磷自然科普,自然科普小知识

 admin   2024-03-28 18:07   35 人阅读  0 条评论

磷矿资源面临枯竭


日前,由40名磷专家组成的研究小组在美国化学会《环境科学与技术》杂志上发表文章称,“随着目前需求的增加,我们的星将很快耗尽所有已知的磷资源。”已发表。趋势计算表明,最多400年,世界上所有可开采的磷酸盐储量都将耗尽。”很少有人讨论这一迫在眉睫的挑战,更多人完全没有意识到这一点。没有,可行的应对计划已经提出。


正在开采的磷矿


为什么磷很重要?


成人的平均磷含量约为07公斤。


磷是地上所有植物和动物身体必需的矿物质,也是所有活的植物和动物细胞所必需的。磷酸盐是DNA、RNA、ATP和磷脂的组成部分。磷酸盐在生物学中的主要功能是


磷酸盐塑造了DNA,即所有活细胞中所含遗传信息的蓝图。磷酸糖形成每个DNA分子的主链螺旋结构。


磷酸盐在为生物细胞的生化反应提供能量方面发挥着重要作用。化合物三磷酸腺苷使生物体能够储存从食物中获得的能量,并在细胞活动需要时释放能量。以高能磷酸键形式释放能量后,ATP变成低能二磷酸腺苷或同样低能的单磷酸腺苷分子。通过活细胞中的各种机制添加磷酸盐,这些物质被补充到更高能量的ATP状态。


在生物学中,细胞内蛋白质中磷酸盐的添加或去除对于调节代谢过程非常重要。这些分别称为磷酸化和去磷酸化,是生物体储存和释放能量的重要方式。


某些磷酸盐在动物细胞中充当缓冲剂。


卵磷脂是一种常见于肌肉组织中的高能量储存化合物。


磷酸盐促进骨骼和牙齿的形成和强化,这些结构是由羟基磷灰石形式的结晶磷酸钙形成的。


DNA结构片段中磷的位置


植物从土壤中获取磷酸盐以及生长所需的氮、钾和其他养分。人类从所吃的食物中获取磷酸盐。以下是一些常见食物的磷含量


牛奶,93


瘦牛肉,204


土豆,56


西兰花,72岁


面粉,101


切达干酪,524


你可以看到我们吃的食物富含磷酸盐,包括植物、肉类、牛奶和乳制品。磷存在于我们的身体各处,我们排出的尿液中也含有一定量的磷,它是我们身体新陈代谢排出的产物。尿液富含氮、钾和磷,稀释后是极好的肥料。


各种奶酪和面包都富含磷。


磷从哪里来?


科学家认为,磷与许多其他重元素一样,是在超新星爆炸中产生的。强烈的温度和压力立即压迫轻核,形成磷和其他重元素。2013年,天文学家发现了仙后座A的磷光谱,证实磷是超新星核合成的副产品。


磷在太阳系中含量丰富,比我们所知的许多其他元素都要丰富。


地表面每千克地壳物质含有1克磷。虽然这个比例不低,但自然界中存在的游离磷是找不到的,而且这种元素的反应性很强,基本上以磷酸盐矿物中最大的氧化态存在。


磷有几种同素异形体,最常见的两种是白磷和红磷,其中白磷最不稳定、反应性最强、挥发性最强、密度最小、性最大。甚至还有人提到这一点。它被设计成一种极具破坏性的燃烧弹,在伊拉克战争期间导致许多平民被烧死。


1966年越南战争期间,美军飞机投掷了白磷炸弹。


说到仁,更多人想到的是仁。这种现象也被称为“鬼火”,因为它在夏季出现在郊区墓地和低洼地区。这是空气中的氧气与空气中腐烂生物释放的磷化氢反应产生的光。当人经过附近时,空气中的扰动会导致光跟随人。


“野火”


磷化氢曾经被认为是磷的气态形式,后来发现它是磷和氢的化合物。它是一种无色、易燃、有气体,可能是有机物中的磷酸盐通过部分还原和歧化分解的结果,因此可能对磷的全生化循环做出重大贡献。


磷矿是如何形成的?


