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汞水俣公約生效之後:我們的生活會有那些改變?

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2018/09/14 ・3560字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 583 ・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

  • 文/陳衍達

工業起飛之後,發生在水俣市的神祕疾病

日本在明治維新後,搭上歐美國家產業轉移的順風車,大量的新式工廠在具有優良生產區位的地區拔地而起。其中「新日本窒素肥料株式会社」[2]看上了熊本縣的水俣市[1],在其市區北方建設了工廠。新工廠的進駐為當地居民帶來就業機會,讓水俣市從漁業小鎮躍升為熊本縣的指標工業都市。

水俣事件相關地理位置圖。圖/”Minamata Disease-Its History and Lesson 2015”,Minamata Disease Municipal Museum,Minamata City

大約從 1950 年開始,水俣市沿岸的水俣灣以及八代海(又名不之火海)開始出現魚貝類莫名死亡、海草發育停滯甚至貓咪發狂並死亡等怪事,而後肥料工廠的附屬病院陸續收到幼兒發育遲緩的案例,包括不會說話、走路不穩、無法進食等奇怪的症狀,人們稱之為「水俣病」1,2

圖/行政院環境保護署毒物及化學物質局, 2018. Implementation Strategies and Measures Workshop for Minamata Convention on Mercury, 「水俣条約の推進に向けた国際水銀対策ワークショップ」

長達半世紀的抗爭

經熊本大學研究團隊調查,發現「水俣病」是因為新日本窒素的肥料工廠自 1932 年起採用新製程,在乙醛製程中使用汞進行催化中,而其中產生的有機汞副產物直接被排入海中。這些汞毒素在生物體中蓄積,當地人攝取魚貝類進入人體造成傷害。

地方上的律師團體為了幫這些受害者爭取權利,耗費了五十年向政府以及窒素公司求償;截至 2016 年止,共有將近四萬人因水俣病獲得賠償。而日本政府則花費了數十年的時間以及數百億日圓才將受污染的區域恢復到正常的狀態。1, 3, 4

新潟水俣病第一次訴訟律師團團長渡邊喜八遺稿。 圖/鴨鴨,攝於新潟水俣病資料館

「水俣病」是人類史上最大規模的汞中毒事件,自此全世界對汞的毒性有了更進一步的認識和警戒心。2013 年,聯合國環境規劃署 (United Nations Environment Programme, UNEP) 在水俣市針對汞議題召開會議,並簽訂汞水俣公約 (Minamata Convention on Mercury),公約內對於汞的供應與貿易來源,含汞產品輸入輸出、含汞廢棄物處置以及污染場址如何處理等皆有明列處理。

汞水俣公約針對的汞到底是什麼?具有那些毒性?

,又稱為水銀,在臺灣算是相當耳熟能詳的毒物。它是常溫下唯一能穩定保持在液態的金屬,比重和表面張力很大,容易揮發,能與金、銀等金屬形成汞齊(汞的合金)。在生活中,汞最常以汞蒸氣的形式被填充在日光燈管中,或是體溫計跟補牙時使用的銀粉。

在工業上,汞被大量用做化工產業的觸媒,以及鹼氯工業的電極。不過毒性一直是汞的致命傷,雖然過去曾有人把它的毒性用在墮胎或者治療梅毒上,但強大的毒性總是會伴隨著後遺症。

汞(水銀)液滴。 圖/Tavoromann @Wikimedia, CC BY 4.0

汞在自然界中依毒性主要分成無機汞和有機汞,無機汞以汞的氧化物及硫化物還有元素汞的形式存在地殼中,經開採、或者地殼破碎等原因釋放到地表。當這些無機汞被攝入生物體內時,可能會被轉換成以甲基汞為代表的有機汞,而且會透過食物鏈逐漸累積於金字塔頂端的掠食者的體內,最後進到人類的嘴巴裡。

