نحاس
النحاس معدن محمر ذو بنية بلورية مكعبة مركزية الوجه. إنه يعكس الضوء الأحمر والبرتقالي ويمتص الترددات الأخرى في الطيف المرئي، وذلك بسبب بنية شريطه، لذا فهو لون محمر جميل. وهو مرن ومرن وموصل جيد للغاية للحرارة والكهرباء. إنه أكثر نعومة من الزنك ويمكن صقله للحصول على لمسة نهائية لامعة. يوجد في المجموعة Ib من الجدول الدوري مع الفضة والذهب. النحاس لديه تفاعل كيميائي منخفض. في الهواء الرطب يشكل ببطء طبقة سطحية خضراء تسمى الزنجار. هذا الطلاء يحمي المعدن من المزيد من الهجمات.
التطبيقات
يُستخدم معظم النحاس في المعدات الكهربائية (60%)؛ البناء، مثل الأسقف والسباكة (20٪)؛ الآلات الصناعية، مثل المبادلات الحرارية (15%) والسبائك (5%). سبائك النحاس الرئيسية القديمة هي البرونز، والنحاس (سبائك النحاس والزنك)، والنحاس والقصدير والزنك، والتي كانت قوية بما يكفي لصنع البنادق والمدافع، وكانت تعرف باسم معدن البندقية، والنحاس والنيكل، المعروف باسم كوبرونيكل، والذي كان المعدن المفضل للعملات المعدنية ذات القيمة المنخفضة.
يعتبر النحاس مثاليًا للأسلاك الكهربائية لأنه سهل التشغيل ويمكن سحبه إلى سلك ناعم وله موصلية كهربائية عالية.
النحاس في البيئة
النحاس مادة شائعة جدًا تتواجد بشكل طبيعي في البيئة وتنتشر عبر البيئة من خلال الظواهر الطبيعية. يستخدم البشر النحاس على نطاق واسع. على سبيل المثال يتم تطبيقه في الصناعات والزراعة. ارتفع إنتاج النحاس على مدى العقود الماضية. ونتيجة لذلك، زادت كميات النحاس في البيئة.
ولا يزال إنتاج النحاس في العالم في ارتفاع. وهذا يعني في الأساس أن المزيد والمزيد من النحاس ينتهي به الأمر في البيئة. تترسب الأنهار على ضفافها الحمأة الملوثة بالنحاس، نتيجة التخلص من مياه الصرف الصحي المحتوية على النحاس. يدخل النحاس إلى الهواء، وذلك بشكل رئيسي من خلال إطلاقه أثناء احتراق الوقود الأحفوري. سيبقى النحاس الموجود في الهواء هناك لفترة طويلة من الزمن، قبل أن يستقر عند بدء هطول المطر. وسوف ينتهي بعد ذلك بشكل رئيسي في التربة. ونتيجة لذلك، قد تحتوي التربة أيضًا على كميات كبيرة من النحاس بعد استقرار النحاس من الهواء.
يمكن إطلاق النحاس في البيئة من خلال المصادر الطبيعية والأنشطة البشرية. ومن أمثلة المصادر الطبيعية الغبار الذي تحمله الرياح، والنباتات المتحللة، وحرائق الغابات، ورذاذ البحر. لقد تم بالفعل تسمية بعض الأمثلة على الأنشطة البشرية التي تساهم في إطلاق النحاس. ومن الأمثلة الأخرى التعدين وإنتاج المعادن وإنتاج الأخشاب وإنتاج الأسمدة الفوسفاتية.
نظرًا لأن النحاس يتم إطلاقه بشكل طبيعي ومن خلال النشاط البشري، فهو منتشر جدًا في البيئة. غالبًا ما يوجد النحاس بالقرب من المناجم والمناطق الصناعية ومدافن النفايات ومدافن النفايات.
سوف تستقر معظم مركبات النحاس وترتبط إما برواسب الماء أو جزيئات التربة. تشكل مركبات النحاس القابلة للذوبان أكبر تهديد لصحة الإنسان. عادةً ما توجد مركبات النحاس القابلة للذوبان في الماء في البيئة بعد إطلاقها من خلال استخدامها في الزراعة.
ويبلغ الإنتاج العالمي من النحاس 12 مليون طن سنوياً، وتبلغ الاحتياطيات القابلة للاستغلال حوالي 300 مليون طن، ومن المتوقع أن تستمر لمدة 25 عاماً أخرى فقط. يتم استخلاص حوالي 2 مليون طن سنويًا عن طريق إعادة التدوير. يتم استخراج النحاس اليوم من الرواسب الرئيسية في تشيلي وإندونيسيا والولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا وكندا، والتي تمثل معًا حوالي 80٪ من النحاس في العالم. الخام الرئيسي هو كبريتيد النحاس والحديد الأصفر المسمى كالكوبايرايت (CuFeS2).
