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| 銅 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 外観 | 赤オレンジ色の金属光沢 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 標準原子量 A r °(Cu) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 周期表における銅 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 原子番号 ( Z ) | 29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| グループ | グループ11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 期間 | 期間4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ブロック | dブロック | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子配置 | [ Ar ] 3d 10 4s 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 殻あたりの電子数 | 2、8、18、1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理的特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| STPでの フェーズ | 固体 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融点 | 1357.77 K (1084.62 °C、1984.32 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | 2835 K (2562 °C、4643 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度（20℃） | 8.935 g/cm3 [ 3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 液体の場合（ mp） | 8.02グラム/ cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融解熱 | 13.26 kJ/モル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 気化熱 | 300.4 kJ/モル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| モル熱容量 | 24.440 J/(モル·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
蒸気圧
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| 原子特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 酸化状態 | −2, 0, [4] +1 , +2 , +3, +4 （弱塩基性酸化物） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電気陰性度 | ポーリングスケール: 1.90 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| イオン化エネルギー |
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| 原子半径 | 経験的: 午後128時 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共有結合半径 | 132±4時 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ファンデルワールス半径 | 午後140時 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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| その他のプロパティ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 自然発生 | 原始的な | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 結晶構造 | 面心立方(fcc) ( cF4 ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 格子定数 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熱膨張 | 16.64 × 10 -6 /K (20 °C 時) [3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熱伝導率 | 401 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電気抵抗率 | 16.78 nΩ⋅m（20℃） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 磁気秩序 | 反磁性[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| モル磁化率 | −5.46 × 10 −6 cm 3 /モル[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ヤング率 | 110～128GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| せん断弾性係数 | 48GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 体積弾性率 | 140GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 音速の 細い棒 | (焼鈍) 3810 m/s ( 室温) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ポアソン比 | 0.34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| モース硬度 | 3.