自然资源保护论者罗素 · 彼得逊(Russel Peterson)曾说过,化学物品不享有宪法规定的公民权利,“即使还未找到罪证,也不能认为它们是清白无辜的。”在上周重又掀起开战的一场几乎已为人们遗忘的科学论战中,这一观点成为大家所关注的重点。这场科学论战的内容是:氯氟烃气体(CFC)对人类的健康究竟有否危害?
1974年,美国加利福尼亚大学的二位化学家舍伍德 · 罗兰(Sherwood Rowland)和马里欧 · 莫利纳(Mario Molina)指出,CFC会破坏大气的臭氧层。可是生产这些化学品的工业界争辩说,在没有科学研究的定论前,不能停止生产。他们认为,所谓臭氧减少之说只不过是理论而已。所以,尽管1978年美国曾禁止过在化学喷雾剂中使用这种气体。但由于生产厂商的我行我素,继续排入大气的CFC数量每年在70万吨以上。CFC是制冷剂、工业溶剂、泡沫塑料和喷雾挥发剂等使用过程中的副产物。
然而,看来人们现在不能再慢悠悠地等待进一步的研究结果再作决定了。正如参议员约翰 · 查菲(John Chafee)上星期在环境污染小组的听证会上所说,“目前存在着一个极为可能的事实,那就是人类由于愚昧无知或漫不经心(或二者兼而有之),正在无可挽回地降低着大气维持人类生存的能力。”
十二年前,罗兰和马里纳根据计算机模型的计算结果警告说,CFC威胁着臭氧层。他们当时主要担忧的是照射到地面的紫外线数量增加。臭氧分子由三个氧原子组成,它是大气中的一道天然屏障,可筛除约99%到达平流层(离地球表面9 ~ 30英里的大气层)的紫外线。紫外线能引起皮肤癌。据美国环境保护局(EPA)估计,臭氧层减少2.5%,每年患致命性黑素瘤的受害者将增加15,000人。
十二年后的今天,科研人员预见到更为可怕的后果。CFC不仅会破坏臭氧层,而且犹如一件鸭绒风雪大衣,能吸收地球表面散发的热量。随着大气温度的上升,地球二极的冰块和冰川就开始融化。最终(或许在100年内)上涨的海洋可能吞没许多沿海平原,给地势低的国家(像孟加拉国)带来毁灭性的灾难。
大量证据表明,温室效应不再只是一场科学争论,而已经成为可怕的现实。美国航天局(NASA)的罗伯特 · 沃森(Watson)断言:“世界范围的气温上升已劫数难逃,只不过是程度和时间问题罢了。”目前,美国航天局正在用卫星监测高层大气。
据美国环境保护局预计,到2100年,海洋水位将上涨2 ~ 12英尺。水位只要上涨3英尺(到2030年左右是很可能发生的),就会给河流三角洲地带的城市——像新奥尔良、开罗带来严重的水灾。洪水将会淹没第三世界的大片可耕地,就连荷兰和加利福尼亚州萨克拉门托山谷的一些地方也会遭到灭顶之灾。而且,浸入的盐水将破坏灌溉水源,渗入饮水系统。很多有价值的海滩将遭受侵蚀(其速度是目前的2 ~ 5倍以上)而永远消失。
不幸的是,工业界继续在贬低这种威胁。必须看到,对臭氧层破坏的程度虽然尚可争议,但CFC的化学机制却已确定无异。CFC在低层大气里并不分解,进入大气后慢慢上升到平流层。1955 ~ 1975年期间排放的CFC中,有90%左右还在缓慢上升的过程中。到达平流层后,CFC受到紫外线的作用而分解,释放出氯原子。由于氯原子对臭氧具有化学亲合势,就引起连锁反应,一个氯原子可以破坏多至10万个臭氧分子。根据美国航天局的计算,若按目前的速度排放CFC,那么50年后,5 ~ 9%的臭氧层将会消失。
迹象表明,臭氧消失的实际速度比此还快。雨云七号卫星监测到的结果是,在仅仅5年的时间里,臭氧下降2.5%。去年,英国的气象学家报道说,在南极每到10月份臭氧层就出现一个“洞穴”——臭氧下降40多的结果。实际上,这些英国科学家从1977年以来一直在观察这个臭氧洞穴,只是他们难以相信自己的发现,故等了整整八年才向世界发出警报。这是由于其他科研人员长期来已形成的思想方法使他们当时无法相信这一惊人的臭氧下降。CFC与这个每年出现一次的臭氧洞穴究竟有何关系目前尚不清楚,可是罗兰认为,大气层出现这么一种完全没有预料到的裂缝应视为是早期的警告。
