臭氧问题大 北半球热力无法挡

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【大纪元8月15日讯】自由时报特派记者胡蕙宁报导

这个夏天,整个北半球似乎只能用一个字来形容,那就是“热”!热到臭氧问题又成为环保焦点,并在全球掀起讨论。

 首先上场的是臭氧层逐渐稀薄与破洞的问题,在夏日高温的日照强烈之下,被认为将引起连锁的人类“生理反应”,例如病变比例的增高与罹患皮肤癌的比例上升,臭氧直接落地会刺激眼睛黏膜引发白内障,造成头痛、伤害肺功能和许多免疫系统相关的疾病,也就是说,整个地球气候的变化与臭氧息息相关,而人类接下来的生存问题更是受到挑战。

 根据德国臭氧环境联盟的资料,有百分之十五的德国民众对于臭氧层破洞引起“生理的敏感反应”。

 在相关研究证实后发现,臭氧层稀薄甚至会破坏遗传基因,提高罹患癌症的可能性,其中婴儿与幼龄儿童尤其被列为该敏感反应的“风险族群”。不只是人类与动物,植物也是这个问题的“被害族群”,一些森林就是在这种生态失调的条件下逐渐死去。

 所谓臭氧(O3)是一种刺激味浓重的浅淡蓝色气体,存在于距离地球表面约二十五到三十公里的上平流层中。包裹地球的平流层是介于最接近地表的对流层,与远离地表的中气层和热气层之间的一个气层,宽约三十公里,里面含有臭氧比例约百分之九十。

 这层叫做“臭氧层”的薄气流分布各地并不均匀,却可以挡住百分之九十九的紫外线,功能犹如“太阳眼镜”般,保护地表生物免于直接受到紫外线照射的伤害,在过滤致命危险的辐射线之后,提供光线与热度给地球生物生存。在臭氧层逐渐稀薄之后,麻烦就在过量的紫外线开始“直接入侵”地球。

 臭氧层稀薄与破洞的杀手何在?科学家认为氟氯碳化物(CFCs)是罪魁祸首,这在德国工业界已经完全禁用。事实上,在一八九六年时,科学家就发现煤燃烧所产生的二氧化碳会提升地表的温度。

 一九七○年代初期,开始有人警觉到臭氧问题。环保与科学人士先是认为“超音速航空器”(supersonic transport,SST)在平流层飞行所排出的氮氧化物(NOx)、硫化物和水汽,会对高层大气造成“不良影响”。一九七一年加州大学柏克莱物理化学家琼斯顿(H.Johnston)也正式提出警告,说超音速航空器确实严重破坏臭氧层。

 但是一九七二年美国航空暨太空总署(NASA)却发表声明,指出太空梭的“固体燃料火箭推进引擎”(solid rocketbooster,SRB) 直接排放“氯”到平流层中,威胁了臭氧层。这一发表转移了科学界的注意力,一改在过去认为平流层中氯的唯一来源是火山爆发,因为爆发量稀少而可以被忽视的情况。

 美国航空暨太空总署委托史托拉斯基(R. S. Stolarski)和塞西隆(R. J. Cicerone)两位教授所做的评鉴报告在一九七三年也指出,太空梭所排出的氯确实会严重破坏平流层中的臭氧。

 在国际间真正将“臭氧责任”指向人工合成的氟氯碳化物,是由加州大学尔汶分校的莫里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)所提出。这两位先驱证实,生命期长达四十到一百五十年的氟氯碳化物本身相当安定,可以在大气中不断累积,最后上升到平流层中,在那里受紫外线照射而分解产生氯原子。活泼好动的氯原子与臭氧反应后,开始分解消失臭氧。一个氯原子在失去活性以前,具有足以破坏一万个臭氧分子的“杀伤力”。

 莫里纳和罗兰德强调,平流层所能接受的氯很有限,而在过去五十年当中,排放在大气中的氯量已经非常可观,目前即使大量降低氟氯碳化物的使用量,大气层也需要“好一段长时间”才能逐渐减缓臭氧的继续分解。这篇发表于一九七四年科学龙头杂志“自然”的文章,一举重创氟氯碳化物过去在工业界的“宠儿地位”,在媒体的大幅报导下,立刻猪羊变色的成为损耗臭氧的“环境头号杀手”!

