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環境用藥「殺蟲劑」為什麼能殺蟲?它對人體有害嗎?

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/12/02 ・2483字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・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 / 鄭旭成 | 自由寫手

環境用藥是生活中防治害蟲的好幫手。 圖 / chezbeate @Pixabay, CC0

臺灣的夏季又濕又熱,是病媒蚊滋生最理想的氣候。臺灣常見的病媒蚊如三斑家蚊埃及斑蚊,會傳播日本腦炎登革熱等疾病,而為了防治蚊蟲、蟑螂侵擾,一般人常會使用電蚊香、蚊香等容易取得的產品,你或許也看過市公所沿著街區排水孔噴灑殺蟲藥劑。

電蚊香、殺蟲劑這些日常生活不可或缺的化學武器,便是所謂的「環境用藥」。然而對於這些隨處可見的化學物質,大家了解多少呢?到底環境用藥對人體健康會有什麼影響?又會給環境帶來哪些改變?

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對昆蟲來說,殺蟲劑是牠們的神經毒氣

殺蟲劑根據作用的擊昏能力,可以分作三級:強速效性藥劑、中度速效性藥劑以及慢效性藥劑[1]。

強速效性環境用藥中的化學物質,很大一類是類除蟲菊素(Pyrethroid),這種化合物的結構和可從特定的菊花中提煉出的除蟲菊素(Pyrethrin)很類似,「類除蟲菊素」的結尾通常可以看到「-thrin」,翻成中文也就是「OO 寧」。常見的化合物像是 Metofluthrin(美特寧)、Prallethrin(普亞列寧)、Cyphenothrin(賽酚寧)等等。

三張化合物從上至下分別為:美特寧、普亞列寧、賽酚寧。 圖 / Edgar181 @ Wikipedia, CC0,圖 / Fvasconcellos @ Wikipedia, CC0,圖 / Edgar181 @ Wikipedia, CC0

從圖中我們可以發現這三種化合物的中間結構相似、但兩側有差異;事實上,正是這兩邊「取代基」的差別,會使得藥劑的效果略有不同喔。

比起樟腦、薄荷等藥物只有「驅蟲」的效果,除蟲菊素能夠有效的「消滅」蚊蟲,這是因為它有一種神經軸突興奮毒素,進入昆蟲體內後,能夠打開昆蟲細胞膜上的鈉離子通道而增加傳導功能,使得神經系統過於興奮、最後麻痺而死。

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殺蟲劑這麼臭,應該對人體有害吧?

說明至此,肯定會有人擔心:能撲滅蚊蟲的物質,應該也會對人體造成傷害吧?這一點生產者當然也考慮到了,環境用藥的其中研發要點之一,便是盡量只針對目標的生物產生作用。以殺蟲劑為例,除蟲菊素對於節肢動物的毒性很強,但對脊椎動物(例如人類)的毒性較低。

不過即便如此,若於短時間內皮膚接觸到高濃度的除蟲菊素或類除蟲菊素,可能會有癢、灼熱或刺痛感,若是短時間內吸入或攝入高濃度的除蟲菊素或類除蟲菊素,可能會產生頭暈、頭痛、甚至意識喪失等症狀,因此大家在使用環境用藥時還是要注意劑量與保持通風喔。

在室內噴灑除蟲劑時,一定要保持屋內空氣的流通。圖 / Andrew Magill @Flickr, CC by 2.0

常常聽說「天然的尚好」,然而從除蟲菊所提煉天然的除蟲菊素,毒性其實比人工合成的類除蟲菊素毒性要再強一些,原因是天然提煉的除蟲菊素中其實含有六種不同的化合物,這些化合物都具有殺蟲的效果,當人體攝入天然的除蟲菊素後,肝臟必須先花時間分解天然除蟲菊素上的長碳鏈,而使得血液的毒性提升。相對於合成的類除蟲菊素,天然的除蟲菊素也會引發人體的過敏反應,甚至有在長久接觸下引發氣喘的案例。

雖然說除蟲菊素對於大部分的哺乳類的毒性較低,對於貓來說卻是劇毒!因為貓體內缺少了分解除蟲菊素所必要的酵素。所以家裡如果有養貓的話在使用上要特別注意。

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殺蟲劑只會殺蟲,真的有這麼神嗎?

