臭氣面面觀

大概除了「臭豆腐」外，沒有人會喜歡臭的東西。但世上有一種使人「愛恨交加」的物體，這就是本文要討論的「臭氧」了。

我們賴以生存之氧氣的分子，是由兩個氧原子組成。氧是無色無味的氣體，但當氧分子再和一個氧原子結合，就成為一個新的氣體分子，它有臭氣，故名臭氧。有時在電動機旁或雷電風暴中聞到臭味，這是因為空氣中有臭氧的緣故。

我們賴以生活的地球被大氣層包圍著，空氣的密度隨著遠離地面而減少。但在近一百公里的高空，仍有少量的氣體。大氣層中大部份是氮氣、氧氣、二氧化碳，和水蒸氣。祇有極少量的臭氧。如果把所有的臭氧都搜集起來放到地面，它的厚度祇有三毫米，但不要因它量小而輕看它，因為它的存在與你我的生存是息息相關的。

可恨的「臭氧」

我們平常呼吸的清新空氣，幾乎完全沒有臭氧。但在污染的空氣中，就會含有因光分解而產生的臭氧，晚上空氣中的一氧化氮逐漸累積，到早上公路交通擁擠，汽車排出煙霧廢氣，到中午時分便積聚了大量的二氧化氮及臭氧，少量的臭氧會刺激眼、鼻、咽喉。再多一點的臭氧會影響人肺的呼吸功能。對健康的人來說，其影響可能祇是暫時性的，但對已患有呼吸器官疾病的人而言，臭氧的危害性則可能是長期性的。此外它又會損害樹葉、植物，和動物，甚至一些化學物品如橡膠、油漆，和染料等都會受臭氧的攻擊而毀壞。

可愛的「臭氧」

在高空中有一臭氧特別多的氣層，稱為臭氧層，約有二十公里厚，該氣層的中心是在大約三十公里的高空，因為它會吸收太陽的幅射，故影響高空的氣溫。但臭氧層最大的功能，是保護在地面生活的人類及動植物免受太陽紫外線的傷害。太陽光線中，波長短於紫色線的那部份稱為紫外線。紫外線會傷害生物中的蛋白質和核酸。長期被紫外線照射的人易生皮膚癌。太陽紫外線中的一部分會被空氣中的氧氣吸收，但波長長於0.23微米的紫外線，則祇能被臭氧吸收。經過臭氧的過濾，紫外線的份量被減至原本的1030分之一，使在地面生活的人減少罹患皮膚癌的傷害。儘管祇有極少量的紫外線到達地面，我們仍要盡量減少皮膚直接暴露在陽光之下的機會，特別是在烈日當空的夏天中午至下午的時分。

現在發現大火山爆發後，微粒會被拋射到沒有雲雨的高空中，這些微粒會停留在空中達數年之久。它們提供表層讓一些導致臭氧減少的化學反應進行。此外，如果讓大量的高速民航飛機在高空飛行，它們排出的微粒和二氧化氮也會導致臭氧份量的減少。因此對保護人類立下汗馬功勞之臭氧層的最大威脅，其實是來自人類自己。

氯氟碳化合物與臭氧洞

在1930年期間，科學家發現氯氟碳化合物(CFC)有安全耐用等良好性能，可作冷氣、冰箱等所需要的冷凝劑。此外，罐裝噴霧器如殺蟲劑及噴髮膠都使用上CFC。由於它們不易消失，因此逃逸到空氣中的CFC越積越多。

在1974年，兩位美國科學家指出CFC升到高空後，會被紫外線分離而產生帶氯的化合物，能有效地毀滅臭氧。他們所提出的理論漸被重視與接納。結果他們與另一位挪威籍的科學家保羅‧古生(Paul Crutzen)同獲得1995年度的諾貝爾化學獎。筆者與古生教授於1975年在科羅拉多州布達市的國家大氣研究中心共事過，曾與他一同研究太陽質子流對地球高空大氣層的影響。其後他去了德國，想不到竟得了諾貝爾獎，使筆者也稍沾了點光。

臭氧洞的殺傷力

起初，科學家還未發現CFC對臭氧層傷害的嚴重性。英國查勘南極區的科學家化文(Farman)早已讀到南極圈上空的臭氧特別稀薄的數據，但一直以為是實驗儀器錯誤之故。到1985年，他和他的同仁才醒悟過來，相信南極圈上空真的有一大臭氧洞。這洞在春季的臭氧密度，僅是1956年之密度的百分之四十。由於臭氧層的存亡可以影響人類的存亡，不少國家立刻加強這方面的研究。結果證實CFC的增加直接影響南極圈上空之臭氧洞的增大。

最近用人造衛星探測的結果，顯示臭氧洞甚至延伸至南美州最南端之大陸的上空，而影響企鵝及當地人的生存。此外，面積較小的臭氧洞也曾在北極圈上空被發現。地球上主要國家的代表於1987年在加拿大的滿地可開會，建議儘快找出CFC的代用品，並禁止CFC的出產及使用。過去多年來大氣層中CFC的份量是逐年增加的，但近來的報告指出2000年空中的CFC開始減少份量了。但也有科學家指出，就算現在完全不生產使用CFC，已釋出在空中的CFC毀壞空中的臭氧仍會延續多年。

同樣是臭氧，為何高空的臭氧可愛，接近地面的臭氧卻可恨呢？答案很簡單：因為在高空保護我們的臭氧是種獨具匠心的傑作，但在低空傷害我們的臭氧則是人類自私污染大自然的副產品。

人類的責任

詩人說：「諸天訴說神的榮耀，穹蒼傳揚祂的手段。」(詩19：1)，這個諸天和穹蒼，當然包括天空中的臭氧。圍繞地球之大氣層是神的獨特設計，讓人類可以在地上安然居住。陽光可以透過大氣層到達地面，提供動植物生長所需要的熱量，另一方面陽光中對動植物有害的部份，可以經過大氣層中氧氣及臭氧的過濾而減少到達地面。

難怪聖經說：「自從造天地以來，神的永能和神性是明明可知的。雖是眼不能見，但藉著所造之物，就可以曉得，叫人無可推諉。」(羅1：20)古人體會神的愛護看顧，稱讚神說：「保護你的是耶和華，耶和華在右邊蔭庇你，白日太陽必不傷你。」(詩121：5–6)，可見真正保護人類免受災害的，並不是臭氧層，而是創造臭氧層的造物主。人類的所謂「進化」，祇能產生害人的臭氧洞，而不能產生保護人的「臭氧層」。

人類的責任除了要保養大地、顧惜自然外，還要認識那創造和統管大自然的造物主。投靠祂，以祂為神的人有福了。