臭氧洞可否修復?

臭氧洞縮小 莫太早高興 6/10/2002 Mingpao 明報國際版

專家﹕純因罕有暖流暫紓破壞

【 明 報 專 訊 】 每 逢 9 月 底 10 月 初 的 南 極 春 季 ， 南 極 上 空 的 臭 氧 層 便 會 逐 漸 變 得 稀 薄 ， 出 現 人 所 共 知 的 「 臭 氧 洞 」 ， 而 這 個 洞 一 年 比 一 年 惡 化 。 可 是 在 今 年 ， 科 學 家 卻 發 現 ， 臭 氧 洞 在 九 月 底 比 去 年 縮 小 了 四 成 。 美 國 太 空 總 署 以 及 美 國 海 洋 及 大 氣 局 的 科 學 家 證 實 這 一 發 現 ， 並 指 出 臭 氧 洞 不 但 面 積 縮 小 ， 而 且 離 奇 地 一 分 為 二 。 但 他 們 強 調 ， 原 因 只 是 臭 氧 層 所 在 的 大 氣 平 流 層 氣 候 出 現 變 異 ， 而 不 是 因 為 人 類 禁 絕 有 害 化 學 品 的 成 效 昭 著 。

南 極 臭 氧 層 因 化 學 品 污 染 而 穿 洞 的 問 題 自 80 年 代 中 期 被 證 實 後 ， 便 一 年 比 一 年 嚴 重 ， 並 於 2000 年 達 至 高 峰 ， 破 洞 面 積 達 到 3000 萬 平 方 公 里 ， 比 中 國 兩 倍 還 大 ， 不 但 覆 蓋 整 個 南 極 洲 ， 還 擴 展 至 南 美 洲 ， 智 利 首 當 其 衝 。 但 最 近 的 衛 星 圖 片 顯 示 ， 在 這 三 個 星 期 ， 南 極 臭 氧 洞 的 面 積 只 有 1500 萬 平 方 公 里 ， 遠 遠 低 於 過 去 6 年 平 均 數 。

面 積 低 於 平 均 數

臭 氧 層 日 漸 稀 薄 ， 肇 因 於 「 含 氯 氟 烴 」 （ CFCs ） 的 化 學 合 成 物 質 ， CFCs 分 散 時 釋 出 的 氯 氣 ， 就 是 破 壞 臭 氧 層 的 元 兇 。 但 這 些 破 壞 臭 氧 化 合 物 也 要 有 恰 當 氣 候 環 境 才 具 破 壞 力 ， 而 南 極 上 空 的 大 氣 環 境 使 其 別 具 破 壞 力 。 南 極 最 冷 的 天 氣 通 常 在 8 、 9 月 春 季 ， 在 如 此 冷 天 氣 下 形 成 的 薄 雲 及 雲 粒 子 的 化 學 反 應 使 氯 氣 和 溴 氣 釋 出 ， 迅 速 破 壞 臭 氧 層 。 但 美 國 海 洋 及 大 氣 局 天 氣 預 防 中 心 的 科 學 家 龍 指 出 ， 今 年 秋 天 平 流 層 出 現 了 罕 有 的 暖 流 ， 氯 氣 的 破 壞 力 縮 減 ， 臭 氧 洞 亦 因 而 比 前 小 。

此 外 ， 與 南 極 臭 氧 洞 形 成 有 關 的 「 極 地 漩 渦 」 （ polar vortex ） 出 現 分 裂 現 象 ， 也 與 臭 氧 洞 縮 小 有 關 。 以 往 5 、 6 月 間 的 南 極 冬 季 開 始 後 ， 由 強 烈 冷 氣 團 環 流 形 成 漩 渦 ， 使 周 圍 的 大 氣 完 全 隔 離 ， 令 從 低 緯 度 地 區 所 吹 來 的 溫 暖 而 富 含 臭 氧 的 空 氣 無 法 進 入 ， 使 內 部 溫 度 無 法 上 升 ， 臭 氧 更 被 破 壞 得 無 所 遁 形 。 不 過 龍 指 出 ， 今 年 南 半 球 的 臭 氧 所 在 的 平 流 層 （ stratosphere ） 受 到 極 不 尋 常 的 干 擾 ， 極 地 漩 渦 裂 開 ， 使 暖 空 氣 能 夠 局 部 進 入 ， 污 染 物 的 破 壞 力 遂 得 減 少 。

