Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js

0

0
0

文字

分享

0
0
0

水、清潔劑、時間:洗東西要怎麼能省則省?

黃誠熙(Sky Huang)
・2015/05/20 ・2977字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

source:Sippanont Samchai
source:Sippanont Samchai

文/黃誠熙(Sky Huang),目前為UCLA材料系博士候選人

在生活中我們常常洗東西:洗碗、洗杯子、洗衣服…等等,可是怎麼洗東西才最有效率呢?讓我們先來想像一下洗東西的過程中發生了甚麼事情:我們在容器中注入水,髒東西會溶解到水中形成水溶液;接著我們把水倒掉,此時雖然大部分的東西都進入了下水道,但仍有一部分的水溶液留在容器中,他們或許存在杯壁上(例如洗過後的杯子放置一陣子底部會累積杯壁上受重力吸引而滑落的水),或是洗衣服時殘留在衣服中怎樣也扭不乾,而這些水溶液就是我們無法洗淨東西的原因。

那到底要怎樣洗東西才會清潔溜溜又省水、省時間,有效率到讓 CP 值破表呢?

1.洗衣服要沖幾次水才會乾淨?-單次清洗的水量固定時,沖洗次數和殘留的關係

先來考慮洗衣服的情況。洗衣服時會先放入洗衣精洗淨衣物,接著再注入水把洗衣精沖掉。我們是否有時候會擔心洗衣精殘留呢?到底沖洗一次和兩次和三次殘留洗衣精的量的差別是什麼呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

首先,先帶入一些變量:

  • x:倒入的洗衣精的重量(克)
  • W:裝滿洗衣機的水溶液的體積(公升)
  • L:排水以後還殘餘的水溶液的體積(公升)

可以計算,洗過一次以後,剩餘的洗衣精的量是螢幕截圖 2015-05-17 23.04.12克。因為在此問題中,螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35為一個常數,因此我們帶入一個常數C=螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35。則我們可以計算重複加水再排水這個步驟三次,殘餘的洗衣精的重量為xC3。因此,在洗滌n次之後,殘留洗衣精的關係式為:

殘留洗衣精  2015-05-18_154139      (1)

結論:殘餘的洗衣精會隨著清洗次數指數下降,假如C是0.1,那洗一次殘存10%,洗兩次殘存1%,洗三次殘存0.1%,以此類推。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2.手滑加了太多清潔劑怎麼辦?-固定的清洗過程,加入的清潔劑重量和殘留的關係

有的時候我們會不小心手滑加太多洗衣精,或是因為衣服比較髒而加入較多的洗衣精。這時候你可能會想,那之後會不會殘留大量的洗衣精而影響健康呢?

我們可以再次使用方程式(1)來了解這個問題。在這次的問題中,因為是固定清洗過程,所以洗衣機的水體積固定,排水後殘留在洗衣機和衣服中的水溶液體積固定,清洗次數也固定,因此,在方程式(1)後面的C為常數,殘留的洗衣精重量也就取決於一開始加入的洗衣精重量x。這意思是說,假設我們不小心手殘倒了兩倍的洗衣精進洗衣機裡,事實上最後衣服上殘留的洗衣精的量也只是正常沒有手殘的兩倍,似乎,好像也不用太擔心呢(?)

結論:殘留的洗衣精的量直接正比於一開始倒入洗衣機的重量

15871136194_ff25c47882_z
source:Apionid

 

3.碗要怎麼洗會比較乾淨?-總水量固定時,清洗次數和殘留的關係

接著讓我們看看如何洗碗。想像有時候我們想要節省水,譬如出外露營,攜帶的水有限;又或是想節省時間,像是,一邊洗碗一邊發現電視中球賽快要開始了。這時我們就會想知道最有效率的洗碗法,可以洗得快又乾淨!因此,這邊想討論:在固定水量(假若水龍頭水流量固定,亦為固定時間)的情況下,哪一種方式洗滌會洗的最乾淨;是一次把水用完呢,還是分兩次但是每一次只有一半的水,或是分四次?是否有一個”魔法數字”可以得到最佳的洗滌效果呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

