本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

撰文／陳亭瑋│自由寫手

「你可以告訴我該往哪走嗎？」愛麗絲問道。
「那要看妳想去哪裡，這個方向……」柴郡貓舉起右邊的貓掌，「住著瘋帽匠；而那個方向……」牠舉起另一邊的貓掌，「住著三月兔。不管遇到誰都一樣，他們兩個都瘋了。」
──愛麗絲夢遊仙境[1]

十九世紀的英國帽匠為什麼瘋瘋癲癲的？

十九世紀時，一種職業病時常出現於英國的製帽匠身上，症狀包括流口水、掉頭髮、肌肉抽搐、走路搖晃，說話思考困難、甚至產生幻覺、異常興奮或情緒不穩等，英文諺語的「跟帽匠一樣瘋」（mad as a hatter）很可能便是因此而來。現在則認為當時的這類職業病，應該就是水銀中毒。在十八、十九世紀，水銀常常用於處理帽子的毛皮原料；帽匠們會長時間暴露於水銀蒸氣中，在還不明白水銀毒性的年代裡，他們被認為總是瘋瘋癲癲的，可這些其實都是經水銀引發的中樞神經中毒的症狀。

在眾多的金屬元素中，水銀 ── 也稱為汞 ── 是個相當特別的存在。汞是唯一在常溫下為液態的金屬元素，具有密度大、導電性佳等特性。過去西方煉金術認為水銀為金屬的第一物質，煉丹師也以硃砂（琉化汞）作為煉丹的重要原料；現今的水銀則多應用於水銀電池、電源開關、繼電器、螢光燈管、溫度計、血壓計等。然而，雖然被普遍使用在許多日用品中，水銀對於人體與環境都有一定的毒性，那麼，人們究竟如何管理這類的有毒物質呢？

如何了解產品對環境的影響？「生命週期評估」

現今人們對於有毒物質的了解更多，自然不會像十八、十九世紀的製帽工業，任由工人曝露在水銀蒸氣中。但現代產品的製造流程也相對更為複雜，如幾乎人手一支的「手機」便結合了許多電路製程，每種過程中都可能產生毒性物質，因此根據不同的化學物質種類，我們需要有詳細的評估與管理方法。 針對會廣泛使用於製造過程或民生用品的毒性化學物質，通常會進行「生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA）」，從原料取得、生產、使用到最後處置（回收或廢棄），評估出整個產品生命週期裡可能造成的環境影響。

「生命週期評估」的概念早在 1969 年便被提起，直到 2002 年才由聯合國環境規劃總署（United Nations Environment Programme, UNEP），與環境毒理化學協會（Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC）共同合作推行，將其實際應用至產業生產及政府決策之中。例如水銀對生物體具有相當強的毒性，且能長時間停留在環境中、進行生態累積（由於生物累積放大效應，因此許多大型魚類如鯊魚、旗魚等較高階的消費者，體內的水銀濃度會較高），所以使用水銀的產品，應該要進行「生命週期評估」管理。 生命週期評估可以初步區分為幾個階段，包括原物料開採與加工、半成品及產品製造、消費使用以及廢棄物處理與回收；目標是對於有毒物質「從搖籃到墳墓」完整監管，沒有遺漏。

「從搖籃到墳墓」看水銀如何進入臺灣環境

我們以「汞」在臺灣如何進入環境中為例，來看看生命週期評估會關注到的項目。在原物料開採階段，臺灣本島並無汞礦的開採，絕大多數含汞相關的原料都是進口，其中以「原油」（因為總量最大）占了含汞量的最大宗，其次則為煤礦、天然氣、水銀及液化石油氣。然而，除了總量，不同原料的「應用方式」也會大幅影響汞對環境的後續影響，我們暫且分為空氣污染源與水污染源來分析。

在原料階段，汞的空氣污染源主要和燃煤有關，如主要用來發電的燃煤發電鍋爐，與燃煤汽電共生鍋爐.；水的污染源則主要來自金屬基本加工。

到了半成品及產品製造階段，汞的空氣污染源主要有工業中處理水泥原料的水泥旋窯、生產鋼的電弧爐以及煉鋼用的燒結爐；水污染則來自於電鍍業、印刷電路板製造業、晶圓製造及半導體製造業。而在最後的廢棄物處理與回收階段，水污染源主要集中於工業區的汙水系統；空氣的汞污染則主要來自垃圾焚化爐以及火葬場；另外還有因一般垃圾焚化的飛灰跟底渣造成的土壤污染。

