臭氧(二)

這些臭氧是從哪裡來呢?在街上行走,常常看到空氣略帶淺棕色,又有一股辛辣刺激的氣味,一般都是光化學煙霧所造成。所謂的臭氧污染和光化學煙霧是不能分開的,而臭氧就是光化學煙霧的主要成分。它不是直接被排放,而是轉化而成的;例如汽車排放的氮氧化物,只要在陽光輻射及適合的氣象條件下,就可以生成臭氧。地面臭氧污染在許多發達城市中成為普遍現象,近地面大氣的臭氧是污染空氣的其中一樣主要污染物。

大氣中一次污染物是由污染源直接產生的物質。一次污染物中的氮氧化物與碳氫化合物等最為普遍。這些物質經過紫外線照射發生光化學反應,所形成的二次污染物叫做「光化學煙霧」。二次污染物中的臭氧是由碳氫化合物(HC)及氮氧化物(NOx)在陽光下反應而成。光化學煙霧都是高度易反應和氧化的物質,因此光化學煙霧被認為是現代環保的難題。在許多大都市有光化學煙霧,而晴朗、暖和、氣候乾燥,且有大量汽車的城市更容易形成。

近年,發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢,就令人感到不妙了。粵港澳政府過去20年實施各類減排措施,但粵港澳地區大氣中臭氧的濃度在過去10年仍增加了34%。近期報章報道,環保署聯同科大、中大、理大及城大的學者組成了研究團隊,開展區域性臭氧及光化學煙霧污染的研究計劃,冀找出粵港澳地區臭氧和煙霧污染的排放源、污染傳輸路徑及傳輸演化過程等,以制定針對性減排政策,解決臭氧問題。

若地區氣溫偏高、風速較慢,令臭氧難以流通並不斷累積,各區空氣質素健康指數就會達「甚高」及「嚴重」級別。故此,治理污染物中的臭氧及光化學煙霧污染極為重要。環保署計劃在港不同區域架設儀器和監察平台,全面監測揮發性有機物的成分和變化,又在多個監測站利用雷達監測大氣中的風、臭氧及顆粒物的垂直分布變化特徵;在粵港澳海陸空多個地點作全方位空氣測量,並在已成立的新實驗室分析有機物成分、源頭及區域分布,以找出形成臭氧的主要污染物,再利用先進光化學模型綜合分析監測結果,以評估不同臭氧和煙霧污染控制策略的影響。

目前,對於臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層?世人已達成共識,並做了許多工作。但是,對於臭氧層的負面作用,我們雖然已有認識,但過往除了進行大氣監測和空氣污染預報外,還沒有切實可行的方法決解問題。期望今次環保署及學者研究團隊能夠找出污染源頭,並針對它作出改善,造福粵港澳地區社會。

從臭氧的性質來看,它既可助人,又會害人;它既是神賜予大地的一把保護傘,卻又有毒性。敬虔的信徒心裡都有神豐盛的慈愛和憐恤,卻又活在充滿罪惡的世界當中,言行常違背神的旨意,偏行己路。讓我們都能夠謙卑來到神面前,認罪悔改。求神按著主耶穌基督應許世人之恩典,赦免我們的過犯,潔淨我們的內心。阿們!

「神說:『眾水之間要有穹蒼,把水和水分開!』事就這樣成了。神造了穹蒼,把穹蒼以下的水和穹蒼以上的水分開了。神稱穹蒼為天。有晚上,有早晨;這是第二日。」(創世記第一章6至8) 

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

臭氧(一)

臭氧(O3)是氧氣(O2)的同素異形體。氧氣是無色無味,在常溫下,臭氧卻是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。因此,叫做「臭」氧。臭氧主要存在於距離地面約20公里的大氣中對流層和平流層之間的同溫層下面的臭氧層中。在常溫及常壓下,穩定性較差,可自行分解為氧氣。臭氧是地球大氣中一種微量氣體,大氣臭氧層的臭氧是由氧分子在太陽紫外線輻射和閃電作用下,部分分解的氧原子與氧分子結合而成的,臭氧含有3個氧原子。