甲基汞主要侵犯人類的中樞神經系統,輕則造成頭痛、疲勞或者味覺、嗅覺異常,重則導致向心性視野縮小、手足麻痺及震顫、失去平衡感造成運動障礙、產生聽力及語言障礙,甚至痙攣、失智、意識混亂,最後死亡。如果這些毒素經懷孕的女性經胎盤傳遞到胎兒體中,會導致小孩還未出生就罹患水俣病(胎兒性水俣病)。

環境中的汞來源

圖/UNEP「 Global Mercury Assessment」,2013. 汞水俣公約資訊網站

國際上較嚴重的汞公害事件,除了水俣市,日本新潟縣也因為上游的昭和電工鹿瀨工廠使用類似的製程導致當地阿賀野川受到嚴重污染,並發生新潟第二水俣病。而位於地球另一端的伊拉克,則在 1971 年因為進口以甲基汞殺真菌的小麥及大麥解救糧荒時沒對民眾充分教育,估計造成10萬名腦損傷的案例,是至今發生過最大規模的汞中毒事件。

汞(水銀)的國際法-汞水俣公約

聯合國環境規劃署針對全球汞污染問題擬訂汞水俣公約,並於2013年10月10日於日本舉行的全權代表大會(Conference of Plenipotentiaries),通過該公約,其後開放供各方簽署,期限至2014年10月9日,自2014年10月10日起開放各國提交批准文件(Ratifications)。截至 2018 年 8 月計有128個締約國9,總體目標是保護人類健康和環境免受汞及其化合物人為排放之影響。至 2017 年 5 月 18 日超過 50 國批准,並於 2017 年 9 月 22 日至 30 日召開第一次締約方大會(COPI)。公約條文共有35條及5個附件,於2017年8月16日汞水俣公約生效。

公約規範當中和日常生活最息息相關的規範包括:

  1. 除了軍事、研究、傳統或宗教、無替代品、疫苗防腐(硫柳汞)等用途以外;高壓水銀燈、含汞農藥(包括殺蟲劑和抗菌劑)、含汞非電子式量測儀器如氣壓計、溫度計、血壓計、比重壓力表;超過一定汞含量標準的含汞產品如電池、日光燈、冷光燈化妝品、開關及繼電器,含汞非電子量測設備如:溫度計、血壓計、壓力表、溼度計、氣壓表以上這類產品在 2020 年後不得生產、進口及出口。
  2. 逐步減用牙科用汞合金並尋找無汞替代品。

而當初造成兩次水俣病的「汞催化乙醛製程」也在今年(2018)被完全淘汰,另一項大量使用汞的「鹼氯工業」則將在 2025 年成為歷史(相關案件:台塑汞污泥事件)。6,7其他較受矚目的汞的污染源還包括燃煤鍋爐及垃圾焚化爐則由各國政府訂定標準,更多資訊參閱條約內容5

汞的種類。圖/汞水俣公約資訊網站

對日常生活的影響

臺灣因為種種情勢並未加入汞水俣公約的簽署,但仍積極採取措施減少汞的使用,例如 2005 年開始的「水銀溫度計減用禁用計畫」, 2014 年的「水銀燈落日計畫」,加強汞管理已成為國際趨勢,環保署已邀集農委會、衛生福利部、經濟部、財政部及勞動部等部會署共同研訂「執行聯合國水俣汞公約推動計畫」,2016年 6 月 27 日行政院核定,作為國內推動汞管理工作之依據。

汞水俣公約生效後,最直接的衝擊大概跟含汞電池有關,汞水俣公約規定禁止生產、進口及出口含汞電池,也就是說少數使用含汞電池的電器在手邊的電池用完後必須要尋找替代品。近期我們身邊的含汞物品主要會剩下日光燈管,有含水銀的產品都需要回收;而在丟棄廢燈管時,須小心不要撞斷燈管,避免汞蒸氣外洩,相關處理安全守則請上到汞水俣公約網站查詢。另外日常生活中選擇食品時,應避免過度集中攝食鯊魚或鮪魚等大型掠食性魚類,如此便能減少暴露到有機汞的機會。

水俣市立水俣病資料館內的紀念雕塑。 圖/Kauczuk @Wikimedia, CC0

參考資料:

