環境衝擊                      姚遙崤

        環境衝擊（Environmental Impact）這個名詞這一兩年來已逐漸地被世人瞭解和注目了。美國許多州政府已立法凡是重大的建設而可能對週遭的環境發生巨大的影響者，必須要由投資人準備一份環境衝擊報告（Environmental Impact Statement），例如核子發電廠的設立，河川及海港的疏濬工程，水壩、機場、油庫、大型商場的建築等等，都要經過政府機關派專家審核，認為確實對社會有利而對附近的環境不產生重大不良的影響的，才有被批准的可能。 雖然這只是一個起步，可是對於將來人類生活環境的「衝擊」或許有決定性的影響。

            生物界有一個很奇特的現象，在生存競爭的過程當中，居然會在其生存的領域中產生出不利於自己生活的環境而終於淘汰了自己。 例如在一塊光禿的岩石上，地衣（Lichen）可以衍生，在此過程中卻在岩石上產生了少量的泥土，於是苔藓（Mosses）出現了，擠走了地衣。 苔蘚的繁殖更增多了泥土的產量，並且少量的水份可以儲存在泥土中了，這樣的環境是較有利於蕨類植物的，於是苔蘚又絕了跡。 然後更高等的種子植物又來取代了蕨類，種子植物再競爭獲取養分、水份和陽光，較弱及較低等的又參加了被淘汰的行列。

            人類在提高其生活程度的努力中，也正處處產生危害自己的環境。 工業及家庭電氣化自然是進步的現象，相對的用電量也增加了，於是火力發電燃煤燃油的結果造成了嚴重的空氣汙染，水力發電水壩對環境的衝擊後文將有提及，核子能發電可能發生的災害尚是未知數。 又如提高旅行速度的交通工具都發明了，公路建築對環境的破壞不在話下，汽車數量增多的結果所排出的不完全燃燒的廢氣卻在一些大氣不流通的地區造成了毒霧（smog），成為一個頭痛的大問題；高音速噴射機帶來的噪音也嚴重地威脅了附近居民的健康。 此外農藥的使用等都使我們目前的生活環境更有害於人類的生存。 如果對這些無限制的發展（unlimited development）不加以管制的話，不久的將來昆蟲統治世界的預言真恐怕不是危言聳聽呢！

            環境衝擊可以説是科技發展的後遺症，當初人類一味地求新求進步，根本忽略了可能有副作用的危險，等到問題發生了才瞭解到情況的嚴重性。 埃及對外一直誇耀不已的阿斯萬大水壩就是一個很著名的例子，這個號稱能發電、防洪和灌溉的巨大工程其實可以是對埃及的死刑判決書。 感謝大壩的建立人民有電用甚至有電視可看了，尼羅河沿岸的居民生命財產也不再受洪水的威脅，然而人們付出的代價竟然是糧食的缺乏。 以往尼羅河每年汎濫後在沿岸都留下一層極肥沃的腐植土（silt）現在不見了，直接減少了糧食的生產，更沒想到的是埃及農民居然缺少灌溉用水，原來當初設計建造水壩的蘇俄工程師大概是寒冷地帶住慣了，沒有週詳考慮到埃及炎熱的陽光對壩起來的水的巨大蒸發率。 此外以前有大量的腐植土被沖刷到地中海成為魚蝦的養料，從前每年在尼羅河口撈捕到的三十萬噸的沙丁魚如今已減少到不足十萬噸，曾經很有名的尼羅蝦也已經完全絕跡了，真是塞翁「得」馬，焉知非「禍」呢！ 世界上水壩的大量建造當然對發展農工業有莫大的益處，然而其可能引起的災害也是不容忽視的。譬如由河川變成了人工湖以後，改變了水溶解氧氣的速率，減低了陽光的穿透力以及水溫的改變，加上水底沉澱物的增多等，都能打破原來的生態結構而引起驟變，結果是無法及時應變的生物被淘汰如上述的尼羅蝦。 此外水重量的聚集某一點也可能改變對地層的應力而引成人工地震，這些例子都已層出不鮮了。