大氣中臭氧層收了大部分從太陽而來的波長短的射線,包括絕大部分波長短於0.29微米的紫外線,使動植物免受危害,對地球內的生物起了保護作用。大氣臭氧層是人類生存的地球所需要的,還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能對阻擋紫外線有一定作用。上世紀七、八十年代,人類在工業上,大量使用氟氯碳化物(Chlorofluorocarbons,簡稱CFCs),使臭氧層的臭氧日漸稀薄,乃至臭氧層空洞,危害地球。國際間在1985年訂立《蒙特利爾議定書》,嚴禁使用氟氯碳化物及破壞臭氧層的氣體,問題才得到緩解。

臭氧溶於水後,就會成為一種強氧化劑,可以殺死活細胞。臭氧可以用來消毒、殺菌、保鮮,其消毒能力比氯大幾百倍,甚至一、兩千倍。臭氧的殺菌能力還不受酸鹼(ph)值變化和氨影響。在處理飲用水時,可以用來消毒滅菌,並且不會有任何有害的殘留物質。香港的牛潭尾濾水廠及大埔濾水廠也有用臭氧來消毒食水。臭氧可以用在病房或者手術室,用來消毒空氣、醫用器械,以及治療口腔疾病等。在食品生產工序上,使用臭氧機可以進行高效消毒,同時還可以對生產車間的空氣進行消毒淨化,保證生產環境衞生。在農業領域,可以使用臭氧來殺蟲。

因此,臭氧給人的印象似乎好多於壞。其實不是這樣,如果大氣中的臭氧,尤其是地面附近的大氣中的臭氧濃度過高時,對人類來說反而是禍害。低濃度臭氧並不會對人體造成傷害,但是高濃度的臭氧對人體造成的危害卻不容忽視。如果長期接觸高濃度的臭氧,便會引起永久性心臟障礙。由於臭氧具有很強氧化性,可以用於農業殺蟲,但對人體也會造成一定的影響。吸入臭氧氣體,會對人的肺部造成急性危害,比如肺氣腫、哮喘等。臭氧雖然會抵擋紫外線對地球生物的侵害,但是臭氧本身又會破壞人體皮膚中的維生素E,從而導致人的皮膚起皺、出現黑斑等現象。

臭氧是一種有毒氣體,大量吸入會造成皮膚神經中毒,容易出現頭暈、頭痛、視力下降、記憶力衰退等症狀。臭氧會破壞人體的免疫機能,從而誘發淋巴細胞染色體病變,加速人體衰老,並且會導致孕婦孕育出畸形嬰兒。臭氧超過一定濃度,除對人體有一定毒害外,對某些植物生長也有一定危害。辦公室的影印機的墨粉發熱之時,產生的臭氧及有機廢氣更是一種致癌物質,它會引發各類癌症。臭氧還可以使橡膠製品變脆和產生裂紋。美國環保署認為空氣中臭氧濃度定在0.070ppm以上,便會對人體健康產生不良影響。(待續)

「神說:『眾水之間要有穹蒼,把水和水分開!』事就這樣成了。神造了穹蒼,把穹蒼以下的水和穹蒼以上的水分開了。神稱穹蒼為天。有晚上,有早晨;這是第二日。」(創世記第一章6至8) 

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

氣候變化與全球海平面上升(二)

沿海地區環境條件好、經濟發達,人口承載力比其他地區高,人口自然相對地多。可是當海水水位上升之後,若遇上風暴潮、海嘯的災害,傷害就更深。根據聯合國海洋地圖集顯示,全球10個最大城市中有8個位於海岸附近。在世界各地沿岸的城市環境中,海平面上升威脅到這些地區的就業和工業所需的基礎設施,例如道路、橋樑、地鐵、供水、石油和天然氣井、發電廠、污水處理廠、垃圾站等等,可見海平面上升要面臨的風險十分高。若風暴潮和天文潮高潮加疊一起時,更令沿海水位急劇暴漲、海水倒灌、惡濤巨浪氾濫成災。