  1. 水俣市立水俣病資料館-學習資料
  2. 維基百科-水俣病
  3. 花田昌宣-水俣病発生公式確認 60 年を迎えて:いま考えるべきこと
  4. 台南市政府-邁向國際環保城市-府城水土永續論壇 會後記錄
  5. 行政院環境保護署毒物及化學物質局, 2018. Implementation Strategies and Measures Workshop for Minamata Convention on Mercury, 「水俣条約の推進に向けた国際水銀対策ワークショップ」
  6. 聯合國環境規劃署-Minamata Convention on Mercury
  7. 從《水俁公約》細說汞污染(上):工、礦業開發 大幅破壞自然界汞平衡
  8. 從《水俁公約》細說汞污染(下):台灣低估汞風險 影響食品安全
  9. Status of Signature, and ratification, acceptance, approval or accession , Minamata Convention on Mercury http://www.mercuryconvention.org/Countries/Parties/tabid/3428/language/en-US/Default.aspx

延伸閱讀

瘋癲的帽匠怎麼了:從汞談化學生命週期

[1]「水俣(讀音:ㄩˇyǔ)」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。

[2] 窒zhì ㄓˋ,窒素即氮,該公司於2012年改名為「新日本窒素肥料」

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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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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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鑑識故事系列:毒傘刺殺?!德國 Christoph Bulwin 命案
胡中行_96
・2022/11/10 ・2135字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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前言:2011 年,德國發生一起疑似用傘尖注射毒物的謀殺案件。[1] 2019 年的《重症照護個案報告》(Case Reports in Critical Care)與 2020 年的《鑑識科學、醫學暨病理學》(Forensic Science, Medicine, and Pathology)期刊,分別從不同角度,介紹了某起事故,其細節描述與此案極為神似。[2, 3] 到了 2022 年 8 月,歐洲媒體突然舊事重提,報導警方懸賞緝兇。[1] 雖然兩篇論文都沒有明言死者身份,鑑識期刊的結論又不確定是否為他殺;但基於主角的性別和年齡,還有犯案地點、手法以及化學物質的獨特性,美國社群網站 Reddit 上的「鍵盤偵探們」斷定絕對是同件事情,並且議論紛紛。[4] 本文綜合新聞報導以及專業文獻,在此假設上,試圖重建全案發生的始末。

圖/Massimiliano Sarno on Unsplash

雨傘刺客

2011 年 7 月 15 日下午 3 點 55 分,任職於礦業、化學暨能源工會的軟體工程師 Christoph Bulwin,正在德國北部漢諾威(Hannover)市通勤的路上。一名滿臉坑疤,身材消瘦的年輕男子,用雨傘刺了他的左臀一下。依照《瑞士時報》(Switzerland Times)的講法,Bulwin 擔心感染 HIV,而到醫院檢查。[1] 不過,鑑識期刊說他因為事後身體暫時無恙,所以只告訴太太雨傘刺客的事,沒有報警或就醫。[3]

住院治療

經過一段時日,Bulwin 開始感到疲憊,並出現神經功能障礙。[3] 他先是到地區醫院就診,後來因為失語、嗜睡、虛弱、紅疹、腎衰竭,以及手、腳掌過度角化等問題,轉至教學醫院的加護病房。當時他發燒、心跳飛快、血壓過高、眼瞼下垂、肌肉抽搐、動不了舌頭;而且四肢輕微癱瘓,又幾乎缺乏正常神經反射,但不該有的腳底反射倒是呈陽性。無法與人溝通的他,僅會發出無意義的聲音,並在受到疼痛刺激時,有肢體反應。 [2]醫師認為 Bulwin 得了格林-巴利症候群(Guillain-Barré syndrome),[3]一種自體免疫系統攻擊神經保護層的疾病。[5]因此,以血漿換置(plasma exchange)的方式試圖排除有害的抗體,並用免疫球蛋白療法(immunoglobulin therapy)把健康的補上。[2, 5]

