तांबे के बारे में तथ्य

तांबा क्या है?

तांबा एक हल्का लाल-भूरा धातु तत्व है जिसका प्रतीक "Cu" है और तत्वों की आवर्त सारणी पर इसका परमाणु क्रमांक 29 है। तांबा नाम साइप्रस शब्द से लिया गया है, वह द्वीप जहाँ से रोमनों ने अपना तांबा प्राप्त किया था। यह मनुष्यों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली पहली धातु थी।

प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले शुद्ध तांबे को "देशी तांबा" कहा जाता है। तांबा प्रकृति में कई यौगिकों में अन्य तत्वों के साथ मिश्रित रूप में भी पाया जाता है, जिनमें से कई अपने नीले-हरे रंग से पहचाने जाते हैं। फ़िरोज़ा, मैलाकाइट और अज़ूराइट तीन चमकीले रंग के तांबे के यौगिक हैं जिनका उपयोग रत्न के रूप में किया जाता है। कॉपर सल्फेट और कॉपर ऑक्साइड उद्योग और कृषि में उपयोग किए जाने वाले दो महत्वपूर्ण तांबे के यौगिक हैं। तांबे को अन्य धातुओं के साथ मिलाकर मिश्र धातुएँ बनाई जा सकती हैं, जैसे कि कांस्य (तांबा और टिन) और पीतल (तांबा और जस्ता)।

ऑक्सीकृत तांबे, या हवा के संपर्क में आए तांबे पर एक हरे रंग की परत या "पेटिना" विकसित हो जाती है, जिसे पुराने तांबे के सिक्कों, स्टैच्यू ऑफ लिबर्टी और तांबे की छतों पर देखा जा सकता है।

तांबा कहां पाया जाता है?

तांबा प्राकृतिक रूप से चट्टानों में मौजूद होता है, चाहे वह शुद्ध रूप में हो या यौगिकों में। भूवैज्ञानिक, मौसम संबंधी और जैविक प्रक्रियाएं तांबे को हवा, मिट्टी और पानी के साथ-साथ जीवों में भी फैलाती हैं।

दुनिया में सबसे बड़ा ज्ञात तांबा अयस्क भंडार चिली के एंडीज में चुक्विकामाटा में है, और देशी तांबे का सबसे बड़ा भंडार मिशिगन के ऊपरी प्रायद्वीप में है। तांबे के प्रमुख उत्पादक चिली हैं, जो दुनिया के तांबे का 35 प्रतिशत आपूर्ति करता है और संयुक्त राज्य अमेरिका, जो लगभग 11 प्रतिशत उत्पादन करता है। कनाडा, पूर्व सोवियत संघ के देश, जाम्बिया, चीन, पोलैंड और कांगो लोकतांत्रिक गणराज्य भी तांबा उत्पादक देश हैं।

आज हवा, मिट्टी और पानी में पाए जाने वाले तांबे का अधिकांश हिस्सा मानवीय गतिविधियों के कारण है। स्मेल्टर, फाउंड्री, पावर स्टेशन, भस्मक और अन्य दहन स्रोतों जैसे औद्योगिक संचालन वातावरण में तांबे का उत्सर्जन करते हैं, जहां यह वर्षा के रूप में पृथ्वी पर वापस आ सकता है। स्मेल्टर और अन्य तांबा उत्पादन सुविधाएं आसपास की हवा और मिट्टी में उच्च तांबे की सांद्रता उत्सर्जित करती हैं। तांबे की खदानें प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण स्रोत हो सकती हैं। टेलिंग्स में मौजूद तांबा और अन्य खनिज - चट्टान से अयस्क निकालने के बाद बचा हुआ कचरा - मिट्टी और जलमार्गों में अपना रास्ता बना लेता है। तांबे पर आधारित कीटनाशकों का उपयोग करने वाले खेतों से कृषि अपवाह सहित कई अन्य तांबे के स्रोतों से भी पानी प्रदूषित हो सकता है।

तांबा सभी जीवित जीवों के लिए एक आवश्यक तत्व है, इसलिए यह हमारे द्वारा खाए जाने वाले भोजन में - चाहे वह पौधे हो या जानवर - और मानव ऊतकों में भी मौजूद होता है।

तांबे के उपयोग क्या हैं?

