破洞的臭氧層
前言
地球的環境問題，其實就是人類危機的總稱，從工業革命以來，人類高度的經濟活動，已經使得我們的地球蒙上一層陰影，環境問題已無國界或地域之分，環境污染的後果必須由全球人類來共同負擔，身為「地球村」的每一份子自不應置身事外，只要我們在日常生活中多關心地球一些，人類與自然自能延續不斷。在此僅選臭氧層破洞問題加以介紹與分析，並希望能藉著這個機會讓大家了解環境問題的重要性，也希望每個人都能重視這個問題。
什麼是臭氧層
臭氧(O3)是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大 氣層中，氧分子因高能量的輻射而分解為氧原子(O)，而氧原子與另 一氧分子結合，即生成臭氧。臭氧又會與氧原子、氯或其他游離性物 質反應而分解消失，由於這種反覆不斷的生成和消失，乃能使臭氧含 量維持在一定的均衡狀態，而大氣中約有90%的臭氧存在於離地面 15到50公里之間的區域，也就是平流(Stratosphere)，在平流層 的較低層，即離地面20到30公里處，為臭氧濃度最高之區域，是為 臭氧層(Ozone Layer)，臭氧層具有吸收太陽光中大部分的紫外 線，以屏蔽地球表面生物，不受紫外線侵害之功能。
臭氧層為何日漸稀薄
早在1974年，兩位美國科學家提出理論說明，此系列的化學合 成物質叫做氟氯碳化合物，簡稱CFCs，由於其化學性質相當穩定，所以其分子要上升到平流層才會分解，此時CFCs中所含氯會被 釋出，而破壞臭氧。CFCs自l970年開始大量生產及使用，1986年全球CFCs消費量達113萬公噸。其中約有70%的量，會排放至大 氣中，CFCs化性安定，生命期長達數十年至百年之久，因此會在大會中不斷累積，最後上升至平流層。在這裡受到紫外線照射而 分解產生氯原子與臭氧反應，使臭氧分解消失。一個氯原子在失去活性以前，足以破壞一萬個臭氧分子，其過程如右圖所示，因此對臭氧層造成莫大的威脅。
兩種使用最廣的CFCs(CFC-11及CFCs-12)使用成長情形 (藍線)。管制後雖已下降，但在大氣中的濃度仍繼續上升，(紅線)，說明這些化合物生命期極長。
根據調查顯示，自
1978年開始的十年內，全球各緯度平流層的 臭氧含量降低約 1.2%至10%不等，南極上空則是臭氧被破壞最嚴 重的地區，甚至在春季期間更會出現所謂的「臭氧洞」。
目前全球臭氧層削減率正以每年2%至3%的速度在進行，如 果任其發展，在二十一世紀末，平流層臭氧含量將降至目前的一半以上，屆時，人類將會面臨一場空前的浩劫 !
南極臭氧洞
CFCs主要是由北半球工業國家所排出，在北半球大氣中的CFCs濃度也高於南半球，為什麼至今最大的臭氧洞是出現在南極而不是在其他地方?顯然南極特殊的地理環境和氣候狀況，與臭氧洞的形成有密切關聯。冬季在極區上空平流層形成的渦旋阻斷了空氣的交換，造成極低溫狀態(低於-80"C)，這種極低溫有助極性冰雲產生。氟氣碳化物經過化學反應形成ClONO2、BrONO2、和HCl等化合物，被吸附在冰雲表面。當早春陽光出現時，這些化合物被轉換成活潑的Cl、Br或Cl0、BrO以驚人的效力和O3分子反應，造成平流層O3大量損耗。雖然自 1988年起，北極地區冬春季期間亦出現類似的O3破壞情形，但沒有如此嚴重，原因有二：
1.北極地區平流層溫度很少低於 -80。
2.北極地區平流層氣旋在陽光出現前通常已經消散，帶著O3的空氣可以進來，補充流失的O3。
什麼是氟氯碳化物
破壞臭氧層的元凶，即是俗稱氟利昂(Freon)的氟氯碳化物，由於穩定性高，不自燃、不助燃也不易起化學變化，以及對人體傷害較小等優點，因而使用遍及各種工業及日常生活用品。其中又以CFC-11(CCl3F)
、 CFC-l2 (CCl2F2) 及CFC-113(C2Cl3F3)三種原料佔最大使用量，使用範圍包括：
●發泡劑：硬質PU發泡、軟質PU發泡、聚苯乙烯(PS)發泡及PE發泡等，如： CFC-11 。
●冷媒：冷凍機、冰箱、汽車、空調用冷媒，如： CFC-11、 CFC-12 。
●清洗劑：印刷基板、半導體材料等電子零件及光學零件清洗劑，如CFC-113。
●噴霧劑：化粧品、醫藥品、清潔用品等需要推進之噴霧裝置，如CFC-11、CFC-12。
此外，海龍(Halon)也是全鹵化碳氫化合物，因具有特別的防火效果，常作為許多需要防火安全場所的滅火劑。然而，由於海龍破壞臭氧的能力(ODP)更甚於CFC，所以在使用上更值得關切。
蒙特婁議定書管制物質之臭氧破壞潛勢(ODP)及生命期
臭氧層耗盡對人類及環境的影響
由於臭氧能吸收波長230至350 Å (埃)的紫外線，失去臭氧層的保護，將使地球生物圈暴露於更多的輻射線下，這可能會造成：
●人類皮膚癌、白內障等疾病罹患率增加 。
●動物免疫系統受抑制 。
●植物生長遲滯、農作物減產 。
●破壤自然生態的平衡 。
●改變氣候、造成溫室效應，間接造成海平面上升 。
蒙特婁議定書