            一九六四年美國西南部大規模的獵土狼（coyote）運動也是一個沒有經過環境衝擊評估的例子，土狼繁殖威脅到羊群的安全，因此美國政府使用了二百三十萬磅的一種簡稱1080的毒藥分佈於一千五百個地點。 根據阿里桑那州科學院事後的檢討，大約一千八百頭阿州境內的土狼被毒殺了，可是也有無數的其他鳥獸遭到了毒手。 更糟的是由於土狼數目的減少，直接促成了約五萬三千頭黑尾野兔等增加。 野兔和家畜競爭食物，消耗了約三百七十頭牛的青草，大約使牧場主損失了五萬三千元美金。 事實上土狼的主要食物並非豢養的牛羊，人們花在此一事件上的代價真是得不償失了。

            工業文明的進步促進了大量的都市化（urbanization），人口集中於都市對於社會結構的影響暫時不談，然而對自然環境的破壞如道路房屋的興建、商場工廠的設立都不在話下了。 都市化直接的後果之一是汙水的集中，汙水一般而言包括下列四種：家庭汙水（domestic wastewater/municipal sewage）、工礦廢水（industrial wastewater）、農業廢水（agricultural runoff）及洪雨汙水（stormwater and urban runoff）。就拿家庭汙水來説，其中含有大量未經人體吸收的有機碳、氮和磷，如果不經過處理即排放到湖川中的話，所引起的水汙染是十分嚴重的，因為大量的有機養料的增加會給水中的微生物造就了極好的繁殖環境。 在微生物成長及增殖的過程中用掉了水裡的溶氧（dissolved oxygen），當溶氧消耗的速率超過了湖川溶解空氣中氧氣的速率時，換句話說當汙水的排放量超過了河川湖泊的消化量（assimilative capacity）時，許多的水生動植物即遭受到莫大的威脅。此外有機物的增加會造成少數幾種生物特別有利的環境，於是這些生物就大量地繁殖，相對的也大大減低了其他生物的生存機會。 舉例來説有一種汙泥蟲在水底可以繁殖到每平方英呎五萬條，自然許多別的生物就因為生存競爭失敗而絕跡了。 有機物的沉澱更會在水底造成一層浮軟的物質使水生植物的根部無法固定而死亡。 至於汙水中的無機懸浮粒子（suspended solids）則會隔絕陽光的穿透，改變熱的傳遞，造成不適合於生物生存的環境。 總而言之，有機物造成的汙染會減少生物的種類但增加某些生物的數量，無機物汙染同時減少物種及數量，工礦廢水所含的毒素（toxic matters）則可絕滅生物的生存。 於是有人説我們收集並處理這些廢水問題不就解決了麼？

            事實並不如此簡單，初級汙水處理（primary wastewater treatment）只能除去40％的懸浮粒子（簡稱為SS）和35％的碳生化需氧量（carbonaceous biochemical oxygen demand）或CBOD，這也是微生物分解碳化合物時需要的溶氧量，對於氮生化需氧量，或NBOD, 減除極少。 普通的二級處理（secondary wastewater treatment）也只能除去70％的SS/CBOD 以及10％的NBOD，新式的活性生化法（activated sludge）加上除氮裝置（denitrification）才能去除90％的SS/CBOD 和85％NBOD，此法對於磷分去除不多，除非採用高級處理（advanced wastewater treatment）才能達到防止水汙染的目標。 可是廢水處理的費用是按曲線上升的，除開收集廢水必需的水管和鋪設費用不談，一個一千萬加侖（可以處理八萬人的汙水）的普通二級處理廠需要約三百五十萬美元的設置費，同樣容量的生化處理廠則需七百五十萬元，高級處理廠更是所費不貲，廢水處理的問題實非一僦可躋而能解決的。

