陆地环境监测
一、元素定义
中文名称:铜
英文名称:copper
元素符号:Cu
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8.92g/cm3。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)2CO3,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、元素在农牧业中的应用
铜的化合物是消除病虫害的有效杀菌农药,可以控制所有霉菌或真菌引起的病害。除直接采用硫酸铜泡种子外,在果园和农田中经常使用的是一些铜盐混合液。通常,当农田土壤中的有效铜含量低于2ppm(1ppm为百万分之一)时,农作物就要因缺铜而减产,严重时甚至颗粒不收,或者当牧场土壤中有效铜含量低于5ppm时,牲畜就要患缺铜症。目前由于集约性的高产作业,在大量使用有化肥中不含铜或含铜量很低,引起土地瘠化,使缺铜日益成为当前世界上日益关注的问题。为了纠正和防止缺铜,要及时用铜盐补充。可以直接加入或者和富含氮和磷的肥料一起加入;可以用来改良土壤长期起作用,或者每年喷洒在作物的幼苗上。对于畜禽,除改善牧场外,可以将铜盐掺入饲料中或采用其它办法直接注入有缺铜症状的牲畜体内。硫酸铜还是猪和鸡的助长剂,可以提高它们的食欲和增进食物的转化。在饲料中拌人0.1%的硫酸铜,能够显著地促进猪和肉鸡的增重。铜离子有强烈的消毒灭菌作用,可以防止一些常见牲畜疾病的流行。
此外,池塘、水田、水渠和河湖中令人讨厌的绿藻污染,可以加入铜盐来消除。铜盐可以作为防霉保鲜剂,应用于谷物、水果和蔬菜的储藏。
三、在环境污染中的表现形式及存在方式
水中铜含量达0.01mg/L时,对水体自净有明显的抑制作用;超过 3.0mg/L,会产生异味;超过15mg/L,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 0.6mg/L。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0.002mg/L,但一般认为水体含铜0.01mg/L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。地壳中铜的平均丰度为55ppm。
在自然界中,铜主要以硫化物矿和氧化物矿形式存在,分布很广。铜是生命所必需的微量元素,但过量的铜对人和动、植物都有害。土壤中正常含铜量为每公斤2~200mg。中国土壤含铜量是每公斤3~300mg,平均值为每公斤22mg。铜可在土壤中富集并被农作物吸收。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。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。(刘平)