天堂來的眼淚──無所不在的酸雨危機

10月2日中秋節前夕，正當秋颱「芭瑪」步步逼近的同時，由中國大陸北方南下的東北季風，卻早已搶先一步為北台灣帶來間歇性的降雨，其中位處迎風面制高點的台北市陽明山鞍部地區，這天的累積雨量雖然只有9毫米，但雨水的pH值卻低至3.2，酸度竟然比柳橙汁（pH值3.5）、蕃茄汁（pH值4.2）還酸。

「每逢東北季風增強或鋒面前緣初到時，我們這裡的雨就會特別酸；要等下過幾天雨，空氣中的污染物都被沖刷下來後才會改善，」氣象局鞍部測站工作人員謝先生老神在在地說。

義大利首都羅馬街頭的眾多大理石雕像，在經年累月的酸雨淋蝕下，一個個變得污頭垢面，原本極為豐富的臉部表情也難以辨識。

人為污染的產物

天降「橙汁」、「蕃茄汁」，聽起來誇張，但在秋冬時期的台灣北部卻是常態。這裡的雨水究竟為什麼這麼酸？這得先從酸雨的成因談起。

環保署酸雨監測計畫總主持人、中央大學大氣科學系教授林能暉指出，化學上我們定義液體的酸鹼度以「pH值=7」為中性，小於7則屬酸性。在我們所處的大氣中，原本就已含有大量的二氧化碳，溶於水後將使雨水略帶酸性（pH值約5.6）；再加上自然界不乏其他的致酸物質，如火山爆發所噴出的硫化氫、海洋所釋出的二甲基硫、高空閃電製造的氮氧化物，甚至森林火災產生的各種硫、磷等化合物，都可能讓雨水變酸至pH值5.0左右。

「自然界的雨水原本就略帶酸性，這是正常現象，但若是pH值低於5.0以下，那顯然就是『非自然』的人為因素造成，這就是我們所定義的『酸雨』。」

林能暉進一步分析，人為製造的硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）等污染物質，則是目前學界公認造成全球雨水急劇變酸的主因。前者多半來自工廠或電廠燃燒煤炭或化石燃料而產生的懸浮微粒，後者則常源自汽機車排放的廢氣，這些人為污染物質統稱「酸雨前驅物」，溶於水後會形成硫酸或硝酸，將使原本已呈弱酸性的雨水持續酸化。

pH值小於5.0的酸雨，乃是現代工業社會人為污染的產物，這雖是不爭的事實，但由於這些大氣中懸浮微粒與致酸物質，常隨著天氣系統的變化、乘風飄浮到其他地區（乾性沈降），或與雲滴結合，再以雨、雪、霧、雹等降水型態落地（溼性沈降），酸雨也因而總是「以鄰為壑」──出現雨水酸化問題的區域，常常本身不是禍首，而是承受他地、甚至他國工業污染惡果的受害者，台灣就是最佳實例。

「地球村」時代，各種污染飄洋過海，往往導致無辜者受害，酸雨也成了跨國境的重要生態議題之一。

飄洋過海

根據環保署1991~2008年的調查，全台各地的酸雨發生率平均為57%，其中以北部較常出現。包括彭佳嶼、基隆、陽明山鞍部、台北、中壢等酸化問題最嚴重的地區，酸雨發生率均高達8成以上；若以季節區分，秋、冬、春3季則是台灣的「酸雨季」，尤其是12月至隔年2月的冬季，全國酸雨發生率更高達71%，平均pH值則低至4.76。

相反的，5-9月的夏季期間，則屬「較不酸」的季節，全台灣大多數的雨日中，雨水酸鹼度均可維持在5.0以上。

同樣是下雨，為何雨水酸度會隨著季節變化呢？這是因為我國有一半以上的酸雨，都是由境外移入的污染物造成，尤其有「世界工廠」之稱的中國，更是最直接的污染源，因此每當秋冬期間，東北季風增強，鋒面、冷氣團源源不絕地從北方大陸南下，就會沿途夾帶華北、華中、華南等各地重工業排放的硫化污染物質，一起來到位於下風處的台灣。

「這類飽含酸性污染物質的天氣系統，遇到地形抬升或南方暖溼水氣凝結成雨，就會形成酸雨，而北部和東北部地區更首當其衝，」環保署酸雨監測計畫共同主持人之一、天氣風險管理開發公司負責人彭啟明如此分析。

