请问,玻璃在自然状态下可以存在多长时间?
请问,玻璃在自然状态下可以存在多长时间?
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网友解答:
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人类使用玻璃的历史已经有几千年了。据考古发现,大约在距今4000多年以前,古埃及人就开始制造玻璃了。考古学家在古埃及的遗迹中发现了玻璃,而且这些玻璃有的经过打磨成了球形,也就是玻璃珠的形状。大约公元前1000年左右,古罗马人发明的“玻璃吹制术”,将玻璃的制造和应用大大向前推进,使得人类制造玻璃的水平得到了大幅度提升。此后玻璃就逐渐融入了人类的日常生活之中。1688年,纳夫发明了制作大块玻璃的工艺,从此玻璃与人类生活密不可分。
玻璃是由沙子和其他物质熔融在一起形成的,其主要生产原料为纯碱、石灰石、石英。这些物质在熔融时会形成连续网络结构,在冷却过程中粘度逐渐增大并硬化结晶形成硅酸盐类非金属材料。普通玻璃主要成分是二氧化硅,是一种无规则结构的非晶态固体。
现在,已经出现了很多种类的玻璃。主要有石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃、高温玻璃、耐高压玻璃、防紫外线玻璃、防爆玻璃等。玻璃被广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。可以说,人类生产和生活的方方面面都可以看到玻璃的存在。
由于玻璃的性质非常稳定,因此在自然状态下难以自然被降解。关于玻璃在自然状态中能够存在多少时间的问题,现在仍然没有定论。但多数人认为,鉴于玻璃的特性,如果将它们置于自然状态下,它们可以存在很长时间,甚至有人认为玻璃在自然界能够存在300万年的时间。
玻璃为什么能够在自然界中长时间地存在?
任何一种物质能够长时间在自然界中存在,需要同时具备几个条件才行。而玻璃恰恰就是这样一种物质。下面我们来具体看看,是什么原因让玻璃可以“永久”存在于自然界当中呢?
玻璃之所以能够长时间在自然界中存在,主要是由其相当稳定的性质决定的。我们知道,玻璃的主要成分为二氧化硅,此外还有少量硅酸盐。如果从微观结构对玻璃进行观察,我们会发现在玻璃的内部,其组成原子如同液体一样,它们的排列显得非常杂乱无章。但是从宏观层面来看,玻璃却表现出固体所特有的很多特征。因此,玻璃这种特殊的物质形态被称为“非晶态固体”。
由于玻璃的这种特殊物质形态,因此在其内部存在着一种被称为“硅氧四面体”的构造单元。这种构造单元具体表现为一个硅原子位于“硅氧四面体”的中心位置,而周围则有四个氧原子分别连接着“硅氧四面体”的四个顶点。
正是这种牢固的构造单元赋予了玻璃耐高温、耐腐蚀、耐氧化、高硬度的特点,同时使得玻璃的表面致密而光滑,以至于外界的物质几乎无法渗入其中。
除了这种特殊的构造单元外,玻璃的化学性质也非常稳定,通常情况下不会与周围的物质发生化学反应,自然界中的微生物也奈何它不得。正是由于玻璃具备上面这些特性,它们才有可能长时间地在自然界中存在。
玻璃能够在自然界中长期存在,是因为它可以有效抵御自然界的降解作用。
自然界中的降解作用通常有光降解、生物降解等方式。那么这些自然降解方式对玻璃有没有作用呢?
先来看看光降解。从本质上来说,光降解就是被降解的物质在太阳光的照射下,它们吸收了太阳光中的紫外线等辐射,从而使物质的键能减弱,最终导致物质的完整性受到破坏。不过,由于玻璃是不是有机物,所以光降解显然对玻璃是不起作用的。
再来看看生物降解。生物降解主要是自然界中存在的真菌、细菌等微生物对特质的分解作用。由于玻璃的主要成分是碳酸钙、碳酸钠以及二氧化硅等,这些成分没有一个是生物生长和发育所需的,没有任何一种真菌细菌能把玻璃“吃下去”。因此想通过生物降解的方式处理玻璃也是不可能的。
通过上面的分析,可以这样认为,在自然环境下,玻璃是有可能会长期存在的。哪怕你把它们打碎,即使它们的形状不再完整,但是它们的性质仍然是没有丝毫改变的,它们仍然是玻璃。
那么,玻璃真的可以永久在自然界中存在下去吗?