推導過程如下:同樣令髒東西一開始有x克,我們可以使用的總水量是W公升,在分n次洗滌的情況下,每次倒入2015-05-18_152857公升的水清洗器具後倒掉,進行n次,而每次倒掉之後殘餘的水溶液為L公升。我們先來看幾個例子;若是我們一次用完全部的水量W,則殘留髒東西的重量為螢幕截圖 2015-05-17 23.04.12;若是兩次用完,每次使用水量為2015-05-18_153532,則為2015-05-18_153642。因此,我們可以寫下殘留的髒東西的量為:

殘留髒東西  2015-05-18_153844      (2)(註1)

其中和上面一樣,為固定的值螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35,我們把它令成常數C。我們想要知道的就是,甚麼樣的n可以讓y有最小值,但是這個方程式是個有點複雜的方程式,因此我們嘗試使用數值解(註2),也就是畫出y和n的關係式,使用肉眼來找出y的最小值。下圖是數個不同的C的值y隨著n的變化情況:

2015-05-18_155219

在這邊我只畫出合理的n的範圍(應該不會有人想要重複洗一個東西洗超過10次吧?),可以發現不同的C值會有不同的趨勢。當C=1%時,只要持續增加n就可以大幅降低殘留的比例,C=5%也是;然而當C=20%或是更高時,就會在1~3之間出現最小值。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

結論:如果洗一些殘留溶液不會很大的東西,例如說磁器杯、碗,這種表面光滑的東西時,必須要分越多次洗越乾淨;而當洗一些殘留溶液較大的東西,譬如說衣物、地毯…等等會吸水的東西時,則可以考慮分較少次數洗。

從這個結論我們也可以知道,有時候清洗可樂空瓶(2L空瓶)時,我們裝了半滿的水就會懶惰的蓋起瓶蓋搖晃,然後再裝半滿水再搖晃,其實是比裝滿水以後倒掉來的有效率的做法。

故事說到這邊,或許有些眼尖的讀者可以發現一個bug!那就是,無論加入多少溶質(清潔劑、髒污),水都可以瞬間把他們全部溶解,沒有溶解的上限,也沒有溶解速率的問題。沒錯,為了讓問題比較好處理,我們假設所有的溶質是完全可溶,而且是在飽和溶解度以下的情況。但是在上面的推導中可以看到當我們分多次清洗,水的量變少時,例如說只裝20mL的水進入,或許x公克的髒東西就不能完全溶解。

另外一個問題是:上面考慮的是平衡的情況,也就是我們想像當加入足夠多的水時,溶質會立刻被水溶解,但是真實情況是,水加進去不一定會一瞬間就把溶質溶解,就好像喝咖啡加糖,一開始糖也溶不開,洗碗也會遇到這種非平衡的情況(而且我們不會等到他全部溶解,太浪費時間)。在此情況下,就會變得較為複雜而難以使用理論來研究(請看註3初步的理論),此時,就必須倚賴各位的觀察來決定清洗次數囉!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 註1:這個方程式成立的條件為:被清洗的容器容量要大於2015-05-18_152857,否則我們就無法把這麼多的水裝進容器中,而也就無法用這種方式清洗了
  • 註2: 事實上我們可以將y微分,解 2015-05-18_155842=0,並且確認找到的極值為最小值,即可”解析解”這個問題;也就是解 2015-05-18_155842=[ln(nC)+1](nC)n=0
  • 註3:如果沖水一次溶解溶質的量是溶質總質量以及沖水的量的函數F(x,t),也就是假如在某一次沖水前溶質的量為x,而我們沖水沖了t時間,則最後被水帶走的溶質質量為F(x,t)*C(C為L/W,與內文相同)。在這種情況下,假若剛開始髒東西為m克,每次沖水的時間T,第一次清洗後帶走的髒東西量是:C*F(m,T),殘留1-C*F(m,T),第二次為:F(1-C*F(m,T),T),殘留1-F(1-C*F(m,T),T),以此類推,為一遞迴函數。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
黃誠熙(Sky Huang)
5 篇文章 ・ 0 位粉絲
黃誠熙(Sky Huang), 目前為UCLA博士候選人。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
LDL-C 正常仍中風?揭開心血管疾病的隱形殺手 L5
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/06/20 ・3659字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作,泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通,多數人會想到都市裡的壅塞車潮,但真正致命的「塞車」,其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機,主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白( Low-Density Lipoprotein,簡稱 LDL )。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色,但當 LDL 顆粒數量失控,卻會開始在血管壁上「違規堆積」,讓「生命幹道」的血管日益狹窄,進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象:即使 LDL 數值「看起來很漂亮」,心血管疾病卻依然找上門來!這究竟是怎麼一回事?沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用?

