為何杉原灣會從沙灘變礫灘？

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

第一張世界地圖

本書的主題，是現存十六世紀地圖中最教人讚嘆的一張——亦即諾曼製圖師皮耶．迪塞利耶（Pierre Desceliers）為呈獻給法蘭西國王亨利二世（Henry II），而在一五五○年製作的世界地圖。

這張地圖由四張羊皮紙拼成，圖幅驚人，達 135 × 215  公分（4 呎 5 吋× 7 呎 1 吋），以精緻的筆法手繪而成。圖上不僅有城市、君王、異族、動物、船隻與海怪的圖案，還有二十六大段說明文字，內容似乎是專為這張地圖而寫的。這張地圖引人入勝之處，在於其精美，在於其不下於民族誌的插圖，更在於其（一如當時的其他諾曼地圖）對於假設性的巨大南方大陸所做的描繪——有些人認為，圖上的南方大陸透露出歐洲人對澳大利亞的「早期發現」，早於傳統上以威廉．楊頌（Willem Janszoon）在一六○六年發現澳洲的看法。

本書不僅首度以全彩、全幅方式帶來該地圖的複製圖，更是頭一遭以此圖為題所做的系統性研究，探討其繪製圖像的出處、地圖如何製作，同時還提供圖上長篇說明文字的完整謄寫與譯文。我希望，本書的研究不僅能呈現這張一五五○年地圖的細節、該圖與其他十六世紀地圖的關係，更能使我們對皮耶．迪塞利耶的手法、偏好，甚至是他的藏書有所了解，畢竟我們對此人仍知之甚微。

航海圖的起源

迪塞利耶的一五五○年世界地圖，是以實際用於地中海海域與東大西洋的航海圖作為製圖架構。這一類航海圖（又稱港灣關係圖〔portolanchart〕）起源不明，但帕特里克．古提耶．德契（Patrick Gautier Dalché）曾表示雖然現存最早的海圖出自十三世紀晚期，但海圖早在一二○○年便已問世，他的說法也深具說服力。

海圖通常畫在獸皮上，圖中呈現地中海與鄰近地區，西起愛爾蘭，東至聖地耶路撒冷，北起北歐，南至北非。海圖非常著重海岸特色，岸邊的地名以垂直於海岸線的方式書寫，內陸的地理細節則少之又少。圖上畫的不是經、緯度格線，而是方位線構成的網。方位線從節點往基本方位發散出去，各節點則圍繞海圖中心，呈環狀排列。

方位線具備的領航功能並不清楚，很可能是藉由指出羅盤方位，幫助制定航線。製作這類海圖的重鎮，是下列地中海港口城市（以興起的順序排列）：威尼斯、熱那亞、馬約卡的帕爾瑪（Palmade Mallorca）、安科納（Ancona），以及後起之秀墨西拿（Messina）和馬賽。

海圖的各種用途

未經裝飾的海圖是讓人在船上使用的。由於飽經摧殘，這種海圖通常都用不久。但在純粹的海圖之外，製圖師也為顧客提供程度不一的插圖，而這類裝飾性元素若非出於製圖師本人之手，就是由製圖作坊中專司插圖的畫家所繪。可資選購的裝飾圖案包括城市、旗幟（藉此點出控制城鎮的政治勢力）、羅經花，以及山川、樹木、君王、動物和船隻的圖案。顧客還能選添圖說，用來描述圖上各地不同的風土人情。這種海圖更為精緻，因此也更為昂貴——添飾豐富的地圖有可能比實用版的海圖貴上十倍，其用途不在航海，而是供王室與貴族蒐藏、展示之用（見下圖 ）。

到了十四與十五世紀，有人試著拓展海圖體系，將圖上呈現的空間推向已知（或部分已知）世界的邊緣。一三七五年的加泰隆尼亞地圖集（Catalan Atlas）是現存裝飾最精美的航海圖之一，其描繪的不光是東大西洋、歐洲與北非，還畫了中東與整個亞洲，直至亞洲大陸的東端。至於製作時間約為一四六○年的加泰隆尼亞埃斯特地圖（Catalan-Estense map），圖面上除了歐亞兩洲的全貌之外，連整個非洲都畫了進去。

這些地圖顯然有著混和的特質：圖上有些區域的地理資訊出自航海圖傳統，而該處的海岸就會有密密麻麻的地名；但在其他區域，也就是地理資訊採自馬可．波羅（Marco Polo）等人的旅行記述、海岸線乃出於推測之處，海岸地區就不會有大量的地名。此類進階版的十四、十五世紀海圖少有實例——它們是權貴的珍玩，想當然耳也少有人製作。

地圖再進階：加入經緯度

大約在十五世紀中葉，製圖師開始作實驗，將當時新的地理發現與另一種製圖素材——克勞狄烏斯．托勒密（Claudius Ptolemy）的《地理學指南》（Geography）融為一爐。西元二世紀，亞歷山卓學者托勒密寫了這本《地理學指南》，根據經緯度來劃分空間；拜占庭學者馬克西莫斯．普蘭努德斯在一三○○年前後重新找到這部著作，旋即在十四世紀初將之譯為拉丁文。

