0

0
1

文字

分享

0
0
1

「甲醇」假酒中毒能用真酒治療?真的假的!

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/11/10 ・2924字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

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/楊朝源│自由寫手

圖/Stevepb @Pixabay, CC0

2017 年八月,中國重慶市石柱縣一名男子誤喝假酒後,感到頭昏無力,本以為只是喝多了,但後來開始劇烈嘔吐,最後竟然雙眼看不見東西,送醫後醫生卻指示病人繼續喝酒,莫非是要「以毒攻毒」?假酒為何會使人中毒?中毒了真的可以用真酒來治療嗎?且讓我們繼續看下去。

冒充酒精的甲醇

酒精又稱為乙醇(ethanol),而「假酒」之所以使人中毒,是因為裡面加入了和乙醇相似、卻較容易取得且便宜的甲醇(methanol),通常是不肖商人用以降低成本的手段。這樣的行為在二十世紀之前相當常見,直到 1923 年甲醇的毒性才被世人承認。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

甲醇的化學式是 CH3OH,和乙醇(C2H5OH)都是由碳原子接上一個氫氧基(OH)的醇類。甲醇又稱為工業用酒精或木精,無色透明且氣味與酒精相似,沸點低、具有揮發性,工業方面常被用來當作有機溶劑。

甲醇中毒會出現包含了嗜睡、噁心、嘔吐腹瀉等症狀,嚴重者會導致永久性失明,甚至死亡。1951 年在美國亞特蘭大,當時商人為了降低成本,將含有甲醇重量百分濃度 35~40% 的冒牌威士忌流入市面,在僅僅五天之內導致了 323 人中毒、41 人死亡,是歷史最大的假酒危害事件之一。

甲醇變身,甲醛與甲酸

在知道是誰在作祟後,我們進一步來看看甲醇的中毒機制,首先要帶來一個令人驚訝的事實:甲醇本身並不具毒性。

但是,當甲醇被喝下或吸入後,會在消化道和肺臟透過擴散作用吸收進入血液中,然後被人體轉化為甲醛(Formaldehyde, CH2O),也就是我們常聽到的福馬林。不過,甲醛雖具有毒性,但仍不是最可怕的敵人。甲醛形成之後,會再被轉化成甲酸(Formic acid, CHOOH),此時真正的大魔王才要等登場。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

甲酸又被成為蟻酸,因螞蟻、蜜蜂等生物以其為化學武器而得名,毒性比甲醛更強,也是甲醇中毒最主要的原因。甲醛被轉化為甲酸之後會在身體裡累積,抑制粒線體的呼吸作用、使細胞壞死,破壞神經系統進而導致失明,此症狀稱為代謝性酸中毒(metabolic acidosis)。

以酒剋酒?酵素的爭奪戰

回到開頭新聞中的中國男子,當時他雖然感到不適卻仍持續喝了數杯假酒,隔日中午便頭昏、無力,開始嘔吐、視力模糊。被診斷出是甲醇中毒後,轉往重慶醫科大學附屬第二醫院急救部進行急救,生命垂危。

醫生在診斷後作出了一個令人不解的決定:請家屬買烈酒來給患者服用。「醫生要我們買酒,說要買五、六十度的高濃度酒,用來解毒!」傅國林的妻子也覺得這辦法聞所未聞,「本來就是喝酒中毒,還要繼續喝?」但在醫生的堅持下,家屬仍然半信半疑地照做了。酒一喝就是好幾天不中斷,最後,患者的病情好轉,血液中的甲醇濃度降低,終於康復出院,並說再也不敢這樣喝酒了。

真酒之所以可以減緩甲醇中毒,是靠搶走酵素來辦到的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

前面提過,甲醇中毒主要是因為甲酸的強烈毒性。而要形成甲酸,就必須讓甲醇在肝臟被酒精分解酵素(alcohol dehydrogenase, ADH)分解形成甲醛,再讓甲醛跟甲醛去氫酵素 (aldehyde dehydrogenase, ALDH) 反應形成甲酸。

