你知道嗎？我們自然界的元素并非取之不盡！
我們現(xiàn)在對(duì)于回收塑料垃圾相當(dāng)重視，但多數(shù)人卻不知道許多元素也很需要回收再利用。不論是手上的智能手機(jī)或浪漫的七彩飄浮氣球，其實(shí)當(dāng)中所包含的稀土及氦等元素并非用之不竭，甚至目前已經(jīng)處于用罄的危機(jī)中。
比起現(xiàn)在多數(shù)人關(guān)心的塑料垃圾是否回收減量，其實(shí)，提煉自礦物的元素資源是否能循環(huán)利用，可能才是更迫切需要大眾關(guān)注的話題。這些元素并非取之不盡、用之不竭，如果處理不當(dāng)，只會(huì)更加稀少，甚至有用完的那一天。
歐洲化學(xué)學(xué)會(huì)在今年初制作了一張周期表昭告大眾，其實(shí)有很多的元素都已經(jīng)瀕臨耗盡的邊緣，如果不節(jié)約或回收，未來要取得這些元素所需要的成本就會(huì)提高，更加糟糕的是，當(dāng)有一天地球上再也找不到這些元素，那問題可就麻煩了。
周期表和即將耗盡的元素
這些元素消失，對(duì)人類生活的影響有多嚴(yán)重？看看桌上的手機(jī)、平板和電腦，這些生活中離不開的電子產(chǎn)品，芯片里的半導(dǎo)體元件就是由多種稀缺元素制作而成的。也就是說，失去了稀有元素，3C產(chǎn)品可能完全做不出來，你能想像一個(gè)沒有手機(jī)、平板和電腦的世界嗎？
為了說明到底哪些元案很稀有，扭曲周期表利用各元素所占有的面積大小呈現(xiàn)元素的稀缺程度，面積越大就代表含量越豐富，而顏色越偏紅，就代表在元素缺乏的危機(jī)越大。另外，稀有元素大多數(shù)集中在右下角區(qū)域，包含許多過度元素及13~16族（又稱3A、4A、5A、6A族）第四到六周期的元素，或許大家對(duì)這些元素不熟悉，甚至連聽都沒聽過，但前面提到的各種電子產(chǎn)品當(dāng)中，就必須使用不少稀缺元素進(jìn)行制造。
舉例來說，如果缺乏第13族第四周期的鎵元案，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可能會(huì)頭大，因?yàn)樯榛墸℅aAs）是制造半導(dǎo)體的重要原料，包括手機(jī)、電腦里面的集成電路與紅光LED，還有以半導(dǎo)體制成的激光，也都使用包含鎵的化合物。如果缺乏鎵，相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格勢(shì)必會(huì)提高，現(xiàn)今已貴到嚇?biāo)廊说膇Phone不知道又要漲多少錢，但棘手的是，想要獲取鎵，并沒有「鎵礦」可以開采，只能從煉鋁、煉鋅工業(yè)過程的副產(chǎn)物中進(jìn)一步提煉出來，也因此限制了鎵的產(chǎn)量。
手機(jī)除了芯片之外，觸控面板也是很重要的一個(gè)部分，與鎵同一族的銦就是制造觸控面板的重要元素，除此之外，銦也大量用于LCD液晶熒幕中，其來源與嫁類似，主要從煉鋅工業(yè)殘?jiān)刑釤挾鴣怼Ｈ绻熡皿溃恢皇怯|控?zé)赡弧CD液晶熒幕會(huì)做不出來，就連部分的半導(dǎo)體、太陽(yáng)能電池及太陽(yáng)能板的生產(chǎn)也都會(huì)出現(xiàn)問題。想像一下在缺乏銦的世界，那大概會(huì)是個(gè)觸控手機(jī)超級(jí)貴的時(shí)代，或許Nokia 3310的輝煌時(shí)代又要回來了！
泄露到太空的元素
還有一種稀缺元素面臨更棘手的問題，那就是大家所熟知的氦氣，氦元素存量有限，但卻不斷有人施放氦氣球，大量氣球緩緩飄上天空的景象固然浪漫，但這些氦氣原子最終會(huì)脫離地球，從此無法被利用，氣球破掉以后，氦氣會(huì)持續(xù)不斷地往上飄到大氣層上層，最終逸散到外太空，一去不復(fù)返。
不過，氦元素的其他應(yīng)用基本上并不容易導(dǎo)致氦原子流失，許多高科技儀器中使用的氦氣原子，回收比例其實(shí)相當(dāng)高，例如用來分析化學(xué)分子結(jié)構(gòu)的核磁共振光譜儀和應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的核磁共振造影技術(shù)，都是使用液態(tài)氦幫助超導(dǎo)體降溫的，儀器管理單位也都有相應(yīng)嚴(yán)格的氦氣回收措施。
