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「舐塑」列車:一段方便、健康與塑膠的故事

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2016/12/03 ・1912字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/招名威|中原大學生物科技系助理教授

塑膠製品充斥著生活,你看,右方慢跑的馬尾正妹正喝著塑膠瓶裝的礦泉水,前方買菜的阿姨用塑膠袋裝著五顏六色的水果,左方啃著炸雞排的學生正用塑膠吸管喝著紅茶,後方霍夫曼大師的療癒黃色小鴨也是塑膠製品。有了塑膠製品,行動迅速、生活方便;有了塑膠製品,擁有更多藝術素材,有了塑膠製品,也多了一些健康的擔憂。

塑膠袋是日常生活中大量使用的塑膠製品。圖/鵬智 賴 @ Flickr
塑膠製品都大量充斥在我們的日常生活中。圖/鵬智 賴 @ Flickr

針對塑膠製品,民眾最擔心塑化劑雙酚 A。然而,塑化劑是什麼?它是被使用在塑膠製品製成過程中的添加物,主要用途為增加塑膠品之柔軟度、韌性及光澤度。塑化劑種類多達上百種,其中鄰苯二甲酸酯類化合物中的二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是最廣泛被使用的塑化劑,根據美國消費品安全委員會統計,每年生產約七百萬噸的 DEHP,其中有接近 98% 是用來生產 PVC 塑膠產品1

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嚴格來說,塑化劑可讓塑膠品柔軟有韌性,但若添加過量、或聚合製程控制不當,導致聚合不完整或有瑕疵情形,該等產品在使用過程中出現刮痕、磨損,或遇到高溫加熱、酸鹼、微波及接觸高溫油脂情況下,可能就容易導致塑化劑的釋出,並隨著使用過程進入人體。

美國、歐盟及台灣研究證實,已有許多塑化劑被歸類為環境賀爾蒙,雖然過量食入不至於致癌,但卻會影響孩童生殖系統發育,造成女童性早熟和男生精蟲數下降。

我們會透過所使用的塑膠產品接觸到塑化劑嗎?

塑化劑並非合法的食品添加物或食品成分,在我國及世界各國中,都不允許添加至食品中。我國於 2011 年時查獲有不肖業者將塑化劑添加到運動飲料內的事情為例,無論業者在食品中添加的塑化劑含量多寡,或該等含量是否危害人體健康,均已明顯違反食品安全衛生管理法。

排除人為添加塑化劑的違法情形,一般而言,塑膠製的食品容器具於正常使用情形下,也可能微量釋出塑化劑,所以食品藥物管理署已明定相關標準,包括塑膠類材質中的塑化劑檢驗量,不得超過 0.1%(重量比例)。以及透過模擬盛裝高油脂性食品之溶出試驗,訂定下列溶出限量:

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(1) 鄰苯二甲酸二(2 – 乙基己基)酯 (DEHP):1.5 ppm 以下;

(2) 鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP):0.3 ppm 以下;

(3) 鄰苯二甲酸丁苯甲酯 (BBP):30 ppm 以下;

(4) 鄰苯二甲酸二異癸酯 (DIDP):9 ppm 以下;

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(5) 鄰苯二甲酸二異壬酯 (DINP):9 ppm 以下;

(6) 己二酸二辛酯(DEHA):18 ppm 以下;

也就是說,只要符合「食品器具容器包裝衛生標準」之塑膠材質容器具,在正常使用情形下,溶出的塑化劑含量真的都是非常非常低的,大眾其實不須恐慌!

除了 DEHP 之外,尚有為數不少的化合物屬於此類,而另一個大家絕對耳熟能詳的環境賀爾蒙就是:雙酚 A(Bisphenol A, BPA)。BPA 是聚碳酸酯(PC)塑料單體之一,也是金屬材質容器內壁塗層之環氧樹脂(epoxy resins)的原料,可避免金屬材質與食品直接接觸。由於 PC 材質具有耐熱性、重量輕及耐衝撞性等特性,所以日常生活使用之食品容器,像是杯子及水瓶等多為 PC 製品。

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2008 年美國衛生研究院的報導曾指出,BPA 具有較弱的雌激素活性,會與人體細胞內雌激素受體做接合,可能會影響人類的生殖系統及孩童發育2BPA 可以於人體中正常代謝,但對於嬰幼兒的影響風險則較高,因此,包括我國、歐盟及美國等國,均優先管制嬰幼兒使用之食品容器具中的 BPA。

