大海淘金

吴青

“那天晚上可真冷呀！”亚瑟·瑞安后来回忆说。“大块大块的冰在水面上四处漂浮，我们能听见它们互相碰撞的声音。”1897年2月的那个夜晚，在美国罗德岛州普罗维登斯（罗得岛州府）附近一座摇曳的码头上，瑞安和他的投资伙伴打着寒战熬过了一宿，不敢闭眼，只为守护他们所在棚屋地面上的一个洞。几小时前，同时身为浸礼会牧师、绅士科学家和发明家的普雷斯科特·杰尼根把一个“电瓶箱”放进这个洞里，让它进入下面的纳拉干西特湾。

次日早晨，在撬开这个箱子后，睡眼惺忪的瑞安及其伙伴得到了奖赏：黄金。然而，一切并非看上去那样……

长久以来，冒险家们一直梦想着能够从大海中获得金银财宝。通常，他们会得到来自过去年代的战利品——例如2013年9月，潜水者在美国马萨诸塞州科德角沿岸海域发现了一箱金币，它很可能来自1717年失事的一艘海盗船。当时，这些寻宝人不得不透过一米多深、黑暗而又泥泞的海底海藻聚落去拿到这些金币。按照当地媒体的话说，他们“就像是潜入了一只盛满黑色明胶的大缸子”。

从海洋淘金的理念，最早是由意大利化学家福斯蒂诺·马拉古蒂提出的。1850年，他发现海水中包含氯化银，由此提出了怎样从海水中提炼白银的问题。1865年，在回答伯明翰英国公会的提问时，约翰·宝宁甚至考虑了给船体的铜壳通电，以便海洋中的贵金属能被电镀到铜壳上。

1872年，在海水中发现黄金的消息进一步增加了上述诱惑。即便当时的估计是每吨海水中所含黄金不到1格令（英美制最小重量单位，等于0.0648克），但这也意味着全球海洋中的黄金数量非常非常可观。到了19世纪90年代，使用氰化物从溶液中过滤黄金的新技术问世，看来为从海水中提炼黄金提供了一种方法。澳大利亚人在这方面的兴趣最大，因为他们有繁荣的矿业和很长的海岸线。1896年，悉尼大学著名化学家阿奇博尔德·利弗西奇试验了利用吸积方法，从悬浮于码头下面的铜板上采集矿物。

仅仅一年后，普雷斯科特·杰尼根就宣布了他的“吸金”过程。这显然是一大突破。杰尼根拒绝为这一过程申请专利，因为他不想让那些急不可耐的投资人知道他的电瓶箱里的秘密。不过，人们还是了解到那个箱子涉及电、铂金细线和汞。至少，汞是用于美国加利福尼亚和加拿大克朗代克地区（育空河流域黄金产地）金属提炼过程中的一种熟悉的东西：在汞的上方冲洗金矿石，金元素就会作为混合物沉降出来，这样就能提取黄金。瑞安及其伙伴打开电瓶箱后，发现汞上面有黄金颗粒。这就是说，杰尼根的方法证明上述原则也可延伸到海水。

“大海是金矿！”当时的报刊如此惊呼。1897年，杰尼根的“电镀海盐公司”成立，股本近100万美元（这在当时堪称天文数字）。该公司的293个电瓶箱被严加看守，保存在美国缅因州卢贝克的一家谷物磨粉厂里。海滨小城卢贝克因此有了“新克朗代克”的美誉。让当地人狂喜的是，掘金者“从此几乎无需再去阿拉斯加了”。1898年，首批海金被送到了试金者手中。

卢贝克一下子就繁荣起来。一家巨大的“二厂”计划在潮水中放置数千个电瓶箱，为此雇佣了700人来建厂。卢贝克因此有了第一条电话线、一座新的大桥和一艘叫作“金虫子”的公司专用船。

终场以惊人的速度到来。1898年7月28日，到达二厂的工人们发现，杰尼根及其同伙查尔斯·费舍尔卷着公司的30万美元跑了。在放置电瓶箱的厂房里，记者们发现“直径大约50厘米、水壶形状的机器一直淌着水”。这些黏湿的机器上有汞，但没有黄金。

然而，这并非是海洋淘金梦的终结。在澳大利亚和英格兰，两个独立的企业均在1904年建立。这些澳大利亚淘金者很轻松地得到了矿业工程师艾伯特·阿尔戈自掏腰包的资助，而阿尔戈在澳大利亚新南威尔士州布罗肯·希德的试验厂使用了一种被证明可行的技术——“麦克阿瑟-弗雷斯特氰化物过滤过程”。位于英格兰南岸海灵岛的一家类似的厂子，则夸口说得到了诺贝尔奖获得者威廉·拉姆西的首肯。

