磷：奇異的元素

1669年，德國科學家布朗特在煉金過程中，意外發現將尿與砂、木炭、石灰混合加熱蒸餾后，得到了一種白色、質軟的物質，這就是磷——一種常見而奇異的非金屬元素。

奇異特性不同尋常

磷的拉丁名稱由“光”和“攜帶”兩部分組成，也就是“發光物”的意思，在小說、電影、故事中，常有荒郊野外、墳地墓頭，黑夜里看見綠幽幽或淺藍色“鬼火”的情節。所謂的“鬼火”，就是磷的揮發物在空氣中的自燃現象。

磷是第15號元素，元素符號P，原子量30.97。地殼中磷的含量比較豐富，為0.12％，總是以磷酸鹽的形式存在。人們所見到的磷，則是由磷酸鈣、石英砂和碳粉的混合物在電弧爐中熔燒而制得。

磷的存在有幾種同素異形體。其中，白磷或黃磷是無色或淡黃色的透明結晶固體，劇毒、惡臭、幾乎不溶于水。放于暗處有磷光發出，可以用于制造磷酸、燃燒彈和煙霧彈。白磷在高壓下加熱會變為黑磷。白磷經放置或在400℃密閉加熱數小時可轉化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末，無毒，可以用于制造農藥和安全火柴。

與人們從礦物中取得的金屬元素不同，磷是第一個從有機體中取得的元素。最初發現并取得的白磷，為白色半透明晶體，能夠在空氣中緩慢氧化，產生的能量以光的形式放出，在暗處發光。白磷在空氣中氧化，當表面積聚的能量使溫度達到40℃時，便達到磷的燃點而產生自燃。白磷在19世紀早期曾被用于火柴的制作。然而，由于白磷的產量很少而且有劇毒，制成的火柴很不安全，所以，沒過多久制造火柴就不再使用白磷。

1789年，法國科學家拉瓦錫把磷列入化學元素的行列。他通過燃燒磷和其他物質，確定了空氣的組成成分。可以說，磷的發現促進了人們對空氣的認識。

諸多領域皆有貢獻

目前，全世界生產的無機磷化合物達300種以上，磷工業在現代化學工業中占據相當顯赫的地位，發揮著越來越重要的作用，

在種種金屬的預處理方法中，磷化處理是最為廣泛采用的方法。如果埃菲爾鐵塔不經過防腐處理，這座由7000噸鋼建成的世界奇觀，將會在幾個月內變成一堆廢銅爛鐵。在我國，由于金屬腐蝕造成的經濟損失每年高達300億元以上，占國民生產總值的很大比例，如何減少這方面的損失恰恰是磷工業大顯身手的地方。

磷在植物生長發育和新陳代謝中起著極其重要的作用，而土壤缺磷已成為我國乃至世界農業生產發展最重要的限制因素，全世界缺磷的土地已經占到43％。然而，目前人類社會對磷肥的利用串僅為10％～25％，其余部分則轉化成難以被植物吸收的磷酸鹽，致使土壤中的總磷含量為有效磷含量的100～600倍，與此同時，磷礦資源缺乏相應的替代品種，目前全球可供經濟開采的磷礦資源僅僅只夠使用50年左右，人類正面臨著嚴峻的磷資源枯竭的挑戰。因此，如何提高作物自身潛力、充分利用土壤中的磷，已經成為科學家關注的焦點。在此基礎上，對土壤施加各種磷肥十分必要。在磷肥生產中，過磷酸鈣是比較常用的混合物原料。主要成分為磷酸二氫鈣和石膏，用硫酸分解磷灰石制得的普通過磷酸鈣，80％～95％溶于水，屑水溶性速效磷肥，既可以直接用作磷肥，也可用于制取復合肥料。磷酸和磷灰石反應所得產物磷酸二氫鈣被稱為重過磷酸鈣，為灰白色粉末，主要用作酸性磷肥。除此之外，重過磷酸鈣與碳酸氫鈉作用，可放出二氧化碳氣體，能夠用于食品發酵。

磷化合物是水處理劑中的一個大類，主要用在城市供排水、工業廢水、工業冷卻水、鍋爐水、油田水等領域。長期以來，磷被認為是導致水體富營養化的主要元素之一，所以許多國家紛紛采取禁磷措施，以減少環境污染。然而，實際情況遠未如此簡單。在水質較硬的地區，使用無磷洗滌劑的洗滌效果比較差，需使用更多的表面活性劑，容易造成其他污染。這樣一來，總體效果反而不如使用含磷洗滌劑。而且，考慮到磷酸鹽易于回收，在污水排放前加強磷的回收處理，不僅避免水體富營養化的問題，還可以避免磷資源的浪費。如今，德國等一些原本禁磷的國家又開始復磷，允許在洗滌劑中添加一定數量的含磷化合物，以增強潔凈效果，當然，采取這樣措施的前提是保證磷得以回收利用。

