碘：從海洋中走出的“智慧元素”

蘇更林

碘雖然屬于非金屬元素，但卻閃耀著金屬般的光芒;它雖然是固態(tài)物質(zhì)，但卻又很容易升華……碘的這些特殊性使其具有多種用途。

人體必需的“智慧元素”

碘元素是由法國化學(xué)家?guī)鞝柼赝甙l(fā)現(xiàn)的，后來由法國化學(xué)家蓋-呂薩克將其命名為“碘”。碘的希臘文原意為“紫色”，正好與其特征的顏色相吻合。碘在自然界中的含量是比較少的，而且分布很不均勻，主要存在于海水、碘礦、地下鹵水和油田鹵水中，某些海藻可以從周圍環(huán)境中富集大量的碘。最早是從海藻灰中提取碘的，后來還從硝石以及地下鹵水中提取碘。

正因為碘的分布很不均勻，在遠離海邊的內(nèi)陸地區(qū)或山區(qū)的水資源中含量極少，所以加碘鹽就是我們生活中的必需品。碘鹽中那一點點碘的含量為什么對人體來說至關(guān)重要呢？

原來，碘在人體內(nèi)的含量雖然極微，但它卻是合成甲狀腺激素的重要原料，是維持生命活動必不可少的元素。人體碘元素缺乏會使甲狀腺激素分泌減少，致使甲狀腺發(fā)生增殖性變化，即脖子粗大。對兒童來說，則可致智力發(fā)育障礙以及骨骼發(fā)育障礙。而且科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在兒童期出現(xiàn)的這種碘缺乏病是不可逆的，它對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼發(fā)育的損傷也是終身性的。所以，碘被稱為“智慧元素”。

人體內(nèi)的碘主要來源于食物。如果長期攝取碘元素缺乏的糧食、蔬菜、肉類和水，就應(yīng)該以加碘鹽作為補充。加碘鹽主要是針對我國一些地區(qū)人群普遍缺碘而推廣的一種食用鹽。我國食鹽加碘的歷史始于20世紀90年代，對防治碘缺乏造成的危害發(fā)揮了重要作用。然而，隨著我國居民生活水平的提高和飲食方式的多樣化，使得原有的食鹽碘添加標(biāo)準(zhǔn)已稍顯“滯后”。為此，衛(wèi)生部于2011年9月發(fā)布了新的《食用鹽碘含量》，要求各地根據(jù)實際狀況對食鹽碘含量進行調(diào)整，調(diào)整后的范圍為每千克鹽含碘20～30毫克，同時允許在此范圍有上下30%的浮動。

播撒甘霖的“無名英雄”

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，幾千年來人類“布云行雨”的愿望終于變成了現(xiàn)實。人工降雨（或稱人工增雨）技術(shù)已經(jīng)走過了60多年的風(fēng)雨歷程，如今已經(jīng)在我們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了巨大作用。人工降雨作業(yè)分為空中作業(yè)和地面作業(yè)兩種方法，前者是用飛機在高空云層中播撒干冰和碘化銀等物質(zhì)，后者是利用高炮或火箭從地面上發(fā)射干冰和碘化銀等物質(zhì)。不管采用什么樣的作業(yè)方法，其技術(shù)原理都是一樣的。

自然降雨必須具備3個條件：一是充足的水汽，二是上升的氣流，三是足夠的凝結(jié)核。發(fā)生降雨的先決條件是必須有云，同時還需要滿足一定的物理條件，比如 0℃以上的暖云中要有大水滴，0℃以下的冷云中要有冰晶存在。如果微觀物理條件不具備，那么宏觀天氣條件再好也不會發(fā)生降雨。如果向云霧中播撒碘化銀和干冰，那么不僅能產(chǎn)生很多人工冰晶，而且還會使水滴進一步凝結(jié)長大，從而形成雨水而降落到地面。

“干冰”就是固體二氧化碳，其主要作用就是充當(dāng)優(yōu)良的制冷劑。當(dāng)我們把干冰發(fā)射到高空云層時，它就會迅速升華而變成氣體，從周圍環(huán)境中吸收大量的熱，局部空氣的溫度就會迅速降低，其中的水蒸氣就會發(fā)生液化變成小水滴，這樣就會形成濃密的云層并為降雨創(chuàng)造條件。此時，人工播撒的“冰核”碘化銀就會使云霧產(chǎn)生凝結(jié)或凝華過程，再借助于水滴的自然碰撞過程，就能實現(xiàn)人工降雨了。