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ビッカース硬度 | 343～369MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ブリネル硬度 | 235～878MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS番号 | 7440-50-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 歴史 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ネーミング | ローマ時代の主要鉱山地であったキプロス島（キプロス）にちなんで名付けられた。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 発見 | 中東(紀元前 9000 年) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| シンボル | 「Cu」：ラテン語のcuprumから | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 銅の同位体 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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銅は化学元素で、記号は Cu (ラテン語の cuprumに由来)、原子番号は29 です。銅は柔らかく、展性があり、延性のある金属で、熱伝導性と電気伝導性が非常に高いです。純銅の露出したばかりの表面は、ピンクがかったオレンジ色です。銅は熱と電気の伝導体として、また建築材料として使用され、また、ジュエリーに使用されるスターリングシルバー、船舶用ハードウェアや貨幣の製造に使用される白銅、温度測定用のひずみゲージや熱電対に使用されるコンスタンタンなど、さまざまな金属合金の成分としても使用されます。
銅は、自然界で直接使用できる金属形態（自然金属）で存在する数少ない金属の1つです。このため、紀元前 8000年頃から、いくつかの地域で人類が銅を非常に早くから使用していました。数千年後、銅は硫化鉱石から精錬された最初の金属（紀元前 5000年頃） 、鋳型で形に鋳造された最初の金属（紀元前 4000年頃） 、そして青銅を作るために意図的に別の金属（スズ）と合金化された最初の金属（紀元前 3500年頃）となりました。[8]
一般的に見られる化合物は銅(II)塩であり、これはアズライト、マラカイト、トルコ石などの鉱物に青や緑の色を与えることが多く、歴史的に顔料として広く使用されてきました。
建物、通常は屋根に使用される銅は、酸化すると緑青と呼ばれる化合物の緑色の緑青を形成します。銅は、元素金属の形でも、顔料としての化合物でも、装飾芸術に使用されることがあります。銅化合物は、殺菌剤、防カビ剤、木材防腐剤として使用されます。
銅は、呼吸酵素複合体シトクロムc酸化酵素の主要成分であるため、微量食物ミネラルとしてすべての生物に不可欠です。軟体動物と甲殻類では、銅は血液色素ヘモシアニンの成分であり、魚類や他の脊椎動物では鉄複合体ヘモグロビンに置き換えられています。人間では、銅は主に肝臓、筋肉、骨に含まれています。[9]成人の体には、体重1キログラムあたり1.4〜2.1 mgの銅が含まれています。[10]
語源
ローマ時代、銅は主にキプロス島で採掘されていました。この金属の名前の由来は、キプロスの金属を意味するaes cypriumから来ており、後にcuprum（ラテン語）に訛ってcuprumとなりました。Coper （古英語）とcopperはこれに由来しており、後者の綴りは1530年頃に初めて使用されました。[11]
特徴
物理的な
銅、銀、金は周期表の第11族に属し、これら3つの金属は、満たされたd電子殻の上に1つのs軌道電子を持ち、高い延性、電気伝導性、熱伝導性が特徴です。これらの元素の満たされたd殻は、金属結合を介したs電子によって支配される原子間相互作用にはほとんど寄与しません。不完全なd殻を持つ金属とは異なり、銅の金属結合は共有結合性がなく、比較的弱いです。この観察により、銅の単結晶の硬度が低く、延性が高いことが説明されます。 [12]マクロスケールでは、結晶格子に粒界などの拡張欠陥が導入されると、応力がかかった状態で材料の流れが妨げられ、硬度が高まります。このため、銅は通常、単結晶よりも強度の高い細粒多結晶の形で供給されます。[13]
銅の柔らかさは、その高い電気伝導性を部分的に説明している（59.6 × 10 6 S /m）と高い熱伝導率を持ち、室温では純金属の中で2番目に高い（銀に次ぐ）。[14]これは、室温での金属の電子輸送に対する抵抗が主に格子の熱振動による電子の散乱に起因しており、これは軟質金属では比較的弱いためである。[12]空気中での銅の最大可能電流密度は約3.1 × 10 6 A/m 2、それを超えると過度に加熱し始めます。[15]
銅は、灰色や銀色以外の自然な色を持つ数少ない金属元素の1つです。[16]純銅はオレンジがかった赤色で、空気に触れると赤みがかった変色をします。これは、可視スペクトルの赤色部分にある金属の低いプラズマ周波数が原因で、高周波の緑と青の色を吸収します。[17]
他の金属と同様に、銅が電解質の存在下で他の金属と接触すると、ガルバニック腐食が発生します。[18]
化学薬品
銅は水とは反応しませんが、ゆっくりと大気中の酸素と反応して茶褐色の酸化銅の層を形成します。これは、湿った空気中の鉄に形成される錆とは異なり、下にある金属をそれ以上の腐食から保護します（不動態化）。緑青（炭酸銅）の緑色の層は、多くの古い建物の屋根[19]や自由の女神像[20]などの古い銅構造物によく見られます。銅は硫黄化合物にさらされると変色し、さまざまな硫化銅を形成します。[21]
同位体
銅の同位体は29個あります。63
銅
そして65
銅
安定しており、63
銅
天然銅の約69%を占め、どちらもスピンは3 ⁄ 2である。[22]他の同位体は放射性であり、最も安定しているのは67
銅
半減期は61.83時間である。[22] 7つの準安定異性体が特徴付けられている。68分
銅
最も長寿命で、半減期は 3.8 分です。質量数が 64 を超える同位体はβ −崩壊し、質量数が 64 未満の同位体はβ +崩壊します。64
銅
は半減期が12.7時間で、両方向に崩壊する。[23]
62
銅
そして64
銅
重要な用途があります。62
銅
使用されている62
銅
陽電子放出断層撮影のための放射性トレーサーとしてのCu-PTSM 。[24]
発生
銅は大質量星で生成され[25]、地球の地殻には約 50 ppm の割合で存在しています。 [ 26]自然界では、銅はさまざまな鉱物に存在し、自然銅、硫化銅 ( 黄銅鉱 ) 、斑銅鉱、二価銅鉱、銅鉱、黄銅鉱など)、硫酸銅塩(テトラヘダイト-テンナンタイト) 、硫化銅(エンアルジャイト)など)、炭酸銅(アズライト) 、銅(I) 酸化物 ( 赤銅鉱) 、銅(II) 酸化物(テノライト )などがあります。[14]発見された元素銅の最大の塊は 420 トンで、1857 年に米国ミシガン州のキーウィノー半島で発見されました。[26]自然銅は多結晶で、これまで報告された最大の単結晶は4.4 × 3.2 × 3.2 cmです。[27]銅は地殻中に26番目に多い元素であり、その含有量は50ppmであるのに対し、亜鉛は75ppm 、鉛は14ppmである。[28]