膽固醇的「好壞」之分:一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好?答案是否定的。事實上,我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(High-Density Lipoprotein,簡稱 HDL)和低密度脂蛋白( LDL )。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」,負責將壞膽固醇( LDL )運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少,清不過來,垃圾便會堆積如山,最終導致血管堵塞,甚至引發心臟病或中風。

我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)/ 圖片來源:shutterstock

因此,過去數十年來,醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL,女性則需更高,達到 50 mg/dL( mg/dL 是健檢報告上的標準單位,代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數)。女性的標準較嚴格,是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降,需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地,LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下,以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字,實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼,為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪,會透過血液運送到全身,這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」,主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式,而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這些血脂對身體運作至關重要,本身並非有害物質。然而,由於脂質是油溶性的,無法直接在血液裡自由流動。因此,在血管或淋巴管裡,脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合,變成可以親近水的「脂蛋白」,才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠,製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中,低密度脂蛋白載運大量膽固醇,將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時,部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應,最終形成粥狀硬化斑塊,導致血管阻塞。因此,LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號,因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白(HDL) 則恰好相反。其組成近半為蛋白質,膽固醇比例較少,因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」,負責清除血管壁上多餘的膽固醇,並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此,HDL-C 被視為「好膽固醇」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。/ 圖片來源:shutterstock

過去數十年來,醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物,如史他汀類(Statins)以及近年發展的 PCSK9 抑制劑,其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而,科學家們在臨床上發現,儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好,甚至很低,卻仍舊發生中風或心肌梗塞!難道我們對膽固醇的認知,一開始就抓錯了重點?

傳統判讀失準?LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年,美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校(UCLA)進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間,全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據,並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現,在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中,竟有高達 72.1% 的人,其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」!即使對於已有心臟病史的患者,也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這項研究明確指出,依照當時的指引標準,絕大多數首次心臟病發作的患者,其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著,單純依賴 LDL-C 數值,並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式,可能就像只計算路上有多少貨車,卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣,沒辦法完全揪出真正的問題根源!因此,科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」,找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」:L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。他們發現,LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷,如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。發現 LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷。/ 圖片來源:shutterstock

早在 1979 年,已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術,像是用一個特殊的「電荷篩子」,依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡,成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少,相對溫和;而 L5 則帶有最多負電荷,電負性最強,最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年,陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中,分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實,在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中,L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣,不僅天生帶有超強負電性,還可能與其他不同的蛋白質結合,或經過「醣基化」修飾,就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質,使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時,它並非僅僅路過,而是會直接「搞破壞」:首先,L5 會直接損傷內皮細胞,讓細胞凋亡,甚至讓血管壁的通透性增加,如同在血管壁上鑿洞。接著,L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後,血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後,會堆積在血管壁上,逐漸形成硬化斑塊,使血管日益狹窄,這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂,可能引發急性血栓,直接堵死血管!若發生在供應心臟血液的冠狀動脈,就會造成心肌梗塞;若發生在腦部血管,則會導致腦中風。

L5:心血管風險評估新指標

現在,我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此,是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在,除了關注 LDL-C 的「總量」,我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」,即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念,從世界知名的德州心臟中心帶回台灣,並創辦了美商德州博藝社科技(HEART)。HEART 在台灣研發出嶄新科技,並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可,日本也正在申請中,希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說,如果您的 L5% 數值小於 2%,通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%,您就屬於高風險族群,建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時,務必提高警覺,這可能預示著心血管疾病即將發作,或已在悄悄進展中。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

