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玻璃瓶,能够在自然中存在多久?怎样才能将玻璃的稳定状态打破

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玻璃瓶大家都见过,晶莹剔透的材质像极了水晶,但是有人知道玻璃瓶能在自然界中存在多久吗?它需要多少年才会分解掉?

我们总能在日常生活发现“不要随便乱扔垃圾”的告示,因为某些垃圾可以存在好几万年才会被分解,为了避免污染环境,将垃圾分类投入垃圾桶中是最好的选择。



曾有报道,一个玻璃瓶能在自然界中存在2000多万年,这则新闻一出,令许多人不敢相信。

要知道,人类的历史也不过短短几亿年,分解一个玻璃瓶居然要2000万年,简直超乎想象。



玻璃的历史

玻璃距离今天已有4000多年的历史,最早的玻璃文物出土于春秋战国时期。考古学家发现,玻璃在汉朝时期制作工艺达到了惊人的水准。

不过从秦至汉朝,古人过于尊崇玉石,玻璃本身的价值并不高,只是作为仿制玉器的原材料。但匠人们的高超手艺,让玻璃在仿玉的过程中取得了精彩的成就。



明朝的《天工开物》中就记载了作坊烧制玻璃的全过程,可见从那时开始,制作玻璃的工艺已经不是什么秘密,玻璃也不是什么稀罕物件。

不过,玻璃并不是起源于中国。公元前2500年,西亚新月沃地的居民用沙子和盐碱湖的水,加上煅烧石灰岩时产生的氧化钙,意外制成了玻璃。

晶莹剔透的玻璃成为当时富贵人家争相抢购的奢侈品。随着经济的流动,玻璃开始在全世界传播,也是在战国时期,罗马时代玻璃才传入中国。



玻璃的成分

如今的社会,玻璃成了随处可见的存在,但是关于玻璃多久才能被分解这个问题还要从罗马的玻璃瓶开始研究。

考古学家在考古罗马的时候,居然发现了一个存在2000多年保存良好的玻璃瓶。这个玻璃瓶的出土让人们十分疑惑,为什么这么多年过去,玻璃瓶依旧完好?为了更好地了解玻璃长寿的秘密,我们先要探究玻璃瓶的材料是什么。



研究报告指出,玻璃的主要成分是二氧化硅,另外还有铝、钠、钙、钾等这些元素。这些元素形成的化合物的价态都处于饱和的形式,与大多数的化合物都不反应。



玻璃虽是以一种固态的形式存在,但是玻璃的内部的原子排列方式和液体的排列方式是一样的,科学家把玻璃称为非晶态固体。

从整体来看,玻璃的原子排列和液体一样不规则,杂乱无章,但如果放大某个部分来看,又能发现在玻璃体内存在着硅氧四面体的结构,这些四面体结构具备合理的稳定特征,可以视为无定型稳定的网络结构,这个结构可以使玻璃抵抗高温、防止腐蚀和氧化。



自然界中许多微生物都对这个结构无可奈何,无法将玻璃分解,也因此导致玻璃可以长期存在。

怎样打破玻璃的稳定

玻璃属于非晶体制品,通过熔融的方式凝结成固体增加它的硬度,它的元素分子不像金属物质那样排列得十分密集,反而很分散,正是这个原因,它的硬度比不上金属物质。

日常生活中,玻璃一摔在地上就碎了,说明玻璃的分子结构比不上石头的分子结构密集,一旦与元素分子结构更为紧密的物质发生碰撞,玻璃的分子稳定结构就很容易被打破,从而就碎掉了。



正常情况下,分子结构比玻璃的分子结构更加密集的硬度就比玻璃要高,相互碰撞的情况下,碎掉的一定会是玻璃。

就算玻璃碎掉了,很长一段时间过去,它依旧存在,像上述所说的,玻璃能存在2000万年之久。



自然界中存在生物降解和光降解两种降解办法:

  • 生物降解

细胞通过吞噬、溶解将“材料”的营养吸收进体内,又或者将“材料”变成对大自然有用的物质,从而消磨掉原来的废旧“材料”。



  • 光降解

有机物通过阳光散发出紫外线,对可光降解的材料进行氧化,变成二氧化碳或者水。



可是玻璃并不是普通物质,生物降解和光降解对它都没有作用,只能依靠风化、腐蚀、水流的力量来分解。

风化可将地表岩石、矿物质演变为碎石、风沙,最后慢慢消失不见。制作玻璃的原材料中就有石头,风化对于玻璃来说,有一定的作用,只是时间长短的问题。



很多国家为了节约成本,把玻璃敲碎弄成小块,再让大自然去分解。

其中比较有名的案例就是位于乌苏里海湾的玻璃海滩,那里的玻璃瓶如今已经成为一颗颗光滑圆润的小石子了,可能用不了多久,这些小石子就能和大自然融为一体。



接着就是腐蚀的力量。玻璃的主要成分二氧化硅是酸性氧化物,酸性氧化物的克星就是强碱,当玻璃处在一个强碱的环境下,玻璃就极易发生腐烂。

除了强碱,二氧化硅可以和氢氟酸进行反应,这个反应生成的硅氟酸具有很高的溶解性,对玻璃本身能造成很大的伤害。

再者就是水流的力量。水流具有强大的冲击力,投入河流、放在海滩上的玻璃碎片经过水流的不断冲刷,它的分子结构遭到破坏,玻璃碎片会逐渐变小,最后消失不见。



从化学的角度来看,玻璃坚不可摧,它没有寿命,也不能被降解,更不能转化为力量,只能依靠大自然的力量让它消失。

就像穆朗玛峰所存在的喜马拉雅山脉,它之前是一片海洋,而大自然的力量让它变成如今的模样。

要知道,地球每天都在运动,板块运动会将玻璃碎片埋在地底,通过地壳运动,碾碎,分解,最终消失得无影无踪。



结语

不过玻璃碎片虽然难逃消失的厄运,可是它所存在的时间却是非常久的,它降解的速度根本跟不上人类消耗的速度。

而也正是因为这些原因,我们才更应该保护环境,重视垃圾分类,对废弃但可以二次利用的东西循环使用,以免造成浪费及环境污染。



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