美 國 太 空 總 署 Goddard 太 空 飛 行 中 心 的 著 名 臭 氧 研 究 專 家 紐 曼 說 ﹕ 「 氯 和 溴 化 物 導 致 臭 氧 洞 ， 氣 溫 亦 是 主 要 原 因 。 」 翻 查 紀 錄 ， 在 1988 年 ， 臭 氧 洞 的 範 圍 亦 曾 縮 小 ， 其 肇 因 原 來 亦 與 較 暖 的 大 氣 溫 度 有 關 。 他 說 ， 今 年 是 自 88 年 以 來 最 小 的 臭 氧 洞 ， 但 臭 氧 層 被 大 舉 侵 蝕 的 現 象 不 變 。 其 他 研 究 員 亦 強 調 ， 單 單 一 年 的 異 常 模 式 並 不 代 表 是 長 遠 趨 勢 。 再 者 ， 這 些 數 據 並 未 表 明 臭 氧 層 正 有 修 復 的 趨 勢 。

南極低溫環境利污染物破壞臭氧層

【 明 報 專 訊 】 臭 氧 洞 今 年 因 大 氣 出 現 暖 流 而 面 積 縮 小 ， 間 接 解 釋 了 為 何 污 染 物 主 要 來 自 發 達 國 家 ， 但 臭 氧 層 破 洞 之 處 卻 在 人 煙 稀 少 的 南 極 。

雖 然 科 學 已 經 知 道 CFCs( 含 氟 氯 烴 ) 是 造 成 臭 氧 洞 的 主 要 原 因 ， 但 科 學 家 相 信 ， 這 些 污 染 物 也 得 有 南 極 的 極 度 嚴 寒 環 境 ， 才 能 使 臭 氧 層 穿 洞 。

氯 原 子 春 天 破 壞 臭 氧

南 極 冰 凍 大 地 上 空 的 平 流 層 溫 度 極 低 ， 形 成 極 區 平 流 層 雲 (Polar Stratospheric Clouds ， PSCs) 。 它 是 由 非 常 小 的 微 粒 所 組 成 的 雲 層 ， 一 些 含 氯 的 化 學 物 質 會 附 在 這 些 微 粒 的 表 面 ， 進 行 異 質 的 催 化 作 用 ， 而 釋 出 氯 原 子 ， 等 到 南 極 春 天 來 臨 時 ， 氯 原 子 在 較 強 的 陽 光 照 射 下 會 到 處 肆 虐 ， 而 與 臭 氧 分 子 進 行 反 應 ， 使 得 南 極 臭 氧 破 洞 都 發 生 在 春 天 。

此 外 ， 且 赤 道 附 近 的 臭 氧 經 過 大 氣 的 流 動 往 南 極 傳 送 ， 造 成 全 球 臭 氧 量 逐 年 降 低 。

北 極 地 面 特 殊 未 現 臭 氧 洞

而 同 樣 低 溫 的 北 極 ， 臭 氧 層 也 會 在 春 天 變 薄 ， 形 成 類 似 臭 氧 洞 的 現 象 ， 但 未 至 於 出 現 南 極 般 的 穿 洞 現 象 ， 原 因 是 北 極 地 區 地 表 特 殊 ， 在 冬 天 會 突 然 出 現 增 溫 現 象 ， 所 以 不 易 形 成 「 極 地 平 流 層 」 。

牛 頓 雜 誌



臭氧洞癒合須50年

【 明 報 專 訊 】 澳 洲 科 學 家 表 示 ， 由 於 人 類 已 採 取 多 種 措 施 保 護 臭 氧 層 ， 在 2000 年 ， 大 氣 中 破 壞 臭 氧 層 的 氯 含 量 已 停 止 增 加 ， 並 且 在 近 幾 十 年 中 首 次 下 降 ， 臭 氧 洞 有 望 於 數 年 後 開 始 縮 小 ， 但 要 臭 氧 破 洞 完 全 「 癒 合 」 ， 約 需 時 50 年 。

有 望 數 年 後 縮 小

臭 氧 是 由 3 個 氧 原 子 結 合 而 成 ， 是 略 帶 淡 藍 色 、 帶 有 臭 味 的 氣 體 。 大 氣 中 的 臭 氧 絕 大 部 分 集 中 在 離 地 面 大 約 25 － 30 公 里 的 平 流 層 上 層 之 中 ， 這 「 臭 氧 層 」 極 薄 ， 但 對 於 地 球 上 的 生 命 卻 非 常 重 要 ， 因 為 臭 氧 能 吸 收 陽 光 中 的 有 害 的 紫 外 線 。 然 而 ， 這 層 重 要 的 臭 氧 卻 受 到 嚴 重 破 壞 。 所 謂 臭 氧 洞 ， 並 非 真 的 出 現 一 個 洞 ， 而 是 指 大 氣 中 臭 氧 含 量 比 正 常 情  下 減 少 60% 以 上 的 區 域 。 臭 氧 洞 在 70 年 代 以 前 並 不 存 在 ， 至 1985 年 ， 科 學 家 發 現 ， 在 1977 － 1984 年 南 極 上 空 春 季 時 的 大 氣 臭 氧 含 量 大 約 減 少 了 四 成 以 上 ， 此 後 情 形 年 年 惡 化 。

