A Copper Alliance Member
- Strona główna
-
- O miedzi
-
- Wszystko o miedzi
Wszystko o miedzi
Czym jest miedź?
Miedź jest podstawowym pierwiastkiem potrzebnym do życia roślin i zwierząt. Jest również metalem przemysłowym, który posiada wyjątkowe elektryczne i termalne przewodnictwo. Jest łatwa do przetwarzania, a przez połączenie z innymi metalami może mieć szerokie techniczne zastosowanie.
Skąd pochodzi miedź?
Miedź jest rafinowana z koncentratu rudy, która występuje w postaci naturalnej na całym świecie. Jej największe wydobycie notuje się w Chile, Stanach Zjednoczonych, Peru, Australii i Rosji.
Czy miedź podlega recyklingowi?
Miedź jest jednym z niewielu materiałów, które podlegają wielokrotnemu recyklingowi bez utraty swoich właściwości. W 2008 r. 35% światowego zapotrzebowania na miedź zostało zaspokojone dzięki recyklingowi. Szacuje się, że większość miedzi, która została wydobyta, stale znajduje się w obiegu. Prawie połowa całej przetworzonej miedzi pochodzi ze złomowisk i odpadów, takich jak kable elektryczne, instalacje wodociągowe, zużyte pojazdy oraz sprzęt elektryczny i elektroniczny. Pozostałą część stanowi nowy złom, odzyskiwany w późniejszych etapach przetwarzania surowca.
Czy miedź znajduje się w żywności?
Miedź jest potrzebna w żywieniu człowieka. Najwięcej znajduje się w owocach morza, podrobach, produktach zbożowych, orzechach, rodzynkach, strąkach fasoli i czekoladzie.
Czym są stopy miedzi?
Stop powstaje przez stopienie dwóch lub więcej metali. Substancja ma takie właściwości, jakich nie mają w stanie czystym metale wchodzące w jej skład. Proporcja miedzi i innych elementów dodanych może się różnić w zależności od tego, jakie właściwości chce się uzyskać z powstałego stopu. Popularnymi stopami miedzi są mosiądz i brąz.
Czy mosiądz i brąz się różnią?
Tak. Mosiądz powstaje w wyniku zmieszania czystej miedzi z cynkiem. Mosiądz jest wytrzymały, odporny na korozję i łatwy do obróbki bez używania ciepła. Brąz powstaje przez połączenie cyny i fosforu z miedzią. Brąz jest twardszy niż mosiądz, wytrzymały i odporny na zużycie, można go obrabiać. Zarówno mosiądz, jak i brąz są dostępne w szerokiej gamie kolorów.
Co oznacza słowo „przeciwdrobnoustrojowy”?
„Przeciwdrobnoustrojowość” oznacza zdolność substancji do eliminacji lub inaktywacji mikroorganizmów, takich jak bakterie, grzyby (włączając pleśnie) i wirusy.
Które patogeny drobnoustrojowe może eliminować miedź?
W literaturze naukowej przytacza się przykłady skuteczności miedzi w zabijaniu lub inaktywacji wielu różnych rodzajów szkodliwych bakterii, grzybów i wirusów, takich jak: Acinetobacter Baumannie, Adenowirus, Aspergillus Niger, Candida albicans, Campylobacter jejuni, Clostridium difficile, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli O157:H7, Helicobacter pylori, Influenza A (H1N1), Legionella pneumophilia, Listeria monocytogenes, MRSA (including E-MRSA), Poliovirus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteriditis, Staphylococcus aureus, Tubercle bacillus, szczepy bakterii VRE.
Czy tylko czysta miedź ma przeciwdrobnoustrojowe działanie?
Nie. Stopy miedzi również mają takie działanie. Próby zostały przeprowadzone na czystej miedzi, stopach o wysokiej zawartości miedzi, mosiądzu, brązie, stopach miedzi i niklu oraz stopach miedzi, niklu i cynku. Te ostatnie często nazywane są nowym złotem z powodu ich białego błyszczącego koloru, mimo że nie zawierają one żadnego srebra. Stopy z dużą zawartością miedzi szybciej zabijają organizmy. Przy wyborze stopu miedzi dla danego produktu ważne jest, aby zrównoważyć wymagania co do właściwości
mechanicznych, procesu produkcyjnego oraz koloru. Stopy miedzi charakteryzują się bogactwem kolorów, począwszy od żółtego mosiądzu do ciemnobrązowego brązu.
