耿雁冰
翻開(kāi)2022年秋季人教版化學(xué)教材,細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn),教材中不見(jiàn)了熟悉的石棉網(wǎng),取而代之的是陶土網(wǎng)。
石棉網(wǎng)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用到的實(shí)驗(yàn)儀器(小學(xué)科學(xué)、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中也會(huì)用到),由鐵絲網(wǎng)與浸泡石棉水的棉布?jí)褐贫?。在加熱液體時(shí),為使某些玻璃儀器均勻受熱,避免受熱不均引起玻璃儀器炸裂,常將石棉網(wǎng)置于三腳架或固定于鐵架臺(tái)的鐵圈上。
那么,現(xiàn)在為什么要把石棉網(wǎng)換成陶土網(wǎng)呢?這就要從石棉網(wǎng)的主要材料——石棉說(shuō)起。
石棉的形成與分布
石棉礦床產(chǎn)在超基性巖或變質(zhì)白云巖中,石棉在幾毫米或幾厘米寬的巖石裂隙中形成棉脈,礦體則由群集的棉脈組成。石棉的種類(lèi)主要有蛇紋石石棉、角閃石石棉、葉蠟石石棉、水鎂石石棉,其中蛇紋石石棉分布最廣,占石棉總產(chǎn)量的95%。而最大的纖蛇紋石礦藏,位于俄羅斯的烏拉爾山脈。
據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局統(tǒng)計(jì),世界石棉已探明儲(chǔ)量約2億噸,主要分布在俄羅斯、中國(guó)、加拿大、哈薩克斯坦、巴西、南非和津巴布韋。其中,加拿大的石棉產(chǎn)量居世界第一,加拿大的魁北克地區(qū)和俄羅斯的烏拉爾地區(qū),合計(jì)儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的50%。
石棉的性質(zhì)與功能
石棉亦稱(chēng)“石棉纖維”,為可分裂成富有彈性纖維絲的某些硅酸鹽礦物的總稱(chēng),化學(xué)式為3MgO·2SiO2·2H2O。石棉呈纖維狀,綠黃色或白色,分裂成絮時(shí)呈白色,絲絹光澤,纖維富有彈性。
石棉具有高度耐火性、電絕緣性和絕熱性,是重要的防火、絕緣和保溫材料。纖維較長(zhǎng)的石棉用于制造防火紡織物,如石棉繩、石棉帶、石棉布等;纖維較短的石棉則用于制造石棉水泥制品、石棉隔音材料、石棉保溫材料和低電壓電器的絕緣材料等。石棉制品或含有石棉的制品有近3000種,在汽車(chē)、化工、電器設(shè)備、建筑等領(lǐng)域均有重要作用。
古代對(duì)石棉的使用
人類(lèi)對(duì)石棉的使用已被證明可以上溯到古埃及,當(dāng)時(shí)石棉被用來(lái)制作法老們的裹尸布。據(jù)說(shuō),查理曼大帝(742—814)擁有一塊用石棉制成的白色桌布,有一次宴請(qǐng)客人后,他將臟兮兮的桌布扔于火中,桌布不僅沒(méi)被燒壞,反而變得潔白、干凈了,客人們大為驚奇。拿破侖也曾對(duì)石棉很感興趣,并鼓勵(lì)科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在18世紀(jì),歐洲共記載了20個(gè)石棉礦,最大的位于德國(guó)。在美洲大陸,賓夕法尼亞州開(kāi)采石棉始于17世紀(jì)末期。
中國(guó)周代已能用石棉纖維制作織物,它因臟污后經(jīng)火燒即潔白如新,故有“火浣布”或“火烷布”之稱(chēng)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,列子在書(shū)中就曾記載:“火浣之布,浣之必投于火;布則火色,垢則布色;出火而振之,皓然疑乎雪?!比龂?guó)時(shí)王肅所著的《圣證論》、東晉時(shí)葛洪所著的《抱樸子·論仙》中,均提及火浣布。
