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證據會說話:鑑識科學大剖析

探索頻道雜誌_96
・2015/08/03 ・5480字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

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撰文:丹尼爾.賽弗特(Daniel Seifert)

最駭人的凶殺案發生時,如何逮到凶手?有時候,單純聞聞屍體或觀察蠅蛆就能伸張正義。跟著《Discovery探索頻道雜誌》深入鑑識科學的領域,檢視線索並思考罪犯如何掩蓋行跡。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年07月號第30期,全見版請點擊放大。

一把把彎刀在豔陽四射的高溫下閃耀著。71把鋒利的割稻鐮刀像士兵一般一字排開,這些刀具為71位農夫所有,其中一人砍死了一位同村村民,死者倒臥血泊之中。問題來了:如何找出邪惡的凶手?在沒有目擊證人的情況下,又如何從這71把刀中找出殺人凶器?說不定根本找不出來,因為凶器上的血跡已經被偷偷擦掉了;不過,地方官宋慈知道如何抓出真兇。他靜靜地等待。

71名嫌犯滿身大汗地站著,全都不發一語但個個焦躁不安;烈日下,鐮刀刀面閃耀,接著,微弱的嗡嗡聲出現,聲音愈來愈大,蒼蠅開始往其中一把刀聚集。宋慈笑著指向那把鐮刀的主人:凶手已然現身。金屬刀身上看不見的血跡吸引了饑餓的蒼蠅蜂湧而至,洩露了真相,痛下毒手的農夫終於坦承犯案。

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時值西元1235年,中國一處僻靜之地揭開了犯罪史新頁,除了這個故事,宋慈也記錄了許多其他案例,催生了史上第一本鑑識教科書;宋慈就將此書命名為《洗冤集錄》。

屍體會說話

接下來的八個世紀,鑑識學有了長足進展,但仍沿用部分方法,舉例來說,宋慈的昆蟲助手目前依然是謀殺案的破案好幫手,這就是法醫昆蟲學,但可不是光鮮亮麗的學科。蒼蠅需要產卵的地方,腐爛的人類屍體溫暖又黏稠,正是絕佳所在,這是害蟲防治公司奧瑞金(Origin)的執行長卡爾.拜波提斯塔(Carl Baptista)與本刊分享的知識,他自稱蛆蟲達人(Maggot Man)。

拜波提斯塔笑道:「假設我明天死在這裡,沒人移走我的屍體,我開始腐爛,第一天就會有蒼蠅出現。」隨著這尊假想的屍體繼續腐爛,形形色色的昆蟲將在屍體下蛋,拜波提斯塔接著說:「達爾文說,如果兩種物種須在同一個區域競爭,強者將會留下。」

正因如此,鑑識人員才能估算死亡時間——當然無法精確到幾小時,但至少可以知道天數。拜波提斯塔解釋:「估算方法是根據屍體上有哪些昆蟲,以及昆蟲變態(metamorphosis)進行到哪個階段而定。」接著,拜波提斯塔更仔細說明,有些昆蟲只吃壞死的組織,所以會先吐出液化酵素,將組織液化後才開始大飽口福。

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來自舊金山的法醫病理學家茱蒂‧梅麗奈克博士(Dr Judy Melinek)與米歇爾(T.J. Mitchell)合著的作品《告訴我,你是怎麼死的》榮登紐約時報暢銷書。知道梅麗奈克用哪些工具檢驗屍體後,你看待湯勺的態度將從此不同。

梅麗奈克與本刊分享:「數百年來,解剖病理學的應用並沒太大改變,」她使用的許多工具在一般人的廚房裡都找得到。「我用一把大的主廚刀切開肝臟,片魚刀用來劃開心臟,然後用湯勺將體腔中的液體舀出來。」還有,她也「借助園藝用的高枝剪剪開肋骨,就是那種用來修剪枝葉的長柄剪刀,剪開胸腔後再來處理肺和心臟。」

這工作聽起來不適合膽小的人,此外,驗屍也是體力活;當一天的工作結束,梅麗奈克脫去厚重的塑膠圍裙、護目鏡和泰維克(Tyvek)製造的全身式防護衣,常常已滿身大汗、疲憊不堪。梅麗奈克嚴肅地說:「屍體的重量真的死沉沉。」要好幾個人才有辦法將沉甸甸的屍體搬上搬下推床;「我第一次去犯罪現場時,一位調查員告訴我:『一切就交給地心引力』。」你知道什麼事也很累嗎?小心翼翼地將滑溜溜的器官一個個摘除;梅麗奈克說,尤其是器官異常腫大時更累,而隨著肥胖人口比例激增,看到器官異常腫大案例的機會也愈加頻繁。