Jakie czynniki wpływają na antybakteryjną skuteczność miedzi?
Na tempo, w jakim miedź dokonuje antybakteryjnej inaktywacji, wpływa temperatura, stężenie miedzi oraz rodzaj mikroorganizmu, z którym ma kontakt. Obecne badania wykazują skuteczność miedzi i jej stopów jako higienicznych przeciwdrobnoustrojowych materiałów oddziałujących na patogeniczne mikroby w różnych środowiskach.
Czy powierzchnie z miedzi przeciwdrobnoustrojowej są powlekane?
Nie. Przeciwdrobnoustrojowe właściwości miedzi są wewnętrzną cechą tego metalu. W celu utrzymania przeciwdrobnoustrojowej skuteczności nie należy stosować żadnych farb olejnych, wosków, emalii ani jakichkolwiek innych powłok.
Czy różnego rodzaju powłoki z miedzi są również skuteczne?
Tak. W pewnych sytuacjach, ale należy tutaj zachować ostrożność: powłoki są podatne na zużycie eksploatacyjne i jakiekolwiek uszkodzenie powierzchni nie tylko powoduje usunięcie aktywnej miedzi, ale także przyczynia się do powstania zadrapań, które mogą dawać schronienie zarazkom. Powierzchnie wykonane ze stałej miedzi lub jej stopów są w całości przeciwdrobnoustrojowe. Dlatego należy szczególnie zwracać uwagę przeznaczenie produktu, a także na możliwe zużycie.
Jak można rozpoznać produkt wykonany z przeciwdrobnoustrojowej miedzi?
Główni producenci wyposażenia szpitalnego, mebli oraz sprzętu oznaczają swoje produkty symbolem Cu+ w celu wskazania, że zostały one wykonane z zatwierdzonych, przeciwdrobnoustrojowych stopów miedzi.
Czy miedź została przetestowana w próbach klinicznych?
Tak. Zostało udowodnione, że przeciwdrobnoustrojowe powierzchnie z miedzi są mniej skażone niż tradycyjne powierzchnie dotykowe w szpitalach na całym świecie. W Wielkiej Brytanii, szpital Selly Oak Hospital, Birmingham – wchodzący w skład szpitali uniwersyteckich Birmingham NHS Trust – został wybrany jako centrum działań tej nowej metody zapobiegania infekcjom. Pierwsze wyniki testu, przedstawione na Naukowej Konferencji Środków Przeciwdrobnoustrojowych i Chemioterapii w Waszyngtonie w październiku 2008 r., wykazały jednoznacznie, że miedź jest przeciwdrobnoustrojowa w sytuacji oddziału szpitalnego i że powierzchnie zawierające miedź miały o 90–100% mniej zakażeń bakteryjnych niż przedmioty kontrolne wykonane z materiałów konwencjonalnych.
Wyniki te zostały potwierdzone w próbach przeprowadzanych w Chile oraz w USA, gdzie Departament Obrony finansuje badania w trzech różnych ośrodkach. Dalsze badania są prowadzone w Niemczech, Japonii, Finlandii i Grecji. Niezależne potwierdzenie przeciwdrobnoustrojowej skuteczności miedzi to rejestracja przez amerykański Urząd ds. Ochrony Środowiska (EPA).
Czy niezależna oficjalna instytucja potwierdziła przeciwdrobnoustrojową skuteczność miedzi?
Tak. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) 29 lutego 2008 r. zarejestrowała 275 stopów miedzi, które posiadają państwowe oświadczenia zdrowotne (z informacją od publicznej służby zdrowia). Oprócz tego zanotowano 7 dodatkowych stopów, więc ogólna liczba ustalonych stopów wynosi 282. Rejestracja ta odnosi się do sprzedaży rynkowej produktów na terenie USA.