基於繼續使用CFCs等化學物質，將導致地球臭氧層被破壞之共識，聯合國環境規劃署(UNEP)召集世界各國共商對策，1985年共有28個國家於維也納達成保護臭氧層協議(Vienna
Convention)，並決定研議一國際管制公約以補該協議之不足。1987年9月16日再於加拿大蒙特婁市舉行國際會議，並由全世界二十六個國家共同簽署「蒙特婁破壞臭氧層物質管制議定書(Montreal Protocol
on Substances that Depletethe Ozone Layer)」﹐管制氟氯碳化物使用之國際公約，也於1989年1月起正式生效。而後，為挽救日益惡化之臭氧層，於1990年6月在倫敦召開之蒙特婁議定書締約國第二次會議，對議定書內容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴大列管物質，除原先列管之CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115 等五項及三項海龍外，另增加CFC-13等10種，四氯化碳及三氯乙烷，計12種化學物質，並加速管制時程，提前於2000年完全禁用氟氯碳化物、海龍及四氯化碳。最近更由於臭氧層仍日趨惡化，1992年11月在丹麥哥本哈根召開之第四次締約國大會，決議將氟氯碳化物禁產時程提前於1996年1月起實施，而消費量除必要用途外應減為零。我國身為國際社會的一份子，亦須遵行，加強列管化學品之管制使用，並積極研發替代品以順應此一世界性的環保潮流。
我國主要措施
●1983年5月行政院衛生署公告化妝品噴霧劑禁用CFC。
●1989年8月經濟部工業局公布「管制蒙特婁議定書列管化學品作業要點」並宣佈每年最高消費量作為配額依據
●1990年4月行政院環保署公告環境衛生用藥中禁用CFC。
●1991年8月經濟部工業局修訂「管制蒙特婁議定書列管化學品作業要點」，配合國際管制趨勢增加列管項目
●1992年1月與全球同步開始管制海龍滅火劑進口
●1993年10月行政院環保署公告，並自1994年1月起實施，車輛冷氣冷媒權充或冷氣系統拆解、換裝作業必須回收/再精製或回用CFC冷媒之規定
●1993年10月行政院環保署公告，並自1994年1月起實施，販賣蒙特婁議定書列管物質須先申請許可之規定
●1994年1月經濟部及行政院環保署會銜公告，自1994年7月1日起，禁止國內產製及進口之車輛使用CFC冷媒系統
●1994年6月行政院環保署公告，列管物質進出囗限向締約國或遵守議定書規定並經行政院環保署認可之國家/地區為之
●1995年4月行政院環保署公告，含CFC及海龍之產品限由締約國或遵守議定書規定並經行政院環保署認可之國家/地區輸入
●1995年6月行政院環保署公告，自1995年7月1日起，五種列管CFC開徵空氣污染防制費
●1995年7月經濟部與行政院環保署會銜公告，自1996年1月1日起，禁止國內產製及進口之冰箱使用CFC冷媒及發泡斷系統獎勵措施
●認定CFC之替代與回收設備為污染防治設備，給予免關稅、適用較高比率之投資抵減及低利貸款等優惠。
●國內無產製之CFC替代品免徵進口關稅
●頒發「中華民國臭氧層保護獎」，鼓勵及表揚績效卓著之中華民國廠商。
●建立CFC分析鑑定技術。
●資訊電子業、光學元件業、金屬清洗替代技術輔導及推廣。
●建立資訊電子業免洗製程示範輔導中心，協助業者順利導入免洗製程。
●完成小轎車、大客車空調系統換裝非CFC冷媒之整體技術開發、CFC冷媒回收機之開發及量產、完成替代CFC-l2之各混合冷媒比較及換裝技術
●完成PS、PE替代品發泡研究，輔導電冰箱業界PU發泡減量使用CFC。
●完成並推出非CFC的新型環保電冰箱。
●評估廢氯化溶劑回收可行性。
●以發行CFC速報、合理化使用手冊、專題技術調查報告等方式，提供業界即時資訊，並舉辦技術對策研討會輔導業者舒解CFC問題。
●設立諮詢熱線，提供業者相關法令及技術資訊等諮詢服務。
相關配合措施
為配合全球保護臭氧層的行動，除了政府應加強管制措施外，業界亦應積極開發替代技術，並確實做到減量、回收、再利用的削減策略。另外，民眾也可從日常生活加以配合，例如：
- 避免購買以CFCs為發泡劑所製成的紙和塑膠產品。
- 避免使用聚苯、乙烯泡沫膠製品，包括泡沫填充劑和冷藏箱。
- 避免用以CFCs為動力的噴霧式產品，改採用機械噴霧式之產品。
- 採用替代品，例如用丙烷代替CFC，做為噴霧劑及以對臭氧破壞能力較小的HCFCs取代CFCs。
- 購買使用CFCs替代品為冷媒的汽車、冰箱和冷凍空調設備。
- 汽車空調補充冷媒時，應要求維修廠服務人員，先將存留在冷氣系統中之CFC冷媒回收或回用，以減少CFC使用量及排放量。
- 汽車空調或其他冷凍空調，補充CFC冷媒時，應要求維修人員證明使用之冷媒不是走私品。
經濟二C 張家偉
487530155
資料來源: http://gaia.org.tw/air/care/index.htm