الآثار الصحية للنحاس
|
طرق العرض
يمكن العثور على النحاس في العديد من أنواع الأطعمة وفي مياه الشرب وفي الهواء. ولهذا السبب نقوم بامتصاص كميات كبيرة من النحاس يومياً عن طريق الأكل والشرب والتنفس. يعد امتصاص النحاس ضروريًا، لأن النحاس عنصر نادر ضروري لصحة الإنسان. على الرغم من أن البشر يمكنهم التعامل مع تركيزات كبيرة نسبيًا من النحاس، إلا أن الكثير من النحاس يمكن أن يسبب مشاكل صحية بارزة.
عادة ما تكون تركيزات النحاس في الهواء منخفضة جدًا، لذا فإن التعرض للنحاس من خلال التنفس لا يكاد يذكر. لكن الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من المصاهر التي تقوم بمعالجة خام النحاس وتحويله إلى معدن، يتعرضون لهذا النوع من التعرض.
يتعرض الأشخاص الذين يعيشون في منازل لا تزال بها أنابيب نحاسية لمستويات أعلى من النحاس مقارنة بمعظم الناس، وذلك لأن النحاس ينطلق في مياه الشرب من خلال تآكل الأنابيب.
يحدث التعرض المهني للنحاس في كثير من الأحيان. في بيئة العمل، يمكن أن تؤدي عدوى النحاس إلى حالة تشبه الأنفلونزا تعرف باسم حمى المعادن. سوف تمر هذه الحالة بعد يومين وهي ناجمة عن الحساسية المفرطة.
تأثيرات
التعرض للنحاس على المدى الطويل يمكن أن يسبب تهيج الأنف والفم والعينين ويسبب الصداع وآلام المعدة والدوخة والقيء والإسهال. قد يؤدي تناول كميات كبيرة من النحاس عمدًا إلى تلف الكبد والكلى وحتى الموت. لم يتم تحديد ما إذا كان النحاس مادة مسرطنة بعد.
هناك مقالات علمية تشير إلى وجود صلة بين التعرض طويل الأمد لتركيزات عالية من النحاس وتراجع الذكاء لدى المراهقين الصغار. ما إذا كان هذا ينبغي أن يكون مصدر قلق هو موضوع لمزيد من التحقيق.
قد يؤدي التعرض الصناعي لأبخرة النحاس أو الغبار أو الضباب إلى الإصابة بحمى الأبخرة المعدنية مع تغيرات ضمورية في الأغشية المخاطية للأنف. يؤدي التسمم المزمن بالنحاس إلى مرض ويلسون، الذي يتميز بتليف الكبد وتلف الدماغ وإزالة الميالين وأمراض الكلى وترسب النحاس في القرنية.
|
| |
الآثار البيئية للنحاس
|
عندما ينتهي النحاس في التربة فإنه يرتبط بقوة بالمواد العضوية والمعادن. ونتيجة لذلك، فهو لا ينتقل بعيدًا بعد إطلاقه، ولا يكاد يدخل إلى المياه الجوفية. في المياه السطحية، يمكن للنحاس أن ينتقل لمسافات كبيرة، إما معلقًا على جزيئات الحمأة أو كأيونات حرة.
لا يتحلل النحاس في البيئة ولهذا السبب يمكن أن يتراكم في النباتات والحيوانات عند وجوده في التربة. في التربة الغنية بالنحاس، لا يحظى سوى عدد محدود من النباتات بفرصة البقاء. ولهذا السبب لا يوجد تنوع نباتي كبير بالقرب من مصانع التخلص من النحاس. نظرًا لتأثيراته على النباتات، يشكل النحاس تهديدًا خطيرًا لإنتاج الأراضي الزراعية. يمكن أن يؤثر النحاس بشكل خطير على إجراءات بعض الأراضي الزراعية، اعتمادًا على حموضة التربة ووجود المواد العضوية. وعلى الرغم من ذلك، لا يزال يتم استخدام الأسمدة المحتوية على النحاس.
يمكن للنحاس أن يقطع النشاط في التربة، لأنه يؤثر سلبًا على نشاط الكائنات الحية الدقيقة وديدان الأرض. قد يتباطأ تحلل المواد العضوية بشكل خطير بسبب هذا.
عندما تتلوث تربة الأراضي الزراعية بالنحاس، فإن الحيوانات سوف تمتص التركيزات التي تضر بصحتها. تعاني الأغنام بشكل رئيسي من التسمم بالنحاس بشكل كبير، وذلك لأن تأثيرات النحاس تظهر بتركيزات منخفضة إلى حد ما.
|
|