依據「食品器具容器包裝衛生標準」之規定,嬰幼兒奶瓶不得使用含 BPA 之塑膠材質,而使用 BPA 為單體之聚碳酸酯(PC)材質容器,則訂有 BPA 之溶出限量為 0. 6ppm 以下。

塑化劑與 BPA 之規定。
(點擊看大圖)

由於日常生活可十分頻繁接觸到塑膠製品,所以,在台灣所有的塑膠材質容器,無論是塑化劑還是 BPA,都必須符合兩項標準(材質與溶出)才能在市面上販售,雖然這些塑膠容器仍然有可能會釋出極低量的塑化劑或 BPA,但不至於造成生理上的影響,一般民眾不須過度擔心。但如果我們經常使用塑膠容器裝熱水、油脂液體,還是可能會提高溶出的塑化劑及 BPA 含量,因此在使用食品容器及塑膠類製品時盡量不要接觸熱源,也不要過度使用,就可以避免吃下過多的塑化劑及 BPA。


參考文獻

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  1. Commission, U. S. C. P. S. Toxicity Review of DEHP, CPSC.  (2010).
  2.  Shelby, M. D. NTP-CERHR monograph on the potential human reproductive and developmental effects of bisphenol A. NTP CERHR MON, v, vii-ix, 1-64 passim (2008).
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衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 54 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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塑化劑風暴八年回顧:談 DEHP 對性別的影響與被污染的起雲劑
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2019/11/09 ・3246字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃,泛科學執行

  • 文/陳衍達

2011 年春末,塑化劑風暴席捲全臺,原本應該邁入旺季的冷飲產業在人心惶惶之下蒙上了一層陰影。這場風暴除了百億元的損失,也給臺灣社會帶來極大的恐慌,並對國人健康造成難以估計的傷害,並重損食品 GMP 標章的公信力,2015 年食品標章 GMP 正式走入廢止。

DEHP (Di(2-ethylhexyl)phthalate,以下簡稱 DEHP) 是一種塑化劑,我國的法律未禁止使用於盛裝食物的容器,不過因為具輕微毒性,所以被禁止直接使用在食物上。但 2011 年 5 月爆出的災難完全超出了人們的想像,竟然有人直接把塑化劑加入食物用的添加起雲劑中,等於讓消費者直接吃進高濃度的塑化劑。這一切是如此駭人聽聞,就讓我們來看看這一切的始末。

個性有點小瑕疵的軟化小幫手—DEHP

DEHP的中文名是鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,屬於塑化劑中鄰苯二甲酸酯類的一種。(圖/Smetje desmet @Wikimedia CC0

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DEHP (Di(2-ethylhexyl)phthalate) 的中文名是鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,屬於塑化劑中鄰苯二甲酸酯類的一種。在製作塑膠時,加入塑化劑可以讓產品變柔軟。

雖然塑膠可以粗略分成聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene terephthalate,以下簡稱 PET)、聚乙烯(Polyethylene,以下簡稱 PE)、聚丙烯(Polypropylene,以下簡稱 PP)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,以下簡稱 PVC)等等大類,但純粹的塑膠通常不容易製成產品,因此必須額外加入其他物質或是在特殊物理條件下加工,以改良其機械或加工特性,稱為「改質」,例如聚苯乙烯(Polystyrene,以下簡稱PS)的質地比較脆(例如:養樂多的瓶子),但將苯乙烯和丁二烯、丙烯腈共同聚合可以產生質硬、易加工、耐磨又抗腐蝕的 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,以下簡稱 ABS)樹脂1

主打不含 DEHP 的點滴袋。圖/Ted Eytan @Flickr CC BY-SA 2.0

DEHP 主要用在 PVC 的改質,它的分子在加工過程中會鑽進 PVC 的長鏈分子中間,讓結構變鬆散,進而軟化塑膠的質地。

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依據不同柔軟度需求,DEHP 佔 PVC 製品重量的比例可以從 1% 到 40%,是相當重要的工業原料,包括醫療器材管路、食物包裝袋、塑膠玩具、牆面塗料、電線及電纜包覆等2,3,不過有個小小的問題,由於塑化劑的功能是讓塑膠結構變鬆散,這種特性也讓它比較容易從塑膠製品中釋出,尤其不耐高溫和富含油脂的環境。