मनुष्य लगभग दस हज़ार सालों से तांबे का इस्तेमाल कर रहा है। प्राचीन काल से ही तांबे का इस्तेमाल अकेले और दूसरी धातुओं के साथ मिलकर हथियार, औज़ार, घरेलू सामान और कलाकृतियाँ बनाने में किया जाता रहा है।

तांबे की उच्च चालकता ने इसे 18वीं और 19वीं शताब्दी में विद्युत इंजीनियरिंग के विकास में पसंदीदा धातु बना दिया। तांबा दुनिया भर में स्टील और एल्युमीनियम के बाद तीसरी सबसे ज़्यादा खपत की जाने वाली धातु है। आज, तांबे की सबसे ज़्यादा खपत निर्माण में होती है। तांबे का इस्तेमाल घरों और दूसरी इमारतों के निर्माण, कारों और हवाई जहाजों के निर्माण और प्लंबिंग पाइपों के लिए किया जाता है। बिजली और विद्युत उत्पाद उद्योग तांबे का अगला सबसे बड़ा उपभोक्ता है। तांबे का इस्तेमाल दूरसंचार में भी किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में इस्तेमाल होने वाले तांबे की एक बड़ी मात्रा रीसाइकिल किए गए स्क्रैप और तांबे के उत्पादन से बचे स्क्रैप से आती है।

1936 का यू.एस. कॉपर मिश्र धातु वाला एक पैसा, 1943 का जिंक-प्लेटेड स्टील का पैसा, और 2004 का आधुनिक कॉपर-कोटेड जिंक का पैसा। फोटो क्रेडिट: डार्टमाउथ टॉक्सिक मेटल्स रिसर्च प्रोग्राम

संयुक्त राज्य अमेरिका के पेनी 1793 से 1837 तक शुद्ध तांबे से बने थे। बाद के वर्षों में, वे कांस्य और पीतल सहित विभिन्न तांबे के मिश्र धातुओं से बने थे। 1943 में, जब तांबे की आपूर्ति द्वितीय विश्व युद्ध के युद्ध प्रयासों के लिए निर्देशित की गई थी, तो अधिकांश पेनी जस्ता-प्लेटेड स्टील से बने थे। 1982 से, पेनी में केवल 2.5 प्रतिशत तांबा होता है - वे एक पतली तांबे की कोटिंग के साथ जस्ता होते हैं।

कॉपर सल्फेट, एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला और निर्मित कॉपर साल्ट है, जिसका उपयोग फसलों पर फफूंदनाशक के रूप में, घोंघे और स्लग को मारने के लिए कीटनाशक के रूप में और जलीय वनस्पति को मारने के लिए जल उपचार के रूप में किया जाता है। इस रसायन में गंभीर दीर्घकालिक विषाक्तता है जिसका कृषि श्रमिकों और पर्यावरण पर प्रभाव पड़ता है।

ज़िम्बाब्वे की आधुनिक तांबे या तांबे की मिश्र धातु की चूड़ियाँ। फोटो साभार: डार्टमाउथ टॉक्सिक मेटल्स रिसर्च प्रोग्राम

तांबे के यौगिकों का उपयोग लकड़ी को संरक्षित करने और चमड़े को कम करने वाले रसायनों और कपड़ा रंगाई में मॉर्डेंट (फिक्सेटिव) के रूप में भी किया जाता है। तांबे का उपयोग आज भी दुनिया भर में कलाकृति और आभूषणों के लिए किया जाता है। अफ्रीका के कुछ हिस्सों में, तांबे की चूड़ियाँ और कलाकृतियाँ फेंके गए तांबे के तार और स्क्रैप से बनाई जाती हैं। दक्षिण और दक्षिण पूर्व एशिया के कई हिस्सों में, तांबे, पीतल और कांस्य का व्यापक रूप से कुकवेयर, व्यंजन, धार्मिक मूर्तियों और कलाकृति में उपयोग किया जाता है। नवाजो और अन्य दक्षिण-पश्चिमी अमेरिकी आदिवासी राष्ट्र कभी-कभी आभूषणों में तांबे का उपयोग करते हैं।

क्या हमें स्वास्थ्य के लिए तांबे की आवश्यकता है?

