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剩下的「藥」回收

陸子鈞
・2014/01/13 ・1832字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

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Credit: CC by alberth2@flickr
Credit: CC by alberth2@flickr

或許你不知道,家中過期的藥物不能隨著一般垃圾進到垃圾車裡。這些藥物所含的抗生素或者激素,在垃圾掩埋的過程中可能會滲入地下水流進河裡,不只對自然生態有潛在的危害性,要是這些藥物進到自來水或者飲用水中,不知道又會對我們的健康造成什麼影響。

像是「藥品/護理用品」(註1)還有其中包含的抗生素、「內分泌干擾物質」(註2)都屬於「新興污染物」,很難透過傳統的廢棄物或者污水設備處理。台大環境工程研究所林郁真教授,就曾在污水處理廠排水中,檢測到多種抗生素與非固醇類的消炎止痛藥成分 [1]。2012年,一篇追蹤新店溪及淡水河中的抗生素濃度的研究論文也顯示:即使濃度很低,仍檢測到多種抗生素 [2]。

不只是台灣,2013年七月一篇發表在《水與健康》期刊(Journal of Water and Health)的調查也發現,美國哈德遜河中的細菌,對四環素類及盤尼西林類的抗生素已經有抗藥性 [3]。這些具抗藥性的細菌假如開始攻擊人類,可能就沒有適當的藥可以對付它們,又或者這些抗生素透過自來水被我們喝下肚,或許就改變了我們體內共生菌的組成,進而影響健康(註3)。

其他種藥物流進自然環境中也會打亂生態平衡。舉例來說,2013年二月的一篇研究就發現,只要些許的抗焦慮藥物Oxazepam,就會影響河鱸(Perca fluviatilis)的行為,讓它變得較具侵略性,敢於游到不熟悉的水域、較有活力,而且吃得也比較多 [4]。另外像是消炎藥普羅芬(Ibuprofen)會使得雌斑馬魚對雄魚的求偶「冷感」 [5];抗憂鬱藥中的氟西汀(fluoxetine),會讓美國河流中常見的胖頭鱥(Pimephales promelas)雄魚求偶行為異常,甚至會攻擊雌魚。還有像是避孕藥丸中的17-β-estradiol,也會減低胖頭鱥幼魚躲避天敵的能力。雖然目前的科學證據顯示這些藥物都不會直接傷害到水中生物,但是科學家根據族群波動的模擬計算結果也發現,在小型水域中,藥物對胖頭鱥造成看似微乎其微的負面影響,也會讓整個族群急遽地衰退 [6] [7]。

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如果你看到這,開始替河中的魚蝦的終身大事擔心,想認真處理櫃子裡過期的藥物,那該怎麼做呢?拿到「藥物檢收」藥局處理,我認為是最簡單的方式。雖然有些藥物可以混合咖啡粉後以一般廢棄物丟棄 [8],但是我們可能很難區分哪些藥物該回收、哪些不用回收,加上很難確保垃圾處理的過程是否萬無一失,所以統一交給專業的處理會比較妥當。

近幾年來藥師公會都有在推行「廢棄藥物回收」,也越來越多藥局接收民眾的廢棄藥物。像是台北市政府還建置了「居家廢棄藥物檢收站專區」,很貼心地將全市的藥物檢收站標記在google map上,方便民眾查詢最近的藥物回收點。其他縣市也有設有多個檢收點,像是高雄至2013年7月為止,就有143家藥局;南投有62處

然而,相關的訊息沒有持續宣導,民眾多半還是不知道藥物該回收,而且這些藥物檢收站的資訊都很難搜尋得到,又許久沒有更新,除非碰巧你家轉角的藥局有在回 收,否則都得跑一趟大醫院。這初期還有賴於有志之士,透過像是google map的數位工具來整合這些資訊,長期則希望能夠串連連鎖藥店,增加回收的據點。

下次大掃除如果發現家中過期的藥物,記得不要再丟入一般垃圾啦。

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參考資料:

  1. 新興污染物(抗生素與止痛藥)於特定污染源環境之流佈。2008年持久性有機污染物(含戴奧辛)研討會。
  2. 傅詩涵。抗生素在新店溪和淡水河之分佈研究。2012,國立台灣海洋大學。
  3. Suzanne Young, Andrew Juhl, Gregory D. O’Mullan. Antibiotic-resistant bacteria in the Hudson River Estuary linked to wet weather sewage contamination. Journal of Water and Health, 2013; 11 (2): 297
  4. Brodin, T., Fick, J., Jonsson, M., & Klaminder, J. (2013). Dilute concentrations of a psychiatric drug alter behavior of fish from natural populations. Science, 339(6121), 814-815.
  5. Nature | doi:10.1038/news.2010.607
  6. Kidd, K. A., Blanchfield, P. J., Mills, K. H., Palace, V. P., Evans, R. E., Lazorchak, J. M., & Flick, R. W. (2007). Collapse of a fish population after exposure to a synthetic estrogen. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(21), 8897-8901.
  7.  Nature | doi:10.1038/nature.2012.11843
  8. 高雄市立民生醫院,藥品回收資訊