除了氦氣元素有限的問題，這項(xiàng)資源還面臨生產(chǎn)分布不均的狀況，氨氣的開探與生產(chǎn)，主要是隨著天然氣的開探過程一并獲得，目前全球生產(chǎn)量有50%以上多來自美國(guó)，另外約33%來自卡塔爾，然而近幾十年的消耗速度，加上2017年卡塔爾遭波斯灣國(guó)家封鎖與斷交的危機(jī)，讓氦氣出口受阻，使得全球氨氣供給出現(xiàn)了不小的問題。而以核融合方式生產(chǎn)的氦原子，更是短期內(nèi)因成本過高而不可行，所以肆無忌憚地施放氣氣球看似浪漫，但其實(shí)可以說是損失慘重啊！
分布不均的稀土金屬
另外，有一類元素因?yàn)楣?yīng)量被壟斷，備受產(chǎn)業(yè)界人士關(guān)注，這類元素叫做稀土元素（Rare earth elements）。稀土元素包括了過渡元素中的鈧、釔和鑭系元素，也因?yàn)槿慷紝儆诮饘伲砸卜Q作「稀土金屬」，稀土金屬在地殼中含量都還算豐富，不過因?yàn)檫@些元素的物理、化學(xué)性質(zhì)都很接近，開采出來的礦源常是兩兩形成的合金，因此要將稀土金屬分離出來，需要費(fèi)不少功夫。
稀土金屬在許多產(chǎn)業(yè)中，扮演相當(dāng)重要的角色，比方說鑭常用于鎳氫電池當(dāng)中，知名的例子是豐田旗下油電混合車的電池，就使用的是這種含有鑭的電池；而以歐洲為詞源命名的銪，過去常用來制作映像管電視熒幕上的紅色熒光粉，現(xiàn)在比較常見的用途是在一些激光的部件，或是一些熒光燈泡中；而常見的強(qiáng)力磁鐵一釹鐵硼磁鐵，其中的釹元素也是屬于稀土金屬，釹鐵硼磁鐵因?yàn)榇帕軓?qiáng)，在風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)當(dāng)中，扮演很重要的角色。
然而，稀土金屬之所以令產(chǎn)業(yè)界如此焦慮的一個(gè)重要因素是，稀土金屬在世界上的分布區(qū)域極度不平均，少數(shù)國(guó)家掌握極大比例的稀土金屬礦藏，光是中國(guó)的礦藏就有近全世界的1/3，其他也蘊(yùn)藏稀土元素的國(guó)家還包括：主要由前蘇聯(lián)分裂出來的國(guó)家所組成、美國(guó)、澳大利亞、巴西、印度和越南，而歐盟和日本基本上沒有稀土資源。
渾身解術(shù)確保礦源，但供應(yīng)仍不穩(wěn)定
中國(guó)自從1990年代初期的稀土金屬生產(chǎn)量超過美國(guó)后，基本上壟斷了稀土金屬的市場(chǎng)，根據(jù)（2018）年的數(shù)據(jù)，中國(guó)稀土金屬生產(chǎn)量占全球生產(chǎn)量大約90%。也因?yàn)橹袊?guó)獨(dú)占這個(gè)市場(chǎng)，美國(guó)、歐盟與日本等對(duì)于稀土金屬需求量極大的先進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)體，對(duì)此一直頗有微詞。
2009年中國(guó)以遏止資源過度開發(fā)及生態(tài)保護(hù)為理由，減產(chǎn)稀土金屬，引發(fā)美歐日的不滿，但中國(guó)進(jìn)而指責(zé)美國(guó)為了戰(zhàn)略儲(chǔ)備，和保護(hù)珍貴資源目的，長(zhǎng)期廉價(jià)購(gòu)買中國(guó)的稀土金屬。2012年美歐日一狀告上世界貿(mào)易組織（World Trade Organization，WTO），迫使中國(guó)恢復(fù)生產(chǎn)和出口，中國(guó)雖然一度恢復(fù)出口量，但目前仍然把生產(chǎn)出口量控制得很緊，因此近年稀土金屬的價(jià)格節(jié)節(jié)攀升。
不只開源也要節(jié)流：資源回收很重要！
各種稀缺元素巨大的消耗量與供應(yīng)量不穩(wěn)定，可能會(huì)使電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本提高，甚至導(dǎo)致無法生產(chǎn)。而稀缺元素也因?yàn)閮r(jià)值高昂，成為各國(guó)重要的戰(zhàn)略物資。面臨資源有限又分布不均，最有效的方法或許還是安全妥善回收各種含有稀缺元素的廢棄的電子產(chǎn)品，重新提煉與再利用，才能有效地解決資源稀少的問題。
至于氦氣元素這種可能無法回收再利用的元素，還是建議大家盡量不要再使用氨氣球，否則氦氣原子就像變了心的女朋友，回不來啦！
