氯元素是元素周期表上的“杰基尔和海德”[1]。许多人知道氯元素邪恶的一面:它对臭氧层造成破坏,并在第一次世界大战期间被用作化学武器。然而作为氯的另一面,人们却很容易忘记——它对于生命是必不可少的。
毫无疑问,氯有其不好的一面。就像它的兄弟氟一样,它迫切地想要一个额外的电子来填充它的最外层电子,所以它试图从任何地方夺取一个电子。很少有元素能抵抗氟的猛烈攻击,和氟相比,氯也只是稍微少了那么一点破坏力。但是获得额外的电子之后,氯就像杰基尔医生的血清一样完全变了个样——暴力、不道德的氯(海德先生)完全被压制,温和、受欢迎的氯(杰基尔医生)出现了。
氯的化合物,如氯化钠(食盐)和盐酸,很久以前就广为人知。然而,直到1774年,才由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒首次分离出了氯,并系统地研究了它。他的研究揭示了这种令人不适的、死气沉沉的黄绿色气体的重要特征。它几乎能与任何接触到的东西发生反应。它的气味令人窒息,可以漂白纸张、植物和织物,还能杀死昆虫。
人们花了几年时间才突然认识到氯的漂白能力,从此以后,氯改变了造纸业和纺织业。人们还做了进一步的技术改进,将氯气通入氢氧化钠溶液中,生成了次氯酸钠,也就是我们现在熟知的漂白剂。这种**漂白剂比令人窒息的氯气更容易操作,用它生产出的白布可是比看起来还要干净得多。
细菌和病毒对次氯酸盐特别敏感,即使是非常稀的溶液。漂白剂不是一种药物,但医院用它来清洁消毒,降低死亡率。1897年,英国小镇梅德斯通暴发了伤寒,人们决定尝试在饮用水中加入氯,从而避免了一场流行病的暴发。现在大多数发达国家都使用氯化物来处理饮用水。放心,添加量非常小,不至于影响饮用者的健康,但它会消灭水中形形色色的病原体。这些病原体在过去几个世纪中曾夺走数百万人的生命。
当然,氯的阴暗面也从未消失。
1915年4月22日,在一战西线的伊普尔,大量氯气从圆筒中释放出来。微风将这些毒云吹向对面的战壕,由于氯气比空气重,它可以透过泥土,进入战壕,甚至灌入地下防空洞。当氯气接触到士兵眼睛、嘴巴和肺部的水,就会转化成盐酸。这是化学武器在战场上的首秀,在这之前,制造者们已经完全明确可能的后果。最终,数千人死亡,还有数千人双目失明或肺部受损。这一可怕的结果震惊了世界。一战结束后,各国达成新的国际共识,以确保这类事件不会再次发生。然而,他们并没有完全成功。
杰基尔医生发现,一旦海德先生被释放出来,他的恶意就越来越难以控制。随着20世纪的发展,氯逐渐被视为污染最严重的元素。用于塑料、农药、制冷剂和气溶胶喷雾的含氯化合物正设法进入地球的高层大气。在那里,紫外线将这些分子分解,释放出氯自由基,这是一种能撕裂臭氧分子的高活性原子。
随着氯对臭氧层造成破坏的证据逐渐明朗,许多人工合成的含氯化合物要么被禁止生产,要么被严格管制,以遏制其危害。1991年,出于对环境方面的考虑,秘鲁决定在国内大部分地区停止使用氯化物对饮用水消毒,结果引发大规模霍乱暴发,夺去了1万名公民的生命。于是,氯化物再度回归。
故事总有两面。即使是在世界大战期间,用于饮用水消毒的氯化物和治疗开放性伤口的次氯酸盐也挽救了许多生命。含氯化合物会造成污染,但它们也是生命所必需的——从胃酸到调节细胞的氯化物。正如杰基尔医生发现的那样,好事和坏事往往交织在一起,而且并不那么容易分开。
[1] 《杰基尔医生和海德先生的奇案》是苏格兰作家罗伯特·路易斯·史蒂文森的中篇小说:受人尊敬的杰基尔医生通过一种未知的化学物质变成了海德先生,并四处作恶。