ऐसे खाद्य पदार्थ जिनमें तांबा होता है। फोटो साभार: डार्टमाउथ टॉक्सिक मेटल्स रिसर्च प्रोग्राम

तांबा सभी जीवित चीजों के लिए एक आवश्यक पोषक तत्व है। तांबा मानव शरीर में 30 से अधिक एंजाइमों का एक घटक है, जिसमें कोलेजन संश्लेषण में शामिल कुछ एंजाइम शामिल हैं। मनुष्यों में तांबा संयोजी ऊतक, तंत्रिका आवरण और हड्डी के स्वस्थ विकास के लिए आवश्यक है। यह लोहे और ऊर्जा चयापचय दोनों में भी शामिल है। तांबे की कमी, हालांकि दुर्लभ है, एनीमिया और संयोजी ऊतक, हड्डी और तंत्रिका तंत्र असामान्यताओं का कारण बन सकती है।

नेशनल एकेडमीज इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिसिन के यूएस फूड एंड न्यूट्रिशन बोर्ड द्वारा 2011 में निर्धारित आहार संदर्भ सेवन (डीआरआई) दिशानिर्देश, तांबे के लिए अनुशंसित आहार भत्ते (आरडीए) और ऊपरी सेवन स्तर दोनों को निर्धारित करते हैं। समूह की सेवन अनुशंसा वयस्कों के लिए प्रति दिन 0.9 मिलीग्राम तांबा है, स्तनपान कराने वाली महिलाओं के लिए अधिक (1.3 मिलीग्राम) और बच्चों के लिए कम (तीन साल तक के बच्चों के लिए 0.34 मिलीग्राम और चार से आठ साल के बच्चों के लिए 0.44 मिलीग्राम)। स्वस्थ वयस्कों के लिए ऊपरी सीमा 10 मिलीग्राम प्रति दिन है। चूंकि शरीर तांबे को संश्लेषित नहीं करता है, इसलिए तांबे का यह आवश्यक स्तर पोषण से आना चाहिए।

आहार में तांबे के अच्छे स्रोत हैं लीवर और अन्य अंग मांस, सीप, मेवे, बीज, डार्क चॉकलेट और साबुत अनाज। आलू, किशमिश, मशरूम, छोले और अन्य फलियों में भी कुछ तांबा मौजूद होता है। तांबे के पाइप में सप्लाई किया जाने वाला पानी पीने से तांबे के सेवन में मदद मिल सकती है।

आहार में जिंक की अत्यधिक मात्रा लेने से तांबे की कमी हो सकती है।

क्या तांबा स्वास्थ्य के लिए खतरा बन सकता है?

जिस तरह से थोड़ा तांबा अच्छे स्वास्थ्य के लिए ज़रूरी है, उसी तरह बहुत ज़्यादा तांबा हानिकारक भी हो सकता है। एक स्वस्थ व्यक्ति कुछ अतिरिक्त तांबा बाहर निकाल सकता है। हालाँकि, उच्च खुराक, लंबे समय तक संपर्क और संपर्क के कुछ निश्चित मार्ग शरीर से अतिरिक्त तांबे को बाहर निकालने वाली जैविक प्रक्रियाओं को बाधित कर सकते हैं।