從甲醇到甲酸的代謝過程。

還好,酒精分解酵素並不是只會對甲醇作用,它也會將乙醇轉化成乙醛(acetaldehyde, CH3CHO),更幸運的是,酒精分解酵素對於乙醇的親和性較高。故當血液中的乙醇濃度夠高時,酵素與乙醇的反應達到飽和,就不能將甲醇轉化為毒性較高的甲醛,讓甲醇直接被排出體外,等到一開始生成的甲酸被人體所代謝,形成無害的水與二氧化碳之後,才算是治療完成。

「乙醇療法」聽起來雖然令人疑惑,卻是現今對於甲醇中毒相當重要的療法之一。但是,大家千萬別為了想喝酒就故意讓自己中毒喔。

如何避免喝到假酒?

紅標米酒曾經被不肖商人回收酒瓶並加入假酒賣出,造成一時的假酒風波。攝影:楊朝源

喝到假酒很難過,喝到加了甲醇的假酒更是危險,雖然臺灣自 2002 年後不曾再傳出使用甲醇偽造假酒的案例,但違法包裝、製造假酒的例子依然層出不窮,而這些假酒中含有毒物質(甲醇或其他重金屬等)的風險相當高,值得注意,但是要怎麼樣才能避免買到假酒呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  1. 購買合法安全的品牌商品

許多甲醇中毒的事件,都是因為喝了來路不明、低價的酒所導致的,選擇合法的製造廠商或進口商,可以有效減少喝到假酒的危險。

  1. 檢查外觀

若無法得知飲品來源,飲用之前先檢查外觀,例如標籤是否印刷清晰、標示是否明確、瓶蓋瓶身是否完整等因素,也都可以協助辨認假酒。2008 年臺灣曾發生過的黑心假酒事件,超過兩萬瓶假酒流入市面[1],當時的分辨方式之一就是透過「瓶蓋商標是否脫落」來判斷。

  1. 味道判斷

若喝酒時覺得有異味或不適,便應該立刻停止繼續飲用,以免增加中毒的危險,前面提到事件中的傅姓男子,在康復後也表示其實他早已覺得奇怪,卻仍持續喝酒,才導致如此嚴重之後果。

甲醇中毒了,怎麼辦?

除了停止飲用,在喝下酒一小時內也能以催吐、洗胃方式來減少甲醇進入血液中,另外,應用布條等物品遮住中毒者的眼睛,以免視覺神經受到刺激,並且盡速送醫急救。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

最後,雖然透過「乙醇療法」確實可以達到減少甲醇中毒傷害的效果,但如果服下錯誤的乙醇劑量,還是會對於患者產生危險,所以如果沒有經過醫護人員的指示,一般民眾在遇到狀況時仍不建議輕易嘗試。

註解

  1. 在 2008 年發生的假酒事件中,不肖商人向資源回收業者取得空酒瓶、清洗並重新製作酒瓶,以真酒、乙醇、水與香料等調配出假酒,其中清洗空瓶的氫氧化鈉(俗稱片鹼)若有殘留恐對人體造成傷害。在這個案例中雖然不是本篇介紹的物質「甲醇」在作祟,但當時判斷是否為假酒的「瓶蓋識別法」倒是值得參考。