雖然全球海洋水面的大氣壓力相約,但是由於地形因素、侵蝕、陸地沉降等過程、區域洋流、上游防洪截流等因素,在特定位置的海平面的過去或未來都有不同的變化,有可能高過,亦有可能低於全球平均水平位;又因為海水分散的方式不同,或者有人抽取石油和地下水,部分地區面臨的海平面上升速度會比全球其他區域高些或低些。

在印度洋的馬紹爾群島、吐瓦魯、吉里巴斯和馬爾代夫,原處南太平洋的小島,有部分土地已經被海水淹沒。在這些地區失去家園的人無處容身,被迫遷移。預期像這些地區一樣被海水淹沒的地方,將會陸續出現。海平面上升,亦會對沿海生態系統造成壓力。隨著加劇風暴潮和淹水的衝擊,當土地被海水淹沒,農業用地將遭受「鹽害」。鹽分高的海水湧入農田,使沿岸地區難以種植農作物。如果海水滲入地下水之中,更將會影響飲用水和農業用水的品質。

嚴格來說,海平面的相關定義有「全球海平面」、「本地海平面」,以及「相對海平面趨勢」等。「全球海平面」是指所有地球海平面的平均高度;「全球海平面上升」是指全球平均海平面上升趨勢增加;「本地海平面」是指沿海岸相對於陸地上特定點所測量的水位高度,通常是潮汐站所測量的當地海平面高度;「相對海平面趨勢」則反映了當地海平面隨時間的變化趨勢。這種變化趨勢是諸多沿海數據應用較普遍的,包括沿海測繪、海洋邊界劃分、沿海區域管理、海岸工程等,都會用到這個指標。

全球暖化持續,海平面將快速上升,而且我們無法阻止。海平面若進一步上升,將衝擊沿海居民及我們的生活。然而,若不積極投入減碳,全球升溫與海平面上升速度仍然可能比估算值更快,氣候變遷所造成的威脅就更不能消除。

「神說:『這就是我與你們,與一切跟你們同在有生命的活物所立之約的記號,直到萬代;我把彩虹放在雲彩中,作我與大地立約的記號。』」(創九12-13)

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

氣候變化與全球海平面上升(一)

全球暖化不但造成極端的天氣,也造成海水水位上升,淹沒沿海低窪地帶及水平面較低的海島;而海水水位上升又會加劇風暴潮的威力,令颶風的殺傷力更加厲害。

自1880年以來,全球海平面平均上升了21-24厘米。2021年,全球海平面創下新高,比1993年水平高了9.7厘米,亦成為有衛星記錄(1993年至今)以來最高的年平均水平。在一些海洋盆地,自衛星記錄開始以來,海平面已經上升了15-20厘米。全球海平面上升的速度正在加快,從20世紀大部分時間的每年增加1.4毫米,到2006年至2015年每年增加3.6毫米,增加速度是一倍多。海平面上升比預期更嚴重,而且逐漸惡化。

聯合國政府之間的氣候變化專門委員會(IPCC)最近發表的《氣候變遷下的海洋與冰凍圈特別報告》指出,在「一切照舊」的減碳情況(BAU carbon-emission scenario)下,也就是RCP8.5最惡劣的情況,預計21世紀末,全球海平面可能上升84厘米(相對1986-2005年)。即使未來幾十年,世界推動2050年前達至零碳排放,溫室氣體排放量相對較低到本世紀末,全球平均海平面至少上升43厘米(RCP2.6)。值得留意一些環保組織的估算,都比IPCC的評估要高出幾倍。

從上世紀70年代到過去十年左右,全球海平面上升的主要是由於山地冰川和冰蓋融化流入海洋而增加水量,以及隨著海水變暖而熱膨脹兩大原因。另外,導致海平面上升也因著陸地上的水,如在地殼內儲水層、湖泊或水庫、河流、土壤的水分流向海洋所致,但是水的份量比上述兩個因素少很多。