對男女都有影響的環境荷爾蒙

DEHP 是一種環境荷爾蒙,對人體器官具有類似雌激素的作用。如果長時間暴露此類物質,會影響內分泌系統的運作,進而引起相關疾病。

  • 成年男性而言,暴露高劑量的 DEHP 有可能造成精蟲數量下降以及生殖率降低;對所有成人則有內分泌系統相關癌症的風險。
  • 對於懷孕中或即將受孕的婦女,建議在選購化粧品以及保養品時,注意產品是否添加 DEHP 等塑化劑,避免它們透過皮膚進入身體。而且孕婦在懷孕期間接觸過量塑化劑,誕下的嬰兒除了有較高的過敏風險,更有統計指出可能造成男嬰生殖器短小、尿道下裂,或是造成女嬰肛殖距過短的情況。
  • 在照顧嬰幼兒時,也應儘量控制他們在巧拼上爬行的時間。幼兒接觸過多 DEHP 可能會產生焦躁不安、過動等神經系統症狀;過量暴露塑化劑可能會使女童提早性成熟,對男童則會延緩性成熟。

因此,一般建議避免使用 PVC 容器盛裝熱食或含油食物,以儘可能減少攝入,DEHP 依法也不可做為食物的原料。

倉儲的液狀食品維持賣相的秘密

接下來,就必須要談談這次的禍首,「起雲劑」了。起雲劑是讓飲料中物質維持懸浮不透明的食品添加劑,一般在食品原料標示中會寫成「乳化劑」或「安定劑」。

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起雲劑(左杯)能讓飲品的賣相更佳。圖/9gager @Wikimedia CC BY 4.0)

國中理化有提過,溶液分成澄清的真溶液和混濁的膠體溶液。其中,膠體溶液中的分散質、分散媒不同相,經長時間的靜置後會產生沉澱,這導致需要長時間倉儲的飲料賣相不佳,故廠商們通常會求助於起雲劑。

起雲劑通常對分散媒和分散質都有一定程度的親和力,加入後可以讓兩者均勻混和而不易沉澱。無論是在視覺上或是味覺上都會比較有濃稠的感覺。常見的食品用起雲劑有阿拉伯膠、棕櫚油或是二氧化鈦等。

此外,DEHP 也有起雲劑的功能,不過因為毒性問題,只被允許應用在工業製程中5。然而,許多食品卻被發現有異常的塑化劑污染。

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食安風暴,引爆

原本只是「偽劣假藥聯合取締」計畫的產品監測,食品藥物管理署的楊明玉技正卻在檢體中發現未列在清單上的物質存在,而她並沒有放過這個物質,最後發現是鄰苯二甲酸酯類的塑化劑。

常見的鄰苯二甲酸酯類有 DEHP、DINP(Di-iso-nonyl Phthalate,鄰苯二甲酸二異壬酯以及 DEP(Diethyl phthalate,鄰苯二甲酸二乙酯),在工業上可用做 PVC 的塑化劑、香水的定香劑等等,更多用途也可以參考《食力》今年年初的「回顧塑化劑污染食品事件:我們學到什麼教訓?

經過追查,發現是上游業者將塑化劑加入起雲劑的原料中,再賣給下游廠商,受污染的產品主要分成「運動飲料」、「果汁飲料」、「茶飲料」、「果醬、果漿或果凍」及「膠囊錠狀粉狀之型態」五大類6

這些非法添加的起雲劑流入市面不是兩三天的事,波及範圍之廣,上下游共有 400 多家業者涉案,1,000 多項產品受污染。隨著涉案廠商一間接著一間被揭發,恐懼便開始在社會上擴散,網路上、街坊間的流言蜚語難辨真假,風暴也襲向輸入受污染產品的 20 多國。

不過在政府、檢驗單位以及民間的努力之下,整起事件從三月初首次檢出,四月初確認,五月初上報,衛生署(按:衛福部前身,在 2013 年正式升格並改為現名)公告「塑化劑污染食品之處理原則」,到了七月底全面控制災情,釐清並排除塑化劑污染,並在八月正式廢止這條短命的原則。

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問題的源頭

歷經了一年多的調查和法律訴訟,製造起雲劑的廠商昱伸香料公司負責人夫婦遭重判 15 年以及 12 年有期徒刑,塑化劑供貨商金童公司負責人則被判 8 年有期徒刑8

只是,除了判決書上認定的 1996 年開始有犯罪行為以外,在這之前是不是有其他人也在從事類似行為?如果有,那塑化劑風暴可能是一場長達二、三十年的禍害,只是已經難以追查。

