撰文 | 烏其多

審校 | Ziv

最近，一位探險(xiǎn)博主在湘西喀斯特地貌區(qū)的洞穴中，于地下暗河的盡頭拍到了一口奇怪的大灶臺(tái)，隨后，又在不遠(yuǎn)前方發(fā)現(xiàn)了一個(gè)圓形坑洞：

視頻來(lái)源：鴿子戶外探險(xiǎn)@抖音@B站@小紅書，已獲作者授權(quán)

這就是以前“熬硝人”留下的遺跡。

目前的歷史和考古證據(jù)表明，中國(guó)很可能是有明確證據(jù)支持的最早系統(tǒng)化熬硝的國(guó)家。無(wú)論多么人跡罕至、黑暗閉塞的洞穴，只要有優(yōu)質(zhì)硝石存在，熬硝人都很可能在里面留下印記。

四川樂山險(xiǎn)峻的硝斗巖，保留著明代的煉硝遺址 圖源：樂山文旅

在我國(guó)喀斯特洞穴中存在著大量各個(gè)歷史時(shí)期的熬硝遺址，廣泛分布于重慶、 四川、湖南、湖北、貴州、廣西、陜西等地。

至于為啥是喀斯特洞穴，原因是因?yàn)檫@里積存了大量的......糞便。

沒有糞便，就沒有硝石和火藥？

熬硝的最終目標(biāo)和核心產(chǎn)物，就是從硝石中提煉出盡可能純凈的硝酸鉀（KNO?）。

硝酸鉀是一種無(wú)味白色結(jié)晶鹽，易溶于水 圖源：shinemaxpharma

硝酸鉀的形成，核心是硝化作用。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這個(gè)作用就是將含氮有機(jī)物中的氮元素，通過(guò)硝化細(xì)菌逐步氧化，最終生成硝酸鹽的過(guò)程。

硝化作用圖解 圖源：wiki

那么，含氮有機(jī)物從哪來(lái)呢？

在自然環(huán)境中，濃度最高、最集中的氮來(lái)源就是人、畜、鳥、蝙蝠的糞便以及其它腐爛的有機(jī)物（如尸體、植物殘?。?/strong>。

因此，糞便越多、越集中的地方，硝土的質(zhì)量就越高。

而喀斯特地貌的形成是一個(gè)跨越數(shù)億年、持續(xù)至今的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，燕子和蝙蝠等飛行動(dòng)物在喀斯特洞穴中生活了上千萬(wàn)年，其糞便在洞中日積月累，形成巨量糞堆，其中的含氮有機(jī)物在特殊細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為硝酸，再與洞穴巖土中的鉀元素結(jié)合，最終形成硝酸鉀。

在適宜的條件下，這些硝酸鉀會(huì)以白色針狀結(jié)晶的形式析出于洞壁之上，稱為“地霜”或“壁霜”，是純度較高的天然硝石。

鼠耳蝠屬的蝙蝠超過(guò)100種，大部分都是洞棲性蝙蝠，圖為中華鼠耳蝠

圖源：hkbatradar

硝酸鉀用途廣泛，可用于藥用、肥料，更是制作四大發(fā)明之一的火藥的最主要成分。

老式火藥/黑火藥的組成部分 圖源：網(wǎng)絡(luò)

所以可以這么說(shuō)：火藥這種看似強(qiáng)大的戰(zhàn)爭(zhēng)武器，其最核心的原料生產(chǎn)，曾高度依賴于最污穢、最不起眼的糞便和自然界的分解過(guò)程。

不過(guò)，洞穴硝石的儲(chǔ)量雖然夠大，但畢竟挖起來(lái)門檻比較高，不是人人都能挖得著，所以古代民間挖硝人也會(huì)去老墻根、旱廁旁的土磚上收集硝土。

經(jīng)過(guò)常年尿液滲透的墻根，也可能生成純度較高硝土 圖源：e-mansion.co.jp

熬硝步驟：

如果是小具規(guī)模的洞穴熬硝工坊，會(huì)挖專業(yè)淋硝池，普通人家則用一口鍋來(lái)完成步驟：

一.淋濾與過(guò)濾：用水浸泡硝土，過(guò)濾掉泥沙等不溶物，得到硝水(如果洞穴硝石的純度很高，這一步可以簡(jiǎn)化甚至省略）。

二.轉(zhuǎn)化與沉淀：向硝水中加入草木灰（提供K?CO?），充分反應(yīng)后靜置，使碳酸鈣沉淀（同上，純度高的洞穴硝石經(jīng)常省略這一步）。