磷广泛分布在地壳中,但最初并不是以磷酸盐岩石的形式出现。在早期地上,磷化合物呈不连续分布。今天我们可以利用的大部分磷酸盐岩石都来自数千种古代生物。多年的贡献。


植物从土壤中获取磷酸盐,藻类生物从湖泊和海洋中获取磷酸盐,动物以植物和藻类为食,并将磷酸盐转化为身体部位。当动植物死亡时,其体内的磷酸盐部分被其他生物吸收,部分则积累。大量证据表明,世界上主要的磷酸盐沉积物是原始海洋中数千万年沉积的生物碎片的产物。当溶解在海水中的磷因海水条件而凝结时,也可能形成一些磷酸盐。科学家称这个过程为沉淀。这些沉积物存在于海底的各个层中,大多数富含磷酸盐的沉积物是由生活在海洋中的生物的骨头和废物形成的。


磷矿石碎片


磷酸盐矿物质是由古代生物在海底沉积而产生的。他们是如何着陆的?这是由板块运动、造山活动和火山喷发引起的。在数千万甚至数亿年的时间里,构造板块分裂、连接、碎裂或挤压在一起,导致一些以前的海底上升并变成陆地甚至山脉,而其他陆地则消失在水中。因此,曾经存在于海洋浅水中的磷酸盐沉积物如今已变成数十亿吨的磷酸盐岩。


一些磷酸盐岩石来自鸟类和蝙蝠等动物的粪便。一些海鸟在海洋中的特定岛屿上栖息了数千万年,以昆虫和鱼类为食,并将排泄物散布在整个岛屿上。鸟粪的磷酸盐溶解在雨水中,被冲刷到岩石和珊瑚礁的孔隙中,经过数百万年的积累,然后形成鸟粪磷酸盐岩石。


鸟岛密集的“原住民”


如今,鸟粪磷酸盐岩石基本上已被开采。19世纪初,欧洲农业迅速发展,北美也迅速扩张,积极发展农业,人们发现鸟粪是极好的肥料,于是英国占领了几个大洋岛屿,在那里开采鸟粪。对鸟粪的需求导致美国颁布了1856年《鸟粪群岛法案》,该法案规定美国公民可以拥有他们在“无人认领的岛屿”上发现的任何鸟粪。


瑙鲁位于太平洋中部,曾经是一座鸟粪岛,但殖民者花了数百年的时间才把它挖出来,到1968年摆脱殖民统治时,几乎什么也没有留下。由于无节制的采矿,这个小岛中心80%的地方变成了不适合生存的土地,瑙鲁人民从暴富跌入深渊,过着乞讨、依赖他人的生活。


今天,瑙鲁人仍然从岩石缝隙中挖掘磷酸盐矿石。


磷酸盐危机


纵观磷矿的生成过程,我们可以看出,磷矿与煤炭、石油一样,是不可再生资源。这意味着磷矿的成矿时间极长,其产量跟不上我们的消费速度。


全磷矿资源分布不均,这是由于磷矿沉积环境相对较差造成的。2017年,全磷酸盐经济可开采储量估计为680亿吨,储量最丰富的地区是摩洛哥,占总储量一半以上,第二大国家储量不足5亿吨。


全磷矿商业储量分布比例


2016年,全矿山产量为261亿吨,假设开采量增加,新增探明储量为零,那么如今的磷矿储量只能维持260年。这就是所谓的“磷危机”。尽管如此,全磷酸盐生产国并未停止开采,全磷酸盐产量每年都在更新,2016年全产量达到261亿吨。


根据美国地质调查局的数据,1900年至2016年全磷酸盐产量


磷肥是农业生产中的基础化肥,不能回收利用,目前尚无替代品。随着人口持续增长和粮食需求迅速增加,过去50年对磷肥的需求增加了五倍,预计到2050年将再次翻倍。如何解决供需矛盾是当前大家的任务,危机应对刻不容缓。


危机应对


土壤的磷肥一直很重要,如果土壤缺磷,大片农田就会变得贫瘠,农作物生长不好。缺磷植物还具有成熟延迟、不开花和种子质量差的特点,但这些在作物生长过程中不易察觉。


农民每年都会向土地施用大量的各种化肥以增加收成,事实上,磷肥的供应量已经增加了一倍。这是因为磷已经存在于土壤中,这些磷化合物大部分是不溶性磷酸盐,不易被植物吸收,所以如果农民向土壤施入过多的磷,植物只能吸收约10%的磷~15、其余大部分固定在土壤中,成为不溶性化合物。这种做法多年来不断重复,使许多农业土壤的磷固定能力达到饱和,并提高了有效磷的水平。


农田


因此,危机应对措施首先要根据实际情况减少甚至停止磷肥的喷施,利用土壤中长期积累的磷肥,让农作物生长良好,让农民省。


同时,农业专家必须专门研究化肥特别是磷肥的使用效率,避免造成损失。农业的某些部分可以转化为有机肥料,例如大量的人类和动物废物以及植物残体可以制成良好的有机肥料。


人类危机更像是商业危机。这是因为以前对磷酸盐储量的统计仅考虑了开采成本较低且利润较高的部分。当这些磷矿石变得稀缺时,企业自然会转向他们之前认为开采价值低且“无利可图”的地方。此外,现在已知许多海洋底部都存在大量未开发的矿藏,这可能是解决危机的一种方法。


一、化学元素知识科普?