梅麗奈克判定死因的方式也出乎意料地原始,《告訴我,你是怎麼死的》一書探討如何運用感覺與聲音;她本人也證實,接受醫學訓練時,不能忽略任何一種感官,因為所有感官知覺都有助法醫判斷。首先,要直接觀察屍體,評估其外形輪廓、顏色、形狀,並搜尋瘀傷或創傷的痕跡,或運用聽力「傾聽斷掉的骨頭喀喀作響的聲音」;如果發現劈砍的傷口,要用手觸摸感覺傷口是否呈現不規則斷面。就連味道也能將死者的一生透露得一清二楚;「聞聞屍體的味道,可以知道死者是否罹患糖尿病,糖尿病病患會散發甜甜的氣味,」梅麗奈克說,「肝衰竭聞起來有霉味,酒精中毒的話,屍體內部聞起來像釀酒廠。」

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此外還有「第六感」,梅麗奈克表示,這大概是法醫最重要的特質;第六感就是直覺,如果蒐集到的案情與屍體提供的證據不符,厲害的法醫腦中就會警鈴大作。

等會兒再回來談屍體如何提供各種線索,現在要先認識一下許多人口中的鑑識科學之父。

無處可躲

愛德華‧羅卡(Edward Locard)1910年設立全球第一間警局實驗室,直到1966年逝世前始終是各界公認的法國版福爾摩斯;這個稱號確實名符其實,世界各地成千上萬的調查員至今仍努力實踐羅卡的箴言:「凡接觸必留下痕跡。」知名鑑識科學家保羅‧科克(Paul L. Kirk)對羅卡原理做的闡釋值得一看:

「(罪犯)每踏出一步,摸過或留下任何東西,就算是下意識的行為,也將成為對其不利的無聲證人;除了指紋或足跡,罪犯的毛髮、衣物纖維、打破的玻璃、殘留的工具痕跡、顏料上的刮痕、留下或搜集的血液或精液,以及其他許多痕跡都將構成對其不利的證據。這些證據永遠不會遺忘犯罪事實,不會因當下情況混亂而混淆,也不會因為缺少目擊證人就不存在。這是事實證據,物證不會出錯,不會作偽證,也不可能完全不存在,只有當人類未能找到、研究並了解物證時,物證的價值才會降低。」

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由科克的話可以看出,執法者有許多方法可以逮到嫌犯,我們提過法醫昆蟲學,亦即利用昆蟲確認死亡時間,另外還有研究體液的法醫血清學,透過研究花粉與孢子判定死者到過何處的法醫孢粉學,研究毒物的法醫毒物學,專攻手寫筆跡的法醫筆跡學,以及透過牙齒一窺究竟的法醫牙科學。牙齒從年輕的時候就會開始吸收環境中的鉛,世界各地蘊含的鉛同位素含量都不一樣,科學家可由此概略推斷死者來自何處。

羅卡年輕的時候,甚至還有法醫視網膜影像學,使用這種技術的人相信,如果對著屍體的眼睛照相,可以捕捉到死者生前看到的最後一幅影像,令人毛骨悚然。理想的情況下,該幅影像應該會呈現凶手的樣貌;倫敦有位警察還記得這項技術曾用於開膛手傑克的其中一名被害人瑪莉‧珍‧凱莉(Mary Jane Kelly)身上。視網膜影像學聽起來像是偽科學,但至今還是有人從事相關研究。

英國科學家最近進行了活體實驗,透過近距離拍攝眼睛,精確捕捉到受試者注視的影像;研究者指出,從受試者眼中捕捉到的臉部影像,大小為受試者臉部的三萬分之一,即便在某些實驗中受試者不認得「罪犯」的臉,辨識凶手的正確率仍高達71%。

科學家表示,擄人或孩童綁架等案件中,歹徒會幫被害人拍照,這些相片中反射的影像將能幫助警方辨認出歹徒,科學家也警告:「除了身處何處或與誰同行,影像中的眼睛可能會透露出更多的資訊。」一頭栽入未來世代的鑑識技術前,我們先看看一百多年來協助逮捕罪犯的證據:指紋。科學家到現在都還不確定我們為什麼有指紋,有些人說指紋讓我們抓東西抓得更穩,有些人卻不同意。只要碰過某樣東西,就會留下個人的蛛絲馬跡,我們會留下指紋是因為皮膚上有皮脂腺分泌的油質,而油質會與汗腺分泌的體液混合並留下指紋。兩個人留下的指紋完全吻合的機率只有640億分之1,所以指紋在鑑識科學中極富價值,但可惜的是,犯罪現場十個指紋中大概僅一個清楚到能成為證據。

