雜說生活中的氯

馮大誠

氯是一種非金屬元素，原子序數為17，氣態氯單質俗稱氯氣，常溫常壓下為黃綠色氣體，具有強烈的刺激性氣味和毒性。84消毒液是很多家庭常備常用的一種含氯消毒液，另一種用得較多且作用原理與之相近的消毒用品是漂白粉。84消毒液起作用的物質是次氯酸鈉，漂白粉起作用的物質是次氯酸鈣，兩者都含次氯酸根離子。

次氯酸鈉和次氯酸鈣都易溶解于水。在水里，次氯酸鈉解離成鈉離子（正離子）和次氯酸根離子（負離子）；次氯酸鈣解離成鈣離子和次氯酸根離子。次氯酸根是由一個氯原子和一個氧原子組成的負離子，它很不穩定，容易分解為氯離子和氧原子。

這種剛產生的氧原子與氧氣分子的活潑程度相差很大。氧原子外層有六個電子，很容易“奪取”其他體系的兩個電子或者與其他原子組成共價鍵，所以性質非?；顫?。而氧氣分子由兩個氧原子組成，由于兩個氧原子“手拉手”，以很牢固的共價鍵結合起來了，所以如果氧氣分子要參與化學反應，往往先要花大力氣把它們之間的共價鍵拆開。

也正因為氧原子與氧氣分子的活潑程度差別很大，所以很多物質雖然能夠在空氣中穩定存在，但也很容易與氧原子發生反應。例如，絕大多數微生物能夠在空氣中穩定存活，但是組成這些微生物的分子很容易與氧原子發生反應，因而微生物也就很容易被氧原子殺死了。又如，很多染料在空氣中是很穩定的，但是染料分子在與氧原子發生反應后，會把染料分子中呈現出各種顏色的基團給破壞掉。正因如此，次氯酸根在水中分解成的氧原子能夠殺滅水里的微生物，達到“消毒”的目的；同時，分解成的氧原子也能夠與衣服中的顯色基團發生反應，“漂白”衣服。

84消毒液雖是家庭常用消毒用品，但如果使用不當，也會出安全問題。比如，人們常用84消毒液清洗馬桶，發現效果不佳后，又倒入了潔廁劑。但潔廁劑里的鹽酸會與84消毒液里的次氯酸鈉發生反應，釋放出大量氯氣，不僅味道刺鼻，如通風不及時，還可能致人中毒。

氯氣是一種有著強烈刺激性氣味的毒氣，第一次世界大戰時，就曾被用作毒氣彈。過去，液態氯曾被用作自來水的消毒劑，這是因為氯可以與水發生反應，產生次氯酸和鹽酸。次氯酸分解出的氧原子能殺死水中的微生物，從而達到清潔的目的?，F在，自來水消毒早已淘汰使用液態氯了，而是改用更安全的二氧化氯。

能夠殺死微生物的物質，多少也對人體細胞有傷害，所以能夠消毒的物質差不多都有毒。有一類重要的消毒方法，是奪取組成生物細胞的分子中的電子，從而殺死這些細胞。這種方法被稱為氧化。次氯酸鈣、次氯酸鈉都是強氧化劑，它們的消毒機理就是氧化；氯氣、二氧化氯、臭氧、雙氧水、高錳酸鉀等也是強氧化劑，其消毒機理也是氧化。所以，它們都對人體細胞有毒，使用時一定要注意使用方法和使用劑量。

除了含氯消毒液，另一類人們經常接觸的含氯化合物就是食鹽，其主要成分是氯化鈉。氯化鈉具有一定的殺菌、消毒、防腐作用，最常見的就是用鹽來腌制魚、肉、菜等。當然，氯化鈉抑制細菌的機理不是氧化，而是滲透。

