正文 第1章 母親般的恩惠(1)(1 / 3)

——環境是人類生存之本

維持人類生命的五要素

人類自誕生以來,就在同環境打交道。大自然無私地獻上陽光、空氣、水和土壤,使人類得以生存、繁衍、發展。但是,大自然又在不斷地製造災害,如地震、火山、冰雹、瘟疫……使人類的生活與健康受到影響。因此可以說,自人類誕生以來的幾十萬年,實際上就是與環境打了幾十萬年的交道,而且還得繼續打下去。社會要發展,要前進,就必須向環境索取更多的物質,因而改造環境、利用環境是人類生存發展中的一項重要任務。然而,在社會生產和科學技術迅速發展的今天,也就是人類在向環境索取更多物質的今天,又向環境排放了許多廢水、廢渣和廢氣,加大了環境汙染。因此隻有了解環境,了解因環境而產生的各種後果,才能達到保護環境、愛護環境的目的,才能尋找到綠色的環境。

那麼,我們身邊的環境究竟是什麼呢?

一、空氣空氣有時也稱大氣,大氣和空氣兩詞並沒有本質區別。我們抬頭仰望,那湛藍的天穹就是緊緊裹著地球的大氣圈。這層厚厚的大氣圈不僅是人類和各種生物呼吸氧氣的源泉,而且還是太陽紫外線和宇宙射線的天然屏障,它使地球上的生命免遭射線傷害,並能夠安全地生存、繁衍、進化。

潔淨的空氣對人體來說,比任何東西都可貴。人需要呼吸新鮮空氣來維持生命。從某種意義上講,空氣比水和食物更重要。一個人10天不吃飯,5天不飲水可以勉強活下來。但一分鍾不呼吸就會憋得難以忍受,5分鍾不呼吸就會導致嚴重的腦缺氧而變成白癡,或導致死亡。空氣還是維持人們生活所必需的。人類對空氣的消耗量是巨大的,但它隻存在於地球表麵至高空的一定範圍之內。空氣的80%集中在地球上空的對流層中,總重量大約隻有6000億萬噸,所以,空氣也絕不是“用之不竭”的東西。所以,保護大氣不受汙染,其實就是保護人類生存的基本條件。

空氣不是單一的成分,它是一個混合體。

在近代以前,人們還不知道大氣是多種氣體的混合物。得到廣泛認同的是,大氣是同種物質所組成的密度均勻的單質。

直至17世紀初,才有一個名叫範·赫爾蒙特的化學家首先提出,大氣可能是由許多種化學性質不同的氣體共同組成的,因為他從一筐爛水果中得到了一種與大氣不同的氣體。隨後,他的觀點被一名蘇格蘭化學家的實驗所證實。原來,範·赫爾蒙特得到的就是大名鼎鼎的二氧化碳。這樣一來,證明了以往人類對大氣的認識是錯誤的,從而更激發起人們對大氣成分探索的熱情。科學家們紛紛猜測:是否還有更多的大氣成分沒有被認識?於是,在隨後的一次次探索中,大氣的一個又一個成分被人們認識了。

法國化學家拉瓦錫在18世紀70年代做了一個實驗。他將封閉容器中的汞進行加熱,結果發現原來的汞都變成了紅色,繼續加熱以後,紅色不再改變,而容器中的氣體卻減少了1/5。

拉瓦錫想到,汞的顏色變化一定與氣體的減少有關係。通過實驗他又得知:在剩餘的4/5氣體中,蠟燭不能燃燒,老鼠不能生存。他把被汞消耗的能維持燃燒和生命的那1/5氣體稱作氧氣,剩下的4/5叫做“淡氣”(希臘文的意思是“沒有生命”)。後來“淡氣”又被改稱為“氮氣”。這兩種氣體在18世紀70年代果然都被科學家相繼發現。人們最終發現在空氣中氧氣所占的比率應該是20.9%,餘下部分的氣體中除了極少量的二氧化碳外,其他都是氮。

還有別的氣體嗎?拉瓦錫發現氧以後的幾年時間裏,一位名叫卡文迪許的科學家對氮產生了極大的興趣。氮是不太活潑的氣體,它不太容易和其他物質發生化學反應。但是,在一定的條件下,它仍然有被迫參與反應的可能,卡文迪許設計了通過電火花的作用,使氮與氧化合而把氮氣消耗完的實驗。但卡文迪許的實驗結果與他的設計要求始終不能吻合,不管他怎樣努力,總是有少量的剩餘氣體排除不掉,這種氣體占原來的氣體的比率不足1%。於是,卡文迪許便想到,這可能是一種人們還不知道的氣體,它甚至比氮更不活潑。遺憾的是,卡文迪許沒找到答案,與卡文迪許同時代的其他科學家也沒有找到答案。

1882年,英國物理學家瑞利把從空氣中得到的氮氣的密度與從某些化合物中得到的氮氣密度相比較,結果發現,從空氣中得到的氮氣比從化合物中得到的要重一些。這使他想到,會不會有可能從空氣中得到的氮不純,夾雜著微量的還沒有被發現的其他氣體呢?這個問題被蘇格蘭化學家冉賽借助於光譜儀解決了。果然,在空氣中還有一種微量的氣體,瑞利把它稱作“氬”(希臘文的意思是“懶惰”)。