參考資料

  • 張錦文, 陳逸鴻, 文士祺, 蔡明凱, 薛肇文, & 項正川. (2008). 甲醛家族中毒二案例報告-假酒與福馬林. 中華職業醫學雜誌, 15(2), 157-162.
  • Bansal, H., Chaparia, Y., Agrawal, A., & Koka, P. S. (2015). Reversal of Methanol-Induced Blindness in Adults by Autologous Bone Marrow-Derived Stem Cells: A Case Series. Journal of stem cells, 10(2), 127.
  • BENNETT Jr, I. L., Cary, F. H., MITCHELL Jr, G. L., & Cooper, M. N. (1953). Acute methyl alcohol poisoning: a review based on experiences in an outbreak of 323 cases. Medicine, 32(4), 431-463.
  • Önder, Feyza, et al. “Acute blindness and putaminal necrosis in methanol intoxication.” International ophthalmology 22.2 (1998): 81-84
  • Pappas, STEPHEN C., and M. Silverman. “Treatment of methanol poisoning with ethanol and hemodialysis.” Canadian Medical Association Journal 126.12 (1982): 1391.
  • Suit, P. F., & Estes, M. L. (1989). Methanol intoxication: clinical features and differential diagnosis. Cleveland Clinic journal of medicine, 57(5), 464-471.

 

文章難易度
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
52 篇文章 ・ 8 位粉絲
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/

0

4
0

文字

分享

0
4
0
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
193 篇文章 ・ 297 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

3
0

文字

分享

0
3
0
最理想的元素週期表?其實元素週期表有很多種!——《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》
日出出版
・2023/06/10 ・2017字 ・閱讀時間約 4 分鐘

前面幾章都在談元素週期表,但還有一個重要面向沒有提到。為什麼有這麼多元素週期表出版,而且為什麼現在的教科書、文章、網路,提供這麼多種元素週期表?有沒有「最理想的」元素週期表?追求最理想的元素週期表有意義嗎?如果有,我們在找出一份最佳週期表的過程中取得那些進展?

種類數量可觀的元素週期表

愛德華.馬蘇爾斯(Edward Mazurs)關於週期表歷史的經典著作中,收錄自一八六○年代首張元素週期表繪出以來,大約七百張的元素週期表。

馬蘇爾斯的書本出版已過了四十五年左右;之後,期間至少又有三百張週期表問世,如果再加上網路上發表的就更多了。為什麼會有這麼多元素週期表,這件事情需要好好解釋。當然,這些元素週期表中,許多並沒有新的資訊,有些從科學的觀點來看甚至前後矛盾。但即使刪除這些具有誤導性的表,留下的數量還是非常可觀。

元素週期表的變體:有圓形的還有立體的?

我們在第一章看過元素週期表的三個基本形式:短元素週期表中長元素週期表長元素週期表。這三類基本上都傳達差不多的訊息,但相同原子價(編按:原子的價數,金屬為正價、非金屬為負價)的元素,在這些表中有不同的分族。

此外,有些週期表不像我們一般認識的表格那樣四四方方。這種變體包括圓形橢圓的週期系統,比起長方形的元素週期表,更能強調元素的連續性。不像在長方形的表上,在圓形或橢圓形的系統中,週期的結尾不會中斷,例如氖和鈉、氬和鉀。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

但是,不像時鐘上的週期,元素週期表的週期長度不同,因此圓形元素週期表的設計者需要想辦法容納過渡元素的週期。例如本菲(Benfey)的元素週期表(圖 37),過渡金屬排列的地方從主要的圓形突出來。也有三維的元素週期表,例如來自加拿大蒙特簍的費爾南多.杜福爾(Fernando Dufour)所設計的(圖 38)。

圖 37/本菲(Benfey)的圓形元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表
圖 38/費爾南多.杜福爾(Fernando Dufour)的三維元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表

但我認為,這些變體都只是改變週期系統的描繪形式,它們之間並無根本上的差異。稱得上重要變體的,是將一個或多個元素放在和傳統元素週期表中不同的族。討論這點之前,我先談談元素週期表一般的設計。

元素週期表的概念好像很簡單,至少表面上是,因此吸引業餘的科學家大展身手,發展新的版本,也常宣稱新的版本某些地方比過去發表的更好。

當然,過去有過幾次,化學或物理學的業餘愛好者或外行人做出重大貢獻。例如第六章提過的安東.范登.布魯克,他是經濟學家,也是首先想到原子序的人,他在《自然》等期刊發展這個想法。另一個人是法國工程師夏爾.雅內(Charles Janet),他在一九二九年發表「左階式元素週期表」(Left-step periodic table),後來持續受到週期表的專家和業餘愛好者的關注(圖 39)。