तांबे की धूल और धुएं (तांबे के उत्पादन और प्रसंस्करण सुविधाओं से) को साँस के ज़रिए अंदर लेने से श्वसन तंत्र प्रभावित हो सकता है, जिससे खांसी, छींक और सीने में दर्द हो सकता है। यह जठरांत्र संबंधी मार्ग को भी प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है, जिससे मतली और दस्त हो सकते हैं। यकृत और अंतःस्रावी कार्य भी प्रभावित हो सकते हैं। कुछ अध्ययनों में साँस के ज़रिए तांबे के संपर्क में आने के बाद रक्त में बदलाव देखा गया है, जिसमें हीमोग्लोबिन और एरिथ्रोसाइट काउंट में कमी शामिल है। तांबे की धूल और धुएं से आंखों में जलन, सिरदर्द और मांसपेशियों में दर्द हो सकता है।

तांबे के यौगिकों (जैसे कॉपर सल्फेट) की बड़ी मात्रा का सेवन करने से तंत्रिका तंत्र, यकृत और गुर्दे की विफलता से मृत्यु हो सकती है। कुछ अध्ययनों से पता चला है कि तांबे का सेवन कोरोनरी हृदय रोग और उच्च रक्तचाप में भी शामिल हो सकता है, हालांकि अन्य अध्ययनों से पता चला है कि तांबे की कमी कोरोनरी हृदय रोग में भूमिका निभा सकती है। पीने के पानी में तांबे के उच्च स्तर से उल्टी, पेट में दर्द, मतली, दस्त हो सकते हैं और तांबे के पाइप से पानी पीने वाले लोगों में इसकी सूचना मिली है।

शरीर से अतिरिक्त तांबे को निकालने के लिए जिंक और चिलेटिंग एजेंटों का उपयोग किया जा सकता है।

तांबे को कैंसर या जन्म दोषों में कोई भूमिका निभाने के लिए नहीं जाना जाता है।

तांबे के विषाक्तता से नुकसान का खतरा किसे है?

कॉपर सल्फेट जैसे कॉपर युक्त यौगिकों की बड़ी खुराक स्वस्थ लीवर वाले लोगों के लिए भी जहरीली होती है। हालांकि, कुछ लोगों को कॉपर विषाक्तता का अधिक जोखिम होता है। कुछ खास लीवर रोगों वाले लोग और कॉपर को मेटाबोलाइज करने में वंशानुगत अक्षमता वाले लोग कॉपर विषाक्तता के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं, जैसे कि मेनकेस रोग, वंशानुगत एसेरुलोप्लास्मिनेमिया और विल्सन रोग वाले लोग।

पेनिसिलैमाइन, जिसकी रासायनिक संरचना यहाँ दर्शाई गई है, विल्सन रोग के उपचार में एक चीलेटिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। फोटो क्रेडिट: डार्टमाउथ टॉक्सिक मेटल्स रिसर्च प्रोग्राम

विल्सन रोग से पीड़ित लोगों में, शरीर से तांबे को बाहर निकालने की एक वंशानुगत अक्षमता, उनके ऊतकों, विशेष रूप से यकृत और मस्तिष्क में तांबे के विषाक्त स्तर विकसित होने का विशेष जोखिम होता है। अनुपचारित, यह स्थिति यकृत विफलता, गंभीर तंत्रिका संबंधी या मानसिक समस्याओं और मृत्यु का कारण बन सकती है।

