毒死人的“死亡元素”,为何添加到4亿人的饮水中?中国还有吗?

科普博物馆 2024-03-28 16:23:09

没有哪个元素的发现过程比氟更惨烈悲壮。

在化学元素发现史上,持续时间最长的、参与化学家人数最多的、威胁系数最高的,莫过于氟这个元素。为了制得单质氟,前后一共用了六七十年的时间,一大批化学家因它而伤,甚至是付出生命,并且这其中还不乏一些举世闻名的大科学家。

第一个打开制“氟”大门的,是来自瑞典的舍勒。1771年,舍勒将萤石、硫酸放在玻璃瓶中加热,最后得到了一种新的腐蚀性物质,并将其命名为“萤石酸”。实际上,这就是具有强腐蚀性的氢氟酸。

不过,舍勒有一个奇怪的嗜好,那就是习惯亲自“品尝”新发现的元素,他曾闻过“火焰空气”,还尝过有剧毒的氢氰酸,所以舍勒很可能也知道氢氟酸的味道。结果,这位大佬在44岁就没了,死因大概是汞中毒。

英国化学家戴维曾尝试用电流分解氰化物来制备氟单质,最后不仅没有成功,反而因为装置泄露导致眼睛和肺部受损。

同一时期的法国化学家泰纳和吕萨克也尝试过制氟,但都因为吸入了大量的氢氟酸而中毒。

苏格兰的诺克斯兄弟虽然得到了氟单质,不过两人都在实验过程中严重中毒,弟弟差点死亡,哥哥则在医院疗养了三年才恢复过来。

还有1850年的法国化学家弗雷米,1869年的英国化学家哥尔等人,他们都尝试过制备氟单质,但最后却因为条件不足或不能分解而失败,身体还因此受到了严重损伤。

也正因为氟的杀伤性实在太强,所以人们都习惯将其称之为“死亡元素”。

一直到了1886年,法国化学家亨利·莫瓦桑通过低温电解法成功将单质氟分离出来,直到这时,人类才算正式征服了这头猛兽。

亨利·莫瓦桑

不过,就是这样一个令无数科学家都闻之色变的死亡元素,却几乎每天都会出现在我们身边,有些国家或地区甚至会将氟加入到自来水和饮用水中,这又是怎么一回事呢?

死亡元素的另一面

关于这个问题,还得从我们的口腔讲起。在20世纪初期,美国科罗拉多州一带爆发了一种怪病,当时,许多人的牙齿都出现了明显的褐斑,特别是儿童,患病率竟高达86%以上。

不过,因为这种怪病来的太突然,又不知是如何引起的,所以过了很长一段时间,人们都没有找到疾病的根源。

直到1930年代,研究人员才从当地的饮用水源中找到了答案,发现是水中的含氟量严重超标,从而让牙齿变色、变粗糙。实际上,这种怪病就是我们现在所说的“褐斑牙”。

轻微的褐斑牙虽然看起来不太美观,但根据调查显示,当时科罗拉多州有“褐斑牙”的患者的龋齿率普遍不高。后来,科学家们又发现,当1升水中的含氟量不超过1/100万时,不仅可以有效预防龋齿,而且不会让牙齿变色。

萤石,现代氟化工的主要原料

这个研究结果对于当时的美国人而言,绝对是一个大好消息。要知道,随着各种糖类加工食品的出现,美国各州的龋齿率正在连年猛增,甚至演化成了一种流行病。

假如真的能用“氟”来对付龋齿的话,那么不但能让儿童们拥有一口好牙,同时还能大大降低治疗牙齿的成本。

到了1950年,美国正式在密歇根州实施了这个治疗计划,在居民的公共饮水中加入了氟。事实证明,饮用添加氟化物的水的确降低了儿童的龋齿率,降幅超过了50%。在那之后,美国多个州的饮用水都添加了氟。

然而,自从氟化物饮用水普及开来后,美国关于禁用氟化物的抗议和争论就没有停过。那些“反氟派”认为,氟的毒性太强,难以控制添氟的剂量。

他们声称批量加氟是在侵犯人权,政府不能强制让人民饮用带有氟化物的水,而是要将研究的重点放在含氟牙膏上。事实上,在那之后不久,宝洁和高露洁就陆续推出了含氟牙膏,宝洁的那只牙膏名叫“佳洁士”。

反对氟水的漫画

不过到最后,这场辩论还是以美国政府和科学家为代表的“加氟派”胜利而告一段落。在1970年,氟已经加入到了1.7亿美国人的公共饮水中。

当然了,氟这个元素本身就是把双刃剑。根据证实,当饮用水中的含氟量大于1ppm,牙齿就会慢慢出现斑点,并且变脆,大于4ppm时,还可能患上氟骨病,导致骨骼畸形,长期摄入甚至会引发瘫痪。

在1992年,阿拉斯加州就曾因饮用水中的含氟量超标,结果造成260多人中毒,1人丧命。针对于这些负面事件,后来美国又将饮用水中的含氟量从0.7ppm-1.2ppm调整为最高0.7ppm。

但另一方面,极少量的氟也的确有助于预防龋齿,如果水中的氟含量小于0.5ppm,龋齿的发生率将达到70%-90%。

正因此,在美国之后,澳大利亚、加拿大等30多个国家也都采用了饮水中加氟的方式来预防龋齿,而像中国、德国、芬兰和以色列等10多个国家,现在却明令禁止在饮用水中添加氟。

当然了,这些国家之所以没有在水中加氟,是因为很多地区的水源的含氟量本身就超标了。比如我国就是一个典型的氟中毒高发国,除了海南、上海等地之外,中国大部分地区的淡水都有氟过量的问题,而这主要是和地质、水污染有关。

据统计,在2000年,我国一共有1306个县,至少15万个村受到了氟的影响,波及的人群高达1.12亿人,当时中国氟斑牙人大约有4000万人,另外还有250多万人患上了氟骨病。

针对于此,中国一直都在致力于解决全国淡水资源氟过量的情况,并投入了1500多亿资金以治理农村饮水含氟超标的问题,不过治理效果并不理想。

其实,氟含量超标的根本还是在水污染问题上,这边政府在拨款治理,那边却在拼命排放,要知道,一座年产量大约为4.5万吨的磷化肥厂,它一个小时排放的含氟废气能达到50公斤,其污染程度可想而知。

截止到现在,中国有1/3的河流和1/2的地下水受到不同程度的污染,所以,当别人还在讨论氟和牙齿的时候,我们讨论的却是会不会氟中毒。对此,大家有什么看法?

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