虽然这两个计划都以失败告终，但是一位化学家还是执着地面对海金的挑战。在1923年德国的超级通货膨胀中，诺贝尔奖得主弗里茨·哈伯接受了从海水中淘金的秘密任务，德国希望以此还清由第一次世界大战产生的巨额赔偿。哈伯和他的小组装扮成“汉莎号”轮船的机组人员，暗中却检验大西洋海水。“哎！与其把钱花在海水里，还不如用来打扫轮船甲板。”哈伯最终承认：“我放弃了在大海里捞这根可疑的针（指黄金）。”

人们的注意力转向了海洋中比较丰富的其他元素（请参见相关链接：《海水： 金属宝库》），而具有讽刺意义的是，这方面许多人的努力从理论上说不一定有错——但这只是对于他们所在的时代而言。被污染的样本和精度不高的测量，导致早期研究者错估了海水中的实际含金量。例如，哈伯当初的这一估计值就比实际值高了成百上千倍。

现已知道，海水中的金含量仅为万亿分之几，实际数量则很难测量。但是对于现代技术和那些寻求纳米微粒而非金块的人们来说，海洋仍然是一座富矿。2013年初，英国南安普敦大学的化学家帕布罗·罗德罗和芬兰拉彭兰塔科技大学的米卡·希兰帕阿证明，黄金的纳米微粒能够被从人工海水（含金量为百万分之几）中回收。他们在实验中使用了两种在商业上可行的试剂来从溶液中脱除金属离子，还使用了已知对重金属有高亲和性的褐藻粗粉。罗德罗目前正在调查在海洋环境中做同样实验的可行性。

与此同时，一名印度科学家及其同事一直在探索对富含金属的海水使用能分泌纳米黄金微粒的细菌。他们的灵感来自于印度医药中对黄金的传统使用，例如使用含金粉末治疗哮喘和关节炎。

黄金纳米微粒具有堆积在癌细胞里的倾向，这让它们在细胞成像和靶向治疗药物的传递中得到应用。正由于此，海水淘金也在焕发新的活力。黄金纳米微粒的活跃化学和可调光学及电子特性，也使得它们在催化作用中的需求越来越多，并且在微芯片和光电池中的应用越来越广泛。在实验室里制造黄金纳米微粒的过程要求很高的精度，还经常涉及使用对环境有疑似腐蚀性的化学物质，因此，自由可得的海水被视为一种颇具诱惑性的替代资源。如此看来，海水淘金梦从普雷斯科特·杰尼根的纯粹物欲演变到今天，已经走过了一条漫长、多变之路。

杰尼根的“海水淘金”方法之谜其实在于他的同伙费舍尔，后者一直在电瓶箱中播撒金粉。费舍尔甚至穿着潜水服去添加金粉，而投资者就等候在上方的码头上。案发数年后，费舍尔前住地的居民们在他家里发现了一面隐藏的板子，在它背后是一些等待熔炼的旧金饰，这就是杰尼根的“海金”的真正来源。不过，真正的海金还在那儿，只是仍待发现。

海水：金属宝库

海水的巨大存量意味着，就算元素只以微量存在，它们的总量加起来也是很大的潜在资源。现在，已经能够从海水中有利可图地提取溴、镁和碘。在重金属中，除了黄金之外，铀也一直很能提起科学家的兴趣。海水中的铀含量为十亿分之几，其中大多数是铀酰离子，但这些铀足以驱动地球上的全部核电厂成千上万年。

科学家长久以来一直试图提取海水中的铀。1964年，英国原子能研究机构尝试使用易于结合铀酰的过氧化钛，从英格兰南岸波特兰角的海水中提取铀。20世纪70年代，德国科学家培育过藻类来吸收高浓度的重金属，例如铀。与传统采矿方法相比，上述两项技术都不具竞争力。不过，这些技术对于缺乏矿物资源、但对核能有依赖的国家来说很重要。

更新的方法包括：把塑料垫子（浸透了能吸收铀的酰氨肟）放进海水中；使用被称为金属有机配位子结构、对铀有特殊亲和性的化合物。科学家希望，就算这类提炼技术达不到商业开采的标准，它们也能在处理放射性废料方面有宝贵的用途。