由於除蟲菊素的作用原理是和神經興奮有關,理論上對大部分生物都具有毒性,差別在於能承受量的多寡。除蟲菊素除了對貓是劇毒之外,對於水生生物也具有非常強的毒性,以校園中常見的殺蟲劑-賽滅寧為例,多數魚類對於賽滅寧的 LCt50 [2] 僅 5ppb,對魚類而言已是劇毒物質,所以噴藥時,水族箱須停止抽氣、箱上做覆蓋,避免殺蟲劑、氣霧微粒飄落至水面。

噴灑殺蟲劑時,要小心家裡的貓老大跟魚寶寶喔。圖 / Irina_kukuts @ Pixabay, CC0

注意使用說明,並保持通風

環境用藥千百種,每種使用方法都不盡相同,想了解這些藥品的使用及注意事項,最直接的方式就是詳細閱讀商品背面的說明。以一般常見電蚊香為例,標示說明就有註明「本劑對水生生物具毒性,請勿污染或使用於魚池、水源、池塘、湖泊、河流等水域」的字樣。

在使用時,也要注意「打開門窗保持空氣流通」,避免人體暴露在高濃度的環境。另外需要注意的是,千萬不要自行調配、重製市售藥劑,如此才能避免在消滅蚊蟲的同時,不小心傷害了自己與家人喔。

註解

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  1. 台灣環境有害有害生物管理協會
  2. LCt50 : 半數致死濃度

參考資料

延伸閱讀

文章難易度
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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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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

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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!

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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你想不到的大麻!取代棉花,更環保的纖維來源——《drawdown 反轉地球暖化100招》
聯經出版_96
・2019/02/25 ・1909字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

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編按:此為《drawdown 反轉地球暖化100招》最終章,作者提出一些「明日新亮點」,期待可以減緩全球暖化的現象。

大麻也有「工業用」?

將工業用大麻稱之為「明日新亮點」似乎有些奇怪,因為它被用於製作人類衣物的纖維,已長達數萬年的時間。它之所以被納入本文,不是因為它可以做什麼,而是因為它可以取代什麼。

1937 年,美國有效地禁止種植各種大麻,當時帶頭反對的新聞與紀錄片,以駭人聽聞的方式,述說大麻作為一種毒品如何滋生暴力與精神錯亂。因為人們對於麻繩或是其他工業用大麻製品感到舒坦,對神經起作用的其他品種(大麻的學名為 Cannabis sativa)就被命名為「marihuana」,這是一個墨西哥黑話,除了用來指涉它摧毀性的效果,也隱含了種族歧視。

今日,越來越多州批准休閒與醫療用大麻,工業用大麻卻因緝毒局拒絕同意,在美國仍被禁止栽種。在世界其他地方,大麻是具有許多用途的商品作物。與休閒或醫療用大麻相比,工業用大麻含有的大麻素微不足道

以大麻取代棉花,對社會、環境與氣候的影響更小

大麻的內皮與莖皮都含有長而強健的纖維,可以單獨被紡織,或是與亞麻及棉花結合後製作服飾。圖/聯經出版

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數千年前,大麻因為其富含纖維的莖而受到注意。內皮與莖皮都含有長而強健的纖維,可以單獨被紡織,或是與亞麻及棉花結合後製作服飾。 1840 年代,人們開始使用木漿製作紙張;在此之前,紙張幾乎都是使用丟棄的大麻服裝製作而成。尋找廢棄布料的拾荒者,來回歐洲城市之間,撿拾街頭的廢棄物來貼補家用。這些破舊的衣物被賣至類似今日的回收中心,大麻被分類出來、清洗、紮綑後賣給造紙業者。