化学元素是物质的基本单位,由具有不同原子序数和化学性质的原子组成。以下是一些关于化学元素的科普知识


1-氢氢是原子序数为1的元素。氢是宇宙中最轻的元素,也是地上最常见的元素之一。氢气是一种无色、无味的易燃气体,常用于制造氢气和燃料电池。


2-氧氧是原子序数为8的元素,是地上第二常见的元素。氧气是一种无色、无味、不燃气体,是维持生命所需的重要元素之一,也是制造水瓶和氧气瓶的重要原料。


3-碳碳是原子序数为6的元素,是地上最常见的元素之一。碳具有良好的导电性和导热性,是制造钢铁和碳素材料的重要原料。


4-氮氮是原子序数为7的元素,是地上最常见的元素之一。氮气是一种无色、无味、不易燃气体,是制造氨和氮肥的重要原料。


5-铁铁是一种原子序数为26的元素,是地上第四常见的元素。铁不仅是制造钢、铸铁的重要原料,也是制造机器、汽车的重要材料。


以上只是一些化学元素的简单科普,化学元素的种类有很多,每种元素都有自己的属性和用途。如果您想了解更多关于化学元素的知识,可以参考相关科普书籍或网站,或者参加相关科普活动。


二、关于青蛙的科学知识?

-关于青蛙的知识


青蛙是两栖类的蛙科动物,成虫没有尾巴,在水中产卵,在体外受精,孵化成蝌蚪,用鳃呼吸。变态后,成年人主要通过肺部和皮肤呼吸。


青蛙身材苗条,大多数都是游泳健将。颈部平淡无奇,没有肋骨。


前肢的尺骨和桡骨愈合了,后肢的胫骨和腓骨也愈合了,所以四肢的肌肉很发达,虽然爪子转动不灵活。当青蛙吞下食物时,它会眨眼;青蛙属于冷血动物;青蛙的呼吸系统肺和皮肤;青蛙幼虫蝌蚪呼吸器官鳃;青蛙的眼睛和脸是闭着的从下到上;青蛙的舌头根部位于口腔内位于口腔的前部。青蛙舌头的结构青蛙的舌根在外面,舌尖在里面,舌头上有粘液。青蛙的生活方式青蛙生活在陆地上,也可以生活在水中。


它们主要吃一些农业害虫,每只青蛙每天要吃60多种害虫。生活在水草茂盛的池塘里的青蛙体色是草绿色,而生活在没有绿草的沟渠里的青蛙体色是灰褐色。


青蛙的体色与环境的颜色比较一致,可以对其更好地在水中和陆地中生活起到很好的保护作用。青蛙通过体外受精进行繁殖,生长要经历受精卵、蝌蚪、成蛙三个阶段。夏天听到青蛙的叫声,雄青蛙就会通过哭泣来吸引异性。青蛙为什么每天都冬眠呢?当春天到来时,两栖动物和爬行动物,包括青蛙、蜥蜴和蛇,都会从漫长的冬眠中醒来,走出洞穴,开始新的生活。


蝌蚪是青蛙的后代,也有吃小昆虫的能力,一只蝌蚪一天可以吃掉100多个幼虫。青蛙,又称青蛙。


成年青蛙长7至8厘米,雄性略小于雌性。较大的雌性青蛙移动速度较慢,声带较小,而雄性青蛙的嘴角有一对声带,会发出异常响亮的叫声。


青蛙常生活在低山或平原的小河、沟渠、稻田里,行动敏捷,主要在夜间活动。它们的主要猎物是农业害虫,如飞蛾、蚊子、蚱蜢、蝼蛄、椿象、苍蝇和飞虱。


青蛙的嘴里有一个活动的舌头,舌头的基部位于下颌的前面,舌尖分叉。喂食时,舌头会迅速伸出嘴外,附着在虫子上,然后在嘴内滚动,以完美的精度击中目标。


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