            現代人類的生活素質提高後，許多的家務事皆可由機器代勞。 洗衣機的普遍確實帶給人們很多方便，然而洗衣粉的使用卻會引起嚴重的水汙染。 製造商在洗衣粉中加入了許多磷分，其目的是使汙垢容易脫離，減少衣服的退色和防止纖維彈性的消失。 一般的廢水處理對磷分的去除極少，在自然界中碳和氮相對的比磷多得多，植物對於碳、氮、磷需要量的比例大致是106：10：1，任何上述養分缺乏而不成比率的話，其他多餘的養分也都無法被植物吸收利用了。 李比格的最低量定律（Liebig’s Law of Minimum）即是描述此一情況，他稱之某些量少的元素為限制因素（limiting factor），對於其他量多的元素能否被植物利用有決定性的影響。 洗衣粉中的磷分到達地面水以後，立即促進了大量水藻的繁殖而造成了水優化（eutrophication）的問題。 Eutrophication 是一古希臘字用以描述一汪水的過度營養，也可解釋為地面水自然老化的過程。 一般來説河川水有流動性，老化比較慢，湖泊則不然，當雨水流向低窪處時也同時夾帶了含有養分的土壤及有機物如樹葉等，有機物供給水生植物的成長也間接地促進了動物的生長。 逐漸地湖泊會含過多的養分失去了生態平衡而老化，這個過程都要經過幾千幾萬年以上。 如今人類的活動加速了此一過程，當水藻獲得充足的磷分隨即迅速繁殖充斥水面，隔絕了水下植物必需的陽光而引起死亡，死亡的植物被微生物分解又消耗了水裡的溶氧而導致水生動物的絕滅。 此時不需要氧氣的厭氧菌開始活動產生缺氧分解（anaerobic digestion），製造出有毒的甲烷和有惡臭的硫化氫以及許多其他的有毒物質，於是整個湖泊就變成一汪死水了。 事實上根據一九七一年十月二十九日華盛頓郵報的報導，只要用廠商推薦十分之一量的洗衣粉就可以達到淨洗衣服的目的，廠商為了增多銷售量及迎合家庭主婦們要見到大量泡沫（suds）的心理，結果對環境的危害真是太大了！

            都市化另一個嚴重的問題就是垃圾處理，美國每人每天平均約製造出5.5磅的垃圾，也就是每年全部超過二億噸。 收集並處理這些固態廢物（solid wastes）的費用每年都在十五億元以上，處理的方式85％用所謂的衛生掩埋場（sanitary landfill），其餘的用焚化爐（incinerator），分解處理場（decomposer）或露天堆積場（open dump）來解決。 露天堆積造成了細菌、昆蟲和鼠類的溫床，對人類的健康威脅很大所以已經禁止使用了，分解處理的費用過高，雖然副產物（byproduct）可以作為植物的養料，其效果不及化學肥料也缺乏固定的市場，因此也逐漸地被淘汰了。 焚化的好處是徹底消毒，然而費用高，落塵汙染空氣以及餘燼的處理都是問題。 衛生掩埋場是目前最經濟有效的方法，可是垃圾中的有機物在分解過程中和水混合時所產生的液體（leachate）會造成地下水或地面水的汙染。 由於垃圾是由形形色色的物質組成的，leachate的成分也就千奇百怪而對水汙染的程度也就很難加以估量了。 總而言之，leachate所含的大量重金屬、有機酸及毒素會溶解於水中，隨著水的流動而擴大汙染的範圍。 更頭痛的是這種汙染是長期性的，幾十年甚至百多年以後一個封閉的掩埋場仍然有汙染環境的潛力。 德國 Krefield 的一處掩埋場在操作的十年間連續地汙染了一里外的地下水源，在以後的十八年內附近的水井仍然不斷地受到汙染，這種情形還會延續多久沒有人能加以估計。 除了水汙染以外，掩埋場操作時所產生的灰塵、飛㞕和噪音都能帶給附近居民的紛擾，美國肯塔基州曾發生過由掩埋場產生的甲烷氣爆炸燃燒的意外，有人説掩埋場可以説是對環境的一個定時炸彈也不能算是過甚其詞了吧！ 水汙染一般是不易察覺到的，而焚化爐所冒的黑煙是有目共睹的，在這種心理狀況的比較以及經濟的原則之下，人們對於垃圾處理大多寧可採用掩埋，而對其可能產生的環境衝擊採取駝鳥政策  －  眼不見為淨了。

