前言

地球是一颗具有丰富元素的星球,如果要严格来进行分解,那么人体也是各种各样的元素所构成。这些元素随着近代科学的发展被逐渐发现,其真正作用也在逐渐显现。化学是科学门类中最重要的种类之一,历史上众多优秀的化学家对人类社会做出的贡献,并不比其他学科的研究者少。

实际上,化学的发展也是一个充满了“机缘巧合”的过程,其中很多现象、元素都是“无心插柳”,甚至是在炼丹、炼金等有其他目的的行动中被人类所发现。当然,现在的化学已经是一种系统、合理的学科,吸引着众多学子进入这个领域,为人类的发展做出更多贡献。

地球上已经枯竭的资源(一种重要的资源面临枯竭)(1)

对于生活在现代社会的我们来说,化学是一种随时随地都会接触到的科学分类,我们在商店中随便拿起一袋精加工食物,背后都是复杂的食品化工知识。一般人或许不用明白那些晦涩的专业术语,但是起码要明白大体上的方向。

或许有人会觉得化学是一种高度人工化的产业,但实际上在一些门类中照样需要大量的自然资源,这些资源中的一部分总量有限,需要像石油、天然气一样引起人类的充分重视,如果我们无节制地开采下去,最终也会因为耗尽而迎来危机

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磷的发现和提炼

在我国古代,炼丹是一个经久不衰的事业,因为我们对于“神仙”、“长生不老”都有着深深的向往,坚信可以通过炼制丹药的方式来让我们的肉体摆脱生老病死的束缚。尽管现在的我们知道这完全是无稽之谈,但在“炼丹”的过程中,我们的老祖宗也有一些意外发现,比如火药就是这样发明的。

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无独有偶,在中世纪的欧洲也有这样一群人,他们坚信用普通的物质可以提炼出黄金,获取众多的财富,甚至能够通过这种方式来获得更加强大的力量,找到永生的方法

在这个过程中,欧洲的炼金术师从各种意想不到的地方提炼出了此前从未发现过的元素,原材料甚至可以是人类社会中最为“低贱”和肮脏的东西,也就是人类的排泄物。炼金术师们相信,只要掌握了方法,那么即使是这种肮脏的废物也可以变成黄金

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当然,最后这些人并没有成功,但也不是全无收获,因为他们从人的尿液里提炼出了一种全新的物质——磷。这件事情发生在17世纪,而磷也因此成为了人类发现的第一种元素,并在之后不久便开始了大规模生产,并利用磷和硫磺之间的化学反应,制造了最初的火柴

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磷的地位和作用

为什么人的尿液中能够提炼出磷?这是因为这种元素实际上本来就大量存在于我们的身体中,是组成人体的重要物质之一。古时候人们认为是灵魂的“鬼火”,实际上就是人体在腐烂之后,体内的磷发生化学反应而燃烧的现象,因此也被称为“磷火”

根据科学家的研究,人体内的骨骼、牙齿都含有大量的磷,这种化学元素也能够维持众多内脏的正常运转,让人能够健康地存活下去。我们平时从食物中获取磷元素,因为在其他的生物体内也有大量磷元素存在,是地球生命构成的基本物质之一

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除了对于我们身体的重要作用之外,磷也是一种极为重要的化工原料。磷的粗制产品主要是红磷、白磷、黑磷三种,其中红磷可以用来制造杀虫剂、火柴、烟幕弹等等;白磷可以制造燃烧弹、磷酸黑磷的化学性质最为稳定,可以用来代替石墨,在现代电子工业中有丰富作用,人们还在对大量制备黑磷的方法进行研究。

除此之外,磷还能够用于制造化肥,也就是我们俗称的磷肥,是化肥中最为重要的种类之一,为全人类的粮食产业做出了极为重要的贡献。因此,我们千万不能够小看磷在生活中的作用啊。

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为什么会有磷的储量危机?

但是,就是一种如此重要的资源,它在地球上并不是取之不尽用之不竭的,甚至在不久之后就会陷入危机。为什么磷会稀缺,它不是动物和人体体内都大量存在,甚至人的尿液中都能够提炼出磷吗?

