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沙尘豹UDN环保BLOG
  
   

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臭氧是什么颜色?
11/24/2011




臭氧的顏色是?


秋冬之際,在我們小社區裡,可真是顏色繽紛,各種樹葉由綠轉黃、由黃變橙、再宣染出深淺不一的紅色、不同頻率的色彩,趁著雨後的斜陽,匆忙的點綴著山坡與流水,像似天使們在回應創造者的呼喚,揮舞著彩筆,讓大自然盡情的釋放出歲末的祝福。

趁著感恩節期的悠閒,在山丘上,疏展身心,高聲歌頌,正在忘我之際,卻瞥見遠處高聳的煙囪,及山下來來往往的車輛,這景象提醒了我,美景之後,似乎仍有另一隻手在操控著自然。



也許朋友們正忙著烤火雞預備盛宴,也許有人正列出佳節禮品清單,準備挑戰採購人潮,筆者此刻卻不禁想到:「臭氧」這個活躍分子(ozone, O3)。為什麼?為何在歡愉的氣份裡,會想到它?這豈不是煞了風景、壞了興致?它有何重要?

一般人都知道,我們賴以存活的地表空氣裡,除了有呼吸不可少的氧氣外(O2,約佔21%),絕大部分是氮氣(N2),另外還有很少量的其他氣體如:二氧化碳(CO2)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、臭氧、及一些化學溶劑揮發物(VOCs)等。這些少量氣體,主要來自人的活動,如工廠、燃煤電廠、汽機車、gas heater (瓦斯爐)等,它們都與使用石化燃料有關。



這些來自人類的氣體 pollutants,雖然在地表空氣中所佔比例很低,影響卻極大,比如:硫氧化物、氮氧化物會在大氣中形成酸雨,降到地表會影響人畜與生態;二氧化碳增多會影響氣候與溫度等;但多數人並不清楚我們的健康、植物生長、與農業生產其實更受到臭氧的影響。

O3臭氧並不是直接因燃燒石化燃料而形成,而是經由 NOx 與 VOCs,在陽光照射下(見下圖,取材於NASA),因光化學反應而生成的(一般通稱SMOG)。我們開的汽車,每一年都要接受SMOG測試,這是因為引擎燒油是無法達到100%完全,所以會排放VOCs,也會生成大量NOx。其實,O3 在地表空氣裡含量並不高,在空氣中的濃度,也因地理環境而不同,靠近城市、工業區、發電廠等,人多車多的地方,如:洛杉磯區,臭氧含量就高,對人的影響也大。



O3 臭氧,只是比 O2 多了個氧原子,但因為這一氧之差,使得它成為一個極「活躍」份子,也因此是 Oxidants 的「代言人」。由於它的氧化活性很強,在一些飲用水或廢水處理程序中,常使用臭氧當作殺菌劑(disinfection reagent),比用氯氣殺菌更安全有效。

這麼活躍的分子,無影無形的環繞在我們的四周,是不是會在不知不覺間,經由呼吸道潛入我們的肺臟?它在短暫間,作了什麼事?它在肺腑裡產生了什麼影響?由於它的分子結構不穩定性極高,「樂於」放出一個氧原子給其他易於接受的分子,好使自己安穩下來,這是造成它氧化活性甚強的原因。

臭氧分子不易溶於水,所以它可經由呼吸道,直達我們的肺部,在這個過程中,只要有任何生化分子易於接受一個氧原子,它就與接觸到的細胞薄膜、蛋白質、酵素、組織等發生化學作用,使呼吸管道與肺臟的組織受到破壞。根據近卅多年的生理實驗發現,只要有不到 80 ppb (1 ppb 是十億分之一)的臭氧分子進入人體,與細胞膜、酵素接觸,就足以傷害肺臟組織、氣管,引起發炎、氣喘 (asthma)、呼吸不順等病變。據統計,全美有兩千多萬人有氣喘病(接近於總人口十分之一),須長期靠藥物治療,影響個人與家庭生活甚大,也使社會負擔加重,健保費增高,生產力降低。

根據聯邦 EPA 的現行法令,各地區地表臭氧濃度不得超過 75 ppb,這是布什總統十年前定的,奧巴馬競選時曾揚言要提高環境與空氣品質,其中之一就是要檢討 Clean Air Act,改變過去共和黨忽視環保與工業界掛勾的積病。這三年來,因全民健保問題、經融風暴、失業率激增問題、阿富汗戰爭等使得他焦頭爛額,對這項宣示無暇過問。



這期間,聯邦 EPA 頭頭們則根據近幾年科研成果與醫療現狀,將「潔淨空氣法案」中關於臭氧濃度的安全標準調整,他們發現在一般城區臭氧濃度應該不得超過 60 – 70 ppb,否則患呼吸道疾病的人數將增多,會加重州市政府醫療財政負擔。

EPA與國會議員、白宮幕僚、州市官員、工業界代表多次協商,將擬定的法案與執行細節改了又改,也對社會經濟成本作了分析,雖然反對此修正案的聲浪甚高,今年(2011)七月,EPA領導還是勇敢的將此更新法案(臭氧濃度不得超過 65 ppb)送交奧巴馬簽署。

那知經過兩個月,奧巴馬將EPA領導叫到白宮,把修正法案退還,告知2012年大選後,若自己還在白宮再重新檢討,目前因經濟情勢嚴峻,不願加重工業界與地方政府的負擔。這使EPA領導大失所望,碰了一鼻子灰,從後門匆匆離去。原本對民主黨總統期望甚高的環保界、醫療界、及部分地區民代為此大為憤怒,甚至到聯邦法院控告聯邦未依照Clean Air Act逐年檢討確保大多數民眾的健康。

十一月中,New York Times有專文報導了此一「臭氧」事件的幕後,批漏出工業界花了不少銀子來遊說議員與白宮幕僚,指出為了選舉,奧巴馬必須仰靠工商業金主 (top 1%),因此繳械靠攏,把 99% 撇在一邊,呼吸道疾病就讓全民健保來「買單」了。

臭氧原是無色氣體,選舉期間卻染上政治色彩。在 Black Friday 衝刺之夜,聖誕節期 Occupy Shopping Center 的狂潮開展之時,朋友們請想想筆者所說「人多車多,臭氧肯定也多」的事實,現在政府顧不得你我了,為了維護自己的健康,也為了關愛他人,儘可能少跑幾趟,才是真正的祝福。

沙塵豹敬祝大家健康平安 11-24-2011




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