說到這，大家應該可以看得出來，「生命週期評估」需要追蹤毒化物從開採、原料進出口、產品製造到廢棄、回收各階段的分布狀況，才能夠針對每個階段進行管理。舉例來說，如果希望降低汞在空氣中的排放量，第一步當然是去改善最大宗的空氣污染源，也就是水泥窯以及燃煤發電的汞排放狀況啦。

這樣的「生命週期評估」概念主要會應用在判斷產品對環境的影響，希望在每個階段減少資源消耗、改善產品性能，而毒化物自然是其中非常重要的一環。今日人們如果要開一家製帽工廠，在評估初期就可以判斷水銀的毒性太高，而採取其他更安全的製程取代它，工廠帽匠也不會再瘋瘋癲癲的了！

無法承受更多的汞 ── 用「水俣公約」對汞污染說不

前面講了這麼多臺灣環境中的汞污染源，主要都與工業有關，根據統計，目前人為造成的汞空氣污染排放約為 1200 至 2000 噸；但其實自然的力量也不容小覷。自然界裡本來就存在汞，地殼中的濃度約有 0.08ppm，而每年的火山噴發與森林火災等天然因素，排放至大氣的汞就可達每年 2000 噸。

由於汞能夠在大氣中長途傳播，會長久存在在各生態系中形成生物累積作用，甚至可能影響北極地區，世界上已有許多國家開始努力，希望盡可能減少汞的污染。

2013 年 1 月，147 個國家終於在四年的協商後達成共識，同意控制汞污染的「水俣公約」[2]，將於 2020 年禁止含汞產物的進出口、疫苗跟補牙材料應更換為無汞材質、降低小型淘金產業對汞的使用，並使用最佳控制技術降低工業污染源（燃煤電廠、工業鍋爐、鋼鐵業）的汞排放。水俣公約將於 2017 年 8 月 16 日正式生效，從此開始，讓汞逐步從我們的生活中消失吧！

我們也把文章重點整理成一份懶人包囉，一起來看看十九世紀帽匠的故事吧！

備註：

• [1] 亦有人考據認為愛麗絲夢遊仙境中的瘋帽匠有實際的指涉人物，不見得只代表水銀中毒，但可以確定作者相當熟悉英文諺語的「跟帽匠一樣瘋」（mad as a hatter）的實際狀況。
  [2] 「水俣（讀音：ㄩˇ / yǔ）」為日本熊本縣地名，於 1956 年發生大規模汞中毒公害疾病「水俣病」，因此防止汞害的公約以此命名。

參考資料：

1. 毒性化學物質環境流布調查成果手冊, 行政院環保署毒物及化學物質局
2. 台灣地區含汞元件之流布與管理, 行政院環境保護署土壤及地下水污染整治網
3. 汞水俣公約資訊網站, 行政院環境保護署
4. Mercury Levels in Commercial Fish and Shellfish (1990-2012)
5. David G. Streets, et al, Total Mercury Released to the Environment by Human Activities,Environ. Sci. Technol., 2017, 51 (11), 5969–5977
6. Gleason, J. D., Blum, J. D., Moore, T. C., Polyak, L., Jakobsson, M., Meyers, P. A., & Biswas, A. (2017). Sources and cycling of mercury in the paleo Arctic Ocean from Hg stable isotope variations in Eocene and Quaternary sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta, 197, 245-262.
7. Huang, J., Liu, C. K., Huang, C. S., & Fang, G. C. (2012). Atmospheric mercury pollution at an urban site in central Taiwan: Mercury emission sources at ground level. Chemosphere, 87(5), 579-585.
8. Y. C. CHEN, M. H. CHEN.(2006) Temporal distribution and potential sources of atmospheric mercury measured at a high-elevation background station in Taiwan. Journal of Food and Drug Analysis, 14(4), 373-378
9. Sheu, G. R., Lin, N. H., Wang, J. L., Lee, C. T., Yang, C. F. O., & Wang, S. H. (2010). Temporal distribution and potential sources of atmospheric mercury measured at a high-elevation background station in Taiwan. Atmospheric Environment, 44(20), 2393-2400.
10. Wang, Q., Kim, D., Dionysiou, D. D., Sorial, G. A., & Timberlake, D. (2004). Sources and remediation for mercury contamination in aquatic systems—a literature review. Environmental pollution, 131(2), 323-336.
11. Obrist, D., Agnan, Y., Jiskra, M., Olson, C. L., Colegrove, D. P., Hueber, J., … & Helmig, D. (2017). Tundra uptake of atmospheric elemental mercury drives Arctic mercury pollution. Nature, 547, 201-204.