銅の典型的な背景濃度は、大気中では1 ng/m 3土壌中150mg/kg植物では30 mg/kg 、淡水では2 μg/L、海水中0.5μg/L 。 [29]
生産
銅のほとんどは、0.4～1.0%の銅を含む斑岩銅鉱床の大規模露天掘り鉱山から硫化銅として採掘または抽出されています。採掘場所には、チリのチュキカマタ、米国ユタ州のビンガムキャニオン鉱山、米国ニューメキシコ州のエルチノ鉱山などがあります。英国地質調査所によると、2005年の銅の最大の生産国はチリで、世界のシェアの少なくとも3分の1を占め、米国、インドネシア、ペルーがそれに続いています。[14]銅は、原位置浸出法で回収することもできます。アリゾナ州のいくつかの場所がこの方法の第一候補と考えられています。[30]銅の使用量は増加しており、利用可能な量はすべての国が先進国レベルの使用量に達するのにかろうじて十分です。[31]現在研究されている銅の代替資源は、太平洋の海抜約3000～6500メートルの深海に分布する多金属団塊である。これらの団塊にはコバルトやニッケルなどの他の貴金属も含まれている。[32]
埋蔵量と価格
銅は少なくとも1万年前から使用されていますが、これまでに採掘および製錬された銅の95％以上は1900年以降に抽出されています。[33]多くの天然資源と同様に、地球上の銅の総量は膨大で、地殻の上部1キロメートルに約10 14トンあり、現在の抽出率では約500万年分に相当します。しかし、これらの埋蔵量のうち、現在の価格と技術で経済的に採算が取れるのはごくわずかです。採掘可能な銅埋蔵量の推定値は、成長率などの基本的な仮定に応じて、25年から60年まで異なります。[34]現代世界では、リサイクルが銅の主な供給源です。[33]
銅の価格は変動が激しい。[35] 2022年にピークに達した後、価格は予想外に下落した。[36]
銅の世界市場は、商品市場の中でも最も商品化され金融化された市場の一つであり、何十年にもわたってその状態が続いています。[37] : 213
方法
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銅鉱石の大部分は硫化物です。一般的な鉱石は硫化物の黄銅鉱（CuFeS 2）、斑銅鉱（Cu 5 FeS 4）、そしてより少ない量ではありますが銅鉱（CuS）と黄銅鉱（Cu 2 S）です。[38] これらの鉱石は1％未満のCuレベルで産出します。鉱石の濃縮が必要であり、粉砕から始まり、次に浮選が続きます。残りの濃縮物は精錬され、2つの簡略化された式で表すことができます： [39]
- 2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2
酸化第一銅は加熱すると硫化第一銅と反応してブリスター銅 に変化する。
- 2 Cu 2 O + Cu 2 S → 6 Cu + 2 SO 2
この焙焼により、重量でおよそ 50% の Cu を含むマット銅が得られ、電気分解によって精製されます。鉱石によっては、電気分解中にプラチナや金などの他の金属が得られる場合もあります。
硫化物のほかに、酸化物も鉱石のグループに含まれます。世界の銅供給量の約 15% は、これらの酸化物から得られます。酸化物の選鉱プロセスでは、硫酸溶液による抽出とそれに続く電気分解が行われます。上記の「濃縮」硫化物および酸化鉱石の方法と並行して、鉱山の尾鉱や堆積物から銅が回収されます。硫酸、アンモニア、塩化鉄による浸出など、さまざまな方法が使用されています。生物学的方法も使用されています。[39] [40]
銅の重要な供給源はリサイクルです。銅は通常金属状態で使用されるため、リサイクルは容易です。2001年には、典型的な自動車には20～30kgの銅が含まれていました。リサイクルは通常、高炉を使用した溶解プロセスから始まります。[39]
銅の潜在的な供給源は多金属団塊であり、その濃度は1.3％と推定されている。[41] [42]
リサイクル
アルミニウムと同様に、銅は原料の状態でも製造された製品でも、品質を損なうことなくリサイクルできます。[43]量で見ると、銅は鉄とアルミニウムに次いで3番目に多くリサイクルされている金属です。[44]これまでに採掘された銅の約80％が現在も使用されています。[45]国際資源パネルの「社会における金属の貯蔵量」レポートによると、社会で使用されている銅の世界一人当たりの貯蔵量は35〜55 kgです。その多くは、発展途上国（一人当たり30〜40 kg）ではなく、より先進国（一人当たり140〜300 kg）にあります。
銅のリサイクルのプロセスは、銅を抽出するのとほぼ同じですが、必要な手順が少なくなります。純度の高いスクラップ銅は炉で溶かされ、還元されてビレットやインゴットに鋳造されます。純度の低いスクラップは硫酸浴で電気メッキして精製されます。[46]
環境への影響
銅採掘の環境コストは、2019年には銅1kgあたり3.7kg CO2eqと推定された。 [47]チリの大手生産者であるコデルコは、2020年に同社が1トンあたり2.8t CO2eq（1kgあたり2.8kg CO2eq）の純銅を排出したと報告した。[48] 温室効果ガスの排出は主に、特に化石燃料から供給される場合に同社が消費する電力と、銅の抽出と精錬に必要なエンジンから発生する。土地を採掘する企業は廃棄物を不適切に管理することが多く、その地域を永久に不毛な状態にしてしまう。さらに、近くの川や森林も悪影響を受けている。フィリピンは、鉱山会社によって土地が過剰に開発されている地域の例である。[49]
ルーマニアのヴァレア・シェセイにおける銅鉱山の廃棄物は、付近の水質を大きく変化させました。影響を受けた地域の水は酸性度が高く、pH範囲は2.1～4.9で、電気伝導率は280～1561mS/cmに上昇しています。[50]このような水質の変化により、魚にとって住みにくい環境となり、水生生物が住めない状態になっています。
合金
数多くの銅合金が開発されており、その多くは重要な用途に使用されています。真鍮は銅と亜鉛の合金です。青銅は通常銅とスズの合金を指しますが、アルミニウム青銅などの銅の合金を指すこともあります。銅は、宝飾品業界で使用される銀やカラット金のはんだの最も重要な成分の1つであり、結果として得られる合金の色、硬度、融点を変更します。[53]一部の鉛フリーはんだは、少量の銅と他の金属と合金化されたスズで構成されています。[54]