備註:

  1. Pharmaceuticals and Personal Care Products,簡稱PPCPs
  2. Endocrine Disrupting Chemicals,簡稱EDCs
  3. 其實環境中抗生素是個複雜的議題,比起藥物回收不徹底,可能畜牧養殖業過量使用抗生素才是環境中抗生素的主要來源。有興趣可以參考〈畜牧業對微生物生態的影響,可能超出你我的評估〉〈美國FDA計畫減少牲畜抗生素的使用〉

 

原刊載於UDN專欄

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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這些太空垃圾會不會阻礙我們太空旅行?太空垃圾怎麼清? 
PanSci_96
・2024/05/29 ・5682字 ・閱讀時間約 11 分鐘

人類上太空的夢想會被我們親自摧毀嗎?

隨著火箭成本降低,人人都能把衛星丟上太空,現在,當你晚上抬頭看天空,你看到的星星可能不是星星,而是人造衛星。你看到一閃而過的的流星,可能只是墜入大氣的太空垃圾。

這些多到不行的太空垃圾已經成為隱憂,更可怕的是,這些以超音速飛行的太空垃圾可能摧毀其他衛星,在衛星軌道上製造更多不可預期的致命飛彈。有人擔心,人類終有一天會無法穿過這片垃圾雲,天空永遠被自己封閉。 終於,有人提出清理太空垃圾的方法了,但這些方法真的可行嗎?

現在的太空垃圾有多少?

最大的太空垃圾可能是整節火箭!

所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭,例如 1960 年代太空競賽時大量發射的火箭,有許多至今還在宇宙遊蕩,每一個都像公車一樣大。而小東西,則包含太空人在太空漫步時遺忘的東西,或是太空垃圾互相碰撞後產生的碎片,最小可能只有數毫米,小的像隻蚊子。但不論太空垃圾來自哪裡,只要缺乏妥善的管理和追蹤,就可能成為其他運作中設施和儀器的致命血滴子。

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所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭。
圖|PanSci YouTube

為什麼說太空垃圾真的很危險?

為了不被地心引力拉入大氣,墜向地球,在軌道上繞行地球的物體大多都以非常快的速度在移動,包括現在還在運作的衛星與各種設施。舉例來說國際太空站位於距離地球表面四百公里高的近地軌道(Low Earth Orbit),以大約每秒 7 ~ 8 公里的速度高速移動,是地表音速的 20 倍。也就是說,太空上的車禍可嚴重多了,來自不同方向或不同傾角的物體,可能會以超過每秒 10 公里的相對速度發生碰撞。別說公車大小的太空垃圾了,只要直徑超過 1 公分的碎片就足以對太陽能板或玻璃造成損害。更麻煩的是,大小在 10 公分以下的物體,大多還因為尺寸過小難以追蹤。

那麼,我們的頭上有多少太空垃圾呢?

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1 公分到 10 公分的則高達一百萬個。

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2 千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1公分到 10 公分的則高達一百萬個。
圖|PanSci YouTube

在這些太空垃圾中,大多數大型太空垃圾就是來自發射衛星後,一起留在太空的第二節推進火箭,小型太空垃圾則來自火箭爆炸或各種大大小小碰撞所產生的碎片。

太空上曾發生過嚴重的太空垃圾碰撞事件?

歷史上比較嚴重的一次撞擊事件發生在 2009 年,銥衛星公司運作中的通訊衛星,重量 700 公斤的 iridium 33,和失效、重 900 公斤的蘇聯軍用衛星 kosmos 2251,在 789 公里的高空,兩台衛星以每秒 11.7 公里的相對速度直接撞上,化成了兩團在軌道上繞行的碎片團。

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NASA 估計,這單一次的碰撞產生了超過 2000 片可追蹤的碎片,雖然許多碎片受地球引力慢慢墜入大氣燒毀,但直到到 2023 年 2 月的統計,大約還有一半,也就是 1000 片碎片留在軌道上。過往也曾經觀察到碎片從距離國際太空站僅 100 多公尺的位置驚險掠過。

如何解決太空垃圾的問題?