一般而言,為了避免暴露過多 DEHP,我們可以減少使用塑膠餐具(杯、盤、保鮮膜等)、化粧品,避免讓兒童在塑膠地板爬行或者接觸塑膠玩具,慎選建材並保持居家通風。多運動可以促進身體新陳代謝,可以降低塑化劑在身體內累積的量2

但是,當今天塑化劑出現在食物中,民眾再怎麼提防也防不了。一兩家不肖廠商就可以危害臺灣十幾年,這期間無數的小孩在出生前就暴露到塑化劑,國人的健康損失難以估計,實為動搖國本。所以在最後還是要呼籲所有人,無論是什麼產業,不要為了壓低成本就犧牲了產品的安全性,這樣才能永續發展。

參考資料

  1. 《模具內的剪切操作對於PC/ABS聚摻物射出成形品抗拉強度的影響研究》陳英哲、陳仁浩,2005
  2. 《塑化劑事件衛教資訊》國家衛生研究院,2018
  3. 《Some Chemicals Present in Industrial and Consumer Products, Food and Drinking-Water》國際癌症研究署,2013
  4.  塑化劑 維基百科
  5.  起雲劑 維基百科
  6. 《起雲劑中惡意添加塑化劑事件》行政院衛生署食品藥物管理局,2011
  7.  《【那一年的這一天】2011.6.10因應塑化劑事件重創台灣 食管法快速修法 嚴懲無良業者》民報,2017
  8.  2011年臺灣塑化劑事件 維基百科
  9. 黃柏菁、陳重羽、郭育良、李俊璋;鄰苯二甲酸酯國人暴露及其健康效應 台灣醫學 2010 年 14 卷 2 期

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃,泛科學執行

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行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
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行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。 網站:https://www.tcsb.gov.tw/

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生活中到處都是塑膠製品?幾個降低暴露塑化劑的注意事項
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2019/11/07 ・2486字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃,泛科學執行

  • 文/文詠萱

我們的生活中到處充滿著塑膠材料:買菜裝菜的塑膠袋、手搖飲料的塑膠杯、晚餐炒飯的便當紙盒。除了一次性的塑膠容器,還有身上穿的、使用的東西,塑膠製品佔有很大的比例。而除了一次性塑膠用品的廢棄問題,生活中的塑膠往往也與「塑化劑」有著難以分割的關係。

自 2011 年,塑化劑風波席捲全臺,從益生菌,到果汁、手搖飲料、藥品等,越來越多食品被驗出塑化劑,一時之間,在電視、網路新聞中與食安問題相關的報導,時不時會聽到「塑化劑」這個名詞。

塑化劑究竟是什麼?我們的生活中可以有效避開它的危害嗎?

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從容器、食品到藥品都能發現塑化劑的蹤跡,我們該如何避開它的危害?圖/Pixbay

塑化劑是什麼?在塑膠中有什麼作用?

塑膠材料是源自於石化工業的高分子聚合物,塑膠材料中加入少量塑化劑可以增加塑膠品的柔軟度,並且加強韌性。建築材料、家具、衣服、食物包裝及醫藥產品等許多我們生活中的材料都有使用到塑化劑。

塑化劑的種類達上百種,其中鄰苯二甲酸酯類化合物中的鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是最廣泛被使用的塑化劑。鄰苯二甲酸酯類在水中溶解度很小,但易溶於多數有機溶劑中,在日常及工業上被廣泛使用於聚氯乙烯(Polyvinylchloride,以下簡稱 PVC)、聚丙烯(Polypropylene,以下簡稱 PP)、聚乙烯(Polyethylene,以下簡稱:PE)、聚苯乙烯(Polystyrene,以下簡稱 PS)的生產。

舉例來說,PVC 的材質相當堅硬,就是我們常見硬式水管的材料,但只要加入塑化劑,就能將其製成柔軟、易伸縮的材質,如在市面上常見食物用的保鮮膜,絕大部分為有添加塑化劑的 PVC 材質。

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除了保鮮膜外,我們生活中最常接觸到塑化劑的來源可說是一系列的美粧用品,指甲油、化粧品、洗髮精、沐浴乳中,也常使用鄰苯二甲酸酯類作為定香劑。除了可以讓商品保持香料氣味外,也讓指甲油擦起來看起來更光滑。

但是,由於鄰苯二甲酸酯類結構和雌激素相似,進入人體和動物體內可能會有類似雌激素的作用,干擾人體內分泌。因此被認為對於生殖系統有相當風險,除了性早熟、精蟲減少等影響外,也會對孕婦胎兒有一定的風險。

塑化劑的主要功用是提高塑膠材料的柔軟度和韌性。圖/wikipedia

增加食物包裝中塑化劑擴散的因素有哪些?