銅とニッケルの合金は白銅と呼ばれ、低額硬貨の外装によく使用されます。米国の 5 セント硬貨 (現在はニッケルと呼ばれています) は、銅 75% とニッケル 25% の均質な組成で構成されています。 20世紀後半に各国で広く採用された白銅の導入以前は、[55]銅と銀の合金も使用されており、米国では1965年まで銀90%と銅10%の合金が使用されていたが、この年、ハーフダラーを除くすべての硬貨から流通銀が削除され、1965年から1970年の間に、ハーフダラーは銀40%と銅60%の合金に品位が下がった。[56]銅90%とニッケル10%の合金は耐腐食性に優れており、海水にさらされるさまざまな物体に使用されているが、汚染された港や河口に時々見られる硫化物には弱い。[57]銅とアルミニウム（約7%）の合金は金色で、装飾品に使用されている。[26] 赤銅は、通常4～10％の低濃度の金を含む銅の装飾合金で、濃い青や黒に緑青をつけることができます。 [58]
化合物
銅は、通常、酸化状態が+1と+2である化合物を豊富に形成し、それぞれ第一銅と第二銅と呼ばれます。[59]銅化合物は、数多くの化学的および生物学的プロセスを促進または触媒します。[60]
二成分化合物
他の元素と同様に、銅の最も単純な化合物は二元化合物、すなわち2つの元素のみを含む化合物であり、主な例としては酸化物、硫化物、ハロゲン化物が挙げられる。第一銅と第二銅の酸化物の両方が知られている。数多くの銅硫化物の中で[61]重要な例としては、硫化銅(I)（Cu 2 S）と一硫化銅（CuS）が挙げられる。[62]
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を含むハロゲン化第一銅（I）が知られており、フッ素、塩素、臭素を含むハロゲン化第二銅（II）も知られている。ヨウ化銅（II）を調製しようとすると、ヨウ化銅（I）とヨウ素しか得られない。[59]
- 2 Cu 2+ + 4 I − → 2 CuI + I 2
錯体化学
銅は配位子と錯体を形成します。水溶液中では、銅(II)は[Cu(H
2O)
6]2歳以上
この錯体は、あらゆる遷移金属アクア錯体の中で最も速い水交換速度（水配位子の付着および分離の速度）を示します。水酸化ナトリウム水溶液を加えると、淡青色の固体水酸化銅（II）が沈殿します。簡略化した式は次のとおりです。
- Cu 2+ + 2 OH − → Cu(OH) 2
アンモニア水でも同じ沈殿物が生じます。過剰のアンモニアを加えると沈殿物は溶解し、テトラアンミン銅(II)が形成されます。
- Cu(H
2O)
4（おお）
2+ 4 NH 3 → [Cu(H
2O)
2（NH
3）
4]2歳以上
+ 2 H 2 O + 2 OH −
他の多くのオキシアニオンも錯体を形成します。これには酢酸銅(II)、硝酸銅(II)、炭酸銅(II)が含まれます。硫酸銅(II)は青色の結晶性五水和物を形成し、実験室で最もよく知られている銅化合物です。ボルドー液と呼ばれる殺菌剤に使用されます。[63]
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ポリオールは、アルコール官能基を複数含む化合物で、一般に銅塩と相互作用する。例えば、銅塩は還元糖の検査に用いられる。具体的には、ベネディクト試薬とフェーリング溶液を用いると、糖の存在は青色の銅(II)から赤みがかった酸化銅(I)への色の変化によって示される。[64]シュバイツァー試薬およびエチレンジアミンや他のアミンとの関連錯体はセルロースを溶解する。[65] シスチンなどのアミノ酸は銅(II)と非常に安定したキレート錯体を形成する[66] [67] [68] 。これには金属有機バイオハイブリッド（MOB）の形態も含まれる。銅イオンの湿式化学検査は多数存在し、その1つはフェリシアン化カリウムを用いるもので、銅(II)塩と反応すると赤褐色の沈殿物が生じる。[69]
有機銅化学
炭素-銅結合を含む化合物は有機銅化合物として知られています。これらは酸素に対して非常に反応性が高く、酸化銅(I)を形成し、化学において多くの用途があります。これらは銅(I)化合物をグリニャール試薬、末端アルキンまたは有機リチウム試薬で処理することによって合成されます。[70]特に、記載されている最後の反応ではギルマン試薬が生成されます。これらはアルキルハライドと置換されてカップリング生成物を形成できるため、有機合成の分野で重要です。銅(I)アセチリドは衝撃に非常に敏感ですが、カディオ–ホドキエヴィチカップリング[71]や薗頭カップリング[ 72]などの反応の中間体です。エノンへの共役付加[73]やアルキンのカルボ銅化[74]も有機銅化合物で達成できます。銅(I)は、特にアミン配位子の存在下で、アルケンや一酸化炭素と様々な弱い錯体を形成する。 [75]
銅(III)と銅(IV)
銅(III)は酸化物として最もよく見られます。簡単な例としては、青黒色の固体であるカリウム銅酸塩、KCuO 2があります。 [76]最も広範に研究されている銅(III)化合物は銅酸塩超伝導体です。イットリウムバリウム銅酸化物(YBa 2 Cu 3 O 7 )は、Cu(II)中心とCu(III)中心の両方で構成されています。酸化物と同様に、フッ化物は高度に塩基性の陰 イオンであり[77]、高い酸化状態で金属イオンを安定化することが知られています。銅(III)フッ化物と銅(IV)フッ化物の両方が知られており、それぞれK 3 CuF 6とCs 2 CuF 6です。[59]
いくつかの銅タンパク質はオキソ錯体を形成し、広く研究された合成類似体システムでは銅(III)を特徴としている。[78] [79]テトラペプチドでは、紫色の銅(III)錯体は脱プロトン化されたアミド配位子によって安定化される。[80]
銅(III)錯体は有機銅化合物の反応の中間体としても見られ、例えばハラシュ・ソスノフスキー反応が挙げられる。[81] [82] [83]
歴史
銅のタイムラインは、この金属が過去11,000年間に人類の文明をどのように進歩させてきたかを示しています。[84]
先史時代
銅器時代
銅は天然の金属銅として自然に存在し、記録に残る最古の文明のいくつかで知られていました。銅の使用の歴史は中東で紀元前9000年に遡ります。[85]イラク北部では紀元前8700年の銅のペンダントが発見されています。[86]証拠によると、銅以前に人類が使用していた金属は金と隕鉄（精錬鉄ではない）のみでした。[87]銅冶金の歴史は、まず天然銅の冷間加工、次に焼きなまし、精錬、そして最後にロストワックス鋳造の順序で進むと考えられています。南東アナトリアでは、これら4つの技術すべてが、新石器時代 の初めの紀元前 7500年頃にほぼ同時に現れています。[88]
銅の製錬は、さまざまな場所で独立して発明されました。ロストワックス鋳造による銅の最も古い証拠は、パキスタンのメヘルガルで発見されたお守りにあり、紀元前4000年のものです。 [ 89] 精密鋳造は、東南アジアで紀元前4500～4000年に発明されました。 [85]精錬は、中国では紀元前2800年より前に、中央アメリカでは紀元後600年頃、西アフリカでは紀元後9世紀または10世紀頃に発見されたと考えられます。[90] 炭素年代測定により、英国チェシャー州のアルダリーエッジで紀元前2280～1890年に鉱山が開かれていたことが判明しました。[91]
