毕淑敏曾经写过一篇文章《生命中最宝贵的5样东西》。她写下了水、阳光、空气、鲜花和笔。纠结再三,将水划去。因为人没有了水,可以再坚持一两天,但要是没有了空气,只能苟延残喘几分钟。
空气在我们的生命中真是最普通存在的了,以至于很多人无时无刻不依赖它,却都忽略了它的存在。空气不“空”,它是混合物,也就是很多物质混在了一起,稳定存在。
空气为什么肉眼看不见?
我们闻不到空气的味道、看不到它的颜色,就是因为空气中的两个“大头”——氮气和氧气这两种气体都是无色无味的,而且气体分子间隔比液体大得多,光从中能穿过。
对人最重要的氧气,相比较而言很活泼。有一些事实,会间接的告诉你氧气存在。例如,削好的苹果放在桌子上面,颜色会变为黄褐色,这就是氧气在悄悄地将苹果中的亚铁离子氧化成铁离子(亚铁离子是青绿色,铁离子是黄褐色)。
除了氧气,空气的“小弟们”八仙过海、各显神通
就维持我们生命体征的空气来看,将它看成一块蛋糕,切成份,其中78份的氮气,21份的氧气,再加上0.03份的二氧化碳、0.94份的惰性气体、0.03份的其他气体(水蒸气、少量有毒气体的其他气体和杂质)。
氮气含量最多,十分稳定,对人体的新陈代谢基本没有作用,浓度过高反而会导致人缺氧。人们更加倾向于将它作为保护气体,一般放在比较廉价的食品袋里面。
既然氮气对人没有任何作用,为什么空气中含量这么高呢?有句话叫“存在即合理”,氮气对植物间接作用很大。电闪雷鸣的时候,空气中的氮气会发生反应生成氨气,氨气靠近大地混合雨水后会转化成铵盐,成为植物的肥料。某些植物也能“固氮”,使氮元素在生物圈内循环。液氮是实验室中常用的冷却剂,常压下其温度在零下摄氏度。
对于要求比较高的食品,充入的就是空气中提取的惰性气体。惰性气体,顾名思义,就是性质极其稳定的气体。我们经常看到的霓虹灯,也是惰性气体的颜色,它们的光色是由充入惰性气体的光谱特性决定:光管型霓虹灯充入氖气发红色光;荧光型霓虹灯充入及汞发蓝色、黄色等光。所以惰性气体稳定是相对的,于是就有了一个新的名字——稀有气体。
穿了“隐身衣”的空气
人类对空气的认识是一个漫长的过程,17世纪以前对空气的认识很模糊。年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,否定了燃素学说。
拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中,发现有一部分金属变为有色的粉末,空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5,剩余的空气不能支持燃烧,动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气(原文意思是不支持生命),在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后,空气的组成才确定为氮和氧。
拉瓦锡那些年错怪的“空气”——对空气的常见误解
“人吸进的是氧气,呼出的是二氧化碳。”这个说法是错误的,从前文知道呼进去的氧气占21%,经过肺部的肺泡与血液进行气体交换之后,呼出的氧气依然占到18%-19%,高于二氧化碳含量。
“绿色植物一直吸收氧气而放出二氧化碳,因此可以净化空气。”这个是理解是片面的,因为绿色植物在有阳光存在的情况下,会进行光合作用,发生上述过程。但是一旦到了无光的环境,比如夜晚,它会发生呼吸作用,反而吸收氧气,呼出二氧化碳。
“早晨六七点的空气最新鲜。“答案是否定的。一天中空气新鲜程度的不同是气象因素造成的:当地面温度高于高空温度时,地面的空气容易上升,污染物容易被带到高空扩散。反之则天空中就形成“逆温层”,这个“逆温层”就像一个大盖子一样压在地面上空,使地面空气不能上升,空气中的各种污染物就不能扩散。
一般在夜间、早晨和傍晚易出现逆温层,所以在这些时间里空气最污浊。到了白天,当太阳出来后,地面温度迅速上升,逆温层就会逐渐消散,一般到上午10点以后,地面空气就很新鲜了。
结语
空气的学问很大,往往与健康和环保挂钩。若空气中二氧化硫、二氧化氮的含量增多,便会产生酸雨。大气中的氟利昂含量增多,导致南极的臭氧空洞。而温室效应是全球二氧化碳排放增多造成。
涉及到空气污染,都是全球性的,因为七十几亿人都呼吸着——看不见、摸不着的生命气体。保护好我们赖以生存的空气,坚持低碳生活,禁止有毒有害物质排放到大气,给子孙后代一个可以放心呼吸的世界,不让最后一罐纯净的空气收藏在博物馆!