我們周圍所有的一切，都是由90種能自然產(chǎn)生的化學元素組成的，這是一個多么值得驚嘆的事實。

1869年，德米特里·門捷列夫將當時已知的63種元素整理排序，發(fā)表了他的第一版元素周期表。那一年，美國內(nèi)戰(zhàn)剛剛結束，德國即將統(tǒng)一，托爾斯泰出版了《戰(zhàn)爭與和平》，蘇伊士運河開通。

在這150年間，已知的元素已多達118種，但在自然界中出現(xiàn)的只有90種，其余的幾乎都是近幾十年來在實驗室中通過核反應人工制成的超重物質(zhì)，它們會迅速衰變?yōu)橐环N或多種自然元素。

從這些自然元素在元素周期表中的位置，我們就能立即了解它們的許多性質(zhì)。為了紀念元素周期表誕生150周年，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO ）宣布：2019年將是國際化學元素周期表年。

作為慶?；顒拥囊徊糠?，歐洲化學學會發(fā)布了一個全新版本的元素周期表（上圖）。他們根據(jù)美國化學家William Sheehan在上世紀70年代提出的一個初步想法，將元素周期表重新繪制了一遍，讓每種元素所占有的面積大小代表它在對數(shù)尺度上的豐度。這樣做的目的在于傳達一個引人注目的信息——可持續(xù)發(fā)展。

在新的表格中，每個不同的區(qū)域都用不同的顏色編碼，顏色代表著與這一元素相對應的脆弱性。在大多數(shù)情況下，元素并不會消失，但隨著我們持續(xù)的使用，它們會被消耗殆盡，而且難以復原。

1. 顏色的分類

用紅色標記的元素表示的是，對這些元素的消耗將極大地降低它們在未來100年或更短的時間內(nèi)的可利用性——這些元素有，氦（He）、銀（Ag）、碲（Te）、鎵（Ga）、鍺（Ge）、鍶（Sr）、釔（Y）、鋅（Zn）、銦（In）、砷（As）、鉿（Hf）和鉭（Ta）。

舉幾個例子：氦被用來冷卻核磁共振掃描儀中的磁鐵，也被用以稀釋深海潛水所需的氧氣；核反應堆中重要的控制棒使用鉿；鍶鹽被添加到煙花里，綻放出鮮艷的紅色；釔是照相機鏡頭的組成成分，它使得鏡頭抗沖擊并耐熱，除此之外它還被用于激光和合金里；鎵被用來制作高質(zhì)量的鏡子、發(fā)光二極管和太陽能電池。

在新元素周期表上標以橙色和黃色的區(qū)域表示的是，對這些元素的增量使用將會出現(xiàn)可預見的問題。綠色區(qū)域意味著這些元素有足夠的來源，比如氧（O）、氫（H）、鋁（Al）、鈣（Ca）等元素。

錫（Sn）、鉭（Ta）、鎢（W）和金（Au）這四種元素被涂成黑色，因為它們通常來自沖突礦產(chǎn)；也就是說，人們發(fā)動戰(zhàn)爭來爭奪出產(chǎn)這些礦產(chǎn)所在的礦山的所有權。它們都可以擁有被更合乎道德地開采方式，因此，標記為黑色的目的是提醒生產(chǎn)商必須仔細追蹤這些礦產(chǎn)的來源，以確保人們不會因為提供這些礦產(chǎn)而死亡。

2. 智能手機短缺

在90種元素中，有31種帶有智能手機的標志，這表示它們都被包含在手機設備當中。這31種元素包括所有四種沖突礦產(chǎn)的元素，另外六種的預計使用壽命不超過100年。

讓我們以表格中被涂成紅色的銦為例，每塊觸摸屏都含有一層透明的氧化銦錫（ITO）導電層。這里面含有大量但經(jīng)過高度分散的銦。銦是鋅制造中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，但它的儲量僅夠維持20年左右。之后，價格將開始迅速上漲，除非我們采取有效措施保護現(xiàn)有儲藏。

保護銦儲藏地三種主要可能性是：替換、回收或減少使用。人們正在為尋找在地球上儲量豐富的元素作為替代材料付出巨大的努力。從使用過的屏幕當中回收銦是可能的，并處于嘗試中。但是，當看著這張元素周期表，懂得了許多元素的珍貴時，我們是否還能理所當然地每兩年左右就換一次手機呢？

目前，僅在英國，每個月的手機交易量就超過100萬部，歐洲為1000萬部，美國為1200萬部。在發(fā)達國家交易的手機中，許多都會流通到發(fā)展中國家。這樣做的最初目的是為了再利用，但最終，大多會被扔進垃圾填埋場，又或者被用來在非常惡劣的條件下提取出其中的一些元素，讓其他的元素仍然留在酸性溶液中。這就是手機里的元素如何被逐漸消耗掉的原因。

我們交易的手機數(shù)量可能會大幅減少，因此對銦等儲量有限的資源的需求也會隨之減少。在這種情況下，蘋果最近出現(xiàn)的盈利預警（部分原因是消費者更換iPhone的頻率略有下降）至少是一種進步的跡象。

但正如新版本的元素周期表所強調(diào)的，我們必須盡我們所能去保護和回收這些構成了這個豐富奇妙的世界的90種珍貴元素。如果不更嚴肅認真地對待這些問題，那么我們現(xiàn)在認為理所當然的許多物品和技術，可能在幾代以后的人看來是來自一個更富足的時代的遺物，或者變成只有富人才能得到的稀罕物件。

撰文：David Cole-Hamilton

原文標題為“Periodic table: new version warns of elements that are endangered”，首發(fā)于2019年1月24日的TheConversation。原文鏈接：https:///periodic-table-new-version-warns-of-elements-that-are-endangered-110377。中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準。