紀元前3300年から3200年頃の男性、アイスマンのエッツィは、純度99.7%の銅の斧を持って発見されました。髪の毛に高濃度のヒ素が含まれていたことから、銅の製錬に関わっていたことが示唆されています。 [92]銅に関する経験は他の金属の発展を助け、特に銅の製錬は鉄の製錬の発見につながったと考えられます。[92]
ミシガン州とウィスコンシン州の旧銅鉱床群における生産は、紀元前6500年から3000年の間に遡る。 [93] [94] [95]ウィスコンシン州で発見された銅の槍先は、紀元前6500年のものとされている。[93]北米五大湖地域の旧銅鉱床群の先住民による銅の使用は、放射年代測定法によって紀元前7500年まで遡る。[93] [96] [97]五大湖周辺の北米先住民もこの時期に銅を採掘していた可能性があり、これは世界最古の銅採掘の例の一つとなっている。 [98]ミシガン州の湖からの先史時代の鉛汚染から、この地域の人々が 紀元前6000年頃に銅の採掘を開始したという証拠がある。[98] [93]証拠によれば、青銅器時代の北米の旧銅器群では実用的な銅製品が使われなくなり、装飾用の銅製品の生産が増加したようです。[99]
青銅器時代
天然青銅は、シリコン、ヒ素、（まれに）スズを豊富に含む鉱石から作られる銅の一種で、紀元前5500年頃にバルカン半島で一般的に使用されるようになりました。[100]銅とスズを合金にして青銅を作ることは、銅の製錬法が発見されてから約4000年後、また「天然青銅」が一般的に使用されるようになってから約2000年後に初めて実践されました。[101]ヴィンチャ文化の青銅器は紀元前4500年のものです。[102] シュメールとエジプトの銅と青銅の合金の工芸品は紀元前3000年のものです。[103] エジプシャンブルー、またはキュプロリバイト（カルシウム銅ケイ酸塩）は、銅を含む合成顔料で、紀元前3250年頃に古代エジプトで使用され始めました。[104]エジプシャンブルーの製造方法はローマ人には知られていましたが、紀元4世紀までにこの顔料は使われなくなり、その製造方法の秘密は失われました。ローマ人によると、この青色顔料は銅、シリカ、石灰、ナトロンから作られ、彼らにはカエルレウムとして知られていました。
青銅器時代は、南東ヨーロッパでは紀元前3700～3300年頃、北西ヨーロッパでは紀元前2500年頃に始まりました。近東では紀元前2000～1000年、北ヨーロッパでは紀元前600年頃の鉄器時代の始まりとともに終わりました。新石器時代から青銅器時代への移行期は、銅器が石器とともに使用されていた時代で、以前は銅器時代（銅石器）と呼ばれていました。この用語は徐々に使われなくなっています。なぜなら、世界の一部の地域では、銅器時代と新石器時代が両端で同じ境界にあるからです。銅と亜鉛の合金である真鍮は、もっと最近に誕生しました。これはギリシャ人には知られていましたが、ローマ帝国時代には青銅の重要な補助材料となりました。[103]
古代と後古典
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ギリシャでは、銅はカルコス(χαλκός)という名前で知られていました。銅はローマ人、ギリシャ人、その他の古代民族にとって重要な資源でした。ローマ時代には、銅はaes Cypriumとして知られていました。aesは銅合金の一般的なラテン語で、Cypriumは銅が大量に採掘されたキプロス島に由来しています。この語句はcuprumに簡略化され、英語のcopperとなりました。アフロディーテ(ローマではヴィーナス) は、銅の光沢のある美しさと、鏡の製造に古代から使用されていたことから、神話や錬金術では銅を表していました。銅の産地であるキプロスは女神にとって神聖なものでした。古代人が知っていた 7 つの天体は、古代に知られていた 7 つの金属と関連付けられており、女神とのつながりと、金星が太陽と月に次いで最も明るい天体であり、金と銀に次いで最も光沢があり望ましい金属に対応していたことから、金星は銅に割り当てられました。[105]
銅は紀元前2100年頃に古代イギリスで初めて採掘された。これらの鉱山の中で最大のものであったグレート・オームの採掘は、青銅器時代後期まで続いた。採掘は主に、製錬が容易な深成鉱石に限定されていたようだ。この地域で大規模な錫採掘が行われていたにもかかわらず、コーンウォールの豊富な銅鉱床は、技術的な理由ではなく社会的、政治的な理由から、ほとんど手つかずのまま残されていたようだ。 [106]
北米では、 800年から1600年の間にアイル・ロイヤルの遺跡から原始的な石器を使って天然銅が採掘されたことが知られています。[107]銅の焼きなましは、1000年から1300年頃に北米の都市カホキアで行われていました。 [108]北米のカホキア周辺では、この時期（1000年から1300年）のミシシッピ銅板として知られる精巧な銅板が数枚発見されています。 [108]銅板は、ウルフィング・キャッシュやエトワ・プレートのように、中西部や米国南東部の他の場所にたどり着く前に、カホキアで製造されたと考えられています。
南米では、アルゼンチンのアンデス山脈で発見された紀元前1000年の銅製マスクが、アンデス山脈で発見された最古の銅製工芸品である。[109]ペルーはコロンブス以前のアメリカにおける初期の銅冶金の起源と考えられてきたが、アルゼンチンの銅製マスクは、南アンデスのカホン・デル・マイポが南米における初期の銅加工のもう一つの重要な中心地であったことを示唆している。[109]銅冶金は南米、特に西暦1000年頃のペルーで盛んであった。15世紀の銅製の埋葬装飾品が発見されているが、この金属の商業生産は20世紀初頭まで始まらなかった。[要出典]
銅の文化的役割は、特に通貨において重要であった。紀元前6世紀から紀元前3世紀のローマ人は、銅の塊を通貨として使用していた。最初は銅自体が価値あるものとされていたが、次第に銅の形や見た目が重要視されるようになった。ユリウス・カエサルは真鍮製の貨幣を所有していたが、オクタヴィアヌス・アウグストゥス・カエサルの貨幣はCu-Pb-Sn合金製であった。推定年間産出量は約15,000トンで、ローマの銅採掘と製錬活動は産業革命の時代まで比類のない規模に達した。最も集中的に採掘されたのはヒスパニア、キプロス、中央ヨーロッパの諸州であった。 [110] [111]
エルサレム神殿の門には、金箔を剥ぎ取ったコリント式の青銅が使われていた。[要説明] [要出典]この工程は、錬金術が始まったと考えられているアレクサンドリアで最も普及していた。 [112]古代インドでは、ホリスティック医学アーユルヴェーダにおいて、手術器具やその他の医療機器に銅が使われていた。古代エジプト人（紀元前2400年頃）は、傷口の殺菌や飲料水に銅を使用し、後に頭痛、火傷、かゆみの治療にも使用した。[要出典]
モダンな
グレート・カッパー・マウンテンは、スウェーデンのファルンにあった鉱山で、10世紀から1992年まで操業していた。17世紀にはヨーロッパの銅消費量の3分の2を賄い、当時のスウェーデンの多くの戦争の資金源となった。[113]国の宝庫と呼ばれ、スウェーデンは銅で裏付けられた通貨を持っていた。[114]