有些十五世紀中葉的《地理學指南》手稿不僅收錄了托勒密的地圖，還加入當代的地圖，更新托勒密一書的資訊；某些手稿中的地圖甚至涵蓋了托勒密當時不曉得的地區，但也仍然沿用托勒密的經緯度體系。一四九一年前後，人在佛羅倫斯就業的日耳曼製圖師恩里克斯．馬爾特盧斯（Henricus Martellus），便將當時有關非洲南部與亞洲東部的新知識，
與建立在托勒密架構的地圖合而為一。馬爾特盧斯根據托勒密體系繪製的掛牆地圖有複本傳世，大小為 122 × 201 公分（4 呎× 6 呎 7 吋）。

一五○七年，日耳曼製圖師馬丁．瓦爾特澤穆勒（Martin Waldseemüller）遵循馬爾特盧斯的模式，把更廣大的地表納入托勒密架構——包括新大陸，並且將地圖印在十二大張的紙上，拼合後達 128 × 233 公分（4 呎 2 吋× 7 呎 8吋）。

正當此時，其他的製圖師則將新的地理發現加入「進階版」的海圖；事實證明，這種作法在十六世紀大受歡迎。一五○○年，西班牙航海家兼製圖師胡安．德．拉．科薩（Juan de la Cosa，他曾在哥倫布首度橫渡大西洋時與之同行）創造了這麼一種海圖——圖上畫了當時仍流於推測的新大陸輪廓，南向延伸涵蓋了整個非洲，並向東推進，只差亞洲東海岸沒畫。這張手繪地圖相當精緻，大小為 93 × 183 公分（3 呎 1 吋× 6呎）。

圖中所繪的地表遠比傳統海圖遼闊，製圖師還加上一點托勒密經緯度體系的元素——赤道與北回歸線，好方便觀者領會地圖上畫的土地位於地球的哪個位置。到了一五○二年，費拉拉公爵埃爾科萊．埃斯特（Ercole d’Este, Duke of Ferrara）手下的間諜阿爾貝爾托．坎蒂諾（AlbertoCantino）將一張手繪世界地圖從葡萄牙偷渡到義大利，地圖的範圍東起
新大陸東海岸，直至亞洲東海岸，圖上的南方海洋也比胡安．德．拉．科薩的地圖更為廣大。

該圖長寬為 105 × 220 公分（3 呎 5 吋× 7 呎 3 吋），提供的內陸地理細節不多（不僅漏掉了非洲的尼羅河，亞洲大部分地區也留白），美術裝飾水準中下，但緯度資訊多於胡安．德．拉．科薩的地圖，畫出了赤道、北回歸線、南回歸線與北極圈。

• 本文接續下一篇：一切都從海圖開始！大型手繪地圖的演變與商機——《獻給國王的世界》下

——本文摘自《獻給國王的世界：十六世紀製圖師眼中的地理大發現》，2019 年 2 月，麥田出版。

譯者：Leonard Chien@我書

在工業污染充斥水路之前，美國紐約市週遭礁岩上爬滿無數牡礪；佛州礁島群原本滿是珊瑚，直至九零年代後期減少44%；紐奧良東側運河疏浚與營建工程摧毀大片沼澤濕地，失去因應洪患與極端氣候的緩衝區。這些棲地過去都能保護海岸線，不過究竟能夠發揮多少效果，又能抵抗多少氣候變遷衝擊，過往難以衡量。

史丹佛大學「天然資本計畫」研究人員普查美國所有海岸線，評估水患風險高低，並分析這些棲地對災害大小有何影響，預估2100年情況時，學者考量多種因素，包括棲地、高度、海浪接觸程度、海岸線類型、風力大小、海平面上升幅度等，認為若無棲地保險，有些風險幾乎提高一倍。

主筆學者Katie Arkema指出，「我很意外差異如此劇烈，海岸棲地如同牆面或盾牌，對沙岸等質地較軟的海岸線影響尤甚，棲地減少波浪力道，也降低拍打至岸邊的波浪高度，這些生態也藉由根部緊抓住沉積物」。

學者分析最易受海水洪患影響的區域後，結果相當驚人，在颶風珊迪侵襲之前，研究團隊便已在開發模型，而紐約地區災害死傷情況更證實研究所得，Katie Arkema提到，「模型預測未來美國東北部將出現人員傷亡，可惜結果一如預期」，此外，德州眾多貧民過往也受到海岸棲地庇護不少。

研究工作並不僅於此，還包括海岸線上每平方公里受棲地保護的房地產價值，例如佛州沿岸多數地區內，大多房地產均深受海邊棲地保護，全國估計獲棲地保障的總金額更高達40億美元。

