دورة النحاس

دورة النحاس هي الدورة البيوجيوكيميائية للتبادلات الطبيعية والبشرية للنحاس بين خزانات في الغلاف المائي والغلاف الجوي والغلاف الحيوي والغلاف الصخري . وقد أثرت أنشطة التعدين والاستخراج البشرية بشكل كبير على دورة النحاس. [ 1 ]

ملخص

يُظهر الرسم البياني أدناه مباشرةً خزانات النحاس العالمية، مُصنّفةً حسب أحجامها بوحدة ميكروغرام/غرام بين قوسين. أكبر خزانات النحاس هي تلك الناتجة عن استخدام المعدن (الإنتاج، والتصنيع، والاستخدام، والتخلص منه)، واللب، والقشرة الأرضية. تُوضّح التدفقات بين الخزانات بأسهم بوحدة غيغاغرام نحاس/سنة. [ 1 ] يُمثّل سُمك السهم حجم التدفق. التدفقات البشرية المنشأ مُلوّنة باللون الأحمر، والتدفقات الطبيعية باللون الأزرق الداكن. أكبر التدفقات تأتي من استخدام معدن النحاس والتربة، وبين القشرة والوشاح، ومن المياه العذبة إلى المحيطات. [ 1 ] يصعب قياس تدفق النحاس من النيازك الدقيقة إلى الغلاف الجوي، ولكنه ثابت نسبيًا بمرور الوقت. يُفترض أن معدل التدفق الكوني مُوحّد في كل مكان. استُخدم متوسط ​​جميع التدفقات بعد عام 1980 في الشكل. [ 2 ]

الخزانات العالمية الرئيسية وتدفقات دورة النحاس

خزانات النحاس

تشمل خزانات النحاس الطبيعية لب الأرض ، ووشاحها ، وقشرتها . تحتوي صخور القشرة الأرضية على وفرة متوسطة من النحاس تبلغ مئة جزء في المليون . [ 1 ] تشمل الخزانات الطبيعية الأخرى الكتلة الحيوية الأرضية، والرواسب، والمياه العذبة، والمحيطات، والغلاف الجوي. أما الخزانات البشرية المنشأ فتشمل دورة حياة تصنيع النحاس (الإنتاج، والتصنيع، والاستخدام، والتخلص)، والوقود الأحفوري ، والكتلة الحيوية الزراعية. وفي الفضاء الخارجي، يوجد النحاس أيضًا على سطح القمر وفي النيازك الدقيقة . [ 1 ]

تدفقات النحاس

التدفقات الطبيعية

يتم تبادل النحاس بين الوشاح والقشرة الأرضية عبر البراكين والفتحات الحرارية المائية ومناطق الاندساس . تُطلق البراكين والفتحات الحرارية المائية مواد غازية من الوشاح، والتي تتكثف إلى شكل جزيئات. يُعاد تدوير النحاس إلى الوشاح عبر قشرة المحيط المندسة . [ 1 ]

مع تآكل قشرة الأرض ، تتشكل التربة والرواسب، وينتقل جزء من النحاس من المياه العذبة إلى المحيط. [ 3 ] تمتص النباتات النحاس الموجود في التربة، ثم تعيده إليها عند تحللها. كما تُطلق حرائق الغابات أو حرق الكتلة الحيوية الطبيعية النحاس في الغلاف الجوي. [ 3 ]

التدفقات البشرية المنشأ

يوجد النحاس في الفحم والنفط الخام غير المكرر . عند احتراق الوقود الأحفوري، ينطلق النحاس إلى الغلاف الجوي والتربة. [ 3 ] يدور النحاس في الكتلة الحيوية الزراعية عندما تتغذى الحيوانات على نباتات تحتوي على كميات ضئيلة منه. ثم يعود النحاس إلى التربة عند استخدام السماد العضوي. كما يُطلق حرق المخلفات الزراعية النحاس في الغلاف الجوي. [ 3 ]

يُساهم تعدين النحاس بشكل كبير في انبعاثات النحاس في المياه العذبة. كما يدخل النحاس إلى المياه العذبة أثناء تآكل المعدن وتدهوره وتآكله. يُعاد تدوير خردة النحاس عادةً، ولكن في نهاية دورة تصنيعه، يتم التخلص منها في مكبات النفايات، مما قد يؤدي إلى تسرب كميات كبيرة من النحاس إلى المياه العذبة. [ 1 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 راوخ، جيه إن؛ غريدل، تي إي (2007). "دورة النحاس الأنثروبوجيوكيميائية للأرض" . دورات الجيوكيمياء العالمية . 21 (2). doi : 10.1029/2006GB002850 . ISSN 1944-9224 . S2CID 129882465 .  
  2. ريتشاردسون، جي. وغاريت، روبرت وميتشل، إيان وماهبولسون، ماي وهاكبارث، تريسي. (2001). مراجعة نقدية للانبعاثات الطبيعية العالمية والإقليمية لستة معادن نادرة في الغلاف الجوي. https://www.echa.europa.eu/documents/10162/13630/vrar_appendix_p2_en.pdf
  3. 1 2 3 4 راوخ، جيسون ن.؛ باسينا، جوزيف م. (2009). "دورات الفضة والألومنيوم والكروم والنحاس والحديد والنيكل والرصاص والزنك العالمية على الأرض" . دورات الجيوكيمياء العالمية . 23 (2). doi : 10.1029/2008GB003376 .