重新診斷

一番努力後,Bulwin 不但沒有好轉,病況還日益惡化。他最後四肢完全癱瘓,呼吸肌無力,並陷入昏迷,不得不插管,再接上呼吸器。這讓醫療團隊開始懷疑原先的診斷,覺得那些皮膚、腎臟和神經系統的症狀,或許是中毒所致。[2, 3]驗血的結果,顯示 Bulwin 血液中的甲基汞(methylmercury),濃度為 4255 μg/L,大約是一般人的千百倍。[2, 6, 7][註]

這回醫療團隊對症下藥,一邊幫他洗腎;一邊投以叫做 DMPS 的藥物,[2]促進汞隨著尿液排出體外[8]雙管齊下的效果顯著,Bulwin 入院 8 週後,終於被轉去住院復健機構,並持續使用 DMPS。不過遺憾的是,他才離開醫院 7 個月,[2]也就是遇刺 10 個月後,[3]便死於用了兩種適當的靜脈藥物,都依然難以控制的腦部異常放電──頑固性癲癇重積症(refractory status epilepticus)。[2, 9]

哪來的汞?

警方於汞中毒的診斷出來之後,得知此案。他們在 Bulwin 車子的儀表板上,找到一支裝滿汞鉈化合物,尚未使用過的皮下注射小針筒;以及一些汞合金製成的珠子。此外,Bulwin 上班處的幾支溫度計,也含有[3]這是否意味著他自殺或意外中毒?難不成還虛構遇刺的故事?

然而,從Bulwin死後的解剖和驗血報告,都查無與鉈相關的線索。比方說,鉈中毒或腎衰竭等疾病患者,指甲會有橫向線條,稱為米氏線」(Mees’ lines),[10]而他壓根沒有此類症狀。但是反過來講,如果 Bulwin 真的是遭人暗殺,警方也不曉得嫌犯是誰,還有殺人動機為何。[3]全案至此,走入了死胡同。

米氏線。圖/Yannick Trottier on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)

懸案節目

時光匆匆過去,偵辦毫無進展。2022 年 8 月,德國懸案節目《案件號碼XY》(Aktenzeichen XY)又喚起了世人對此事的記憶。歐洲媒體隨後也跟進報導,並提醒大家德國警方懸賞 5 千歐元,希望有人能提供重要線索。[1]

  

更多知名懸案

鑑識故事系列:投資騙子 Melissa Caddick 自我截肢?!

鑑識故事系列:為破案結婚?!「Somerton Man 懸案」

備註

人的體內,有從魚類等食物,攝取而來的汞。各國人血液中的汞含量稍有差異,[6]但一般都在10 μg/L以下,而且只要<20 μg/L就算正常。[7]以接受過汞合金補牙的退役美軍為例,其平均數值為2.55 µg/L。[6]相較之下,本案主角的4255 μg/L,不是普通驚人。[2]

參考資料

  1. Unknown kills Germans († 40) with poison umbrella’. (25 AUG 2022) Switzerland Times.
  2. Napp LC, Moelgen C, Wegner F, et al. (2019) ‘Multimodal Elimination for Intoxication with a Lethal Dose of Organic Mercury’. Case Reports in Critical Care, 4275918.
  3. Albers A, Gies U, Raatschen HJ, et al. (2020) ‘Another umbrella murder? – A rare case of Minamata disease’. Forensic Science, Medicine, and Pathology, 16, 504–509.
  4. In 2011, Christoph Bulwin was murdered…’ (AUG 2022) Reddit.
  5. Guillain-Barre syndrome’. (14 JUN 2022) Mayo Clinic.
  6. Biomonitoring Summary – Mercury’. (07 APR 2017) U.S. Centers for Disease Control and Prevention.
  7. Ye BJ, Kim BG, Jeon MJ, et al. (2016) ‘Evaluation of mercury exposure level, clinical diagnosis and treatment for mercury intoxication’. Annals of Occupational and Environmental Medicine, 28 (1): 5.
  8. Aaseth J, Ajsuvakova OP, Skalny AV, et al. (2018) ‘Chelator combination as therapeutic strategy in mercury and lead poisonings’. Coordination Chemistry Reviews, 358, pp. 1-12.
  9. Marawar R, Basha M, Mahulikar A. (2018) ‘Updates in Refractory Status Epilepticus’. Critical Care Research and Practice, 9768949.
  10. Mees’ Lines’. (03 MAY 2022) Cleveland Clinic.
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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盤點全球生活條件——我們需要多少能量,才能讓所有人過上體面的生活?
安比西林_96
・2021/10/01 ・2933字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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每天煩惱三餐要吃什麽、出門要怎麽穿、回家後有沒有舒適的被窩可以鑽,應該是我們大部分人的日常。然而,在社會的某些角落,「貧窮」卻可能讓人連基本生理需求都難以滿足。

