雨中漫步,儘管詩情畫意,近來卻有許多人不再故作瀟灑,寧可打傘,因為據說「酸雨」會使人禿頭。
腦筋靈活的修車廠則打出新服務項目,招攬顧客多花個幾千元處理汽車外表,以預防酸雨腐蝕。
不僅汽車,我們居住的房子外表和許多戶外金屬物體的腐鏽處,在電子顯微鏡的法眼下,也被發現其中滲有酸雨的成分……。
雨本來就是酸的
由一些現象看來,酸雨已逐漸影響到我們的生活;不過,雨水在降落時與大氣中二氧化碳結合,本來就呈弱酸性(酸鹼值五.六左右)。加上自然界本身也有一些酸性物質,因此沒有特殊狀況(如火山地區雨水較酸),一地雨水酸鹼值若長期持續小於五(酸鹼值差一,表示酸鹼度相差十倍),才會被懷疑是不正常。
依據史料記載,工業文明母國——英國是最早被發現雨水不正常「發酸」的地方,一八七二年英國學者R. A. Smith就創造了「酸雨」一詞。但人類真正對酸雨發生興趣和做科學性探討,卻與「不見棺材不掉淚」的個性有關;也就是近廿年來,在酸雨已對人類生活環境造成顯著影響後,才引起人們關注和重視。
一九五、六○年代,北歐諸國森林持續有生長不良的情形,由於許多森林衰退的國家都發現自己境內的雨水很酸,有的甚至低於酸鹼值四,而和森林最有關的正是水與土壤,酸雨遂被懷疑是威脅森林成長遲滯的要角,大量的人力因此紛紛投入酸雨的研究。
經過化學作用的二次污染
科學家也發現,雨水變酸確實和工業文明有關。酸雨的主要成分是硫酸根與硝酸根,它們是硫與氮的氧化物(二氧化硫與氮氧化物)經過複雜的化學作用形成。
而硫與氮的氧化物,則是人類大量利用煤與石油——石化原料的燃燒、工業區內工廠高溫引擎運轉、發電廠機器轉動、交通工具發動行進……釋放出的氣體。
當硫與氮的氧化物排到空中,首先造成空氣污染,其中部分污染物質則和空氣中的灰塵結合,隨著氣流上升,經過太陽能的光化學作用,再與空中水氣結合,變成硝酸或硫酸,被雲滴吸收聚集後,降落地面而為「酸雨」。
酸雨中的硫酸根、硝酸根,已被證實會瓦解枝葉的保護性蠟質、淋溶枝葉的養分……,可說是森林衰退的禍首。
若由雨水降落的行程來看,森林區易聚雲雨,加上樹木往上伸展,本來就是前鋒部隊,首當其衝,但雨水接下來再流向地表、土壤、湖泊……,「酸土」、「酸湖」便接著出現了。
以全國有近廿萬個湖泊的挪威為例,發現有半數以上淡水湖呈酸性,並間接影響魚群與其他水棲生物的生存。
德國科學家利用湖沼沈積物化學成分的變化加以分析,更證實湖泊酸化是近百年來,拜現代工業之「賜」。
洗出重金屬
但令科學家更擔心的是,酸雨有溶解重金屬的作用,土壤本身就有許多重金屬,如鋁就是泥土的主要成分,萬一被溶解出來,提高土壤中重金屬濃度,將毒害植物根系;溶出的鋁在湖泊中則會成為小顆粒膠體,使魚類呼吸器官受損。因此本來某些林木與水生生物還很「耐酸」,或對酸有緩衝、中和能力,卻無法逃過重金屬的迫害。
「人類飲用水源的水質酸一點可能無傷大雅,還有辦法處理」,環保署空氣品質保護處技正陳淨修表示,但若酸把土壤或金屬水管中的重金屬洗出,人類或生物食用後將累積於身體中,無法排洩,並造成嚴重影響。