 过去因为相信俗称氟利昂(Freon)的氟氯碳化物稳定性高,不自燃、不助燃、也不易起化学变化与对人体伤害较小等等优点,被工业界普遍使用在家用与日常品的制造。

 使用范围之广包括发泡剂,冷冻机、冰箱、汽车、空调用冷媒,印刷基板、半导体材料等电子零件与光学零件清洗剂,以及化学品、医药品、清洁用品等需要推进之喷雾装剂。而常作为灭火剂原料的海龙(Halon)也是全卤化碳氢化合物,据检验破坏臭氧的能力更甚于氟氯碳化物。

 问题在工业界于一九七○年之后火速又大量的使用氟氯碳化物,一九八六年全球消费量就达到一百十三万公吨。在其未受管制前,据估计全球每年要排放约一百万吨以上到大气中,目前估计就有总重量约两千万吨的氟氯碳化物还留在对流层中。而因为世界主要的工业国家多分布在北半球,因此北半球大气中氟氯碳化物的平作度就相较于南半球高。

 一九八五年,第一个臭氧破洞在南极地带被发现,这个至今最大的臭氧破洞出现在南极而不是其他地方,科学界归因于南极特殊的地理环境和气候状况。

  全球环境组织在一九八五年同年就签署了维也纳协定,一九八七年又通过蒙特娄公约以限制氟氯碳化物的生产与使用量,开始在一九八九年逐年削减。

 科学家于一九九二年再测量南极,发现两千三百万平方公里地区的臭氧浓度已经被稀释了一半。北半球的臭氧层也经测量后发现越来越稀薄。情况还不只如此,臭氧问题依然扩张中,该薄的不薄、该厚的不厚,在平流层臭氧逐渐稀薄的同时,地球表面的臭氧密度却日渐高升。

 地表交通的废气排放量急遽上升,加剧地面的臭氧密度量,德国专家测量后发现,特别是在下午与傍晚时间,臭氧密度测量值通常最高。德国在一九九五年开始施行臭氧法(Ozongesetz),这个俗称为“夏日烟雾规则”中规定,在臭氧密度达到一百八十微克时,警告民众减少户外活动;到达两百四十微克量时,必须施行汽车交通禁行。但是这个法规在一九九九年终止,绿党环境部长特立丁没能够让新臭氧法于国会中通过,于是德国目前就处于无“法”处理夏日臭氧烟雾弥漫的状态。

 在今年夏天德国冲破历史高温摄氏四十度的同时,许多地方的臭氧密度测试都超过欧盟指令所要求的一百八十微克的临界点,六成德国民众在电视问卷调查中表示,希望在臭氧密度值过高的地区再度实施交通禁令。

 在闷热气温与臭氧密度过高的地区,欧盟方面的呼吁是禁驶汽车交通工具,大人小孩在外头尽量减少激烈活动。德国绿色和平组织则要求“立刻施行交通禁运措施”,且不能是局部的,因为臭氧会随着风吹“到处运行”。

 德国绿色和平组织气候专家冯葛任(von Goerne)在媒体上大声疾呼,在臭氧密度过高地区必须大幅度的限制汽车使用,必要的危险状况下,甚至可能施行全国性汽车停用!该组织根据的是世界卫生组织(WHO)的标准,在臭氧值一百二十微克的界线点达到时,没有安装催化剂的摩托车与其他交通工具都必须停止使用。在达到臭氧值一百八十微克的情况下,运货大卡车也必须停驶。而令人忧心的是,德国许多地区在这个高温的夏日中,臭氧值都已经超过两百微克!

 德国社会民主党国会党团代理主席米歇尔.米勒呼吁工业界共同来注意环保问题,建议多使用再生与太阳能源,因为环境保护已经到了“刻不容缓的时候”。在“臭氧层破坏能力指数”(OzoneDepletion Potential, ODP)过高的压力下,许多国际化学大厂都积极投入氟氯碳化物替代品的研发工作。

 但是缓不济急。自一九七八年之后的十年内,据统计全球各纬度平流层的臭氧含量还是逐渐降低约百分之一.二到十不等,南极上空依然是臭氧破坏最严重的地区,在春季期间会有“臭氧洞”的出现。

 而估计目前全世界臭氧层正以每年百分之二至三的削减速度持续进行中,依此速度推算“进程”,二十一世纪末的平流层臭氧含量可能降至目前的一半多,到时人类还能否“对上挺住”辐射伤害,“对下力抗”臭氧密度高升,将是“活生生的一大考验”!
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