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《寂靜的春天》出版│ 科學史上的今天:9/27

張瑞棋_96
・2015/09/27 ・1114字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

「……這些化學藥品不加選擇地殺死任何昆蟲,無論是『好』是『壞』;使鳥兒不再鳴唱,魚兒不再躍於溪流;為葉面覆上一層劇毒;長期滯留在土壤中──只為了殺死少數幾種雜草或昆蟲。誰能相信將如此大量的毒物傾倒在地球表面而不會危及一切生物?它們不應稱作『殺蟲劑』,而應稱為『殺生物劑』。」

1962 年 9 月 27 日,瑞秋·卡森 (Rachel L. Carson, 1907-1964) 出版《寂靜的春天》一書,直指濫用農藥──尤其是 DDT──的不當,在美國社會引起軒然大波。

二次大戰時,在東南亞叢林作戰的美軍用 DDT 有效殺死蚊蟲,避免感染瘧疾或傷寒;發現 DDT 功效的瑞士化學家穆勒(Paul H. Müller)還因此獲得 1948 年的諾貝爾生理或醫學獎。戰後 DDT 又成為農夫噴灑於農作物,減少病蟲害的利器,助益甚大。這位卡森女士何許人也?竟然敢指對人類有功的 DDT 是殺手?

卡森可是位海洋生物學家,但因父親於 1935 年,她攻讀博士時期間去世,為了扛起家中生計,她只好放棄學業,在漁業管理局找到為教育廣播節目撰稿的工作。沒想到,她寫得深入淺出又優美動人,原本冷門的節目竟大受歡迎,在主管的鼓勵下,除了為局裡出刊物,也投稿報章雜誌,之後陸續寫的兩本書大賣後,乾脆於 1952 年辭去工作專心寫作,後來就以「海洋三部曲」成為知名的暢銷作家。

1958 年 1 月,她收到一位朋友的來信,指稱自從州政府半年前在空中噴灑 DDT 滅蚊後,附近都已未再聽到鳥叫了。身為海洋生物學家的卡森原本就很清楚食物鏈的關係,當她發現把 DDT 當成萬靈丹任意噴灑的情況四處可見,嚴重危害生態環境與人體後,決定要出書告訴民眾其嚴重性。

然而就在這一年她的姪女與母親相繼過世,未婚的她一人撫養姪女的五歲小孩;她自己又在 1960 年診斷出乳癌,得接受化療。在如此艱難的情況下,她仍持續蒐集資料、訪問相關專家學者,花了四年時間終於完成可謂暮鼓晨鐘的《寂靜的春天》。

此書一出果然引起民眾極大的迴響,生產農藥的化學公司、農場主人與農產品相關企業紛紛反彈,斥責卡森危言聳聽,甚至指控她可能是共產黨,故意製造恐慌,搞垮美國農業。面對排山倒海而來的壓力,卡森仍堅定立場,上節目宣導環保知識。最後在甘迺迪總統成立調查委員會深入調查後,於 1963 年出具報告支持卡森的論點,並於 1972 年全面禁止使用 DDT。

可惜卡森來不及看到這成果,她於 1964 年 4 月 14 日因癌細胞蔓延過世。但她播下環保意識的種子仍繼續發芽茁壯,今日相當普及的環保運動可說是始自《寂靜的春天》的啟蒙與卡森女士勇敢對抗龐大勢力的典範。1980 年,她獲頒美國公民的最高榮譽「總統自由勳章」──由她當年撫養的外姪孫代領。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 571 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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如何讓作物長得好,又對環境傷害少?農藥的發展與演進
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2019/08/01 ・3078字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 557 ・八年級

  • 文/林宇軒

許多人在新聞上看到「農藥超標」、「農藥殘留」這幾個詞出現的時候,往往都會嚇一跳,農藥可以說是一個多數人不想知道、不願聽見的事物。可能是因為太多關於農藥的負面新聞,使得我們每個人多少都對農藥產生疑慮,甚至擔心不知道哪天會被農藥毒害?每天都吃進不少殘留農藥,會不會哪天導致癌症發生?

但真的那麼可怕嗎?在開始聊農藥的影響之前,讓我們先換個角度想想:如果這個世界沒有農藥,會是什麼樣子?