答案是不可能!玻璃可以在自然界中长期存在下去,但是要想永久存在下去,则是不可能的!甚至也没有可能存在到一些人认为的300万年那么长。不过如果处于非常理想的环境之下,存在几十万年应该是没有任何问题的。
首先,由于玻璃的主要成分是酸性氧化物,因此如果将玻璃长时间置于强碱环境中时,它们就会因为受到腐蚀而被破坏。此外,氢氟酸也能与玻璃中的二氧化硅发生化学反应,从而破坏玻璃的完整性并分解它。只不过,在自然状态下,要寻找强碱环境或者存在氢氟酸这类物质的环境,实在不是件容易的事,因此玻璃仍然可以高枕无忧。
不过,大自然并不是真的就拿玻璃一点办法也没有了。要收拾它,还是有办法的。这就是大自然的风化和侵蚀作用。
简单解释一下这两个概念。所谓风化是指坚硬的岩石或矿物在与大气接触的过程中,因发生了物理或化学变化而在原地松散堆积的过程。而侵蚀是指水流、冰川等在外力作用下发生运动而改变地貌的过程。
那些存在于自然界中的玻璃,由于自然界的侵蚀作用,它们就会遭到物理冲击,在水流或者冰川等外力的作用之下,玻璃会不断地翻滚、撞击、摩擦,在这个过程中,它们就会发生破碎,然后从大块变成小块、从小块变成更小块,如此不断反复。变细到一定程度之后,玻璃最终就会在风化作用下,变成非常细小的颗粒,并融入大自然之中。这就是玻璃的宿命。当然,这个过程并非一蹴而就,而是相当漫长的。
但是,如果是在海边,有了海水的加持,这个过程显然会大大缩短。非常典型的例子就是位于乌苏里海湾的“玻璃海滩”。过去的几十年,人们在这里堆积了大量的玻璃酒瓶。到现在,这些玻璃瓶在海浪夜以继日的冲刷之下,它们已经从一个个完整无缺的玻璃瓶变成了许多圆润光滑的玻璃珠子!显然,由于水力的冲击和沙子的摩擦,玻璃降解的过程明显被大大加快了。
其实我们也用不着过分担心,哪怕玻璃不可被分解,它们可以永久存在于大自然中,但它们也不会对生态环境造成污染或者产生其它的不良影响,因为玻璃很纯净,它们本身并没有污染性。只不过在它们被大自然磨掉棱角之前,它们锋利的碎片可能会对人类和其他动物产生伤害。当然这也是小概率事件。
当然,如果一片玻璃刚好置于一个非常理想的自然环境之中,而且它能完美避开各种自然的降解作用,同时也能躲过自然的风化和侵蚀作用的话,我想它们在自然环境之中存在几百万年应该是没有什么问题的。
(图源网络 ,侵权删除)
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网友解答:
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这是个很有意思的问题。玻璃是我们日常生活中最常见的一种物质,它的出现为我们提供了许多便利,比如屋内光照问题、容器的选择性等等。小时候在农村,经常去河沟里摸鱼,但是在摸鱼的同时,一些玻璃碎片的威胁也是不容小觑的,记得10岁那年,带着6岁的弟弟下河摸鱼,弟弟就不小心被河里的玻璃碎片划伤了小腿,当时伤口的深度着实把我吓坏了。过了好久,在同样的位置,我用渔网捞上一块长5公分的玻璃碎片,那是一个农药瓶子的碎片,看上去已经有些年岁了。其实,那个时候我就在想,为什么大多数的东西泡在水中不用多久就坏掉了,而玻璃却丝毫不受影响,依然锋利如初呢?