Co oznacza rejestracja EPA?
Rejestracja miedzi i pewnych stopów miedzi takich jak mosiądz i brąz oznacza, że EPA uznaje, iż te stałe materiały mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Produkty wykonane z każdego z tych 282 zarejestrowanych stopów są prawnie uznane za posiadające oficjalne państwowe oświadczenia zdrowotne na terytorium USA.
Co to jest państwowe oświadczenie zdrowotne?
Na podstawie wytycznych EPA państwowe oświadczenie zdrowotne odnosi się do kontroli organizmów, które stanowią groźbę dla zdrowia publicznego. Państwowe oświadczenia zdrowotne muszą być poparte szczegółowymi testami w ramach protokołów EPA przeprowadzonymi w niezależnym laboratorium, które spełnia wymogi OECD (Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju) w wytycznych Dobrej Praktyki Laboratoryjnej.
Gdzie może być wykorzystana miedź?
Oprócz miedzi przeciwdrobnoustrojowej zastosowanej na często dotykanych powierzchniach w szpitalach, materiały te mogą także być wykorzystane w innych miejscach, takich jak domy opieki, karetki ratunkowe, sale gimnastyczne, szkoły i inne budynki publiczne.
Jakie bakterie obejmuje rejestracja EPA?
Badania laboratoryjne przeprowadzone w ramach protokołów zatwierdzonych przez EPA udowodniły zdolność miedzi do zabijania w ciągu dwóch godzin od momentu nastąpienia kontaktu ponad 99,9% następujących chorobotwórczych bakterii: Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7), Pseudomonas aeruginosa, Vancomycin-resistant Enterococcus faecalis (VRE) oraz meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). MRSA czasami bywa określane jako superbakteria (bakteria oporna na antybiotyki).
Jakie korzyści może przynieść zastosowanie powierzchni z miedzi w miejscach publicznych?
Wykorzystanie miedzi i stopów miedzi na często dotykanych powierzchniach szpitalnych, takich jak drzwi oraz elementy umeblowania, poręcze przyłóżkowe, stojaki na kroplówki, automaty do wydawania różnych produktów, krany, przełączniki światła, stacje i stanowiska robocze może zmniejszyć liczbę drobnoustrojów chorobotwórczych w szpitalach. Udowodniono, że przeciwdrobnoustrojowe powierzchnie z miedzi zmniejszają bakteryjne zanieczyszczenia między rutynowym czyszczeniem i dezynfekcją, stanowiąc dodatkowy sposób na poprawę higieny.
Miedź jest już obecnie wykorzystywana jako środek przeciwdrobnoustrojowy, jako aktywny składnik w różnorodnych produktach, w rolnictwie, gospodarce morskiej, środowiskach opieki zdrowotnej oraz w gospodarstwie domowym. Jest również aktywnym składnikiem zwalczających osad nazębny płynów do płukania ust, past do zębów oraz leków. Miedziane sitka zlewowe oraz druciaki do szorowania garnków i patelni mogą pomóc w zapobieganiu zakażeniom krzyżowym w kuchni.
Jak można wykorzystać miedź w celu poprawy jakości powietrza w pomieszczeniach?
W nowoczesnym budownictwie obawa przed działaniem toksycznych drobnoustrojów doprowadziła do powstania priorytetowej potrzeby usprawnienia warunków higienicznych systemów inżynierii sanitarnej (HVAC – skrót obejmujący systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji), które są czynnikami w ponad 60% wszystkich infekcji powstających w budynkach (np. wykazano, że płytki aluminiowe w systemach inżynierii sanitarnej HVAC były źródłem znaczących populacji drobnoustrojów).
U ludzi z niedoborem odporności, kontakt z toksycznymi mikroorganizmami pochodzącymi z systemów inżynierii sanitarnej HVAC może skutkować poważnymi infekcjami prowadzącymi nawet do śmierci. Istnieją liczne publikacje wskazujące na to, że miedź zabija wiele patogenów powszechnie występujących w systemach inżynierii sanitarnej HVAC, a na terenie USA prowadzone są badania kliniczne w celu potwierdzenia hipotezy, że komponenty systemów inżynierii sanitarnej HVAC zawierające miedź mogą poprawić jakość powietrza w budynkach.
