类型：化学元素

来源：磷矿

化学式：P

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白磷有毒
白磷含有毒性，但成本远比红磷低廉。

易燃元素磷被发现之前，取火是一件相当费时的差事，需要用到木制手钻和燧石或是火绒箱。虽然起初含磷火柴给生产者带来了爆炸危险和毒副作用，但对人类来说却是一大福音，迅速取代了之前的所有取火方法。取火技术有着久远的历史，以至于我们用打火机和火柴点亮蜡烛、香烟，生起火炉时，甚至都不会觉得这是一项技术突破。然而，将时钟倒转到几百万年前，那时候的火还是大自然中一种既危险而又难以预测的东西。闪电、火山爆发、岩石掉落产生的火花或是物质自燃都会带来火，古人因此而呛到、受伤或丧命。对人类近亲大猩猩的研究表明，尽管我们从未发现有大猩猩能够自主取火或用火，但它们非常了解火的存在和危险，并且曾被观察到在火前舞蹈。

取火之道

火灾源
摩擦火柴是家庭和工业火灾的一个主要原因。

火的使用是人类早期最伟大的技术成就之一，也是人类改变自身处境的最重要的创造行为之一。人类可以借此照亮居住的洞穴，取暖，赶走危险的动物，当然，还能给家人烤制一顿晚餐。当人类开始定居并且种植农作物时，火又成为了“刀耕火种”式农业的基础。今天，这种农业方式仍然是世界各地处于温饱边缘的农民的一项重要生产技术。许多物质经火烧制后都会发生转变。以最早的陶器制造和金属锻造为开端，这为人类之后的材料技术打下了坚实基础。然而，考虑到火对人类文明的重要意义，应该说在18世纪火柴发明之前，我们并没有很好地掌握火的使用。而且即使在当时，最常见的火柴原料白磷也有着非常不稳定的性质，它一碰就着，对制作者来说毒性也很大。

人类自从发现磷元素就认识到可以利用这种新元素来生火。纳克尔就是其中之一。他在报纸表面涂上一层磷，通过击打将报纸引燃。18世纪时，出现了许多充满想象力——还很危险的——点火方式。

——《元素百科全书》（2004）

安全用火
安全火柴的发明使人类最终控制了火。(www.daowen.com)

有着标志性红火柴头的“安全火柴”是瑞典人的发明。1844年，化学家古斯塔夫·帕斯（1788—1862）制出了第一根安全火柴。不过由于红磷比有毒的白磷成本高，帕斯未能成功将其转化为商品。伦德斯特罗姆兄弟约翰·林德斯特姆（1815—1888）和卡尔·弗兰斯（1823—1917）改进了他的发明，进而占据了19世纪末20世纪初的世界火柴市场。他们成功的秘诀是把火柴头上的有效成分跟摩擦面分离开。其中火柴头上沾有氯化钾跟硫磺的混合物，而摩擦面则是由玻璃粉和红磷调和制成，有一定粗糙度。尽管我们视之为理所当然，但点燃火柴这个简单的动作其实蕴含了令人赞叹的化学工程技术。

增长之痛

流淌在血液中的火

一方面，磷元素具有很高的毒性和易燃性，但在另一方面，没了它，有机生命也不可能出现。在新陈代谢最基本的过程中，磷元素紧密参与了分子层面的活动。没有它，我们的生物化学进程会完全终止。它还是基因（包括DNA和RNA）结构的组成部分，也是三磷酸腺苷的重要组成部分。后者是我们细胞活动的动力源泉。在更高的生理层面，磷元素也是骨骼和牙齿的重要成分。

磷元素对包括人类自己在内的所有生物系统都十分重要，因此在维系我们文明的农业技术领域扮演着重要的角色。在提高作物产量的无机化肥和杀灭影响单一粮食作物生产的昆虫的杀虫剂中，我们都能看到磷元素的身影。不过磷在这两方面应用的问题在于它们会令环境付出极大的代价。首先，天然磷酸盐的供应是否能够持续，满足全球不断增长的人口对无机化肥的需求，这一点尚存疑问。第二，磷酸盐的提取和生产带来了大量的废物。第三，磷肥和有机磷农药导致有害残留物进入了环境和人类的食物链。

脱落的下巴

在职业病目录里，磷毒性颌骨坏死这种因生产火柴接触白磷而导致的疾病一定排名很高。该疾病由磷元素在面部骨骼中沉积引发。患病初期，病人表现出牙齿和牙龈疼痛，并逐渐发展成严重的下颌脓疮。最后会出现脑损伤和多器官衰竭致死。该疾病最终导致了20世纪初各国出台法令，全面禁止白磷在火柴业的使用。之后，成本更高的红磷取代了白磷。直到今天，红磷仍然被人们用来生产安全火柴。

19世纪，当人类终于打开基础化学的潘多拉魔盒，开始利用天然物质制造全新的化合物时，这些知识促进了医学、工业以及农业的发展，极大地增加了20世纪的人口数量，提高了人们的平均寿命和生活水平。在农业领域，德国化学家尤斯图斯·冯·李比希（1803—1883）发现并推广了化学肥料。在此之前，农民所用的肥料都是粪肥。李比希还创立了“最小因子定律”，提出作物产量的制约因素并不是土壤当中营养成分的总含量高低，而是取决于其中含量最低的营养成分。换言之，如果土壤缺少某种特定矿物质，比如磷或钾，那么不管你在上面施多少粪肥，除非肥料中这种营养成分含量充足，否则土地粮食产量是不会提高的。

最大产出
尤斯图斯·冯·李比希创立了农业领域的“最小因子定律”。

如果说冯·李比希是人工肥料之父，那英国农学家约翰·贝内特·劳斯爵士（1814—1900）则见证了人工肥料业的诞生。劳斯爵士出身英国名门，闲暇时间颇多又极具探索精神。而且他还继承了包括位于伦敦以北赫特福德郡的一栋豪宅在内的大笔遗产，使得他毫无生活上的后顾之忧。劳斯爵士出身伊顿公学和牛津大学，自19世纪30年代开始着手进行农业实验。1842年，他取得了一项肥料生产工艺的专利。他通过使用硫酸处理磷矿，生产出了有史以来第一种过磷酸钙肥料。

20世纪上半叶，人工肥料行业所用磷酸盐的最大来源地之一就是太平洋岛国瑙鲁（Nauru）。这座曾经覆满易于开采的磷矿的小岛遭到了密集开采，使它成为了世界上人均收入最高的国家之一，其富裕程度甚至可以与石油出产国相媲美。然而随着20世纪80年代岛上磷矿资源的枯竭，这繁荣景象也一去不返，整个小岛因开采而遍体鳞伤，一片狼藉，经济停滞，不得不仰仗其邻国澳大利亚的鼻息。瑙鲁的悲惨命运为我们敲响了警钟，预示了现有磷矿资源被开采殆尽后的景象，而且此时世界粮食产量也会大幅度下降。

过度开采
岛国瑙鲁曾拥有丰富的磷酸盐资源，但几乎已开采殆尽。

增产剂
磷肥的出现极大地提高了粮食产量。