获诺贝尔奖的科学家们若干年前就断言含氯氟烃聚合物破坏臭氧层,那么为什么现在关于这个问题的辩论仍很激烈呢?
1995年12月,当诺贝尔化学奖获得者出现在布满鲜花的斯德哥尔摩演奏大厅接受古斯塔夫16世国王卡尔颁发的奖品时,他们遇到了一些纠察的阻挠。为什么呢?
因为这3名诺贝尔奖获得者中的两个人,F · 舍伍德 · 罗兰(F. Sherwood Rowland)和马里 · 莫贝拉(Mario Molina)由于他们在臭氧减少的化学理论方而的开拓性工作而正在受到嘉奖。他们的研究表明,被叫做含氯氟烃的化合物——曾广泛用作致冷剂和喷壶中的推进剂——是保护我们免受太阳紫外线辐射的臭氧层不断变薄的原因。罗兰、莫Ml拉以及其他大气科学家们的工作已使含氯氟烃在世界范围内的使用逐渐停止。
斯德哥尔摩的那些纠察来自席勒会(Schiller Society)。它是一个总部设在美国的21世纪科学协会的欧洲小组。美国小组由利登 · 拉鲁奇(Lyndon Larouche)的支持者们指挥。拉鲁奇是一个被判罪的恶棍,把伊丽莎白女王二世说成是世界贩毒集团的头子是他的巴洛克式见解的一部分。在斯德哥尔摩演奏大厅外而,纠察员们散发了传单,传单引用了由罗杰迅奥 · 马多罗(Rogelio A. Maduro)和拉尔夫 · 斯科哈默(Ralf Schauerhammer)著述,21世纪科学协会1992年出版的《臭氧恐慌中的漏洞》一书中的一些话。罗兰把这本书称为“集该领域某一方面全部烂文的杰作。”
拉鲁奇的追随者的活动是已被称为臭氧对抗这一持续运动的一部分。利用少数持反对意见的科学家的显赫社会地位,这一运动试图否定地球脆弱的臭氧保护层日渐变薄所带来的环境威胁,而且想要取消对造成这种威胁的化学制剂的禁令。臭氧对抗已经酿成了许多著作,其中包括已故的迪克希,李 · 雷(Dixie lee Ray)1992年版的《遭殃的星球》和格雷格 · 埃斯特布鲁克(Gregg Easterbrook)的1995年版的《地球上的一刻》。这两本书都坚持认为遭受更多的紫外线辐射并不比进入一个不同的纬度更糟,从而对臭氧的减少不屑一顾。
所谓臭氧对抗的结果在整个美国都已经能感受到。诺贝尔奖委员会受到了《华尔街日报》的批评,甚至在《橘子县文摘》的社论里受到了讽刺,虽然罗兰和莫讯拉的研究工作是在该县有声望的伊尔文加利福尼亚大学完成的。
1995年美国国会曾有人致力于撤销对含氯氟烃的禁令。1996年同样的事发生在加利福尼亚和亚利桑那州议会。而1997年内华达州议会企图通过一项允许在该州生产含氯氟烃的议案,但没有成功。
同时,在近年里臭氧损失也达到了顶峰。在南半球的春季那讨厌的臭氧空洞出现的时间已经提前,持续的时间也更长;而北半球上空的臭氧量去年冬天持续维持在一个低水平上。
也许是该再叙一下我们对臭氧层的了解以及它对地球生命的意义的时候了。臭氧是一种相对稀少的蓝色气体。它的每个分子含3个氧原子(我们呼吸的氧含两个氧原子)。
虽然在离地而不远处有一些臭氧——它们是烟雾的成分之一——大部分臭氧出现在离地面10至50公里处的同温层,其最集中处是在离地而20至30公里处。即使在那里,它也是很稀薄的,只占气体的百万分之几。如果把气柱中的臭氧在海平面气压条件下集中,它的厚度是1.03米。
然而,这种气态幽灵担当着一种极其重要的生物学角色。没有它,地而上的生命就不能生存。臭氧挡住了全部致命性C型紫外线辐射波,对大部分生命是有害的B型紫外线辐射波以及一些相对无害但会造成皮肤不适的A型紫外线辐射波。
臭氧每减少1%,到达地面的紫外线辐射量就会增加2%。人类皮肤癌、白内障以及免疫系统机能失调的发生率也会有相应增长。