W jaki sposób przeciwdrobnoustrojowa miedź może być wykorzystana do poprawy higieny żywności?
Liczba infekcji pokarmowych sugeruje, że rządowe programy higieny oraz przemysłowe metody monitoringu są niewystarczające do ochrony jakości światowych zasobów żywności. Higieniczne powierzchnie kontaktowe, takie jak miedź i stopy miedzi, mogą zmniejszyć liczbę przypadków zakażeń krzyżowych groźnymi patogenami pokarmowymi, takimi jak: E. coli O157:H7, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Salmonella enteriditis, oraz MRSA w procesach produkcji żywności. Miedź ma naturalną zdolność zabijania tych niebezpiecznych drobnoustrojów w szybkim tempie w temperaturze chłodniczej (4°C) oraz pokojowej (20°C ).
W jaki sposób miedź zabija patogeny?
Miedź jest niezbędnym składnikiem odżywczym zarówno dla ludzi, jak i bakterii, ale w dużych dawkach jony miedzi mogą powodować serię szkodliwych zdarzeń w komórkach bakteryjnych. Dokładny mechanizm zabijania bakterii przez miedź jest wciąż nieznany, jednakże istnieje kilka teorii, które znajdują się w fazie badań. Obejmują one:
· powodowanie wycieku potasu lub glutaminianu przez zewnętrzną membranę bakterii,
· zakłócanie równowagi osmotycznej,
· wiązania z białkami, które nie wymagają miedzi,
· powodowanie napięcia oksydacyjnego przez generowanie nadtlenku wodoru.
W jakim tempie stopy miedzi zabijają MRSA?
W testach laboratoryjnych wykazano, że w 99,9% przypadków miedź zabija MRSA w ciągu dwóch godzin.
Czy oznacza to, że istnieje opóźnienie w działaniu przeciwdrobnoustrojowym?
Nie. Miedź zaczyna działać przeciwdrobnoustrojowo natychmiast. Podane czasy pochodzą z testów naukowych przeprowadzonych w ściśle kontrolowanych odtwarzalnych warunkach i dlatego nie można określić czasu całkowitej eliminacji w konkretnych warunkach. W testach tych wykorzystano niezwykle wysokie stężenie bakterii, które jest wielokrotnie wyższe niż spotykane w rzeczywistych warunkach klinicznych. Przy powtarzaniu testów z wykorzystaniem niższych dawek zanieczyszczenia, całkowity
czas eliminacji MRSA wynosi tylko 15 minut.
Czy drobnoustroje nie wytworzą odporności na miedź?
Jest to nieprawdopodobne z trzech powodów:
1) miedź jest naturalnie obecna w skorupie ziemskiej i do tej pory nie znaleziono opornych organizmów. Organizmy tolerujące miedź istnieją, ale nawet one giną w kontakcie z powierzchniami miedzi,
2) miedź zabija drobnoustroje na drodze licznych przemian, a nie przez działanie w specyficzny sposób na jeden receptor,
3) drobnoustroje są zabijane zanim się rozmnożą, dlatego też nie mogą one przekazać materiału genetycznego, który ostatecznie pozwoliłby na ewoluowanie i wytworzenie odporności.
W jaki sposób miedź jest lepsza od innych powierzchni przeciwdrobnoustrojowych?
Miedź i produkty ze stopów miedzi są w całości przeciwdrobnoustrojowe. Nawet kiedy powierzchnie wykonane z tych materiałów zostaną zarysowane, są nadal w pełni skuteczne – nie zużywają się jak powłoki lub inne pokrycia. Stopy miedzi są jedynymi stałymi powierzchniami zarejestrowanymi przez EPA jako oficjalny produkt stosowany w dziedzinie zdrowia publicznego.
Czy aluminium, stal nierdzewna oraz plastiki posiadają właściwości przeciwdrobnoustrojowe?
