【正文】 如SOH 2SO4MSA（甲磺酸）返回到陸地生物圈。能將氧化態(tài)硫還原的生物過程是在生物圈與大氣圈間進(jìn)行生化硫循環(huán)的動(dòng)力。由于還原性硫氣體的產(chǎn)生受微生物和植物（包括藻類）生長(zhǎng)的影響，因此任何控制它們生長(zhǎng)的理化因素都可以間接影響含硫氣體的產(chǎn)生速度。還原性含硫氣體的產(chǎn)生機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，很多反映過程僅僅是推測(cè)。下面介紹還原性硫的幾個(gè)還原途徑。1．1 微生物作用下的硫還原微生物通過兩種代謝途徑產(chǎn)生還原性含硫氣體：（1）利用氧化態(tài)硫作為呼吸作用的電子接受體，即異化還原；（2）由同化還原形成的還原性含硫氣物質(zhì)的降解。1．2 植物和谷物中硫的還原與微生物一樣，活的植物也能釋放大量還原性含硫氣體。硫的還原和釋放模式可能取決與：（1）與植物本身和其生理相關(guān)的因素包括：植物的種類、植物體的不同部位、營養(yǎng)條件、固定 CO2 的光化學(xué)合成作用等；（2）環(huán)境因素包括：大氣 SO2 濃度、光照強(qiáng)度、濕度、溫度等。還原性含硫氣體的釋放常被認(rèn)為是平衡植物的不同部位硫平衡的一個(gè)調(diào)節(jié)步驟，取決與其生理需求，隨機(jī)體生長(zhǎng)而不同。從各樹種中釋放出的含硫氣體主要是 DMS。樹木釋放含硫氣體主要是受光合同化作用的影響。對(duì)于某些植物，在長(zhǎng)期供給過剩硫的情況下，H 2S 的釋放量很高。植物葉面產(chǎn)生 H2S取決與光照強(qiáng)度：在光照時(shí)釋放量很高，無光照時(shí)則微乎其微。H 2S 的釋放還受其它一些因素的影響如植物生長(zhǎng)階段、根際破壞、大氣中 SO2 的濃度、土壤和水中硫酸鹽、亞硫酸26 / 88氫鹽的濃度等。有些時(shí)候，植物生長(zhǎng)階段對(duì)硫的釋放行為起重要的決定作用。例如，云杉樹在發(fā)芽前及發(fā)芽階段 H2S 的釋放量很高并伴有明顯的 CS2 的釋放，反過來在一年里的其他時(shí)間云杉樹卻能吸附這些含硫氣體。當(dāng)幼年云杉樹的數(shù)枝受到傷害或脫離樹干時(shí)或暴露在中等濃度的 SO2 中時(shí)會(huì)刺激 SO2 的釋放。1．3 海洋生物性含硫氣體的產(chǎn)生海洋目前仍是自然硫釋放的主要部分。海洋表面釋放的揮發(fā)性含硫氣體包括DMS、 CS2 和 COS 以及少量 CH3SH 和 DMDS。這些揮發(fā)性氣體主要來源與海水中的藻類等浮游生物。表面海水中的揮發(fā)性含硫化合物通過分子擴(kuò)散和喘流擴(kuò)散的綜合作用進(jìn)入大氣。海洋與大氣之間硫化合物通過與海氣間硫的濃度差成正比，符合拉烏爾定律。DMS 是海洋大氣中含硫氣體的主要成分。它的釋放與浮游生物有關(guān)。CS2 氣體主要在沿海海水中生成。最早在海水中觀測(cè)到 CS2 的存在。由于它在海水中常常是過飽和存在的，海水 大氣界面上 CS2 的通量是由它在海水中濃度所決定。COS 氣體是有機(jī)硫化合物光氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。COS 的形成速度依賴于海水中溶解性有機(jī)硫的濃度。至于 CH3SH 在厭氧海洋沉積物中、藻類降解過程中和海灣水中都有發(fā)現(xiàn)。