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奈米黃金微粒讓馬桶變超級英雄

Lu-Tzu-Yao
・2013/07/22 ・375字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

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馬桶 photo source:pixabay
馬桶     photo source:pixabay

「每一個馬桶都是英雄,只要黃金奈米微粒,它會消去你所有煩憂」,多虧現在有了新發明,你只需要一些陽光、一點水接著參雜著金黃色奈米微粒就可以消毒了。這些微小的金屬表面,在吸收陽光產生能量後,即使溫度未達沸點,也能使水轉變為水蒸氣。(參見〈奈米讓蒸氣更爭氣 !〉

在一項新研究中,工程師表示他們可以利用黃金奈米微粒,建立一個免插電、以太陽能殺菌的系統。由於效率好以及電源獨立性,使得這個滅菌裝置非常適合運用在公用廁所裡。這項研究發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》,研究團隊希望這項發明能快點問世,以預防一些開發中國家及滅菌技術較落後的國家面臨病菌散佈的問題。

資料來源: ScienceShot: Sterilizing Human Waste, No Electricity Required[8 July 2013]

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Lu-Tzu-Yao
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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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翻越性別高牆 打破生乳營養迷思 埃凡斯促成牛奶滅菌(1)
顯微觀點_96
・2024/07/24 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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本文轉載自顯微觀點

顯微鏡後的女性科學家系列

顯微鏡學的蓬勃發展,不僅促進了醫學﹑公共衛生的發展,而在這背後也有許多偉大的女性科學家參與其中。

屏東縣九如鄉一處養羊場有 3 頭羊確診「布氏桿菌病」,為台灣約 30 年來首例,動防所已撲殺感染羊隻並進行消毒。由於「布氏桿菌」為人畜共通傳染病,衛福部疾病管制署匡列 4 名牧場員工…。2023 年 12 月 9 日報導

由於乳製品滅菌的觀念普及,現在已很少聽聞布氏桿菌感染。這都得歸功於首先發現經由飲用感染布氏桿菌的生牛乳而導致人類得馬爾他熱,進而促成乳品全面巴氏消毒的細菌學家艾莉絲.埃凡斯(Alice Catherine Evans)。

Alice C Evans。圖片來源:PICRYL public domain

從偏鄉教師到微生物學家

埃凡斯的祖父 1831 年從英國威爾斯移民至美國,她於 1881 年 1 月 29 日出生在美國賓州尼斯威爾斯社區的一戶農家。

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埃凡斯在出生地念中小學,因當地沒有高中,她到了賓州托旺達(Towanda)的薩斯奎漢納學院(Susquehenna)就讀。1901 年畢業後,進入大學就讀的夢想因家裡無法負擔而破碎,且當時小學教職幾乎是唯一對女性開放的非基層勞力職業,因此她沒有多想就進入一所小學擔任 1 至 4 年級的教師。

她在家鄉和外地的小學共教了 4 年書後,得知有康乃爾大學農學院提供偏鄉教師免學費的自然科學課程。當時康乃爾大學的農學院院長貝利(Liberty Hyde Bailey)希望藉由受過訓練的教師,培養學生對大自然的熱愛、對植物和動物以及無生命世界的興趣。

埃凡斯申請了這項計畫,並用她四年教書的積蓄來到康乃爾大學,並選擇細菌學作為研究領域,指導教授是研究乳製品的微生物學家史托金(William A. Stocking)。

1908 年她獲得康乃爾大學農學院的學士學位,經指導教授推薦,獲得威斯康辛大學的獎學金;這是專門提供給專攻農化或細菌學研究的獎學金,且在此之前未曾頒給女性。於是埃凡斯前往威斯康辛大學繼續碩士學業。

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但她雖然是拿細菌學獎學金,但在農業細菌學指導教授黑斯廷斯(Edwin George Hastings)的要求下,埃凡斯花了三分之二的時間研讀化學,並於 1910 年獲得碩士學位。 碩士學業最後一年,教授希望埃凡斯留下來繼續攻讀博士學位。雖然意識到這是不錯的機會,但大學和碩士學業已帶給她不小的經濟和精神負擔,加上博士學位在當時對科學家並非必要,因此她選擇不再繼續攻讀。

與布氏桿菌相遇

每個人都有自己的天職,天賦就是呼喚,有一個方向,所有的空間都向他敞開。他擁有靜靜地吸引不斷往前努力的能力。

——愛默生

幸運的是,埃凡斯獲得了農業部動物產業局(Bureau of Animal Industry)的研究職位。由於乳酪是威斯康辛州的重要產業,當時威斯康辛大學化學系和細菌學系與乳製品部門合作,研究更好的乳酪製作方法。

埃凡斯是該單位首位女性員工。當時的動物產業局官員沒有想到可能會選擇女性。據傳聞,官員們在一次會議中聽到一名女科學家將加入他們的工作行列的「壞消息」時,他們充滿了驚愕,甚至「差點從椅子上跌下來」。

埃凡斯的回憶錄寫到:「就我而言,進入動物產業局純屬意外,因為長官在女性就業屏障上留下了一個漏洞,我不知不覺地就鑽了進去。」但這在女性就業可說是一個重要的里程碑,因為除非對美國公務員提出嚴重的投訴,否則埃凡斯不會被任意解僱。

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所幸埃凡斯的頂頭上司,乳製品部長羅爾(B. H. Rawl)與研究主任羅傑斯(Lore A. Rogers),都不認同其他高級官員對女性的敵意。她在此研究主題是牛乳中各式各樣的細菌,並了解這些類型細菌的來源。同時,她也每年在大學選修一門課,以充實知識。

