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這就是中山科學院研發的「旋風噴射環保金爐」嗎?還原度真高啊!

PanSci_96
・2019/04/05 ・2848字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 542 ・八年級

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整理 / y編

清明祭祖、逢年過節、初一十五,還有許多我們搞不清楚的日子都要燒金紙。關於燒金紙的起源眾說紛紜。

有說是唐代《文宗備問》以為紙錢乃始於南北朝時,南齊廢帝蕭昭業好鬼神,剪紙為錢用來陪葬。也有是說在五代後周世宗出殯發引之日,百司路祭,以紙製作金銀錢寶之樣並雕印文字乃是金銀紙形制之始。更有民間信仰傳說燒紙錢的習俗來自東漢,據說是造紙術發明者蔡倫之弟子尤秀才,想出的推銷「紙張」手法。[1]

source:Wikimedia

先不論到底從何時開始,究竟這千年傳統能不能有全新感受呢?

於是現在,當燒金紙碰上了火箭科技,旋風環保金爐就這樣誕生了,將將將將!

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火箭科技 in「金爐」到底碰出了什麼新滋味呢?在知道環保金爐環保在哪裡之前,我們先來聊聊燒金紙對我們的影響吧!

三爐一機型環保金爐。source:國家中山科學院

燒金紙與焚香對環境的影響

祭祀活動所產生的污染物排放量雖然與工業、交通運輸等大型污染源相比可能並不高。但因為常常集中在特定節慶,所以其實仍會對空氣造成影響。根據環保署 105 年的統計,年焚燒紙錢的總量為 19.5 萬公噸,而燒香則是約 2.1 萬公噸。其主要的影響在於不論是燒紙錢還是焚香,燃燒過後會產生「硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、苯、甲苯、甲醛、多環芳香烴及細懸浮微粒等多種物質,且其中苯、甲苯、甲醛、多環 芳香烴具有致癌性。」[2]

而關於燒香,也有研究發現「廟宇工作人員體內苯、丁二烯和多環芳香烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的濃度明顯較高,他們的DNA修復能力也較差,顯示廟宇工作人員的罹癌風險會因為暴露在燒香產生的致癌物而增加。還有研究統計了超過六萬名華人的健康狀況,顯示心血管疾病死亡風險的提高也和長期暴露於燒香環境有關,研究結果發表在《環境與健康展望》。」[3]

Credit: Janne Moren
Credit: Janne Moren

根據環保署所述,推動減爐的宮廟其減爐前後所測得的PM2.5確實是有顯著降低的。[2] 但若因為各式各樣的原因無法速速的降低燒金紙跟焚香的總量,有沒有其他解方呢?

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將將將將!環保金爐登場

要將燒金紙對空氣污染的影響降低,另外一個方向便是盡量使其能完全燃燒,且降低懸浮微粒的飄散,這就是環保金爐的主要概念。

於是意想不到火花發生了!進行許多國防武器研製的國家中山科學院的飛彈火箭研究所,便以其相關技術研發了「旋風環保金爐」!

旋風環保金爐,還原度真高啊!source:國家中山科學院

燃燒反應要完全,需要有可燃物質、充分的氧氣以及能達到燃點的起始溫度。

燃燒反應的高溫會使氣體膨脹,碰上因為未完全燃燒所產生的煙霧以及灰燼,便會形成 因為愛情來得太快就像龍捲 風的  複雜的流場運動。然後混雜著各種物質的高溫氣體,就這樣沿著排氣通道洩往煙囪或排氣管口、與大氣混合,造成空氣污染。[4]

根據中科院的敘述,旋風環保金爐的爐體之流場構型產生之二次燃燒現象及旋風回流氣漩(聽來不明覺厲),因此能減少不完全燃燒的現象,也可以大量減少煙塵飛散,達到降低環境污染之燃燒效果。[5]

若要想要細一點知道到底旋風環保金爐內發生了哪些事,我們也可以從技轉之廠商的產品特色敘述中,知道旋風環保金爐主要的核心在於:

1. 風扇讓爐體能產生三種立體渦流,分別是:

a.濾口渦流:可以產生氣封的效果,讓灰燼及煙塵以離心力進入縱向渦流。
b.縱向渦流:是一上下旋轉的氣流,將上述煙塵壓回爐心高溫區域。
c.中心渦流:在爐心上方形成高溫的乾淨燃氣,並讓其能從中心部位溢出、排入大氣。

2.燃燒時讓爐心能維持維持高溫:

爐心駐焰器噴口與爐壁燃氣噴口形成一環狀對噴火焰柱,讓爐心維持富氧的高溫燃燒區域,其溫度可達攝氏一千度以上。 此一區域讓上方壓回的煙塵再次徹底燃燒,形成清潔的可排放氣體。

所以上述技術便能讓相同體積的爐體能夠產生最長的燃燒路徑,讓燃燒更完全、也將空氣污染物的排放量降低。[4]

利用跟旋風環保金爐相同原理的「旋風噴射火銷爐」,這帥到炸的名字怎麼回事。source:國家中山科學院

所以以此類推、照樣照句,這樣的技術不只能夠用於燒金紙,也能用來銷毀機密文件,讓它乾乾淨淨不留痕跡就像沒來過這個世界一樣。之後還可以想想它所產生的熱能是否還能轉化為其他用途。這樣的好東西,人人都該有一個啊!

當然大家家裡都很難有一個,但有些方法可以讓你家的傳統小金爐更能完全燃燒的做法,不妨參考看看(以下文字改寫自科技大觀園「環保金爐原理」):

常見的居家用小金爐,雖然四周都有通氣孔、也都附有底座,但底座通常不夠高,無法形成有效對流,容易悶燒。所以可以利用鐵棒等不可燃的器具,架高底座,讓底座下方保留部份通氣孔,新鮮空氣就能從紙堆的下方進入,補充助燃。

另外燒金紙的量也不宜一次太多,在燃燒的時候也要避免去攪動紙堆,這其實不止無助於加速燃燒、反而會揚起不完全燃燒的紙灰。如果想進一步防止飛灰逸散,還可以在外圍多加一圈鐵絲網。

source:Lordcolus

傳統與環境之間只有兩難嗎?

近年來有許多關於維繫傳統與改善環境之間的討論,例如 P編 也曾於2017/7 「捍衛信仰 守護香火」的遊行前夕,以「關於宮廟為了燒香燒金管制而上街抗議,我想從哈拉瑞的《人類大命運》來聊聊」為題進行了討論。

圖片取自眾神上凱道粉絲頁

而這兩點之間真的只有一線嗎?在相互辯證、衝突過後我們又會怎麼做呢?你們家在祭祀時會燒金紙嗎?你又是怎麼想的?歡迎留言一起討論吧!

 

  • 此整理文章的誕生感謝盲眼的尼安德塔石匠給的靈感,和我親愛的妹妹長安。是他寬宏大量的原諒我在約會中大遲到才能有這篇文章,果然有妹妹最高XD

參考資料:

  1. 紙錢,維基百科。
  2. 祭祀活動所產生的排放量甚微,政府為什麼要推動減香、減金、減炮?,環保署。
  3. 廟宇燃香對身體的影響,泛科學。
  4. 燃燒技術,維冠精密股份有限公司。
  5. 炫風噴射火銷爐旋風環保金爐,中山科學院。
  6. 環保金爐原理,科技大觀園。

其他清明的科學:

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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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。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

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?

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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。

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圖片來源/BRITA

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

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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。

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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 (圖片來源 / BRITA)

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。

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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。

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。

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(圖片來源 / BRITA)

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

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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