動植物的細胞膜或細胞壁都是半透膜，如果半透膜兩邊溶液的濃度不同，水分子就可以通過這些半透膜從濃度較低的溶液滲透到濃度較高的溶液中。買來的蔬菜如果放置時間長了，就會因失去水分而發蔫；但如果把它泡在水里，不一會兒，水就能夠滲透到蔬菜的細胞中，菜葉就又會挺立起來，這就是滲透作用的效果。用食鹽腌制食物，食物細胞中的水會滲透到濃度較高的食鹽溶液中；同時，食物中那些微生物細胞中的水也由于滲透作用被抽提出來；失去了大量水分的微生物失去了分裂、繁殖甚至生存的能力；沒有了微生物，食物也就不容易腐爛了。

幾乎所有陸生高等動物都有辨別咸味的能力，而且也都需要鹽。那么為什么陸生高等動物需要鹽呢？這是因為鹽中的鈉離子和氯離子在動物體內起到了重要的作用。

一方面，生物細胞內外需要保持滲透壓平衡。在細胞內，由于許多化學反應都需要鉀離子的參與，所以鉀離子的濃度比較高，而細胞外需要有較多的鈉離子，這樣才能獲得鈉鉀離子平衡。如果鈉鉀離子不平衡，細胞外沒有鈉離子，水不斷滲透到細胞中，就會把細胞“撐大”，甚至“撐破”。鈉離子和鉀離子都是正離子，帶正電荷，為了電荷平衡，細胞內外都需要帶負電荷的離子，細胞內的負離子有磷酸氫根等，細胞外的負離子則以氯離子最多。

另一方面，人體的體液需要酸堿度平衡。體液中的分子和離子對組成了酸堿平衡的緩沖液。在這種緩沖液中，分子有碳酸，正離子有氫離子，負離子有碳酸氫根、氯離子等。體液的酸堿度平衡主要靠肺呼出二氧化碳、腎臟排出多余的酸和堿、尿液排出多余的氯離子來控制。

氯離子也是胃酸的重要組成部分。胃酸中有大量的氫離子，氫離子帶正電荷，必須有帶負電荷的離子，胃液才能夠呈現電中性，而胃液中帶負電荷的離子就是氯離子。所以，胃酸實際上就是由氫離子和氯離子組成的鹽酸。

動物體內氯離子的重要來源就是鹽。億萬年來，陸生高等動物通過各種途徑獲取鹽，比如人類就通過曬海鹽和開鹽礦輕松得到了食鹽。食鹽雖重要，多食卻對人體有害。攝入過多食鹽后，血液中鈉離子和氯離子的濃度會增加，為了防止細胞中的水分被抽提，人們需要飲用更多的水來稀釋血液中鈉離子和氯離子的濃度，但人體血管的容積就這么大，液體的增加必定會引起血壓的上升，進而使心血管系統出現各種問題。因此為了預防心血管疾病，大家不要過多攝入食鹽。

氯化鈉還是很多化合物中氯元素的重要來源，比如含氯殺蟲劑。這其中最具代表性的就是六六六（化學名稱六氯環己烷）和DDT（化學名稱二氯二苯基三氯乙烷）。尤其是DDT，它對蚊子、蒼蠅、跳蚤等的殺滅效果非常好，而且效果持久，一度在世界范圍內被大量地使用，瘧疾、霍亂等患者的數量也大幅減少。DDT的發明者，瑞士化學家穆勒還因此獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

但是，也正因為DDT的穩定、長效和不易分解，當它被大量使用后，土壤里、水體中積聚了大量殘留物，造成了極大的環境污染，尤其對鳥類的生存造成了嚴重危害。20世紀七八十年代后，很多國家紛紛禁止使用DDT等含氯殺蟲劑。不過，人們很難在短時間內找到DDT的完全替代者，畢竟DDT低廉而有效，尤其在熱帶地區，DDT被禁止使用后，蚊子變得十分猖獗，每年都有上億人感染瘧疾，死亡人數超百萬。2002年，世界衛生組織宣布，可以有限度地、有控制地使用DDT，以預防和阻止瘧疾等傳染病的大規模蔓延。

從濫用到禁用，再到有控制地使用，這也是人類認識事物的一個過程。在一次次類似的經驗和教訓之中，人們仍然在不斷地進步。