“砷”生不息
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The Tale of Arsenic
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收稿日期: 2022-04-17 接受日期: 2022-06-14
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Received: 2022-04-17 Accepted: 2022-06-14
Arsenic has played an irreplaceable role in human history but is notorious for its toxicity. This paper highlights the history, basic properties, role in human life, and applications of some important compounds of arsenic by means of anthropomorphism. The goals are to spark the interest of readers, provoke their thinking, and change their general impression of arsenic.
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牛树航, 方泉海, 颜静, 蔡宁静, 闫毅.
Niu Shuhang.
在元素世界中,有一个历史悠久但名声不太好的家族——砷家族[1]。在人类历史上砷残害了很多生灵导致人们谈砷色变。然而,人们对砷元素的很多性质和用途都是一知半解,而一些砷的误用中毒事件也加剧了人们对它的偏见和误解。为了寻求生存,砷家族内部涌现出两大派别,传统人士希望砷家族保持高傲孤僻的姿态,继续以毒药的形象面对大众;改良派则认为应该发掘自身对人类的价值,只有变革才能更好地发展。
为了砷家族(图 1)的生生不息,两派打算在四年一度的家族会议中采取行动。一场假借“砷少主”选择导师而引发的阴谋正在酝酿中。
图1
1 各路英雄,竞选导师
成为少主的导师是很多砷族人的梦想。有人希望以此提高自己的名声和威望,顽固派希望能把少主教育成像他们一样的杀人狂魔,而改良派则希望砷家族能从此改邪归正。
只见一位满脸扑着白色粉末的男子上场了,他露出阴险的笑容,看向砷少主,说道:“大家好,我是三氧化二砷,又被称为砒霜、鹤顶红或白砷。”众族人大惊失色。三氧化二砷轻蔑地笑了笑说:“我对人类比较了解,如果我成为少主的导师,我定将毕生所学倾囊相授,当然包括我的下毒绝招[4]。”说罢,他又奸诈地笑了笑。
“但是你只是微溶于水,很难藏进水中。”一名白衣男子站起来说。
“原来是五氧化二砷啊!确实,你是可以溶于水,但我们三价砷的毒性可比你们五价砷大很多,而且我既可以溶于酸,也可以溶于碱[5]。”三氧化二砷似乎对五氧化二砷的打断很生气。
“确实是这样,但我们的毒性对人类也是致命的。我不参选,只是想补充一下,请你继续。”
这时,少主突然问了一句:“前辈,请问我们砷单质有毒吗?”
“你们砷单质很容易变成砷化合物。比如在空气中很容易被氧化成我们三氧化二砷[6]。”
“原来如此,我还有一个问题,为什么我们砷家族对人类有那么大的毒性呀?”
砷少主若有所思地点了点头。三氧化二砷摆摆手走下讲台,示意下一位上台。
接下来上台的是一位帅气的男子,身着鲜艳橙红色披风,他说:“大家好,我是四硫化四砷,人们常称我为雄黄或者鸡冠石。砒霜毒性很强,但是自然界却少有。古代制取砒霜最常用的方法就是煅烧砒石,而我雄黄就是砒石的主要成分之一。”他停顿了一下,看了三氧化二砷一眼,说:“但是我并不希望我们像砒霜那样毒害人类。如果我成为少主的导师,我会让他变得更理性、更有头脑,为砷家族的未来做出改变。对了,我们雄黄是一味中药,端午节人类有喝雄黄酒的风俗,他们还用雄黄驱除害虫、止痒、杀菌。”
“但是你们也有毒呀!雄黄酒就会导致中毒。”三氧化二砷刻薄地说。
三氧化二砷张大嘴巴正要反驳,四硫化四砷却下台了,一位漂亮的女士上台。她身呈鲜艳黄色,优雅地说:“各位族人们好,我是三硫化二砷,人称雌黄,是砒石的另一种重要组成部分,人们常称我和雄黄为‘矿物鸳鸯’。如果我成为少主的导师,我会引导他向正确的方向发展。我们雌黄也是一味中药。而且我们还可以用作颜料,莫高窟的很多壁画都是用我创作的[11]。我相信,经过我们的探索,能够为人类和世界的发展做出更多贡献,也会改变人类对我们砷家族的看法。”
“哈哈,你又在信口雌黄,人类都造出成语讽刺你了!”三氧化二砷反驳道。
“你这个杀人狂理智一点。信口雌黄这个成语是因为古人用雌黄涂改错别字才演变来的[12]。”
台下议论纷纷,争吵不断。砷族长走上台严肃地说:“感谢各位候选人的精彩发言,我和儿子已经商量过了,他的导师就选三氧化二砷!”