碘化銀的粒徑是非常微小的，其作用實際上就是一種人工凝核劑。碘化銀的微粒結(jié)構(gòu)與冰核的結(jié)構(gòu)極為相似，因此可以作為人工冰核使處于過飽和狀態(tài)的水蒸氣迅速液化變成小水滴。每克碘化銀在-10℃氣溫下能產(chǎn)生大約1011～1014個冰核，因此是一種很好的冷云降雨催化劑。碘化銀在高空擴散后會變?yōu)槿庋鄱茧y以分辨的小顆粒，作為水滴的凝聚核消失在了濃密的云中了。隨雨滴降落到地面的碘化銀與巨量的水滴相比簡直就是微乎其微了，因此不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。

為人體健康保駕護航

碘是一種具有強氧化性的物質(zhì)，通常被用作外科消毒劑。常見的以碘為主要藥效成分的消毒劑有碘酊和碘伏。

碘酊就是我們俗稱的碘酒，通常由碘、碘化鉀溶解于酒精溶液而制成。碘為一種固體物質(zhì)，添加碘化鉀有助于碘在酒精中的溶解。碘酊是急救包中常見的藥品之一，市售碘酊的濃度一般為2%。碘酊能使菌體蛋白質(zhì)發(fā)生變性，可以殺死細菌、真菌等病原體，因此常用于傷口的消毒。碘酊的殺菌作用比較強，并具有強烈的刺激作用，不宜用于黏膜消毒，用于皮膚消毒時也應(yīng)注意避免皮膚發(fā)泡或過敏，以及減輕對皮膚的著色。

碘伏是單質(zhì)碘溶于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）形成的，一般可溶解9%～12%的碘，呈現(xiàn)紫黑色。醫(yī)用碘伏通常濃度比較低，一般在1%以下，呈現(xiàn)淺棕色。碘伏是一種具有廣譜殺菌作用的消毒劑，可殺滅細菌、真菌、原蟲和部分病毒，可用于皮膚、黏膜的消毒，也可用于生活用品的消毒，如蔬果、餐具、玩具等。消毒時需對碘伏進行水稀釋，之后將生活用品放入其中浸泡5～10分鐘即可。

某些有機碘化物在臨床上還可以用作醫(yī)學(xué)診斷的造影劑，如碘番酸（三碘氨苯乙基丙酸）用于膽道造影，碘化油等可用于支氣管、輸卵管、瘺管造影等。碘化油注入人體后，由于其能比周圍組織結(jié)構(gòu)吸收更多的X射線，從而在X射線照射下形成密度對比，顯影出所在腔道的形態(tài)。

碘的含量在海水和海產(chǎn)品中相對較高，如每千克海帶含碘多達4000毫克

在碘的放射性同位素中，碘131和碘125是毒性相對較大的放射性核素。放射性碘同位素被廣泛應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)診斷。

應(yīng)用廣泛的“碘試劑”

碘在分析化學(xué)上也發(fā)揮了重要作用。利用碘的氧化性和碘離子的還原性，以及碘遇淀粉變藍色的特性，可以用碘量法進行定量分析。碘量法又可分為直接碘量法和間接碘量法，在國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域都有著極其重要的應(yīng)用。

在環(huán)保領(lǐng)域，水域中的溶解氧含量測定通常采用的就是碘量法?？茖W(xué)家把溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中的溶解氧水平是衡量水體自凈能力的一個指標(biāo)，可以反映水體污染的嚴重程度，是水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

碘量法還是油脂檢測的一種主要方法。碘價為每100g油脂所能吸收碘的質(zhì)量，碘價的大小在一定范圍內(nèi)反映了油脂的不飽和程度。各種油脂的碘價大小和變化范圍是一定的，例如大豆油的碘價一般為124～139，花生油的碘價為86～107。因此，通過測定油脂的碘價，可以幫助我們了解油脂的組成是否正常，有無摻雜使假現(xiàn)象等。

在化學(xué)工業(yè)中，碘是合成橡膠和染料以及生產(chǎn)墨水的催化劑，是合成纖維的穩(wěn)定劑，是制造人造革的脫氧劑，也可作為干電池的添加劑。在冶金工業(yè)中，碘是制造高純度鈦、鋯、硼以及稀有金屬的還原劑。

在尖端技術(shù)領(lǐng)域，碘還被用作火箭燃料的添加劑，也被應(yīng)用于核工業(yè)中的原子爐材料以及半導(dǎo)體工業(yè)中的硒處理。碘也可用于制造照相底片和感光紙，同時碘及其化合物在印刷、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、軍工等領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用。

【責(zé)任編輯】龐 云