陆地环境监测
一、元素定义
       中文名:铜
       外文名:copper
       元素符号:Cu
       原子量:63.546
       元素类型:金属元素
       原子序数:29
二、元素简介
1、基本概况
      铜是一种化学元素,它的原子序数是29,是一种过渡金属。 铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2(OH)CO3,这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
2、铜的用途
铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。   
铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器,开关以及印刷线路板在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。   
在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。   
在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300万发子弹,需用铜13-14吨。   
在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
铜的医学用途,最近几十年,人们还发现铜有非常好的医学用途。20世纪70年代,中国医学发明家刘同庆、刘同乐研究发现,铜元素具有极强的抗癌功能,并成功研制出相应的抗癌药物“克癌7851”,在临床上获得成功。后来,墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。最近,英国研究人员又发现,铜元素有很强的杀菌作用。相信不久的将来,铜元素将为提高人类健康水平做出巨大贡献。
三、在环境污染中的表现形式及存在方式
(1):对大气的污染
冶炼过程中,铜及其化合物的烟尘随烟道气进入大气,造成污染。1969年,美国统计各种工业向大气排放的铜为13680吨,其中铜矿石冶炼排出的约占64%,钢铁生产排出的约占20%。大气中铜的含量在欧洲为340纤克/米3,北美为 280纤克/米3,南极为0.036纤克/米3
(2):对水体的污染
 铜的化合物以一价或二价状态存在。在天然水中,溶解的铜量随pH值的升高而降低。pH值6~8时,溶解度为50~500微克/升。pH值小于7时,以碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的溶解度为最大;pH值大于7时,以氧化铜 (CuO)的溶解度为最大,此时,溶解铜的形态以Cu2+,CuOH+为主;pH值升高至8时,则CuCO3逐渐增多。水体中固体物质对铜的吸附,可使溶解铜减少,而某些络合配位体的存在,则可使溶解铜增多。世界各地天然水样品铜含量实测的结果是:淡水平均含铜3微克/升,海水平均含铜0.25微克/升。   
在冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业的废水中都含有铜,其中以金属加工、电镀工厂所排废水含铜量最高,每升废水含铜几十至几百毫克。这种废水排入水体,会影响水的质量。水中铜含量达0.01毫克/升时,对水体自净有明显的抑制作用;超过 3.0毫克/升,会产生异味;超过15毫克/升,就无法饮用。若用含铜废水灌溉农田,铜在土壤和农作物中累积,会造成农作物特别是水稻和大麦生长不良,并会污染粮食籽粒。灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为 0.6毫克/升。铜对水生生物的毒性很大,有人认为铜对鱼类毒性浓度始于0.002毫克/升,但一般认为水体含铜0.01毫克/升对鱼类是安全的。在一些小河中,曾发生铜污染引起水生生物的急性中毒事件;在海岸和港湾地区,曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。
(3)对土壤的污染
土壤中正常含铜量为每公斤2~200毫克。中国土壤含铜量是每公斤3~300毫克,平均值为每公斤22毫克。铜可在土壤中富集并被农作物吸收。在靠近铜冶炼厂附近的土壤,含有高浓度的铜。岩石风化和含铜废水灌溉均可使铜在土壤中积累并长期保留。德意志联邦共和国一些铜冶炼厂附近,土壤含铜量为正常土壤的3~232倍。在铜污染的土壤生长的植物,含铜量为正常植物的33~50倍。 灌溉过程以及硫酸铜杀虫剂等农药的施用也使一部分铜进入土壤和植物体内。 铜在植物各部分的累积分布多数是根>茎、叶>果实,但少数植物体内铜的分布与此相反,如丛桦叶则是果>枝>叶。水生生物可以富集铜,通过食物链的富集,最终使大量铜进入人体;农作物可通过根吸收土壤中的铜,其中一部分也可经食物进入人体。当铜在体内蓄积到一定程度后即可对人体健康产生危害。(陈延钦)