紫 外 線 增 加 對 人 類 健 康 所 造 成 的 危 害 ， 以 皮 膚 癌 最 為 人 熟 知 根 據 聯 合 國 相 關 組 織 的 統 計 資 料 顯 示 ﹕ 大 氣 總 臭 氧 量 若 減 少 10% ， 皮 膚 癌 的 罹 患 率 將 增 加 26% ， 且 每 年 全 世 界 將 新 增 加 30 萬 名 以 上 的 皮 膚 癌 患 者 。

各 國 在 87 簽 訂 歷 史 性 的 「 蒙 特 利 爾 議 定 書 」 ， 強 制 規 定 締 約 國 逐 步 停 用 CFCs 。 其 後 研 究 顯 示 ， 北 半 球 大 氣 中 CFCs 的 濃 度 漸 有 減 緩  象 ， 證 明 管 制 措 施 已 開 始 收 效 。 但 臭 氧 洞 合 上 估 計 需 時 50 至 100 年 。

若你在街道上走路的時候，看到空氣略帶淺啡色，又有一股辛辣的氣味，那你嗅到的可能是汽車廢氣受太陽光化學作用所產生的「煙霧」，英文叫'Smog'。這煙霧的成份之一是臭氧。它對人的眼、鼻、喉和肺都帶有刺激作用。

現代生活中，我們製造了不少臭氧，上述例子中的臭氧只是副產品。由於臭氧是一個非常強的氧化劑，它常被用來作消毒和除臭味的用途。

在第一次世界大戰中，臭氧已被利用來治理士兵受細菌感染的傷口，現時歐美國家的一些醫生也會使用臭氧來治療皮膚受燙傷或被昆蟲所咬傷的傷口。

除了氯氣外，食水和生活污水的處理過程中亦會採用臭氧來進行消毒。雖然使用臭氧的成本比氯氣昂貴，但前者的殺菌效果比後者更理想。世界上首次利用臭氧來進行食水消毒的食水處理廠於1893年在荷蘭建成。此外，泳客或會發覺在某些泳池游水時，感覺特別舒暢，沒有受到氯氣刺眼的困擾，皆因泳池的濾水系統安裝了臭氧器來消毒池水。

臭氧的強氧化能力亦被應用在食品工業上。歐洲現有多間大的食物冷藏廠房已引入了臭氧來清除氣味和防止細菌的滋生。市場上也有製造臭氧的臭氧器出售，用來淨化室內的空氣。透過氧化作用，臭氧可分解室內一些產生異味的物質及消除空氣中的細菌，氧化過程後臭氧會變為氧氣，這不會對人體的健康構成損害。其實，第一部製造臭氧的機器早已在1857年在德國發明。

人類憑其智慧製造和利用臭氧的同時，亦不經心地破壞了臭氧層。這臭氧層是自然存在的，在熱帶臭氧層位於離地面20至30公里的大氣層 (附圖)。大氣中百份之九十自然產生的臭氧都在這裏。

破壞臭氧層的元兇是「氯氟碳化合物」，英文的簡稱是'CFC'。CFC有多種工業用途，例如製造冷氣機和雪櫃所使用的「雪種」便是CFC。受到CFC的影響，過去十幾年來南極每逢在9月至11月期間，即南半球的春季，臭氧層的臭氧便大幅度減少，形成了「臭氧洞」。近年來北極亦有類似的情況出現。

臭氧層的主要功能是吸收紫外線，紫外線對身體是有害的。短期來說，紫外線會使皮膚曬紅或曬黑，長期則可能引起皮膚癌和白內障。臭氧洞的出現使大家都擔心地面上紫外線的強度會增加。以前戴太陽眼鏡多為趕時髦，現在這也是為了保護眼睛。以前擦的可能是防曬系數少於15的太陽油來幫助皮膚曬紅或曬黑，現在要改擦防曬系數15或以上的太陽油來保護皮膚。

人類冀望臭氧層的臭氧不會持續遞減，以免地面上的生物受到過量紫外線的照射。所以在八十年代開始，各國制定國際公約來減少氯氟碳化合物的排放量，使臭氧洞可以被「修補」過來。相反，人們不想大氣低層的臭氧含量增加，因它帶有溫室氣體的特性，會幫助「全球變暖」現象的發展。甚至我們討厭在城市裡嗅到臭氧，因它是有損我們呼吸系統的污染物，它的產生表示了空氣污染程度變得嚴重。為此，生活在大都市的現代人更須努力做好有關環保工作，以防空氣污染進一步惡化。

綜觀以上種種有關臭氧的特性，也許我們會感到現代人與臭氧，兩者的關係頗為微妙。



香港天文台利用臭氧探空儀在2000年5月3日所量度到的臭氧含量和溫度的垂直變化

當然可以修復

當然可以修護

什麼是臭氧層?

