「舐塑」列車：一段方便、健康與塑膠的故事

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

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 (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。

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。

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。

• 對成年男性而言，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」。

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。

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。

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

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？

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。

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。

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。

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。

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。

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