穿透大气层到込地而的紫外线辐射最的增长同样会对动植物造成危害。对于那些鱼类所依赖的水生食物链的基础——海洋浮游生物——的危害尤其突出。世界人口消费的食物蛋白的18%是鱼,在亚洲这个数字是40%。因此,臭氧的减少可能会对某种重要的食物资源产生深刻影响。
难怪当保罗 · 科茨恩(Paul Crutzen,1995年诺贝尔化学奖第三名得主)在1970年证实拟建的超音速运输机可能会通过把氧化氮喷进同温层而危及臭氧层以后,全世界对此表示了关注。
然后在1974年,理查德 · 斯托拉斯基(Richard Stolarski)和拉尔夫 · 西塞罗纳(Ralph Cicerone)警告说,拟建的航天飞机废气中的氯有可能分解臭氧。几个月以后,罗兰和莫里拉提出的论点认为,含氯氟烃最终会进入同温层,在强烈的紫外线照射下发生分解反应并释放出对破坏臭氧分子起催化作用的氯原子。罗兰和莫里拉估计,如果继续以1974年的比率使用含氯氟烃,到2100年臭氧层的密度就会降低百分之七至百分之十三。他们说,立即禁止占美国使用的含氯氟烃一半量的气雾抛射剂是绝对必要的,虽然当时能证实他们的假设的物理性证据尚未发现。
但是不久以后,其他研究者证实同温层中存在含氯氟烃和游离氯原子。到了1976年,这些证据已足以说服美国政府自1978年起禁止把含氯氟烃用作气雾抛射剂。然而,仅此是不足以减少世界范围内含氯氟烃的生产的。从1974年到1990年,其平均年产量约为100万吨。
最初,化工界对罗兰、莫里拉的假说进行了猛烈的攻击——有时是对这两位科学家的人身攻击。据《洛杉矶时报》报道,一家气溶胶生产公司的总经理抱怨说,对含氯氟烃的指责得到了“克格勃反情报部的策应。”最大的含氯氟烃生产厂家杜邦公司对这项研究提出了批评,但是它宣布如果有证据表明含氯氟烃威胁健康,该公司将停止生产它。
1985年有关南极臭氧空洞的发现的报告——整个南极地区臭氧水平逐年严重下降——是一枚重磅炸弹,它帮助消灭了人们对于含氯氟烃的得意之感。这一发现导致了1987年的一项旨在减少含氯氟烃用量的国际协定的产生。5年以后的若干修正案要求发达国家于1996年停止含氯氟烃的生产。
不对含氯氟烃的生产实行严格限制,对臭氧起破坏作用的氯和溴的水平的急剧上升将持续到2100年及其以后一段时间,这是世界气象组织1994年对臭氧减少情况所作的科学评估报告中的结论。在该报告的准备过程中人们参照了美国国家航空航天管理局、美国国家海洋与大气管理局以及联合国环境计划委员会的计算机输入数据,它是迄今在臭氧问题上最全面最具权威性的文件。该文件是来自发达国家和发展中国家的295名科学家的共同成果,因此它代表了全世界科学家在臭氧层受到严重威胁这一问题上的一致意见。
要精确地预测臭氧水平的下降是困难的,因为计算机模拟必须解释云层的亮度变化。然而云量的计算已经为一种新的卫星测绘技术所解决,这一技术是加利福尼亚拉霍市的加利福尼亚航天研究所的一位物理学家达恩 · 卢宾(Dan Lubin)和圣地亚哥的海天有限公司的埃尔莎 · 詹森(Elsa Jensen)的共同研究成果。这一新方法把来自美国国家航空航天管理局的全额臭氧测绘光谱仪从1978年到1993年对全球臭氧动向的监测数据与从1985年到1990年在地球辐射预算实验过程中从云层测定的太阳辐射的数据加以综合。这两种数据的比较说明,臭氧水平的变化至少与云层的变量是一致的。结论是,在本世纪末以前应在世界的许多温带地区——欧洲大陆的大部分地区、南北美、新西兰、澳大利亚和南部非洲——观测臭氧减少的负效应。
卢宾说,这些结果“应该让那些老是唱反调的人歇口气。你不能否认我们的物理学知识以及美国航空航天管理局关于云量和臭氧的最佳数据所表明的事实——我们正在对付一个潜在的环境压力来源。”那么为什么一些人继续坚持认为臭氧问题一直被夸大了呢?