不過在秋、冬、春3季，台灣也有可能發生雨水「不酸反鹼」的例外，這種情形通常出現在環保署發布「沙塵警報」時。彭啟明指出，冬、春季也是大陸北方好發沙塵暴的時節，由於沙塵成分主要是鈣、鎂等鹼性物質，會中和雨水中的酸性污染物，所以每當沙塵來襲時，台灣就有可能出現pH值7.0以上的「鹼雨」。

至於夏季期間，台灣的降雨主要受到午後熱對流、西南季風、或是在西太平洋發展而成的颱風影響，過程中較少經過重工業污染區域，雨水自然較乾淨，酸鹼度也跟著提升。

煙雨濛濛、雲霧繚繞的半山豪宅，常予人「像住在仙境」的浪漫想像，但事實上這些詩情畫意的霧中風景，很可能是潛藏污染危機的「酸霧」，對森林、建築物及人體健康，都會帶來程度不等的危害。

內外夾攻的酸雨環境

除了境外移入的污染物質可能造成酸雨，台灣本土重工業及發電廠製造的各種硫化物質，以及日益增加的汽機車廢氣排放，也是國內酸雨的「共犯」。

例如1990年代是我國酸雨最嚴重的時期，兩大都會區的台北、高雄測站，雨水酸鹼度的年平均pH值僅4.46及4.81；但自1995年環保署針對固定污染源（如工廠、電廠、營建工程）及移動污染源（如汽機車）開徵「空氣污染防制費」，針對業者排放的硫氧化物、氮氧化物等污染物徵收費用，兩地的雨水酸鹼度即逐漸提升，如高雄自2000年後，雨水年平均的pH值均可維持在5.0以上，台北也微幅提升至4.6~4.7。

為了加強管控我國硫化物質的排放，環保署還打算在2011年將柴油含硫量的標準，由現行的50ppm降至10ppm、汽油含硫量則預計在2012年比照辦理；一般重工業燃油的含硫量，也可望由現行的0.5%降至0.3%，但實施時程仍待與業者進一步議定。

只不過，雖然政府近年來緊縮標準，管控硫化污染物質，但北部的酸雨問題至今仍未見顯著好轉。究其原因，環保署空保處科長吳政道認為，一方面是我們減少硫氧化物的幅度，遠比不上對岸每年近40%的成長速度；再加上近幾年台灣的汽機車高度成長（汽機車總量由1999年的1,631萬輛，增至2009年的2,118萬輛），氮氧化物的污染不減反增，以致酸雨問題始終無解。

國對國談判

這種甲地傳至乙地的酸雨污染，台灣並非單一個案。早在1970年代，北歐的挪威等國，就發現境內湖泊有酸化現象（健康湖泊的酸鹼度應在pH值8.0~9.0間），湖裡的魚也日益減少，調查後才發現此地雨水中的酸性污染物質，竟是從距離超過1,500公里的德國北部魯爾重工業區飄來的；德國西南部的黑森林區受酸雨影響，也出現林木大量枯死的現象。在1983年前西德政府的調查中，境內740萬公頃的森林中 ，竟有34%受酸雨影響而枯死，禍源則可能來自一水之隔的英國中北部工業區。

1980年代，美國、加拿大也陸續發現酸雨危害。由美國5大湖重工業區所排放的酸性污染物質隨風飄浮、沈降至他地，不但造成美東阿帕拉契山區西側迎風面原本蒼翠蓊鬱的常綠原始林大量白化、死亡，鄰近美加邊境的加拿大眾多湖泊也嚴重酸化，湖水的pH值低至5.0以下，已形成「魚蹤絕跡」的死湖。

美加地區的酸雨危害持續多年，直至1980~1990年代美國實施全國性的酸雨防治計畫，要求所有電廠必須實施硫排放的「總量管制」後才漸有好轉，但已造成的生態創傷，至今依舊無法回復。

由於這種由他地移入的污染極難量化，即使自居「受害者」的加拿大政府，多年來屢向美國爭取賠償，但兩國始終無法取得共識；歐洲諸國也尚無求償成功的案例，酸雨也成為跨國談判最棘手的生態議題之一。