如以目前國內自來水處理方式來看,簡易的砂石過濾和殺菌,根本不夠「精密」,無法解除水中重金屬的危機,無怪乎研究人員更憂心酸雨的這種「二次效應」。
除了傷害自然環境,人類文明也受到酸雨侵犯。大氣中的腐蝕物雖然很多,但酸雨的出現卻有後來居上之勢。歐洲許多金屬、大理石古蹟、藝術命紛紛發生鏽蝕、碎裂、顏色與外形改變……,尤其石材雕像毀損後,根本回天乏術。此外,人們可以躲在車裡、建築物中,但這些人類的「保護網」卻無處可遁。
台北市硝酸越來越多
台灣是多雨地區,不須統計數字,光由大家最琅琅上口的台灣民謠「天黑黑,要下雨」,到坊間流行歌曲中大量有關於雨的曲子就可分曉。南北雖有差異,但由全島來看,春雨、梅雨、雷陣雨、東北季風雨……,可說是四季雨水不停。
一九七五年,中央大學環工中心主任呂世宗開始對全省降雨展開調查,接著林試所、幾個大學研究單位和環保署也都加入,所提出的報告指出,台灣許多地區如中部高山的雨水還很「乾淨」,但南、北二個大都市與一些工業區雨水卻有愈酸的走勢。
不過多位學者以為,由某方面來看,台灣仍是得天獨厚,許多高空的污染物在東北季風、西南氣流的旋風一掃之下,就掃到太平洋上了,因此目前尚不須擔憂由遠處高空帶來的酸雨。
但這不表示我們可以高枕無憂,因為局部、地區性的酸雨可能更嚴重。
根據林業試驗所林業推廣組主任金恆鑣由民國七十年至今,持續在台北市植物園取樣、分析雨水的結果,台北市雨水中硝酸(交通工具所排放的廢氣形成)的成長率超過硫酸(工廠廢氣形成)。也就是「台北的酸雨,是愈來愈多的交通工具造成的」,金恆鑣明白指出。
台北盆地由於地形所限,若遇上陽光大、天氣熱、空氣不流動(無風),污染物散不出去,在都市上空累積多了,一旦下雨,雨水酸度往往很高。
落於塵土,化整為零
研究過酸雨與金屬建材鏽蝕關係的東海大學環境科學系教授張鎮南,觀察台灣多處工業區的斑剝機器,發現其中都含有工廠自己製造的二氧化硫所形成的腐蝕性硫酸。
他舉桃園大園工業區為例,當地雨水酸度在酸鹼值四.三左右。大園工業區污水的處理池,「每年都要花不少錢油漆」,張鎮南說,除了因為靠海邊,海上氯鹽附著腐蝕外,工廠自己的酸性污染則雪上加霜。
去年農政單位對全國土壤展開調查,發現台灣全省耕地酸鹼值降低了○.八,對土地而言,酸鹼值在六.五以下就是強酸,而全國耕地超過百分之九十都在這之下,對農作物產量造成影響。
掌管北部農業改良的桃園區農改場場長張學琨,解釋土壤酸化的原因時表示,除了台灣北部土質屬比較酸的紅壤、台灣多雨量會洗掉土中的鹼性陽離子、農民大量施放化學肥料等原因外,「台灣石化工廠排出的硫化物,也是土壤變酸的原因」,他說。
由於人為經營不當,全世界土壤正走向兩個極端,一是雨量愈多、人愈多、工廠愈多的地方,雨也愈來愈「酸」;而雨量愈少、森林愈少、植物無法生長,無法住人之處,就愈「鹼」,也就出現「沙漠化」的問題。
台灣酸雨對土壤、森林和湖泊有何影響?因為研究、調查歷史太短,目前尚無答案。
但近來台電林口火力發電廠附近,就發生疑似酸雨污染農作物的情形。由於酸性雨水對碳水化合物有脫水作用,近幾年當地連最耐污染的防風林也發生表皮脫水現象,因此農民懷疑與林口發電廠所排的廢氣形成酸性污染有關。
酸鹼中和?
