湯加火山爆發，島內設施幾乎癱瘓，島內通訊與外界失聯。遮雲蔽日的火山灰四處彌散，殘垣斷壁一片。

失控隨風飄散的火山灰對生態環境造成了難以估量的損失，極大地影響了現有生活設施和工業裝置的正常執行，同時還會對災害影響半徑區域人群身體臟器（尤其是呼吸系統）產生摧毀性的破壞。

湯加火山灰雲圖

火山灰的本質

火山灰的細化型別繁多，這裡僅對玻璃態火山灰進行舉例說明，下文所說的鹼性環境並非單純指金屬的氫氧化物，而是在水溶液中呈鹼性的無機物總稱。

火山運動期間，岩石和岩漿在強大的爆發瞬間被霧化成細小顆粒，這些顆粒冷卻後便形成了火山灰。由於經歷了高溫熔融和冷凝的作用，岩石礦物結構發生明顯變化，導致原本化學活性極低的結構形態發生重組，進而形成了新的礦物相。然而，萬變不離其宗，由於參與火山運動的岩石主要化學組成與其他常見岩石相同，因而火山灰主要成分也是由矽，鋁等非金屬元素和相對少量的其他金屬/非金屬元素構成。這些亞穩態玻璃體物質在正常條件下化學活性不高，但是處於鹼性環境時，活性就會被激發出來，隨著反應的進行，逐漸又會變成堅硬的固體。

因此，火山灰雖然經歷了複雜劇烈的變化，其本質還是夾雜了其他元素的矽鋁酸鹽，區別只是結構和活性的變化。此外，在火山運動作用下，大量的氣體和沸點相對較低的成分迅速逃逸岩石，導致火山灰顆粒產生了數量龐大的孔隙，這些孔隙在一些浮石類火山灰製品上清晰可見，但這些只是肉眼可觀測的表相：顯微鏡下，每一顆火山灰都被不同尺寸的孔隙融會貫通。因此，從物理結構上來說，經過火山爆發洗禮的火山灰具備多孔性特徵。

火山灰微觀結構

火山灰的危害

火山灰顆粒極細，非常容易在大氣中彌散，這對飛機的航行、工業裝置的正常執行是巨大的挑戰。這種危害看似離我們的生活很遠，但如果不幸將它帶入我們的呼吸系統，就需要重點注意防護了。

霧霾天戴口罩防止PM2.5對我們身體的破壞這一論點已經普遍被我們接受。當火山灰顆粒細度達到一定程度時，對人體也具有傷害，甚至相比PM2.5只有過之而無不及：火山灰中除大量矽鋁酸鹽外，還含有一定數量的其他重金屬元素，隨著呼吸系統進入肺部，極易在肺部沉積，顆粒細度越大，沉積的牢固程度就越高，由於火山灰還具有巨大的內比表面積，這會導致吸附結合能力更強，從而使手術清理的難度加大。與此類似且具有相關性的例子可以參見前幾年的開胸驗肺事件；如果繼續往前推算，年代久遠的沙石料場及水泥廠的工人前輩，他們對這種危害更是深有體會，當年這種病症也稱為矽肺病。

因火山爆發而湮滅的龐貝古城

火山灰的處理

火山灰雖然會影響我們生活的環境，但是這種影響往往具有一定的時效性，因為這種不利作用通常只存在於噴發期和彌散期，當火山灰沉積後，影響就會降低。

前文提到，火山灰中還含有一定量的其他元素，而這些元素大都是植被生長所必須的營養性物質。火山灰沉積數年後，在其區域種植的植被會生長得非常旺盛。因此，利用火山灰改良土壤以促使植被生長是很好的辦法，目前也有應用。

一些化妝品中，都含有一定比例的火山泥，這些火山泥與其他成分共同作用，會對肌膚起到美白的效果。這裡面，就利用到了火山灰成分中陰陽離子的去汙機理和多孔結構的吸附機理。

利用火山灰鹼性條件下化學活性被激發這一特徵，可以進行水泥等水硬性膠凝材料的製備。從節能減排的視角來看，不可再生能源的消耗和碳排放是水泥廠乃至建材領域必須解決的大問題，這在碳達峰、碳中和國際化趨勢的背景下顯得尤為緊迫。水泥水化會生成大量的氫氧化鈣副產物，這種環境非常有利於火山灰的活性激發，進一步改進水泥的效能。

雙碳目標是保護地球環境的大趨勢

結語

火山爆發對地球來說只是打個哈欠，但是對我們的生活影響是巨大的。與地震一樣，火山爆發這種自然災害目前沒有辦法去消除，但是透過我們的智慧，將災害帶來的影響降低至最小是完全可以做到的。凡事皆有兩面，火山灰作為火山爆發的主要產物危害著災害輻射半徑的人們，這種情況下，我們就要認識其本質、對其進行科學合理利用和處理，讓其服務於我們的生活。

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