過往各地海平面觀測站綜合計算因上述兩大原因而引至海平面上升程度大致相同。但是在過去近幾十年裡,山地冰川和冰蓋的融化加速,世界冰川監測服務參考其網絡中冰川的十年平均損失增加了五倍,格陵蘭冰蓋的冰損失增加了七倍,南極冰的流失量就幾乎翻了兩番。因此,由於冰川融化(少量來自地下水轉移和其他儲水轉移)導致的海平面上升量幾乎是熱膨脹導致的海平面上升量的兩倍。(待續)

「我要與你們立約:凡有生命的必不再被洪水除滅,再沒有洪水來毀滅大地了。」(創九11)

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

香港的光滋擾問題(二)

海外城市用以規管戶外燈光的制度主要建基於照明區域的戶外燈光影響設定上限,有關上限則取決於該區的人為活動、土地用途情況和當前的環境光度,不同照明區域有不同的建議戶外燈光影響限制(例如光入侵、眩光、招牌光度等)。就滋擾的角度而言,例如在英國,其環境法是將光滋擾界定為「法定滋擾」。所謂「滋擾」,就是從一個合理的人的判斷標準;即是某種行為對申訴人使用和享受其土地所構成不合理的干擾,便要規管。投訴的人通常是受燈光影響的居民,而不能由隨便走在街上的行人提出。光滋擾的定義是指從處所發出而損害他人健康或造成滋擾的燈光,可是英國法律並沒有數量標準來量度,只以參考技術參數按個別情況評估每個滋擾個案。

香港現時並沒有法律監管燈光使用量或作燈光強度管制,市民可以無上限使用燈光。因為現時沒有法例依循,香港環境保護署僅以勸喻方式處理每宗投訴。從直接測量光度而言,香港科技大學及奧雅納工程顧問公司合作研究,在2018至2020年間,多次前往旺角西洋菜街近家樂坊及尖沙嘴樂道、漢口道一帶街道進行光度測量。結果發現平均亮度(勒克斯(lux))分別為223lux及124lux,是國際照明委員會(CIE)標準約25 lux的8.9倍,亦為香港政府路政署的道路照明指標80lux的2.8或1.6倍。相較之下,西洋菜街的光度分別較北京黃府井區(150 lux)高49%,或高雄市中心(159 lux)高40%。至於樂道及漢口道一帶屬較僻靜街道,其光度竟接近北京及高雄的繁忙區域,香港燈光照明明顯過亮。**

環境局曾委託兩所顧問公司進行意見調查,以了解各界及公眾對戶外燈光的現況和規管措施的看法;並研究其他經濟體和城市對戶外燈光裝置採取的規管安排,以及考量外地的經驗、措施及標準是否可供香港借鑑。有關的意見調查研究預計在2019年展開及完成,並預期可在2020年上半年完成檢討工作,並就評估結果及建議考慮下一階段的工作,包括是否立法規管戶外燈光引致的滋擾?可是到現在,仍未有任何檢討工作報告可供市民參考。

「耶和華的訓詞是正直的,能使人心快樂;耶和華的命令是清潔的,能使人的眼睛明亮。」詩篇第十九章8節

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

**資料來源「綠惜地球」網頁

香港的光滋擾問題(一)

早兩星期前,談到光污染對生態的影響;今次就談談光污染的滋擾。根據環境保護署提供的數據,光滋擾的投訴數字在2011年是234宗,到2016年升至335宗。即使環境局於2012年公布《戶外燈光裝置業界良好作業指引》及2016年設立戶外燈光約章,以自願形式設定熄燈時間,投訴也未因此而回落,而是繼續上升11%(2020年373宗),比起2011年,大概九年間上升了差不多六十個百分點,足以反映光滋擾問題的嚴重程度,公眾對此的反對態度。

香港是一個人煙稠密的城市,廣告招牌的燈光特別多,公眾場所、地盤等的照明導致民居受滋擾尤其嚴重。根據香港大學物理系自2003年以來,幾年間收集的數據顯示,城市夜空平均比最黑暗的農村地區光亮100倍。有環保團體指出,香港光污染程度嚴重,約為國際標準的9倍,雖然未知其標準準則如何,但是可以知道問題嚴峻備受各方關注。香港經濟極其依賴商業和旅遊業(在非疫情期間),這兩個行業與日趨嚴重的光污染問題息息相關。香港的燈飾夜景確實十分吸引遊客,商品、企業等又倚賴廣告燈光吸引顧客。

