第九回 二十世纪眼花缭乱瞠目结舌 展望未来全面开花缤纷五彩

夜晚五颜六色的灯光，是化学家们玩的“魔木”；恋爱中的人，为什么总爱恋着对方？月球上具备人类生存的化学条件，还有其他等等。化学真是一个“百宝箱”，充满神奇的色彩。

在科学园地里，化学是一位神秘的使者。它一时如迷雾，遮住了美丽的风景；它一时像星星，令我们心弛神往、魂牵梦绕。化学，正以它的神奇、诡秘，正以它在现代生活中发挥的巨大作用，闪烁着科技之光。

先从气体说起。

每当盛大节日，人们总会放出各种气球，它们五颜六色，缤纷绚丽，在空中高高地飘扬，把欢乐和喜悦带给远方的朋友，带给全人类！要使气球飞起来，里面要充满最轻的气体——氢气。

难道不可以制造一种飞艇，里面充满氢气让它具有真正的实际用途吗？ 1900 年，德国工程师齐柏林真的造了一艘这样的飞艇，里面装有九千多立方米氢气。

但 1937 年，美国的一艘氢气飞艇，在空中突然着火爆炸，乘客遇难，于是氢气飞艇便开始被冷落。这时用氦气制造的氦气飞艇，便受到人们的欢迎。

由于氦气密度比氢气重一倍。它不会着火燃烧，也不与任何东西化合， 所以非常地安全。

飞艇运载量大，耗费燃料少，它可以垂直起飞，垂直降落，不像飞机那样需要专门的跑道；它还能在空中停留一段时间。这些给地质勘探、摄影和空中侦察带来很大的方便。

每当夜暮降临的时候，我们能看到五颜六色的各种灯光。这也是化学家们玩的“魔术”。⋯⋯

将惰性气体充入电灯泡里，灯亮时，惰性气体受到激发，便发射出它们的特征谱线，这就是人们常说的霓虹灯。

第一盏霓虹灯是法国化学家发明的。他们用氖气充填到灯泡里，氖在电场激发下，发射出红光，氖灯的红光穿透力很强，可穿过浓雾，因此，机场、码头以及水陆交通线的灯标就常用氖灯。

氩在电场激发下会发射浅蓝的光，也用来制造霓红灯。氦制的霓红灯发射淡红色的光。有的灯泡里可以充进水银蒸气，就成了高压水银灯，它射出的光线是绿紫色的，有的人甚至把氦、氖、氩和水银四种气体，或两种或三种混和气体装进灯泡里，就得到了色彩绚丽的霓虹灯。

氙在电场激发下，可以射出类似太阳光的连续光谱，在灯管里装进氙气

（灯管要用石英玻璃制造），就可制成“人造小太阳”。它的功率可达 2 万

瓦，照明 1 千多个小时。一盏 6 万瓦氖灯的亮度，相当于 900 只 100 支光的

灯泡。这种灯泡是本世纪 60 年代才发展起来的新型光源。

现在人们常常谈到一种新名词“温室效应”。那么什么是“温室效应”？ 它同气体又有何关系呢？

通常人们把培养秧苗、养花、种菜的玻璃房，叫做温室。当阳光透过玻璃，照射在室内物体时，物体吸收了阳光的能量而变暖。变暖的物体，又会以发出红外线的形式放出能量，由于玻璃对红外线的传播有阻碍作用，室内能量就会增加，导致室内温度升高，这种现象就是温室效应。

大气中的二氧化碳，也有阻碍红外线传播的作用。因此，当大气中二氧化碳含量增多时，地球向外层空间传播的热量就会减少，气温就会升高，这就是现在人们关心的二氧化碳的温室效应。

科学家们探测表明，在金星周围的气体中，二氧化碳是主要成分，那里的气温要比地球高得多。美国公布的一份研究报告指出，100 年前全世界每年进入大气的 CO2 仅为 9600 万吨，而目前已猛增到 5.0 亿吨，预计 21 世纪

将增加到 80 亿吨。

地球气温的升高，会引起南北两极冰山和高原冰川的消融，从而导致海洋水量增加，洋面升高。科学家们预测，到 2050 年，世界洋面将升高 40—

140 厘米，果真如此，一些小的岛国将要沉没海中，对此，人类必须采用有效的对策，以减少二氧化碳的排放量。

二氧化碳是产生温室效应的主要气体，但不是唯一的气体。一位科学家撰文指出：对未来地球温度变化起重要作用的，除二氧化碳外，还有甲烷、一氧化二氮、氟里昂—11、氟里昂—12 等 30 多种气体。这些气体也像二氧化碳那样，能阻止地球向外层空间发出的红外辐射，使地面上温度升高。特别是氟里昂气体，其温室效应不容忽视。

