你家的电器和化妆品里,可能藏着童工挖出来的这种物质
2020-01-09 08:42

你家的电器和化妆品里,可能藏着童工挖出来的这种物质

本文来自微信公众号: 把科学带回家(steamforkids),作者:七君,Photo by Nischal Masand on Unsplash


家家户户都有化妆品和电器。但是你知道吗,这些日常用品里包含着一个不能说的秘密。它们可能含有第三世界童工挖出来的一种用途广泛的矿物——云母。


云母是层状硅酸盐,化学结构有点像千层饼,一层一层的硅氧四面体堆叠在一起。按照外观和性质,云母主要分成2种,黑云母(biotite)和白云母(muscovite),它们一个黑,一个白。


白云母(左)和黑云母(右)


黑云母里的铁含量更高,密度更大,颜色更深,化学性质更不稳定一些。


白云母的主要产地是印度和俄罗斯。在俄罗斯它主要产自莫斯科地区,这也是它的名字 muscovite 的来源。 在电气时代到来之前,白云母的主要用处是制作窗玻璃,或是高温炉的玻璃,因为白云母透明而且耐热。


白云母制作的窗户 @wikicommons


电器的支柱材料之一


但是从电气时代开始,云母就成了这个产业的一大支柱材料。



原来,云母有非常好的绝缘,绝热性能,化学性质非常稳定,抗酸抗碱,而且还抗压。因此,云母经常被用来制造电气设备。


比如,1904年发明的改变人类文明进程的真空二极管就要用到云母,它是固定真空管的良好材料,因为它能够承受制造过程的高温以及机械应力。云母也是许多电容器的介电质。



电容器需要使用云母


此外,黑云母可以制成世界上最好的隔热材料之一的蛭石,因为蛭石在被加热的时候会膨胀隔热。当然,家用栽培的土也会用到蛭石,因为它的吸水性很好。


蛭石


除了超强的隔热绝缘性能,云母还有双折射能力(一条入射光线产生两条折射光线),因此也可以用来制造偏振光片。


云母的双折射视觉效果 @alan sailer


化妆品也少不了



化妆品是云母的另一大用处,大约10%的云母被用于制造化妆品。


因为云母的化学性质不活泼,皮肤敏感的人也可以使用。加之云母的硬度在2.5-3之间,不会刮伤皮肤,所以适用于制造和皮肤亲密接触的化妆品和日用品。


另外,由于具有双折射的物理性质,需要提亮肤色,以及幻彩效果的化妆品,比如眼影,还有遮瑕膏、粉底液就会大量使用云母。而在所有天然云母中,美丽的白云母也是最贵的化妆品原材料。



云母常被制成粉末,然后添加到化妆品里,FDA要求用于化妆品的云母小于150微米。因此人眼很难分辨是否含有云母。


颜料和汽车涂料也大量使用云母,牙膏里也经常添加云母作为研磨剂和美白剂,用来让牙齿看起来亮白。


云母涂料的珠光效果


黑暗的来源


但是问题来了:这样好用的矿物,却主要产自亚洲,尤其是印度。印度有全世界最大以及品位最高的云母矿,其中大部分位于印度东部地区。在富含云母资源的贾坎德邦,连泥土都是亮晶晶的,好像整片土地都打了高光眼影。


云母的主产区之一,印度贾坎德邦(红色) @wikipedia


早在公元前2000年,印度就有使用云母的记录了,当时云母主要被用来当作药物。因为闪亮的外表,印度教认为云母是闪电的结晶。



不过在英国殖民期间,英国人对印度的云母资源进行了垄断。为了开采运输云母,英国人在加尔各答和德里之间修建了铁路。目前全世界60%的云母矿都在这条铁路的两侧。


而因为殖民了印度,伦敦也成为了云母的交易中心。一战时,英国弹药部(British Ministry of Munitions)完全控制了全世界的云母供应,就是不给敌人德国和奥地利用,让他们干着急。


但是,丰富的云母资源并没有为这片土地带来财富,反而成了经济学意义上的资源诅咒 (resource curse)的典型案例。云母资源丰富的贾坎德邦是印度贫困率最高的地区之一。


根据美国地质调查局(USGS)的数据,顶级云母——红云母的售价可以达到每千克2千美金。但是在印度的云母主产区,一千克云母的收购价格是只有几十美分。


红云母


印度云母产业的童工问题也非常猖獗。


实际上,印度云母产业使用童工的历史由来已久。早在19世纪末,在 A. H. S. Dyer 和 C. W. Jefferson 发明了用云母小片制作成任何形状和大小的大片云母箔的技术后,美国人 H. S. Munsell 就开始训练印度的男孩女孩分割云母片,提供给欧美市场制作电器和电子产品。