除了前述的美粧用品,多數人最擔心莫過於食物包裝中的塑化劑了。的確,如果食物包裝的接觸面為含有塑化劑的塑膠(如塑膠袋、保鮮膜,塑膠杯等),雖然一般的含量非常少,塑化劑仍可能經由擴散作用釋放到食物中。

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主要原因在於,塑膠與塑化劑並非是用化學鍵連結,而是以混合的狀態存在。影響塑化劑轉移含量的因素包含了溫度、食物與包裝材料接觸面積、包裝材料屬性、以及食物本身屬於哪種組成。

液體類的食物與包材的接觸面積最大,轉移效果較固體容易產生。而食物中如果含有油脂或酒精,也會加速塑化劑滲出。在化學反應中,溫度和反應速度大多呈正相關,塑化劑的擴散作用也會此而加快。

這也是為什麼通常不建議以塑膠材料盛裝剛炸好的食物或是熱湯。一方面食物接觸面的溫度較高;二方面食物中的油脂也會增加溶出塑化劑的風險。

因為油脂和高溫容易讓塑膠中的塑化劑溶出,因此不建議用塑膠材料盛裝剛炸好的食物或熱湯。圖/Pixabay

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使用塑膠製品的注意事項,如何減少塑化劑的暴露風險?

要減少塑化劑的暴露,最直接的方式就是注意自己平常使用的產品,避免使用塑膠材質容器,可選用玻璃、不鏽鋼、陶瓷。並在飲食前養成洗手的習慣,以免食入環境中的塑化劑。

若是一定得使用塑膠包裝,盛裝食物的塑膠製品需慎選,當包裝上標註為 PVC 時,成分較易含有塑化劑,購買時需多加注意,特別是在選擇購買兒童用品時。有高溫加熱的需求時,避免使用 PVC 材質的保鮮膜、包裝一同微波或加熱。若有使用保鮮膜加熱的需求,則儘量選用 PE 保鮮膜。與食物塑膠包裝接觸的時間也要注意,有許多外帶食物多用塑膠袋盛裝,應避免讓食物長時間接觸、浸入塑膠。

除了食物之外,先前提到化粧品、香水等日常用品中的定香劑,也要注意使用。上粧後須澈底卸粧,香味太重的洗髮精、沐浴乳、香皂、洗衣劑等儘量減少使用。另外,許多人會使用巧拼鋪地板,巧拼材若為 PVC 或 PS,含有塑化劑可能性較高,使用上可以鋪上地毯、在觸摸後洗手降低接觸的風險。

塑化劑有優點也有缺點,它讓便宜的塑膠成為我們更隨心所欲的材料,人類生活更便利。但是已經有許多實驗、研究指出暴露在一定濃度的塑化劑對人體有一定的影響。多加注意食品安全,減少塑膠使用,才能讓自己減少暴露在塑化劑的危機之中。

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參考資料

  1. 李允誠,用塑膠容器會吃到塑化劑?都是擴散作用搞的鬼! ──「Pansci Talk:餐具都會釋放間接添加物?」,泛科學。
  2. 如何避免塑化劑的暴露– 馬偕紀念醫院
  3. 維基百科,塑化劑
  4. 馬嘉駿,都是塑膠惹的禍?到底什麼是塑化劑?──「Pansci Talk:都是塑膠惹的禍?」,泛科學。
  5. 高瞻自然科學科學教育平台:塑化劑 ─ 鄰苯二甲酸酯類
  6. 真有那麼毒?!正確認識塑化劑
  7. 塑化劑對生殖系統的影響
  8. 風傳媒:別讓小孩睡在巧拼上!遠離「塑化劑」的毒,作這7件事就對了
  9. 黃柏菁、陳重羽、郭育良、李俊璋;鄰苯二甲酸酯國人暴露及其健康效應台灣醫學 2010 年 14 卷 2 期

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局之推動化學物質綠色生活知識教育平臺計畫企劃,泛科學執行

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