大麻生產強韌且永續的纖維。

用途涵蓋紙張、織品、繩索、縫隙填補、地毯與帆布(canvas)。「canvas」一詞源於「cannabis」(大麻,法語則為 canevas)。內皮是有價值的部位,被用於織品與繩索,每英畝產量在 800 至 2,400 磅之間,比棉花產量還高。兩種植物的影響差異也很可觀。棉花是世界上對環境最有害的作物,因為種植過程使用大量化學物質,並且相當倚賴化學燃料。棉花雖然僅占所有農地的 2.5 %,其每年的殺蟲劑使用量卻高達 16 %。

棉花是世界上對環境最有害的作物,因為種植過程使用大量化學物質,並且相當倚賴化學燃料。圖/Pixabay

當我們再把 2 萬人因為殺蟲劑中毒死亡、水質汙染、殺蟲劑引發的疾病,密集使用人工肥料與除草劑,以及因灌溉乾燥土壤導致的土壤鹽化等問題納入計算,你會發現這樣的一種作物對於社會、環境與氣候的影響。將近 1 %的溫室氣體排放來自棉花生產。一件白襯衫由農田至消費者手中的排放量是 80 磅的二氧化碳。

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當大麻移除內皮後,剩下種子以及大麻屑(hurd)。大麻屑可以製造多種產品,包括纖維板、砌塊、隔熱材質、灰泥與粉刷。這種植物的多功能性讓某些人相信它是農業的萬靈丹。並非如此。大麻是一年生植物,所以必須輪耕使土壤恢復肥沃。不過它不需要像一般一年生作物那樣耕作。種植密集且成長快速的大麻,可以驅逐並遮蔽薊之類的雜草,因此發揮了除草劑的作用。此外也無需使用殺蟲劑。以當下價格計算,它的每英畝淨利是小麥的 2 至 3 倍。但是它需要不少的水,以及深厚且營養充沛的土壤,此外也不適合用來恢復退化的土地。

大麻對環境的益處很多,但是卻不便宜,至少在美國是如此。舉例而言,如果為了效率而使用打穀機收割大麻,將會破壞內皮纖維。雖然內皮用途多元,大麻纖維的成本將近木漿的 6 倍

以大麻取代棉花,希望能減少碳排放。圖/maxpixel

當大麻作為棉花的替代品時,才是它發揮改變作用的時候,其他用途則可支持它的經濟。當中國前最高領導人胡錦濤於 2009 年造訪中國的大麻加工商時,他懇求他們增加中國種植量至 200 萬英畝,藉此避免棉花的有害效果。成長端賴大麻織品的生產能否達到價格低廉、時尚與舒適。就纖維柔軟度而言,它不是棉花的對手,但是如果成本有競爭力,它確實可以取代世界一半的棉花,用於日常衣物的製作,例如牛仔褲、夾克、帆布鞋、帽子等,如此一來將對碳排放產生顯著影響。

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註:傳統棉花種植使用大量殺蟲劑與除草劑,棉花種植面積占農業2.5%,但農藥用量卻占總量的16%;所使用的農藥毒性亦高,例如涕滅威。此外,將棉花製成服飾的過程中,也會使用各種化學物質,例如甲醛、氨、石化除垢劑、矽蠟、化學清洗劑等。

本文摘錄自《drawdown 反轉地球暖化100招》,2019 年 1 月,聯經出版

聯經出版_96
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聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。

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環境用藥「殺蟲劑」為什麼能殺蟲?它對人體有害嗎?
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/12/02 ・2483字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

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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 / 鄭旭成 | 自由寫手

環境用藥是生活中防治害蟲的好幫手。 圖 / chezbeate @Pixabay, CC0

臺灣的夏季又濕又熱,是病媒蚊滋生最理想的氣候。臺灣常見的病媒蚊如三斑家蚊埃及斑蚊,會傳播日本腦炎登革熱等疾病,而為了防治蚊蟲、蟑螂侵擾,一般人常會使用電蚊香、蚊香等容易取得的產品,你或許也看過市公所沿著街區排水孔噴灑殺蟲藥劑。

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電蚊香、殺蟲劑這些日常生活不可或缺的化學武器,便是所謂的「環境用藥」。然而對於這些隨處可見的化學物質,大家了解多少呢?到底環境用藥對人體健康會有什麼影響?又會給環境帶來哪些改變?