銅は屋根材、[19]や通貨、ダゲレオタイプとして知られる写真技術に使用されています。銅はルネッサンス彫刻にも使用され、自由の女神像の建造にも使用されました。銅はさまざまなタイプの建造に使用され続けています。銅メッキと銅被覆は、船の水中船体を保護するために広く使用されており、この技術は18世紀に英国海軍本部によって開拓されました。[115]ハンブルクの北ドイツめっき工場は、1876年に生産を開始した最初の近代的な電気めっき工場でした。 [116]ドイツの科学者ゴットフリート・オザンは、1830年に金属の原子量を決定する際に粉末冶金を発明しました。その頃、銅に対する合金元素（例えば、スズ）の量と種類が鐘の音色に影響を与えることが発見されました。[要出典]
1880年代から1930年代の大恐慌までの電気の時代に向けて銅の需要が高まった時期に、米国は世界で新たに採掘される銅の3分の1から半分を生産した。[117]主要地域にはミシガン州北部のキーウィノー地区があり、主に天然銅鉱床があったが、1880年代後半にはモンタナ州ビュートの広大な硫化物鉱床にその影を潜め、さらにビュートも米国南西部、特にユタ州ビンガムキャニオンやアリゾナ州モレンシーの斑岩鉱床にその影を潜めていた。露天掘りの蒸気ショベル採掘の導入と、製錬、精錬、浮遊選鉱、その他の処理段階における革新により、大量生産が実現した。20世紀初頭には、アリゾナ州が第1位、モンタナ州、ユタ州、ミシガン州がそれに続いた。[118]
自溶製錬はフィンランドのオウトクンプによって開発され、1949年にハルヤヴァルタで初めて採用されました。このエネルギー効率の高いプロセスは、世界の一次銅生産の50％を占めています。[119]
1967年にチリ、ペルー、ザイール、ザンビアによって結成された銅輸出国政府間評議会は、石油におけるOPECと同様の活動を銅市場で行っていたが、第2位の生産国である米国が加盟したことがなかったため、石油市場ほどの影響力を獲得することはなく、1988年に解散した。[120]
2008年、中国は世界最大の銅輸入国となり、少なくとも2023年まではその地位を維持するだろう。[121] : 187
アプリケーション
銅の主な用途は、電線（60％）、屋根材と配管（20％）、産業機械（15％）です。銅は主に純金属として使用されますが、より高い硬度が必要な場合は、真鍮や青銅などの合金にされます（総使用量の5％）。[26] 2世紀以上もの間、植物や貝類の成長を制御するために船体に銅塗料が使用されてきました。[122]銅供給量のごく一部は、農業における栄養補助食品や殺菌剤として使用されています。[63] [123]銅の 機械加工は可能ですが、複雑な部品を作成するための機械加工性に優れた合金が好まれます。
電線とケーブル
他の材料との競争にもかかわらず、銅は、アルミニウムが好まれることが多い架空送電を除くほぼすべてのカテゴリーの電気配線において、依然として好ましい導電体である。[ 124 ] [ 125 ]銅線は、発電、送電、配電、通信、電子回路、および数え切れないほどの種類の電気機器に使用されている。[126]電気配線は銅産業にとって最も重要な市場である。[127]これには、構造用電力配線、配電ケーブル、家電用ワイヤ、通信ケーブル、自動車用ワイヤおよびケーブル、マグネットワイヤが含まれる。採掘される銅のおよそ半分が、電線およびケーブル導体に使用されている。[128]多くの電気機器は、高い電気伝導性、引張強度、延性、クリープ（変形）耐性、耐腐食性、低熱膨張、高い熱伝導性、はんだ付けの容易さ、展性、および設置の容易さなど、銅配線が持つ数多くの固有の有益な特性のために、銅配線に依存している。
1960年代後半から1970年代後半にかけての短い期間、アメリカの多くの住宅建設プロジェクトでは銅線がアルミニウム線に置き換えられた。新しい配線が多くの住宅火災の原因となったため、業界は銅線に戻った。[129]
電子機器および関連機器
集積回路やプリント基板では、アルミニウムの代わりに銅が使用されることが多くなっています。銅は電気伝導性に優れているためです。また、ヒートシンクや熱交換器では銅が放熱性に優れているためです。電子レンジの電磁石、真空管、ブラウン管、マグネトロン、マイクロ波放射用の導波管にも銅が使用されています。[130]
電気モーター
銅の優れた導電性は、電気モーターの効率を高めます。[131]これは重要なことです。なぜなら、モーターとモーター駆動システムは、世界の全電力消費量の43〜46％、産業で使用される全電力の69％を占めているからです。[132]コイル内の銅の質量と断面積を増やすと、モーターの効率が向上します。銅モーターローターは、エネルギー節約が主な設計目標であるモーターアプリケーション向けに設計された新しい技術であり、[133] [134]汎用誘導モーターが米国電気工業会（NEMA）のプレミアム効率基準を満たし、それを上回ることを可能にしています。[135]
再生可能エネルギーの生産
太陽光、風力、潮力、水力、バイオマス、地熱などの再生可能エネルギー源は、エネルギー市場の重要な分野となっている。[136] [137] 21世紀におけるこれらのエネルギー源の急速な成長は、化石燃料のコスト上昇と環境への影響の問題により、その使用が大幅に減少したことによって引き起こされた。
銅はこれらの再生可能エネルギーシステムで重要な役割を果たしており、[138] [139] [140] [141] [142]主にケーブルやパイプに使用されています。再生可能エネルギーシステムにおける銅の使用量は、化石燃料や原子力発電所などの従来の発電よりも平均で最大5倍多くなっています。 [143]銅はエンジニアリング金属の中でも優れた熱伝導性と電気伝導性（銀に次ぐ）であるため、[144]銅を使用する電気システムは、高効率で環境への影響を最小限に抑えながらエネルギーを生成および伝送します。
電気導体を選択する際、施設計画者やエンジニアは、材料の資本投資コストと、耐用年数にわたる電気エネルギー効率による運用コスト、およびメンテナンス コストを考慮します。銅は、これらの計算で優れた結果を示すことがよくあります。「銅の使用強度」と呼ばれる要素は、1 メガワットの新しい発電容量を設置するために必要な銅の量の尺度です。
新しい再生可能発電施設を計画する際、エンジニアや製品仕様者は、選択した材料の供給不足を回避しようとします。米国地質調査所によると、世界の銅精錬使用量が過去50年間で3倍以上に増加したにもかかわらず、地中の銅埋蔵量は1950年以降700％以上増加し、ほぼ1億トンから2017年には7億2000万トンになりました。[145]銅資源は50億トンを超えると推定されています。[146] [147]
銅の採掘 による供給を支えているのは、2007年から2017年までに設置された銅の30％以上がリサイクル源から来ていることです。[148] そのリサイクル率は他のどの金属よりも高くなっています。[149]建築
銅は、耐久性、耐腐食性、耐候性のある建築材料として古代から使用されてきました。 [150] [151] [152] [153] 屋根、雨押さえ、雨どい、縦樋、ドーム、尖塔、金庫室、ドアは、何百年、何千年もの間銅で作られてきました。銅の建築用途は、現代では内外の壁のクラッディング、建物の伸縮継手、無線周波数シールド、魅力的な手すり、浴室の備品、カウンタートップなどの抗菌性および装飾性のある屋内製品にまで拡大しています。建築材料としての銅のその他の重要な利点には、熱変位が少ない、軽量、避雷、リサイクル性 などがあります。
