英國物理學家西德尼·查普曼(Sidney Chapman) 於1930年首先提出了光化學理論來描述太陽光是如何將氧化合物相互轉換，並指出離地球15至50公里處有一最高濃度的臭氧分佈，他稱其為臭氧層。這薄薄的臭氧層對於阻止過量的UVB射線(波長280-315 nm)相當重要，因為臭氧層若有破洞，將會使人類罹患皮膚癌與白內障等疾病的風險增加。

 

早在1970年代，荷蘭大氣學家保羅·克魯岑(Paul Crutzen)就證實了微生物與農業肥料產生的氮氧化物NO、NO₂和N₂O會催化臭氧分解的反應，因此導致大氣臭氧的含量減少。1974年，墨西哥化學家馬里奧·莫利納(Mario Molina)與美國化學家舍伍德·羅蘭(Sherwood Rowland)更指出當時常用於噴霧、冷媒或作為充填氣體的氟氯碳化物(CFCs)會逸散至平流層並加速臭氧的分解。他們並以當時全球氟氯碳化物的使用量估算出地球的臭氧層將在數十年內被消耗殆盡。

 

但因氟氯碳化物的穩定性高且毒性低，當時被認為是一種環保原料，故而大眾對Molina 與 Rowland的警告有所保留。然而1985年，英國南極勘測局的科學家觀測到南極洲臭氧層破洞之增速遠超過估計，引起世人震驚。其後一連串的科學調查也證實了人造氟氯碳化物便是罪魁禍首。1987年9月16日聯合國會員國遂正式簽署了蒙特婁議定書限用氟氯碳化物，1994年12月19日聯合國大會也宣布每年9月16日為國際臭氧日。諾貝爾化學獎更於1995年頒予克魯岑、莫利納和羅蘭這三位科學家，以彰顯他們對於臭氧層破壞機制的研究貢獻與重要性。 

 

2019年國際臭氧日的主題為「32年，不斷修復(32 Years and Healing)」。在蒙特婁議定書的準則下，歷經六次調整案與各國攜手合作三十二年的努力，如今終於取得初步的成果。2018年的臭氧層破壞科學評估報告指出，目前冰箱、空調與其他產品內99％臭氧層破壞物質(Ozone Depleting Substances，ODS)的使用已大幅減少，而平流層的臭氧層也從2000年開始以每十年1-3％的速度在復原。預計北半球和中緯度的臭氧層將在二十年內回到1980年的水準，而南半球與極地的臭氧層在四五十年內也可復原。

 

在1990年代，氟氯碳化物的限用政策迫使科學界及工業界轉由「發展可替代之化學品」、「製造新產品」及「改善技術」三方面尋求氟氯碳化物之替代品。1992年二月美國宣布將在三年內禁用氟氯碳化物，表示任何含有氟氯碳化物的商品將被全面封殺，這對台灣製造業的挑戰更是險峻，估計每年將損失千億的商機。因為即使擁有了氟氯碳化物的替代原料，廠商亦無法立即銜接。譬如原置換冷媒的冷氣機必須更改壓縮機設計，但關鍵技術卻無法及時掌握，只能仰賴已奪得先機的國外廠商支援。另氟氯碳化物的製造、回收與改善系統也遇到研發速度不及產業需求的窘境。

 

在1986年，全世界氟氯碳化物逐漸減量的基準年以前，台灣每年氟氯碳化物的使用量以20％的速度成長。若當時台灣對1970年氟氯碳化物的警告能有較多的關注，或許有機會成為新技術發展的領頭羊。鑒往知來，二十一世紀仍有許多新興產業在蓬勃發展，台灣應時時關注世界的脈動，讓危機得以變成轉機。

 

參考資料
1. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2018
2. Paul W. Barnes, et al. Ozone depletion, ultraviolet radiation, climate change and prospects for a sustainable future. Nature Sustainability 2, 569–579 (2019)
3. Ruth M. Doherty Ozone pollution from near and far. Nature Geoscience 8, 664–665 (2015)
4. 許彩雪 台灣企業破壞臭氧層？ 遠見雜誌 1992年5月號