對昆蟲來說,殺蟲劑是牠們的神經毒氣

殺蟲劑根據作用的擊昏能力,可以分作三級:強速效性藥劑、中度速效性藥劑以及慢效性藥劑[1]。

強速效性環境用藥中的化學物質,很大一類是類除蟲菊素(Pyrethroid),這種化合物的結構和可從特定的菊花中提煉出的除蟲菊素(Pyrethrin)很類似,「類除蟲菊素」的結尾通常可以看到「-thrin」,翻成中文也就是「OO 寧」。常見的化合物像是 Metofluthrin(美特寧)、Prallethrin(普亞列寧)、Cyphenothrin(賽酚寧)等等。

三張化合物從上至下分別為:美特寧、普亞列寧、賽酚寧。 圖 / Edgar181 @ Wikipedia, CC0,圖 / Fvasconcellos @ Wikipedia, CC0,圖 / Edgar181 @ Wikipedia, CC0

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從圖中我們可以發現這三種化合物的中間結構相似、但兩側有差異;事實上,正是這兩邊「取代基」的差別,會使得藥劑的效果略有不同喔。

比起樟腦、薄荷等藥物只有「驅蟲」的效果,除蟲菊素能夠有效的「消滅」蚊蟲,這是因為它有一種神經軸突興奮毒素,進入昆蟲體內後,能夠打開昆蟲細胞膜上的鈉離子通道而增加傳導功能,使得神經系統過於興奮、最後麻痺而死。

殺蟲劑這麼臭,應該對人體有害吧?

說明至此,肯定會有人擔心:能撲滅蚊蟲的物質,應該也會對人體造成傷害吧?這一點生產者當然也考慮到了,環境用藥的其中研發要點之一,便是盡量只針對目標的生物產生作用。以殺蟲劑為例,除蟲菊素對於節肢動物的毒性很強,但對脊椎動物(例如人類)的毒性較低。

不過即便如此,若於短時間內皮膚接觸到高濃度的除蟲菊素或類除蟲菊素,可能會有癢、灼熱或刺痛感,若是短時間內吸入或攝入高濃度的除蟲菊素或類除蟲菊素,可能會產生頭暈、頭痛、甚至意識喪失等症狀,因此大家在使用環境用藥時還是要注意劑量與保持通風喔。

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在室內噴灑除蟲劑時,一定要保持屋內空氣的流通。圖 / Andrew Magill @Flickr, CC by 2.0

常常聽說「天然的尚好」,然而從除蟲菊所提煉天然的除蟲菊素,毒性其實比人工合成的類除蟲菊素毒性要再強一些,原因是天然提煉的除蟲菊素中其實含有六種不同的化合物,這些化合物都具有殺蟲的效果,當人體攝入天然的除蟲菊素後,肝臟必須先花時間分解天然除蟲菊素上的長碳鏈,而使得血液的毒性提升。相對於合成的類除蟲菊素,天然的除蟲菊素也會引發人體的過敏反應,甚至有在長久接觸下引發氣喘的案例。

雖然說除蟲菊素對於大部分的哺乳類的毒性較低,對於貓來說卻是劇毒!因為貓體內缺少了分解除蟲菊素所必要的酵素。所以家裡如果有養貓的話在使用上要特別注意。

殺蟲劑只會殺蟲,真的有這麼神嗎?