二氧化碳气体与我们的人类密切相关，有多种多样的用途，但二氧化碳能做喷漆，你相信吗？

通常我们用的油漆，都是具有挥发性的有机溶剂。徐上油漆后，溶剂就挥发出来，挥发的时间较长，而且还给环境造成污染。污染物中有许多有毒气体和致癌物。

美国一家公司研制出一种用二氧化碳做溶剂的油漆，克服了常用油漆给人带来的危害。二氧化碳是气体，不能做溶剂。他们采用的办法是：在一定温度下增大压力，使二氧化碳处于气态与液态相互转变的一种状态。这样， 就可做溶剂使油漆溶解。所用二氧化碳是合成氨厂、炼油厂的副产品，并不需要制取。

使用二氧化碳喷漆，干得快，光泽好，不会产生有毒污染。

除了上面介绍的一些气体的用途外，近年来，科学家们采用以氢气为基础的氢、氦、氧混合气，供深海潜水员呼吸，并已获得成功。

在用空气呼吸时，空气中的氮吸入人体，若潜水员上浮时，就会由于迅速减压而在体内留下一些气泡，导致减压病。

为改变这种状况，人们曾用氦气代替氮气，以氦一氧混合气供给潜水员呼吸。因为氦在人体里的溶解度，比氮小得多，可降低减压病的发病率。但由于氦的溶解度比氮还快，在使用上受到限制，所以并不理想。

现改用以氢为基础的混合气，试验效果很好。潜水深度比以氦为基础的混合气提高 2 倍多，氢的价格只有氦的 1/20。科学家们曾把 6 名潜水员送至

531 米深处工作，每天工作数小时，情况良好。在海洋石油开发的工作中，

潜水深度达 1000 米以上，也可采用以氢为基础的潜水技术。

气体供我们呼吸，给我们带来幸福和欢乐，但有些时候，也给人类带来诸多不利。

据有关资料报道，英国剑桥地区的孪生率，近年来有明显上升的趋势。人类孪生率在通常情况下为 3/1000 到 13/1000 之间，而这一区近年来高达16/1000。不仅如此，调查还表明，当地牛的多胎率也不断上升。20 年前， 多胎率在 2/100 以下，近年来增到 16－20％。

科学家们经过观测，发现该地区孪生率的增加，可能是空气污染加重所致。这里有两个比工厂和两个垃圾焚烧炉，长期排放大量有害的气体。这个地区出生的孪生婴儿的眼疾、支气管炎、白血病的发病率，都有所增加。这都是环境污染引起的。

除此以外，我们还常常提到“酸雨”和“酸露”这个新名词。 “酸雨”就是指 PH 值小于 5.6 的雨、雪及其他形式的降水。“酸雨”中

含有多种酸物质，但主要是硫酸和硝酸。这两种酸是由于大气的污染物二氧化硫和氮氧化物，经过与水的化学反应生成的。

“酸雨”的危害，主要是造成湖泊江河酸化，可使鱼类死亡，土壤酸化， 导致作物和森林的生长能力下降；破坏植物表皮组织，降低叶片的光合作用， 对建筑物、金属结构造成腐蚀等。

控制“酸雨”的最根本办法，就是降低二氧化硫气体和氮氧化物的排放量。

所谓“酸露”，是指树木、作物上的露水珠，吸收了二氧化硫气体和氮氧化物后，经氧化形成硫酸和硝酸，使露水珠的酸性增加。

在夜间，由于露水珠的酸性不大，危害较轻。日出以后，由于水分的蒸发，露水珠的酸变浓，酸性增强，树木、作物和花草便遭危害。

科学家们经过实验认为，酸露的危害，虽不像酸雨那样严重，但比原来预想的要严重得多。它已成为危害树木、作物的一个不能忽视的因素。

有关气体的各种性质和用途，前几章回有所介绍，不再多说了。

且说化学的奇妙之处，远不止上面描述的，它与我们每个人、每个家庭， 真可谓水乳交融。

每当走在街上，你看到人们穿着漂亮的服饰，总会发出由衷的赞叹。其实，这也是化学的一大功劳。

服饰美，首先要讲究衣料。古代的衣料主要是棉、丝、麻、毛四大类。被人们认为最高级的是蚕丝，因为它结实、均匀，用不着捻纺。

但蚕丝质量虽好，产量却有限。1938 年，美国最大的化学工业公司—— 杜邦公司的化学家经过研究，发明了一种像蚕丝一样轻柔、断面呈菱形的化学纤维——“尼龙”。

从此，用化学方法制成的合成纤维便迅速发展起来。到现在，已经工业化生产的有几十种，它们占人类全部衣着纤维的一半以上。

这样，就使人们的衣着更加丰富多彩起来。

尼龙不仅可做成美观的衣服，而且还可做成袜子、手套、尼龙伞等，久不变形、耐洗耐用。

过去，到了冬天，人们穿的是又笨又重的棉衣。而现在，人们都爱穿又轻又暖的羽绒服。其实羽绒服里面大多不是羽绒，而是形似棉絮的丙纶。丙纶在保暖方面，比任何天然的和人造的纤维都好。所以，在御寒方面最受人们青睐。