在農藥出現之前:不想再重演一遍的愛爾蘭大饑荒

讓我們回到 170 多年前吧,在那個還沒有有效農藥的年代,馬鈴薯因為容易生長,又不像小麥需要繁複的加工才能吃,而廣受當時歐洲底層人民喜愛。

然而從 1845 年開始,歐洲各地接連發生馬鈴薯晚疫病,患病植物的莖和葉都會漸漸變成深褐色,看起來會像是要爛掉的葉子一樣,而且馬鈴薯的莖、葉和塊莖還會有發霉爛掉的臭味。我們現在知道這是一種真菌感染導致的馬鈴薯疾病,但在當年這種疾病的成因還不清楚。

馬鈴薯晚疫病曾在歐洲造成大幅的飢荒。圖/pixabay

因此在那個年代,當馬鈴薯晚疫病發生後,許多以馬鈴薯為主食地區的人民受到的很大的傷害。這場饑荒被愛爾蘭人稱為「大饑荒 The Great Famine」,影響之大甚至成了一句愛爾蘭俗諺:

“Only two things in this world are too serious to be jested on, potatoes and matrimony.”

「世界上有兩種東西開不得玩笑:一個是馬鈴薯,另一個是婚姻」

雖然說當年歷史的災難還有許多複雜的因素牽涉其中,但要是能夠像現在一樣,有農藥可以避免真菌感染馬鈴薯,那麼是不是就很有機會可以避免掉飢荒呢?

還沒有有效農藥的年代,饑荒可是一種無法避免的天災,說來就來,擋也擋不住。圖為愛爾蘭首都都柏林的「饑荒紀念銅像」。照片來源\Dublin Visitor Map

農藥發展進行式:在效用和環境間摸索平衡

現代農業使用農藥能有效維持農產量,對於糧食供應有很大的貢獻,但在不同階段也面臨了不同的挑戰。從新型農藥的合成開發,到期待能有選擇性、專一性,再到和環境友善共存,這之間又經歷了哪些事呢?

當時 DDT 發明時,宣稱其殺蟲效率好,對於動、植物也不會有顯著影響。圖/maxpixel

在 20 世紀初期,化學合成工業發展成熟後,各種新農藥如雨後春筍般大量合成出來,但仍然有個使用上的問題:無論是否為目標害蟲,接觸到農藥的昆蟲通通都會死掉,或是噴完藥之後影響作物生長甚至一起死亡。直到 1940 年代 DDT 的發明,打破了農藥「選擇性」的問題:殺蟲效率好,對於多種害蟲都有效,對於植物基本上沒有影響,對哺乳類動物急毒性很低。在上市後,很快就攻佔市場。

有了這麼好用的農藥,接下來就過著幸福快樂的日子了嗎?事情沒有那麼簡單,1962 年瑞秋.卡森出版了《寂靜的春天》這本書,讓人們重新審視農業技術發展不能只專注在其好處和優點,同時也必需審視其對環境的長期影響。當年瑞秋・卡森的研究調查發現 DDT 持久性好的特性,反而會使它藉著生物放大作用,危害食物鏈高階的生物。

後續美國於 1970 年成立了環境保護局,並且在 1972 年取消了 DDT 的許可證,各國政府和大眾逐漸意識到,環境是一個整體,必須要更全面的評估農藥帶來的影響。各大藥廠以及大學,也一直不斷的研究,想要開發出更安全、對環境危害更小的農藥成分。

隨著科技的發展,新菸鹼類農藥考量的不再只是效率,而是還有環境友善。圖/pixabay

1990 年代新菸鹼農藥的出現,讓農業技術的發展對環境的影響有了更多面向、更細緻的討論。這一類殺蟲效率極高,又不太會影響人體的新農藥,一推出即在美國和歐洲市場大受歡迎,在 2007 年時全球市佔率高達 25%。

然而隨著越來越多人使用,也開始出現疑似新菸鹼類農藥造成的問題,例如讓蜜蜂迷航。然而要確定是否真的是新菸鹼類農藥所造成的影響其實非常不容易,因為其效應短時間內並不明顯。有許多科學家投入相關研究,想了解新菸鹼類藥物對蜜蜂的影響。

這場研究論戰持續至今仍有許多待討論的空間,也凸顯了隨著科技的發展,所要考量的不只有效用,同時還要能與環境永續共存。那麼農業的未來會是什麼樣子呢?

