本報特稿/石化能源污染知多少/智庫論壇/國家政策研究基金會高級助理究員林玲珠

中央日報 – 2013年6月28日 上午9:36

一、前言

 當今石化能源涵蓋了人類的食衣住行,舉凡交通運輸的汽油、柴油,供應家用燃料與電能的天然氣、煤炭,塑膠用品、尼龍纖維布料…等,可以說現代人生活已跟石化能源密不可分。然而高度依賴石化能源帶來的便利的同時,也帶來了各種不同的隱憂。其中以氣候變遷和全球石化能源蘊藏量最廣受討論。氣候變遷的原因至今仍無一定論,其中較主流的解釋為人類活動與自然週期共同造成氣候變遷。近代人類活動對氣候造成的重大影響,尤以溫室效應最備受大眾矚目。

 溫室效應是一自然現象,自盤古開天以來,就存在於地球。地球自然的溫室效應,創造了適合生物生存的環境。但是,如果大氣中的溫室氣體含量過高,將攔截過多的地球輻射使得地表氣溫逐漸上升。工業革命以來,人類的工業活動大量使用化石燃料( fossil fuel,如煤、石油 ),產生了大量的二氧化碳,並將之排放至大氣之中。在工業革命之前,大氣中二氧化碳含量一直維持在約280ppmv,然而本月10日美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)表示,大氣中二氧化碳濃度在人類史上首度超過400ppmv,這些增量主要來自石化燃料。

 石化燃料造成溫室效應的問題為眾所周知,然而除了溫室效應外,是否尚有其他問題產生?本文將探討石化能源所產生之污染對我們生活環境的影響有多麼深遠。

二、石化能源產生哪些污染

 因工業活動而大量使用化石燃料,其所產生之污染可分為兩大類:空氣污染及固體廢棄物污染,以下針對各污染加以說明。

 (一) 空氣污染:空氣污染又可概分為粒狀污染物及氣狀污染物兩類。

 1.粒狀污染物:燃料燃燒及工業生產過程所產生之微粒物通稱,如總懸浮微粒(TSP)、懸浮微粒(PM10)、細懸浮微粒(PM2.5)、粒塵、金屬燻煙及其化合物、黑煙、酸霧、油煙等。石化燃料金屬燻煙中尚包含鉛、鎘、汞及砷重金屬及戴奧辛/?喃等微粒。

 2.氣狀污染物:以氣體形態存於大氣中之污染物,如硫氧化物、(SO2及SO3合稱為SOx)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO及NO2合稱NOx)、碳氫化合物(CxHy)、 氯氣(Cl2)、氯化氫(HCl)、氰化氫(HCN)、二硫化碳(CS2)、氟化物氣體(HF及SiF4)、鹵化烴類(CmHnXn)、全鹵化烷類(CFCS)等氣體。

 (二) 固體廢棄物污染:石化燃料燃燒時除產生空氣污染外,其灰渣及飛灰也可能產生污染。一般燃煤電廠飛灰矽、鋁、鐵、鈣含量高,其中鋁被質疑為造成老人失智症之兇手。

三、石化能源污染對環境之影響

 石化燃料污染對我們生活環境所產生之影響,除了其產生之二氧化碳造成溫室效應及臭氧層的破壞外,尚有酸雨、土壤酸化、地下水污染及海洋生態污染等等。

 1.溫室氣體

 地球的溫度決定於太陽照射地表的熱量與地球向外輻射的熱量兩者之間平衡的結果。波長較短的太陽輻射能通過大氣層被地球表面吸收,地球會產生熱輻射,向四周放射出波長較長的紅外線,此紅外線會被大氣中的二氧化碳、水蒸氣等吸收,這些氣體在吸熱之後,將其中一部分的熱量向上輻射至大氣層上方,另一部分則向下輻射再回到地球表面,此向下輻射回地表的熱與太陽照射的熱能,導致地球溫度上升。而大氣中的吸熱氣體,能使波長較短的太陽能通過,而達到地球表面,卻不能使二次輻射的光熱通過而散失,因此大氣層就有如溫室的玻璃外殼,具有保溫的功能,致使地球表面溫度逐年上升。

 2.臭氧層破壞

 大氣中有一道臭氧層,臭氧層具有吸收太陽光中大部分的短波紫外線,以屏蔽地球表面生物,不受紫外線侵害之功能。破壞臭氧層的凶手氟氯碳化物在自然界中是一種容易汽化的液體,穩定性高、不自燃、不助燃、也不易起化學變化。但散佈在對流層中的氟氯碳化物,會慢慢上升到平流層中。在平流層中,強烈的紫外線會造成氟氯碳化物的初步分解,因而釋放出氯原子,此氯原子會破壞臭氧分子,並將其分解成氧分子和氧原子,臭氧含量因而減少,一個游離的氯原子能破壞一萬個以上的臭氧分子。

 3.酸雨

 正常雨水本身略帶酸性,pH值約為5.6。雨水除受二氧化碳影響外,自然界許多自然現象對於雨水pH值亦有影響,可使pH值的變化介於4.9∼6.5之間,因此一般酸雨較為保守的定義是pH值小於5.0的雨水。一般而言NO3-(硝酸根離子)及 SO42-(硫酸根離子)為主要的致酸物質。人類燃燒煤、石油等化石燃料時,產生硫氧化物(SO2、SO3)和氮氧化物(NO、NO2、N2O),當這些物質排放至大氣中,和陽光、氧與水蒸氣等作用,會形成硫酸根離子和硝酸根離子,這些離子溶入雨水中後,導致酸性降雨。酸雨又可分為「濕沈降」與「乾沈降」兩大類,前者指的是所有氣狀污染物或粒狀污染物,隨著雨、雪、霧或雹等降水型態而落到地面者,後者則是指在不下雨的日子,從空中降下來的落塵所帶的酸性物質而言。即使酸沈降的酸度很低仍可能對環境造成傷害。諸多研究顯示,酸雨對水域生態、森林、湖泊、河川、建築物及人體健康等都具有危害性。