Nie. Przeprowadzono porównawcze badania skuteczności przeciwdrobnoustrojowej miedzi, aluminium, stali nierdzewnej, PVC i polietylenu. Wyraźnie wykazano, że miedź jest w stanie zabijać drobnoustroje szybko i skutecznie, natomiast nie istnieją dowody na to, że aluminium, stal nierdzewna, PVC lub polietylen przejawiają właściwości przeciwdrobnoustrojowe.
Jak można porównać skuteczność miedzi ze skutecznością srebra?
W testach Keevila przeprowadzonych w Southampton powłoki polimeryczne impregnowane cząstkami srebra zachowują się w ten sam sposób jak kontrolna stal nierdzewna w temperaturze i wilgotności otoczenia, tzn. nie przejawiają działania przeciwdrobnoustrojowego. Wiele powłok zawierających przeciwdrobnoustrojowe srebro na podstawie Japońskiej Normy Przemysłowej zostało przetestowanych pod względem skuteczności antybakteryjnej. Jednakże warunki testowe normy japońskiej są niereprezentatywne dla warunków typowych dla ośrodków opieki zdrowotnej.
Norma japońska jest to 24-godzinny test przy temperaturze 37°C i ponad 90% wilgotności względnej. Ponadto, próbka jest owinięta plastikową błoną w celu zachowania wilgotności. W takich warunkach testowych powłoki zawierające srebro przejawiają znaczące działanie przeciwdrobnoustrojowe.
Jest to w głównej mierze spowodowane nadmiarem dostępnej wilgoci, która może brać udział
w reakcjach wymiany jonowej wymaganych do uwolnienia jonów srebra w walce z drobnoustrojami. Jednakże, jak wykazał Keevil, kiedy temperatura i wilgotność spadają do poziomów typowych, jakie są wewnątrz pomieszczeń, powłoki nie mają działania przeciwdrobnoustrojowego i zachowują się tak samo jak kontrolna stal nierdzewna.
Wszystkie przetestowane stopy miedzi były skuteczne we wszelkich warunkach testowania.
Odrębne badania przeprowadzone przez dr Harolda Michelsa potwierdziły wyniki profesora Keevila. Dr Michels przetestował przeciwdrobnoustrojową skuteczność różnych stopów miedzi oraz powłok zawierających srebro na nierdzewnej stali w działaniu przeciwko MRSA w temperaturze i wilgotności zalecanej przez Japońską Normę Przemysłową oraz w temperaturze i wilgotności typowej dla pomieszczeń (20°C i 20–24% wilgotności względnej). Przy wilgotności względnej 90% i temp. 35°C, wszystkie materiały zabijały ponad 99,9999% MRSA. Podobne wyniki uzyskano przy wilgotności względnej 90% i temp. 20°C.
Przy wilgotności względnej 20% i temp. 35°C zaobserwowano redukcję wyższą niż 99,9999% dla wszystkich stopów miedzi; jednakże nie uzyskano redukcji MRSA na powłokach z nierdzewnej stali. Wyniki dla wilgotności względnej 24% i temp. 20°C są bardzo zbliżone. Uzyskano redukcję wyższą niż 99,9999% na wszystkich stopach miedzi, podczas gdy redukcja na stali nierdzewnej z powłoką z przeciwdrobnoustrojowego materiału zawierającego srebro była niższa niż 20%. Srebro standardowe o wysokiej zawartości czystego kruszcu jest skutecznym materiałem przeciwdrobnoustrojowym, ale nie ma właściwości mechanicznych i zdolności do wchodzenia w stopy w przypadku większości powierzchni dotykowych, a poza tym byłoby ono niezwykle kosztowne.
Jeśli miedź zabija patogeny, czy to znaczy, że nie wymaga ona czyszczenia?
