磨人的嬰兒腸絞痛，跟偏頭痛有關！

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

• 蔡宇哲／心理學博士，主持 podcast 《哇賽心理學》與《睡眠先生的活力學》。

Take Home Message

• 美國眾議院在 2020 年決議將每年 9 月的第三週訂為「學生睡眠健康週」；臺灣教育部也在去年宣布取消高中早自習，希望青少年可以多睡一點。
• 多項國際研究發現，青少年睡眠不足會影響注意力、學習、記憶，連帶牽動到學業成績，甚至還可能影響情緒調節與自我控制能力。
• 研究發現，延後上學提升了學生的學業成績、出席率、準時上課率，並降低睏睡度；但學生對於「睡眠是否重要」的概念也會影響延後上學帶來的幫助。

教育部在去（2022）年宣布，在 111 學年度開始取消高中早自習，學生只要在上午 8 點前到校即可，希望藉由調整上學時間讓青少年能睡多一點。不過這項措施並未得到所有人的認同，尤其是華人文化一直以「勤奮」為勉，像成語焚膏繼晷、懸樑刺骨等都隱含著睡得少才會有成就的意涵。家長與老師也常以此來勉勵國高中生努力讀書。然而，這樣的傳統觀念在睡眠科學的檢驗下卻是大錯特錯。

睡眠不足將影響青少年的身心理

2020 年，美國眾議院決議將每年 9 月的第三週訂為學生睡眠健康週（Student Sleep Health Week, SSHW）。不僅如此，美國睡眠醫學學會（American Academy of Sleep Medicine, AASM）也在去年 9 月 12～18 日進行相關倡議。

不過他們為什麼要特地宣導？主因為美國國家睡眠基金會（National Sleep Foundation）統整的研究報告經專家討論後，提出青少年每日應睡 8～10 小時、平均睡眠時數達到 9 小時的建議。但美國疾病管制與預防中心（Centers for Disease Control and Prevention, CDC）的數據卻顯示，有將近八成的中學生呈現睡眠不足的狀態，因此美國政府希望能透過政策與教育推廣來倡導睡眠的重要性。

那臺灣學生呢？根據 2020 年臺灣兒福聯盟發布的調查報告顯示，臺灣高中生有將近九成每天睡不到八小時，國高中生每天的平均睡眠時數更僅有 6.9 小時，連建議值的低標都沒達到。

在挪威一項針對學生睡眠情況與學業成績的研究中，研究團隊共調查了 7798 位 16～19 歲的青少年，發現上床睡覺時間、睡眠時數，以及睡眠缺損都與學業成績有關。上床睡覺時間愈晚、睡眠時數愈少，睡眠缺損也愈嚴重，學業成績就會愈低落。簡單來說，學業成績較差與睡不夠有關。

雖然這項結果只代表兩者相關，並不表示因果關係，然而已有非常多研究都發現睡眠不足會使人的注意力、學習、記憶情況變差，而且在實驗室控制的情況下這項因果關係可以被確認。如果要有好成績便需要仰賴專注，才能讓學習與記憶的歷程能夠順利開展。因此，睡眠會影響學業這點確實有它的道理。

此外，睡眠影響的並不只是單純白天有沒有精神、注意力是否集中而已，甚至還會影響到青少年的心理健康。衛生福利部國民健康署在 2021 年一份針對臺灣國高中生的萬人抽樣調查中發現：有 25％ 的國高中生在過去一年內曾認真地考慮過自殺。就算這項數據可能被誇大了，但即使將數字折半來看依然很令人擔憂。不過自殺念頭又跟睡眠有什麼關係呢？

一篇 2018 年發表於《美國醫學會雜誌．兒科》（JAMA Pediatrics）期刊的研究，將 67615 份青少年（國三到高三）問卷資料中的睡眠時數分為八小時以上、七小時、六小時，以及少於六小時這四組，比較這些人從事危險行為的情況。結果發現，睡眠時數少於六小時的青少年在攻擊行為上比睡滿八小時的高出將近兩倍，自殺行動更高出三倍之多。