對於已有心肌梗塞或中風病史的患者,定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外,糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群,以及長期吸菸者,L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代,無論是癌症還是心血管疾病的防治,都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標,而是進一步透過更精密的生物標記,例如特定的蛋白質或代謝物,來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值,或是對這項新興的健康指標感到好奇呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
1

文字

分享

0
0
1
過了這個數就超標啦!最大殘留容許量是怎麼來的?超標就會中毒嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2019/06/17 ・2609字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 465 ・五年級

  • 文/文詠萱

這個年頭,有時好好吃頓飯也是件不容易的事兒。

「今天有你最喜歡的香腸,吃飯吧!」兒子剛回家,把書包放好後來到客廳。爸爸從廚房端了最後一道菜出來,並將餐桌上的飯碗拿給兒子。

「好。」兒子一屁股坐下,拿起遙控器打開電視,直勾勾盯著電視,心不在焉地答著,雖然電視播著的是新聞。

爸爸見狀一邊夾了一大口茄子到自己的碗裡,一邊說道:「別顧著看電視,今天煮了茄子,多吃點。」

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這時電視主播換了一則新聞:「衛生局抽驗某超商蔬果,驗出 6 件蔬果農藥超量數百倍,全數下架……。」

兩個人面面相覷。

「……你沒看到剛剛那則新聞嗎?茄子有毒!你還要吃茄子。」兒子瞪了眼爸爸

「什麼叫有毒?它是說有農藥超標,這跟有毒完全兩回事!」爸爸索性再夾兩筷子到飯碗裡。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「有農藥這種化學物質,怎麼會沒有毒?」兒子還是一臉不可置信的樣子。

茄子茄子,吃還是不吃呢?圖/pixabay

化學物質無所不在,「劑量」才是決定毒性的關鍵

一般人常講這個東西是「化學的」,那個東西是「天然的」,化學物質這幾個字聽起來雖然有點可怕,但其實所有東西都是化學物質,差異只在於該物質是由天然來源取得,或者是由人工的方式合成製造,包含你喝的水、你呼的空氣、你正在吃的飯,都是化學物質!

當你認為水是安全、「沒有毒」的時候,其實也有人會因為喝過量的水而出現所謂「水中毒」的現象。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

一個化學物質到底對人有什麼影響,其實都和「劑量」有關。就像俗話說的「是藥三分毒」只要劑量超過人體可以處理的量,讓你不舒服或是有生命危險,就是中毒。一般我們常說的毒藥,其實就是它造成中毒的劑量很低。

再舉例來說,「鹽巴」也就是「氯化鈉」是調味必須要有的成份,但人人皆知,太多鹽巴不只太鹹難以入口,更還會變成對身體有危害,這就是劑量的概念。

要怎麼知道人吃多少化學物質會中毒?

既然我們知道劑量決定毒性,那要怎麼知道人吃多少會中毒呢?

除了藉由的過去經驗和資料評估化學物質的安全性,現在新研發的化學物質,還會透過做實驗、做研究,無論是食品添加物或農藥,各種生活中很常遇到的化學物質,科學家都是希望他們能夠好好運用,在不危害人體健康的前提下,提升人類生活的品質

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

化學物質的安全使用量主要是透過動物實驗,獲得『無明顯不良反應劑量(No-Observed-Adverse-Effect-Level, NOAEL)』,即是沒察覺到不良反應的最大劑量。透過試驗得到的無明顯不良反應劑量,再除上安全係數就是每日容許攝取量,而安全係數會考慮不同物種間的差異性、同物種的個體差異等因素來訂定數值,較常見的數值為一百。

而新聞上常說某種物質「超標XX倍」,難道不會超過每日容許攝取量嗎?其實新聞說的是超過「最大殘留容許量(Maximum Residue Limits, MRL)」,這個標準是針對非刻意添加的殘留物,如飼料、農藥等,設定一個執法標準。這個標準並不會超過就會讓人中毒、生病,而是法律規定若是超過這個值,供應商就會受罰,屬於行政規範。