人们的衣着美，除了需要好的布质外，还表现在色彩上。以前，总是“老四色”——红、蓝、黑、白。现在合成染料达 500 多种，各种色布不计其数。例如红色，不仅有淡红、桃红、粉红、橙红、猩红，而且还有深红、紫红⋯⋯ 等等。真可谓五彩缤纷，光彩照人。

衣服可以通过化学方法制造，美丽的宝石也同样可通过化学方法合成。宝石，它质地纯净，亮晶晶、光灿灿，性能优异，价值连城。过去，它

只属富贵人拥有，而今，它越来越多地进入普通人家。在戒指、耳坠、胸花上，都闪着它的光芒。

宝石之所以珍贵，一是因为它奇，具有耐磨性，硬度高，不怕腐蚀等优点；二是因为它稀，天然宝石相当稀少，且分布不均。天然宝石的产量如此少，远远不能满足人们的需要，于是，促使化学家们向人工合成宝石进军。最初化学家们用氧化铝和氧化铬一起熔化，制得了红宝石；之后，化学

家们改进了方法，将纯净的氧化铝用氢氧焰熔化后，加入少量铬酸钾，结果培养了红宝石大晶体。从此，合成宝石便开始进入工业生产。

现在，在所有的合成宝石中，主要有三大类：刚玉系宝石、尖晶石系宝石和金红石系宝石。上面所说的红宝石就是刚玉系宝石中的一种。因为刚玉系宝石主要是由氧化铝制造的，天然的氧化铝在矿物学上叫刚玉，故此得名。

刚玉系宝石的颜色最丰富、最鲜艳，因而也特别受到人们的喜爱。

近些年来，用香金属制做的妆饰品、纪念品日渐增多。这些能带在身上， 到处散发香味的香金属制品，又是怎样制造的呢？

简单地说，就是用多孔金属或合金，含浸一定数量的香料而制成的。多孔的金属或合金，需用粉末冶金方法来制备：

先将不锈钢粉末或金属钛粉末（也可用金、银等贵金属粉），与减磨材料（如硬脂酸锌）混合均匀。再将粉末压制成型并在成型时保留大量的气孔通道。为了能形成更多的孔道，以提高对香料的含浸量，应在加压时，选择适当的压力，也可以在配料里添加一些石蜡，以便在烧结时为气体排出留下孔道。

最后，就是让金属含浸香料。

常温下，自然含浸需要较长的时间，且含浸量也不高。采用真空含浸法效果较好，即先把金属制品放进真空罐中，密封、抽走存在于金属孔道里的空气，再把香料送入真空罐中，这样，香料就会充分地进入金属的孔道中。香金属除用着装饰品外，还可用于其他方面，如含浸诱鱼上钩的药剂、

含浸驱虫、驱鼠的药剂，含浸在人体中需要缓慢释放的药剂等。这些含浸物虽不是香料，也属于香金属的一种应用。

前文中说，衣服是用纤维合成的，尽管它潇洒、漂亮，但却经不住火烧。于是，化学家们经过努力，又发明了一种不怕火烧的衣料，你想知道吗？

这种新研制成功的衣料，具有高强度和高弹性，在高温下不收缩，接触火焰也不出孔。在 1200℃高温火焰中放置 40 秒钟，试验结果既无收缩也无孔洞。

这种用做工作服的特殊衣料，是用改进了的间苯类芳香族聚酰胺纤维， 又混入了 3—7％的对苯类芳香族酰胺纤维而制成的。

对苯类芳香族聚酰胺纤维具有高弹性、高强度的优点；而间苯类芳香族聚酰胺纤维，则具有光泽、手感、外观都比较好的优点。两者优点的结合， 便合成了这种新型的衣料。

肥皂在我们的生活中，几乎人人都离不开。

肥皂是高级脂肪酸盐，在脂肪酸盐的分子中，一头是以碳为骨架的脂肪链，另一头则是金属钾或金属钠的离子。

脂肪链是亲油的，但不亲水；羧酸钠则相反，亲水而不亲油。因此，这种分子是“两栖型”的，当它们遇上油渍时，羧酸钠一头全趋向水，而脂肪链一头则全趋向油，随着洗手或洗衣服时的搓揉，油垢就会被“两栖分子”

中亲油的那一头所溶解，并被亲水的另一头拉入水中，这样油垢就被洗干净了。

肥皂虽然具有优良的去污作用，但不易在较多钙盐或镁盐的硬水中使用，因肥皂能生成不溶于水的脂肪酸钙盐或镁盐的粘性沉淀，不产生泡沫， 浪费了肥皂，而且粘附织物不易洗掉。