要消除貧窮,免不了增加資源消耗,但全球暖化危機當前,人類又不得不展開節能減碳的行動。面對「對抗貧窮和調適氣候變遷,兩者是否相互衝突」的疑問,科學家們提出了一個直指核心的問題:我們需要多少能量,才能讓所有人過上體面的生活?

打造放諸四海皆準的人類基本福祉指標!

為了解答這個大哉問,來自國際應用系統分析研究所(IIASA)的研究者們,提出了一個新的指標——「體面生活標準」(Decent Living Standards,DLS )。它源自於基本人權與公平正義的普世理念,定義為任何人都應享有的一系列基礎物質與社會滿足要件;不論你出身何處、對好的生活有何想法,或擁有什麽訴求

這些基礎條件,可以分為五大面向:營養(Nutrient)、庇護所(Shelter)、健康(Health)、社會互動(Socialization)及可移動性(Mobility)。在食衣住行方面,除了三餐溫飽及空間大小充裕的住處外,DLS 更貼心地考慮生活的細緻之處,例如乾淨的衛浴、可以烹飪、保存食物的基礎家電,以及高緯度地區在冬、夏兩季不可或缺的溫控設備等等。DLS 也不止步於基本物質需求,更涵括一個健全生活的人應享有的醫療服務、義務教育,使用基本通訊和交通設施,以及進行社交聯繫和政治參與的權利。

「體面生活標準」所列出的指標。圖/參考資料 2

逐項列出統一化的 DLS 各面向的要求後,研究者們會根據不同國情,例如氣候、都市化程度、文化及科技經濟結構的程度,去計算各國達成這些基準的閾值能量。除了國與國的差異,在計算上,也會納入在地的城鄉差距。

舉例來説,訂定了擁有足夠空間和熱舒適的房屋通用標準後,研究者會把它換算成各地所用的不同建材,及建設與維持各類民生服務的基礎設施(如水電廠、運輸系統等)所需耗費的能量。有了 DLS 的理想標竿值,再與每個國家目前用於實現 DLS 的能源進行比較,就可估算出填補 DLS 缺口所需的能源需求。

為什麼要以「能量」衡量生活標準?

過去,我們總是以滿足生活標準的最低收入,來制定貧窮線的水平。但 DLS 作為最低限度理想生活的基準,採用的是計算能源消耗量(energy consumption)常用的單位,即千兆焦耳(Gigajoule,GJ)或十萬億焦耳(Exajoule,EJ)。一般國家的能源消耗量,都與基礎建設有關,大部分來自化學燃料的燃燒,以及水力發電、核電、風力發電、太陽能發電等。

值得注意的是,DLS 分析結果顯示,無法過上體面生活的人,數量遠比處在貧窮線底下的人來得多!這說明:現有衡量貧富的指標,跟實際情況是脫節的。以金錢收入作為生活水平的衡量單位,是預設個人能透過消費,去換取相應的生活品質。但現實中,有一大部分的人,即使收入高於貧窮門檻,現今社會所投入建設的能源,卻未必足以讓他們過上體面的生活。

因此比起以金錢為單位,DLS 由下而上(bottom-up)去推算建設和維持基本物質需求所耗費能量的模式,也許更適合作為反映人類生活品質的指標。以消耗能量為單位的 DLS 不只有物質條件,也納入社會層面的需求,因此可以為政策制定者在思考資源規劃時,提供更直接、全面的參考。