上圖為台灣1970年代至2008年的酸雨分布圖，經過多年努力，酸雨情況已有改善。右圖框內則為2004-2008年的酸雨成份分析，硫化物沈降最嚴重者集中在北台灣頂端的迎風面，氮氧化物沈降的分布則較廣泛，顯示該污染物除境外移入外，國內日益增加的汽機車廢氣排放，也是「共犯」之一。

空中死神的生態殺手

又稱「空中死神」的酸雨，究竟為什麼會對全世界這麼多地區，帶來難以回復的生態傷害？

曾進行酸雨生態調查的師大生命科學系教授林登秋指出，酸雨或許不是造成森林大規模死亡的「元兇」，但卻是極為重要的「推手」。因為酸雨內含許多帶正電的氫離子，因其吸附力較強，進入生態系後會取代原本鈣、鎂、鉀等正電離子的位置；這些被釋出的正電離子，又會與帶負電的硫酸根離子結合而離開原有的生態系。

這些離子置換的化學作用，將使得該生態系的土壤營養逐漸失調，造成植物生長不佳。例如植物缺鈣時，新長出的嫩葉、嫩芽容易壞死；缺鎂時則難以合成葉綠素，也沒辦法進行光合作用來取得成長所需的養分，抵抗病蟲害的能力自然跟著大幅降低。

另一個影響生態系的元素則是「氮」。氮是蛋白質的重要成份之一，為植物成長必備的要素，但因汽機車排放的氮氧化物，隨著酸雨被帶到生態系，原本在自然界屬「不足」的氮，多年累積下就轉為「飽和」。

「過去林木為了取得多一點『氮』來幫助成長，根部會拚命往地底下伸展，但現在氮的取得太容易了，植物不需要花這麼多力氣向下穩穩扎根，等到風災、雨災一來，林木當然就變得容易連根拔起而死亡！」林登秋解釋。

除此之外，生態系中的氮過多，也會讓植物的枝葉徒長，反而容易引起害蟲、病毒的「覬覦」而感染，形成另一波危機。

林登秋分析，受酸雨影響的農作用地，或許還能藉施用石灰等人為介入方法，改變土壤的酸鹼度來幫助植物正常成長；但對於廣闊無邊的森林及湖泊，人類就幾乎束手無策。「像過去在歐洲、北美出現的森林悲歌，即使耗盡心力施救，最後也只能眼睜睜地任其大幅衰退。」

除了生態危害，酸雨也會破壞建築物，特別是含有砂岩、石灰岩或大理石的建材及雕塑。當酸雨降落時，會向內侵蝕這些石材，並經過一連串的化學反應，將表層堅硬的碳酸鈣，轉化為白色粉塵的硫酸鈣（石膏原料），最後脆裂剝落。像希臘雅典的著名景點帕德嫩神廟，眾多女神雕像就在長年累月的酸雨淋蝕下，一個個變得污頭垢面、衣衫襤褸。

不僅古蹟景點，即使是現代化建築也常難敵酸雨腐蝕的危害。環保署酸雨監測計畫總主持人林能暉所任職的中央大學，就位於酸雨問題嚴重的桃園縣中壢地區。他指出，十多年前自己初回國任教時，包括「科二館」、「科三館」及「科四館」等理學院大樓建築群才剛落成沒多久，磚紅色的外牆遠遠望過去非常美麗，但沒過幾年迎風面外牆就開始變黑，部分磚石也逐漸碎裂剝落，對過往師生帶來極大的安全威脅。為了避免危機擴大，學校最後只好投入大筆預算，重新進行外牆整修工程。

「北台灣潮溼多雨的氣候環境，本就容易縮短建築物的使用壽命，酸雨則是推波助瀾的幫兇，」林能暉說。

現代化建築也難逃酸雨腐蝕的危害。像最近正在進行「拉皮」工程的中央大學理學院大樓建築群，外牆就因酸雨侵蝕而碎裂剝落，學校不得不花大錢重新整建。

惡化過敏與呼吸道疾病

至於一般民眾最關心的健康問題，林口長庚醫院毒物科主任林杰樑指出，多數人對酸雨的刻板印象都停留在「淋久了會掉頭髮」，事實上，酸雨內含的酸性物質，確實有可能刺激皮膚，加重過敏膚質的搔癢及發炎等免疫現象；若是這類的發炎問題出現在頭皮，就有可能破壞皮囊組織、甚至造成掉髮。