事實上,很難為光滋擾或光污染定下一條界線。作個比喻,如正在放影電影的漆黑電影院裡,手機發出的光會令週遭的觀眾感到厭惡,同樣的手機光度在日常的環境中卻是有需要。問題複雜,量化執法參數並不容易,以至擬定照明區或限制及確定光滋擾源頭都十分困難。香港政府環境局成立了「戶外燈光專責小組」,在2012年發表研究報告,指光滋擾屬於「地區性」問題,主要出現在旺角及銅鑼灣等商住地區。這些地區樓宇密集,商鋪、娛樂場所及住宅樓宇混雜是普遍現象。

國際照明委員會建議根據當前環境的光度,把不同地區籠統地劃分為四類照明區域,分別為:1.本質上漆黑,例如國家公園、具優美天然風景的地點;2.低照明區域,如鄉郊、小村落或照明度相對較低的市區地點;3.中照明區域,如小鎮中心或市區地點;4.高照明區域,如夜間活動頻繁的市鎮或市中心。該委員會又建議各地區從光滋擾角度採用的四個主要技術參數,即照明環境區域系統、光入侵、建築物外牆及招牌的光度、眩光及夜空輝光去釐定準則,但是都因為各種不同因素,令制定光滋擾限制標準不容易達到。(待續)

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )

環境科學──各盡恩賜才華的學科

保護環境現今已成為全球共同關注的重要事情!對抗氣候暖化,減少環境污染,保育生態環境及建造綠化空間等,需要很多不同學科的知識。環境是以人類為主體的外部世界,即人類賴以生存和發展的綜合體;保護環境一般聚焦在自然環境和人類生活居住的環境。

網上中文維基百科這樣描述環境科學:「環境科學為跨學科領域專業,既包含像物理、化學、生物、地質學、地理、資源技術、工程的科學,也含有像資源管理和保護、人口統計學、經濟學、政治和倫理學等社會科學。環境科學包含了影響人類和其他有機體的周邊環境的學科。自然與人類資源是相互依賴的,其中一方所作出的任何動作,正確或錯誤,都會對另外一方產生影響。」又把它定義為:「一門研究人類社會發展活動與環境演化規律之間相互作用關係,尋求人類社會與環境協同演化、持續發展途徑與方法的科學。」

的確是這樣,環保科學像醫學、工程學,都是一門綜合的科學。例如應對全球暖化及減少碳排放,是應用了地理學去認識如兩極冰川等地理環境;又以海洋學去了解海洋暖流;運用氣象監察溫度變化;而化學、物理學等就去分析碳足跡、環境污染對氣候的衝擊;生物學則去研究暖化對物種的影響;工程學就去解決碳排放的問題。當然,解決問題要靠各學科相輔相承,所需學問數之不盡。

這些都需要一門科學連結、一群多樣性學問的團隊來分析複雜的環境問題,建立一系列環境保護的法規或法律;過程中需要精確的研究來尋求解決環境問題的方案,並要使社會大眾透過生活中的種種問題去認識保護環境的重要性。環境科學大概在上世紀六、七十年代應運而生,加上公眾在這半個世紀,尤其是近二、三十年來,對生態環境的關心,這門科學及它所涉蠟的範疇成為熱門的學問及話題。

至今,環境科學已廣泛地活躍於科學研究的領域。此外,各國各地各利益個體為了自身利益,將環境保護變成一種政治工具;環境學又與政治及社會科學連上關係。試看美國兩任總統特朗普和拜登政府那南轅北轍的環保政策,叫人感受到政治對環保的影響力。

筆者剛完成了何建宗教授執教的網上【「綠州宗言」──生態神學講壇課程】。在課程中,何教授從聖經看生態及環保,解釋生態危機背後的文化、社會和宗教含義。課程衝擊著我在這方面的思維,使我獲益良多。中西方文化如何看待環保?這又是一門精深的學問。