如今，化学家们除了制造肥皂、香皂、洗衣粉等固体洗涤剂外，还造出了 200 多种液体洗涤剂。这些为我们的生活提供了极大的方便。

化学除了与我们衣、食有密切关系外，还与爱情、智慧有关呢。

对于恋爱中的青年男女，人们常用“难舍难分”、“如胶似漆”、“一日三秋”等美丽的词语来形容爱情的炽热。为什么会这样呢？

科学家们经过研究发现：恋爱中的男青年，他大脑里的丘脑下部分泌出具有爱恋作用的化学物质。这种物质，会使他的神经突然激发，产生对异性的亲近、追求、甜蜜的神经活动；女青年也作出相应的化学变化和神经活动， 从而双方都有难舍难分、幸福甜蜜的感觉。

这些化学物质是：肾上腺素、去甲肾上腺素和安眠酮等，有了这些化学物质作用于神经系统，人们就会进入爱情的美妙境地。

同时科学家们也发现，一些早在童年时被切除脑下垂体的病人，到了成年时，他们在体格上同正常人没有多少差别，然而在爱情上却是麻木不仁， 完全没有爱情的感受，不会持久地对异性产生爱恋，永远不会堕入情网。

于是，科学家们建议他们上医院去请教医生，医生就会建议他们服用安眠酮等，它们能很好地激起人们的爱情感。

化学与人们的智力也有关系。

从化学角度来看，培养聪明的大脑，需要良好的化学条件。科学研究显示，醉酒后受精、近亲结婚、夫妻双方或一方有智力缺陷等，对胎儿脑发育来说，都是一种恶劣的化学环境。

例如，醉酒后的人，大脑中的部分细胞受酒精的作用处于麻醉状态，这时卵子或精子中某部分基因的化学物质的组成和结构就会有所变化，倘若这个时候受精，就有极大的可能使胎儿大脑细胞的化学物质发生畸形组合，导致胎儿智力低下，甚至痴呆或是无脑儿。

专家们指出：怀孕期间的孕妇，应当摄入足够数量的蛋白质、脂肪、碳水化合物和各种维生素。同时要保持安全愉快的情绪，切忌焦虑、惊吓、生气和悲伤，否则孕妇的肾上腺素会大量增加，从而使血管收缩，导致胎儿大脑供血时急时慢。这样，胎儿的大脑易受到不良影响。

科学家们还指出，蛋白质对婴幼儿脑的发育十分重要。当蛋白质摄入量充足时，脑中的一种叫儿茶酚胺的化学物质便浓度增加，去甲肾上腺素传递活跃。而去甲肾上腺素与大脑的学习、记忆关系十分密切。这种脑物质分泌、传递越活跃，学习和记忆能力就会越强，同时耐久力和集中力也会增加。

却说化学在军事上也有巨大的作用。

化学在军事上广泛地被应用。除了根据化学原理，制造氢弹、原子弹、炸药等杀死力极强的武器外，还有其他许多作用。

首先是生产化学武器。

人类第一次大规模使用化学武器，是在第一次世界大战。当时法西斯德国军队向英法联军施放了 180 吨氯气，造成 5000 人死亡，上万人中毒的悲剧。自此以后，化学武器的研制和使用，不但未被制止，反而在不断发展。当今

世界上，很多国家拥有化学武器。

目前世界上化学武器的研究，主要包括新的渗透性毒剂，超毒性物质及新的二元化学武器三方面。

渗透性毒剂是一种能穿透防毒面具、防毒衣以致渗透进皮肤的毒剂；超毒性毒剂，一般为肽素神经毒剂，这种毒剂其毒性大大超过现用的含磷毒剂， 且具有速杀、难防、难治的特点。

二元化学武器，则是将两种或多种能产生毒性的物质，分别装入弹体的不同容器中。在弹体射向目标的过程中，靠弹体的力量使它们混合，反应生成毒剂。这种化学武器平时没有毒性，便于生产、存放和运输。此外，化学武器的发射系统，也向密集型和远程化方向发展。

且说化学武器离不开化学，同样，火箭发射的时候也需要化学来帮忙。在火箭发射的时候，我们常会看到，尾部会留下一条长长的白雾尾迹。

这种白雾尾迹是氯化氢与空气中的水分相遇生成的盐酸雾。这种十分显眼的雾化尾迹，在用于军事时易被敌方发现。

现在科学家们研制出一种替代物，这种固体火箭燃料，采用了硝酸基氧化剂，燃烧后喷出的是氮而不是氯化氢，在空气中不会形成雾化尾迹。实验表明，这种新型火箭的效力，跟常规火箭相同，只有发动机需要加以改进。美国一家喷气推进器公司已经试制了这种新型火箭燃料发动机，并在一家空军基地进行了试验。