生命運動不可缺少

磷是人體中含量較多的元素之一，僅次于鈣，磷和鈣都是骨骼、牙齒的重要構成材料，其中鈣磷比值約為2:1。正常成年入骨中的含磷總量約為600～900克。其中的80％和鈣結合并貯存于骨骼和牙齒中，剩余的20％分布于神經組織等軟組織之中。

磷是生命物質的組成部分。它是組成核苷酸的基本成分，而核苷酸是生命中傳遞信息和調控細胞代謝的重要物質核糖核酸(RDA)和脫氧核糖核酸(DNA)的基本組成單位。它能夠參與體內的酸堿平衡的調節和體內脂肪的代謝，保持體內ATP代謝的平衡，在調節能量代謝過程中發揮重要作用。

磷化學與生命起源學有著密切關系?？茖W家實驗結果證明：氨棊酸和磷的化合物——磷?；被?，可以定向組裝成多肽、多核苷酸，并能形成生物膜。據此，可以進一步形成生命進化的最小系統。這項研究成果為核酸蛋白質起源提出了實驗依據，并在生物工程、基因治療等方面有著巨大應用前景。

磷對生物體的遺傳代謝、生長發育、能量供應等方面都是不可缺少的。人體每100毫升全血中含磷35～45毫克。磷的功能影響血漿及細胞中的酸堿平衡，促進物質吸收，刺激激素的分泌，有益于神經和精神活動。磷能刺激神經肌肉，使心臟和肌肉有規律地收縮。磷幫助細胞分裂、增殖及蛋白的合成，將遺傳特征從上一代傳至下一代。

若是磷在人體中存在比例失調，會對人體造成嚴重的危害。如果缺磷，則骨髓、牙齒發育不正常，骨質疏松、軟化、容易骨折，食欲不振、肌肉虛弱，與磷有關的缺乏癥還包括佝僂病，這種小兒病因缺少磷、鈣、維生素D或鈣磷比例失調而引起。骨軟化是成人的佝僂病，同樣是長期缺少磷、鈣、維生素D或鈣磷比例失調而引起。幾乎所有的食物都含磷，因此人類缺磷是極為少見的。但遇有下列情況則可造成缺磷：過量攝入不能被吸收的抗酸藥物，如鋁、鈣、鎂制劑等：喂牛奶的嬰兒；素食者常食產自缺磷土壤的高纖維膳食。與此相反，血液中含磷過多，會降低血中鈣的濃度，引起低血鈣癥，從而導致神經興奮性的增強，手足抽搐和驚厥；骨質疏松、易碎；牙齒蛀蝕；各種鈣質缺乏的癥狀日益明顯，以致破壞其他礦物質的平衡。

污染危害尤須重視

轔的提煉、制造、泄漏和磷化物進入人體，均能產生污染和侵害。其中，磷化氫等污染更需令人關注，磷化氫是無色氣體，純時幾乎無味，但工業品有臭魚一樣的臭味。它在空氣中可自燃；濃度達到一定程度時還可以發生爆炸。

磷化氫從呼吸道吸入，首先刺激呼吸道，致黏膜充血、水腫，肺泡也有充血、滲出，嚴重時有點狀廣泛出血，肺泡充滿血性滲出液，這是發生急性肺水腫的病理基礎。磷化氫經肺泡吸收而至全身，影響中樞神經系統、心、肝、腎等器官。此外，經口誤服的磷化物，在胃內遇酸放出磷化氫，并從胃腸道吸收入血，與從呼吸道吸入的磷化氫所引起的中毒相似。

吸入磷化氫氣體或誤服磷化物之后，會引起以神經系統、呼吸系統損害為主的全身性疾病。急性磷化氫中毒起病較快，數分鐘即可出現嚴重中毒癥狀，但個別病人潛伏期可達48小時。中毒的主要表現為頭暈、頭痛、乏力、惡心、嘔吐、食欲減退、咳嗽、胸悶并有咽干、腹痛及腹瀉等或肝功能異常。經適當治療，多在1周內恢復，一般不留后遺癥。

對磷化物污染的防治要從日常管理和加強防范入手，嚴格執行各項管理制度，堅持搞好安全生產。一旦出現磷中毒情況，要及時處理好現場，對患者要立即按急救常規處理，注意觀察，及早發現病情變化?？诜谆锏幕颊撸瑧e極催吐、洗胃、導瀉以排除胃腸道內殘留毒物，即使就醫時已延遲多時，仍應積極洗胃。保護重要器官功能，給予足夠營養及維生素。

[責任編輯] 龐 云