保護環境生態是當今世代刻不容緩必需處理的危機,需要有不同才華、不同技能,擁有不同學問的人各盡其才,共同努力去把地球管理得更加好;是為了人類的後代有一個可延續性世界而盡力。從聖經看,每一個人有不同的恩賜去服侍他人,當信徒憑著信心去事奉,聖靈又會賜予各人不同類形的恩賜;各人只需要按著自己所得的恩賜去服侍,實踐愛神愛人的使命,使世界充滿愛,彰顯神的榮耀。

羅馬書第十二章3至 8節:「我憑著賜給我的恩典對你們中間每個人說,不要自視過高,過於應有的評價,倒要按照神分配給每個人信心的分量,存謙謹自抑的態度。我們一個身體上有許多部分,各個部分功能不一;照樣,我們這許多人在基督裡是一個身體,而且身體各部分彼此相屬。照著賜給我們的恩典,我們各有不同的恩賜:如果是作先知宣講信息的,就要照著信心的程度去宣講,服侍的要去服侍,教導的要去教導,勸勉的要去勸勉,捐獻的要真誠,關顧人的要熱心,憐憫人的要樂意。」

鄧允明博士
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光污染與生態

上星期有機會去西貢一個渡假營度過兩個很愉快的晚上,見到了久違的星空。在市區,因為光污染及空氣質素的原因,就算晴空之夜,都難看到天上的繁星;特別是香港這個燈光燦爛的繁華都會,其中光污染的問題尤為嚴重。

光污染或稱「光害」(Light pollution)這問題是都市人過度使用照明系統產生,例如濫用室外照明,街燈、廣告招牌和大廈外牆燈光等,是其中一種環境污染。將光線直接或間接照射上天空,大氣中的雲、霧、懸浮粒子和污染物將光線散射開,導致夜空被照亮,妨礙了我們看星星。

城市人最關心就是光污染造成的滋擾。有部分國家把「光滋擾」界定為從處所發出而損害他人健康或造成滋擾的燈光。所謂的「滋擾」,是從一個合理的人的判斷標準,但是不同的人對滋擾程度有不同程度的忍受能力。學術機構如「國際照明委員會」制定有關《限制刺眼光線的技術參數》供公眾參考。光污染除了影響我們觀星,對於生態環境也有一定程度的害處。

除了人類需要在晚上睡眠休息之外,很多動物也是在黑夜中睡覺;太強的光線會影響牠們。入黑之後,原來有些植物也要「睡覺」,例如含羞草科的植物,晚上會把葉子垂下來減少水分流失,像睡覺一樣。此外,很多植物,如曇花是在晚上開花,是為了吸引夜間活動的果蝠和蛾來傳播花粉去繁植。強光對它們來說,真是不太好。

大家都知道螢火蟲是自身發光的昆蟲,牠們發出來的光線,就是向異性發出求偶的信號。若果環境的光線太強,會令牠們天然的配對失敗,沒法交配、產卵、繁殖;數量自然就會慢慢減少。此外,很多昆蟲也會向著人造光源飛去,不停兜轉,造成了「燈蛾撲火」的現象。因為無法離開,最終死亡。

有些生物會利用大自然的光來辨別方向。埋在沙坑裡的龜卵孵化成小海龜後,在夜色下爬出沙巢,就本能地靠著在海水中的月光和星光倒映引導,爬向大海。城市中的燈光便使牠們混淆了應走的方向。非自然的光亦會誤導晚間進行遷移的鳥類的飛行方向,使牠們像走進迷宮一樣,被光吸引而令遷徙失敗,甚至飛行過久而疲倦至死。

大自然有一定的定律,月光和星光有時候有指引蟲鳥方向的作用。光污染擾亂自然夜空的生態。對生命而言,日夜、季節交替的周期,對生物生存、遷徙、捕食、繁殖和自我防禦的能力都很重要。強光又會使夜行生物暴露在環境中,增加被獵殺的機會;有可能擾亂了自然生態平衡和規律。