也就是說，睡眠不足這件事不僅影響了白天在課業表現上的各種層面，還包含比較容易被忽略的情緒調節與自我控制，而這對青春期的學子來說更是雪上加霜。睡眠不足的影響太容易被忽略，誰在生氣時會想到今天脾氣這麼差是因為前一晚沒睡好呢？但透過科學研究確實發現，睡眠不足會讓脾氣變得暴躁，容易看什麼事都不順眼。

青少年獨有的「生理時鐘延遲」

既然睡不夠，那應該要讓學生早點睡才對。很多人會把青少年晚睡的因素歸咎於課業壓力、網路與遊戲，但這些僅是外在因素，其實還有一個無法抗拒的內在因素，那就是青春期獨有的「生理時鐘延遲」現象，即使想早睡也睡不著。

早在 1993 年，美國睡眠領域的專家卡斯卡頓（Mary Carskadon）與不少學者都曾針對青春期生理時鐘延遲的現象進行研究，當時的網路與手機都還不像現在如此普及，且在實驗室控制的情況底下也排除了課業壓力，但依然發現學生在進入青春期之後會有作息延遲的情況。而且這個現象也非人類獨有，在恆河猴（Macaca mulatta）與一些囓齒類動物身上也會出現，因此這可能是生物體的發展所導致，而非單純社會文化與壓力的影響。

因此在生理時鐘延遲、難以提早入睡，但又必須早早起床上學的情況下，睡眠不足的現象必然會發生。再加上課業壓力與網路、遊戲等誘因，又結合了華人不用睡太多的勤奮文化，就成了臺灣青少年睡眠不足的難解困境。

延後上學，全球青少年睡眠不足的治標措施

睡眠對青少年來說如此重要，但卻又受到多重因素的影響，因此透過政策改變上學時間反而變成一種最快速的方法。十多年前英美各國就都陸續試行相關的政策，多數都發現延後上學對學生學習是幫助。因此，美國加州政府在 2020 年頒布了法令，規定公立學校的國中必須在上午 8 點以後、高中則是在 8 點 30 分以後才可以開始上課。而臺灣在去年開始，也規定高中生可以於上午 8 點前到校即可。不過這樣的措施卻受到不少反對者質疑，認為只延後這一點時間根本沒有用。針對這些質疑，我們可以透過科學研究獲得一些驗證。

2018 年發表的一篇研究就以美國西雅圖中學施行延後上學政策的學生為研究對象，該校學生的上課時間從原本的上午 7 點 50 分改成 8 點 45 分，足足延後了 55 分鐘。結果發現，延後上學後學生的整體睡眠時數增加了 34 分鐘，且學業成績、出席率、準時上課率都提高，睏睡度則降低。簡單來說，延後上學可以讓中學生睡得比較多一點，在學校的整體表現也變好。

另一篇去年進行的大規模研究，收集了橫跨 1999 ～ 2017 年的資料，參與者包含了 28 所學校、上萬名高中生都延後至上午 8 點 30 分上學。調查這些學校實施延後上學的前一年和實施後連續四年的數據，結果發現在實施後的第四年，學生的畢業率從原本的 80％ 提高到 90 ％，出席率也由 90％ 提升到 93％ 。在大樣本的情況下有如此高的提升，可說是相當驚人。

從結果來看，單單只是延後上學這件事就可以對青少年有多項正向的影響，是個有效又不用花太多錢的方法。當然這個政策影響層面很廣，還有家長接送、老師上班時間等議題，但至少延後上學這件事對於學生而言，目前的證據都是正向的。

治本之道，肯定睡眠的重要性

延後上學對青少年有幫助，但從落實到實際有好成果出現之前，需要大眾與家長對睡眠擁有正確的觀念，才能發揮政策的效果。筆者有次參與國際睡眠醫學研討會時，一位韓國學者的報告中就提到影響延後上學政策成效有個很重要的關鍵，就是「學生是否認為睡眠是重要的、自己需要睡多一點」。

如果連學生都認為睡眠不重要、自己不需要睡那麼多，那麼延後上學、獲得多一點時間睡覺的幫助自然就變小了。臺灣在取消早自習、讓高中生延後上學時，也需要搭配推廣睡眠教育，讓青少年與大眾都了解睡眠充足才是展現高效學習、身心得以平衡的基礎。

延伸閱讀

1. McKeever, P. M. et al. (2022). Delayed high school start times and graduation and attendance rates over four years: the impact of race and socioeconomics. Journal of Clinical Sleep Medicine. 18(11), 2537–2543.
2. Dunster, G. P. et al. (2018). Sleepmore in Seattle: Later school start times are associated with more sleep and better performance in high school students. Science advances, 4(12), eaau6200.