Katie Arkema認為，「這份報告特殊之處，在於首次嘗試將氣候科學納入海岸規劃中」，例如這幅風險地圖將可協助保險公司分析現況，並計算投入城市韌性的經費如何發揮最大效益。

研究團隊正與自然保育團體合作，希望協助佛州在災後重建時，分析復原經費能獲得最大效益的地點。

除了利用地圖標示全美各地每公里海岸的脆弱程度，還有許多工作有待完成，各個城市該投注多少資源加強沿海棲地？應該復原哪些棲地？Katie Arkema指出，「我們必須考慮各種策略，而海岸生態也是其中一部分，也希望能納入整體創意作為之中」。

資料來源：Natural Barriers Are What Prevent Coastal Cities From Being Destroyed

圖片來自漂浪島嶼–munch 臉書

座落於台東杉原灣的違建，美麗灣飯店，是目前台灣環境人權議題的焦點。然而在最近兩年，沙灘的狀況變得越來越差，甚至如上圖一樣，從沙灘變成了礫灘。到底是為什麼呢？

在假設非人工替換的情況下，PanSci的夥伴針對此現象進行了討論，雖非實地探查研究，但也希望提供給大家參考。

首先，Suchen Lin表示此景從今年8月颱風後就出現在杉原灣北側。Raven Ho 猜測飯店的存在有可能造成風蝕效應，亦即建物收集了海風，然後產生往下吹的大廈風，把沙再吹回海中，只留下比較重的小石子。然而要驗證還是得要去現場測風向。風這種東西，高低差一米流向就會差很多。海流也是有表層往這邊、中層往那邊，下層又是反向的。因為從圖中可發現水泥建物下方都出現空洞了，因此他認為風蝕效應比較可能，而非浪打出來的。

不過徐顗棨說從圖中的那些木頭碎屑來看，還是有可能是海浪送來的，但亦不確定海浪的影響。

徐奕弘認為，兩相比較，似乎感覺是被掏空了，應是附近海岸有建物影響海水流動方向，使得應該水流慢的地方變快，就像河道一樣如果不去破壞下會有個平衡，但是一旦破壞了這個平衡，河就會想辦法調整回復平衡。

這有沒有可能只是單純的自然問題呢？「一個沙灘能否存在仰賴的是沙子的供應」，李瑋倫表示在沒有河流供應補充沙源的狀況，沙灣自然會隨時間消失。

他接著解釋，從2009年這則新聞可得知，卑南溪在2009年時開放疏濬兼開採砂石。河床的沙量減少若沒控制好，有可能影響其他地區。東部海岸的海流是屬於往北的黑潮，再加上卑南溪有可能是杉原灣最主要的供給來源，所以有可能因為河川砂石開採，造成沙量供應減少，海灘消逝。

那原先的沙去哪了呢？最有可能的就是近幾年的許多的強力颱風造成巨大海浪侵蝕 ，否則也沒有其他的營力能達到如此大規模的侵蝕了。參考去年八月這則相關的新聞：「颱風遇滿潮 長浪直撲 磯崎沙灘變礫灘」，可見颱風造成的長浪把沙岸的沙帶走是有可能的。現在12月可能是海岸經肆虐過後最慘的狀況，或許過一段時間的補充，杉原灣的沙是有可能回來的(前提是要有供給的來源)。

Jc Yao 指出海岸開發與沙灘流失的例子並不罕見。有名的例子之一是日本和歌山縣的白浜町，原本擁有天然的大片白沙海灘及溫泉，1960年代因為有了鐵路接引，帶來大量觀光客，海邊的溫泉渡假飯店於是一棟接一棟蓋起來，沒想到海灘卻開始流失。結果近15年來縣政府每年從澳洲進口白沙填補，以維持當地觀光產業。如果杉原灣存在已久，卻是最近（沙灘）才消失，很難不考慮海岸建物的因素。我找到一篇管理白浜海灘的研究報告（很可惜是20年前的，是否表示他們的努力並沒有成功…），引言裡稍微提到沙灘減損的主因，是原本的供沙來源（河流）受到過度開發的阻礙，造成沙子無法自然補充。Jc Yao也強調每個個案詳情不同，還是需要實際調查才知道杉原灣的狀況。

游富宇曾在當地與石友聊天，得知東部的海岸有些地區會有礫攤與沙灘交互出現的現象，例如台東重安附近的都威橋南邊海岸，他去過多次，有幾次是沙灘，有幾次是礫灘，特別的是有一次第一天是礫攤，經過一個晚上的漲退潮第二天就變沙灘。

然而如果是長期性的，他認為美麗灣沙灘變礫攤可能是因為海潮的變化造成砂粒的流失，至於海潮變化的原因有可能和附近土地侵蝕有所關聯。而從照片中看起來，建築物地基露出可能是東海岸普遍的海岸退縮現象。可參考一下兩則大愛新聞報導：

海洋與陸地息息相關，杉原灣上的開發與東海岸的現況值得我們共同關心，並深入理解。PanSci歡迎各位夥伴繼續從科學角度提出見解。