「萬有都是藉著他造的;凡受造的,沒有一樣不是藉著他造的。在他裡面有生命,這生命就是人的光。這光照耀在黑暗裡,黑暗卻不能勝過光。」(約翰福音1:3-5)

耶穌是世界的光,這光不會污染。但是人在黑暗裡被蒙蔽,不接受這光。耶穌在世界出現之先已經存在,祂就是神、造物主、生命的光。我們都是藉祂而造的,祂認識我們每一個。相信耶穌,你會得永生。

鄧允明博士
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潔淨核能污染(二)

到目前為止,全球最嚴重的兩次核電廠核洩漏意外是1986年前蘇聯位於烏克蘭境內的切爾諾貝爾核電廠的核事故和2011年日本福島第一核電廠發生的核事故。兩次事故均被國際核事件分級表評為最高級別第七級事件的特大事故,直至現在是僅有的兩次第七級事件;造成數以萬計人命傷亡及痛失家園。

切爾諾貝爾核事故的原因是事發當日進行安全試驗時,出現人為錯誤而導致嚴重的爆炸,成為人類利用核能以來發生的最大一場核洩漏災難。切爾諾貝爾當地荒廢了二十六年,輻射仍然超標。至於福島核事故是由海嘯引發,可謂由天然災害導致。日本福島核災11年,相信還有超過4萬日本當地居民無法回家。事故產生了大量的放射性物質及廢水於空氣和海洋中飄流,困擾當地及鄰近周邊國家和地區。日本政府多年後,仍在處理災難的後果。兩次災害造成生態災難及往後出現大量患有幅射後遺症的病人,令人怵目驚心。

除了意外和天災,「人禍」亦有可能導致核災難。2022年8月5日,烏克蘭國家核電公司發佈訊息指出,俄軍攻擊位於烏克蘭南部的扎波羅熱核電廠,導致廠內一個核反應堆被迫停止運作。該核電廠是歐洲最大的核電廠,在三月時已經落入俄軍控制,雙方互相指責對方發起今次襲擊。國際原子能機構促請俄烏雙方立即停止在該核電廠的任何軍事行動。事件突顯了戰爭導致核災發生的可能性是真實存在,好在還未發生,但是值得世人關注。

根據瑞士每日廣訊報(Tages-Anzeiger)在2021年9月22日的新聞報道,2020年初全球共有442座核電廠處於運行狀態,其中96座位於美國、58座位於法國、47座位於中國、4座位於瑞士。全球核能發電量佔總發電量之比例為10%。1979年美國三哩島核事件打響了喪鐘,人類開始感受到核電的危險性,可是對能源的需求和近年因氣候暖化而減碳排放之迫切,人類仍然未能擺脫核電發展和使用的夢魘。

幾次重大的核事故當然不可以和世界末日相比,但是相信人類面對災難的時候,很容易想到末日的降臨。可是在聖經馬太福音第二十四章36節,耶穌告訴我們,沒有人知道天地要廢去的日子在哪時辰,連天上的使者也不知道,聖子耶穌基督都不知道,惟獨天父才知道。同一章經文接續就記載忠心與不忠心的僕人的比喻。主人派僕人管理所有的財產,正如人類要管理地球一樣,若我們管理不善像那個惡僕人一樣,「在他想不到的日子,不知道的時刻,那奴僕的主人就會來到,要把他腰斬,使他與偽君子下場一樣;他將在那裡哀哭切齒。」(太二十四50-51)我們對待環境和地球都一樣,要警醒看護,像那好僕人一樣。「主人來到,看見他這樣做,那奴僕就有福了。 」(太二十四46) 除了環境保護之外,我們還要當忠心、有見識的僕人,在生活一切事情上,天天守本分、盡其職、等候主再來。阿們!