圖 39/夏爾.雅內(Charles Janet)的左階式元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表

「理想」的追求

那麼,追求最理想的元素週期表真的有意義嗎?我認為,這個問題的答案取決於個人對週期系統的哲學態度。一方面,如果一個人相信,元素性質近似重複的現象是自然世界的客觀事實,那麼他採取的態度是實在論。對這樣的人而言,追求最理想的元素週期表非常合理。最能代表化學週期性事實的就是最理想的元素週期表,即便這樣的表還沒制訂出來。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

另一方面,工具論者或反實在論者看待元素週期表,可能會認為元素的週期性是人類強加給自然的性質。若是如此,就不必熱切尋找最理想的元素週期表,畢竟這種東西根本不存在。對約定俗成論者或反實在論者來說,元素究竟如何呈現並不重要,因為他們相信我們處理的,不是元素之間的自然關係,而是人造關係。

——本文摘自《【牛津通識課10】元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》,2023 年 4 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

日出出版
13 篇文章 ・ 7 位粉絲

0

1
1

文字

分享

0
1
1
寫在起司工廠邀請函背面的曠世巨作:元素週期表出現的這一天——《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》
日出出版
・2023/06/09 ・1127字 ・閱讀時間約 2 分鐘

雖然門得列夫一直思考著元素、原子量、分類,但是足足想了十年之久,才終於迎來「我發現了!」這個時刻,就是一八六九年二月十七日這一天,也許可以訂為「我發現了!」紀念日。這一天,他取消了以顧問身分視察起司工廠的行程,決定投入研究他日後最膾炙人口的代表作——元素週期表

真正的發現

首先,他在起司工廠邀請函的背後,把幾個元素的符號列成兩行:

接著,他列出一個稍微更大的陣列,包括十六個元素:

當天晚上,門得列夫就把整個元素週期表都畫了出來,包括六十三個已知元素。此外,這張表還留了幾個空格給當時未知的元素,甚至預測這些未知元素的原子量。

他將這張表複印兩百份,寄給整個歐洲的化學家。同年三月六日,門得列夫的同事在俄羅斯化學學會一場會議上宣布這項發現。一個月內,這個新成立的學會就在期刊上刊登了一篇文章,另一篇更長的則在德國發表。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

多數關於門得列夫的大眾讀物和紀錄片會說他在夢中想到他的元素週期表,或在玩紙牌接龍時把牌當成一個個元素。這兩個故事,尤其後者,現在已經被許多門得列夫的傳記作者視為是杜撰的,例如科學史家麥克.戈爾丁(Michael Gordin)。

原則的堅持

還是回來討論門得列夫的科學方法吧。他和對手洛塔爾.邁耶爾很大的不同是,他不相信所有物質的統一性,也不支持普洛特關於元素具有複合性質的假說。門得列夫也刻意與三元素組的想法保持距離。例如,他提出氟應該和氯、溴、碘放在一起,形成一個至少四個元素的族。

洛塔爾.邁耶爾專注於物理原則,主要關注元素的物理性質,而門得列夫則非常熟悉元素的化學性質。然而,說到分類元素最重要的標準時,門得列夫堅持以原子量排序,不容許有任何例外。當然,許多在門得列夫之前的人,例如尚古多、紐蘭茲、奧德林,以及洛塔爾.邁耶爾都承認原子量的重要性,儘管程度不一。但是門得列夫對原子量與元素的本質有更深層的哲學理解,得以一探尚未被人發現的元素,進入這個未知領域

——本文摘自《【牛津通識課10】元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》,2023 年 4 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

日出出版
13 篇文章 ・ 7 位粉絲