带着这个问题,我们一起来探讨一下玻璃的“寿命”。
玻璃
玻璃是什么时候被制造出来的,到现在没有一个准确的时间节点,早在公元前2000年,美索不达米亚地区的人(现伊拉克)就已经开始生产简单的玻璃制品了。500年后,也就是公元前1570年,古埃及出现了真正的玻璃器皿。由于早期的玻璃制品的原材料为碳酸钠、石灰石、石英砂以及一些其他混合物制成的,而混合物的颜色往往就决定了玻璃的颜色,所以早期的玻璃并不是现在玻璃那样是透明的。直到公元100年左右,玻璃才真正出现了透明的。
现在的玻璃主要原材料虽然与早期的玻璃原材料没有太大的区别,但是在混合物上又添加了脱色剂、澄清剂、氧化还原剂等这些让玻璃看起来更加透明的物质。而且为了美观,在玻璃的生产中,还会加入一些着色剂让玻璃有不同的颜色,以满足人的不同需求。而钢化玻璃的成分其实与普通玻璃非常接近,只不过是在原材料的配比上做了一定的调整。
玻璃的“寿命”
印象中,即使再破旧的房子,如果不是人为将玻璃破坏的话,它依然还是保持原样的。事实也是如此,想要玻璃“坏掉”除了破坏外,如果在自然条件下的,就只能靠降解了,而在自然环境下,降解可以分为两种:生物降解和光降解。
玻璃的主要成分为碳酸钙、碳酸钠以及二氧化硅,这些成分没有一个是生物生长和发育必要的,况且可以降解物种的“分解者”们也没有能力将玻璃吃下去,所以,想要生物降解玻璃是不可能的了。
那么,我们再来看看光降解。光降解其实就是物质的一种氧化过程,简单的说就是被降解的物质在日光的照射下,吸收了太阳光中的紫外线等辐射,使物质的键能减弱,进而破坏聚合物的完整性。但是就目前来看,玻璃的成分是不能被光降解的。
因此,在自然环境下,玻璃可以说是一直会存在的,即使你将玻璃打成碎片,它的成分还是不会改变,只不过是形态发生的变化。而正是因为这样,除非玻璃破碎了,不然你的玻璃制品可以一直使用。
总结
理论上玻璃属于不可降解的物质,所以除非破损不然它没有“寿命”可言。由于玻璃可以一直使用,而且对人会有一定的伤害(锋利),所以玻璃制品不要随意的丢弃。另外,碎玻璃的重复利用只能通过再次煅烧的方式,所以,记得垃圾分类。
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网友解答:
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我们常见的玻璃是一种无机非金属材料,主要成分是二氧化硅和其他氧化物,在自然条件下玻璃的降解速度非常缓慢,一个玻璃瓶在地底下完全降解需要上百万年的时间。
在2019年,我国玻璃产量大约是5000万吨,相当于每个人消耗30多公斤,然而玻璃的回收价值并不高,全世界玻璃的回收率不到20%,其余产生废物的玻璃将埋入地下,全世界每年消耗掉的玻璃高达上亿吨,埋入地下的玻璃也会越来越多。
玻璃的主要成分是二氧化硅,以及其他氧化物,比如氧化钙、氧化钠的复合盐等等,这些物质不易被生物降解,所以埋入地下的玻璃将存在非常长的时间;在南方农村的竹林中,我们时常会发现个别几十年前的玻璃瓶,外观比较脏,但是瓶身完好,说明玻璃经过几十年的风吹雨晒也没有显著降解。
生物无法降解玻璃,但是大自然中还有其他降解方式,比如光降解,物理降解等等,比如位于俄罗斯新乌苏里海湾就有一个玻璃沙滩,这里曾经是苏联时期回收旧酒瓶的地方,后来被遗弃后沙滩上遍布碎玻璃,经过几十年海水的冲刷,碎玻璃已经磨去了棱角,成为一颗颗晶莹剔透的鹅卵石,相信随着时间的推移,在海水的作用下,这些玻璃鹅卵石也会磨掉消失。
埋在地底下的玻璃虽然降解缓慢,但是大自然最不缺的就是时间,有研究估计过,玻璃在地下的降解时间长达100万~200万年;如果我们把玻璃磨碎后埋入地下,也能大大缩短玻璃的降解时间,降解后的物质最终融入大自然当中,成为岩石和泥土的一部分,好在玻璃本身并不含有毒物质,不会对环境产生较大的污染。