鄧允明博士
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潔淨核能污染(一)

核能是否潔淨?國際間存在很多爭議。因為空氣污染問題和要達至2050年零碳排放的目標,有些國家倡議趕快興建核能發電廠。另一方面,有些國家仍然因為核安全問題,禁止興建核能發電廠。擾攘台灣多年的「核四」爭議,終於在2015年7月開始封存核四廠。2021年3月最後一批核燃料棒已運送至美國處理。「核四」的興建及封存,在台灣有如世界很多地方一樣,已成為政黨爭論的政治事件。

目前,香港雖然沒有核電站,但是香港核能投資公司擁有廣東大亞灣核電站25%股份。該核電站約80%的電力輸出,由其屬下的電力公司「中國電力股份有限公司」供應給香港,以滿足香港的電力需求;粗略計算核電佔香港用電量約27%,可見香港核電用量並不少。(天然氣是香港主要的發電燃料,2020年按輸出量計算,約佔48%;其次是核能和其它可再生能源,佔28%,餘下24%是煤。)

核電最大的優點是有穩定的發電量。若不用考慮核廢料的處理費用,單位電力成本十分便宜。核能發電只需要利用很少的燃料便產生巨大的電力,而核電站常用的核燃料是從鈾元素提煉出來的。鈾主要來自大自然,它存在於地殼中,含量比金和銀元素還高,可經採礦取得。

人稱潔淨能源是因為在正常運作下不會產生空氣污染,特別是二氧化碳。在全球暖化的情況下,尤為重要。核電支持者認為核能廢料相對容易定點管理,而溫室氣體與二氧化碳一旦排放,就不容易收回及控制。全球核電總產量在2021年有2,653兆千瓦時,若以石化原料取代則會產生約5億公噸二氧化碳及溫室氣體。

使用核電的缺點,眾所皆知是安全和輻射問題。此外,當核電廠退役之後,其土地因核污染的問題,將永遠無法使用。核能發電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裡,故此核電廠的熱污染較為嚴重;還有核廢料的處理問題,要解決也是十分困難。有不支持核電人士估計,高放射性核廢料的影響會長達百萬年,核廢料或會成為全人類難以擺脫的詛咒。

            核電廠的設計一般分兩大部分,即利用原子核裂變產生熱能的核島,與將其進行能量轉換發電的常規島。使用的核燃料一般是放射性重金屬鈾-235(Uranium -235)或鈈(Plutonium)。在反應堆中,原子核裂變產生超大能量,需要慢化劑來減速中子活動,控制反應速率,以控制反應爐的輸出功率。一般常用的中子慢化劑有輕水(即H2O)、固體石墨和重水(Deuterium oxide 一氧化二氘) 。現時大部分的商業運作核能反應堆設計是採用輕水反應堆(LWR)[包括沸水反應堆(BWR)及壓水反應堆(PWR)]。其他類型有重水反應堆(HWR)、高溫氣冷堆(HT G-c R)、壓力管式石墨慢化沸水反應堆(RBMK)、快中子增殖反應堆(FBR)等。

科學家和工程師們不斷努力,尋求更優化核電廠的安全設計。從上世紀五、六十年代開始,核電廠的設計大致上已有三代不同的反應堆設計。第三代反應堆吸取第二代三十餘年的核電廠建造及重大核洩漏事故的經驗和「教訓」,設計上已有改善。現在正在興建的核電廠大部分屬於第四代設計,設計上更加優化,安全標準更高。可是人的智慧有限,意外和天災有時很難預料和避免。到底核能是潔淨,還是會引致更大的污染?仍有很多疑惑。

舊約聖經認為人有聰明智慧,就是聽從並謹守遵行神的律例典章。這樣行就能存活,能進入神所賜之地,承受地土。「你們要恪守遵行,這樣你們的智慧聰明就會在其他民族的眼中顯出;他們聽見這一切規定,就會說:『這大國的人民真是有智慧,有聰明啊。』」(申命記第四章6節) 

智慧能夠應用在各方面的事情,無論是科技,還是國家的經濟。有智慧的人在處事或日常生活細節都會做得好,有聰明就是有知識,能看通、看透萬事,並能明白神的心意。「敬畏耶和華是智慧的開始,認識至聖者就是聰明。」(箴言第九章10節)

鄧允明博士
英國特許水務及環境管理學會會員(MCIWEM)
英國特許環境師(CEnv )