台灣北部地區發生酸雨的頻率相當高,中壢及新竹測得的頻率高於60%,春冬兩季因受東北季風盛行的因素,除了當地污染的排放外,亦可能受到長程輸送(來自大陸)污染物的影響所導致。可見石化能源污染影響的範圍並非局部性,因空氣中污染微粒會隨風飄散,其影響範圍相當廣大。

 4.土壤污染

 石化能源燃燒排放之廢氣中含有鉛、鎘、汞、砷等重金屬及戴奧辛及?喃(PCDD/Fs),經雨水沖刷沉積於土壤中,飛灰及灰渣未妥善掩埋,均將造成土壤受重金屬及戴奧辛污染,再經由食物鏈進入人體,危害人體健康。而酸雨亦使土壤酸化,礦物質流失,影響作物之生長,逐步造成全球糧食短缺。據環保署調查資料顯示,台灣地區農田土壤中,重金屬含量較高地區約有五萬公頃,而其污染源因廢水導致之污染約占80%,因空氣落塵造成之污染約占13%。,其餘廢棄物、農藥、肥料、酸雨等之污染,對土壤均造成衝擊。台灣的糧食自足率已嚴重不足,如果土壤再繼續遭污染蠶食,將嚴重威脅我們賴以生存的空間。

 5.地下水污染

 石化燃料燃燒後所產生之灰渣及飛灰,經環保署調查發現矽、鋁、鐵、鈣含量高,飛灰及灰渣未妥善掩埋,可能污染地下水。國外醫學案例發現體內若累積過多鋁,會增加阿滋海默症風險,水中若鋁含量高,老年易罹患痴呆症。進入體內的鋁幾乎會隨糞便排出體外,僅少部分留在內臟及腦部,腦若蓄積過量鋁,恐導致神經退化、記憶力減弱、健忘,最後變痴呆。英國就有因飲用水中鋁含量過高,長期飲用,造成因腦部累積過量鋁,而死亡的病例。除此之外,攝取過多鋁,也可能影響磷和鈣正常代謝,使骨骼變脆,導致骨質疏鬆。如果飛灰或灰渣未妥善處理隨意棄置,將會污染土壤及地下水,可能會輾轉經由食物鏈進入人體。然而國內目前無論是固體廢棄物、土壤及地下水或是飲用水鋁的含量均無管制標準。不盡令人擔心國人的健康該如何自保。

 6.海洋生態污染

 當海域被有害物質污染時,會影響海洋生物的生態平衡,使海洋生態環境惡化,影響魚類的生長與繁殖,造成水產資源的嚴重損失。當空氣中含有有害物質微粒,落入海洋。若是有害物質微粒含有放射性物質或重金屬時,這些東西都具有毒性或生物累積性,會蓄積在水生物體內,使食用者中毒,造成急性或慢性病變。舉例來說東北大西洋一帶以魚群為生的海鳥,體內的汞濃度在這一世紀以來有穩定增加的趨勢,經相關研究調查,北美洲的海洋沈積物汞的濃度相較於工業革命以前已經多出3至5倍,而北美洲的汞污染大多來自燃煤發電廠所排出之廢氣沈降物。根據我國環保署歷年空氣污染排放量調查推估,重金屬污染排放量如下表,燃煤鍋爐與汽電共生鍋爐為主要排放業別,由此可見,對於重金屬的污染不可輕忽。

四、結語

 受溫室效應之影響,全球氣候變遷加劇,糧食短缺風險與日劇增,世界各國均紛紛的重新思考能源問題。而國內近期為核四是否停建,各方爭議更是不斷,贊成停建核四者,主張核廢料對環境的影響是千萬年,不該留給後代子孫一個充滿核廢料的生活環境。然而使用石化能源所產生的污染對我們生態環境的衝擊卻是立即性的問題,且其影響的層面較核能更為廣大及深遠。工業革命後,人類因過度使用石化能源的結果,因大量排放二氧化碳,造成了溫室效應,而使全球氣溫節節上升,造成近年來全球各地氣候劇烈的變遷、全球暖化、冰河融化與各地乾旱與水災等災難頻繁。美國國家海洋暨大氣總署最新觀察預估今年二氧化碳的排放量將來到近300萬年的新高,使得溫室效應更加嚴重。

 雖然石化能源並非造成溫室氣體加劇的唯一原因,卻是最主要的因素。在尚無一安全且低污染的能源可以取代石化能源前,低限度的使用核能發電已為全球大部份的國家所接受。核能發電並不是世界各國永遠的能源政策,而是走向漫長的綠色能源之路,並經比較各項能源優劣缺失後,所選擇的一個較佳的替代能源政策。我國能源無法自足,而綠色能源尚無法全然取代核能發電前,國人是否可以冷靜的思考,那一個政策才是真正的對我們後代子孫最好。

       <本文僅供參考,不代表國政基金會立場>

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