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廢物構成“高級”的你

2015-06-01 22:28卡特·斯丹哲
初中生學習·高 2015年2期
關鍵詞:氧原子恒星廢物

卡特·斯丹哲

你可能認為自己是高度進化的復雜動物,事實也的確如此。但是,如此“高級”的你,體內卻充滿了被丟棄的可回收的元素。

碳:你的指甲

看看你的指甲,碳占據(jù)了其中一半的成分。

燃煤發(fā)電廠、汽車燃油和廚房燃氣燃燒都會將二氧化碳排放進大氣。每個廢氣分子都由一個碳原子加兩個氧原子構成,由化石燃料排放出的二氧化碳不會溶入海洋,也不被上層大氣吸收,而是被植物搶走其中的氧原子,成為植物中糖和淀粉類物質的組成成分。這就意味著,部分廢氣在分解后會進入面包、甜品和蔬菜當中,而其他的廢氣則幫助動物生長,以此進入肉類和奶制品中。

由于你體內的碳都是從有機物中攝入,而有機物又從空氣中獲取氧,因此,指甲和你體內的其他有機物在一定程度上都來源于廢氣。

放射性同位素碳-14:你的一口小白牙

當你微笑時,牙齒的潔白光彩掩蓋住了由放射性廢棄物散發(fā)出的亮光。在20世紀50年代末60年代初,熱核武器試驗令放射性同位素碳-14散播到了大氣層中,幾乎污染了整個生態(tài)系統(tǒng)。

當不穩(wěn)定的原子核進行自發(fā)性衰變時,你細胞之中每秒都有幾千個同樣不穩(wěn)定的放射性碳原子在爆炸。碳-14有很多來源,可以是宇宙射線的天然產品,也可以由空氣中的氮氣轉變而成,或由土壤中不穩(wěn)定的礦物質衰變產生。

但更多的碳-14是由冷戰(zhàn)時期熱核武器爆炸留下的。該物質進入我們的水源和膳食中,如果它們碰巧在你的DNA中瓦解,那就可能損害你的基因。還有不少碳-14附著在你的牙齒上。

與大多數(shù)你體內的原子不同,通過臍帶和哺乳,碳-14從嬰兒時期就嵌入了你堅固的牙釉質。如果你在20世紀60年代出生,你的牙齒會比后輩的牙齒含有更多核廢料,因為當時還沒處理好土壤和海洋中的放射性原子。

法醫(yī)會根據(jù)牙釉質中碳-14的含量,來確定不明身份的人所出生的年代。

氮:你自然的卷發(fā)

下一次梳頭發(fā)時,想想有助于頭發(fā)生長的含氮廢物吧。人類所有的蛋白質,包括頭發(fā)的角蛋白,都含有空氣中的氮原子。但空氣中的氮具有生物惰性,在成為你頭發(fā)的一部分前,必須被轉變?yōu)橐环N更便于吸收的形式。

固氮細菌是其中可能應用到的一種“介質”。該物質生長于黃豆、豌豆等豆類的根部,吸收大氣中的氮,并將其轉化為氨釋放出來。氨是一種微生物肥料,能令土壤更加肥沃,有助于植物生長。當你食用植物時,就是在攝入來自大氣層的氮。

每一次閃電和汽車打火時冒出的火花都會產生氮氧化物,它可溶解于雨水,灌溉地球,之后通過植物進入食物鏈中。然而,大部分現(xiàn)代工業(yè)生產出的食物中所含的氮來自人造的尿素和硝酸銨,而不是像過去一樣,來自細菌廢物或閃電。

如今,除非你只吃有機食品,否則,你頭發(fā)中的氮大多來自加工食品。

鐵:你流淌的血液

割傷自己時,恒星的殘骸就隨著血液流出來了。你血液中的每個鐵原子都能幫助氧氣從肺進入細胞,維持心臟跳動。劇烈的核聚變不僅令巨大的恒星消失,也帶來了創(chuàng)造生命的元素。

隨著恒星長年的積累,硅、硫和鈣等許多元素相互融合,日漸增大,最終鐵原子也融入其中。問題是在融合時,鐵產生的能量與其釋放出的一樣多,因此,它削弱了恒星的力量。

如果恒星膨脹到足夠大,它就會自行崩潰,外層坍塌的物質遇到這堅硬的“中子核”反彈,導致超新星爆炸。爆炸射出的廢物——鐵,以超音速傳播,迅速填充進太空,形成新的太陽系。

你的煎鍋、鑰匙,或是血液中的鐵,追根溯源都來自數(shù)十億年前宇宙大爆炸產生的廢物。爆炸同時還產生了碳、氮、氧等生命元素,構成了后來的太陽、地球以及人類。

氧:你如樹葉般的呼吸

你肺部和血液中的氧氣是由植物和微生物產生的高活性廢棄物。樹木、草本植物、藻類和藍綠色細菌經由光合作用,從水分子中分裂出氧原子,并將產生的氣體收為己用。好在還是有些泄漏出來的氣體,支持著人類的呼吸。

事實上,它們是你五分之一的呼吸來源。你的細胞利用氧氣釋放你所食用的東西中的化合物能量。氧氣從破裂的食物分子中吸收電子,以吸引氫離子,從而導致了人體內產生分子廢棄物——代謝水,該物質占據(jù)人體內液體的十分之一。

平均每個成年人體內含有3.6~4.5千克的自制廢水,眼淚中的十分之一的水就是人類代謝和進食產生的副產品。endprint

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