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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

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

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。

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。

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

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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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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》