第十章 一片天空不见了（第1页）

第十章一片天空不见了

大好的土地，在我看来，也只像一块荒凉的海角；这顶优美的天空华盖，你看，这璀璨高悬的昊空，这镶金光的雄伟天幕——唉!在我看来，仅是一团混浊的毒粉。

威廉·莎士比亚（eare）《哈姆雷特》，第二幕，308行

（Hamlet，II，ii，308，1599-1602）

小时候，我一直想要一套玩具电动火车。可是，一直到我10岁的时候，父母才买得起，送了我一套。他们买的是二手货，可是品相很好。它不是现在你们看到的那种轻型的、手指大小的小型玩具电动火车，而是动起来真的会发出当当金属声的那一种。光是火车头就有5磅（约2。25千克）重。它有一节煤车、一节客车和一节守车（是挂在货物列车尾部的木质铁皮工作车，主要是供车长乘坐）。全金属制成的连接轨道结合了三种不同的形式：直线的、曲状转弯的，以及一个极美的交叉轨，利用交叉轨就可以把轨道联结成一个“8”字形的弯形轨道。我把零用钱省下来，买了一个绿色的塑胶隧道。有了隧道，我就可以看到火车头在轧轧声中骄傲地穿过隧道时灯光如何照亮了黑暗。

伴随我这一段快乐时光的记忆是，在玩火车时，空气中散发着一股味道——不是让人不悦的，而是有些微甜的，来自变压器的味道。变压器是一个黑色的大金属盒，有一个红色的杆，用来控制火车的速度。如果你问我这变压器的功用是什么，我只好说，它用来把我们公寓墙上电插座的电压转换成火车头适用的电压。在很久以后我才发现，这味道来自一种特殊的化学物，是在电流穿透空气时产生的，它的名字是臭氧。

臭氧的产生

环绕我们的空气，也就是我们呼吸的东西，含有20%的氧——不是氧原子（化学符号是O），而是氧分子（化学符号是O2，意思是两个氧原子被化学力结合在一起）。氧分子才是使我们生存的东西。我们吸入氧分子，把氧同食物结合在一起，因而产生能量。一种极为稀有的化学反应使氧原子彼此结合而产生臭氧。它的化学符号是O3，意思是3个氧原子结合在一起。

我的变压器出现了一些问题。它不断地放出一些小的电火花。这些电火花破坏了氧分子的化学结合，氧分子因而被拆散成氧原子，其化学反应是：

O2+能量→O+O箭头表示“转换成”）

孤单的氧原子（O）因为没有了小伙伴而闷闷不乐。它的化学性质很活跃，很想同一些附近的分子结合在一起——它们做到了，于是有了以下化学反应：

O+O2+M→O3+M

M代表的是其他任何一个分子。此化学反应并未用掉分子M，可是有了M，反应才能进行。M可以看成促成化学反应的“媒人”，即一般所称的催化剂（catalyst）。我们周遭充斥着许多可以当催化剂的分子，其中最主要的是氮（nitrogen）分子。

变压器就这样产生出臭氧。同样的过程也发生在汽车引擎和工业用的燃烧物内。制造出的臭氧下沉至地面附近，产生粉尘并造成工业污染。它不再呈微甜味。最大的臭氧危机不是地面弥漫过多的臭氧，而是上空的臭氧严重不足。

氟氯碳化合物

关心生态环保的人士，尽责而谨慎地对待这些问题。在20世纪20年代，人们大多都认为电冰箱是件好的东西。它便利、卫生，还可以保存水果、蔬菜及乳制品等，使它们可以运送到远方以配成可口的食品，每个人都想拥有一台电冰箱（有了它，就不必天天把大冰块搬来搬去[7]。可是仔细想一下，这样搬来搬去有什么不好？）。当时的电冰箱中的**冷媒（它们热冷交替地变化，维持冰箱的冷却），不是氨气（ammonia），就是二氧化硫（sulfurdioxide）——这些物质又毒又臭。一旦漏气，后果真是不堪设想。因此，人们急需一种替代品——一种在适当情形下可以压缩成**的冷媒。这种**能在冰箱内循环，即使万一冰箱漏气或报废了，人或任何东西也不会受到损害。基于上述目的，我们想要寻找的是一种不具毒性又不能燃烧的物质，如此才不会腐蚀、灼伤人的眼睛，吸引昆虫，或伤害猫等宠物。可是在大自然中，似乎并不存在这种化合物。

因此，美国和德国化学家积极投入这项研究工作，首次合成了一类化学分子。他们称其为氟氯碳化合物（chlorofluoros，CFCs），由一个或更多的碳原子再加一些氯原子及氟原子结合而成。以下就是其中之一的化学式（C代表碳，Cl代表氯，F代表氟）：