研究過程中,她的目光漸漸集中到一個特定的對象,一種致流產的傳染性微生物。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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精神個案系列:離不開馬桶的女人
胡中行_96
・2023/01/16 ・1625字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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冥冥中一股力量強壓肩頭,女子又坐回馬桶上。才剛結束排便,卻覺得沒解乾淨,一坐便是幾小時。找了家庭醫師兩次,診斷不出個所以然。數月後,她開始聽到三名陌生男女在談論自己。有回如廁,忽見一黑影晃過。她咬定是三姊下降頭。[1]

求神問卜無法化解,連續十載情勢加劇。最後,女子索性霸著馬桶,吃喝拉撒睡。長期虛弱困坐,體重掉了 20 公斤,無法自主移動,還得仰賴別人協助沖澡。廁所門外稍有風吹草動,她便嚇得驚慌失措。丈夫多次苦勸就醫,她都以死相逼,於是在馬桶上扎實地坐了兩年半。[1]

直到那天,丈夫硬是叫來救護車,把她送去新加坡唯一的精神科教學醫療機構──心理衛生學院(Institute of Mental Health)。[1, 2]

新加坡心理衛生學院。圖/Sengkang on Wikimedia Commons(Copyrighted free use.)

華人文化弊病

這名華裔女子來自馬來西亞,家裡 12 個孩子中,她排行倒數第二。兒時窮困,小學五年級輟學,打過不少零工。23 歲時,到新加坡當裁縫。24 歲結婚,成為家庭主婦,育有一子。儘管個性外向隨和,愛好逛街、交友;但社交圈不大,發病後獨由丈夫照顧,僅與一名手足保持電話聯絡。[1]

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文獻指出,亞洲家屬對精神病患的普遍心態:社經底層恐懼憎惡;上流精英則感到罪惡羞辱。這樣貼負面標籤的現象,在新加坡 18 至 65 歲的民眾之間,十分明顯。[1]該國人口七成多為華人;再來是馬來與印度裔各佔不到一成。[3]《論語.顏淵》:「克己復禮為仁。一日克己復禮,天下歸仁焉。」儒家壓抑私欲,成就社會秩序。[4]然而,若因此嚴重忽略心靈感受,便可能誤將情緒困擾,解讀為身體不舒服。[1]華人愛面子,「家醜不外揚」的觀念,更會在面臨心理衛生議題時,加強否認、汙名化和軀體化(somatisation)。[1, 3]假裝事情不存在,或是怪罪軀體毛病。比起受過高等教育的族群,像本案女子這般的中低學歷患者,尤其容易將精神病徵歸咎於身體狀況。[1]

除了倫理束縛,民間宗教也是精神病患就醫的阻礙。不少東南亞女性患者,把「降頭」信仰融入被害妄想,指控親屬毒咒自己。家人見其怪異行徑,也以為是巫術所致,便延誤了診療時機。1980 年代,甚至有香港研究指出,高達一成的華人病患,在症狀出現超過 9 年後,才尋求醫療協助。[1]

晚發性思覺失調症

時年 57 歲的女子坐在診間,儀容不整,躁動失寧,消瘦憔悴,痀僂蜷曲,後背與雙腿破皮。毫無病識感的她,抱怨身體多處不適,又說擔憂三姊迫害。[1]幻覺、妄想、思考紊亂、行為異常等,皆為思覺失調症的常見症狀。[5, 6]此疾患好發於 20 來歲,兒童或 45 歲之後才發病的案例較少,[5]所以女子被視為罹患晚發性思覺失調症(late-onset schizophrenia)。另外驗血結果,顯示她維他命 D 不足,[1]會妨礙鈣質吸收。[7]

醫師開了抗精神病藥物risperidone、鎮靜劑clonazepam,與能消彌強迫性念頭的選擇性血清素再吸收抑制劑fluvoxamine;還有補充維他命D和鈣質的藥錠。[1, 8] 住院期間,女子的幻覺消失,被害妄想減退;藏身廁所的時間,也降至每日半小時以內。不過,無論物理治療怎麼訓練,她仍是得靠輪椅活動。18天後,女子出院。接下來十年持續回診追蹤,並服用 fluvoxamine 和 risperidone。變得較有病識感的她,不再懷疑遭三姊詛咒。[1]

  

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  1. Tan HT, Lal M. (2022) ‘Socio-Cultural Factors Delaying Treatment in a Patient with Late-Onset Schizophrenia’. Case Reports in Psychiatry, 9689732.
  2. Singapore’s National Healthcare Group. (MAR 2019) ‘Corporate Profile’. Institute of Mental Health.
  3. Tan GTH, Shahwan S, Goh CMJ, et al. (2020) ‘Mental illness stigma’s reasons and determinants (MISReaD) among Singapore’s lay public – a qualitative inquiry’. BMC Psychiatry 20, 422.
  4. 國家教育研究院「克己復禮」教育部成語典(Accessed on 03 JAN 2023)
  5. Schizophrenia’. (07 JAN 2020) Mayo Clinic.
  6. Hany M, Rehman B, Azhar Y, et al. (15 AUG 2022) ‘Schizophrenia’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  7. U.S. National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases. (OCT 2018) ‘Calcium and Vitamin D: Important at Every Age’. U.S. NIH Osteoporosis and Related Bone Diseases – National Resource Center.
  8. Fluvoxamine’. (15 JAN 2022) MedlinePlus.
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胡中行_96
169 篇文章 ・ 67 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。