我们知道，炮弹是固体的，它发射出去后有很强的杀伤力，但经过化学家们的努力，现已有液体发射药问世了。

为什么要用液体发射药代替传统的固体发射药呢？这是由于液体发射药有许多超越固体发射药的优点。

首先是液体发射药能量高，初速度大。初速度大，就增大了火炮的射程。这些是固体发射药无法做到的。

其次是液体发射药可直接加注到火炮的高压燃烧室里，提高发射速度。这样，可根据需要控制药液的加入量，随时改变火炮射程，扩大火力覆盖面， 提高火力的灵活性。

最后是液体发射药安全，不易燃烧，产生烟雾少，不便被敌方发现。除此以外，液体发射药的价格也便宜，还便于储存和运输。

由于液体发射药有这么多的优点，世界上一些军事强国竟相开展这项工作。据一份资料显示，美国在 1997 年将向陆军交付用液体发射药作炮弹的样

炮。进入 21 世纪后，液体发射药火炮将同新研制的电热炮、电磁炮一起，投入使用。

化学在军事上还有各种各样的用途⋯⋯ 再说说神奇莫测的水。

水，同我们多么亲密。然而，它的许多现象却又令我们百思不解、神秘莫测：通常的液体物质，随温度的降低，比重逐渐增大。可是水却不是，水的比重最大时的温度不是 0℃，而是 4℃。

一般的气体压缩时会变成液体，水却不然。在 374℃以上，压力为 217 个大气压时，气态的水可以压缩成任何密度的气体，而不液化成液态水。而且当气体的水的密度达到 0.4g/cm³ 时，它竟能直接溶解相当数量的盐。

每当春江解冻的时候，冰都浮在水上面，因为冰的比重比水小。但是， 当加压到 2000 个大气压时，冰的比重却比水大得多，像石头一样沉入水底。

人为什么要喝开水呢？据化学家们研究，水烧开以后，水中的气体（如二氧化碳）被驱除干净，成为无气体的“排气水”。这时水分子排列得比较整齐（普通水分子排列混乱）人喝了以后，可使生物化学催化剂——酶增强活性，提高人体抗病能力。

此外，用“排气水”浸泡粮种，可使粮食作物增产。鸡喝了以后，也会增加产蛋量。

本世纪 70 年代，化学家们发现了一种奇怪的水，叫“二聚水”。

所谓“二聚水”是一种特殊结构的水，它是由一个水分子的氢原子和另一个水分子的氧原子，聚合而成的较大的水分子。这种水分子有一种非常奇怪的现象：

它会旋转，并在旋转过程中吸收太阳的红外线，从而使低层的大气得不到应有的红外辐射，而使气温明显下降。上面这种效应，科学家们称之为“二聚水效应”。

近年来，化学家们又有新发现，尤以美籍华裔化学家，1986 年诺贝尔化学奖获得者李元哲教授的研究引人注目：

他用自己发明的能观测到原子、分子运动状态的实验仪器，发现水是以HaO4+多聚体的方式存在的（见下页图）：

这个发现很好地解释了这样一个事实，液体水比普通液体，

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如硫化氢等，在导电率方面要高 100 万倍。因为它像强导电的电解质，具有极易导电的正离子。

水一般有淡水和咸水两种。淡水主要分布在江、河、湖、泊和地下水中； 而咸水主要分布在海洋中。

先谈海水中的化学资源。

在我们生活的地球上，有 7/10 的面积被海水所覆盖着。海水的深度最深达 11 公里以上，平均深度就达 3.8 公里。海水中的含盐量约为 3.5％，这些盐分主要是氯化钠，此外，还有氯化钾、氯化镁、硫酸镁等多种无机盐。有人曾计算过，如果把海洋中的盐覆盖在地球上，盐层可高达 15 米。

现在世界镁产量的大部分，都来自海水。黄金被称做金属中的“贵族”， 世界年产量只有 1000 多吨，可海水中竟有 550 万吨之多。海水中的白银比黄

金还要多 10 倍。

目前我们所知的各种化学元素，已有 2/3 从海水中找到。像镁、钾、钙、溴等，含量十分可观。某些微量元素，如锂、锌、铝铀等，在海水中的百分含量不高，但海水总量大得惊人，如计算起来的话，比陆地藏量要大得多。试举一例：

前文已述，海水中含有大量的黄金资源，但海底植物海藻有从海水中吸收金元素的功能。海藻称得上是海洋中的“绿色金矿”。

这“绿色金矿”应怎样开采呢？科学家们设想的办法是，先在含金量丰富的海域中，大量种植海藻类植物。待海藻生长达到一定含金量时，即收割运送上岸。再经物理、化学处理，便可提取出黄金和碘等。

地球上有海水的覆盖面积如此地巨大，而淡水却十分地有限。据测算， 淡水只占地球水量的 2.7％。在这有限的淡水里，冰帽和冰川占 2.14％，大气中的水蒸气不到 0.01％，地面和地下的全部液态水只占 0.63％。由于分布不均，季节差别、年际差异等，真正能利用的水比这个百分比还要小得多。