由於除蟲菊素的作用原理是和神經興奮有關,理論上對大部分生物都具有毒性,差別在於能承受量的多寡。除蟲菊素除了對貓是劇毒之外,對於水生生物也具有非常強的毒性,以校園中常見的殺蟲劑-賽滅寧為例,多數魚類對於賽滅寧的 LCt50 [2] 僅 5ppb,對魚類而言已是劇毒物質,所以噴藥時,水族箱須停止抽氣、箱上做覆蓋,避免殺蟲劑、氣霧微粒飄落至水面。

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噴灑殺蟲劑時,要小心家裡的貓老大跟魚寶寶喔。圖 / Irina_kukuts @ Pixabay, CC0

注意使用說明,並保持通風

環境用藥千百種,每種使用方法都不盡相同,想了解這些藥品的使用及注意事項,最直接的方式就是詳細閱讀商品背面的說明。以一般常見電蚊香為例,標示說明就有註明「本劑對水生生物具毒性,請勿污染或使用於魚池、水源、池塘、湖泊、河流等水域」的字樣。

在使用時,也要注意「打開門窗保持空氣流通」,避免人體暴露在高濃度的環境。另外需要注意的是,千萬不要自行調配、重製市售藥劑,如此才能避免在消滅蚊蟲的同時,不小心傷害了自己與家人喔。

註解

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  1. 台灣環境有害有害生物管理協會
  2. LCt50 : 半數致死濃度

參考資料

延伸閱讀

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/

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蟲蟲危機如何應對:環境用藥的選擇與注意事項
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2018/10/26 ・4256字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

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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

  • 作者:Alex Tzeng

  • 當我們在生活中遇到蟲蟲危機時,我們只能跟這位 FOX 記者一樣嚇得花容失色了嗎?!擷取自FOX San Diego YouTube頻道

只要被親朋好友們知道自己在昆蟲系唸書,以下是日常中的日常,

筆者友人A:「你不是唸昆蟲系的嗎?我家蟑螂很多幫我處理一下啦。」

筆者友人B:「最近蚊子好多喔,怎樣才能不讓蚊子叮?」

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筆者友人C:「我跟你說喔,我家最近螞蟻很多,真不知道該怎麼辦(水汪汪大眼看著你)。」

筆者友人D到Z:「問你一下,哪一種藥殺蟲比較有效?」

接著我在桌上放上一本農業藥劑學、一本衛生昆蟲學、再覆蓋一本殺蟲劑毒理學,然後結束這段對話(推眼鏡)。

那麼到底家裡有蟲該怎麼辦?

首先最重要的是辨別出是什麼蟲,可是沒有相關的知識怎麼辦?別擔心,國立自然科學博物館的詹美鈴博士建置了「Let’s探索居家昆蟲」的網站[1]並且在科博館舉辦「我家蟲住民」特展[2],中興大學昆蟲系也有提供白蟻鑑定的服務[3],這些資源提供相當多居家昆蟲和居家「非」昆蟲的資訊,不用擔心沒有相關的知識管道學習。

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然而,為什麼要學會辨別居家發生的蟲種呢?原因有二,其一是家中有許多蟲蟲出沒是由於家裡面有適合昆蟲孳生的環境,多數情況是只要改善環境,家中的蟲蟲也就不會孳生,自然沒有蟲蟲危機,而學會辨別種類才能知道什麼環境需要改善,也才能對症處理。其二則是,若能夠辨別種類,就能在真正需要的時候才使用環境用藥,如此能夠有效減少環境用藥的使用和接觸。

筆者友人D到Z:「等等,我剛剛問的是殺蟲劑,那什麼是環境用藥?」

什麼是環境用藥?又該怎麼選擇?