金属の独特の自然な緑色の緑青は、建築家やデザイナーに長い間憧れられてきました。最終的な緑青は特に耐久性のある層で、大気腐食に非常に耐性があり、それによって下にある金属をそれ以上の風化から保護します。[154] [155] [156]硫黄を含む酸性雨などの環境条件に応じて、さまざまな量の炭酸塩と硫酸塩の混合物になることがあります。[157] [158] [159] [160]建築用銅とその合金は、特定の外観、感触、または色になるように「仕上げ」ることもできます。仕上げには、機械的表面処理、化学着色、コーティングが含まれます。[161]
銅はろう付け性とはんだ付け性に優れており、溶接も可能です。ガスメタルアーク溶接で最も良い結果が得られます。[162]
抗生物付着
銅は生物静止性があり、細菌や他の多くの生物は銅上では成長しません。このため、船の一部をフジツボやムール貝から守るために長い間使用されてきました。もともとは純粋に使用されていましたが、その後ムンツ金属や銅ベースの塗料に取って代わられました。同様に、養殖業における銅合金で説明したように、銅合金は抗菌性があり、極端な条件でも生物付着を防ぎ、海洋環境で強力な構造特性と耐腐食性[164]を持つため、養殖業では重要な網材料となっています。
抗菌性
銅合金の接触面は、広範囲の微生物（例：大腸菌O157:H7、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）、ブドウ球菌、クロストリジウム・ディフィシル、インフルエンザAウイルス、アデノウイルス、SARS-CoV-2、真菌）を破壊する天然の特性を備えています。 [165] [166]インド人は、現代科学が銅の抗菌特性を認識する前から、古代から水を保管するために銅の容器を使用していました。[167]一部の銅合金は、定期的に洗浄すると、わずか2時間以内に病原菌の99.9％以上を殺すことが証明されています。[168]米国環境保護庁（EPA）は、これらの銅合金を「公衆衛生上の利点を持つ抗菌材料」として登録することを承認しました。 [168]この承認により、製造業者は登録された合金で作られた製品の公衆衛生上の利点について法的に主張することができます。さらに、EPAは、ベッドレール、手すり、ベッド上のテーブル、シンク、蛇口、ドアノブ、トイレの金具、コンピューターのキーボード、ヘルスクラブの機器、ショッピングカートのハンドルなど、これらの合金から作られた抗菌銅製品の長いリストを承認しています。銅製のドアノブは、病気の伝染を減らすために病院で使用されており、レジオネラ症は配管システムの銅管によって抑制されています。[169]抗菌銅合金製品は現在、英国、アイルランド、日本、韓国、フランス、デンマーク、ブラジルの医療施設に設置されているほか、米国でも求められています。[170]また、チリのサンティアゴの地下鉄交通システムでは、2011年から2014年の間に約30の駅に銅亜鉛合金の手すりが設置されました。[171] [172] [173] 織物繊維を銅と混合して抗菌保護布を作成することができます。[174] [信頼できない情報源? ]
銅の需要
2023年の世界の総生産量は約2,300万トンになると予想されています。[175]電力へのエネルギー移行が進んでいるため、銅の需要は増加しています。[176]中国は需要の半分以上を占めています。[177]
用途によっては他の金属で代用できるものもあり、多くの用途でアルミニウム線が代用されたが、不適切な設計が火災の危険をもたらした。 [178]安全性の問題はその後、より大きなサイズのアルミニウム線（#8AWG以上）を使用することで解決され、適切に設計されたアルミニウム線が今でも銅の代わりに設置されている。例えば、エアバスA380は電力伝送に銅線の代わりにアルミニウム線を使用している。[179]
投機的投資
銅は、世界的なインフラの成長による使用量の増加が予測されていること、および風力タービン、ソーラーパネル、その他の再生可能エネルギー源の生産における重要な役割から、投機的な投資として使用される可能性があります。 [180] [181]需要が増加すると予想されるもう1つの理由は、電気自動車には従来の自動車の平均3.6倍の銅が含まれているという事実ですが、電気自動車が銅の需要に与える影響については議論があります。[182] [183] 銅鉱山株、ETF、先物を通じて銅に投資する人もいます。銅の延べ棒や銅の丸棒の形で物理的な銅を保管する人もいますが、これらは貴金属と比較してプレミアムが高くなる傾向があります。[184]銅地金のプレミアムを避けたい人は、代わりに古い銅線、銅管、または1982年以前に製造されたアメリカのペニー硬貨を保管します。[185]
民間療法
銅はジュエリーによく使われており、民間伝承によると、銅のブレスレットは関節炎の症状を和らげると言われています。[186]変形性関節症の試験と関節リウマチの試験では、銅のブレスレットと対照（銅を含まない）のブレスレットの間に違いは見つかりませんでした。[187] [188]銅が皮膚から吸収されることを示す証拠はありません。もし吸収されれば、銅中毒につながる可能性があります。[189]
劣化
クロモバクテリウム・ビオラセウムとシュードモナス・フルオレッセンスはどちらも固体銅をシアン化合物として動員することができる。 [ 190]カルナ、エリカ、スノキに関連するエリコイド菌根菌は、銅を含む金属含有土壌で生育することができる。 [190]外生菌根菌のスイラス・ルテウスは、若い松の木を銅の毒性から保護する。金鉱の溶液から生育する菌類のアスペルギルス・ニガーのサンプルが見つかり、金、銀、銅、鉄、亜鉛などの金属のシアノ錯体を含んでいることがわかった。この菌類は重金属硫化物の可溶化にも役割を果たしている。 [191]
生物学的役割
生化学
銅タンパク質は、Cu(I) と Cu(II) の容易な相互変換を利用する生物学的電子輸送および酸素輸送のプロセスにおいて多様な役割を果たしている。 [192]銅はすべての真核生物の好気呼吸に不可欠である。ミトコンドリアでは、酸化的リン酸化の最後のタンパク質であるシトクロム c 酸化酵素に銅が含まれている。シトクロム c 酸化酵素は、銅と鉄の間に O 2を結合させるタンパク質である。このタンパク質は、O 2分子に 8 個の電子を移動させて、2 分子の水に還元する。銅は、多くのスーパーオキシドディスムターゼにも含まれており、スーパーオキシドを(不均化によって) 酸素と過酸化水素に変換することで分解を触媒するタンパク質である。
- Cu 2+ -SOD + O 2 − → Cu + -SOD + O 2（銅の還元、スーパーオキシドの酸化）
- Cu + -SOD + O 2 − + 2H + → Cu 2+ -SOD + H 2 O 2 (銅の酸化、スーパーオキシドの還元)