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幸好現在各界正不斷開發新技術以採集更多指紋,約翰‧龐德(John Bond)就是其中一人;龐德是萊斯特大學的榮譽院士,同時也是英國北安普敦郡警局的科學支援部主管。龐德開發出一種技術,在子彈射出後還能從彈殼上取得指紋;他寫道:「擦拭彈殼或用熱肥皂水清洗都沒有用,」並不影響指紋辨識。指紋採集的流程是先將槍枝或子彈等金屬裹上一層導電粉再通電。

即便罪犯聰明地洗掉自己的指紋,手指碰觸金屬時還是會造成些微腐蝕,腐蝕處就會吸引導電粉;龐德寫道:「就算高溫使一般的線索蒸發掉了,警方還是可以證明誰曾經使用過某把特定的槍」。如果從頭到尾都帶著手套怎麼辦?你一開槍,子彈擊發後的射擊殘跡(簡稱GSR)就會留在毛細孔與衣物上,這些物證就能證明你與那把槍有關。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年07月號第30期,全見版請點擊放大。

掩蓋證據

事實上,如果試圖掩蓋痕跡,可能會因此留下更多線索。舉個好懂的例子,有個以色列的竊賊想要簡單破門行竊,他自以為聰明地脫掉鞋襪,把襪子套在手上,心想這樣一來就不會留下指紋,沒錯吧?結果警察卻注意到別的線索:赤腳的竊賊依稀留下了足以將其定罪的足跡。這個經驗老道的小偷沒想到,足跡、掌紋跟指紋一樣,每個人都是獨一無二的。

執法機關表示,越來越多罪犯會掩蓋自己留下的痕跡,這可說是《CSI犯罪現場》這類熱門犯罪影集造成的。漂白水會破壞DNA,所以現在犯罪現場常發現漂白水被兇手用來掩蓋蹤跡;此外,罪犯不但常戴手套,也學會用膠帶封住信封,而不再像以前那樣用舌頭舔封口而留下大量的DNA證據。

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新加坡鑑識專家團隊的資深顧問鑑識科學家林貞貞坦承,「罪犯的確多少會學習,然後試著掩蓋痕跡,」但不可能掩蓋一切;林貞貞與本刊分享道,「有時當你試圖掩蓋蹤跡,反而會在無意間留下其他的證據,」她微笑說道,這就是羅卡的交換原理。林貞貞的同事鄭明龔博士(Dr Michael Tay Ming Kiong,音譯)也相當贊同,還舉了新加坡當地一宗駭人案件「碎屍案」(The Body Parts Case)為例,該案中的犯案男子便將愛人剁成碎塊。

「將屍體剁成碎塊之後,他用報紙和塑膠袋將屍塊包起來,再用腳踏車載往棄屍地點。」從多處棄屍地點與犯罪現場找到的微量跡證幫助鑑識科學家指出嫌犯與案件的關聯,並且重建了可能的事件先後順序。

「警察來到他家,雖然他曾試圖清理,但現場殘留許多證據,」林貞貞補充,「現場還有掩蓋的跡象,這對嫌犯來說更糟,因為這樣他就不能說:『喔,我不知道發生了什麼事。』」

這群亞洲鑑識專家執業數十年來,見證了科技如何變得更輕巧且易於攜帶,這代表鑑識人員可以現場檢驗證據,並且快速將調查線索與情資傳給調查員;工具也變得更加精密準確,可以採集或檢驗極微量的DNA、可燃液體、不知名化學物質或其他遺留在現場的物品。林貞貞最喜歡的鑑識小知識是什麼呢?一丁點大的車用顏料就足以回溯找到車子的品牌與車型。

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林貞貞的同事謝寶玲(Chia Poh Ling,音譯)表示,小到細胞層級的精準度也有其問題,誤判陽性反應就是一例;「在我們的環境中,許多物品都以石油產品製成,」日常生活中會使用到的東西幾乎都是如此,諸如地毯、維他命膠囊、塑膠、光碟與義肢,所以如果能測出微量的石油,很可能只是其他物質的干擾,而不是發現了具備殺傷力的汽油彈等物品。謝寶玲說:「之前有個案子,我們在一件衣服上偵測出非常微量的石油,」就連某些人造纖維也可能有些微的石油含量,「所以,如果在某個地方發現炸藥,而該處先前曾是戰地,那炸藥是戰爭留下的?或是某個恐怖組織最近留下的?」