圖/lyzadanger @Wikimedia, CC0

其實殺蟲劑只是環境用藥的一種。直覺上會想到市場上買得到的噴霧罐、水煙殺蟲劑、凝膠誘餌、蚊香、固體或液體電蚊香等,但除了這些,環境用藥還涵蓋了由微生物製成的殺蟲劑,像是由蘇力菌 (Bacillus thuringiensis) 所製成的粒劑就是用於防治蚊、蠅等雙翅目昆蟲的幼蟲。

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而這些殺蟲劑的作用機制繁多,依作用的標的可以區分為肌肉與神經、生長與發育、呼吸、中腸以及未知或無特定作用位置[4]。像是家中較常使用的蚊香以及液體電蚊香,其有效的成份為除蟲菊類的藥劑,這類藥劑是針對蚊蟲的神經上的鈉離子通道進行調節,使其神經不正常活化,導致蚊蟲昏迷及死亡。(延伸閱讀:環境用藥「殺蟲劑」為什麼能殺蟲?它對人體有害嗎?

那這些藥劑對人也有影響嗎?環境用藥在正確的使用下,對於人的其實影響是很微小的,但每種藥劑都有其作用的對象與施作方法,在選用藥劑前就如前面提到的,要先辨別發生的蟲種,再來則是挑選時需要閱讀藥劑外包裝上的標示,標示上可包含以下資訊:(一)環保署核准許可證字號,例如:「環署衛輸字第0000號、環署衛製字第0000號、環衛藥防蟲字的第0000號」、(二)產品有效期限、(三)性能(防治對象)、(四)適用範圍及使用方法。最重要的是,使用前先看標示,才能夠正確安全用藥,而不致危害環境與人體健康。

環境用藥在使用前要先看標示,才能夠正確安全用藥,而不致危害環境與人體健康。

會不會無差別攻擊,把所有的昆蟲都殺了?

一種環境用藥能被核准使用,必然通過毒性、效性、安全性等多方評估,其中,有兩個面向也特別受到評估:第一是殺蟲劑的專一性,也就是當防治目標害蟲時,不會對其他環境中的生物造成影響;第二是殺蟲劑在環境中殘留的量與時間必須儘可能的短,即是殺蟲劑只在需要防治害蟲時才作用,也要儘可能不讓它留存在環境中。

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想像一下,牠們通通死光的場景……圖/Jan-Mallander @Pixabay, CC0

讓我們來看看無法滿足這兩個面向而最終被禁用或限縮使用範圍的例子:滴滴涕 (DDT; Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane) 和類尼古丁殺蟲劑 (Nicotinoids)。

滴滴涕是世界上第一支用於防治衛生以及農業害蟲的有機合成殺蟲劑,而且滴滴涕具有廣泛的殺蟲效果,可以防治瘧疾等多種病媒攜帶的疾病以及防治農業害蟲,「殘效性高」可以使噴灑間隔時間較久操作省時,而且對哺乳動物的急毒性稍低,這些特性使得滴滴涕使得大量被使用。

但在瑞秋.卡森 (Rachel Carson) 著名的《寂靜的春天》一書出版後,直指滴滴涕透過生物放大效應累積於非目標的鳥類,造成生殖傷害使後代群族大幅減少,也影響到後來在1972年美國禁止滴滴涕使用的政策發展[5]。(想更了解她的故事,可以讀讀這篇:瑞秋.卡森——熱愛自然的科學寫作者

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而近年在北美及歐洲發生的蜂群崩壞症候群 (Colony Collapse Disorder, CCD),蜜蜂族群因不明原因大量失蹤,使蜂巢內沒有成熟的蜂群維持蜂巢,導致整體族群的崩潰,進一步造成依靠蜂媒授粉的農作物無法有效授粉,導致巨大的產業損失。目前認為 CCD 的發生是多重因素結合造成的現象,但其中一個可能的影響因素是在農業上大量使用的類尼古丁系統性殺蟲劑。

國立臺灣大學昆蟲系楊恩誠教授的研究指出蜜蜂工蜂在接觸亞致死劑量的類尼古丁類殺蟲劑成分益達胺 (imidacloprid)後,會造成工蜂的不正常覓食行為,此外在蜜蜂幼蟲時期接觸到未達致死劑量的益達胺污染的食物,會造成工蜂成蟲的嗅覺傷害[6-7],在2012年法國也觀察到類尼古丁類的賽速安 (thiamethoxam)會影響蜜蜂工蜂回巢的能力[8]、2015 年德國的田間研究指出類尼古丁藥劑可尼丁 (clothianidin) 會干擾蜂群的活動[9]、2017年由英國生態與水文中心的跨國田間研究指出類尼古丁殺蟲劑會對圈養的蜜蜂以及野蜂族群可能造成生殖傷害[10]。