太空垃圾又多又危險,真的有辦法清除嗎?

2023 年三月,NASA 發表一篇研究,整理了關於各種清理太空垃圾的方法與成本,包含從地面或太空發射雷射推動垃圾改變軌道,或是直接物理性撞擊改變軌道,還有透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用等方法。

透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用。
圖|PanSci YouTube

清理不同大小的物體,要用的方法跟產生的效益也不同,因此他們評估了針對兩種策略。第一種策略將會優先處理目前最大、最具威脅性的 50 個太空垃圾,例如完整的第二節火箭或是失去功能的完整衛星。第二種策略則是優先移除 1 到 10 公分的十萬個小型垃圾。NASA 分別評估處理這兩種目標帶來的效益,恩,所謂的效益,就是預估能減少多少因為太空垃圾碰撞而產生的損失。

要如何移除太空垃圾呢?

移除大型垃圾主要的方法主要是再入大氣層(re-entry),簡單來說就是讓垃圾落入大氣層燒毀。這個方法預計讓運送任務完成的火箭載具,透過剩餘的推進燃料,順手將其他大型垃圾帶下來。移除這 50 個大型垃圾預計總共會花費 10 億美金,但在移除 30 年後所帶來的效益,將會超過花費的成本,非常划算。

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至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。發射雷射的裝置可以設置在地面或是太空中,單純以使用效率來說,設置在太空所需要的能量較低,但是設置在地面維護和管理比較方便。然而這也衍伸了許多爭議,主要圍繞在這個清除垃圾的雷射也可以作為武器使用,例如在戰爭爆發時用雷射攻擊敵國的衛星。不過如果順利設置的話,清除十萬個小型垃圾後大約只要十年就可以達到等同於成本的效益,比移除大型垃圾能更快回收成本。

至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。
圖|PanSci YouTube

方法有了,但我們真的能讓太空再次乾淨嗎?

太空垃圾問題有解嗎?

現在的太空有多擁擠?

如果把歷史發射資料整理出來,會發現近五年人類的衛星發射數量幾乎是直線攀升,2012 年一整年全世界也只發射了 200 多顆衛星,到了 2022 年已經成長到一年 2000 多顆衛星。而且絕大部分都是來自於美國的衛星,想當然很大一部份都來自於 SpaceX 的星鏈計畫。而受益於獵鷹九號的高成功率和可回收造就的低廉成本,也能夠發射更多的中小型衛星,像是我們臺灣也發射了不少自主研發的立方衛星上太空,例如 2021 的「飛鼠」和「玉山」以及最近才剛發射的珍珠號立方衛星。

如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。

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如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。
圖|PanSci YouTube

治標也要治本,我們對於即將發射進太空的人造物能有套管理辦法嗎?

1967 年在聯合國通過並簽署的《關於各國探索和利用包括月球和其他天體的外太空活動所應遵守原則的條約》,簡稱為《外太空條約》。這個條約制定了各國在外太空活動所應該遵守的原則,其中和人造衛星有關的原則主要有三個:

  1. 國家責任原則:各國應對其航太活動承擔國際責任,不管這種活動是由政府部門還是由非政府部門進行的
  2. 對空間物體的管轄權和控制權原則:射入外空的空間物體登記國對其在外空的物體仍保持管轄權和控制權
  3. 外空物體登記原則:凡進行航太活動的國家同意在最大可能和實際可行的範圍內將活動的狀況、地點及結果通知聯合國秘書長

也就是說,雖然各國需要將太空活動回報給聯合國統計,但實際上在制定規範和進行管制的還是各國本身。以美國來說,分別需要和 FAA 聯邦航空總署申報火箭發射和再入大氣層的計畫,以及向 FCC 聯邦通訊委員會申報衛星的通訊規格,至於要如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。

如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。
圖|PanSci YouTube

不過對於衛星任務結束後的處置,FCC 倒是有相關的規定和罰鍰。因為如果衛星有動力系統,可以在任務結束時就控制墜入大氣層或飛離常用軌道,進到所謂的死亡軌道(Graveyard Orbit),而通常在申請發射衛星時,也需一併提供任務結束後的處置方式。

去年,衛星電視業者 Dish Network 沒有按照它在 2012 年所制定的衛星處置計畫,將衛星從離地 36000 公里的地球同步軌道再往外推 300 公里。這顆衛星在移動的半途中就燃料耗盡失去了動力,只離開原本的軌道 120 公里,FCC 因此對衛星電視業者開罰了 15 萬美元。這起首次針對太空垃圾的開罰,對於太空垃圾的管制具有重大的意義,代表著對太空垃圾危害性的重視,也代表著清理太空垃圾的商機正在逐漸成長。

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清除太空垃圾能有商業價值?

