in 19. stoletju. Baker je tretja najbolj porabljena kovina na svetu - za jeklom in aluminijem. Danes največjo porabo bakra predstavlja gradbeništvo. Baker se uporablja pri gradnji domov in drugih zgradb, proizvodnji avtomobilov in letal ter za vodovodne cevi. Industrija električnih in električnih izdelkov je naslednji največji porabnik bakra. Baker se uporablja tudi v telekomunikacijah. Znatna količina bakra, ki se uporablja v Združenih državah, prihaja iz recikliranih odpadkov in odpadkov, ki ostanejo pri proizvodnji bakra.

Ameriški peni iz bakrene zlitine iz leta 1936, peni iz pocinkanega jekla iz leta 1943 in moderni peni iz 2004, prevlečen z bakrom. Avtor fotografije: Raziskovalni program Dartmouth Toxic Metals Research Program

Ameriški peniji so bili izdelani iz čistega bakra od 1793 do 1837. V naslednjih letih so bili izdelani iz različnih bakrovih zlitin, vključno z bronom in medenino. Leta 1943, ko so bile zaloge bakra namenjene vojnim prizadevanjem v drugi svetovni vojni, je bila večina kovanih penijev iz pocinkanega jekla. Od leta 1982 peniji vsebujejo le 2,5 odstotka bakra - so cink s tanko bakreno prevleko.

Bakrov sulfat, naravno prisotna in proizvedena bakrova sol, se uporablja kot fungicid na pridelkih, kot pesticid za ubijanje polžev in polžev ter kot priprava vode za uničenje vodne vegetacije. Ta kemikalija ima resno kronično toksičnost s posledicami za kmetijske delavce in okolje.

Moderne zapestnice iz bakra ali bakrovih zlitin iz Zimbabveja. Avtor fotografije: Raziskovalni program Dartmouth Toxic Metals Research Program

Bakrove spojine se uporabljajo tudi za zaščito lesa in kot kemikalije za strojenje usnja ter jedkal (fiksator) pri barvanju tekstila. Baker se še danes uporablja za umetnine in nakit po vsem svetu. V nekaterih delih Afrike bakrene zapestnice in umetnine izdelujejo iz zavržene bakrene žice in ostankov. V mnogih delih južne in jugovzhodne Azije se baker, medenina in bron pogosto uporabljajo v kuhinjski posodi, posodah, verskih kipih in umetninah. Navajo in drugi jugozahodni ameriški plemenski narodi včasih uporabljajo baker v nakitu.

Ali potrebujemo baker za zdravje?

Živila, ki vsebujejo baker. Avtor fotografije: Raziskovalni program Dartmouth Toxic Metals Research Program

Baker je bistveno hranilo za vsa živa bitja. Baker je sestavni del več kot 30 encimov v človeškem telesu, vključno z nekaterimi, ki sodelujejo pri sintezi kolagena. Pri ljudeh je baker nujen za zdrav razvoj vezivnega tkiva, živčnih ovojnic in kosti. Vključen je tudi v presnovo železa in energije. Pomanjkanje bakra, čeprav redko, lahko povzroči anemijo in nenormalnosti vezivnega tkiva, kosti in živčnega sistema.

Smernice za referenčni prehranski vnos (DRI), ki jih je v 2001 določil ameriški odbor za hrano in prehrano Medicinskega inštituta Nacionalne akademije, določajo priporočene prehranske vnose (RDA) in zgornjo ravni vnosa bakra. Priporočilo skupine za vnos je 0,9 miligramov bakra na dan za odrasle, več za doječe ženske (1,3 miligrama) in manj za otroke (0,34 miligrama za otroke do treh let in 0,44 miligrama za otroke od štirih do osmih let). ). Zgornja meja je 10 miligramov na dan za zdrave odrasle osebe. Ker telo bakra ne sintetizira, mora ta bistvena raven bakra priti s prehrano.

Dobri viri prehranskega bakra so jetra in drugo meso organov, ostrige, oreščki, semena, temna čokolada in cela zrna. Nekaj ​​bakra je tudi v krompirju, rozinah, gobah ter čičeriki in drugih stročnicah. Pitna voda, dobavljena v bakrenih ceveh, lahko prispeva k vnosu bakra.

Prekomerni vnos cinka v prehrani lahko povzroči pomanjkanje bakra.

Ali lahko baker predstavlja tveganje za zdravje?

Tako kot je nekaj bakra bistvenega pomena za dobro zdravje, je lahko preveč škodljivo. Zdrav človek lahko izloči nekaj presežka bakra. Vendar pa lahko visoki odmerki, dolgotrajna izpostavljenost in določeni načini izpostavljenosti preglasijo biološke procese, ki izločajo presežek bakra iz telesa.