要评价CFC造成的环境破坏就更加困难。本周美国环境保护局和联合国将举办一个有关臭氧的讨论会。会上,俄勒岗州立大学的罗伯特 · 伍莱斯得(Worrest)将介绍有关的研究结果。研究表明,在紫外线的强烈照射下,海洋微生物的总数虽说不会明显下降,但不同种类微生物的相对数量将会改变,因为它们对紫外线的敏感性各不相同。这意味着水生生态可能因此遭受强制改变。耐紫外线的生物(如蓝绿藻)可能会统治水生系统,然而许多商品性鱼类赖依生存的浮游生物却因不能适应紫外线照射,不得不退出水生王国。对那些漂浮在海面上生存的幼鱼来说将更是不堪一击。例如紫外线量增加20%可杀死5%漂浮在海面上的醍鱼幼虫(醍鱼是世界上很多动物的主要饲料)。即使紫外线量还不到致死剂量,也会降低水生食物链中浮游生物的生殖能力。时间的推移会使这种危害在食物链上蔓延开来,产生长期的累积效应。
随着对CFC与臭氧相互作用的认识不断深入,研究人员开始注意CFC对气候的影响。CFC也是一种产生温室效应的气体。CO2能产生温室效应已经是家喻户晓,它是燃烧矿物燃料和砍伐森林后的产物。多年来,科学家们一再警告,大气CO2数量的日益增加会使地球气候转暖,带来严重的后果。现在他们清楚地看到,其他一些气体(尤其是CFC)也加入了CO2的行列。同相等量的CO2比较,1加仑CFC捕集到的热辐射是前者的1万倍以上。所有的温室效应气体加在一起,预计到2030年会使大气温度平均升高3 ~ 8华氏度。这是人类有史以来从未经历过的。
温室效应最严重的后果自然是造成全球性的洪水灾难。此外,也可能明显改变目前的气象情况。气象学家认为,由于海洋温度的升高,将促使形成更强烈更频繁的热带风暴。据计算,年平均温度只要升高2华氏度,飓风形成的次数会增加一倍,波及的区域也扩大。更使人忧虑的是,这会给农业带来灾害。不错,气温升高将使植物产量增加,可好景不会太长。因为地球二极附近的温升将是世界平均温升的三倍,全球性风向循环方式势将发生变化,气候变化也很难幸免。那些已适应于特定生存环境的植物种类将被完全陌生和敌对的环境所包围,无立足之地。举个例说,若气温升高7华氏度,中纬度地带产谷物的地区预期将变得干旱贫瘠,而北纬边缘地带虽有雨水又毫无用处。据一项研究报告预计,美国谷物地带的降水量将减少一半。另一项研究报告预计玉米、小麦和大豆将减产10%。就连海洋也无法摆脱食物生产的萧条。地球二极同赤道之间的温度差异使得海水不断地涨落,从而把海洋深处的营养物质掀翻上来。麻省理工学院的卡尔 · 冯琪(Carl Wunsch)指出,如果这种温差缩小,海水的上下循环必然减弱,供食用的鱼类所能得到的营养物质也会减少。
解决CFC和其他温室效应气体问题的答案极为简单:严格控制排入大气的数量。节约能源和保护森林都是必须采取的步骤。此外,禁止在制冷剂中使用CFC成分可以减轻大气层的负担,而且可使臭氧层免遭不必要的破坏。但是,这将严重打击一项重要的工业,因为有715,000人从事着同CFC有关的工作,每年的产品值和劳务费总计达280亿美元。美国环境保护局将于1987年11月决定是否颁布禁用CFC的补充条例。不过,即使颁布条例也只能解决一小部分问题。因为排入大气的CFC中有一半是来自美国以外的国家,而其他国家一起禁用CFC的可能性极小。
总之,只要对高层大气里的化学过程还没彻底了解,人们就很难明确地回答CFC和其他气体到底是何时并如何使大地气温升高和破坏臭氧层。然而,不管在这些问题上的争论如何激烈,至少有二个事实已客观存在。一是,罗兰和马里纳在十二年前预测的臭氧下降数量惊人地接近目前的计算。二是,正如环境保护基金会的迈克尔 · 奥本海默所说,CFC正引起的气候变化和臭氧下降“已经在银行开户立账”,几年前排放的CFC还得过些时候进入平流层。反对CFC条例的人主张采取等着瞧的态度。他们声言,在深入研究揭开这一科学之谜前,继续排放CFC不会对环境构成严重的威胁。说穿了,这等于在说,在没有找到罪证前,CFC是清白无辜的。越来越多的科学家担心,越是推迟实施环境条例,留给我们后代的环境问题将越是糟糕。
[News Week,1986年6月23日]