玻璃瓶大家都見過,晶瑩剔透的材質像極了水晶,但是有人知道玻璃瓶能在自然界中存在多久嗎?它需要多少年才會分解掉?
我們總能在日常生活發現“不要随便亂扔垃圾”的告示,因為某些垃圾可以存在好幾萬年才會被分解,為了避免污染環境,将垃圾分類投入垃圾桶中是最好的選擇。
曾有報道,一個玻璃瓶能在自然界中存在2000多萬年,這則新聞一出,令許多人不敢相信。
要知道,人類的曆史也不過短短幾億年,分解一個玻璃瓶居然要2000萬年,簡直超乎想象。
玻璃的曆史
玻璃距離今天已有4000多年的曆史,最早的玻璃文物出土于春秋戰國時期。考古學家發現,玻璃在漢朝時期制作工藝達到了驚人的水準。
不過從秦至漢朝,古人過于尊崇玉石,玻璃本身的價值并不高,隻是作為仿制玉器的原材料。但匠人們的高超手藝,讓玻璃在仿玉的過程中取得了精彩的成就。
明朝的《天工開物》中就記載了作坊燒制玻璃的全過程,可見從那時開始,制作玻璃的工藝已經不是什麼秘密,玻璃也不是什麼稀罕物件。
不過,玻璃并不是起源于中國。公元前2500年,西亞新月沃地的居民用沙子和鹽堿湖的水,加上煅燒石灰岩時産生的氧化鈣,意外制成了玻璃。
晶瑩剔透的玻璃成為當時富貴人家争相搶購的奢侈品。随着經濟的流動,玻璃開始在全世界傳播,也是在戰國時期,羅馬時代玻璃才傳入中國。
玻璃的成分
如今的社會,玻璃成了随處可見的存在,但是關于玻璃多久才能被分解這個問題還要從羅馬的玻璃瓶開始研究。
考古學家在考古羅馬的時候,居然發現了一個存在2000多年保存良好的玻璃瓶。這個玻璃瓶的出土讓人們十分疑惑,為什麼這麼多年過去,玻璃瓶依舊完好?為了更好地了解玻璃長壽的秘密,我們先要探究玻璃瓶的材料是什麼。
研究報告指出,玻璃的主要成分是二氧化矽,另外還有鋁、鈉、鈣、鉀等這些元素。這些元素形成的化合物的價态都處于飽和的形式,與大多數的化合物都不反應。
玻璃雖是以一種固态的形式存在,但是玻璃的内部的原子排列方式和液體的排列方式是一樣的,科學家把玻璃稱為非晶态固體。
從整體來看,玻璃的原子排列和液體一樣不規則,雜亂無章,但如果放大某個部分來看,又能發現在玻璃體内存在着矽氧四面體的結構,這些四面體結構具備合理的穩定特征,可以視為無定型穩定的網絡結構,這個結構可以使玻璃抵抗高溫、防止腐蝕和氧化。
自然界中許多微生物都對這個結構無可奈何,無法将玻璃分解,也因此導緻玻璃可以長期存在。
怎樣打破玻璃的穩定玻璃屬于非晶體制品,通過熔融的方式凝結成固體增加它的硬度,它的元素分子不像金屬物質那樣排列得十分密集,反而很分散,正是這個原因,它的硬度比不上金屬物質。
日常生活中,玻璃一摔在地上就碎了,說明玻璃的分子結構比不上石頭的分子結構密集,一旦與元素分子結構更為緊密的物質發生碰撞,玻璃的分子穩定結構就很容易被打破,從而就碎掉了。
正常情況下,分子結構比玻璃的分子結構更加密集的硬度就比玻璃要高,相互碰撞的情況下,碎掉的一定會是玻璃。
就算玻璃碎掉了,很長一段時間過去,它依舊存在,像上述所說的,玻璃能存在2000萬年之久。
自然界中存在生物降解和光降解兩種降解辦法:
細胞通過吞噬、溶解将“材料”的營養吸收進體内,又或者将“材料”變成對大自然有用的物質,從而消磨掉原來的廢舊“材料”。
有機物通過陽光散發出紫外線,對可光降解的材料進行氧化,變成二氧化碳或者水。
可是玻璃并不是普通物質,生物降解和光降解對它都沒有作用,隻能依靠風化、腐蝕、水流的力量來分解。
風化可将地表岩石、礦物質演變為碎石、風沙,最後慢慢消失不見。制作玻璃的原材料中就有石頭,風化對于玻璃來說,有一定的作用,隻是時間長短的問題。
很多國家為了節約成本,把玻璃敲碎弄成小塊,再讓大自然去分解。
其中比較有名的案例就是位于烏蘇裡海灣的玻璃海灘,那裡的玻璃瓶如今已經成為一顆顆光滑圓潤的小石子了,可能用不了多久,這些小石子就能和大自然融為一體。
接着就是腐蝕的力量。玻璃的主要成分二氧化矽是酸性氧化物,酸性氧化物的克星就是強堿,當玻璃處在一個強堿的環境下,玻璃就極易發生腐爛。
除了強堿,二氧化矽可以和氫氟酸進行反應,這個反應生成的矽氟酸具有很高的溶解性,對玻璃本身能造成很大的傷害。
再者就是水流的力量。水流具有強大的沖擊力,投入河流、放在海灘上的玻璃碎片經過水流的不斷沖刷,它的分子結構遭到破壞,玻璃碎片會逐漸變小,最後消失不見。
從化學的角度來看,玻璃堅不可摧,它沒有壽命,也不能被降解,更不能轉化為力量,隻能依靠大自然的力量讓它消失。
就像穆朗瑪峰所存在的喜馬拉雅山脈,它之前是一片海洋,而大自然的力量讓它變成如今的模樣。
要知道,地球每天都在運動,闆塊運動會将玻璃碎片埋在地底,通過地殼運動,碾碎,分解,最終消失得無影無蹤。
結語
不過玻璃碎片雖然難逃消失的厄運,可是它所存在的時間卻是非常久的,它降解的速度根本跟不上人類消耗的速度。
而也正是因為這些原因,我們才更應該保護環境,重視垃圾分類,對廢棄但可以二次利用的東西循環使用,以免造成浪費及環境污染。
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