在各種實驗室內以及田間研究陸續出爐後,2018 年 4 月 27 日歐盟委員會決議,並在 5 月 29 日簽署 2018 年底禁止三種類尼古丁殺蟲劑益達胺、賽速安及可尼丁於野外使用以避免蜜蜂及野蜂族群受到傷害,但仍可於居家環境使用防治衛生害蟲[11]。

滴滴涕及類尼古丁殺蟲劑的兩個例子,在經過一定時間使用後,才經過科學評估發現無法避免對非目標生物造成難以挽回的傷害,而違反了第一項對專一性的要求,最終只能被禁用或是限縮使用範圍。而類尼古丁的例子亦顯示了,即便是當初經評估認為可接受的極微量殘留量,最終仍可能影響生態環境,因此對任何的殺蟲劑的使用皆需謹慎的評估使用、後續追蹤。

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回到現實層面來看,蟲害仍然在發生,禁用殺蟲劑無法解決蟲害問題。直到現在,雖然世界上有一百多個國家禁用滴滴涕,但世界衛生組織仍然建議在瘧疾發生相當嚴重的地區使用滴滴涕進行室內殘效噴灑,以防治攜帶瘧原蟲的瘧蚊病媒[12],而在面對像瘧疾、登革熱、茲卡病毒等傳染病的威脅時,除了殺蟲劑外,到底還有什麼方法?

比爾蓋茲的滅蚊替代方案:讓蚊子不孕!

不能用環境用藥,我們只能用蚊帳了嗎?!圖/President’s Malaria Initiative, @flickr, CC0

除了用環境用藥來滅蚊,另一個有效的蚊蟲防治替代方案就是製造不孕雄蚊。蚊蟲都會尋找同種進行交配,有非常高專一性,也因此非目標物種就不會受到危害。雄蟲不產生後代,也就不會有環境蚊蟲族群增加的疑慮。時不時我們會看見「比爾蓋茲將捐贈了多少金錢用來防治蚊子[13]」這樣的新聞,他所贊助的就是這一類的生物防治方法。

其實釋放不孕昆蟲的概念早在1960年代就已經使用輻射照射,以製造不孕雄蟲,並透過釋放不孕雄蟲來防治,但僅只有少數螺旋蠅、某些地區的果實蠅或病媒蚊蟲有成功防治的案例[13]。而現在產生不孕雄蟲的方法則是透過微生物或外源基因的作用,造成雄蚊不孕,導致與野外雌蚊交配後產下無受精卵,或是透過基因改造雄蚊傳遞致死基因,導致交配產下的後代無法順利成長發育造成死亡[14-15]。

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而今(107)年5月環保署預告將「沃爾巴克氏菌 (Wolbachiapipientis)」列為環境用藥微生物製劑[16],用於登革熱病媒蚊的防治。沃爾巴克氏菌感染埃及斑蚊後,會使感染沃氏菌的雄蚊精子與野外未感染的雌蚊的卵子無法結合,使埃及斑蚊無後,達到防治的效果,也可同時減少環境用藥化學製劑的使用。由於沃爾巴克氏菌是藉由雌蟲垂直傳播給後代,因此在野外較無沃爾巴克氏菌散播至野生蚊蟲族群的疑慮。

當面對隱形敵人──居家環境害蟲,而難以自行解決時,當然就要請專業的來啦!可以洽詢合法專業的病媒防治業提供殺蟲、殺鼠、殺菌消毒等病媒防治服務。合法專業的病媒防治業者必須經過當地環保局的許可,才能提供服務。要去哪裡找到合法的業者呢?可以到環保署化學局的公開網站-「環境用藥許可證及病媒防治業網路查詢系統」,透過網頁可以查詢公司名稱、地址及電話號碼,也就可以找到離住家或公司較近的業者啦。