“现在我想不出臭氧对抗存在的任何理由,”大气科学家拉尔夫 · 西塞罗纳说。西塞罗纳是伊尔文市加利福尼亚大学自然科学部主任,也是解释臭氧难题的关键人物。“在过去的15至20年间出现的所有环境问题中,这是一个具有充分科学依据的问题。”
西塞罗纳怀疑臭氧对抗可能是整个反政府歇斯底里的一部分:“政府介入的任何事情都不能相信。”人们不了解,西塞罗纳说,政府的干涉避免了一场大灾难。因为含氯氟烃、聚四氟乙烯以及其它卤烃的寿命是那样长,即使已禁止这类物质的生产和使用,臭氧的损耗也将会持续许多年。科学家们预测,到下世纪的中叶臭氧层才会完全恢复。
“如果破坏臭氧的化学制剂还没有被禁止,”西塞罗纳说,“如果这个世界一直以80年代中期那样的持续增长的速度继续生产和使用含氯氟烃,从生物损伤的角度看,现在我们就已经处于真正的困境之中了。”
臭氧对抗的另一原因是人们在为含氯氟烃的替代化合物付出代价——这些替代化合物要贵得多。当他们为适应其它冷却剂而需要将其汽车空调器改型时,人们在抱怨要价太高。”西塞罗纳说。
含氯氟烃的替代品每磅10至20美元的高价同样刺激了被禁化学制剂黑市的繁荣。生产一磅含氯氟烃的成本只有50美分,因此生产含氯氟烃的工厂已经在俄罗斯等国涌现出来。墨西哥和加拿大边境的巡逻队现在不仅要注意携带非法毒品的车辆,而且要注意卡车油箱中的罐装氟利昂。
事实上,根据总部设在华盛顿的臭氧行动组织的看法,向美国走私含氯氟烃比走私毒品更有利可图。由于像墨西哥这样的国家自用含氯氟烃的生产被允许延续到2010年,这些国家的工厂可能会成为进入黑市的含氯氟烃的合法来源。臭氧行动组织已经对“弗里奥 · 邦迪托斯(Frio Banditos)走私案”进行过打击。
经济利益是形成臭氧对抗的要素。“在那些反对限制二氧化碳排放和那些不把臭氧空洞当作一回事的人群之间有着重要的联系,”西塞罗纳说。“许多气候变化对抗——否认人类活动会极大地加剧全球气候变暖——受到了那些把臭氧问题和对含氯氟烃加以限制的举措视作他们不愿再看到的危险先例的人们的呼应。他们不想看到那些旨在减少煤炭和石油之类燃料消耗的燃料税。“去年2月,2000多名来自不同政治类别的科学家,包括6名诺贝尔奖获得者,签署了一个文件,号召把燃料税当作控制二氧化碳这一主要温室气体排放的手段。
同时参与臭氧和全球变暖问题对抗的一名科学家是S · 弗雷德 · 辛格(S. Fred Singer)。他是总部设在弗吉尼亚费尔法克斯的科学与环境政策规划委员会主席、弗吉尼亚大学的环境科学名誉教授,也是卫星运载臭氧探测器的发明者。但是自70年代以来,他从未在臭氧减少问题上进行过独创性研究。当美国众议院能源与环境小组委员会在1995年11月举行关于消除破坏臭氧的化学制剂的必要性的听证会时,辛格赞成少数人的意见。这些意见认为,反对这些化学制剂的理由被夸大了,同时主张把对这些化学制剂的禁令的生效期从1996年延至2000年。他说小组委员会的成员正被“带入歧途,被欺骗或者被你们刚听到的证言所摆布。”他把矛头指向罗伯特 · T · 华生(Robert T. Watson)和丹尼尔 · L · 阿尔贝顿(Daniel L. Albritton)的发言,他俩是世界气象组织国际专业评估组的联合主席。华生和阿尔贝顿在小组听证会上一起反对辛格和另一位唱反调的天体物理学家萨利 · 巴卢纳(Sallie Baliunas)。