臭氧(O3)是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大 氣層中，氧分子因高能量的輻射而分解為氧原子(O)，而氧原子與另 一氧分子結合，即生成臭氧。臭氧又會與氧原子、氯或其他游離性物 質反應而分解消失，由於這種反覆不斷的生成和消失，乃能使臭氧含 量維持在一定的均衡狀態，而大氣中約有90%的臭氧存在於離地面 15到50公里之間的區域，也就是平流層(Stratosphere)，在平流層 的較低層，即離地面20到30公里處，為臭氧濃度最高之區域，是為 臭氧層(Ozone Layer)，臭氧層具有吸收太陽光中大部分的紫外 線，以屏蔽地球表面生物，不受紫外線侵害之功能。

　

臭氧層為何日漸稀薄?

早在1974年，兩位美國科學家提出理論說明，此系列的化學合 成物質叫做氟氯碳化合物，簡稱氯氟碳化物，由於其化學性質相當穩定，所以其分子要上升到平流層才會分解，此時CFCs中所含氯會被 釋出，而破壞臭氧。氯氟碳化物自l970年開始大量生產及使用，1986年全球氯氟碳化物消費量達113萬公噸。其中約有70%的量，會排放至大 氣中，氯氟碳化物化性安定，生命期長達數十年至百年之久，因此會在大會中不斷累積，最後上升至平流層。在這裡受到紫外線照射而 分解產生氯原子與臭氧反應，使臭氧分解消失。一個氯原子在失去活性以前，足以破壞一萬個臭氧分子，其過程如上圖所示，因此對臭 氧層造成莫大的威脅。

　　根據調查顯示，自 1978年開始的十年內，全球各緯度平流層的 臭氧含量降低約 1.2%至10%不等，南極上空則是臭氧被破壞最嚴 重的地區，甚至在春季期間更會出現所謂的「臭氧洞」。

　　目前全球臭氧層削減率正以每年2%至3%的速度在進行，如 果任其發展，在二十一世紀末，平流層臭氧含量將降至目前的一半以上，屆時，人類將會面臨一場空前的浩劫 !

　

臭氧層耗盡對人類及環境的影響

由於臭氧能吸收波長230至350 Å (埃)的紫外線，失去臭氧層的保護，將使地球生物圈暴露於更多的輻射線下，這可能會造成：
1. 人類皮膚癌、白內障等疾病罹患率增加

2. 動物免疫系統受抑制

3. 植物生長遲滯、農作物減產

4. 破壤自然生態的平衡

5. 改變氣候、造成溫室效應，間接造成海平面上升

　

蒙特利議定書
基於繼續使用氯氟碳化物等化學物質，將導致地球臭氧層被破壞之共識，聯合國環境規劃署(UNEP)召集世界各國共商對策，1985年共有28個國家於維也納達成保護臭氧層協議(Vienna Convention)，並決定研議一國際管制公約以補該協議之不足。1987年9月16日再於加拿大蒙特利市舉行國際會議，並由全世界二十六個國家共同簽署「蒙特利破壞臭氧層物質管制議定書(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer)」﹐管制氟氯碳化物使用之國際公約，也於1989年1月起正式生效。而後，為挽救日益惡化之臭氧層，於1990年6月在倫敦召開之蒙特利議定書締約國第二次會議，對議定書內容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴大列管物質，除原先列管之氯氟碳化物-11、氯氟碳化物-12、氯氟碳化物-113、氯氟碳化物-114、氯氟碳化物-115 等五項及三項海龍外，另增加氯氟碳化物-13等10種，四氯化碳及三氯乙烷，計12種化學物質，並加速管制時程，提前於2000年完全禁用氟氯碳化物、海龍及四氯化碳。最近更由於臭氧層仍日趨惡化，1992年11月在丹麥哥本哈根召開之第四次締約國大會，決議將氟氯碳化物禁產時程提前於1996年1月起實施，而消費量除必要用途外應減為零。香港身為國際社會的一份子，亦須遵行，加強列管化學品之管制使用，並積極研發替代品以順應此一世界性的環保潮流。

　

當然可以修護，可惜，要全世界人一起做，這方法幾乎０％成功。
因為要修復的方法是全世界人都環保。