另一方面，淡水的消耗也是惊人的。有人统计过，炼 1 吨钢要 200 吨水，

生产 1 吨纸要 200 至 500 吨水，发 1000 度电要用 350 吨水。这些淡水，除一部分可以重复使用外，大部分的水则一去不复返。

现在全世界缺水的国家已达 40 多个。由于缺水，有些国家不得不买水， 进口水，甚至在有些国家里水比石油还贵。

面对这种情况，近几十年来，科学家们在致力寻找淡化海水和陆地苦咸水，以及净化脏水的新技术。

但到目前为止，还没有找到最理想的方法。就海水淡化问题，经过科学家们的共同努力，已有了十几种方法，如：蒸馏法、冰冻法、电渗析法等。但这些方法一般都不易做到，因为蒸馏法需要消耗大量的热能，目前只有石油资源和太阳能丰富的一些国家采用；电渗析法，要用电，设备复杂，成本高；冰冻法耗电更多。因此，在应用上受到了限制。

不久前，美国科学家提出了这样的设想：制造一种微孔薄膜，这种薄膜用玻璃或者陶瓷，微孔的直径不超过百万分之零点五毫米，只让水分子通过， 而海水中的钙离子、硫酸根离子、碳酸根离子以及其他有机分子等都不能通过。不用电，也不要加压，让水自然过滤。

这种方法当然很妙，可是这样的膜又如何制造呢？这样细的孔，一旦堵了以后又怎么办呢？如今科学家们正在苦思冥想，认真研究呢！

纵观水的各种特性，它的奥秘太多了，科学、生命、生产都离不开它。它的各种真面目，什么时候才会被人们彻底认清，我们拭目以待。

却说近些年来，化学家们对宇宙的化学组成、化学作用等产生了浓厚的兴趣。

谁都知道，太空中的环境同地球上是大不一样的。在那里，严寒酷热、微重力、强辐射等，对于我们人类是可怕的，但对科学研究来说，却是难得的好条件。

单从化学而言，我们人类在地球上制造纯净的物质，费了九牛二虎之力， 也难以达到标准，而在太空中，则很容易制得。如在地球上冶炼纯净的金属， 尽管科学家们在冶炼金属的容器中，采取了许多纯化的技术措施，但容器壁的污染仍是不可避兔。在太空中由于没有外来杂质的污染，所以不需要容器， 就可冶炼出纯净的金属了。

近年来，在美国“发现号”航天飞机上，发现了一件令化学家们迷惑不解的事情：

用同样的方法，在太空生长出来的碘化铅晶体，跟地面上做出来的有明显的差异。这差异主要表现在，太空中做出来的晶体更纯净，晶体结构的对称性好，形成晶体时很少依靠“模板”的帮助。而在地面上，所用溶液也是碘化钾和乙酸铅，方法、原理与太空相同，所形成的晶体却不像太空上那样完整。

科学家们对此没有给予合理的解释，只是提出地球上碳污染物是太空的10 倍，这可能是一个影响因素。

1983 年 4 月，美国另一架航天飞机“挑战者”号首航太空时，宇航员利

用地球上不具备的失重的条件，制造出一种直径只有 10 微米的塑料微球体， 不久前在美国国家标准局出售，主要用来作测量人体微血管直径的标准球料。

这种 3000 万颗肉眼也难以分辨的透明微球，装在贴着“太空制”标签的

小玻璃瓶中，这是世界上第一批太空中制造的商品。制造这种微球粒的原料， 是生产市场上普通的透明塑料杯和肥皂盒等日常用具的聚苯乙烯，价格每公斤不到 1 美元。但是，它到了太空中“旅行”一趟被加工成这种微球粒后， 便身价百倍了。

由于太空中有这样得天独厚的条件，科学家们便做了许多工作。

1975 年，前苏联的“联盟号”飞船与美国的“阿波罗”飞船对接，进行

了诸如金属合成、表面张力等 3 项试验；

1976—1977 年，日本科学家利用火箭飞行过程中 5 至 7 分钟的失重时间，进行了电子材料、药品制造、流体力学等试验。

1981 至 1983 年，前苏联利用空间实验室，美国利用航天飞机，进行了蛋白质纯化、电镀和刻蚀作用、特性均匀的金属玻璃、浸润和渗透现象等研究。

通过一系列的试验、研究，科学家们已经观察到一些特殊的现象。如在天空中，物质之间不会自动对流，液体的形状与容器无关，气泡在液体中会漂浮很长时间，等等。

由于太空如此神秘而富有魅力，科学家们预测，不久的将来，空间化学研究和空间化学工业以及其他科学技术，将逐步建立起从空间大量获取物质和能量，以供地球所用。

且说在太空中，月球与我们人类最有缘，自从 1969 年 7 月 20 日，美国宇航员阿姆斯特朗将他穿着靴子的左脚，在月球上踏下第一个人类脚印后， 从此，月球上杳无人烟的漫长岁月便宣告结束了。