ヘモシアニンというタンパク質は、ほとんどの軟体動物やカブトガニ（Limulus polyphemus）などの一部の節足動物の酸素運搬体である。[ 193 ]ヘモシアニンは青いため、これらの生物は鉄ベースのヘモグロビンの赤い血液ではなく青い血液を持っている。ヘモシアニンと構造的に関連するのはラッカーゼとチロシナーゼである。これらのタンパク質は酸素を可逆的に結合する代わりに、ラッカーの形成における役割で示されるように基質を水酸化する。[194]銅の生物学的役割は、地球の大気中に酸素が出現したときに始まった。[195] 「青い銅タンパク質」などのいくつかの銅タンパク質は基質と直接相互作用しないため、酵素ではない。これらのタンパク質は電子伝達と呼ばれるプロセスによって電子を中継する。[194]
亜酸化窒素還元酵素にはユニークな四核銅中心が発見されている。[196]
ウィルソン病の治療のために開発された化合物は、癌治療への応用が研究されてきた。[197]
栄養
銅は植物や動物にとって必須の微量元素ですが、すべての微生物に必須というわけではありません。人体には体重1kgあたり約1.4～2.1mgの銅が含まれています。[198]
吸収
銅は腸で吸収され、アルブミンに結合して肝臓に運ばれる。[199]肝臓で処理された後、銅は第2段階で他の組織に分配され、血液中の銅の大部分を運ぶセルロプラスミンというタンパク質が関与する。セルロプラスミンは乳中に排泄される銅も運び、銅源として特によく吸収される。 [200]体内の銅は通常、腸肝循環（1日あたり約5 mg、食事で吸収されて体外に排泄されるのは約1 mg）され、必要に応じて余分な銅を胆汁を介して排泄することができる。胆汁は肝臓から銅を運び出し、腸で再吸収されない。[201] [202]
食事に関する推奨事項
米国医学研究所(IOM) は、2001 年に銅の推定平均必要量 (EAR) と推奨食事摂取量 (RDA) を更新しました。EAR と RDA を確立するための情報が不十分な場合は、代わりに適正摂取量(AI) として指定された推定値が使用されます。銅の AI は、0～6 か月齢の男女で銅 200 μg、7～12 か月齢の男女で銅 220 μg です。男女ともに、銅の RDA は、1～3 歳で銅 340 μg、4～8 歳で銅 440 μg、9～13 歳で銅 700 μg、14～18 歳で銅 890 μg、19 歳以上で銅 900 μg です。妊娠中は 1,000 μg です。授乳中の場合は1,300μg。[203]安全性に関しては、IOMは十分な証拠がある場合、ビタミンとミネラルの許容上限摂取量（UL）も設定しています。銅の場合、ULは10mg /日に設定されています。EAR、RDA、AI、ULを総称して食事摂取基準と呼びます。[204]
欧州食品安全機関（ EFSA ）は、これらの情報を食事摂取基準値と呼んでおり、RDAの代わりに人口基準摂取量（PRI）、EARの代わりに平均必要量を使用している。AIとULは米国と同様に定義されている。18歳以上の女性と男性の場合、AIはそれぞれ1.3 mg/日と1.6 mg/日に設定されている。妊娠中および授乳中のAIは1.5 mg/日である。1～17歳の小児の場合、AIは年齢とともに0.7 mg/日から1.3 mg/日に増加する。これらのAIは米国のRDAよりも高い。[205]欧州食品安全機関は同じ安全性の質問を検討し、ULを米国の値の半分である5 mg/日に設定した。[206]
米国の食品および栄養補助食品の表示目的では、1食分あたりの量は1日の摂取量のパーセント（％DV）として表されます。銅の表示目的では、1日の摂取量の100％は2.0 mgでしたが、2016年5月27日現在[update]、RDAと一致するように0.9 mgに改訂されました。[207] [208]成人の新旧1日摂取量の表は、Reference Daily Intakeに掲載されています。
欠乏
銅は鉄の吸収を促進する役割があるため、銅が欠乏すると、貧血のような症状、好中球減少症、骨異常、色素沈着低下、成長障害、感染症の発生率増加、骨粗鬆症、甲状腺機能亢進症、グルコースおよびコレステロール代謝の異常が生じる可能性があります。逆に、ウィルソン病は体組織に銅が蓄積する原因となります。
重度の欠乏症は、血漿または血清中の銅濃度、セルロプラスミン濃度、赤血球中のスーパーオキシドディスムターゼ濃度の低さを検査することで発見できる。これらは、限界的な銅の状態には影響されない。「白血球と血小板のチトクロムc酸化酵素活性」は欠乏症の別の要因として述べられているが、結果は再現実験によって確認されていない。[209]
毒性
自殺を図る目的でグラム単位の様々な銅塩が摂取され、ヒトに急性銅中毒を引き起こしたが、これはおそらく酸化還元サイクルとDNAを損傷する活性酸素種の生成によるものと考えられる。[210] [211]対応する量の銅塩（30 mg/kg）は動物に有毒である。[212]ウサギの健康な成長のための最小食事摂取量は、食事中に少なくとも3 ppmであると報告されている 。 [213]しかし、ウサギの食事中の銅の濃度が高ければ（100 ppm、200 ppm、または500 ppm）、飼料変換効率、成長率、および屠体屠体率に好ましい影響を与える可能性がある。[214]
慢性銅中毒は、吸収と排泄を制御する輸送システムがあるため、通常は人間には起こりません。銅輸送タンパク質の常染色体劣性変異はこれらのシステムを無効にし、2つの欠陥遺伝子を受け継いだ人に銅蓄積を伴うウィルソン病と肝硬変を引き起こす可能性があります。 [198]
銅濃度の上昇はアルツハイマー病の症状の悪化とも関連している。[215] [216]
人間への暴露
米国では、労働安全衛生局（OSHA）が職場における銅粉塵および銅煙の許容暴露限界（PEL）を時間加重平均（TWA）1 mg/m 3と定めている。[217]国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、推奨暴露限界（REL）を時間加重平均1 mg/m 3と定めている。IDLH（生命と健康に直ちに危険）値は100 mg/m 3である。[218]
銅はタバコの煙の成分です。[219] [220]タバコの植物は周囲の土壌から銅などの重金属を容易に吸収し、葉に蓄積します。これらは煙を吸入するとすぐに体内に吸収されます。 [221]健康への影響は明らかではありません。[222]
参照
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注記
さらに読む
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外部リンク
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銅
- ビデオ周期表の銅（ノッティンガム大学）
- オーストラリア国家汚染物質目録の銅および化合物に関するファクトシート
- 国際銅協会と銅同盟（ビジネス利益団体）
- Copper.org – 銅の特性と用途に関する広範なサイトを持つ北米の業界団体、銅開発協会の公式ウェブサイト
- IMFによるLME銅の価格履歴