李斯特誕辰｜科學史上的今天：4/5

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《骨折手術要提防感染、骨髓炎，傷口併發症的成因與對策，骨科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「骨科手術的傷口很怕感染，如果感染無法控制，便得將植入物、人工關節移除，然後需要長時間的換藥，等到感染改善後再想辦法關閉傷口，往往需要3至6個月以上。」臺北醫學大學附設醫院骨科部運動醫學科主任呂憲宗醫師指出，「為了降低傷口併發症的風險，可以多管齊下，包括把血糖控制穩定、避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統等，讓傷口順利癒合，能夠減輕患者與家屬的壓力，也能避免許多衍生的醫療花費。」

車禍、跌倒都可能造成骨折，車禍常造成脛骨、股骨、脊椎骨折；跌倒時因為會用手撐地，常造成手腕骨折；老人家在滑倒時容易出現髖部骨折。呂憲宗醫師解釋，如果在受傷時骨頭沒有跟外界環境接觸，稱為閉鎖性骨折；如果在受傷時骨頭有跟外界環境接觸，稱為開放性骨折。

隨著鋼板、鋼釘等醫材的進步，骨折的治療觀念逐漸改變。呂憲宗醫師指出，若狀況許可時，現在會傾向用鋼板、鋼釘進行固定，讓患者能早點活動。

因為如果採用打石膏的保守治療，患者可能要固定 4 至 8 週等待骨頭癒合。呂憲宗醫師說，如果動手術固定，能夠顯著縮短復原的時間。

接受手術治療後，便要好好地照顧傷口。無論是創傷造成的傷口，或是動手術造成的傷口，都得留意傷口併發症的發生。呂憲宗醫師說，常見的傷口併發症包括腫脹、疼痛、感染、壞死、崩裂等。傷口併發症可能導致住院天數增加、醫療花費增加。

與傷口併發症有關的危險因子很多，有些是與患者相關，有些是與手術相關。呂憲宗醫師說，患者相關的危險因子包括糖尿病、高血壓、肥胖、高齡、慢性腎病、慢性肺病、抽菸等；手術相關的危險因子包括緊急手術、二次手術、軟組織受損、汙染性傷口、高張力傷口、手術低體溫、手術時間長等。

為了減少傷口併發症，醫師會針對各種傷口併發症的成因擬定各種對策，包括把血糖控制穩定、採用個人專用熱空氣式保溫毯避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統幫助傷口癒合與保護並控制傷口併發症等。

由於傷口中常會鬱積組織液，鬱積的組織液會增加傷口感染的風險。呂憲宗醫師說，手術後負壓傷口照護系統是在台灣是相對較新的技術，它是在傷口外覆蓋特殊海綿敷料，再以防水的薄膜固定，然後接上持續抽吸的主機。手術後負壓傷口照護系統能夠維持負壓，幫助移除滲液與感染物質，進而降低傷口感染的風險。

相較於使用紗布覆蓋傷口，手術後負壓傷口照護系統能夠帶給患者幾項好處。呂憲宗醫師說，因為具有防水薄膜，能夠避免傷口碰到水，讓患者、家屬較好照顧，而且可以連續保護手術傷口5至7天，減少換藥頻率與不適。

手術後負壓傷口照護系統能夠移除多餘的滲液，預防切口旁皮膚浸潤、並降低傷口感染的機會。亦能幫助拉近縫合傷口，減少傷口側邊張力，並可增加附近微血管的血流量，刺激肉芽組織生長。

「骨折的傷口若發生感染，可能演變成骨髓炎，就會相當棘手。」呂憲宗醫師說，「從臨床經驗看來，手術後負壓傷口照護系統能夠讓患者早一點出院、減輕傷口照護的負擔、降低感染的風險，帶給患者很多幫助。」在現今醫療人力不足的情況下，使用手術後負壓傷口照護系統可以讓患者傷口得到更好的照護成效及先進的醫療品質。

筆記重點整理

一、 隨著鋼板、鋼釘等醫材的進步，骨折的治療觀念逐漸改變。若狀況許可時，現在會傾向用鋼板、鋼釘進行固定，讓患者能早點活動。如果採用打石膏的保守治療，患者可能要固定 4 至 8 週等待骨頭癒合。如果動手術固定，能夠顯著縮短復原的時間。

二、 接受手術後，要留意傷口併發症。常見的傷口併發症包括腫脹、疼痛、感染、壞死、崩裂等。傷口併發症可能導致住院天數增加、醫療花費增加。

三、 為了減少傷口併發症，醫師會針對各種傷口併發症的成因擬定各種對策，包括把血糖控制穩定、避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統等。

四、 相較於使用紗布覆蓋傷口，手術後負壓傷口照護系統能夠帶給患者幾項好處。因為具有防水薄膜，能夠避免傷口碰到水，讓患者、家屬較好照顧，而且可以連續保護手術傷口5至7天，減少換藥頻率與不適，讓患者傷口得到更好的照護成效及醫療品質。