三.過(guò)濾與濃縮：將上清液再次過(guò)濾以徹底除去碳酸鈣沉淀，然后將濾液煮沸濃縮，得到粗制硝石。

四.重結(jié)晶提純：將粗制硝石溶于熱水，熱過(guò)濾后冷卻結(jié)晶，分離晶體和母液。此過(guò)程可重復(fù)1-2次。

五.干燥與儲(chǔ)存：將得到的潔白針狀結(jié)晶低溫烘干，密封儲(chǔ)存。

重慶金佛洞的“淋硝池”，該池往往是為了處理那些純度不夠高的原料而設(shè)計(jì)的

圖源：知網(wǎng)論文《三維激光掃描在喀斯特洞穴熬硝遺址測(cè)繪中的應(yīng)用》

為了得到硝石，人類有多不容易？

我國(guó)是喀斯特大國(guó)，喀斯特地貌分布面積達(dá)344萬(wàn)平方千米，占全球喀斯特地貌總面積的1/6，洞穴數(shù)量多達(dá)50萬(wàn)個(gè)，蘊(yùn)藏著豐富的硝土資源。

這些喀斯特洞穴很可能為我國(guó)古代火藥的配制提供了最重要的硝石原料。

而在全世界范圍內(nèi)，熬硝都曾經(jīng)是一個(gè)非常重要的產(chǎn)業(yè)。硝石的來(lái)源，也曾經(jīng)是個(gè)世界性難題。

美國(guó)肯塔基州中部的猛犸洞，是世界上最長(zhǎng)的洞穴，已探出的長(zhǎng)度近600公里。在開辟猛犸洞為國(guó)家公園之前，這里曾經(jīng)是開采制作火藥的硝石礦場(chǎng)，有的巨大的洞口可以容卡車駛?cè)搿?br/>

該洞所產(chǎn)的硝石，主要應(yīng)用于第二次美英戰(zhàn)爭(zhēng)期間火藥的生產(chǎn)。

美國(guó)肯塔基州中部猛犸洞內(nèi)的熬硝坑 圖源wiki

而歐洲人在13世紀(jì)以前都不知道有硝石的存在，直到火藥傳入才開始漸漸認(rèn)識(shí)硝石。

為了獲取硝石，歐洲人甚至走上了“邪修”的道路：他們建立了“硝石種植園”，試圖像種莊稼一樣在地里種植硝石。

具體做法是在溝渠內(nèi)鋪墊黏土，然后分層堆放動(dòng)物排泄物、腐爛的有機(jī)物（如樹葉）、石灰石或草木灰，并定期補(bǔ)充尿液和糞水來(lái)“培養(yǎng)”硝石。

這套方法依賴于有機(jī)物的硝化作用，雖然效率不高且過(guò)程骯臟，但在一定程度上緩解了歐洲硝石緊缺的局面。

15世紀(jì)德國(guó)的一個(gè)硝石種植園 圖源wiki

16至18世紀(jì)，英國(guó)甚至設(shè)置了“硝石官”這個(gè)特殊的職位。

由于旺盛的軍事擴(kuò)張和火藥制造需求，硝石官持有國(guó)王的特許狀，權(quán)力很大。他們可以強(qiáng)行進(jìn)入私人領(lǐng)地（包括民宅、馬廄、谷倉(cāng)，甚至教堂和王宮）刮取硝土。

這個(gè)過(guò)程充滿污穢和破壞，所以民眾普遍厭惡和抵制他們，硝石官在歷史上也是一個(gè)長(zhǎng)期聲名狼藉的職業(yè)。

1913年，隨著德國(guó)建成第一座合成氨工廠，人工合成硝酸鹽在成本、效率和規(guī)模上全面超越了傳統(tǒng)熬硝。從此熬硝這項(xiàng)全球性的職業(yè)開始走向沒落。

熬硝人作為“全球最神秘的探洞組織”，終于也成為了歷史。

參考資料：

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Saltpetre_works

[2]知網(wǎng)論文《三維激光掃描在喀斯特洞穴熬硝遺址測(cè)繪中的應(yīng)用》，西南大學(xué)

[3] https://www.hkcd.com/content/2014-05/29/content_847207.html

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