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本文由海洋保育署廣告企劃，泛科學為宣傳推廣執行單位。

• 作者：採訪撰稿 ∕ 謝育哲 ∕ 本刊主編

大海中美麗的珊瑚礁是許多海洋生物的棲地，但由於海洋環境汙染及氣候變遷等問題，珊瑚的生存不斷受到壓迫，珊瑚白化問題更是屢見不鮮。為了讓一般大眾也能保育珊瑚，由海科館陳麗淑博士等人團隊從澳洲引進的「珊瑚觀測」，用簡單色卡上的顏色與觀測珊瑚進行比對，就能評估該珊瑚的健康狀況。此外，海科館及海保署也進行更多的計畫與推廣，讓全民一起守護海底美麗的珊瑚。

海中有著形形色色的生物，如果要挑選出一種外觀最令人印象深刻的，肯定是色彩斑斕綺麗的珊瑚了！許多人常會誤認珊瑚是一種植物，但牠其實是不折不扣的動物。事實上，珊瑚是由許許多多的珊瑚蟲（coral polyps）所形成的群體。目前全世界共有 800 多種的珊瑚，而由珊瑚組成的珊瑚礁（coral reef）更是許多海洋魚類生存的家園。

但由於珊瑚生長速度極慢，每年僅增長約 10 公分，且十分脆弱，近年來又因氣候變遷與海洋汙染等問題，造成珊瑚的生存出現危機。因此，保護珊瑚人人有責，但身為一般人的我們又該如何保育這些美麗又珍貴的海洋生物呢？本次《科學月刊》專訪了國立海洋科技博物館（以下簡稱海科館）的研究員陳麗淑博士，看看有哪些保護珊瑚的方式，以及介紹從澳洲引進的珊瑚觀測（coral watch）方法吧！

珊瑚遇到了什麼危機？

關於珊瑚，我們最常聽到的是「珊瑚白化」（coral bleaching）。但珊瑚白化代表什麼？又是什麼造成了珊瑚白化呢？

由於珊瑚對於生存環境的溫度十分敏感，一般來說，對珊瑚而言最自在的水溫環境為 23～28℃，而生存的極限溫度範圍則為 18～32℃，若超過這個溫度區間，對珊瑚來說即為太冷或太熱的環境。陳麗淑表示，一但海水溫度超過 32℃，珊瑚就會出現白化現象。當然不是所有的珊瑚都會同時白化，各種珊瑚因生長速度不同，白化現象發生的情形也會有所差異。一般來說，生長速度較快的枝狀珊瑚比較容易白化，而團塊狀珊瑚則比較有抵抗力。

不過珊瑚到底是怎麼「變白」的？其實珊瑚白化詳細原因，是因為當環境溫度出現劇烈變化時，珊瑚內部的共生藻數量就會下降。由於共生藻是珊瑚繽紛色彩的來源，因此在珊瑚內部的共生藻數量多時，顏色就會飽滿鮮豔，而當共生藻離開珊瑚後，珊瑚的顏色便會越變越淡，最後白化，若後續沒有適當保護與處置，珊瑚就可能會因而死亡。所幸珊瑚白化並不是不可逆的，只要海水溫度回到適合珊瑚生存的溫度，珊瑚就會逐漸穿上牠美麗的彩衣，恢復原本繽紛的色彩。

過去臺灣周遭海域曾出現過多次珊瑚大量白化的現象，陳麗淑表示，珊瑚大規模的白化的情形主要集中發生在夏季，甚至在去（2020）年夏季就曾發生珊瑚大量白化的現象，由於當時的海水溫度偏高，且維持時間較長，使得臺灣各地出現珊瑚白化的情形。不過好消息是，根據調查，今（2021）年還未發生大規模的珊瑚白化，且時節已進入秋季，海水溫度下降，至少目前珊瑚不會面臨溫度升高的生存壓力。不過，陳麗淑也語重心長地提醒：「近年來海水溫度過高的發生頻率相較以往提高了不少。」令人擔心的是，若海水溫度升高頻繁，將可能嚴重衝擊珊瑚的生存。因此，我們必須想辦法保護珊瑚。

一般人該怎麼保護珊瑚？老嫗能解的「珊瑚觀測」

對一般大眾來說，並不是所有人都具備珊瑚的相關知識，對此，陳麗淑一直在思考該用什麼方法，才能讓沒有專業知識背景的大眾能參與保育珊瑚的活動呢？在公民科學領域中，有個名為「珊瑚礁體檢」（reef check）的珊瑚監測計畫。但由於珊瑚礁體檢的入門門檻較高，需要先經過一定時數的課程訓練，且所費不貲，因此這並不是一項適合所有人的方法。