在開闊的深海表面還沒有檢測(cè)到。浮游生物細(xì)胞的厭樣分解可產(chǎn)生 CH3SH 和 DMS。2 揮發(fā)性含硫氣體的環(huán)境歸趨 硫化氫的氧化硫化氫（H 2S）的氧化是由 OH 自由基和臭氧觸發(fā)的，主要反應(yīng)過程是：H2S+OH=SH+H2O反應(yīng)生成的 SH 可能繼續(xù)反應(yīng)，最終生成 SO2 和 SO3，與氧分子的反應(yīng)是一條可能的途徑：SH+O2=OH+SO另外，H 2S 與 O3 和 O 的反應(yīng)是：H2S+O=SH+OHH2S+O3=SO2+H2O在實(shí)際大氣中，以上兩個(gè)反應(yīng)的重要性都有待于進(jìn)一步研究。2．2 二氧化硫的氧化 SO2 在大氣氧化轉(zhuǎn)化成硫酸和硫酸鹽對(duì)大氣降水的酸度有重要影響。SO 2 在大氣中的氧化過程有以下途徑：光氧化、自由基反應(yīng)與非均相化學(xué)過程。SO 2 有三個(gè)重要吸收帶，即 微米， 微米， 微米光譜范圍。在低沉大氣中 SO2 的光氧化主要是由 微米光譜范圍的輻射吸收激發(fā)的。實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，在有氧氣存在時(shí)，27 / 88用 微米的輻射照射 SO2 氣體樣品會(huì)導(dǎo)致 SO3 產(chǎn)生，在有水汽存時(shí)會(huì)觀察到硫酸微滴。在有烴類化合物存在時(shí)，電激態(tài) SO2 分子可能與這些烴類化合物反應(yīng)直接生成顆粒狀態(tài)物質(zhì)。例如，與鏈烷的反應(yīng)可能生成氣溶膠粒子：SO2+RH=HSO2+R式中：R 代表大分子鏈烷基，電激態(tài) SO2 與乙烯和丙烯之類的碳?xì)浠衔镆材馨l(fā)生反應(yīng)，最終生成氣溶膠粒子和一氧化碳。除了發(fā)生化學(xué)氧化外，大氣 SO2 也可大氣中的自由基發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)大氣中的其他光化學(xué)過程產(chǎn)生足夠的 O（ 3P）原子時(shí)，下面的反應(yīng)是 SO2氧化的另一個(gè)途徑：SO2+O+M=SO3+M2．3 還原性硫氣體沉降理論與熟知的植物釋放硫氣體理論相反，Taylor 等提出了相反的理論即：植物能吸收大氣中的還原性硫氣體。他們的研究顯示：在可控制的實(shí)驗(yàn)條件下，植物表面能吸附去處空氣中的還原性硫氣體。這種吸附去處機(jī)理，盡管對(duì)于大多數(shù)含硫氣體并不明顯，但對(duì)于 COS而言，卻是一種主要的吸沉降返回陸地生態(tài)系統(tǒng)的解釋。草地硫釋放通量野外測(cè)定數(shù)據(jù)顯示：植物對(duì) COS 的吸收與蒸發(fā)作用有密切關(guān)系。COS 的交換存在著平衡補(bǔ)償點(diǎn)即吸收=釋放。該平衡補(bǔ)償點(diǎn)取決于多中環(huán)境因素如氣體的大氣濃度、光照強(qiáng)度、濕度、植物發(fā)育階段和土壤類型?？紤]到自然硫循環(huán)對(duì)大氣理化性質(zhì)及氣候的密切影響，準(zhǔn)確評(píng)估揮發(fā)性含硫氣體與植物系統(tǒng)的相互作用顯的極為迫切。