農業的未來:更安全、更精準的農藥使用

回頭看看過去的歷史,我們可以發現各國對於農藥的監管,在一次又一次的事件之後,越來越嚴謹。以 DDT 來說,1940 年代根本沒有做長期毒性的相關研究,就已經核准上市了。

以DDT為例,當時未經檢核即上市,如今我們更應慎重對待新農藥的危害問題。圖/wikipedia

就台灣目前的法規,農藥如果要核准上市,都需要事先進行物理化學性試驗、毒理試驗,以及田間試驗,再將評估資料提交給農委會審查,只要有可能會致癌,或是有較高的人類和環境風險,都不會被允許使用。經過幾十年改善過後的核准機制,能盡量減少對我們人類和環境的傷害。

以新農藥種類避免害蟲產生抗藥性

其實,長期使用化學農藥使害蟲產生抗藥性,對於農民來說是個越來越棘手的問題。抗性對農業造成最直接的影響,就是在農藥的品質不變、施用方式也正常的情況下,效果卻越來越差甚至失效。

所以這幾年各國政府都開始推廣「抗性管理」計畫,推廣農藥使用的重要觀念。具體的作法包括在農藥施用前就仔細調查確認是哪種病害、蟲害,選擇合適的農藥種類施用;另外在施用農藥時須注意使用規範。對於漸漸產生化學農藥抗藥性的病蟲害,可使用不同作用機制的藥劑輪替使用,以減少抗藥性的產生。

另外一種解決抗藥性的方法為「生物農藥」。這類方法是利用自然界已經存在的生物或是天然的成分,來抑制害蟲或真菌,比如有名的蘇力菌,就是一種生物農藥,透過被昆蟲吃進體內,進而導致昆蟲死亡的方法。

從土壤環境到作物健康 數位農業精準作物管理

而對於還沒有產生抗藥性的農藥,進一步則可透過科技與農業結合的「數位農業」來精準控制作物生長發育所需的一切,包括水、肥料以及農藥的用量。數位農業不僅省時省力,且能更精準管理病蟲害模式,進而降低抗藥性發生的風險。

回到我們最前面擔心的問題:農藥會不會破壞生態,或是對人體有負面影響?從整個農藥發展歷程來看,我們可以想見,未來農藥對於人體和環境的影響,都將會越來越可控、風險逐漸降低。

本文由作物永續協會及泛科學合作企劃執行

參考資料:

  1. Great Famine (Ireland), Wikipedia
  2. 《番茄與馬鈴薯晚疫病》,台南區農業專訊第37期:13~16頁(2001年9月)
  3. History of Pesticide Use, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
  4. HISTORY OF PESTICIDE USE, Oregon State University.
  5. Cressey D., The bitter battle over the world’s most popular insecticides, Nature, Vol. 551, pp. 156–158, 2017, doi:10.1038/551156a.
  6. Butler D., EU expected to vote on pesticide ban after major scientific review, Nature, Vol. 555, pp. 150–151, 2018, doi: 10.1038/d41586–018–02639–1.
  7. 《我國農藥管理及其展望》,農委會動植物防疫檢疫局,2018.10.24。
  8. Olson, Sara. “An analysis of the biopesticide market now and where it is going.” Outlooks on Pest Management 26.5 (2015): 203-206.
  9. 《農藥抗藥性指引管理——基礎篇》
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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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

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?」

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。

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。

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。

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

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。

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]。

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/

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環境荷爾蒙就在你身邊?
行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/12/30 ・3828字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

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/陳亭瑋│自由寫手

大地陷入奇怪的寂靜。比如鳥兒,哪裡去了?許多人談到鳥,一臉困惑和不安。後院的餵鳥架沒有鳥光臨。少數還能看到的鳥兒奄奄一息,抖得很厲害,飛不起來。那是個沒有聲音的春天。以前,旅鶇、北美貓鳥、野鴿、松鴉、鷦鷯和其他數十種鳥,天一亮就此起彼落的鳴叫,把早晨弄得好不熱鬧,如今早上卻寂然無聲;田野、樹林、沼澤到處了無聲息。──瑞秋‧卡森《寂靜的春天》,1962

