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新元素周期表發布,有些元素百年內或消失


南方網年是元素周期表問世周年,為此,聯合國教科文組織將今年定為「化學元素周期表國際年」(IYPT)。日前,歐洲化學學會(ECS)發布了一份反...

- 2019年2月06日06時31分
- 科學文摘 / 南方網

南方網

2019年是元素周期表問世150周年,為此,聯合國教科文組織將今年定為「化學元素周期表國際年」 (IYPT2019)。日前,歐洲化學學會(EuChemS)發布了一份反映地球上90種自然元素儲量的新元素周期表。

「你現在可能正使用智慧型手機來查看這個獨特的周期表,」歐洲化學學會表示,「你使用的智慧型手機大約由30個元素組成,其中超過一半的元素可能會在未來幾年因稀缺性而引發關注。」

歐洲化學學會會長大衛•科爾-漢密爾頓(David Cole-Hamilton)說,這幅生命基礎元素圖是一種重要的提醒,告訴人們地球上哪些元素將會因為人類的過度使用而面臨消失的危險,「其中有些元素,可能會在百年內消失」。


氦竟然會枯竭?我們不是用它充氣球的嗎?

從表中可以看出,被標示為橙紅色的元素「一百年內面臨嚴重的枯竭威脅」。這其中除了鎵(Ga)、砷(As)等讀者不大熟悉的元素外,竟然還包括氦(He)!

氦是宇宙中僅次於氫的第二豐富的元素,但在地球上儲量並不多,以致成為「稀有氣體」。

為什麼?因為氦氣密度小,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」,是指它化學性質非常不活潑,一般狀態下不會和其他物質發生反應形成化合物,因此,大多數氦元素都只能以單質形式存在。

在地球上,大多數氦氣的製備都是來自於天然氣分離。據美國地質調查局2017年調查報告,全球氦氣儲量主要分布在美國、卡達、阿爾及利亞、俄羅斯四國。四國資源量總和占全球總量的88%。另據《瞭望》新聞周刊報導,專家預測,在未來10多年內,全球對氦氣的需求量將以每年4%—6%的速度增長,預計國內氦氣需求量將保持8%—10%的增速。

另據日經技術在線報導,儘管氦是自然界中含量僅次於氫的元素,但仍與稀土一樣面臨供應緊張的危險。如果僅以冷卻為目的,可用氮氣替代氦氣,如果僅作為惰性氣體利用,可用氬氣代替。不過,在利用氦氣多種特性的光纖及半導體製造等用途中,卻很難有其他替代原料。


科爾-漢密爾頓認為,人們不要再在生日派對上放飛氦氣氣球了,因為核磁共振掃描和深海潛水更需要這種惰性氣體。

科爾-漢密爾頓表示,核磁共振掃描和深海潛水設備中使用的氦氣通常都是循環利用的,但氦氣球往往直接向大氣層釋放氣體,「如果氦進入大氣層,它會直接飛到大氣層的邊緣,永遠消失在外太空中。如果人類不儘快開始改變放飛氣球的行為,地球上的氦只夠用10年左右。」

製造手機的元素有不少瀕臨滅絕,科學家建議降低更新手機頻率

歐洲化學學會此次發布「扭曲」元素周期表,意在呼籲人們減少元素浪費,並提高回收率。正如科爾-漢密爾頓說,「(表中90種自然元素中)許多都是瀕臨滅絕的,所以你真的應該每兩年更換一次手機嗎?」

歐洲化學學會估計,歐盟每個月有大約1000萬部智慧型手機被丟棄或更換。

科爾-漢密爾頓表示,如果按現有速度繼續使用下去,用於製造智慧型手機和電視螢幕的銦(In)將在20年內耗盡。這種元素還應用於光纖雷射器,電子元件的冷焊和藍色LED等等。

「扭曲」的元素周期表顯示,手機大約需要30種元素。

其中供應充足的有:氫、碳、鋁、矽、氧、鉀、溴、鑭、鐠、銪、釓、鋱。對於這些元素,我們暫時不必擔心。

「供應有限,未來有供應風險」的有:鋰、鎂、磷、鎳、銅、釹、錫、銻、鎢、金、鉛。

「因使用量增加,有枯竭風險」的有兩種:鈷、鏑。


亮紅燈的「一百年內面臨嚴重的枯竭威脅」元素有:鎵、砷、釔、銀、銦。

對於這種現象,科爾-漢密爾頓批評了消費者過於頻繁更新手機的行為。此外,他表示製造商也有責任,「因為他們想要銷售更多手機,希望你更頻繁地更換手機。」

對此,科爾-漢密爾頓指出,應減少手機更新的頻率,此外應該回收手機中的所有元素。

歐洲化學學會特彆強調,保護瀕危元素需要在多個層面上實現。作為個人,需要考慮升級手機和其他電子設備是否真有必要?此外應正確地回收舊設備,以避免其最終進入垃圾填埋場或污染環境。

在法律層面上,應增加對稀缺元素「瀕危」危險的認識,制定政策促進循環利用。

歐洲化學學會表示,希望這個獨特而發人深省的周期表能夠引起人們反思,並採取行動。該學會表示,2019年將繼續發布元素的瀕危情況以及對世界造成的影響的專題文章。

策劃統籌張志超

記者王詩堃

校對居偉強


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