विल्सन रोग का उपचार जिंक एसीटेट का उपयोग करके प्रभावी ढंग से किया जा सकता है, जो तांबे के अवशोषण को रोकता है। चेलेटिंग एजेंट शरीर में तांबे को बांधकर और इसे मूत्र में उत्सर्जित करने की अनुमति देकर भी प्रभावी होते हैं। दोनों प्रकार के उपचार रोगी के पूरे जीवन में निरंतर होने चाहिए। आहार में तांबे की मात्रा कम करने से भी लक्षण कम हो सकते हैं, हालांकि यह अकेले प्रभावी उपचार नहीं है। रोग के वाहक - दोषपूर्ण जीन की एक प्रति वाले लोग - रोग विकसित नहीं करेंगे, लेकिन उनमें तांबे का चयापचय थोड़ा असामान्य हो सकता है। हालांकि विल्सन रोग दुनिया भर में 30,000 लोगों में से केवल एक में पाया जाता है, लेकिन 100 लोगों में से एक में रोग का जीन हो सकता है। रोग के निदान के लिए कई तरीके हैं, जैसे मूत्र विश्लेषण और यकृत बायोप्सी। अभी तक कोई आनुवंशिक स्क्रीन उपलब्ध नहीं है जो जोखिम में व्यक्तियों की पहचान कर सके क्योंकि रोग 200 उत्परिवर्तनों में से किसी एक के कारण होता है।

तांबे की विषाक्तता से जुड़ी अन्य स्थितियाँ भी हैं, जिनका आनुवंशिक संबंध प्रतीत होता है। भारतीय बाल्यावस्था सिरोसिस, जो दक्षिण एशियाई देशों में बच्चों को प्रभावित करता है, तांबे के प्रति संवेदनशीलता के प्रति आनुवंशिक प्रवृत्ति के साथ तांबे के उच्च संपर्क (अक्सर तांबे या पीतल के बर्तनों में उबले दूध से) का परिणाम प्रतीत होता है। बच्चों में इसी तरह की स्थितियाँ दुनिया के अन्य हिस्सों में भी देखी गई हैं जहाँ पानी में तांबे का उच्च स्तर था। फिर से, इन बच्चों में तांबे के खराब चयापचय के प्रति आनुवंशिक प्रवृत्ति प्रतीत होती है।

जो लोग तांबा उत्पादन करने वाली सुविधाओं जैसे कि खदानों, गलाने वाली मशीनों या रिफाइनिंग सुविधाओं के आस-पास रहते हैं या काम करते हैं, या तांबा निर्माण में लगे होते हैं, उनमें तांबे की अत्यधिक मात्रा के संपर्क में आने का जोखिम अधिक होता है। तांबे की धूल और तांबे के धुएं के साँस के माध्यम से संपर्क में आने से ऐसा हो सकता है।

क्या पर्यावरण में तांबा स्वास्थ्य के लिए खतरा है?

इस प्रश्न का उत्तर जटिल है। तांबा एक आवश्यक पोषक तत्व है और यह प्राकृतिक रूप से चट्टानों, मिट्टी, हवा और पानी में पाया जाता है। हम हर दिन इन स्रोतों से तांबे के संपर्क में आते हैं, लेकिन इसकी मात्रा आमतौर पर बहुत कम होती है। उस तांबे का कुछ हिस्सा, विशेष रूप से पानी में, शरीर द्वारा अवशोषित और उपयोग किया जा सकता है। लेकिन हम जिस तांबे के संपर्क में आते हैं, उसका अधिकांश हिस्सा अन्य यौगिकों से कसकर बंधा होता है, जिससे यह न तो उपयोगी होता है और न ही विषाक्त। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि किसी पदार्थ की विषाक्तता इस बात पर आधारित होती है कि जीव कितना संपर्क में है और संपर्क की अवधि और मार्ग क्या है।

पर्यावरण में तांबे के ऐसे स्रोत हैं जो स्वास्थ्य के लिए जोखिम पैदा करते हैं। EPA की राष्ट्रीय प्राथमिकता सूची में खतरनाक अपशिष्ट स्थलों में से लगभग आधे में तांबा पाया जाता है। तांबे के प्रसंस्करण सुविधाओं जैसे कि स्मेल्टर के पास हवा और मिट्टी में आमतौर पर अन्य क्षेत्रों की तुलना में तांबे का स्तर बहुत अधिक होता है। कृषि अपवाह में तांबे पर आधारित कीटनाशक हो सकते हैं। ये मनुष्यों के लिए स्वास्थ्य जोखिम पैदा कर सकते हैं। हालाँकि, तांबा मिट्टी और पानी में यौगिकों से बहुत आसानी से बंध जाता है, जिससे मनुष्यों के लिए इसकी जैव उपलब्धता कम हो जाती है।