盡管我們?cè)谧匀辉春驓怏w的產(chǎn)生釋放機(jī)理方面取得了明顯的進(jìn)展，但要確切、全面系統(tǒng)、深入描述自然硫發(fā)生機(jī)制的目的還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)，因此仍需確定一系列的合理途徑來把握自然硫氣體發(fā)生的機(jī)制和規(guī)律。28 / 88磷的應(yīng)用01611 鄭忠琴磷做為主族元素中的主要一員，它在很多方面都得到了應(yīng)用。如在農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)等方面都有重要貢獻(xiàn)。增加糧、油和經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量有兩大措施：大量施用化學(xué)肥料和及時(shí)使用殺蟲、治?。⒕┖统莸幕瘜W(xué)藥劑，進(jìn)行“植物保護(hù)”。植物保護(hù)劑就是大家常說的農(nóng)藥。但目前，各種砷、汞、鉛等的殺蟲劑越來越不受歡迎，甚至有被遺棄的可能。這是因?yàn)樗鼈兊亩拘詴?huì)比較長(zhǎng)時(shí)間地殘留在谷物、牧草及其他作物上，最后進(jìn)入人體，危害人們的健康。自近年各國對(duì)“環(huán)境污染” 問題提出后，也很受非難。在消除公害的呼聲中，殺蟲劑受到的沖擊最大，殺菌劑、除草劑次之。由于世界所產(chǎn)糧食仍大量被病、蟲害奪去，故不能因噎廢食，問題在于如何選用高效、低殘留量、不造成環(huán)境污染的品種。某些有機(jī)磷就可以滿足這些要求。所謂有機(jī)磷農(nóng)藥，是一類用于防治作物病、蟲害的含磷有機(jī)化合物。它們大都是用黃磷加工制成的氯化磷和硫化磷，以及三氯氧磷、三氯硫磷為人工合成的。有機(jī)磷農(nóng)藥，開始生產(chǎn)的是殺蟲劑：特普、對(duì)硫磷（即 1605） 。近年來又出現(xiàn)了有機(jī)磷的殺菌劑和除草劑。有機(jī)磷農(nóng)藥的藥效大都很高，目前在各國廣泛使用。它是人們謀求生存斗爭(zhēng)中發(fā)現(xiàn)的最富成果的一類化合物。防治瘟疫病，以前多用汞劑，現(xiàn)在研究成功的有機(jī)磷品種，如克瘟散、乙苯稻瘟凈等都可以代替含汞殺菌劑，用于葉面噴灑。因?yàn)檫@些有機(jī)磷殺蟲劑施用后，經(jīng)過代謝，變?yōu)閷?duì)生物生理不活潑的物質(zhì)，顯不出有害作用（無殘害） ，無二次藥害，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。有機(jī)磷殺蟲劑除用于農(nóng)業(yè)以外，某些低毒品也用于環(huán)境衛(wèi)生及消滅牲畜寄生蟲，如用敵百蟲、敵敵畏殺滅蚊、蠅、虱子、跳蚤、臭蟲，用敵百蟲消滅牲畜寄生蟲。磷在人們的生活方面也有很大的用處：磷是生產(chǎn)火柴的原料，磷化合物是制造發(fā)酵粉和洗滌劑的一種主要成分。也可加在洗滌用水中以減少肥皂的用量，還能用來精致食糖、充作飼料等等。發(fā)酵粉 面包行業(yè)每年要用大量的高純度磷酸鹽做烘粉或發(fā)酵粉。利用酵母細(xì)胞繁殖來發(fā)酵的方法，一直沿用到十九世紀(jì)。1842 年人們才找到了化學(xué)發(fā)酵劑。最初是用酒石酸、酒石酸鉀和明礬的混合物，今日則多用磷酸鹽了?；瘜W(xué)發(fā)酵較用酵母更為迅速均勻，可得到預(yù)期的二氧化碳?xì)怏w量，且質(zhì)量穩(wěn)定。以面食為主的國家，發(fā)酵劑的生產(chǎn)也是化學(xué)工業(yè)部門的一件大事。