人隻要活着就離不開氧氣，我們每次呼吸都是為了交換空氣與肺裡的氣體，其目的也是為了獲得氧氣。世界上水下憋氣時間最長的人，紀錄保持者是西班牙的Aleix Segura，他一口氣能在水下憋氣超過24分鐘零3秒，這個記錄是Aleix在2017年2月份創造的。看似不呼吸，其實每分每秒身體都在消耗體内的氧氣。

百人閉氣挑戰

氧 （化學元素）

氧（英文：Oxygen），元素符号O，位于元素周期表第二周期ⅥA族。氧，是一種化學元素，其原子序數為8，相對原子質量為16.00。在元素周期表中，氧是氧族元素的一員，它也是一個高反應性的第2周期非金屬元素，很容易與幾乎所有其它元素形成化合物（主要為氧化物）。在标準狀況下，兩個氧原子結合形成氧氣，是一種無色無臭無味的雙原子氣體，化學式為O2。如果按質量計算，氧在宇宙中的含量僅次于氫和氦，在地殼中，氧則是含量最豐富的元素。氧不僅占了水質量的89%，也占了空氣體積的20.9%。

發現過程

在1608年，Cornelius Drebbel證明了加熱硝石（硝酸鉀，KNO₃）能釋放氣體。當時他發現這種氣體可以幫助燃燒，這就是氧氣。然而并沒有對它進行鑒定聲明。

約瑟夫·普裡斯特利是第一位發布氧元素聲明的人，在1774年由聚焦陽光到氧化汞（HgO），然後收集釋放出的氣體實現。他注意到蠟燭在這裡燃燒的更明亮了，而且能使呼吸變得更簡單。普裡斯特利不知道的是，卡爾·威爾海姆·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）在1771年6月就制取了氧。他寫下了他的發現說明，但直到1777年才發布。拉瓦錫也聲稱發現了氧，并且他提議這種新的氣體叫做oxy-gène，意思是形成酸的，因為他認為這種元素是所有酸性物質的基礎。

約瑟夫·普裡斯特利

因而國際上普遍認為，發現氧的榮譽由3位化學家分享：一個英國人，一個瑞典人，還有一個法國人。

然而到了1802年，德國東方學者克拉普羅特偶然讀到一本64頁的漢文手抄本，書名是《平龍認》，作者是馬和，著作年代是唐代至德元年（公元756年）。克拉普羅特讀完此書以後，驚奇地發現，這本講述如何在大地上尋找“龍脈”的堪輿家著作，竟揭示了深刻的科學道理：空氣和水裡都有氧氣存在。

1807年，克拉普羅特在彼得堡俄國科學院學術讨論會上宣讀了一篇論文，題目是《第八世紀中國人的化學知識》中提到，空氣中存在“陰陽二氣”，用火硝、青石等物質加熱後就能産生“陰氣”；水中也有“陰氣”，它和“陽氣”緊密結合在一起，很難分解。克拉普羅特指出，馬和所說的“陰氣”，就是氧氣。證明中國早在唐朝就知道氧氣的存在并且能夠分解它，比歐洲人發現氧氣足足早了1000多年。克拉普羅特這篇論文使在場的科學家都感到驚奇不已。

唐朝是個挺牛逼的時代

太古代的劇毒氣體

今天氧氣在我們的大氣中比例大概是21%左右，然而如果讓太古時期的生物生活在今天的環境中，就如同讓它們待在“劇毒氣體室”中一樣。

地球至今大概已經有46億年的曆史了，在這漫長的發展過程中，地球的環境也出現了巨大的變化，大約在25億年前，地球大氣中的氧氣含量極低，那時候的大氣中充滿了甲烷，氨氣和一些還原性氣體。盡管這樣，當時生物依然繁榮，地球上充滿了各種厭氧生物，厭氧生物是很難在有氧條件下生存的，它們在無氧的條件下将糖蛋白質等有機物分解，但放出的能量卻很少，所以厭氧生物一般個體較小，屬于原核生物，沒有細胞核，隻存在稱作核區的裸露DNA的原始單細胞生物。

厭氧古菌

在太古時代中，生物進化周期少且長。在整整20億年的時間裡，厭氧細菌是惟一的生命形式。它們生存、繁殖、不斷增加，但卻沒有演化呈另一種更高級生命形式的傾向。今天我們隻能在如大洋底部的高壓熱溢口、熱泉、鹽堿湖等處發現遺留下來的原始古菌。而在我們體内的很多嚴格厭氧細菌，比如雙歧杆菌，就是太古代古生物進化至今的物種。