「但就現實面來說，除了部分怕麻煩的青少年外，很少人會下雨不撐傘，因此由酸雨直接帶來的健康危害，其實較為輕微。」

比較值得注意的是，容易出現酸雨的地區，通常表示空氣中的硫氧化物或氮氧化物也較多。前者可能會誘發氣喘、造成氣管及小支氣管的發炎現象；後者則可能在陽光照射的「光化」反應下形成臭氧（O3），而臭氧屬「強氧化劑」，具有毒性且反應活性極不穩定，不但可能造成呼吸道的刺激及發炎，也會降低肺部的換氣功能、減少人體血中的含氧量，嚴重時甚至可能導致肺氣腫或肺水腫等深層的肺部傷害。

「不管有沒有下雨，只要遇到空氣中硫氧化物或氮氧化物濃度較高的日子，老人、小孩或有心血管疾病的民眾就應避免出門，真的有必要外出時，也必須配戴口罩以降低傷害，」林杰樑建議。

酸雨之外，學者還特別提醒民眾必須留意「酸霧」，因為霧的水滴分子更小，酸度會較雨水更為濃縮也更酸。

例如1952年12月在英國倫敦發生的「煙霧事件」，就是因為當時市區大量燃煤所排放的一氧化碳、硫氧化物、粉塵等污染物質，在連續數日平靜無風的天氣條件下大量蓄積，再與霧滴結合形成pH值僅1.6的「酸毒霧」，幾乎和硫酸一樣具有高度腐蝕性。受其影響，成千上萬的倫敦民眾出現嚴重的呼吸道疾病，短短4天內就有4,000人因此喪命，其後兩個月內又有超過8,000人陸續死亡！

詩情畫意的危機

台灣雖然不曾出現如此離譜的酸霧，但在歷年調查中，山區酸霧的濃度確實比酸雨高出甚多，例如林能暉的研究團隊曾在陽明山地區採集到pH值僅2.6的雲霧水，酸度已接近可樂（pH值2.5）；即使在中部旅遊勝地溪頭山區，林登秋的研究團隊也曾採樣到pH值為3.8的酸霧。

「一般人下雨會撐傘，但對於霧則疏於防範，而且霧氣會四處遊散、浸淫全身，根本也無處可躲。因此相較於酸雨，酸霧反而是更令人憂心的，」包括林能暉、林登秋及彭啟明等人，都提出了相同的警訊。

林登秋更進一步指出，包括火紅夕陽（粉塵微粒經光散射後，讓夕陽看起來特別艷紅）、青山「綠水」（水中有嚴重的優氧化問題），以及雲霧繚繞的煙雨濛濛等這些一般人印象中既浪漫又詩情畫意的景觀，背後隱藏的，其實都是污染危機。

「所謂『夕陽無限好，只是近黃昏』，在現代社會中，早就應該改成『只是污染重』了！」林登秋苦笑地說。

建立長期監測數據

從生態、農作物、建築物到人體健康的危害，在林登秋等人根據國外經驗所做的分析中，酸雨每年為台灣帶來的經濟損失，可能已高達新台幣百億元（約國民生產毛額GDP的0.16%），數額相當驚人。

然而，即使酸雨危害如此嚴重，學者及環保署官員均坦言，由於污染源多半由中國大陸移入，台灣自己能著力的其實非常有限。在最近幾次的「國共論壇」中，環保署曾希望把酸雨這類長程傳輸的污染問題列入討論，但大陸方面始終迴避，只願把氣象合作納入談判共識。

「原因很簡單，氣象合作代表的是『民生福址』，但污染防治則牽涉到『誰是好人？誰是壞人？』的責任認定，多年來日本一直想把中國拉上談判桌都不可行，台灣就更難了，」林能暉無奈地說。

面對對岸禍源，雖然台灣至今仍無計可施，但做好自我的污染管控，並建立長期觀測資料，同時也與東亞其他國家的酸雨監測網密切合作，卻是我們可以持續加強並更加努力的面向。只有自己先做好準備，靜待未來談判的最佳時機，同時借助國際力量，督促對岸改善各種污染，才是現階段因應我國酸雨問題的唯一方法吧！