29 / 88化學(xué)發(fā)酵劑能夠發(fā)面的原因，一是它的某些成分發(fā)生熱分解產(chǎn)生二氧化碳；一是其中所含的酸性成分與碳酸氫鈉（小蘇打）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出二氧化碳。這樣，就能使面團(tuán)產(chǎn)生許多窩蜂細(xì)孔。因此構(gòu)成發(fā)酵劑的二個(gè)重要因素是：二氧化碳的來源和酸的來源。至于發(fā)酵劑的衛(wèi)生價(jià)值，那就決定于烤出的面包或蒸出的饅頭里有沒有任何有害的殘留物質(zhì)。比如，碳酸氫銨可提供二氧化碳和氨氣，另外不需要酸即可發(fā)酵；它在蒸烤過程中產(chǎn)生大量氣體（CO2 和 NH3） ，蒸烤后并不殘留任何有害雜質(zhì)，所以是一種理想的發(fā)面劑。但是，國內(nèi)的工業(yè)品碳酸氫銨是小氮肥廠以肥料為目的的而大量生產(chǎn)的，其中含有雜質(zhì)，不適合食用。假如 CO2 來源于磷酸二氫鈣，那么就有磷酸鈣及磷酸二氫鈉殘留在面包或饅頭里。這兩種鹽吃到胃里可產(chǎn)生“鈣片”的作用，對(duì)人體是有益的。此外，尚有酒石酸類型和硫酸鋁類型的商品發(fā)酵劑。現(xiàn)代的磷酸鹽焙粉，是以磷酸二氫鈣或酸性焦磷酸鈣為酸的來源，以碳酸氫鈉為二氧化碳的來源，適用于油炸食品、蛋糕和裝聽餅干。節(jié)約肥皂的好方法 我們?cè)谟梅试硐匆路r(shí)，常常見到水里有一片片白絮狀的漂浮物體。這是因?yàn)橄礈煊盟怯残缘模ㄓ菜?，它能使肥皂與水中的鈣和鎂反應(yīng)，生成不溶解的脂肪酸鈣、脂肪酸鎂。這些固體物質(zhì)沒有洗滌作用，把肥皂白白損失了；同時(shí)，它們粘付在衣服上，形成斑痕。如果加以磷酸鈉，則可使硬水軟化，鈣和鎂變成磷酸鹽沉淀而得到分離，不使鈣、鎂和肥皂發(fā)生作用，就不會(huì)發(fā)生酪狀脂肪酸鹽沉積物了。肥皂的最好添加劑是四聚偏磷酸鈉、六聚偏磷酸鈉或三聚偏磷酸鈉，它們優(yōu)先于磷酸鈉。如把偏磷酸鈉類加到肥皂里，它們即能除去硬水中的雜質(zhì)，又能把沉淀出來的鈣、鎂溶解掉，所以是良好的添加劑。其添加量可多達(dá)洗衣粉重量的 50—60%。另有一種洗衣粉，是由肥皂粉、磷酸鈉和硅酸鈉配制成的，這種混合物不結(jié)塊，并由乳化作用。多聚磷酸鹽也是水中天然植物的滋養(yǎng)料，它能助長(zhǎng)藻的生長(zhǎng)，使單細(xì)胞綠藻繁殖很快，污染河流，引起公害。所以，國外研究采用苯多烴酸來代替這類磷酸鹽作為洗滌劑的添加劑。用苯多烴酸的洗滌效能，與用多聚磷酸鹽相差無幾，且有使水軟化的作用。也有人建議使用氮川三乙酸鈉或使用含有衣種改性淀粉做為代用品。這類改性淀粉使由廉價(jià)淀粉與其他聚合物作用而成的，它比三聚磷酸鈉和氮川三乙酸鈉的洗滌作用還好。為了提高合成洗滌劑的洗滌效果，常在其中加入焦磷酸鈉；特別當(dāng)使用海水洗衣物時(shí)，效果尤為顯著。因?yàn)樗茨苁顾浕?，又能使洗滌劑乳化，從而提高去垢能力?精制食糖磷酸鹽（可溶性的或難溶性的）在精制糖的過程中，獲得了廣泛的使用。加入磷酸鹽能中和糖汁里的有機(jī)酸，并生成沉淀物而分離出來。在過濾機(jī)上洗滌糖的晶體時(shí)，若在水中加入少量的磷酸鹽，可以提高糖的光潔程度。在甘蔗田里施入磷肥，可使糖汁中的五氧化二磷含量增多，增高甘蔗的糖分，也便于糖汁的精制。30 / 88以上使磷在農(nóng)業(yè)和生活方面的廣泛應(yīng)用，它在工業(yè)戰(zhàn)線上也又重要的用途：如做為高分子化合物的增塑劑；還有它可以做軟水劑，可以避免鍋爐的腐蝕和脆裂，磷酸氫二鈉和磷酸鈉就是最常用的軟化劑。 