五、 手術後負壓傷口照護系統能夠移除多餘的滲液，預防切口旁皮膚浸潤、並降低傷口感染的機會。亦能幫助拉近縫合傷口，減少傷口側邊張力，並可增加附近微血管的血流量，刺激肉芽組織生長。

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《骨折手術要提防感染、骨髓炎，傷口併發症的成因與對策，骨科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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即使沒有現代的醫療知識，古人也能進行截肢這類外科手術，不過手術很成功，但是病人死掉的狀況也不意外。一項考古研究宣稱發現已知最早的截肢手術，地點位於東南亞的婆羅洲雨林，年代距今 3.1 萬年。那麼久以前的原始人，真的有能力截肢嗎？

請注意，本文包含人類遺骸的圖像。

3.1 萬年前手術成功，而且病人活著？

之前知道最早的截肢手術年代是 7000 年前，法國新石器時代的 Buthiers-Boulancourt 遺址。

這項研究調查的地點是一處名喚 Liang Tebo 的石灰岩洞，位於婆羅洲東部。考古學家在這兒尋獲一位長眠者 TB1，估計於 3.1 萬年前去世。此時處於舊石器時代，一小群一小群人們不長期定居，沒有農業，以採集、狩獵維生。

考古學家由埋葬狀況判斷，排場儘管簡陋，應該為他人有意識的體面墓葬，骨頭保存相當完整。估計去世時 20 歲左右，憑藉骨盆無法判斷性別，他的身高不矮，可能是男生或高個子的女生。

經歷好幾萬年的歲月，遺骸少掉一些部位也很合理。然而，這位就是少掉左小腿中段以下的骨頭。考古學家仔細分析後，判斷他經歷過小腿的截肢（amputation）手術，之後至少又經過 6 到 9 年，直到去世。

考古學家根據什麼理由判斷他是截肢，而不是一般的斷腿呢？主因是他的小腿骨斷面非常平整，不像是事故摔斷，也沒有感染的跡象，表示腿骨離開身體後沒有造成嚴重的病變。

他左小腿保留的脛骨（tibia）和腓骨（fibula）尺寸比右邊小，明顯有生長落差。推論他在 10 歲多時由於未知原因，被身邊的人用某種利器將左邊小腿骨切斷，而且照護得宜，又生活至少 6 年，去世時受到妥善埋葬。

如果上述推論正確，這位 3.1 萬年前的東南亞人，就是世上截肢手術最早的成功紀錄。

東南亞的史前黑傑克

執行手術的工具不明，肯定不是金屬，可能是黑曜石或某種石材，或是鋒利的貝殼或骨製器具，甚至是加工處理過的竹子，都可能用於切斷骨骼，或是在手術中使用。

截肢不是簡單的小手術，當時的婆羅洲人懂得截肢手術需要的消毒、麻醉、止痛嗎？

即使是身強體壯的（十幾歲）原始人，完全沒有藥物輔助下，要在截肢後全身而退，連明顯感染都沒有，想來不太可能。當地環境一定找得到可供藥用的植物，雖然缺乏直接證據，不過可以假設施術者懂得這些知識。

手塚治虫創作的角色「怪醫黑傑克」開刀出神入化，黑傑克也成為動手術的代名詞。婆羅洲的史前黑傑克是如何習得開刀技能呢？

我自己的想法是，古早人處理動物時，可以獲得不少練習機會，對於骨、肉、血想必不會陌生。在決定截肢的時候，操刀者應該自認有成功的機會，有信心又技術熟練地下刀，否則不會有如此漂亮的手術結果。

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光憑極為零星的考古調查，無法估計當時的截肢狀況，不清楚這位是成功的特例，或是大批犧牲者中唯一的幸運兒。只能確定當時的婆羅洲人，不只已經有相關的醫療知識，還有團隊照顧的精神。

考古沒有發現，不等於真的沒有，也要考慮到遺骸保存的狀況。成功的截肢手術會在四肢留下痕跡，但是舊石器時代的遺骸，四肢骨頭保存往往不全，考古上難以辨識。我猜舊石器時代應該有更多截肢的成功案例，大部分卻無法被我們知曉。

之前研究得知東南亞的婆羅洲、蘇拉威西這塊區域，超過 4 萬年前便有壁畫等藝術創作。史前黑傑克與截肢者所屬的人群，應該和藝術家有關連。醫療、藝術，果然皆為高端的人類技能。

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參考資料

1. Maloney, T. R., Dilkes-Hall, I. E., Vlok, M., Oktaviana, A. A., Setiawan, P., Priyatno, A. A. D., … & Aubert, M. (2022). Surgical amputation of a limb 31,000 years ago in Borneo. Nature, 609(7927), 547-551.
2. Earliest known surgery was of a child in Borneo 31,000 years ago
3. Prehistoric child’s amputation is oldest surgery of its kind
4. World’s oldest amputation: Foot removed 31,000 years ago—without modern antibiotics or painkillers
5. Buquet-Marcon, C., Philippe, C., & Anaick, S. (2007). The oldest amputation on a Neolithic human skeleton in France. Nature Precedings, 1-1.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。