Nie. Produkty ze stopów miedzi należy czyścić tak samo jak inne powierzchnie dotykowe, usuwać brud powierzchniowy i wrośnięty głębiej, który może zapobiegać kontaktowi z powierzchnią z miedzi. Podstawową obroną przed mikrobami są ogólnie zalecane praktyki higieniczne stosowane wobec powierzchni dotykowych, wraz z myciem rąk, a powierzchnie ze stopów miedzi stanowią suplement, lecz nie zastępują standardowych praktyk w zakresie kontroli infekcji i utrzymywania higieny. Produkty ze stopów miedzi są aktywne 24/7 (24 godz. dziennie, 7 dni w tygodniu) i pomagają w zmniejszeniu zanieczyszczenia drobnoustrojowego między poszczególnymi okresami czyszczenia.
W jaki sposób należy czyścić powierzchnie i elementy z miedzi i stopów miedzi?
Środki czyszczące stosowane zazwyczaj w szpitalach są odpowiednie i nadają się do czyszczenia miedzi. Nawet roztwory zawierające wybielacze mogą zostać wykorzystane, jeśli są stosowane zgodnie z zaleceniami i przedmioty zostaną przemyte wodą.
Czy powierzchnie z miedzi i stopów miedzi zmieniają kolor wraz z upływem czasu?
Powierzchnie z miedzi i stopów miedzi w naturalny sposób oksydują i wraz z upływem czasu ciemnieją. Czas, w jakim zachodzi zmiana koloru, zależy od danego stopu i warunków narażenia na działanie drobnoustrojów.
W warunkach typowych dla pomieszczeń, zauważalna zmiana koloru może nastąpić dopiero po wielu latach. Mosiężne płytki na drzwiach wahadłowych w głównym wejściu do oddziału testowego szpitala Selly Oak w Birmingham nie ściemniały w ciągu 36 miesięcy.
Czy oksydacja osłabia działanie przeciwdrobnoustrojowe miedzi?
Nie. W rzeczywistości badania wykazują, że w miarę jak powierzchnie z miedzi, mosiądzu i brązu oksydują lub ciemnieją, stają się one nawet bardziej skuteczne w eliminowaniu bakterii chorobotwórczych.
Czy produkty z miedzi będą bardziej kosztowne niż produkty, które mają zastąpić?
Nie. Koszty materiałowe są tylko niewielką częścią kosztów produktu. Miedź i stopy miedzi łatwo wchodzą w komponenty, a więc są opłacalne. Nie są też wymagane żadne powłoki czy pokrywy, co też przyczynia się do zmniejszenia kosztów. Miedź jest skuteczna w walce z mikrobami przez cały czas. Podczas gdy powlekane powłoki są delikatne i podlegają zużyciu z upływem czasu, przeciwdrobnoustrojowe właściwości miedzi, mosiądzu i brązu są integralne dla tych metali i są aktywne przez cały czas użytkowania produktu. Produkty z miedzi są również ekologiczne, jako że są w pełni odnawialne po zakończeniu ich długiego użytkowania bez jakiejkolwiek utraty swoich właściwości.
Jeżeli miedź redukuje mikroby, czy jest ona bezpieczna dla ludzi?
Tak. Powierzchnie z miedzi, mosiądzu i brązu są bezpieczne i długotrwałe. Przemysł miedziowy zainicjował Dobrowolną Ocenę Ryzyka dla miedzi. Proces oceny został uzgodniony z włoskim instytutem rządowym Instituto Superiore di Sanità. Włochy działają jako kraj kontrolny z ramienia Komisji Europejskiej i Państw Członkowskich Unii Europejskiej. Ocena ryzyka została zakończona, a jednym z głównych wniosków, które zostały przyjęte przez ekspertów wymiennej Komisji, jest stwierdzenie, że „wykorzystanie produktów z miedzi jest ogólnie bezpieczne dla środowiska europejskiego i zdrowia mieszkańców Europy”.
Czy jest wystarczająca ilość miedzi w celu zaopatrzenia wszystkich naszych szpitali?
Tak. Technologia wydobycia miedzi przechodzi rozwój ukierunkowany na poprawę wydajności, więc nawet wydobywanie rud o niskiej zawartości miedzi staje się opłacalne. W połączeniu ze zwiększonym recyklingiem zapewnia to wystarczającą ilość miedzi, która zaspokoi zapotrzebowanie.
