受保護的內容: 汞水俣公約於2020年底全面禁止製造及進口水銀產品之後：我們的生活會有那些改變？

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到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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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。

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，也含有汞和鉈。^[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。

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.

1950 年代，日本熊本縣水俁市沿岸的水俁灣及八代海，開始出現魚、貝類莫名死亡，海草發育停滯等怪事。

不僅如此，水俁地區出現了許多行動詭譎的貓咪，牠們走路顛倒扭曲，也會沒來由的發狂奔跑，甚至集體投海自盡，當地居民稱之為「貓舞蹈病」

隨著時間流逝，除了貓咪染上「怪病」，狗、豬等動物也開始出現行為異常的狀況。漸漸地，這些症狀也出現在人類身上，水俁地區的居民陸續出現失明、肢體扭曲的情形，連一出生的嬰兒都染上這種怪病……

殘害生態和人命的可怕真相

真相為何？原來是窒素（氮）工廠任意排放的「惡水」。　

1959 年，熊本大學研究團隊的調查結果，將矛頭指向了水俁市的的窒素工廠。

工廠自 1932 年採用新製程，在乙醛製程中使用「汞」作為催化劑，其中產生的有機汞副產物未經處理，直接排入海中。

這些含有汞的水資源，經由食物鏈在生物體內蓄積，當地的動物與居民因為吃了含有汞的魚貝類，造成不可挽回的傷害。

而這個怪病，後來也由官方定名為「水俁病」。

惡水工廠竭力否認 照片證據舉世駭然

蒙在鼓裡的居民，只能用僅剩的力量不斷抗爭。

即使熊本大學的報告直指窒素工廠，但工廠卻一再否認，面對當地居民的反抗意見，也抱持著十分消極的態度，甚至持續排放污水、企圖掩蓋真相。

直到 1970 年代，攝影師尤金．史密斯（Eugene Smith）發表一系列「水俁病事件」專題攝影，才逐漸受到國際重視。其中一張「智子入浴」的照片，更是震撼了世人！

水俁病受害者討回公道的鬥爭還在進行中

這起人類史上最大規模的汞中毒事件，至今還沒落幕

因為這起大規模的汞中毒事件，讓全世界對汞的毒性有更進一步的認識與警戒。2013 年，聯合國環境規劃署（UNEP），在水俁市針對汞議題召開會議，並簽定《汞水俁公約》。

公約內容規範了包含汞的供應與貿易來源、含汞產品的輸入與輸出、含汞廢棄物處置，以及污染場址該如何處理等。

即使訂立了汞公約，水俁地區的居民依舊沒從事件中解脫，仍舊得不到應有的賠償，也持續和窒素工廠打官司……

正確用法：處理好廢水，避免水俁病事件再起
錯誤用法：不論什麼東西通通排到海裡就對了

參考資料

1. 水俁病 – 維基百科
2. 汞水俁公約生效之後：我們的生活會有那些改變？
3. 《惡水真相電影新聞稿》

延伸閱讀

1. 暴斃的魚、跳舞貓咪與發狂村民，汞危害有多可怕？｜Light 科學
2. 汞水俁公約生效之後：我們的生活會有那些改變？

電影《惡水真相》即將在 5/7（五）上映，想了解更多水俁病背後的故事，歡迎大家進戲院收看啊（U 編、A 編含淚推薦）