台下有族人鼓掌,也有很多族人大失所望。
三氧化二砷走上讲台,诡笑着说:“感谢族长和少主的信任,我一定会把少主教导好!”
2 游历四方,逐步成长
三氧化二砷对砷少主说:“毒人之道,在于用计。不宜直取,而应像刺客一样潜入,然后毒杀目标。我们砷家族的元素符号是As,而刺客(Assassin)的开头字母也是As。我们要利用好人类,借人类的手杀人。”
砷少主问道:“难道他们不知道我们砷的毒性吗?”“人类发现砷还是比较早的,中国4世纪的炼丹家葛洪在《抱朴子》中多次提到含有雄黄和雌黄的配方,西方的马格努斯(Albert Magnus)在13世纪制出了单质砷。”“那他们还用砷自相残杀?”“没错,人类内部有很多矛盾,有时甚至要置对方于死地。砷作为他们发现较早的元素,理所当然成为了他们熟练运用的毒药[13]。”
几年后,砷少主在三氧化二砷的带领下来到了法国的圣赫勒拿岛,他们此行的目标是刺杀被流放的法国皇帝拿破仑。绿色墙纸是当时很多西方人的喜好,拿破仑也不例外。他们用的颜料被称为巴黎绿,成分为乙酰亚砷酸铜(Cu(C2H3O2)2∙3Cu(AsO2)2)。这种物质能与空气反应生成砷的化合物,会导致慢性中毒。三氧化二砷便打算以此害死拿破仑。最后,不管拿破仑是真的因为砷中毒而亡或是死于胃癌,砷少主和三氧化二砷的目的达成了[14]。但是这次刺杀让少主开始思考自己的所作所为,这真的有利于家族的生生不息吗?
当然他们也失败过。在刺杀达尔文的行动中,不仅没有杀死目标,反而治愈了他的湿疹。这让三氧化二砷非常生气,而砷少主却在想:我们砷家族虽然被看作魔鬼,但是也有天使的一面[3]。
此后砷少主便开始自学如何检测出食物中的砷或者鉴定砷中毒,一种被称为“马氏试砷法”的检测技术引起了他的注意。马氏试砷法是用锌、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导入热石英管。若试样中存在砷化合物,就会生成AsH3,这种物质在加热部位分解产生单质砷,从而形成亮黑色的“砷镜”。“砷镜”如果能溶于次氯酸钠溶液,则证明是砷[15]。此过程发生的化学方程式为:
学习期间砷少主回过一次家族,向族长汇报自己的学习成绩。他还找来雌黄女士询问家族近况,雌黄说:“最近没有什么大事,不过我和雄黄还是一直致力于家族的改革。雄黄发现自己可以用于制作玻璃和烟火,而我则为了改善家族的生存环境,负责清理周围的硝酸池,很多家族成员比如雄黄和你们砷单质都溶于硝酸。”他还虚心向五氧化二砷博士讨教,五氧化二砷说:“我呀,跟雄黄、雌黄、三氧化二砷还有你们砷单质比,最独特的性质就是易溶于水吧。高温下我会分解,易腐蚀受热的玻璃。我还易吸潮,遇空气中的水分形成砷酸。”砷少主接着问:“博士,你和三氧化二砷导师都是砷的氧化物,相互之间可以转化吗?”“当然可以,我们之间的转化就是三价砷和五价砷之间的转化,举几个例子:我可以将二氧化硫氧化成三氧化硫,同时我就转化成三氧化二砷。我和氢气反应也能生成三氧化二砷和水。三氧化二砷在一定温度下可以被空气氧化成五氧化二砷。”
之后,砷少主和三氧化二砷来到了中国。三氧化二砷对少主说:“在这里,你转化成砒霜可能更容易下手,因为砒霜是这里的一种药剂。”
砷少主便和氧气结合变成了三氧化二砷。三氧化二砷导师说:“不纯的砒霜呈红色,在中国被称为鹤顶红。而中国常用的验毒方法是用银针检测,银针变黑就说明有毒。但是银针变黑是银和硫反应所致,和我们砷无关。所以只要我们足够纯净就很难被他们发现。”变成三氧化二砷的砷少主点点头说:“导师,虽然我知道你可能不喜欢听,但是我真的不想再杀人了。我们这样滥杀无辜会让很多人家破人亡啊。”“那这是最后一次,好吗?杀死光绪皇帝我们就回去[16]。”
