撰文 | 乌其多众合资本
审校 | Ziv
最近，一位探险博主在湘西喀斯特地貌区的洞穴中，于地下暗河的尽头拍到了一口奇怪的大灶台，随后，又在不远前方发现了一个圆形坑洞：
视频来源：鸽子户外探险@抖音@B站@小红书，已获作者授权
这就是以前“熬硝人”留下的遗迹。
目前的历史和考古证据表明，中国很可能是有明确证据支持的最早系统化熬硝的国家。无论多么人迹罕至、黑暗闭塞的洞穴，只要有优质硝石存在，熬硝人都很可能在里面留下印记。
四川乐山险峻的硝斗岩，保留着明代的炼硝遗址 图源：乐山文旅
在我国喀斯特洞穴中存在着大量各个历史时期的熬硝遗址，广泛分布于重庆、 四川、湖南、湖北、贵州、广西、陕西等地。
至于为啥是喀斯特洞穴，原因是因为这里积存了大量的......粪便。
没有粪便，就没有硝石和火药？
熬硝的最终目标和核心产物，就是从硝石中提炼出尽可能纯净的硝酸钾（KNO₃）。
硝酸钾是一种无味白色结晶盐，易溶于水 图源：shinemaxpharma
硝酸钾的形成，核心是硝化作用。
简单来说，这个作用就是将含氮有机物中的氮元素，通过硝化细菌逐步氧化，最终生成硝酸盐的过程。
硝化作用图解 图源：wiki
那么，含氮有机物从哪来呢？
在自然环境中，浓度最高、最集中的氮来源就是人、畜、鸟、蝙蝠的粪便以及其它腐烂的有机物（如尸体、植物残骸）。
因此，粪便越多、越集中的地方，硝土的质量就越高。
而喀斯特地貌的形成是一个跨越数亿年、持续至今的动态过程。在这个过程中，燕子和蝙蝠等飞行动物在喀斯特洞穴中生活了上千万年，其粪便在洞中日积月累，形成巨量粪堆，其中的含氮有机物在特殊细菌作用下转化为硝酸，再与洞穴岩土中的钾元素结合，最终形成硝酸钾。
在适宜的条件下，这些硝酸钾会以白色针状结晶的形式析出于洞壁之上，称为“地霜”或“壁霜”，是纯度较高的天然硝石。
鼠耳蝠属的蝙蝠超过100种众合资本，大部分都是洞栖性蝙蝠，图为中华鼠耳蝠
图源：hkbatradar
硝酸钾用途广泛，可用于药用、肥料，更是制作四大发明之一的火药的最主要成分。
老式火药/黑火药的组成部分 图源：网络
所以可以这么说：火药这种看似强大的战争武器，其最核心的原料生产，曾高度依赖于最污秽、最不起眼的粪便和自然界的分解过程。
不过，洞穴硝石的储量虽然够大，但毕竟挖起来门槛比较高，不是人人都能挖得着，所以古代民间挖硝人也会去老墙根、旱厕旁的土砖上收集硝土。
经过常年尿液渗透的墙根，也可能生成纯度较高硝土 图源：e-mansion.co.jp
熬硝步骤：
如果是小具规模的洞穴熬硝工坊，会挖专业淋硝池，普通人家则用一口锅来完成步骤：
一.淋滤与过滤：用水浸泡硝土，过滤掉泥沙等不溶物，得到硝水(如果洞穴硝石的纯度很高，这一步可以简化甚至省略）。
二.转化与沉淀：向硝水中加入草木灰（提供K₂CO₃），充分反应后静置，使沉淀（同上，纯度高的洞穴硝石经常省略这一步）。
三.过滤与浓缩：将上清液再次过滤以彻底除去碳酸钙沉淀，然后将滤液煮沸浓缩，得到粗制硝石。
四.重结晶提纯：将粗制硝石溶于热水，热过滤后冷却结晶，分离晶体和母液。此过程可重复1-2次。
五.干燥与储存：将得到的洁白针状结晶低温烘干，密封储存。
重庆金佛洞的“淋硝池”，该池往往是为了处理那些纯度不够高的原料而设计的
图源：知网论文《三维激光扫描在喀斯特洞穴熬硝遗址测绘中的应用》
为了得到硝石，人类有多不容易？
我国是喀斯特大国，喀斯特地貌分布面积达344万平方千米，占全球喀斯特地貌总面积的1/6，洞穴数量多达50万个，蕴藏着丰富的硝土资源。
这些喀斯特洞穴很可能为我国古代火药的配制提供了最重要的硝石原料。
而在全世界范围内，熬硝都曾经是一个非常重要的产业。硝石的来源，也曾经是个世界性难题。
美国肯塔基州中部的猛犸洞，是世界上最长的洞穴，已探出的长度近600公里。在开辟猛犸洞为国家公园之前，这里曾经是开采制作火药的硝石矿场，有的巨大的洞口可以容卡车驶入。
该洞所产的硝石，主要应用于第二次美英战争期间火药的生产。
美国肯塔基州中部猛犸洞内的熬硝坑 图源wiki
而欧洲人在13世纪以前都不知道有硝石的存在，直到火药传入才开始渐渐认识硝石。
为了获取硝石，欧洲人甚至走上了“邪修”的道路：他们建立了“硝石种植园”，试图像种庄稼一样在地里种植硝石。
具体做法是在沟渠内铺垫黏土，然后分层堆放动物排泄物、腐烂的有机物（如树叶）、石灰石或草木灰，并定期补充尿液和粪水来“培养”硝石。
这套方法依赖于有机物的硝化作用，虽然效率不高且过程肮脏，但在一定程度上缓解了欧洲硝石紧缺的局面。
15世纪德国的一个硝石种植园 图源wiki
16至18世纪，英国甚至设置了“硝石官”这个特殊的职位。
由于旺盛的军事扩张和火药制造需求，硝石官持有国王的特许状，权力很大。他们可以强行进入私人领地（包括民宅、马厩、谷仓，甚至教堂和王宫）刮取硝土。
这个过程充满污秽和破坏，所以民众普遍厌恶和抵制他们，硝石官在历史上也是一个长期声名狼藉的职业。
1913年，随着德国建成第一座合成氨工厂，人工合成硝酸盐在成本、效率和规模上全面超越了传统熬硝。从此熬硝这项全球性的职业开始走向没落。
熬硝人作为“全球最神秘的探洞组织”，终于也成为了历史。
参考资料：
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Saltpetre_works
[2]知网论文《三维激光扫描在喀斯特洞穴熬硝遗址测绘中的应用》，西南大学
[3] https://www.hkcd.com/content/2014-05/29/content_847207.html
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