這時陳麗淑想到了「珊瑚觀測」。事實上，珊瑚觀測約莫在 2009 年就已有人引進臺灣，但當時並未受到大量關注。直到 2018 年，陳麗淑帶領的團隊開始重新研究珊瑚觀測的方式，發現其背後的科學大有學問，也可簡化成任何人都能理解並運用的珊瑚監測方式。

珊瑚觀測主要是透過一張卡片，上頭有 4 種由淺至深的色調。陳麗淑表示，這些色調涵蓋了約 70～80％ 的珊瑚種類，即使無法囊括其他特殊顏色的珊瑚，但卡片上的設計對普通人來說已是綽綽有餘。而觀測方法也很簡單，任何人只要帶著這張卡片潛水至珊瑚旁，將卡片上的顏色與想觀察的珊瑚顏色進行比對與拍照即可。如果是前往水深 6 公尺以上的區域，則建議觀測時攜帶光源，以避免色差造成的誤判。前文有提到，珊瑚的顏色代表其內部共生藻早的數量，當共生藻數量越多，珊瑚顏色越深，也就代表越健康；反之，若顏色越淡則代表珊瑚的健康可能出現狀況了。

陳麗淑說明，珊瑚觀測背後的科學基礎十分紮實。這套由澳洲昆士蘭大學（The University of Queensland）學者馬歇爾（Justin Marshall）等人組成的團隊研發設計。團隊將珊瑚搬至實驗室中進行一系列實驗，觀察在各溫度區段中，不同溫度會如何影響珊瑚中的共生藻數量，並記錄珊瑚的顏色變化。在經過嚴謹的科學實驗後，馬歇爾團隊將其簡化並歸納成珊瑚觀測的色卡。陳麗淑表示，這套化繁為簡的觀測方式在經過推廣後，許多保育團體對於珊瑚觀測的接受度都非常高，能進而達到推廣珊瑚保育目的。

海洋公民科學知識報你知

※珊瑚觀測

珊瑚觀測是一項由澳洲昆士蘭大學學者所辦理的非營利全球珊瑚礁監測計畫，將珊瑚的顏色變化標準化後，製作成珊瑚健康色卡，提供一種簡單的方法用以評估珊瑚健康，並為 CoralWatch 的全球數據庫做出貢獻。大家可以使用這些色卡協助科學家收及數據，支持珊瑚礁監測工作。

另外，珊瑚觀察也透過與世界各地的志願者合作，包括了潛水中心、科學家、學校團體、遊客參與其中，讓大眾更加了解珊瑚礁白化、氣候變化對於珊瑚礁的影響。

保育珊瑚面臨哪些困境？

雖然保育珊瑚是許多人的共識，但過程中依然面臨到許多的挑戰及困難。目前最常見的是海洋垃圾問題。由於珊瑚本身不會移動，當海洋垃圾在海中漂浮時不慎卡在珊瑚上，若沒有人為協助清理，則非常有可能造成珊瑚死亡。

陳麗淑舉例說明，由於今年 5 月起爆發 2019 冠狀病毒疾病（COVID-19）的本土疫情，位於基隆的潮境公園也為了防疫而禁止一般人下水。但當研究人員下水觀察後發現，因為沒人下水協助清理海洋垃圾，許多卡在珊瑚上的垃圾無法被及時移除，發現的當下已有許多珊瑚出現白化現象，這些珊瑚後續花了約一個月才慢慢恢復正常。

對此，陳麗淑曾與中研院學者邵廣昭等人討論，若保育區都沒有人進入可能並不是件好事，尤其當海洋汙染嚴重，垃圾很多的情況下，都還是必須定期有人去協助清理。因此，保育區在人為管理的情況下或許才是保育珊瑚好方法。

你我都可以為珊瑚盡一份心力

我們還有什麼方法可以保護珊瑚呢？陳麗淑表示，如果你是一個會下水觀測的人，使用珊瑚觀測是個好選擇。無須再多帶任何設備，只要準備珊瑚觀測的卡片，攜帶相機與光源，就可以拍攝並記錄珊瑚的健康狀況。不過若是沒有相關潛水經驗或半路出家的遊客，反而可能在潛水的過程中不慎踢到或傷害珊瑚，因此潛水者必須要具備一定的潛水技術。

海洋保育署（以下簡稱海保署）為推廣友善珊瑚礁生態旅遊，提出「珊瑚礁區你該注意的 8 件事」，包含不踩踏、不揚沙、合格玩家、保持適當距離、使用海洋友善防曬、不餵魚、不吃珊瑚礁魚、減塑行動。