3 乱象频出,真相大白
几年后,砷少主独自回到家族,告诉族人三氧化二砷在一次行动中牺牲了。雄黄、雌黄二人立即与砷少主见面,希望他不再杀人。然而砷少主只是轻蔑地笑了笑。
两天之后,砷家族发生了一件不幸的事情,砷族长出行时不慎坠入浓硝酸温泉中[2],砷少主继位成为新的族长。在他召开的第一届族人大会上,有族人问他以后的政策会有什么变化,他只是阴险地笑了笑,说:“诸位拭目以待吧。”
过了一段时间,新的砷族长宣布砷家族要参与越南战争。他命令很多族人转化成二甲次胂酸。这种被称为“蓝剂”的物质是一种落叶剂,使水稻大大减产,给越军带来了很大的打击。
当新的砷族长带领他的手下们回到家族后,他惊讶地发现老族长竟然完好无损地站在他面前。原来,雄黄和雌黄听说老族长坠入浓硝酸温泉后,立刻赶到现场舀出大部分温泉水。老族长虽然与浓硝酸反应变成了砷酸,但经过加热后变成三氧化二砷,最后雄黄用木炭将其还原成了单质砷[2]。
老砷族长指着新族长的鼻子说道:“你不是我儿子!一回来我就觉得你不对劲,虽然长相相似,但性格和我儿子大相径庭。当时我也拿不准,只好继续暗中观察。怎料在我外出时被你伏击,最终落入浓硝酸温泉。不过这也验证了我的疑虑。”
“哈哈哈,没错,我确实不是少主,我是他的导师三氧化二砷。本来我好心好意教他,可惜后来他不听我的教导,不愿意毒杀人类,这种人怎么能把我们家族管理好?人类作恶多端,看看他们把曾经美好的自然破坏成了什么样?我在他们身上看不到希望。”冒充少主的三氧化二砷狡辩道。
“是啊,他们确实做了很多坏事,我以前也是那么认为的,这也是我当初选你做少主导师的原因。但是现在我想我们应该做出改变了!据我的了解,人类已经开始治理环境,签订了各种气候协定。他们为了自己的生生不息也在做出改变。虽然并不是每个人和每个国家都能做到,但是我愿意给他们一次机会。对了,我已经派五氧化二砷去找少主了,不管他被你变成什么样,博士都会找到的。”
假冒少主的三氧化二砷被批得无地自容,正要离开。雄黄、雌黄却希望他能留下来,用自己的改变来更好地服务家族的发展。真正的砷少主和五氧化二砷博士也一起回来了(少主被三氧化二砷变成砒霜后困在了光绪皇帝的陵墓)。看到三氧化二砷懊悔地低下了头,少主最终原谅了自己的导师。
4 积极变革,迎难而上
为了家族的生生不息,砷家族决定放弃以前作为毒药的传统,积极变革,为人类谋福利。但是,由于本身带有的毒性,砷家族必须经历一段艰苦的过程才能实现这个目标。
正当砷家族积极改革时,一个坏消息突然传来。原来,不法分子在山西省平陆县民工的食物中放入了“信石”,其中的砒霜使工人们集体食物中毒,生命垂危。正当砷族长召集族人商讨策略的时候,又有斥候带来好消息,工人们已经得救了。经过调查,他们发现原来是辗转千里的“二巯基丙醇”救了工人们。二巯基丙醇含有两个巯基,能够紧紧“钳住”体内的砷元素。结合之后的产物可以通过尿液排出体内,从而达到解毒的功效[19]。
三氧化二砷导师也再次来到中国,和哈尔滨医科大学的韩太云医师、张亭栋教授合作研发出了治疗白血病的特效药物“癌灵Ⅰ号”[20],在慢性粒细胞白血病治疗方面起到了重要作用。
经过了不懈努力,砷元素的潜力正在被一点点发掘。长路漫漫,为了改善自己的形象、为了给世界做出更多贡献、为了家族的生生不息,砷家族还会继续负重前行。
参考文献
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