• 〈本文選自《科學月刊》2023 年 3 月號〉
• 科學月刊／在一個資訊不值錢的時代中，試圖緊握那知識餘溫外，也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

前言：美國密蘇里州於 2022 年 11 月 8 日，投票通過修正案，使該州成為第 21 個合法化娛樂性大麻的州。此案在 12 月生效後，成人便能以非醫療目的購買並使用大麻。^[1]然而，此前該州的醫師已經注意到，全國各地逐漸開放的管制，令當地非法呼麻而送醫的青少年人數攀升。^[2]以下是他們在 2020 年《急診臨床實踐與病例》（Clinical Practice and Cases in Emergency Medicine）期刊上，分享的案例。

大麻成份 THC 與 CBD 的差別

人不輕狂枉少年，勇於冒險是天性。多數的大麻慣用者，從青春期首度嘗試，逐漸培養成習。偏偏此時為腦部發育的關鍵，脆弱又容易受外因塑造。^[3]這裡兩名分別個案的主角：16 歲的男性和 17 歲的女性，都抽了加熱過的丁烷哈希什油（butane hash oil，簡稱BHO），其含有濃縮的娛樂性大麻有效成份──四氫大麻酚（tetrahydrocannabinol，縮寫 THC）。^[2]同樣是大麻萃取物，醫療用的大麻二酚（cannabidiol，即CBD）能嘉惠腦缺血、阿茲海默症和多發性硬化症等疾病的患者；^[4]THC 卻具備心毒性與神經毒性，^[2]並對腦部有諸多與 CBD 完全相反的影響。^[5]

大麻和血清素症候群

果不其然，這兩個案例均是呼完麻，不久便出事了。二人抵達醫院時的情形略有差異，不過尿液檢測都驗出 THC，且呈現某些與血清素症候群（serotonin syndrome）雷同的症狀，例如：躁動、顫抖、瞳孔放大、心跳過速、血壓偏高、肌肉僵硬、疑似癲癇、精神狀態異常、意識不完全清醒，以及雙腳陣攣等。^[2]最後一項是指個案少女的深層肌腱在受到刺激時，^[2]出現規律性震盪（如下方影片），意味著中樞神經系統異常。^[6]血清素症候群的發生，通常是因為多種藥物同時作用，使神經細胞製造出來的血清素，在腦部的濃度大增。^[7]

根據少女的病歷，她平時每天服用抗憂鬱的舍曲林（sertraline），^[2]一種選擇性血清素再回收抑制劑（selective serotonin reuptake inhibitors，簡稱 SSRI）。^[7]難怪當高濃度的 THC 活化了血清素受器，也抑制血清素的再吸收，她的病情明顯比少男嚴重。^[2]

世界上許多國家和地區，陸續合法化或除罪化醫療或娛樂用大麻；人們對它的態度，亦是愈來愈開放。^[4]這些法令的年齡限制，能保護未成年族群嗎？血清素症候群嚴峻起來足以致命，^[7]所幸案例中的兩人並未展現全部病徵，而且病情還算可控。少男於急診室待了 6 小時便返家；少女則在兒童加護病房過夜後出院。後者要離開時，才坦言自己入院前 30 分鐘呼過麻。雖然她就是不說，醫療人員看驗尿的結果也早知道了，但能誠實面對問題總是好事。比較遺憾的是，隔天晚上她又重蹈覆轍，再次就醫。^[2]

以大麻取代鴉片類毒品？

儘管 THC 對健康有諸多壞處，有些人仍視它為會成癮的物質中，相較無害的選擇。2021 年《毒品、成癮暨健康新興潮流》（Emerging Trends in Drugs, Addictions, and Health）的研究，訪問14 至 22 歲的 18 名男性與 8 名女性，是否覺得 THC 有助他們戒斷鴉片類毒品。^[8]一般常見的鴉片類化合物，包括：羥考酮（oxycodone）、氫可酮（hydrocodone）、吩坦尼（fentanyl）、曲馬多（tramadol）和海洛因（heroin）等。^[9]該論文未提及受訪者個別依賴的種類，反正結果相當一致：他們都想靠抽大麻所達到的精神狀態，緩解原本的癮頭；哪曉得到頭來徒增渴望，一點幫助也沒有。^[8]