从那以后近 30 年的时间里，科学家们对月球进行了深入研究，粗略地了解了一些月球内部的环境。

首先是月球具备人类生存的化学条件。从已知的资料看，月球上的土壤和地球上土壤的化学组成相似。科学家们做了这样的一个实验：将月球上的土壤、砂石制成水泥，并用地球上的水制成口香糖大小的三块混凝土，试验结果非常理想。这就是说月球具备了供人类居住的建筑材料。

同时，科学家们也发现了一些不具备人类生存的化学环境。这就是月球上缺乏人类赖以生存的水和氧气，因为在月球表面没有空气。这是一项科学家们正在研究而且非常重要的课题。

其次是人类要想进入月球，必须进行模拟月球环境的试验。科学家们把地球生存环境称作“生物界 1 号”，月球生存环境则称为“生物界 2 号”。这个生态体系试验，是被封闭在一个由钢铁和玻璃制成的外壳里，里面

有人造海洋、森林、沼泽地和沙漠等。另外这里的每样东西都可循环使用。如人呼出的二氧化碳供植物利用，而植物施放出的氧则促使封闭体系的空气更新以供人呼吸，等等，这项工作目前仍在有条不紊地进行着。

再就是从现在起，人类要在月球上建立“月球太空城”和建立“月球太空基地”。这项工程的绝大部分原料将从月球上取。如利用月球上制造混凝土过程中所产生的氧（月球矿物中有氧化物），同氢化合生成水，以解决月球水源不足的现象。

还有很多方面的研究工作，目前科学家们正加紧进行。我们相信，人类总有一天会移民月球、开发月球，把月球的宝藏运回地球。

最后说说环境与化学。

那千变万化的自然界给人类以巨大的财富并给人们带来幸福和欢乐！但

曾几何时，人类不能不面临着这样的现实——清澈的河流，蓝色的天空，碧绿的庄稼，受到了人为的损害——环境污染，人类不得不为自身的健康和生存同自己造成的灾害战斗了。这就是现阶段人们大声疾呼并引起严重关注的问题——环境问题。

请看几个令人震惊的事件：

1952 年 12 月，发生了世界有名的“伦敦烟雾事件”。起因是这样的： 一天早晨，一股强在的移动性高气压，像一块巨大的黑幕，笼罩在南英

格兰上空。伦敦附近上空没有气压差。泰晤士河谷及附近低洼地区几乎完全处于无风状态。冷空气沿着伦敦盆地的斜面流入盆底，造成气压下降，而盆地的上空却出现暖气层。一场特大的浓雾降临了，且整整持续了四天。

在这样的气候条件下，从伦敦工业区喷吐出来燃煤产生的大量二氧化硫和粉尘，由于浓雾笼罩而扩散不开，于是伦敦上空出现了由浓雾和浓烟形成的一片雾海。

伦敦的许多市民因中毒而感到胸闷、咳嗽、呕吐等症状。伦敦的各家医院一时人满为患，挤满了中毒病者，尽管医院采取了紧急措施，四天内仍有4000 余人死亡。后来又发生了几起类似的事件，死亡了许多人。

事例之二，狂猫跳海。

1953 年末，日本九州的鹿儿岛水保市发生了一种奇怪的现象：人们发现一群疯猫，惊恐不安，好像为了扑灭身上的烈火而舍身跳入大海。

与此同时，这里的医院也连续不断地收进一些奇怪的患者，这些患者最初症状为上嘴唇及舌头、手脚感觉麻木，然后语言不灵，重者脑部痴呆，神经失常。在这一地区还发现鸟类和鱼类大量死亡。

一时解不开这个谜，人们惊慌失措。

直到 1959 年，日本科学家经过深入细致的研究，认为上面症状与重金属中毒有关，尤其汞的可能性最大。后经调查，从病死者尸体和鱼体中，在附近工厂排放污水的管道口，都发现了有毒的甲基汞。排水口处污泥含汞量竟达 0.2％以上，离排水口越远，汞浓度越低。这才揭开了“狂猫跳海”的秘密。

现在已完全清楚了，奇怪病的患者就是因汞中毒而引起的。事例之三，“还我河流，还我自然”。

号称美国“百川之父”的密西西比河，河中发现砷、汞、镉、氰酸银、杀虫剂等毒物竟应有尽有。1965 年，加利福利亚州的某市，有 5 个人因饮用家庭自来水而丧命，另有 18000 多人病倒。

美其名曰“母亲”的俄罗斯伏尔加河，几乎接纳俄罗斯一半的工业废水， 曾因小孩玩火而引起河面大火。世界上最大的淡水湖，贝加尔湖，过去清澈透明，能见度达 4.5 米，生长着特有生物 700 余种，如今由于污染，难以计数的动植物生命也受到威胁。