即便沒有下水，在岸上也有許多可以保護珊瑚的方法。舉例來說，在我們常用的防曬乳中，多數含有可能傷害珊瑚的成份，因此在選購時可以優先考慮「海洋友善防曬」。此外，由於珊瑚礁魚類可以協助清理珊瑚礁之中的藻類，讓珊瑚順利生長，我們應盡量避免食用珊瑚礁魚類。所以最重要的，是希望大家一起落實節能減碳，全球暖化是影響珊瑚生存的主要原因之一，若減碳能從個人做起，也是保育珊瑚的積極作為。

出書、展覽、辦活動 海科館邀你一起守護珊瑚

除了上述的個人保育行為外，海科館也辦理了一系列保育珊瑚計畫。陳麗淑表示，海科館的研究人員會定期前往珊瑚礁進行監測，還會前往各地宣傳及教導大家如何使用珊瑚觀測。

至於在珊瑚復育方面，海科館內也有養殖珊瑚，研究人員會把這些珊瑚移植到野外，或是使用不同的材質，測試珊瑚附著生長的情形等。未來希望透過這些方法，協助加速珊瑚的生長。

在教育方面，去年海科館與行政院環境保護署及科技部等單位，共同主辦的「2020 海洋公民科學家行動計畫」中，包含了「珊瑚保育監測」的主題。對此，海科館團隊舉辦了一系列的「針織珊瑚」活動。「針織珊瑚」主要是前往各地的小學，除了教導珊瑚的知識，以及倡導珊瑚保育外，讓小朋友們藉由織毛線的方式，訴說一則關於珊瑚的故事。每所國小的作品都有自己的主題，也讓小朋友在織毛線的過程中，思考珊瑚對於生態的重要性，從小扎根珊瑚保育知識。並在後續收集作品後，舉辦「陸上造礁 針織珊瑚計畫特展」。

此外，海科館也曾於 2019 年出版《珊瑚很有事：珊瑚保育×環境藝術×手作針織×珊瑚教案》一書，並榮獲第 44 屆金鼎獎。今年更在海科館官網建置「海科館悠遊數位海洋行動學堂懶人包」，整合科普電子書、電子繪本、數位課程學習平台、海洋知識、動畫學習、影片等。陳麗淑表示，透過這些教材與教案的持續推廣，希望能讓更多人利用這些資源，一起守護海洋中的美麗珊瑚。

海洋保育署與臺灣珊瑚保育

海保署於今年透過「臺灣珊瑚監測交流網絡建立與保育策略規劃」計畫，建立珊瑚監測與保育示範點，以及珊瑚監測交流網絡，選訂全臺灣共 32 個地點進行水下珊瑚礁調查。調查結果截至今年 9 月底，澎湖、恆春半島、東部、北部珊瑚覆蓋率多呈現穩定狀態，但小琉球珊瑚礁卻多數已衰退，可見除了受到全球暖化影響，不當的遊憩踩踏行為也對珊瑚礁造成嚴重衝擊。

此外，海保署也與行政院農業委員會水產試驗所共同合作，針對澎湖池東淺坪海域的棲地環境現況進行調查及珊瑚復育，增加棲地多樣性。截至今年 9 月底，珊瑚移植面積已達到 100 平方公尺，其中珊瑚礁魚類包含青嘴龍占（Lethrinus nebulosus）、鸚哥魚（Scaridae）、隆頭魚（Labridae）等也逐漸聚集在移植區域，豐富當地生態。

此外，有鑒於目前許多單位都在進行珊瑚保育及復育相關工作，海保署今年度與海生館合作成立珊瑚保育專案辦公室，除了作為各單位資料蒐集整合中心，提供數據科學家分析資料外，還能進一步轉化為資訊呈現給大眾，使珊瑚礁相關專家學者、單位，以及一般民眾等，都可藉由此互相交流，同時兼具諮詢、推廣功能，協助提供珊瑚保（復）育相關標準作業方式及技術指導。並設立臺灣珊瑚礁水質採樣點及進行水樣分析，了解水質狀態，以作為後續珊瑚復育棲地及規畫保育方式選擇的依據。

為了鼓勵更多在地民間團隊參與，海保署亦透過辦理「海洋保育在地守護計畫」，支持在地團體進行公民科學、清除珊瑚礁覆網及珊瑚復植，希望能夠結合在地生活方式及資源提出具體保育策略，發揮社會影響力，促進在地參與珊瑚保育及復育作業，並提高民眾對海洋保育的參與及投入。

從政策面、科學面，再到行動面，海保署將持續呼籲全民共同守護臺灣珍貴的珊瑚資源。

海洋委員會海洋保育署正在舉辦 海有問題 我來分析 | 第一屆海洋公民科學家數據松！為臺灣周遭的海洋生態盡一份心力吧！

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