東晉史學(xué)家、文學(xué)家干寶在《搜神記》中記載了這樣一個(gè)故事:漢朝的時(shí)候,西域曾經(jīng)進(jìn)貢過(guò)火浣布,但此后很長(zhǎng)一段時(shí)間,此布都沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)。所以到曹魏初年,人們疑心這種布是不存在的。魏文帝曹丕認(rèn)為火的性質(zhì)嚴(yán)酷猛烈,不含有生命的元?dú)?,便把這東西寫(xiě)進(jìn)了《典論》,說(shuō)明這是不可能有的事。魏明帝即位,下詔書(shū)給三公說(shuō):“先帝寫(xiě)的《典論》都是不朽的格言,它被刻在太廟門(mén)外及太學(xué)的石碑上,和石經(jīng)并列,以便永遠(yuǎn)昭示后代?!本驮谶@時(shí),西域又派人獻(xiàn)上了火浣布。石碑中的有關(guān)論述雖然很快就被鏟去了,但是天下的人都把這事當(dāng)作笑話(huà)。
作為正史,《三國(guó)志》也記載了西域獻(xiàn)火浣布一事。
近現(xiàn)代對(duì)石棉的開(kāi)發(fā)利用
受到意大利和英格蘭紡織工業(yè)的驅(qū)動(dòng),同時(shí)又在南非、北美和俄國(guó)發(fā)現(xiàn)了大型石棉礦藏,所以在1860年以后,石棉工業(yè)采礦蓬勃發(fā)展。
石棉纖維可以織成紗、線、繩、布等,作為傳動(dòng)、保溫、隔熱、絕緣等部件的材料或襯料,在商業(yè)、公共事業(yè)和工業(yè)設(shè)施中有相當(dāng)多的用途。例如,耐火的石棉紡織品、輸水管、絕緣板等石棉水泥制品,以及各種絕熱材料,廣泛地應(yīng)用于建筑、電器、汽車(chē)、家庭用品等。
在建筑上,石棉主要被用來(lái)制成石棉板、保溫管以及各種保溫、防熱、絕緣、隔音材料。石棉纖維可與水泥混合,制成石棉水泥瓦、屋頂板、石棉管等石棉水泥制品。石棉和瀝青摻和,可以制成石棉瀝青制品,如石棉瀝青板等,作為高級(jí)建筑物的材料和交通工程的材料。
在國(guó)防上,石棉與酚醛、聚丙烯等塑料混合,可以制成火箭抗燒蝕材料、飛機(jī)機(jī)翼、油箱、火箭尾部噴管以及魚(yú)雷高速發(fā)射器。船舶、汽車(chē)以及飛機(jī)、坦克中的隔音、隔熱材料,也可用石棉制成。石棉與各種橡膠混合壓模后,還可做成液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)連接件的密封材料。石棉與酚醛樹(shù)脂層壓板,可做導(dǎo)彈頭部的防熱材料。
為何要換成陶土網(wǎng)
石棉雖然有這么多的用處,但是對(duì)人體健康有著潛在的威脅。
石棉本身并無(wú)毒害,它的最大危害來(lái)自它的粉塵。世界上所用的石棉,大約95%為蛇紋石石棉,其纖維可以分裂成極細(xì)的元纖維。元纖維的直徑一般為0.5微米,長(zhǎng)度在5微米以下,在大氣和水中能懸浮數(shù)周、數(shù)月之久。當(dāng)這些細(xì)小的粉塵被吸入人體內(nèi),就會(huì)附著并沉積在肺部,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的潛伏期,將會(huì)誘發(fā)肺癌等肺部疾病。
目前,世界衛(wèi)生組織已經(jīng)將石棉定為一類(lèi)致癌物。在日本,預(yù)測(cè)到2040年因石棉公害引發(fā)肺癌致死的患者將達(dá)到10萬(wàn)人。在歐洲,則會(huì)達(dá)到50萬(wàn)人。
美國(guó)已經(jīng)對(duì)一些石棉制品進(jìn)行限制使用,如禁止噴涂含石棉纖維的耐火涂料。在我國(guó),部分石棉制品也已被禁用。而一些國(guó)家更是選擇了全面禁止使用石棉制品。
全國(guó)初高中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室大多使用石棉網(wǎng),從2022年9月新學(xué)期開(kāi)始,人教版新教材將石棉網(wǎng)全部改為陶土網(wǎng)。陶土網(wǎng)由鐵絲網(wǎng)與浸泡過(guò)陶土水后晾干的棉布?jí)褐贫桑涔δ芎褪蘧W(wǎng)一樣,但是更安全、更環(huán)保。(責(zé)任編輯:白玉磊)