            由使用汽車而造成的空氣汙染已威脅到人類的健康，以美國為例用在交通上的能量只佔全國能量用度的20％，可是卻貢獻了60％的空氣汙染。 汽車引起汙染的原因第一是人口幅度的增加（所有環境問題的共同因素），進而形成車輛的需求量增高；第二是人口集中於都市造成車輛密度的加大；第三是大都市競相標高的大廈，把空氣圍成了氣巷，妨礙了汙染質（pollutants）的擴散作用（dispersion）而加重了汙染的程度；第四也是最不可思議的是一般小轎車（passenger car）居然是根據賽車（race car）的標準來設計的。 在一九四零年前的汽車都是用低速、低壓縮比（compression ratio）的引擎，從一九四零年到一九五四年引擎大小無甚改變，可是衝程速度及壓縮比卻有顯著的增加，自一九六零年以來一切的引擎設計都向著增大馬力的方向走，結果目前的轎車具有最高威力的引擎。 高壓縮比增高了引擎的溫度產生了大量的氧化氮，並且也加大了引擎的震力（detonation）而導致防震劑鉛化合物的使用，直接促成了廢氣中含鉛量的增加。 目前的短衝程高速度的引擎在碳氫化合物的燃燒方面很不完全，又加多了一氧化碳毒氣和未燃的碳氫化合物的排放，這些都是空氣汙染的主要成分。 我們目前的轎車最大的牽引力在時速100 英里時產生，最大的馬力在時速160英里時達到，這些不切實際的設計不但造成空氣汙染也同時浪費了大量的燃油而引起能源短缺。 這個例子不僅説明了人類如何地對環境衝擊缺乏認識，也説明了因少數資本家的近利短視，對社會引起的災害有多麼巨大。 美國國家職業工程師協會就曾坦率地用下列語句公開批評汽車製造業：「很難想像世界上還有任何一種大規模的工業比美國汽車業有更糟的設計了，這是一個典型工程學上所不應該發生的實例。」此外工業界“合法的”在汽油裡面所添加的防震鉛劑、防銹劑、防凍劑、清潔劑、滑潤劑等化學物品都可能由廢氣中排至自然界而威脅到生物的生存。 奇妙的是美國政府至今不但沒有法律禁止，竟然也沒有立法要求製造業説明在汽油中加入了什麼。 有人打趣地説，如果想要合法下毒，只要把毒藥放入汽油裡就可以達到目的了。

            既然科技發展可能威脅到人類及其他生物生命的延續，我們是否應該立即停止一切活動呢？ 答案是肯定的也是否定的，我們應當立刻停止那些急功近利未經周詳考慮對環境可能發生不利影響（adverse effect）的“建設”，如前述的汽車過度設計，某些農藥（DDT, PCB, Aldrin）等的使用，它們雖然短期內達到了殺蟲的效果，然而這些不易解體的化合物已經由食物鍊（food chain）聚集到頂端生物（tertiary consumer）體內，很有一天會導致人類的種族絕滅。 但是我們也不應當因曀廢食停止增進人類生活素質的設施，這個標準就在於詳盡的價益分析（cost-benefit analysis），如果一項活動所需的代價包括費用、立即的環境衝擊以及長遠的後遺症等超過了可能由此活動得到的利益，無疑的這個活動是一種破壞，反之經過詳細的分析獲利的確超過直接計算及可以間接估量的代價（intangible cost）時，我們就不應加以反對了。 完全不顧後遺症的發展固然是一個極端，全然回歸自然而堅決反對一切建設的某些環境學家們（environmentalists）卻又是另一個極端，怎麼樣能在維護環境的質量下求進步（growth with the environment），才是我們真正的目標吧！

            拯救環境和控制汙染的花費是極大的，據估計美國在1972年到1981年的十年間所需的汙染控制費用將達兩千七百四十億美元，包括空氣汙染一千零六十億、水汙染一千兩百五十億和固態廢物汙染四百三十億，平均每年每個國民要負擔一百三十美元。 但是如果不加控制的話，單單空氣汙染造成的損失十年間就將達一千六百到兩千五百億，可見我們為前人犯下的錯誤所付出的代價是多麼大。 日本戰後為了要變成經濟大國進而擠身政治大國之林而不顧一切地發展工商業，結果引起的公害比美國更嚴重，現在不得不花費鉅額的人力、物力、財力來改善環境，這些例子都是開發中國家應當引以為鑑的。 事實上談環境問題是無法和經濟及能源兩大因素分開的，過度發展經濟會引起環境汙染和能源恐慌，全力維護環境又與發展經濟和開採能源相衝突，極力開拓能源也往往破壞了自然環境的生態平衡。 實質上整個問題是在三個E（Economy, Energy, Environment）之中尋求一個最佳的平衡點，如何在不過度拮取能源及危害環境下求取健全的經濟發展才是真正的徵結所在。 這不僅是工程師、計劃師（planner）以及經濟學家們的責任，也是每一個制定政策的最高當局者所應當密切注意的。