人类制造玻璃,最早可以追溯到三千多年前的美索不达米亚文明,只是当时制造技术落后,得到的玻璃含杂质较多,而近代玻璃的生产技术起源于西方,然后传向全世界。
中国古代虽然有琉璃,但是和玻璃有着明显区别,那时候古代窗户贴的是纸,玻璃在古代还是稀罕物;据说雍正九年的时候,有官员向雍正皇帝进贡了一块长五尺,宽三尺四寸的欧洲玻璃,取得皇帝大悦,此后皇宫当中逐渐开始使用玻璃安装窗户,并逐渐传向民间,此后中国民间开始大规模使用玻璃器物。
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网友解答:
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很高兴能回答您提出的问题。
玻璃是我们日常生活中常见的物体。它的主要组成为石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等无机矿物和一些添加成分,是一种无规则结构的非晶态固体,我们见到的各种形状的玻璃,是通过压制工艺形成的。
玻璃的性质主要有:
1、各向同性:一块均质玻璃,其熔点、折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等物理性质在各个方向上都是相同的。
2、应力集中倾向:凡含有杂质或具有细裂纹的玻璃制品,都会造成应力集中,大大降低其机械强度。在建筑中玻璃经常承受弯曲、拉伸、冲击和震动,很少受压,所以玻璃的力学性质的主要指标是抗拉强度和脆性指标。玻璃在冲击作用下容易破碎,是典型的脆性材料。
3、导热性差:与金属相比,玻璃的导热性能很弱,仅为铜的1/400。另外,玻璃制品越厚、体积越大,热稳定性越差。
4、化学稳定性高:玻璃具有较高的化学稳定性。它不会受到细菌、微生物的侵蚀,也不会受到风化,不会受到水蚀,可以说在自然界中,没有任何东西能够将它分解。但如果人为地让玻璃长期遭受侵蚀性介质的腐蚀,也能导致变质和破坏。
5、光学性能好:特别是其透明性和透光性较高,广泛用于建筑采光和装饰,也用于光学仪器和日用器皿设备制造等。同时,玻璃能够吸收、反射、透过不同波长的光线,从而呈现不同颜色的,利用这一点,加入相应的着色剂,并通过熔炼的温度及炉焰的性质来调节元素的化合价,制造出了不同颜色的玻璃。
通过以上分析,可以看出,在自然状态下,玻璃永远不会被降解的。而且如果都运进垃圾填埋场处理的话,那么将会占用大量的空间,所以最好的办法就是回收再利用。
希望我的回答能够帮助到您。
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网友解答:
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玻璃,是一种硅酸盐,制作玻璃的主要原料是纯碱,石英砂,和方解石,剩余成分决定了玻璃其他特性,但占比极少。
玻璃熔液在700度以上开始具有明显的流动性,经过退火消除应力才是我们平常见到的样子,如果没有经过退火,玻璃在自然冷却以后随时可能崩裂,自身存在较大的内应力。
在自然环境下,玻璃要想降解几乎不可能,有说法是4000年,不知道是谁测试出来的数据,一般来说降解分为生物降解和光降解,目前没有发现能够降解的方式,所以就算是被埋在土里,四千年也不会降解。
玻璃只能是风化和碱性腐蚀,风化,也得看条件,常年风和日丽的地带,可能四千年还不能风化掉,如果在裸露在沙漠上和沙滩上,就有可能不用四千年。但这不叫降解。
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