31 / 88鋅與人體健康01611 江玉琴鋅是人體必需的微量金屬元素之一，重要性僅略遜于鐵。人體含有百分之三十三的鋅，一個(gè)體重 60 公斤的人，全身總共只有 2 克不到的鋅，還不夠做一節(jié)小號(hào)干電池的殼皮。然而人們對(duì)于鋅的生物化學(xué)卻了解得比較晚，原因是它既無顏色又無磁性，不象鐵、銅那樣引起注意。直到 1940 年才首次從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞來歷分離出了碳酸酐酶，同時(shí)揭示出在該蛋白質(zhì)中含 %的鋅。 1955 年又認(rèn)識(shí)了另一種含鋅酶——羧酞酶。此后，陸續(xù)報(bào)道了八、九十種含鋅酶。其中大約有 20 種經(jīng)過了比較深入的研究。這些微不足道的鋅作為人體蛋白酶的核心組成部分，它們?cè)谏顒?dòng)過程中起著轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)和交換能量的“生命齒輪”作用。人體中的鋅大約有 1/41/3 儲(chǔ)存在皮膚和骨骼里。如果把放射性 65Zn 從靜脈注入體內(nèi)，很快就可以在皮膚和骨骼里找到它們。血液中的鋅，有 1220%在血漿里，有 7580%在紅細(xì)胞里，有 3%在白細(xì)胞里。紅細(xì)胞中的鋅主要結(jié)合在碳酸酐酶里。每一個(gè)紅細(xì)胞里的含鋅量雖然是一個(gè)白細(xì)胞的 25 倍以上，但由于白細(xì)胞的總數(shù)比紅細(xì)胞少得多，所以白細(xì)胞里的鋅只占一小部分。其余的鋅主要分布在胰和眼等器官里。牙齒含鋅 %，精液中含鋅 %，眼球里含鋅竟高達(dá) 4%。鋅是人體內(nèi)微量元素含量較多的一種，日需要量和鐵一樣，每個(gè)成人 13 毫克。由于缺鋅，影響胃黏膜的修補(bǔ)，引起食欲減退，吸收障礙綜合癥，腸胃性肢皮炎，皮膚粗糙以至角質(zhì)化皮炎，久而久之，發(fā)育滯緩甚至貧血。60 年代初在伊朗發(fā)生因缺鋅而引起的青春侏儒癥。還證明鋅具有促進(jìn)體內(nèi)淋巴細(xì)胞增值，維持上皮和黏膜組織正常的作用。缺鋅尤以老年人和孕婦較多。人體缺鋅時(shí)傷口不易愈合，皮膚易生痤瘡，皮膚黏膜長(zhǎng)水泡、潰瘍、味覺失靈、嗅覺遲鈍等。鋅還是制造精液需大量消耗的元素。魚類產(chǎn)卵期間，體內(nèi)的鋅大部分轉(zhuǎn)移到魚卵里。所以生殖、發(fā)育缺鋅不可。長(zhǎng)期缺鋅釀成性功能衰退，以致不育。因此，國外有人把鋅稱為“夫妻和諧素 ”。但是，人們不必?fù)?dān)心缺鋅。鋅普遍存在于食物中，只要不偏食，飲食里的鋅供應(yīng)量是足夠的。青菜、豆莢、黃豆等黃綠色蔬菜里含鋅較多，瘦肉、魚類也含有不少的鋅。即使我們的主食——米、面里含鋅量也足夠用。據(jù)分析，每公斤糙米含鋅 毫克，全麥面含 毫克，白蘿卜含 毫克，黃豆含 3506 毫克，大白菜含 毫克，牡蠣含 1200 毫克。32 / 88只有“食不厭精” 的，非精白而不入口，非棉白糖不吃，米要吃精白米，油要吃純黃油的人，才有可能嚴(yán)重缺鋅。而一般飲食每天供十多毫克的鋅是完全沒有問題的。值得注意的是老人、孕婦由于進(jìn)食不足，支支出邃增，有可能患缺鋅癥。對(duì)于小孩莫要太嬌寵了，如一點(diǎn)粗糧、蔬菜也不吃，很可能由于缺鋅而導(dǎo)致發(fā)育緩慢，嚴(yán)重的造成缺鋅侏儒癥。國外有人把因