            最後我們應該探討一下引起環境衝擊的最根本原因  － 人類數目的級數增加。如果世界人口不立即加以節制的話，不論我們如何努力地維護環境，因人口增多的壓力終將抵消一切的成果。 在自然界中生物通常都會保持一定的數目，達爾文首先指出限制數目增加的四大要素為食物、天敵、氣候和疾病，現代人似乎已經有效的控制了這些因素。 此外科學家也發現動物界有發自內在的慾望來控制數量的增加，這個「內在」的因素可能比達爾文所説的「外在」因素更為重要。 鳥類的社群地位就是個很有趣的例子，居高位的先享受食物和交配的權利，遇到食物匱乏時地位高的吃飽了而地位低的常有餓死的現象，另外地盤的爭奪也保證了較弱的沒有繁衍子孫的機會。 通常某一群動物的數目超過了週遭環境所能支持的能力（carrying capacity）時，社群壓力的現象就會發生，如雌性受孕數目的減少包括雌性自動減低交配慾和雄性拒絕交配的現象，幼年動物的死亡率增高，遺棄和放逐的情形會產生，甚至發生成年獸捕食同類幼獸的狀況。 石器時代以前的原始人似乎是遵守這些自然律的，可是現代人已經喪失了自我控制的節制了，婚姻制度的建立確保了絕大多數的人都有生育的機會，一年到頭的生育季更增加了人口的繁殖率，如果人類不再自我克制的話，後果是不言可喻的。 人類活動的增加已在加速改變我們生活於其中的生態結構，大氣中的二氧化碳含量的變化，湖川海洋裡化學品的加多，以及各種生物體內被迫產生的生化變化，在在都對牠們的適應力加以考驗。 適應力可以遺傳，但是這個過程無疑是非常緩慢的，沒有一種生物有著無限制的適應力，對環境適應的失敗唯一的結果就是種族絕滅。 生態學家梅森（W. Mason）及福克爾茲（G. Folkerts）曾説：「假如環境汙染像目前一樣地繼續下去的話，人類或許還可以生存一段時間，不是由於適應力的改變而是由於逃避由他自己造成的危險世界。 人類可以利用過濾器或躲在室內以避免空氣汙染，食物可以經過嚴密的加工手續來去除毒素，水也可以用機械方法或化學物品加以淨化而循環使用。 人類能夠加重對他自己發明能力的依賴性，直到他的生活機械化到和機器沒有什麼分別為止。 假如這是人類生活的目標的話，他正迅速地接近此一目標！ 我們目前對生物進化方面所得的知識應該足以指導人們如何對待我們的自然界，所有的生物都能在大自然的變化中緩慢地找到適應生存的方法，加速環境變遷和造成急劇不同於目前自然界的情況只會導致唯一的結果  －  大規模的種族絕滅，這不是一個可不可能的問題而是什麼時候的問題了。」

            總而言之，不斷增加的人口壓力和無盡止追求物質享受的慾望已經使我們環境的容忍量到達了臨界點，東方人在數千年前就已看到了過度追求物慾的危機。 佛家所參的「清心寡慾」以及道家所講的「福兮禍所伏」當可算是本文的最佳註腳了吧。

                           此文曾在1976年間連續三日刊載於中央日報副刊

附注： 這篇文章寫就於約半世紀之前，人類對於環境保護到至今並沒有多大的進展，反而對環境的衝擊和危害似乎更加嚴厲了！ 核能發電我們已知有俄國的Chernobyl事故以及美國的 Three Mile Island 電廠幾乎爆炸所產生的為害。 此外水壩坍塌造成下游村落毀滅的例子也已多次發生在地球的許多角落了。 在固態廢棄物汙染方面我們又發現了更加麻煩的「有毒廢棄物 （hazardous wastes）」。 這類廢棄物大致包括三類：1）化學廢棄物（chemical wastes）；2）核廢棄物（radioactive wastes）；3）化學加核廢棄物（mixed wastes）。 這三類廢棄物處理起來要比普通的固態廢棄物困難得多，也就是説費用也高的多。 第一類可以用化學中和法或焚化法處理，第二類就困難得多，因為某些核子的半衰期長達幾十萬年，只有把這些核廢棄物嚴密地包封起來後儲存在地下深處。 第三類最麻煩，不言可喻了！

                                                2021年9月又寫於Las Vegas