簽訂蒙特婁議定書|科學史上的今天:9/16

地球大氣層中,距離海平面50公里以下,8~18公里以上叫平流層。平流層中的氧氣因為紫外線的作用,會形成氧原子(O)、氧分子(O2)與臭氧(O3)三種形態。在平流層的下半部,大約20到30公里這個範圍的臭氧濃度特別高,就稱為臭氧層。

臭氧層會吸收波長200到310奈米的紫外線,避免生物受到傷害,可說是保護我們的重要防線。然而,1974年6月號的《自然》期刊登了一篇由美國化學家羅蘭(Frank S. Rowland, 1927-2012)與墨西哥化學家莫里拉(Mario J. Molina, 1943- )所寫的論文,他們認為人造的氟氯碳化物(CFC)會嚴重破壞臭氧層。

CFC一開始就是為了做為汽車而研發的;1930年由美國杜邦公司與通用汽車合資成立的動力化學公司(Kinetic Chemicals)開始生產製造。CFC具有化學性質穩定、低毒性、不自燃、不助燃等特性,所以除了冷凍空調冷媒,也被用於噴霧推進劑、塑膠泡棉、滅火劑、電子零件的清潔劑,很快在全世界被大量使用。

但也因為CFC相當穩定,將近百年才會自行分解,因此一旦釋放至空氣中,就會穩定存在,一直到進入平流層後,在紫外線照射下釋出氯離子,與臭氧產生化學作用,因而大量消耗臭氧,破壞臭氧層。

CFC的相關企業紛紛反彈,杜邦公司董事長就憤而指責這篇論文是「科幻故事,一派胡言」。不過美國國家科學院於1976年即證實了羅蘭與莫里拉的假說,美國政府於1978年禁止噴霧劑使用CFC,但並未限制做為冷媒與溶劑使用。直到1985年,南極科學家發表報告,指稱南極上空的臭氧層破洞比預估大很多,並經衛星觀測確認後,世界各國才驚覺事態嚴重。

1987年9月16日,46個國家在加拿大簽訂「蒙特婁破壞臭氧層物質管制議定書」,訂定時程,逐步全面禁止使用CFC;之後又納入其它類似作用的物質。1995年,羅蘭、莫里拉,與率先提出一氧化氮破壞臭氧層之機制的荷蘭大氣化學家克魯岑(Paul J. Crutzen, 1933-)三人共同獲頒諾貝爾化學獎。

簽訂蒙特婁議定書的執行相當徹底,堪稱有史以來最成功的全球公約之一。雖然2014年的觀測發現南極臭氧層破洞仍有北美洲那麼大,但科學家證實臭氧層正在緩慢復原中;而這也提醒我們,人類一旦對大自然造成破壞,就無法輕易彌補了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。


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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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