隨著商業化的太空活動逐漸熱絡,如何讓清理太空垃圾不只是空談也成了一個重要的問題。如果軌道上的垃圾減少,受益的會是所有使用軌道的衛星。就與現存的回收與垃圾處理方式一樣,我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。

我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。
圖|PanSci YouTube

另外,雖然目前對於在軌道上進行捕捉再回收的直接經濟效益並不突出,但如果未來在太空可以建立起專門的處理設施,或許可以作為一個長期的太空垃圾處理機制,沒想到吧,人類要成為跨行星文明的第一步,竟然是得先成立太空垃圾清潔隊。

不過話說回來,要讓各國政府願意砸大錢在太空垃圾回收產業可能還需要一點時間。畢竟相較於直接影響到生活的全球暖化,太空垃圾的危害並不那麼可怕,大型垃圾的撞擊也可以預測並提前避開,因此短時間內也還不會有明顯的感受,但如果你是需要觀測的天文學家,可能就覺得垃圾好礙眼了。

最後想問問大家,你覺得處理太空垃圾最好的辦法會是什麼呢?

  1. 向所有太空公司徵收處理費,培育回收業者,資本的事情資本解決。
  2. 從技術研發著手,火箭能回收,想必衛星回收技術很快也能做出來。
  3. 都別處理了,就等人類把自己鎖死在地球,宇宙垃圾就不會再增加了!

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參考資料

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地球資源很快就要耗竭?淺談永續生產的「限度」——《成長的極限》
臉譜出版_96
・2024/05/09 ・2905字 ・閱讀時間約 6 分鐘

限度:源頭和終點

為了維持或降低資源的成本,我們採用的科技常常需要不斷增加直接與間接燃料的使用量。⋯⋯此種作法耗費甚鉅但實屬必要,我們必須將愈來愈多的國民所得改用於資源加工部門,期能供應相同數量的資源。

——世界環境與發展委員會,1987 年

我們之所以擔心自然界會崩解,並不是因為我們認為地球的能源和原料已經快要耗竭。事實上,World 3 模型中的每一種設想狀況都顯示,到 2100 年,世界仍將保有 1900 年時的大部分資源。我們的擔心是來自於分析 World 3 中的各種推測後的結論:開發地球資源來源(源頭)和利用廢物吸收場所(終點)的成本將愈來愈高。

有關此種成本的資料並不充分。對此一議題的辯論卻非常熱烈。然而,我們依據所獲得的證據可以推論:再生資源開採量在成長中,非再生資源出現耗竭的情形,而且廢物吸收場所已快被填滿,這些現象加總起來,正緩緩地、勢不可擋的提高維持經濟物質流的數量和品質所需的能源和資本的總量。這方面成本的提高,牽涉到自然界、環境與社會相關因素。最後,這種成本會高到讓工業成長無以為繼的程度。當此一情形出現後,原本可擴大物質經濟規模的正回饋圈之運作方向將倒轉過來,造成經濟規模開始萎縮。

非再生資源面臨耗竭,垃圾場也即將被填滿。圖/envato

我們無法證明以上的論斷。我們可以設法使其看起來言之成理,然後提出某些建設性的反應。為達成此一目的,我們在本章內列舉了大量有關資源來源和廢物吸收場所的資料。維持新世紀的世界經濟和人口成長需要各式各樣的資源,我們將概述這些資源的現況及未來的展望。會對經濟發展和人口成長造成影響的因素可說五花八門且不勝枚舉,但我們可將之分成兩大類。

第一類包括用來支持所有生物與工業活動的自然要素,如肥沃的土地、礦物、金屬、能源,以及可吸收廢物並調節氣候的地球生態系統。原則上,這些要素是有形的、可數的,例如可耕地和森林的公頃數、淡水的立方公里、金屬的噸數,和石油的 10 億桶數量。然而,實際上這些要素卻很難加以量化。其總體數量是無法確定的。

這些要素彼此會互動——某些要素可以取代或生成其他要素,因此欲得知相關的確切數據益形困難。此外,有關資源、蘊藏量、消費和生產等名詞的定義都不夠嚴謹;科學本身未臻完備,且官僚體系又經常基於本身的政治和經濟目的而扭曲或隱藏相關數據。另一方面,有關實體世界的資料常常是以經濟指數——如貨幣價格——表達,須知,價格取決於市場,遵循的法則也與支配自然資源的法則大異其趣。儘管有以上的現象存在,我們在本章內仍將焦點集中於自然要素上。

