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中國空氣污染殺人於無形:酸雨致岩層脆弱、增微生物侵蝕 或出現更多山泥傾瀉

2017/12/13 — 16:22

中國空氣污染情況嚴重,圖片來源:網絡片段截圖

中國空氣污染情況嚴重,圖片來源:網絡片段截圖

中國的空氣污染早已讓外資驚訝撒走,更令內地人患哮喘、心臟病和 2 型糖尿病機會增高,之前立場報道已指中國有至少 120 萬人因空氣污染早死上月刊於《地球與行星科學通訊》的報告更發現,燃燒煤炭等的化石燃料排放的污染物會造成酸雨。當這些酸雨落下時,會改變岩層化學成份,令岩層變得脆弱,繼而出現更多山泥傾瀉。

山泥傾瀉如何出現

當有如降雨或地震的外來力量,斜坡上的岩土會變得不穩,但岩土之間會有摩擦力將其留在斜坡上,而這種摩擦力要視乎岩石與土壤本身的成份。一旦再有外力出現,岩土原本的重量、雨水等的潤滑能力都會減低岩土間的摩擦力,屆時岩土重力大於摩擦力,就會造成山泥傾瀉。

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2009 年造成 74 人死亡、 8 人受傷的重慶雞尾山山泥傾瀉,事前並無地震或暴雨的明確觸發因素,令中國地質大學地質工程師張明疑惑有其他潛在因素影響,岩土出現緩慢漸進的變化。

張明與同事 Mauri McSaveney 撰寫的報告顯示,類似雞尾山的山泥傾瀉相信是由酸雨引起。雨水本來的酸鹼值約為 pH 5.6 ,酸雨則為 pH 5 或以下 ,團隊指中國酸雨最大來源是燒煤——燒煤會將二氧化硫、二氧化氮與其他污染物釋出至大氣之中。這些化合物會與雨水產生化學作用,分別轉化為硫酸和硝酸降低雨水酸鹼值。根據官方天氣記錄, 1986-2014 年重慶附近的降雨平均 pH 值為 4.3-5 。

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他們又發現雞尾山岩石層有一層薄的黑色頁岩層,當中含有滑石、方解石(碳酸鈣)等礦物,酸雨會將當中的方解石溶解,剩下滑石作為斜坡上的主要岩土成份。張明與同事又抽取雞尾山的黑色頁岩層,將之浸在比酸雨更酸的 pH3 的液體中測試,以加快實驗速度。一如預期,液體溶解了方解石,只剩下有如黑色海綿、表面有很多洞的滑石層。他們指,酸雨因為採礦活動造成的裂縫,能從表面的石灰岩滲入較底層的頁岩層,然後侵蝕岩土,最終引發災難。

然而,這並非最大問題。團隊發現,酸雨能為山坡岩土內的微生物提供額外氧氣和包括氮、鉀、硫等的營養,加快牠們的繁殖。團隊對頁岩層樣本進行的 DNA 測試顯示了,岩層中有數以百計的微生物品重,當中一種微生物確認能分解頁岩中的有機物質,削弱岩層硬度。 McSaveney 指他們幾乎可肯定,同樣的細菌在山泥傾瀉前也出現在頁岩中,但由於山泥傾瀉產生的熱力破壞了微生物的 DNA 而無法完全確認。

未有參與研究的紐約柯蓋德大學的地球化學家 Richard April 指,這是一個有趣而且合理的假設。但他強調,酸雨對山坡的影響通常是以千年來計算,難以想像在短短幾十年內,酸雨加速侵蝕山坡並引發山泥傾瀉。

張明現時正在全球各地收集更多類似的地質證據,更直接證明他的假設。他說,如果成功,酸雨這個因素將會解釋到很多地區山泥傾瀉出現的原因。

來源:
Science, Did air pollution cause a deadly Chinese landslide?, 12 December 2017

報告:
Zhang, M. & McSaveney, M.J. (2017). Is air pollution causing landslides in China?. Earth and Planetary Science Letters Volume 481 Pages 284-289, published online 5 November 2017. doi: 10.1016/j.epsl.2017.10.045

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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