成大研究團隊日前就發現,有位女童幾乎天天接觸塑膠製品,沒想到,兩歲就來初經,因此提醒家長,一定要讓孩子勤洗手,而且儘量以不鏽鋼或陶瓷、取代塑膠容器,才能減少塑化劑對健康的威脅。──2017/11/18 公視新聞

亂發軍令的路人甲

1962 年的《寂靜的春天》和 2017 年小女孩的性早熟,其實都是源自於同一類化學物質 ── 環境荷爾蒙(environmental hormone),也被稱為「內分泌干擾物」(endocrine disrupting chemicals)。環境荷爾蒙到底是什麼?為什麼會對大自然與人們造成這麼大的影響呢?

如果我們將動物的身體系統視為有分部門、各司其職的軍隊,那負責「傳遞訊息」的兩大部門就非神經系統與內分泌系統莫屬了。大家應該知道,內分泌系統會分泌激素,也就是荷爾蒙,以調控身體的活動。若將荷爾蒙想像成身體的傳令兵,那「環境荷爾蒙」就可以視為會綁架傳令兵,或者穿得很像傳令兵的路人甲 ── 它影響了身體傳令(調節)功能,因而牽一髮動全身地造成相當嚴重的錯誤反應。

由於內分泌系統調控的機制相當繁瑣而複雜,因此,能夠影響內分泌系統的「環境荷爾蒙」可能造成的效應也難以預測,影響的對象不只包括人類,還涉及了幾乎所有層面的野生動物。目前已知較為顯著的例子包括會影響鳥類和魚類的甲狀腺功能與發育、降低生殖力或孵化率;造成魚、鳥、爬蟲類的性別發育不正常(去雌性化、雄性化、去雄性化、雌性化)。

而環境荷爾蒙對於人類的影響包括可能會造成乳癌、子宮內膜異常增生、前列腺癌、睪丸癌、不正常性發育、降低生殖力、腦下垂體及甲狀腺功能異常等。更值得注意的是,某些荷爾蒙僅需極少量就可以對生物體有影響,尤其胎兒與嬰幼兒的發育成長皆倚賴荷爾蒙調控,因此使環境荷爾蒙顯得更加危險、須被眾人瞭解與注意

除了人類,環境荷爾蒙可能影響的範圍還包含魚、鳥與爬蟲類。圖/daniyal ghanavati@Pexel, CC0 License

追求便利生活的副作用

第二次世界大戰後蓬勃發展的化學工業,為人類帶來更舒適與有效的便利生活,包括幫助蔬果免於遭受蟲害的農藥、各式輕巧便宜的塑膠材料、以及難以控制的環境污染都是日常生活中,容易接觸到環境荷爾蒙的來源。

首先要解釋的是,環境荷爾蒙並非特定種類的化學物質,只要可能影響內分泌系統作用的化學物質皆包含在內,又被稱為「內分泌干擾物質」。目前已知有多達 70 種化學物質被列為環境荷爾蒙,主要包括農藥殺蟲劑(如 DTT)、工業產品(如多氯聯苯 PCB)、塑化劑(如鄰二甲苯類)、金屬污染物(如甲基汞)、其他化學副產物(如戴奧辛)等。隨著人們越來越了解化學合成物,確認是環境荷爾蒙的化學物質種類數預計也將繼續增加;如近期美國環境保護署開始採用新的演算法(Patience Browne et al., 2015)來評估化學物質「對於特定內分泌物的活性(Endocrine Bioactivity)」,就有助於確認可能的環境賀爾蒙及其影響。

好消息是,雖然環境荷爾蒙的名單看上去洋洋灑灑,實際上有許多種類的化學物質,尤其是農藥、殺蟲劑已被禁用多年。然而壞消息是,部分具有持久性的化學物質早已進入環境中,是我們生活中難以全面避免的污染物。

2001 年簽訂、2004 年生效的「斯德哥爾摩公約」便著重於處理環境荷爾蒙中最棘手的一群化學物質 ── 持久性有機污染物,截至 2017 年列管了 28 種化學物質。這些化學物質除了具備環境荷爾蒙的毒性,還由於在環境中的持久性與半揮發性,成為一項需要全球共同面對的污染課題。

環境荷爾蒙泛指各式可能影響內分泌系統作用的化學物質,而其中某些具有持久性早已進入環境,我們難以完全避免接觸。圖/Otis Historical Archives National Museum@flickr, CC BY 2.0

環境荷爾蒙就在你身邊?