在听证会上作证时,以前曾提议通过立法取消《净化空气条例》中逐步停止破坏臭氧的化学制剂的生产及其相关条款的得克萨斯州共和党议员汤姆 · 德莱(Tom Delay)说,“我认为对含氯氟烃的禁令的科学依据以及健康与臭氧的减少之间的联系是有争议的。”加利福尼亚共和党国会议员约翰 · 杜立特尔(Jolin.T.Doolittle)发誓要通过立法把禁令的生效期推迟到2000年,“以便能对臭氧的减少与含氯氟烃之间的联系做更多的研究。”两人都说,他们的保留意见是以辛格的著作为根据的。
当德莱被问及他为什么相信辛格而不相信那些在完成《世界气象组织科学评估报告》中协同工作的数以百计的科学家时,他回答说他没有看到那份评估报告。“我的评估来自阅读弗雷德 · 辛格这类人的著作,”他说。
今天,辛格坚持认为,“对臭氧空洞的忧虑是多余的,毫无疑问这里不应有对健康的忧虑。我的看法是含氯氟烃也许应该受到控制,我不想看到对大气的无节制的人为影响。我们目前尚无法确定这种影响的结果。但是含氯氟烃并不是地球上最重要的化学制剂,我看不出任何控制它们的迫切性。我激烈反对逐步停止生产含氯氟烃这一进程的加速,氯也许并不是破坏臭氧的元凶,臭氧减少的化学过程尚未完全弄淸,还有许多问题有待解决,”辛格说。
事实上没有几个科学家同意辛格的看法。那么,这极少数科学家是如何保持这场臭氧论争的活力的呢?斯坦福大学国际问题研究所的高级研究员,环境问题论争中为人们所熟悉的史蒂文 · 施耐特(Steven Schneider)说,“不管是在法庭上还是在每方10分钟的辩论中,或是在某国会委员会前,提出一种貌似公正的观点的战术在为处于极不利一方获得同等地位这方面可能是很有效的。这一战术已被反复使用过。
人们倾向于把这种行动方案当作一场乒乓球比赛来看,美国负责全球事务的副国务卿蒂姆 · 沃思(Tim Wirth)这样说过。“但是你有2500名科学家——这个世界的带头人——在乒乓球台的一边,7名科学家在另一边。”
1993年在对美国科学发展协会的一次讲话中,罗兰谈到了臭氧对抗,并且表示他对“科学在一个民主国家觅所起的作用十分关注,在这个民主国家中大众对科学自身没有足够的了解,也不完全相信‘科技专家,’从而对一些所谓的专家在任何问题的两方面玩平衡的手法无法甄别。”其补救办法,他说,“就是提高基本科学知识水平,加快科学知识的传播。”
[Popular Science,1997年10月〕
对臭氧科学的攻击
发布时间:99年01月29日
期刊目录 contents
卷首语
98世界科技回顾
本刊特稿
生物技术
空间科学
行星科学
物理学
医学
法医学
生态与环境
环境科学