但现代工业自然是不可能收集尿液然后进行提炼的,那样不但操作复杂,而且效率也很低。现代工业使用的磷主要来自于一种矿物,这种矿物名叫磷酸盐岩,存在于世界各地,本质上和各种金属矿十分类似,只有这种矿物才能够大量制备工业上需要的磷。

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但是就像是其他的矿藏一样,磷酸盐岩在地球上的总量也十分有限。磷矿的产生和石油、煤炭相似,也是一种从动物身上来的资源。一部分动物的排泄物,一部分火山爆发之后冷却的岩浆,经过百万年以上的时间,共同形成了地球上的磷矿。

从人类发现磷的作用开始,就一直在这些磷矿中进行开采,如今数百年过去,地球上的磷矿总量在不断减少,但新的磷矿却还来不及诞生。因此,我们必须正视这种资源最终将会被耗尽的事实,并且找到解决的办法。

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根据一些科学家的计算,全世界范围内磷酸盐岩的储量大约是670亿吨。而就像是石油资源一样,磷矿的分布也并不均匀,其中北非地区,主要是摩洛哥、西撒哈拉等地,储藏的磷矿总量达到了500亿吨,占到了全世界磷矿储量的百分之七十以上。

中国的磷矿储量占到了全世界第二,但也只是40亿吨左右,和北非的磷矿总量不在一个数量级上。如果按照我国的发展速度来看,大约再过四十年,我国的磷矿就会被全部开采完毕,那么到时候我国就只能依赖进口,成本将会大大增加,对于我国的发展显然不利。

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世界所有磷矿还能够使用多久?

磷矿并不只是一种用于高精尖产业的原料,它对于人类来说最为重要的用途大概就是制造化肥。化肥是现代农业的基础,如果现在的人类彻底失去了化肥,那么总体的粮食产量将会产生大幅下降,那么我们的地球就根本无法养活这么多的人口,人类将会陷入一场堪称是浩劫的饥荒,想必这是每个人都不愿看见的悲惨未来。

而在众多的化肥当中,磷肥是最为基础的一种,一旦人类失去了磷矿,那么磷肥的生产也会陷入停滞,保守估计人类总体的粮食产量将会下降四分之一

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那么,地球上所有的磷矿还能够支撑我们使用多久?美国的权威化学杂志上刊登了一篇关于世界磷储量的文章,由四十多位国际化学家联合研究得出,世界上所有的磷矿储量加起来,大约只能够人类再使用400年,这还是最为保守的估计。

另一些科学家则持有更加悲观的态度,他们认为人类的磷矿在100年之后就会被消耗完毕,因为随着我们社会的发展,人们对于磷矿的需求量将会越来越大,所以磷矿的使用速度也会越来越快,最终在百年之内被开采殆尽。

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我们如何保护这种资源?

根据科学家们的警示,磷这种重要的资源面临枯竭的问题,必将给人类社会带来危机,那么我们现在该怎么去解决这个问题?一些国家已经开始“未雨绸缪”,规定对于磷矿的使用必须更加谨慎,以减少总体的使用量

但不管怎么去“节约”,那些必须用到磷矿的地方还是没有办法减少。因此,除了节流之外也要“开源”,那就是从更多地方来获得磷,而不是只有开采磷矿这一种方法。毕竟磷矿在各种生物体内都有富集,我们能不能从这些地方来获得磷资源呢?

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现在已经有一些国家和地区开始尝试用废水来提取磷,毕竟很多我们生活中使用、存在的磷将会被“浪费”,流入大自然中变成人类难以提取的物质,因此我们需要在这个过程之前就开始进行“保护”。

目前,欧盟已经对成员国的磷使用提出了要求,至少有一半的磷要来自于回收再利用,并且在任何一种工业生产中都不能够使用百分之百的天然磷矿石。我国是一个发展中国家,也是一个农业大国,对于磷的需求非常大,目前也在开始限制我国磷矿石的出口,保护我们国家的天然磷资源

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结语

对于人类来说地球确实是一个大宝库,但地球上的物质终究有限,没有哪一种物质是完全取之不尽用之不竭的

因此,我们在发展的过程中也需要思考未来的发展,比如我们应该这样保护那些有限的资源,如果这些资源终究会耗尽,我们有没有办法去找到替代品或者是找到其他获取这种资源的方法?现在我们对于宇宙的探索在逐渐深入,也许在其他的星球上会有我们想要的资源也说不定。

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但是另一个我们必须正视的事实是,人类未来可能会在其他星球上获取无机资源,但是我们至今都没有发现任何有生命迹象的星球,甚至连曾经有过生命的天体都没有发现。也就是说,石油、煤炭等物质依旧只有地球上拥有,而人类的发展仍然大量需要这些有机物。

因此,我们必须对资源的危机产生充分重视,不能够等到一切都来不及补救才来想办法,毕竟人类并不是宇宙的主宰,我们的文明可能比我们想象中还要脆弱,会因为各种“事故”而消亡。

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