而印度云母的童工问题到目前依旧存在。


2016年,汤森·路透基金会就曾报道,虽然印度在80年代就通过了严格的环保法,但是不少矿主为了利益非法开矿,使用童工,甚至掩盖童工在工作过程中因事故死去的事实。许多在矿上做事的童工每天只能赚0.25美金不到。


孩子们就像这样从矿里挖云母矿石出来,然后手工筛选。矿上最小的孩子只有5岁。




但是经过层层倒卖,矿工的身份被掩盖了。靠童工开采的云母矿被转卖到了其他国家,然后被制作成了化妆品、涂料和电子产品。



根据印度矿业局的数据,2013-2014年印度出口了12.8万吨云母,其中62%出口到了中国、日本、美国、荷兰和法国。但讽刺的是,同期印度合法云母矿产量仅1.9万吨。汤森路透报道,印度出口的云母中,70%来自非法云母矿。


印度政府对童工的态度也是暧昧不明。


虽然印度法律禁止18岁以下的儿童和青少年在矿井和有害环境里工作,但是2019年,在接受时尚媒体 Refinery29 的采访中,印度妇女和儿童发展部的秘书长 Shri Rakesh Srivastava 却表示:“我们并没有对云母矿使用童工的情况进行调查,童工问题不属于我们的管辖范围。”


美丽而危险


许多童工因为云母矿井塌方而悲惨地死去。2014年的诺贝尔和平奖获得者,印度儿童人权运动家凯拉什·萨蒂亚尔蒂 (Kailash Satyarthi)仅在2016年6月就记录了20起云母矿导致的儿童死亡事件。



而这和云母的化学性质脱不了关系。我们开头说过,云母是一层层硅氧四面体的云片糕。



但是如果四面体遇到其他八面体片的硅酸盐,就可能形成膨胀土。膨胀土遇到水就会膨胀,水蒸发后则会开裂。


由于这种化学特性,云母通常在大雨之后才显露出来,难怪古时候的印度人曾认为云母是像蘑菇一样在雨后才出现的东西。


云母的层状结构


听起来云母现身的故事很美,但是在矿井和土木工程中这却是灾难片。


用来充当建筑材料的砂岩和粉砂岩里亮晶晶的物质就是云母。下雨后,用含有白云母和八面体片的硅酸盐制作的路面和建筑物就会吸水鼓包;天气放晴后,水分蒸发,路面就容易开裂。放到云母矿里,这是很致命的。



而对于童工来说,下矿除了有塌方等事故带来的直接生命危险之外,还有长期的健康风险。矿井里云母的灰尘会引起尘肺病和肺癌。贾坎德邦每年增长的癌症发病率就与此有关。


合成云母


含有云母的化妆品产生的闪光效果


有人会说,可不可以用人工合成的云母替代天然云母呢?


市场上是有合成云母。早在1887年,P. Hautefille 和 P. St. Gilles 就合成了类似于黑云母的云母。但是直到1954年,美国矿物局的实验室材制造出了有商业价值的合成云母。


但需要指出的是,一直到现在,合成云母依然没能取代天然云母的地位。根据商业新闻媒体 Globalnewswire 的调研,2018年天然云母占据了主要的市场份额,颜料、化妆品、油漆、电子产品都要用到天然云母。


合成云母主要用于化妆品。


目前市场上主要的合成云母是氟金云母(KMg3A1Si3O10F2)。氟金云母的化学成分和天然云母不同,天然云母的羟基被替换成了氟。由于这种合成云母有较大的长宽比,所以能产生有透明感的天然妆容效果,是不少化妆品的成分。



氟晶云母也是神州八号、九号、十号宇宙飞船和环境监测卫星(尖兵九号)等航天设备的绝缘片。


理工直男如何说服女朋友和老母亲购买氟金云母化妆品:


天然云母含有羟基,在500摄氏度以上的高温会因脱水而失去云母的特性,但是氟金云母就不一样了,体电阻率比天然云母不知道高到哪里去了,神州8-10号都在用呢,用了可以上天呢,OMG,我的妈呀太好看了吧。



本文来自微信公众号: 把科学带回家(steamforkids),作者:七君

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