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第二類與成長需求有關的因素包括多項社會要素。即使地球的自然系統有能力支持更龐大、工業化程度更高的人口,但經濟和人口的實際成長,將取決於諸多社會要素:如和平與社會的穩定、公平與個人的安全、誠實且有遠見的領導人、教育和對新觀念的開放、承認錯誤和進行實驗的意願,以及促成穩定而適切的技術進步所需的制度基礎。

這些社會因素很難評估,更不可能進行精確的預測。本書及書中的 World 3 模型都未詳細、明確的探討這些社會因素。因為我們欠缺相關資料及可信手拈來的理論,故無法將這些因素納入正式分析中。但我們瞭解,肥沃的土地、充足的能源、必要的資源以及有益健康的環境,是成長的必要條件,卻不是充分條件。就算這些資源的存量非常豐富、這樣的環境確實存在,但我們想擁有這些要素時,會受到社會問題的阻礙。然而,我們在此處假設,世界是處於最佳的社會狀況中。

人口和資本工廠所使用的原料與能源並非憑空而來,而是我們在地球上開採得來的。原料與能源不會消失:當原料已經沒有經濟上的用處後,會被回收運用或成為廢物與污染物;能源經使用後,會成為沒有價值的熱流而被排放於空氣中。原料與能源會源源不斷地從地球的資源來源經由經濟次系統流向地球的廢物吸收場所(見圖 3-1)。回收利用和更乾淨的生產過程,可以大幅降低每一消費單位的廢物和污染量,但無法完全杜絕。

人們為了成長、維持身體健康、過著具有生產力的生活,及獲取資本和繁衍後代,必須有食物、水、乾淨的空氣、住所,及許多種類的物質。機器和建築物為了生產貨物和提供服務、獲得修理,及建造更多的機器和建築物,必須使用能源、水、空氣,以及各式各樣的金屬、化學原料和生物原料。資源來源生產這些資源流的速度和廢物吸收場處理這些資源流的速度不能超越某種限度,否則將會對人類、經濟或地球本身的自我再生與調節過程造成損害。

這些限度的性質非常複雜,因為資源來源和廢物吸收場所本身就是一個相互關聯的動態系統的一部分,並由地球的生物地質化學循環來維持其運作。限度有短期性的(如提煉完成並儲存於儲油槽中待用的石油數量)和長期性的(如地底下可供開採的原油蘊藏量)。資源來源與廢物吸收場所之間會進行互動,而且某些自然系統可能同時扮演兩者的角色。舉例而言,一塊土地可能既是糧食作物的來源,又是空氣污染所造成的酸雨的吸收場所。這兩種功能的成效存在著相互消長的關係。

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經濟學家赫曼.戴利(Herman Daly)所提出的三項簡單原則,有助於我們定義原料和能源永續生產的限度;這三項原則為 1

  • 就再生資源(土壤、水、森林、魚源)而言,其永續使用率不能大於其來源再生率。(例如,當捕魚率大於剩餘魚群生長率時,則漁獲量將無以為繼。)
  • 就非再生資源(化石燃料、高等級礦產、地下水)而言,其永續使用率不能大於某一再生資源取代其角色的速率。(舉例而言,一處石油蘊藏的永續使用方式是,由它產生的部分利潤能有計畫的投資於風力發電機、太陽電池及造林工作,以便在此一油藏耗竭後仍有另外的再生能源可供使用。)
  • 就污染而言,其永續排放率不能大於其被回收利用、吸收或其於吸收場所轉化為無害物質的速率。(舉例而言,污染能永續排放至河流、湖泊,或地下水層的速率不能比細菌及其他微生物吸收其養分的速率來得快,否則將破壞地下水層的生態系統。)

任何活動若造成再生資源的數量減少,污染物吸收場的範圍擴大,或非再生資源數量減少卻沒有某一再生資源可以取代,則此一活動將無法永續進行。換句話說,此一活動遲早要沒落。在學術界、商界、政府與民間機構針對戴利的三項原則所進行的許多討論中,我們從未聽到有挑戰這些原則的言論(但也幾乎從未發現有人真正用心奉行這些原則)。假如有達成永續性的基本法則存在,那麼這三項原則必然包含在其中。今天的問題不在這些原則正確與否,而在於全球經濟活動是否尊重這些原則,以及果真如此會發生何種結果。

——本文摘自《成長的極限》,2024 年 03 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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