铜与人类环境

在人口剧增和工业化加速的今天，环境问题已不仅仅是政府部门要考虑的头等大事，环境的恶化让我们每个人都有切身体会：污浊的室外空气，含有各种杂质的饮用水，到处可见的白色污染，莫名其妙的致命疾病等，这些都严重地威胁人类的生存和社会可持续发展，同时使人类社会越来越亲善那些对环境有益的材料，铜，作为人们一种熟知的古老金属，再一次以对人类环境友善的面孔焕发了青春。

铜——具有绿色面孔的红色金属，无论是作为广泛应用性的金属材料，还是作为对人类健康有很大影响的微量元素，所有的生命需要铜，各种建设需要铜，铜是人类社会所不能缺少的，只要我们最好地利用铜资源，它就不会对环境造成危害。相反，铜对人体的必需性、极好的再生性、卓越的导电和导热性、耐腐蚀性等优异性能使它成为人们不常意识到的“准贵金属”，也表现出它对人类赖以生存环境的友善特征。

由于铜具有良好的导电性和耐腐性，因而成为世界上主要输电导体中效率最高的，同截面相同的铝导体相比，铜导线可大大降低电力传输的电能损耗。因此，在能源紧缺的今天，不能不说铜为节能作出了重大贡献；每个人都想喝到洁净的水，铜水管可以帮助实现这一愿望，铜水管不仅经久耐用，还能有效地消灭病菌或抑制病毒、寄生虫、霉菌等威胁人体健康的有机物生长。另外，溶解水中的微量铜可以补充人体中铜的缺乏；当我们从电视中看到欧洲一些国家教堂、会展中心、银行的美丽屋顶，或看到北京中华世纪坛上的世纪钟时，会惊叹不已，常常被那些永葆青春的艺术品所折服，您大概没想到那是铜的杰作。铜所具有的耐用性、可塑性和美丽的光泽使一些建筑艺术家和那些作品一样永葆辉煌。

铜广泛地存在地球的各类环境中——土壤、地表水和地下水等。铜能以金属、离子和化合物的形式存在，有些形态的铜（以离子形式为主）可以被生物体吸收利用，被称为“生物可利用态铜”，人类膳食中只有25％—60％的微量铜是“生物可利用态铜”。

铜只有一少部分溶于地球水圈中，可被生物利用。但铜矿区附近的水体如果不加控制，铜的含量会明显增高，可能会对附近的居民健康有所影响，为此国家对该区废水的排放有严格的标准，一般总铜含量不允许超过2毫克／升。另外，铜广泛存在于土壤中，成为植物的主要营养成分之一，其中大部分为生物不可利用态铜，只有少部分被植物所吸收。在一般未受污染的土壤中，含铜在18—34毫克／公斤，足够满足农作物生长对铜的需要。

值得指出的是，由于不同地域自然环境的差异，铜在人类膳食中和在土壤中的分布是有差别的。90年代初，中国政府历时5年开展了大面积土壤及居民膳食中元素背景的调查，其中包括铜。调查结果表明，土壤中的铜主要来源于母岩，一般基性岩发育的土壤铜含量最高，碳酸盐和酸性岩发育的土壤铜含量较低。根据土壤中“可利用态铜”的分析，确定缺铜临界值为0．2毫克／公斤，低于0．1毫克／公斤为严重缺铜。依此标准评测我国大部分土壤不缺铜，但在内蒙古地区严重缺铜，黑龙江、新疆、广东、福建部分地区缺铜。另外，对各地区居民膳食中铜的摄入量普查证实，我国大部分地区人均铜的日摄入量为2—3毫克，达到了世界卫生组织推荐的标准；甘肃及安徽居民铜的日摄入量最高，大于3毫克；中国南部的广东、广西、海南和邻近的云南、湖南及上海铜的摄入量明显不足，低于2毫克，为边缘性缺铜的地区，因此建议生活在该地区的居民应通过适当的方法“补铜”。

铜及铜合金具有丰富的光泽，真可谓红—紫—黄—青—白五色俱全。如果铜披上了绿色的外衣，那就是铜绿。谈到铜绿，人们不免有些误解，认为会对人体造成危害，其实那就错怪了它。铜绿是铜的氧化物，其主要成分是碱式碳酸铜和碱式硫酸铜，这两种复盐呈兰绿色，所以称为铜绿。铜绿常以薄膜状覆盖在铜制品的表面，可防治铜的继续氧化，起到良好的保护作用，耸立在大西洋海岸的自由女神像那庄严美丽的海蓝绿外表，其实也是铜绿的杰作。

铜及化合物不像某些重金属对人体有毒害作用。中国自古至今，铜制品（如铜壶、铜盆及铜制水容器）已经使用了几千年，尚未发现铜绿中毒的事件，也未发现从事与铜及铜化合物相关工作者存在与铜有关的职业病。铜向人类展示了它友善的绿色面孔，人类将最大限度合理地使用铜，使其发挥最大的效益。

——访北京矿冶研究院环境保护研究所所长成先红、吴义千教授

北京矿冶研究院的成先红和吴义千教授是多年研究铜生态环境的专家，多年的研究结果证实，铜对环境的保护意义远远大于对环境的破坏，铜并不像汞、铅、砷等有害元素那样对环境和人类健康产生毒害作用，只要很好地控制就能继续造福人类，而不给人类增加负担。另一方面，局部（如铜矿山附近）环境中的过量铜也会对环境产生一些危害，如当水体中的铜超过15ppm则不能饮用，但自然界中出现这种情况的可能性极低。吴教授进一步介绍说，他们研究所在对太湖、赤湖、松花江等许多江河、湖泊中的铜生态环境状况进行研究后，得出共同的结论是：铜的环境污染程度与铜的总量无关，而是与铜的形态有关。进一步研究证实，只有－2价的可溶性铜才会造成污染，而这些铜仅仅占总铜的30％左右，如果这30％的铜在适合的环境下形成鳌合物，就更降低了铜的毒性，鳌合物越稳定，就越不易被人体吸收，毒性越低。利用新的科学发现，研究所为许多新的国家矿山开采提供了环境可行性论证依据，同时也为解决铜矿山企业与当地居民的环境纠纷提供了可靠的依据。

铜百分之百地回收利用性能表现出了对环境保护的友善性，其实铜的最早使用者就已知道了铜的这种再生利用性，在人类使用铜大约一万年的过程中，一直在利用着铜的这种优点。据国际最新统计，全世界每年所使用的1500万吨铜中，38％是由废旧铜再生而来的。如果从长寿命的铜产品如电线电缆、屋顶及管道来看，铜可回收利用的价值就更加明显。电线电缆及铜水管一般可持续使用数十年，建筑用铜，如建筑铜装饰和铜屋顶的使用寿命可达一百多年。铜制汽车散热器也是再生铜的一个主要来源，正是铜的这种优点，加之其优良的节能性和极佳的导热性，使它成为环保型汽车散热器的首选材料。