Vdihavanje bakrenega prahu in hlapov (iz obratov za proizvodnjo in predelavo bakra) lahko vpliva na dihalne poti in povzroči kašelj, kihanje in bolečine v prsih. Prav tako lahko negativno vpliva na prebavila, kar povzroči slabost in drisko. Prizadeta sta lahko tudi jetrna in endokrina funkcija. Nekatere študije so pokazale spremembe v krvi, vključno z zmanjšanim hemoglobinom in številom eritrocitov po izpostavljenosti bakru z vdihavanjem. Bakrov prah in hlapi lahko povzročijo draženje oči, glavobole in bolečine v mišicah.

Zaužitje velikih količin bakrovih spojin (kot je bakrov sulfat) lahko povzroči smrt zaradi odpovedi živčnega sistema, jeter in ledvic. Nekatere študije so pokazale, da je uživanje bakra lahko tudi vpleteno v koronarno srčno bolezen in visok krvni tlak, čeprav so druge študije pokazale, da lahko pomanjkanje bakra igra vlogo pri koronarni bolezni srca. Visoke ravni bakra v pitni vodi lahko povzročijo bruhanje, bolečine v trebuhu, slabost, drisko in so poročali pri ljudeh, ki so pili vodo iz bakrenih cevi.

Za odstranitev odvečnega bakra iz telesa lahko uporabite cink in kelate.

Ni znano, da ima baker vlogo pri raku ali prirojenih napakah.

Kdo je v nevarnosti, da se poškoduje zaradi zastrupitve z bakrom?

Velike doze spojin, ki vsebujejo baker, kot je bakrov sulfat, so strupene celo za tiste z zdravimi jetri. Vendar pa so nekateri ljudje izpostavljeni večjemu tveganju zastrupitve z bakrom. Ljudje z določenimi boleznimi jeter in tisti s podedovano nezmožnostjo presnove bakra so še posebej občutljivi na toksičnost bakra, kot so ljudje z Menkesovo boleznijo, dedno aceruloplazminemijo in Wilsonovo boleznijo.

Penicilamin, katerega kemijska struktura je prikazana tukaj, se uporablja kot kelatno sredstvo pri zdravljenju Wilsonove bolezni. Avtor fotografije: Raziskovalni program Dartmouth Toxic Metals Research Program

Pri ljudeh z Wilsonovo boleznijo, recesivno dedno nezmožnostjo izločanja bakra iz telesa, obstaja posebno tveganje za razvoj toksičnih ravni bakra v njihovih tkivih, zlasti v jetrih in možganih. Če se to stanje ne zdravi, lahko povzroči odpoved jeter, hude nevrološke ali psihiatrične težave in smrt.

Wilsonovo bolezen je mogoče učinkovito zdraviti z uporabo cinkovega acetata, ki blokira absorpcijo bakra. Kelatna sredstva so učinkovita tudi tako, da se vežejo na baker v telesu in omogočijo njegovo izločanje z urinom. Obe vrsti zdravljenja morata potekati neprekinjeno vse življenje bolnika. Zmanjšanje količine bakra v prehrani lahko tudi zmanjša simptome, čeprav samo to ni učinkovito zdravljenje. Prenašalci bolezni – ljudje z eno kopijo okvarjenega gena – ne bodo razvili bolezni, vendar imajo lahko rahlo nenormalno presnovo bakra. Čeprav Wilsonovo bolezen najdemo le pri enem od 30,000 ljudi po vsem svetu, je lahko kar eden od 100 ljudi nosilec gena za to bolezen. Obstaja več metod za diagnosticiranje bolezni, kot sta analiza urina in biopsija jeter. Še vedno ni na voljo genetskega pregleda za identifikacijo posameznikov, ki so ogroženi, ker bolezen povzroča katera koli od 200 mutacij.

Obstajajo tudi drugi pogoji, ki vključujejo toksičnost bakra, za katere se zdi, da so genetsko povezani. Indijska otroška ciroza, ki prizadene otroke v južnoazijskih državah, je videti kot posledica genetske nagnjenosti k občutljivosti na baker v kombinaciji z visoko izpostavljenostjo bakru (pogosto iz mleka, kuhanega v bakrenih ali medeninastih ponvah). Podobna stanja pri otrocih so se pojavila tudi v drugih delih sveta, kjer je voda vsebovala visoke ravni bakra. Ponovno se zdi, da imajo ti otroci genetsko nagnjenost k slabemu metabolizmu bakra.