總結來說,認識害蟲發生的種類及原因,針對孳生源環境進行改善,倘若必須使用環境用藥,須先看產品外包裝是否有環保署許可字號,選擇合法且在產品有效期限內的藥劑,依標示使用對症下藥,就能夠有效防治蟲害並且減少不必要的藥劑使用。

參考文獻

  • [1] Let’s 探索家中昆蟲
  • [2] 國立自然科學博物館,我家蟲住民特展 2018/2/7至2018/10/14。
  • [3] 白蟻鑑定服務
  • [4] 許如君。農用藥劑分類及作用機制檢索。第二版。行政院農委會動植物防疫檢疫處出版。
  • [5] United States Environmental Protection Agency, DDT – A brief history and status. 
  • [6] E. C. Yang, Y. C. Chuang, Y. L. Chen, and L. H. Chang. 2008. Abnormal foraging behavior induced by sublethal dosage of imidacloprid in the honey bee (Hymenoptera: Apidae). Journal of Economic Entomology, 101(6): 1743-1748.
  • [7] E. C. Yang , H. C. Chang, W. Y. Wu, and Y. W. Chen. 2012. Impaired Olfactory Associative Behavior of Honeybee Workers Due to Contamination of Imidacloprid in the Larval Stage. PLoS ONE, 7(11): e49472.
  • [8] M. Henry, M. Béguin, F. Requier, O. Rollin, J. F. Odoux, P. Aupinel, J. Aptel, S. Tchamitchian, A. Decourtye. 2012. A common pesticide decreases foraging success and survival in honey bees. Science, 336(6079): 348–350.
  • [9] M. Rundlöf, G. K. Andersson, R. Bommarco, I. Fries, V. Hederström, L. Herbertsson, O. Jonsson, B. K. latt, T. R. Pedersen, J. Yourstone, H. G. Smith. (2015) Seed coating with a neonicotinoid insecticide negatively affects wild bees. Nature, 521(7550): 77.
  • [10] B. A. Woodcock, J. M. Bullock, R. F. Shore, M. S. Heard, M. G. Pereira, J. Redhead, L. Ridding, H. Dean, D. Sleep, P. Henrys, J. Peyton, S. Hulmes, L. Hulmes, M. Sárospataki, C. Saure, M. Edwards, E. Genersch, S. Knäbe, R. F. Pywell. 2017. Country-specific effects of neonicotinoid pesticides on honey bees and wild bees. Science, 356(6345): 1393–1395.
  • [11] 上下游:歐盟最終決議,禁用類尼古丁農藥救蜜蜂│田間全面禁用益達胺等三種殺蟲劑
  • [12] The use of DDT in malaria vector control. WHO position statement.
  • [13] M. Q. Benedict, and A. S. Robinson (2003) The first releases of transgenic mosquitoes: an argument for the sterile insect technique. Trends in Parasitology, 19(8): 349-355.
  • [14] D. LePage D, and S. R. Bordenstein. (2013) Wolbachia: Can we save lives with a great pandemic? Trends in Parasitology, 29(8): 385-393.
  • [15] A. F. Harris, A. R. McKemey, D. Nimmo, Z. Curtis, I. Black, S. A. Morgan, M. N. Oviedo, R. Lacroix, N. Naish, N. I. Morrison, A. Collado, J. Stevenson, S. Scaife, T. Dafa’alla, G. Fu, C. Phillips, A. Miles, N. Raduan, N. Kelly, C. Beech, C. A. Donnelly, W. D. Petrie, L. Alphey. (2012) Successful suppression of a field mosquito population by sustained release of engineered male mosquitoes. Nature Biotechnology, 30(9): 828-830.
  • [16]環保署預告新增列管應用於防制環境衛生病媒之微生物製劑

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

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/