最大殘留容許量的設定,會參考該物質每日容許攝取量、當地飲食習慣(例如食用的部位、食用的量等)、田間農藥測試及國際標準且還會將自然界中,例如水、空氣或其他來源中,原本就包含這些物質的風險扣除。因此,最大殘留容許量是遠低於每日容許攝取量。所以超標好幾倍不見得就是很危險、會中毒,那只代表在規範下,廠商將會受到懲罰。

政府制定的檢驗標準,為什麼不能一律比照國際標準?

由於各國的飲食習慣不同,規定最大殘留容許量的標準也會不一樣。像是台灣人以米食(水稻)為主,而歐美地區則是以小麥或馬鈴薯等作物為主食。因此在參考國民攝食量而訂定的最大殘留容許量標準亦會不同。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

由於飲食習慣不同,各國的最大殘留容許量標準也不同。圖/pxhere

那麼,前面還提到空氣和水中等環境中,本來可能就包含被檢測的物質含量,那新聞報導、食品廣告中有時候會提到「零檢出」,是不是表示檢查的人在偷懶?

事實上,使用「未檢出」這個詞來取代「零檢出」可能會比較妥當,因為檢測儀器與方式的敏感度不同,導致測量物質最低含量的偵測極限也有不同。很多可能以前驗不出來的物質,會沒有評估標準可以參考,消費者當然會希望所謂「有毒物質」檢測出來為零,但就像前面說的,「劑量」才是決定風險的因素之一。所以現行依據科學資料定明訂適合台灣的檢驗標準的作法,就是希望有效把關。檢驗結果若在法規容許範圍內,理論上是不會對健康造成影響的。

挑選經標章認證的食材,安心買菜吃菜

「哦!原來如此!」經過一連串的資訊轟炸,兒子筷子轉了圈,還是閃過了茄子。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過都說了這麼多,爸爸忍不住想把所有的一吐為快。

「但我一向主張,與其事後檢驗,不如事前好好把關。與其擔心吃到的蔬菜水果由農藥殘留,一開始就應該要買可靠的產品。」

「農藥我又看不到,這是要怎麼挑啊?」兒子馬上抱怨。

「看標章啊!現在許多優良農產品都有經過政府認證,甚至有 QR code 或者編號可以讓人追本溯源農產品的產地商家的食材,從前兩年起,台灣的營養午餐食材基本上都已使用『CAS有機農產品標章』、『CAS臺灣優良農產品標章』、『產銷履歷認證標章』,以及『台灣農產生產溯源QR Code』。你若是會擔心,人家標章認證都幫你作好好的,只要認識一下就可以安心買菜啦!」今天的菜大多兒子自個兒挑的,居然看個新聞就不想吃了,爸爸忍不住碎念了一下。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「是是是,下回買菜肯定認清楚。」不過吃個飯還被上了門化學課,兒子覺得今日有些心累。

「看到類似的新聞不要慌張、不要害怕,秉持科學家的精神,就能看清楚事情的樣貌。」爸爸終於拿起筷子開始吃飯了。

「好吃好吃!爸你快吃!」兒子夾了幾塊茄子,塞到爸爸碗裡。

本文由作物永續協會及泛科學合作企劃執行

  1. 怎麼決定多少「劑量」對人體有害?
  2. 真的能「零檢出」嗎?食品檢驗的四大迷思
  3. 重金屬、農藥「零檢出」,反而成為有機農業的絆腳石?
  4. 要求有害物質「零檢出」,為什麼這麼難?
  5. 化學殘留、疑似致癌物讓人心惶惶?劑量才是關鍵!