Ljudje, ki živijo v bližini ali delajo v obratih za proizvodnjo bakra, kot so rudniki, topilnice ali rafinerije, ali v proizvodnji bakra, imajo povečano tveganje za izpostavljenost prevelikim količinam bakra. Do izpostavljenosti lahko pride pri vdihavanju bakrenega prahu in bakrovih hlapov.

Je baker v okolju tveganje za zdravje?

Odgovor na to vprašanje je kompleksen. Baker je nujno hranilo in je naravno prisoten v okolju v kamninah, zemlji, zraku in vodi. Vsak dan prihajamo v stik z bakrom iz teh virov, vendar je količina običajno majhna. Nekaj ​​tega bakra, zlasti v vodi, lahko telo absorbira in uporabi. Toda velik del bakra, s katerim pridemo v stik, je tesno vezan na druge spojine, zaradi česar ni niti uporaben niti strupen. Pomembno si je zapomniti, da toksičnost snovi temelji na količini izpostavljenosti organizma ter trajanju in poti izpostavljenosti.

V okolju so viri bakra, ki predstavljajo tveganje za zdravje. Znano je, da približno polovica odlagališč nevarnih odpadkov na seznamu nacionalnih prednostnih nalog EPA vsebuje baker. V zraku in tleh v bližini obratov za predelavo bakra, kot so topilnice, je običajno veliko bakra kot na drugih območjih. Kmetijski odtok lahko vsebuje pesticide na osnovi bakra. Te lahko predstavljajo tveganje za zdravje ljudi. Vendar se baker zelo enostavno veže na spojine v zemlji in vodi, kar zmanjša njegovo biološko uporabnost za ljudi.

Potencialni vir prekomerne izpostavljenosti bakru pri ljudeh je pitna voda, ki teče po bakrenih ceveh in medeninastih umivalnikih. Majhne količine bakra iz vodovodne napeljave se izpirajo v vodo, zlasti v vročo vodo in vodo, ki je v ceveh ležala več ur ali čez noč. Kisla (nizek pH) voda bo izlužila več bakra kot bolj bazična (visok pH) voda. Mehka voda bo verjetno vsebovala več bakra kot trda voda, ker ne vsebuje mineralov, ki tvorijo zaščitno plast v notranjosti cevi in ​​preprečujejo izpiranje bakra. Modro-zeleni vodni madeži pod pipami so pokazatelj bakra v vodi. Nekateri ljudje, ki pijejo vodo z visoko vsebnostjo bakra, lahko občutijo slabost, bruhanje, bolečine v trebuhu in drisko. Količina bakra, ki se običajno nahaja v vodi iz bakrenih vodovodnih napeljav, običajno ne ogroža zdravja.

Če za pitje in pripravo hrane uporabljate samo vodo iz hladne pipe, lahko zmanjšate količino bakra, ki se izpira iz vodovodne napeljave. Spuščanje vode, dokler se ne ohladi, potem ko je v ceveh stala čez noč ali več kot šest ur, bo prav tako zmanjšalo vsebnost bakra. Če zagotovite, da nobena električna naprava ni ozemljena na vodovod, lahko zmanjšate korozijo cevi. Vodni filtri lahko tudi odstranijo baker iz vode. Preverite nalepko proizvajalca filtra, da vidite, ali je baker ena od izločenih kemikalij.

Ali obstajajo zvezne smernice ali standardi za baker?

V skladu z zveznim zakonom o varni pitni vodi Agencija ZDA za varstvo okolja (EPA) omejuje količino bakra v javnih virih pitne vode na 1,3 mg na liter. V skladu z zakonom o superfundaciji EPA šteje 5,000 funtov bakra ali 10 funtov bakrovega sulfata na območju za "nevarno snov".

Ameriška agencija za hrano in zdravila (FDA) dovoljuje največ 1 mg bakra na liter ustekleničene vode. Nacionalni inštitut za varnost in zdravje pri delu (NIOSH) in Uprava za varnost in zdravje pri delu (OSHA) imata vsak svoje standarde za dovoljeno količino bakra in bakrovih hlapov na delovnem mestu.

Kje lahko izvem več o bakru?

Agencija za register strupenih snovi in ​​bolezni (ATSDR) ameriškega centra za nadzor in preprečevanje bolezni ima odlično spletno javnozdravstveno izjavo o bakru, ki je na voljo v Agenciji za register strupenih snovi in ​​bolezni.

Agencija za register strupenih snovi in ​​bolezni (ATSDR) ameriškega centra za nadzor in preprečevanje bolezni ima v Agenciji za register strupenih snovi in ​​bolezni poglobljen toksikološki profil bakra.