什么！部分元素只夠再用20年？有些因?yàn)槭謾C(jī)而消失……

零壹貳012 2019-11-20

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2019年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)周期表的150周年。聯(lián)合國(guó)教科文組織決定將2019年定為“國(guó)際化學(xué)元素周期表年”，以表彰化學(xué)元素周期表的重要性。按照2016年修訂的新版元素周期表，目前已知118種元素，其中90種自然存在，另28種由人工合成。

歐洲化學(xué)學(xué)會(huì)不久前發(fā)布一張“扭曲”的元素周期表，指出由于人們過(guò)度使用，部分元素可能在未來(lái)的100年內(nèi)從地球上消失。在這張周期表上，用紅色標(biāo)記的元素表示對(duì)這些元素的消耗將極大地降低它們?cè)谖磥?lái)100年或更短的時(shí)間內(nèi)的可利用性。這些元素有氦（He）、銀（Ag）、碲（Te）、鎵（Ga）、鍺（Ge）、鍶（Sr）、釔（Y）、鋅（Zn）、銦（In）、砷（As）、鉿（Hf）和鉭（Ta）。

氦被用來(lái)冷卻核磁共振掃描儀中的磁鐵，也被用以稀釋深海潛水所需的氧氣；核反應(yīng)堆中重要的控制棒使用鉿；鍶鹽被添加到煙花里，綻放出鮮艷的紅色；釔是照相機(jī)鏡頭的組成成分，它使得鏡頭抗沖擊并耐熱，除此之外它還被用于激光和合金里；鎵被用來(lái)制作高質(zhì)量的鏡子、發(fā)光二極管和太陽(yáng)能電池。

“扭曲”的元素周期表上標(biāo)以橙色和黃色的元素表示對(duì)這些元素的增量使用將會(huì)出現(xiàn)可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題。綠色區(qū)域意味著這些元素有足夠的來(lái)源，比如氧（O）、氫（H）、鋁（Al）、鈣（Ca）等元素。

周期表中位于第一位的氫(H)元素含量十分豐富，可以放心使用。構(gòu)成地球大氣的21%、讓人們得以呼吸的氧氣是地球上儲(chǔ)量最充足的元素，不會(huì)面臨滅絕威脅。錫（Sn）、鉭（Ta）、鎢（W）和金（Au）這四種元素被涂成黑色，目的是提醒生產(chǎn)商必須仔細(xì)追蹤這些礦產(chǎn)的來(lái)源，以確保不會(huì)有人死于因爭(zhēng)奪礦產(chǎn)而導(dǎo)致的沖突中。

手機(jī)的出現(xiàn)將使這些元素消失

生產(chǎn)手機(jī)大約需要30種元素。其中供應(yīng)充足的有：氫、碳、鋁、硅、氧、鉀、溴、鑭、鐠、銪、釓、鋱。對(duì)于這些元素，我們暫時(shí)不必?fù)?dān)心。未來(lái)有供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的有：鋰、鎂、磷、鎳、銅、釹、錫、銻、鎢、金、鉛。因使用量增加，有枯竭風(fēng)險(xiǎn)的有兩種：鈷、鏑。100年內(nèi)面臨嚴(yán)重枯竭威脅的元素有：鎵、砷、釔、銀、銦。

以銦元素為例，它廣泛用于制造手機(jī)和平板電腦的觸摸顯示屏，但其在地殼中的分布少而分散，預(yù)計(jì)未來(lái)供求矛盾會(huì)逐漸顯現(xiàn)。如果我們繼續(xù)每隔幾年就丟棄舊設(shè)備，它可能很快就會(huì)枯竭。

據(jù)調(diào)查顯示，僅在中國(guó)，每年被淘汰替換的舊手機(jī)數(shù)量就多達(dá)近2億部。歐洲化學(xué)學(xué)會(huì)估計(jì)，歐盟每個(gè)月有大約1000萬(wàn)部智能手機(jī)被丟棄或更換。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的預(yù)計(jì)，目前手機(jī)中銦元素的回收率還不到1%，按現(xiàn)在的速度繼續(xù)下去，銦只夠人類再用20年。對(duì)此，專家指出，應(yīng)減少手機(jī)更新的頻率，此外應(yīng)該回收手機(jī)中的所有元素。

氦將面臨枯竭

從表中可以看出，被標(biāo)示為紅色的元素“100年內(nèi)面臨嚴(yán)重的枯竭威脅”。這其中除了鎵、砷等元素外，竟然還包括氦！

氦是宇宙中僅次于氫的第二豐富的元素，但在地球上儲(chǔ)量并不多，以致成為“稀有氣體”，可能只夠人類再用幾十年的時(shí)間了。

因?yàn)楹饷芏刃?，且為惰性氣體。換言之，在大氣中的氦氣，不足以被地球“吸引”，往往輕易地逃到宇宙空間去；而所謂“惰性氣體”，是指它的化學(xué)性質(zhì)非常不活潑，一般狀態(tài)下不會(huì)和其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成化合物，因此，大多數(shù)氦元素都只能以單質(zhì)形式存在。

在地球上，大多數(shù)氦氣的制備都是來(lái)自于天然氣分離。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2017年調(diào)查報(bào)告，全球氦氣儲(chǔ)量主要分布在美國(guó)、卡塔爾、阿爾及利亞、俄羅斯4國(guó)。4國(guó)資源量總和占全球總量的88%。

另?yè)?jù)《瞭望》新聞周刊報(bào)道，專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)10多年內(nèi)，全球?qū)獾男枨罅繉⒁悦磕?%～6%的速度增長(zhǎng)。盡管氦是自然界中含量?jī)H次于氫的元素，但仍與稀土一樣面臨供應(yīng)緊張的危險(xiǎn)。如果僅以冷卻為目的，可用氮?dú)馓娲?；如果僅作為惰性氣體利用，可用氬氣代替。不過(guò)，在利用氦氣多種特性的光纖及半導(dǎo)體制造等用途中，卻很難有其他替代原料。

2012年11月，東京迪士尼樂(lè)園停售填充氦氣的氣球，而銷售氣體的企業(yè)也紛紛被迫暫停供應(yīng)氦氣。這些情況均是由于氦氣難以穩(wěn)定采購(gòu)造成的。

科學(xué)家警告大家：不要再在生日派對(duì)上放飛氦氣球了，因?yàn)楹舜殴舱駫呙韬蜕詈撍枰@種惰性氣體。核磁共振掃描和深海潛水設(shè)備中使用的氦氣通常都是循環(huán)利用的，但氦氣球中的氣體直接釋放到大氣中。如果氦進(jìn)入大氣層，它會(huì)直接飛到大氣層的邊緣，永遠(yuǎn)消失在外太空中。如果人類不盡快采取措施，地球上的氦就只夠用10年左右。

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來(lái)自：零壹貳012 > 《化學(xué)》

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