延伸閱讀:

化學物質這~麼多,要怎樣才可能成為合格的農藥呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

0

0
0

文字

分享

0
0
0
水、清潔劑、時間:洗東西要怎麼能省則省?
黃誠熙(Sky Huang)
・2015/05/20 ・2977字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

source:Sippanont Samchai
source:Sippanont Samchai

文/黃誠熙(Sky Huang),目前為UCLA材料系博士候選人

在生活中我們常常洗東西:洗碗、洗杯子、洗衣服…等等,可是怎麼洗東西才最有效率呢?讓我們先來想像一下洗東西的過程中發生了甚麼事情:我們在容器中注入水,髒東西會溶解到水中形成水溶液;接著我們把水倒掉,此時雖然大部分的東西都進入了下水道,但仍有一部分的水溶液留在容器中,他們或許存在杯壁上(例如洗過後的杯子放置一陣子底部會累積杯壁上受重力吸引而滑落的水),或是洗衣服時殘留在衣服中怎樣也扭不乾,而這些水溶液就是我們無法洗淨東西的原因。

那到底要怎樣洗東西才會清潔溜溜又省水、省時間,有效率到讓 CP 值破表呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

1.洗衣服要沖幾次水才會乾淨?-單次清洗的水量固定時,沖洗次數和殘留的關係

先來考慮洗衣服的情況。洗衣服時會先放入洗衣精洗淨衣物,接著再注入水把洗衣精沖掉。我們是否有時候會擔心洗衣精殘留呢?到底沖洗一次和兩次和三次殘留洗衣精的量的差別是什麼呢?

首先,先帶入一些變量:

  • x:倒入的洗衣精的重量(克)
  • W:裝滿洗衣機的水溶液的體積(公升)
  • L:排水以後還殘餘的水溶液的體積(公升)

可以計算,洗過一次以後,剩餘的洗衣精的量是螢幕截圖 2015-05-17 23.04.12克。因為在此問題中,螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35為一個常數,因此我們帶入一個常數C=螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35。則我們可以計算重複加水再排水這個步驟三次,殘餘的洗衣精的重量為xC3。因此,在洗滌n次之後,殘留洗衣精的關係式為:

殘留洗衣精  2015-05-18_154139      (1)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

結論:殘餘的洗衣精會隨著清洗次數指數下降,假如C是0.1,那洗一次殘存10%,洗兩次殘存1%,洗三次殘存0.1%,以此類推。

2.手滑加了太多清潔劑怎麼辦?-固定的清洗過程,加入的清潔劑重量和殘留的關係

有的時候我們會不小心手滑加太多洗衣精,或是因為衣服比較髒而加入較多的洗衣精。這時候你可能會想,那之後會不會殘留大量的洗衣精而影響健康呢?

我們可以再次使用方程式(1)來了解這個問題。在這次的問題中,因為是固定清洗過程,所以洗衣機的水體積固定,排水後殘留在洗衣機和衣服中的水溶液體積固定,清洗次數也固定,因此,在方程式(1)後面的C為常數,殘留的洗衣精重量也就取決於一開始加入的洗衣精重量x。這意思是說,假設我們不小心手殘倒了兩倍的洗衣精進洗衣機裡,事實上最後衣服上殘留的洗衣精的量也只是正常沒有手殘的兩倍,似乎,好像也不用太擔心呢(?)

結論:殘留的洗衣精的量直接正比於一開始倒入洗衣機的重量

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

15871136194_ff25c47882_z
source:Apionid

 

3.碗要怎麼洗會比較乾淨?-總水量固定時,清洗次數和殘留的關係

接著讓我們看看如何洗碗。想像有時候我們想要節省水,譬如出外露營,攜帶的水有限;又或是想節省時間,像是,一邊洗碗一邊發現電視中球賽快要開始了。這時我們就會想知道最有效率的洗碗法,可以洗得快又乾淨!因此,這邊想討論:在固定水量(假若水龍頭水流量固定,亦為固定時間)的情況下,哪一種方式洗滌會洗的最乾淨;是一次把水用完呢,還是分兩次但是每一次只有一半的水,或是分四次?是否有一個”魔法數字”可以得到最佳的洗滌效果呢?