若進一步研究,我們可以發現「斯德哥爾摩公約」列管的許多化學物質,在臺灣已禁用許多年(喜悅的掌聲下!)。那麼,目前生活中最可能接觸到哪些環境賀爾蒙?又應該如何避開呢?

事實上,環境荷爾蒙可能出現的範圍涵蓋了食、衣、住、行會接觸到的各種材料與化學物質,常見者包括重金屬鎘、汞、鉛;塑膠製品中的雙酚 A、鄰苯二甲酸酯類(塑化劑);屬於工業特殊添加材料的壬基苯酚、有機錫化合物、全氟烷化合物、多溴二苯醚、多氯聯苯、六溴環十二烷等,以及因難以分解而得到「世紀之毒」別稱的戴奧辛。

但是,大家先別被這麼落落長的名單嚇到了!

基本上,這些環境荷爾蒙主要經由兩種途徑進入人體:食物途徑與容器途徑 [1]。「食物途徑」是含有該化學物質的產品在完成任務後,沒有被妥善回收,成為污染物而進入環境,經由農業或漁業中的生物吸收,最後進入食物中。舉例來說,「汞」最常見的接觸來源就是由大型魚類生物累積而來,而戴奧辛容易累積在脂肪、乳製品中。另外,「容器途徑」通常源於錯誤使用食物容器,以塑膠材質的餐具為例,若溫度太高或是磨損後持續使用,就極易吸收到雙酚 A 或是塑化劑 [2]。換句話說,若沒有刻意去挑戰盛裝容器的「極限」,挑選符合標準、經認證的產品,並遵守使用規範,因為此途徑而接觸到環境荷爾蒙的風險便很低。

不讓污染物流入環境、謹慎選擇食物與餐具

雖然目前仍沒有一種方式能完美保證「絕對不會接觸到」環境荷爾蒙,但只需要採取簡單的老梗策略,就可以降低自身受到危害的機率囉!且聽我們娓娓道來。

如前述,絕大多數日常生活中的環境荷爾蒙來自於「食物途徑」,要避開這個途徑,就需要做好資源回收,讓廢棄物中的化學物質不至於流入環境造成污染;飲食多樣化,選擇不同來源的食物,避免化學物質在體內持續累積。針對「容器途徑」,應選擇可靠的食物容器,最好來自信譽可靠、附有檢驗資訊的廠商,不要貪小便宜;並且遵照使用注意事項,如原始設計單次使用的塑膠餐具絕不可重複使用,食物容器須注意其適用溫度,避免過熱、錯誤使用。這些健康生活的老招數,就可以盡可能降低攝入的環境荷爾蒙劑量。

在《寂靜的春天》出版後的幾十年間,人類禁用了許多化學物質(包含很多種殺蟲劑)、對新化學物質的使用也更加謹慎;而希望有一天,環境賀爾蒙能夠不再是我們對於環境的污染與自身健康的威脅。

 

註解

  1. 各化學物質各有其接觸途徑,這邊只是做一個概略的統整,詳見:食藥署網站 – 常見的內分泌干擾物質
  2. 同場加映一下大家都很擔心的雙酚 A 和塑化劑。由於塑膠材質的廣泛使用,這兩類化學物質很難全數避免,但這兩類物質在人體的代謝速度都相當快,大部份的 DEHP 塑化劑會於 24 到 48 內小時排出體外,雙酚 A 在人體的半衰期只有 6 個小時;因此避免長時間且大量的攝入,人體是可以有效代謝這類化學物質而不會有累積的情況。但目前這類物質對人體的影響仍不明確,建議懷孕婦女與嬰幼兒仍應盡可能避免接觸。

參考資料

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/