在我們必須開始擔心酸雨的影響時,歐美已著手採行對策,補救酸化的環境。尤其酸雨不分你家我家,必須全球同步,才可能有成果,目前許多研究計畫,就都是各國聯手出擊。
北美和歐洲經濟共同體的科學家們,研究如何使酸化的湖泊恢復原貌。他們在湖中灑下鹼性物質(如石灰),希望中和湖泊酸度,有些地方確有成果,魚群又逐漸恢復。
不過研究人員對以化學藥品解決環境問題仍持保留態度,「因為在自然環境中亂灑化學物質,畢竟是不智的」,專研環境分析化學的師大化學系副教授吳家誠解釋,解決了這個問題,可能會產生另一個問題。
許多國家也由造成酸雨的源頭著手。五年前加拿大動用約九十億台幣對付酸雨,改善交通工具、汰舊換新工廠設備。美國、歐洲在防治酸雨上所花的人力、經費更多;為維護古蹟,歐洲有些地區根本不准車輛進入。
不過二氧化硫與氮氧化物只要一產生,即使工廠有脫硫等防治設備,能使其不排入空氣中,但仍無法「終極處理」,例如脫硫後變成污泥,轉換為固體廢棄物,仍存在大環境中。
減了空氣污染,不能減酸雨
因此廢氣「減量」被視為解決酸雨的關鍵。我國由於硫與氮的氧化物引起嚴重的空氣污染,因此油品的含硫量也受到重視;環保署已規定今年七月一日起,全國各界所使用的油含硫量不得超過百分之一,八二年更準備要降到百分之一以下;中油為此也正在高雄大林廠蓋低硫油煉油廠。
至於大台北地區,則必須由交通工具數量上控制。因為雖然使用低硫燃料,但車輛數目若不減,污染總量仍不會降低。
只可惜國內目前並無積極做法可以控制汽機車數量,交通部最近還減低進口汽車關稅。「若台北汽機車一直增加,卻指望空氣會愈來愈好、酸雨不會更酸,恐怕沒有人相信」,環保署負責全國有關酸雨事務的陳淨修搖頭道。
事實上,即使全世界能減少二氧化硫與氮氧化物,空氣污染的壓力是會減輕,但酸雨是否就能消失,研究人員並不樂觀。因為酸雨是廢氣經過大自然複雜的化學作用形成,短期看來,並不是廢氣減半,酸雨立即可以減半。不過,若不做,酸雨會愈嚴重則是鐵的事實。
慢性病要長期醫療
精確算來,酸雨的出現已有百年以上歷史,但它不是工廠直接製造的「產品」,也不是立即造成問題、致人於死的污染物。「酸雨的影響,今天和明天可能沒有差別」,陳淨修說,它是長期累積而成。然而,一旦癥兆出現,可能投入天文數字的財力也無法彌補,就像天空臭氧層破了一個大洞,不是說補就能補的。
對於慢性污染,人們必須花更長時間去了解它。長期研究酸雨的金恆鑣指出,人類對酸雨的了解可說仍非常有限,比方為何針葉林對酸雨的容忍度不如闊葉林?甚至目前仍有人認為歐洲森林的衰退,不只是酸雨引起的。又如目前國外花費大量人力做研究,也還無法明白酸雨對人類健康有些什麼直接影響。
就像有許多人關心酸雨到底會不會讓人掉頭髮,科學家仍無法解答。金恆鑣以為,人不會傻到一直在外面淋雨;但若酸性加重或接觸過久,就無法保證安全了。酸雨對人、對樹的衝擊,其實是一樣的,只是承受度有別。
如果久旱望來「酸」雲霓……
但因為對人沒有直接傷害,一般人也就容易忽略它。國內眾多有關公害的研究中,酸雨就遠遠落在廢棄物、空氣與水污染後面。
除少數幾位學者自行採樣研究酸雨,目前環保單位真正進行酸雨採樣分析的,只有環保署在台北中正橋下的酸雨測站。
好不容易前兩年環保署邀集了多位學者,對酸雨影響所及的湖泊、水域、森林生態、建材、雨水分析……成立跨領域的研究小組,計畫經費卻在今年被國科會刪得只剩其中兩項,原本要在全省廣設測站的計畫也告停擺。
事實上,「只要有四、五年不間斷調查,應該就可以對全島受酸雨的影響,有一初步的了解」,雖然經費被刪,吳家誠表示自己不會中斷此一研究。
雨多雖成害,但由「久旱望雲霓」,到農民須看天吃飯,古時帝王有祈雨祭典,人類飲用的水由「天上」來,萬物滋長靠的是雨看來,雨水確是萬物的生命泉源。當維繫我們生命的雨水本身也「生病」時,怎樣醫治它,也要看我們能對它付出多少了。
〔圖片說明〕
P.118
據說酸雨會讓人禿頭,奉勸雨天不打傘的人還是不要太瀟灑!
P.121
水由天上來,若雨水也「生病」,需要水滋長的萬物怎麼辦?(鄭元慶攝)
P.122
關心史蹟維護的歐洲人,對戶外藝術品受酸雨侵蝕,心疼不已,圖攝於巴黎。
P.123
由於歐洲森林生長衰退,酸雨問題才引起世人重視,圖攝於瑞士。(鄭元慶攝)
P.124
毗鄰工業聚集地區,雨水往往比較「酸」。圖為協和火力發電廠。
P.125
風力發電不會產生形成酸雨的廢氣,美國加州一些地區就利用風力來發電。(鄭元慶攝)
P.126
交通工具排放的廢氣,是都市雨愈來愈酸的主因。
P.126
研究人員發現,酸雨早就加入腐蝕戶外物品的行列。
P.127
雖然經費不足,國內酸雨研究人員並不氣餒。一次討論會中,酸雨研究人員幾乎都到齊了。(黃麗梨攝)。