1669年/磷循环

汉宁·布兰德(Henning Brand,约1630—1692)

卡尔·威廉·舍勒(Carl Wilhelm Scheele,1742—1786)

约翰·戈特利布·甘恩(Johan Gottlieb Gahn,1745—1818)

“摇晃摇篮的手也可以撼动轴心国。”在这张1942年的照片中,一位妇女正在为炸弹制造模具,以支持战时所需。第一次世界大战和第二次世界大战都使用了含有白磷的燃烧武器。

原核生物(约公元前39亿年),藻类(约公元前25亿年),陆生植物(约公元前4.5亿年),珊瑚礁(约公元前8000年),脱氧核糖核酸(DNA,1869),生物圈(1875),能量平衡(1960),寂静的春天(1962)

在古文明世界的未知物质中,第一种被发现的元素是磷。1669年,德国炼金术士汉宁·布兰德正在搜寻贤者之石,据说这种石头能将铅一类的贱金属转换成金或银。他蒸煮尿液,结果得到了固体的磷,它散发着一种灰绿色的光芒。100年后,瑞典化学家及冶金学者约翰·戈特利布·甘恩从骨骼的磷酸钙中提取出了磷,直至19世纪40年代,这都是获取磷的主要方法。大约同一时间,另一位瑞典药剂师卡尔·威廉·舍勒发现了一种大量获取磷的方法,这使瑞典成为世界上首屈一指的火柴生产国。

磷对于有机体而言至关重要。它是脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)以及三磷酸腺苷(ATP)的组成成分,参与能量转移过程。磷与脂肪结合形成磷脂,后者是细胞膜的核心成分。磷酸钙则使骨骼和牙齿更坚硬有力。

在生物圈的所有再生元素中,磷是最稀少的一种。地球上大多数磷都存在于岩石和沉积矿床中,在前者中的以磷酸盐(磷+氧)的形式存在,在后者中的则因风化和采矿进入海洋。缺磷会使藻类的生长变得缓慢或停滞,而过多的磷会导致失控的过度生长。

20世纪中叶,人类在家用清洁剂和肥料中增添磷酸盐,这一行为造成了巨大的负面影响,使自然界中的磷循环平衡陷入混乱。流入湖泊和溪流的磷酸盐会导致藻华—大量藻类急剧增殖。藻类死亡后被细菌分解,这个过程会消耗水中的大量氧气,致使鱼类和其他水生生物因缺氧而死。城市污水处理厂所排出的废水中也含有磷酸盐。从20世纪70年代起,美国各州开始禁止在家用产品中添加磷酸盐。■