推導過程如下:同樣令髒東西一開始有x克,我們可以使用的總水量是W公升,在分n次洗滌的情況下,每次倒入2015-05-18_152857公升的水清洗器具後倒掉,進行n次,而每次倒掉之後殘餘的水溶液為L公升。我們先來看幾個例子;若是我們一次用完全部的水量W,則殘留髒東西的重量為螢幕截圖 2015-05-17 23.04.12;若是兩次用完,每次使用水量為2015-05-18_153532,則為2015-05-18_153642。因此,我們可以寫下殘留的髒東西的量為:

殘留髒東西  2015-05-18_153844      (2)(註1)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

其中和上面一樣,為固定的值螢幕截圖 2015-05-18 03.07.35,我們把它令成常數C。我們想要知道的就是,甚麼樣的n可以讓y有最小值,但是這個方程式是個有點複雜的方程式,因此我們嘗試使用數值解(註2),也就是畫出y和n的關係式,使用肉眼來找出y的最小值。下圖是數個不同的C的值y隨著n的變化情況:

2015-05-18_155219

在這邊我只畫出合理的n的範圍(應該不會有人想要重複洗一個東西洗超過10次吧?),可以發現不同的C值會有不同的趨勢。當C=1%時,只要持續增加n就可以大幅降低殘留的比例,C=5%也是;然而當C=20%或是更高時,就會在1~3之間出現最小值。

結論:如果洗一些殘留溶液不會很大的東西,例如說磁器杯、碗,這種表面光滑的東西時,必須要分越多次洗越乾淨;而當洗一些殘留溶液較大的東西,譬如說衣物、地毯…等等會吸水的東西時,則可以考慮分較少次數洗。

從這個結論我們也可以知道,有時候清洗可樂空瓶(2L空瓶)時,我們裝了半滿的水就會懶惰的蓋起瓶蓋搖晃,然後再裝半滿水再搖晃,其實是比裝滿水以後倒掉來的有效率的做法。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

故事說到這邊,或許有些眼尖的讀者可以發現一個bug!那就是,無論加入多少溶質(清潔劑、髒污),水都可以瞬間把他們全部溶解,沒有溶解的上限,也沒有溶解速率的問題。沒錯,為了讓問題比較好處理,我們假設所有的溶質是完全可溶,而且是在飽和溶解度以下的情況。但是在上面的推導中可以看到當我們分多次清洗,水的量變少時,例如說只裝20mL的水進入,或許x公克的髒東西就不能完全溶解。

另外一個問題是:上面考慮的是平衡的情況,也就是我們想像當加入足夠多的水時,溶質會立刻被水溶解,但是真實情況是,水加進去不一定會一瞬間就把溶質溶解,就好像喝咖啡加糖,一開始糖也溶不開,洗碗也會遇到這種非平衡的情況(而且我們不會等到他全部溶解,太浪費時間)。在此情況下,就會變得較為複雜而難以使用理論來研究(請看註3初步的理論),此時,就必須倚賴各位的觀察來決定清洗次數囉!

  • 註1:這個方程式成立的條件為:被清洗的容器容量要大於2015-05-18_152857,否則我們就無法把這麼多的水裝進容器中,而也就無法用這種方式清洗了
  • 註2: 事實上我們可以將y微分,解 2015-05-18_155842=0,並且確認找到的極值為最小值,即可”解析解”這個問題;也就是解 2015-05-18_155842=[ln(nC)+1](nC)n=0
  • 註3:如果沖水一次溶解溶質的量是溶質總質量以及沖水的量的函數F(x,t),也就是假如在某一次沖水前溶質的量為x,而我們沖水沖了t時間,則最後被水帶走的溶質質量為F(x,t)*C(C為L/W,與內文相同)。在這種情況下,假若剛開始髒東西為m克,每次沖水的時間T,第一次清洗後帶走的髒東西量是:C*F(m,T),殘留1-C*F(m,T),第二次為:F(1-C*F(m,T),T),殘留1-F(1-C*F(m,T),T),以此類推,為一遞迴函數。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
黃誠熙(Sky Huang)
5 篇文章 ・ 0 位粉絲
黃誠熙(Sky Huang), 目前為UCLA博士候選人。