大麻對年輕人的影響

本文前言提到密蘇里州的醫師，目睹當地因呼麻送醫的未成年病患人數，隨著其他各州法令的開放而增長。他們因此在期刊裡強調，急診醫療人員遇到狀似血清素症候群患者時，務必把 THC 中毒的可能列入考量。^[2]2020 年《BMC 公共衛生》（BMC Public Health）的分析，也指出美國青少年與年輕成人的大麻使用人口比例，自 1950 年代起，明顯隨著政府政策變化（見下圖）。^[10]只是反駁此種論調的學者也不少，比方說《BMJ Open》、《PLOS ONE》和《JAMA Network Open》的研究，儘管有的語帶保留，覺得娛樂性大麻開放後的趨勢有待長期觀察，他們基本上都不認為青少年會受到政策影響。^[11-13]

另一方面，吸食大麻不僅會產生各種暫時性的症狀，2020 年的《精神病學前沿》（Frontiers in Psychiatry）的文獻回顧更指出，對腦部發育尚未完全的個體，會提高罹患精神疾病的機率，並造成永久性的神經認知傷害。^[3]所以無論法律和社會風氣是否推波助瀾，都要小心防範未成年者接觸大麻。

1. Cunningham M. (09 NOV 2022) ‘FAQ: What happens now that Missouri legalized recreational marijuana?’. U.S. National Public Radio.
2. Baltz JW, Le LT. (2020) ‘Serotonin Syndrome versus Cannabis Toxicity in the Emergency Department’. Clinical Practice Cases in Emergency Medicine, 4 (2): 171 – 173.
3. Blest-Hopley G, Colizzi M, Giampietro V, Bhattacharyya S. (2020) ‘Is the Adolescent Brain at Greater Vulnerability to the Effects of Cannabis? A Narrative Review of the Evidence’. Frontiers in Psychiatry, 11: 859.
4. Testai FD, Gorelick PB, Aparicio HJ, et al. (2022) ‘Use of Marijuana: Effect on Brain Health: A Scientific Statement From the American Heart Association’. Stroke, 53 (4): e176-e187.
5. Batalla A, Bos J, Postma A, et al. (2021) ‘The Impact of Cannabidiol on Human Brain Function: A Systematic Review’. Frontiers in Pharmacology, 11: 618184.
6. Zimmerman B, Hubbard JB. ‘Clonus’. (08 AUG 2022) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
7. Heller JL, Zieve D, et al. (28 MAR 2020) ‘Serotonin syndrome’. Medline Plus.
8. Jaffe SL. (2021) ‘Case Reports on the Failure of Smoking Marijuana to Prevent Relapse to Use of Opiates in Adolescents/Young Adults With Opiate Use Disorder’. Emerging Trends in Drugs, Addictions, and Health, 1, 100011.
9. ‘Safe Opioid Use’. (28 AUG 2018) Medline Plus.
10. Yu B, Chen X, Chen X, et al. (2020) ‘Marijuana legalization and historical trends in marijuana use among US residents aged 12–25: results from the 1979–2016 National Survey on drug use and health’. BMC Public Health, 20, 156.
11. Melchior M, Nakamura A, Bolze C, et al. (2019) ‘Does liberalisation of cannabis policy influence levels of use in adolescents and young adults? A systematic review and meta-analysis’. BMJ Open, 9: e025880.
12. Anderson DM, Rees DI, Sabia JJ, et al. (2021) ‘Association of Marijuana Legalization With Marijuana Use Among US High School Students, 1993-2019’. JAMA Network Open, 4 (9): e2124638.
13. Montgomery BW, Roberts MH, Margerison CE, et al. (2022) ‘Estimating the effects of legalizing recreational cannabis on newly incident cannabis use’. PLOS ONE, 17 (7): e0271720.