海底熱溢口

光合作用與大氧化事件

早期生物的初級能源來自于複雜的化學反應。如今生存在海洋深處熱液火山中的某些太古生物依然憑借着這種化學反應生存。

光合作用大約出現在25億年以前。在25億年前到18億年前，藻青菌，又稱藍綠藻，學會了利用大量已有資源——水中極為豐富的氫。它們吸收水分子，借助陽光讓氫氧分離從而産生能量供給生存，并把代謝有毒廢物氧氣釋放掉，形成了早期光合作用。由于光合細菌的出現，引發了地球曆史上的一次最大規模的“環境污染”事件。

這些光合菌産生了大量“活潑而劇毒”的氧氣進入環境中，由于這種極具活性的元素含量快速上升。還原性的地球生态開始發生巨變。陸地和海洋中的各種物質都開始與氧發生反應，岩石土壤礦物被氧化，同時海洋釋放出大量的鐵鏽。原來稱霸太古時期的厭氧生物大量死亡，導緻了生物史上第一次大滅絕發生。

藍藻

由于氧氣含量上升到現在的15%，消耗了大氣中的溫室氣體，地球溫度降低，第一次冰河時期開始，同時很多原來的厭氧生物為了适應這種環境巨變，進化出了線粒體（細胞進行有氧呼吸的主要場所）及多細胞結構，進而産生了葉綠體及低等植物，這一階段被稱為全球大氧化時期。

線粒體

大氧化事件發生後，地球從還原性的無氧環境，變化成為了有氧氣的氧化性環境。這一變化也讓之後的多細胞高級生物的出現奠定了環境基礎。古生物學者說“光合作用無疑是本星球的生命史上所創造的最重要的能量獲取方式”——光合作用是由細菌而非植物發明的。

植物中的葉綠體

氧氣有毒

英國人普利斯特裡最早收集到氧氣，也是最早提出氧氣可能有毒性的科學家。1774年8月，普利斯特裡用透鏡加熱氧化汞，獲得氧氣。随後普利斯特裡發現，物質在這種氣體裡燃燒比在空氣中更強烈，于是他稱這種氣體為“去燃素空氣”。随後普利斯特裡也嘗試呼吸這種氣體，因此雖說普利斯特裡不屬于氧氣的真正發現者，但他肯定是人類第一個吸氧的人。有文獻上說他呼吸後感覺很不錯，因此他認為這種氣體将來會稱為奢侈品被有錢人呼吸，但他又根據蠟燭在這種氣體環境中燃燒速度加快的道理提出，動物在這種氣體環境中，和蠟燭一樣，生命物質消耗的速度也會加快。因此他擔心這種氣體可能會加快生命進程，或者說存在毒性。可以說他在科學上具有很強的前瞻性，因為人類真正确定氧氣的毒性發生在100年後。

讓我再吸一口，壓壓驚

開始科學家發現氧氣具有毒性，似乎隻針對大腦和肺組織，比如臨床醫學上比如高氧血症，高氧血症是指在搶救或治療進行氧療時，由于吸入高濃度或純氧或進行人工輔助呼吸特别是應用呼吸機時吸入高濃度氧或吸入氣壓力或潮氣量過大，明顯提高肺泡氣氧壓力，造成與靜脈血之間明顯氧壓力差，使氧大量透過肺泡壁，進入靜脈血，大大提高了氧的濃度，使PaO2明顯提高，出現高氧血症，即氧中毒， 從而對機體特别是重要器官如肺、 腦、心、腎、血管、紅細胞、組織細胞、酶系統、代謝等産生一系列損害，導緻功能障礙，甚至功能衰竭，使病情惡化，而出現嚴重的臨床綜合病群。

攜帶氧氣的紅細胞

在各種組織氧中毒中，眼氧中毒比較特殊，因為這種類型曾經引起大量早産兒失明，但由于發病隐蔽，開始并沒有引起臨床上注意。有人發現，早産兒容易發生失明，多年後才發現早産兒失明和出生後呼吸氧氣存在很大相關關系，才意識到早産兒失明的原因可能是出生後呼吸純氧。早産兒視網膜對氧氣毒性非常敏感，導緻視網膜病變導緻視力喪失。

同時氧化也是一個可怕的事情，由于氧氣的存在，食物會腐敗，金屬會生鏽，人類在利用氧化和對抗氧化的道路上始終沒有停息過。

生鏽的金屬

梵觀點：氧原本是劇毒的，這一事實在今天的我們看來是大為吃驚的，因為我們如此舒暢地呼喚着氧氣。但那隻是因為我們已經逐步進化到了能利用氧的層次。

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