事例之四，农药——既增加了生产，又带来了危害。

农药给农业带来巨大的实惠，合理、有效地使用农药，会增加粮食的产量，这是人所共知的事实（有关农药的化学作用，第八回有述，从略）。

但是，人类从使用农药中得到了好处，却忽视了它的害处。到今天，人体内已经有不同剂量的有机氯、有机磷农药残留。美国人体内 DDT 含量平均达 12PPm，印度人则高达 39.4PPm；日本人体内六六六含量比一般人高 10 倍达 12PPm。

农药除了使人体神经系统和肝功能遭到损坏外，还可能导致癌症。如多氯联苯这种成分，在人体内积累，可导致皮肤变黑和肝脏故障。1968 年，日本发生的“米糖油”事件，就是多氯联苯中毒，使 10000 余人得病，16 人死亡。

事例之五，在“吞云吐雾”之后。

人们常说，“饭后一支烟，赛过活神仙。”因此有很多人，陶醉于“吞云吐雾”的悠然自得中。事实上，人们没有想到，自从吸第一口烟开始，人体便为烟中各种有毒物质付出了不少的代价。

科学研究表明，烟中含有 1200 多种化合物，大多数成分对人体健康有危害，特别是尼古丁。曾有人作过动物试验，给小白鼠的眼睛滴入一滴尼古丁，它就会失去知觉；一滴尼古丁用生理盐水稀释后，注入几条狗的血管内， 可使狗死亡。

香烟中的另一种有毒物质是烟油，它对肺部有破坏作用。据外国科学家研究、烟油中含有 30 多种致癌物质，其中最易引起肺癌和膀胱癌。有人统计

过，因肺癌死亡的人数，抽烟者是不抽烟者的 20 倍多。

烟燃烧后还会放出一氧化碳、二氧化碳、氢氰酸、二氧化氮等气体。像一氧化碳、二氧化氮可引起心脏病和动脉疾病等。

有人做了一个可怕的试验，一支烟中的这些毒素，可以将一只麻雀当场毒死。

以上这些事例，只是化学污染的一部分，它的确给人类的生存带来了威胁。我们不得不投入一场没有飞机和大炮的战争——净化环境的战争了。

环境问题主要指工业三废（废水、废气、废渣）污染对生态系统造成的危害；也指对森林的滥肆砍伐，对鸟类和其他自然界生物的盲目捕杀，从而造成对自然界生态平衡的破坏。

环境污染问题是严重的，但随着科学的进步，也必将对这些问题的解决， 提出很多新的方案。目前，较理想且有效的方案是建立绿色植物——森林， 请微生物来帮忙，变废为宝三大类。

森林，曾给人类提供了丰富的资源，而如今它又成了自然环境的卫士。森林起着吸收二氧化碳，制造氧气的作用，它有“绿色工厂”之称。

被污染的空气中含有大量的粉尘、油烟、炭粒及铅、汞等金属微粒。除了导致人体吸呼道疾病外，还可影响到太阳的照明度，间接危害人体健康。而森林就是一个自动吸尘器，它的叶片，对空气中的微粒、烟尘起拦截、过滤、吸附和滞留作用，从而净化了空气。

森林还具有净化水源、吸收多种有毒物质的作用。如空气中的二氧化硫达 0.04％时，可使人中毒死亡，但却易被森林吸收同化，经测定每公斤柳杉叶每天可吸收二氧化硫 3 克。

森林还具有多种作用，如监测氯气、氯化氢气体、汞污染等，真可谓“不下岗的监测兵”。

消除环境的另一种重要方案是“变度为宝”。

在工厂排出的废水中，含有各种重金属：汞、锌、铅、钼甚至金、银、铀等十分有价值的金属，让它们流入江、河、湖泊，既带来了污染又浪费了钱财。通过采用离子交换法、电渗析法、沉淀凝聚法等回收了这些金属，真可谓两全齐美。

再如在炼铝工业中，产生大量含氟、氯、二氧化硫和一氧化碳的烟气。

我们可以将氟变成冰晶石，用氯来生产盐酸和农药，用二氧化硫来制造硫酸， 等等。

总之，变废为宝的例子不胜枚举。

微生物在环境保护方面有重要作用，科学家们称这为“化学工程师”。因为微生物不像人体，有些人看来很毒的化学物质，有的微生物却偏偏

喜爱用它们作食粮，外国科学家已用微生物来治理海洋油垢污染和农药污染等。

此外，微生物在净化废水、净化河流，在石油化学工业中吃去石油中的蜡等等方面，均显示了高超的本领。

只要我们人类认真对待环境污染，坏事又可变成好事，天仍旧蔚蓝明朗， 水依然清澈透明，空气照样清新舒畅。那种“人类危机”的喧嚣，也将会销声匿迹了。

欲知后事如何，且听下回分解。