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地球的限度面臨更嚴峻的挑戰

葉綠舒
・2015/01/19 ・1683字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 549 ・八年級
相關標籤: 地球的限度 (1)

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不知道有多少人看過2009年在「自然」雜誌上,有關地球的限度(Planetary Boundaries)的文章呢(1)?雖然在「低碳生活部落格」上面有一系列的文章(2),但是筆者的經驗是,好像看過下面這個圖的人並不太多。

圖片來源|Nature
圖片來源|Nature

在當時,有30個科學家組成了一個團隊,列出九項他們共同認為對地球很重要的指標,以及這些指標的上限。

這些指標是:

  1. 氣候變遷(climate change)
  2. 生物多樣性(biodiversity loss)
  3. 氮循環(nitrogen cycle)、磷循環(phosphorus cycle)
  4. 海洋酸化(ocean acidification)
  5. 懸浮微粒污染(particle pollution of the atmosphere)
  6. 化學物污染(chemical pollution)
  7. 臭氧層的消失(ozone depletion)
  8. 淡水使用(freshwater use)
  9. 森林砍伐與土地使用變更(deforestation and other land use changes)。

在當時,前三項(氣候變遷、生物多樣性、氮循環)已經嚴重超過指標上限,而第四、五項(磷循環、海洋酸化)亦已經逼近限度;至於其他項,有些因為非常早就受到注意(臭氧層的消失),所以當時已有所改善,最近也聽到持續改善的消息;而有些則因為當時沒有全球同意的指標,所以無法估計(懸浮微粒污染、化學物污染)。

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最近,這個團隊重新組合之後,又在「科學」(Science)期刊上發表了論文(3)。我們從2009年到現在,這九項指標有改進嗎?不多。除了臭氧層有持續改善外,2014年大氣的二氧化碳衝破了400 ppm,我們的颱風季節從半年左右,到現在一年十二個月都有颱風,海燕風災帶給菲律賓的災害大家有目共睹,還有珊迪颶風…

其實,不需要新團隊說什麼,大家也知道狀況沒有變好。不過,這次新團隊來告訴我們,我們又衝破了一項限度:森林砍伐與土地使用變更。

圖片來源:Science
圖片來源|Science

在上圖中可以看到,安全的區域(綠色)只有北美洲與南美洲;其他地區若不是有風險(黃色,加拿大、歐洲、俄國),就是高度風險(紅色,非洲、亞洲、東南亞)。森林的破壞,也會影響到生物多樣性與氣候變遷;也就是說,這項指標被衝破,代表著其他原本已經殘破不堪的指標也會變得更嚴重。

新的Planetary Boundaries. 圖片來源|Science
新的Planetary Boundaries. 圖片來源|Science

事實上,新團隊指出,除了氮循環與磷循環之外,未來還需要留意矽循環,以及其他可能也相關的物質;而磷循環的狀況其實也惡化了(詳見上圖之Biogeochemical flows的P)。

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新研究團隊也納入了「新物質的導入」(Introduction of novel entities)這個項目。科技日新月異,人類不斷的發明地球過去不曾出現的新物質,這些新物質或多、或少會對地球產生影響。如氯氟烴(CFC,chlorofluorocarbons)造成臭氧層的消減;塑膠造成的危害更是有目共睹,雖然也給我們的生活帶來許多便利;最近的奈米物質,已經發現可以進入食物鏈,目前的影響尚難以估計。

當我們看著這些指標一再地被衝破而感到憂心時,筆者不禁想到,地球現在就彷彿一杯裝滿的水,任何一點擾動、或是誰再給她加一滴水,都會使這杯水滿溢出來。究竟世界各國是否有認真在思考地球的未來?是否有把地球看成一個整體?或者還是將自己的思考限制在自己的國內,認為「我國GDP的成長」是最要緊的,於是一方面保護自己的國家,一方面將高污染的工業移到地球上的其他區域;一面保護自己的森林,一面砍別人的森林。但是,這些成長,只要來一個超級大颱風/颶風,或是來一場超級大雨造成洪水與土石流、或是大旱災等等…就全部都白費了,不是嗎?而颱風/颶風並不只會往過去常常有颱風/颶風的方向過去(雖然菲律賓真的是深受其害),超級大雨/大旱災也不只出現在某些地方,如果大家還是只有「自掃門前雪」,大概很快就會發現,別人家的瓦上霜也會飛過來…

原刊轉載於作者部落格

參考文獻:

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  1. Johan Rockström et. al., 2009. A safe operating space for humanity. Nature 461:472-475.
  2. 趙家緯。2011。地球的限度與台灣的成長極限(上)
  3. Will Steffen. 2015. Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science DOI: 10.1126/science.1259855
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文章難易度
葉綠舒
262 篇文章 ・ 9 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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