世界並不公平,尤其在所需耗費的能量上

上方柱狀圖中表示的是各區域平均人口與 DLS 之間的差距,空白間隙及其上數值越大,表示距離達至 DLS 的缺口越大。而下方光譜顯示由 0 至 1 表示體面生活至缺乏體面生活的量度,顔色越深則表示越沒有體面的生活。圖/參考資料 1

搭配各國戶口統計調查、世界銀行(World Bank)發展指標等數據,研究者推算出世界各國在不同面向上與 DLS 的差距。結果顯示,北半球的北美與歐洲,大部分人民都過著與 DLS 相距不遠的生活。然而,南方卻呈現截然不同的境況。

在撒哈拉以南的非洲國家,有超過 60% 的人口在居家、溫控、衛浴與飲用水設施上,都相當匱乏。部分南亞與太平洋地區也面臨類似困境,尤其缺少乾淨的保暖與烹飪設施。這與他們使用的傳統生質能源帶來的不良健康影響有關。此外,部分亞洲、中東、拉丁美洲地區,也存在不便取得飲用水和保暖設施等等的缺口。

那麽,要投入資源做新建設,弭平當今與未來人口與 DLS 之間的距離,我們還需要多少能量呢?研究者設定情境估算,在 2040 年前,我們總共需要 290 EJ 的累積能量——大概是如今全世界每年所消耗能量的四分之三!是的,當今世界平均所消耗的能量,其實早已超過滿足每個人 DLS 的額度。在提升生活標準的耗能中,有大半會是拿來打造適宜的居所,四分之一用以建設以公共交通為主的交通設施,而改善健康營養所需的能量,會比推動社會互動來得少。

上圖顯示 2015 年至 2040 年間,全球用以投入建設以達到 DLS 所需的累積能量。不同顏色的區塊代表不同 DLS 的面向,而區塊大小則表示其所占總能量的比例。圖/參考資料 1

如果我們能成功在 2040 年時,讓所有人都達到 DLS,那在 2050 年時達到體面生活,最終需要年均 156 EJ 的能量,其中 108 EJ 會是供南方世界所用。到時候,人類生活的耗能大抵都會用在移動、通勤上,其次是維持健康及居住品質,而投入在維持社會互動所需的能量所占比例最低。

2050 年時,用以支持全球人口達到 DLS 所需的年均能量。圖/Kikstra, et al. (2021)

另一個研究的重要發現是,由於各地的氣候、文化和交通管道不同,即使在同一套 DLS 下,有些地區就是會比其他地區耗費更多能量,才能達到相同的基準,這個能量差異甚至可達 4 倍!例如,高緯度國家會需要耗費更多能量,來維持相同舒適的室内溫度;同樣的通勤距離,公共交通覆蓋率高的國家不需太多能量就能完成,但在個人擁車率高的地區,就會產生更多耗能。

結論:消除貧窮與對抗氣候變遷不衝突

總體而言,DLS 的研究結果,在貧富懸殊與氣候正義議題上提供了新的視野,告訴我們:投入消除貧窮的能量,並不會對調適氣候變遷的行動產生威脅。現今人類社會所產生的能量,其實大都挹注在讓原本就充裕的生活更好,而非幫助仍在體面生活基準下的人。因此,各國如何在經濟成長與耗能規劃上取捨,找出更公正、有效率的資源重分配方式,才是關鍵解決之道。

參考資料

  1. Decent living gaps and energy needs around the world
  2. Decent Living Standards: Material Prerequisites for Human Wellbeing
  3. Energy requirements for decent living in India, Brazil and South Africa
  4. 让全球老百姓过上体面生活不会拖累气候减排目标
  5. How much energy do we need to achieve a decent life for all?
  6. 維基百科:貧窮門檻
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安比西林_96
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本職為生態環境領域的可撥煙酒生。 不定時掉落科普文章。 大家一起嗑科科(❍ᴥ❍ʋ)