废物构成“高级”的你

2015-06-01 22:28卡特·斯丹哲
初中生学习·高 2015年2期
关键词:氧原子恒星废物

卡特·斯丹哲

你可能认为自己是高度进化的复杂动物,事实也的确如此。但是,如此“高级”的你,体内却充满了被丢弃的可回收的元素。

碳:你的指甲

看看你的指甲,碳占据了其中一半的成分。

燃煤发电厂、汽车燃油和厨房燃气燃烧都会将二氧化碳排放进大气。每个废气分子都由一个碳原子加两个氧原子构成,由化石燃料排放出的二氧化碳不会溶入海洋,也不被上层大气吸收,而是被植物抢走其中的氧原子,成为植物中糖和淀粉类物质的组成成分。这就意味着,部分废气在分解后会进入面包、甜品和蔬菜当中,而其他的废气则帮助动物生长,以此进入肉类和奶制品中。

由于你体内的碳都是从有机物中摄入,而有机物又从空气中获取氧,因此,指甲和你体内的其他有机物在一定程度上都来源于废气。

放射性同位素碳-14:你的一口小白牙

当你微笑时,牙齿的洁白光彩掩盖住了由放射性废弃物散发出的亮光。在20世纪50年代末60年代初,热核武器试验令放射性同位素碳-14散播到了大气层中,几乎污染了整个生态系统。

当不稳定的原子核进行自发性衰变时,你细胞之中每秒都有几千个同样不稳定的放射性碳原子在爆炸。碳-14有很多来源,可以是宇宙射线的天然产品,也可以由空气中的氮气转变而成,或由土壤中不稳定的矿物质衰变产生。

但更多的碳-14是由冷战时期热核武器爆炸留下的。该物质进入我们的水源和膳食中,如果它们碰巧在你的DNA中瓦解,那就可能损害你的基因。还有不少碳-14附着在你的牙齿上。

与大多数你体内的原子不同,通过脐带和哺乳,碳-14从婴儿时期就嵌入了你坚固的牙釉质。如果你在20世纪60年代出生,你的牙齿会比后辈的牙齿含有更多核废料,因为当时还没处理好土壤和海洋中的放射性原子。

法医会根据牙釉质中碳-14的含量,来确定不明身份的人所出生的年代。

氮:你自然的卷发

下一次梳头发时,想想有助于头发生长的含氮废物吧。人类所有的蛋白质,包括头发的角蛋白,都含有空气中的氮原子。但空气中的氮具有生物惰性,在成为你头发的一部分前,必须被转变为一种更便于吸收的形式。

固氮细菌是其中可能应用到的一种“介质”。该物质生长于黄豆、豌豆等豆类的根部,吸收大气中的氮,并将其转化为氨释放出来。氨是一种微生物肥料,能令土壤更加肥沃,有助于植物生长。当你食用植物时,就是在摄入来自大气层的氮。

每一次闪电和汽车打火时冒出的火花都会产生氮氧化物,它可溶解于雨水,灌溉地球,之后通过植物进入食物链中。然而,大部分现代工业生产出的食物中所含的氮来自人造的尿素和硝酸铵,而不是像过去一样,来自细菌废物或闪电。

如今,除非你只吃有机食品,否则,你头发中的氮大多来自加工食品。

铁:你流淌的血液

割伤自己时,恒星的残骸就随着血液流出来了。你血液中的每个铁原子都能帮助氧气从肺进入细胞,维持心脏跳动。剧烈的核聚变不仅令巨大的恒星消失,也带来了创造生命的元素。

随着恒星长年的积累,硅、硫和钙等许多元素相互融合,日渐增大,最终铁原子也融入其中。问题是在融合时,铁产生的能量与其释放出的一样多,因此,它削弱了恒星的力量。

如果恒星膨胀到足够大,它就会自行崩溃,外层坍塌的物质遇到这坚硬的“中子核”反弹,导致超新星爆炸。爆炸射出的废物——铁,以超音速传播,迅速填充进太空,形成新的太阳系。

你的煎锅、钥匙,或是血液中的铁,追根溯源都来自数十亿年前宇宙大爆炸产生的废物。爆炸同时还产生了碳、氮、氧等生命元素,构成了后来的太阳、地球以及人类。

氧:你如树叶般的呼吸

你肺部和血液中的氧气是由植物和微生物产生的高活性废弃物。树木、草本植物、藻类和蓝绿色细菌经由光合作用,从水分子中分裂出氧原子,并将产生的气体收为己用。好在还是有些泄漏出来的气体,支持着人类的呼吸。

事实上,它们是你五分之一的呼吸来源。你的细胞利用氧气释放你所食用的东西中的化合物能量。氧气从破裂的食物分子中吸收电子,以吸引氢离子,从而导致了人体内产生分子废弃物——代谢水,该物质占据人体内液体的十分之一。

平均每个成年人体内含有3.6~4.5千克的自制废水,眼泪中的十分之一的水就是人类代谢和进食产生的副产品。endprint

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