मनुष्यों में अत्यधिक तांबे के संपर्क का एक संभावित स्रोत तांबे के पाइप और पीतल के सिंक फिक्स्चर के माध्यम से स्थानांतरित पेयजल है। पाइपलाइन से तांबे की थोड़ी मात्रा पानी में रिस जाती है, विशेष रूप से गर्म पानी और पानी जो कई घंटों या रात भर पाइप में बैठा रहा है। अम्लीय (कम पीएच) पानी अधिक बुनियादी (उच्च पीएच) पानी की तुलना में अधिक तांबे को निक्षालित करेगा। मृदु जल में कठोर जल की तुलना में अधिक तांबा होने की संभावना है क्योंकि इसमें वे खनिज नहीं होते हैं जो पाइप के अंदरूनी हिस्से पर एक सुरक्षात्मक परत का निर्माण करते हैं, तांबे को निक्षालन से रोकते हैं। नल के नीचे नीले-हरे पानी के दाग पानी में तांबे के होने का सूचक हैं। कुछ लोग जो उच्च तांबे के स्तर वाला पानी पीते हैं, उन्हें मतली, उल्टी, पेट दर्द और दस्त का अनुभव हो सकता है।

पीने और खाना बनाने के लिए सिर्फ़ ठंडे नल के पानी का इस्तेमाल करने से पाइपलाइन से निकलने वाले तांबे की मात्रा कम हो सकती है। रात भर या छह घंटे से ज़्यादा समय तक पाइप में रहने के बाद पानी को तब तक चलाना जब तक वह बहुत ठंडा न हो जाए, तांबे के स्तर को भी कम करेगा। यह सुनिश्चित करना कि कोई भी बिजली का उपकरण पाइपलाइन से जुड़ा न हो, पाइपों के क्षरण को कम कर सकता है। पानी के फिल्टर भी पानी से तांबे को निकाल सकते हैं। फ़िल्टर निर्माता के लेबल को देखें कि फ़िल्टर किए गए रसायनों में से तांबा भी है या नहीं।

क्या तांबे पर कोई संघीय दिशानिर्देश या मानक हैं?

संघीय सुरक्षित पेयजल अधिनियम के तहत, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA) सार्वजनिक पेयजल आपूर्ति में तांबे की मात्रा को 1.3 मिलीग्राम प्रति लीटर तक सीमित करती है। सुपरफंड अधिनियम के तहत, EPA किसी क्षेत्र में 5,000 पाउंड तांबे या 10 पाउंड क्यूप्रिक सल्फेट को "खतरनाक पदार्थ" मानता है।

अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) बोतलबंद पानी में प्रति लीटर 1 मिलीग्राम से अधिक तांबा रखने की अनुमति नहीं देता है। नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ (NIOSH) और ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ एडमिनिस्ट्रेशन (OSHA) के पास कार्यस्थल में स्वीकार्य तांबे और तांबे के धुएं की मात्रा के लिए अपने-अपने मानक हैं।

मैं तांबे के बारे में और अधिक जानकारी कहां से प्राप्त कर सकता हूं?

अमेरिकी रोग नियंत्रण एवं रोकथाम केन्द्र की विषैले पदार्थ एवं रोग रजिस्ट्री एजेंसी (एटीएसडीआर) के पास तांबे पर एक उत्कृष्ट वेब-आधारित सार्वजनिक स्वास्थ्य वक्तव्य उपलब्ध है।

अमेरिकी रोग नियंत्रण एवं रोकथाम केन्द्र की विषैले पदार्थ एवं रोग रजिस्ट्री एजेंसी (एटीएसडीआर) ने विषैले पदार्थ एवं रोग रजिस्ट्री एजेंसी में तांबे पर गहन विष विज्ञान प्रोफ़ाइल तैयार की है।