氟氯碳化合物取得的成功，远远超出其发明者的期望。它不仅成为维持冰箱运作的主要**，也成了冷气机中制冷的**。这种化合物后来的应用极广，包括喷雾罐（把**变成小滴喷出，如喷发胶罐）、绝缘软泡棉、工业溶剂，以及清洁剂（尤其在微电子工业领域）。最著名的牌子是氟利昂（Freon）[8]，它是杜邦化学公司注册的商标名。人们用了好几十年都未发现它有什么不良后果。每一个人都认为，它是再安全不过的东西。这就是为什么过了一阵子以后，惊人数量的化学工业厂商都选它为生产原料。

严重破坏臭氧层

到了20世纪70年代，这类化学物的年产量已达100万吨之多。如果在20世纪70年代早期，你站在浴室里拿一罐除体臭喷雾剂朝腋下喷，氟氯碳化合物就会以极小液滴的形态喷出。它们不会沾在你的身上，而是跑到空中，在镜面附近旋转，然后沾在墙上，最后穿出门缝及窗缝钻到外面的空气中，数天或数星期后，它们已完全融入户外的空气了。氟氯碳化合物和其他的分子相互撞击，时而撞到建筑物、电线杆，最后被对流气流带到大气中，在地球这颗行星的周围游**。除了极个别例外情况，它们不与其他分子起化学反应，也不分解，几乎是完全惰性的化合物。数年后，这些氟氯碳化合物都进入高处的大气层中。

在25千米的高空上，臭氧自然形成。太阳的紫外线——就像我那有缺陷的电动玩具火车变压器放出的电火花，也放出类似的紫外线——把氧分子（O2）分解成氧原子。这些氧原子和氧分子经过催化剂的作用，变成了臭氧。

在同一高度上，氟氯碳化合物也会被紫外线分解，不过分解得很慢，其分子的平均寿命约为1个世纪，即100年。氟氯碳化合物被分解后会放出氯。氯是一种可以促进臭氧分解的催化剂。一两年后，氯才会被气流送到大气的低层。在那儿，它伴着雨水落到地面上。就在这一两年中，平均每个氯原子可以促进10万个臭氧分子被分解。

这个化学反应的过程是：

O2+紫外线→2O

2Cl（来自氟氯碳化合物）+2O3→2ClO+2O2

2ClO+2O→Cl（Cl再生）+2O2

最后的净结果是：

2O3→3O2

2个臭氧分子被分解成3个氧分子，而氯原子还在，可以继续做破坏臭氧分子的恶事。

分解了又怎样？谁在乎？这些不过是高空中看不见的分子，被同样在高空，由地球上的人所制造的看不见的分子给破坏了。我们为什么要为这件事烦恼呢？

紫外线**

我们烦恼及头痛的原因是，臭氧是我们抵挡太阳射出紫外线的盾牌。如果把上空的臭氧层全部带到地面，并压缩到地面大气的密度，则它的总厚度只有3毫米——只有你小指指甲尖那么点（如果你不把指甲剪得太短的话）。虽然臭氧层不厚，但它就是我们阻挡太阳所放出的极强而可怕的长波段紫外线的坚实盾牌。

我们最常听到的紫外线的危害就是导致皮肤癌。肤色浅的人最易患皮肤癌，肤色深的人的皮肤中含有大量的黑色素（见第四章）以保护他们（日晒后皮肤变黑，是一种天择的适应方式，使肤色浅的白人在日晒后，在体内制造出黑色素来抵抗紫外线的伤害）。让肤色浅的人容易罹患皮肤癌，也许是对那些发明氟氯碳化合物者（白人）的一种宇宙级报应，而与这发明毫不相干的肤色深的人，就有天然的保护色素。现在，医学报告指出，目前皮肤癌的病例比20世纪50年代的要多出10倍。虽然病例增加的部分原因在于，现在医疗技术的进步也促进了诊断方式的与时俱进，但臭氧层的枯竭及紫外线照射的增加似乎也是原因之一。如果该情形继续恶化，即便只是日常的户外走动，肤色浅的人都必须穿上特制防紫外线的保护衣，至少在高原或高纬度地区必须如此。

由于照到地面上的紫外线强度变强，皮肤癌病例增加，使数百万人死亡，这还不是最坏的后果，白内障病例的增加也不是。[9]更糟的是，紫外线会损伤生物的免疫系统（身体抵御疾病的机制），虽然只会波及不穿保护衣的人。是的，这听起来已经很危险了，可是真正的危险还在别处。

破坏生物食物链

一旦暴露在紫外线的照射下，构成地球全体生物的有机分子都会被分解，或产生不健康的附属物。海洋中数量最多的生物是一种极小的单细胞生物，浮游在海洋水面上，被称为浮游植物（phytoplankton）。它们无法钻到水中躲开太阳光的照射，因为它们就是靠阳光制造食物的。它们可以说是“靠手吃饭”[10]的（这当然是一种比喻，因为它们既没有手也没有口）。实验证明，即使太阳的紫外线强度只增加一些，都会伤害到在南大洋及其他地区最普遍生长的单细胞植物。可以预料到的是，大量太阳紫外线强度的增加，将给这些单细胞生物造成严重的灾难，最后造成大规模的死亡。