不過,科技仍會不斷進步。梅麗奈克博士表示:「最新的個人DNA鑑定技術能幫助我們找出正確的嫌犯,」她接著提醒,「但這只是個有效的工具,也就是達成目標的方法之一。」

「DNA鑑定並不能取代嚴謹的警方工作與驗屍程序;如果沒有經由正確的方法蒐集、記錄,DNA鑑定的結果也無法成為呈堂證供。此外,如果鑑定指出的對象本來就會留下DNA,例如配偶或家中成員,那也證明不了什麼,不代表那個人就是兇手。」林貞貞說,到頭來科技其實對檢方與被告都有幫助。

就以偽造為例:這些鑑識專家曾經檢視過真的與假的勃起障礙藥物的包裝。拜高科技印刷工具所賜,現在愈來愈難以肉眼區分真假,有時候「假藥的包裝其實印得還更清楚。」

就算沒有科技幫助,還是會受到CSI效應的影響;此效應取自2000年首播的電視影集,還衍生出一堆外傳與模仿劇集。CSI影集中的主角不是嚴肅沉悶的科學家或探員,而是年輕時髦又精通科技的科學家,利用狡猾但粗心的凶手遺留在犯案現場的毛髮或血漬破案。

影集大受歡迎的結果導致陪審團現在每每希望檢方能提出DNA證據,若缺少DNA證據,陪審團判決有罪的機率就較低。一項2008年的研究顯示,69%的美國法官認為陪審員對鑑識證據的期待不切實際,有些案件的罪犯甚至因此無罪釋放。

就算提出的鑑識證據毫無破綻,到最後,定罪與否還是掌握在人類的手中,這也就牽涉到心理學了。2011年一項研究顯示,法官吃過午餐之後,比較容易讓犯人假釋出獄;在實驗室數百個小時的努力,求的是罪犯終生監禁,難道最後就因為法官在判決前吃了大麥克而功虧一簣嗎?研究發現結果就是如此。其他研究則顯示,外貌姣好的被告比相貌平庸者更容易獲判無罪。

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本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年07月號第30期,全見版請點擊放大。

不過是凡人而已

我們和鑑識專家的談天以大哉問收尾:我們愈來愈了解各種證據,會不會有一天再也沒有凶殺案件?當哪天連被害人的眼球都能做為證據,罪犯會不會認為自己無論如何都無法逃過法網?鄭明龔的答案是肯定的,嗯……其實是部份肯定,「我想,不管鑑識科學如何進步、逮住凶手的準確率有多高,還是有人會衝動犯案;在沖昏頭的當下,就算知道這是錯的,甚至可能因此被判死刑,有些人還是會照做不誤。」

這是人類本性令人灰心的一面,也帶出了我們的最後一個問題:多年來沉浸在證明人類惡行的可怕證據之中,對人類有沒有什麼新的體悟?謝寶玲稍稍停頓之後,給了我們九個字的回答:「任何人都可能會殺人。」顯然,八百年多前,中國古代的調查員宋慈盯著那些農民與成堆的割稻鐮刀時,心中所想也是如此。

本文出自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年07月號第30期

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E10 低碳汽油:台灣減碳新契機,為何我們應該接受?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/01/17 ・3468字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與美國穀物協會合作,泛科學企劃執行。

台灣將在 2040 年禁售燃油車。但別急,現在路上開的舊有車款不會馬上報廢消失,因為舊有的車輛會繼續開到年限結束。根據計算,當禁售燃油車的那一天來臨時,還有大約 60% 的車輛是燃油車。這時,在多數交通工具還是燃油的情況下,美國、歐盟等國已經開始使用酒精燃料來減少碳排放,那麼,台灣也能做到嗎?

你聽過 E3、E10 汽油嗎?

這是指在汽油中加入酒精,E3 代表有 3% 的汽油被酒精取代,而 E10 則是 10% 的汽油換成酒精。酒精是一種抗爆震性能更好的燃料,且比化石燃料更環保,因為它可以來自生質燃料,碳排放也較低。即便算上運輸和加工的碳足跡,用玉米製造的乙醇仍比傳統汽油的碳排放低了 43%。其實,在美國、歐洲、澳洲等地,E10 或更高比例的酒精汽油早已廣泛使用,這在我們之前的影片中也有提過。

現在,台灣有 14 間加油站可以加到 E3 汽油,而中油也正積極促使相關部門開放 E10 汽油的銷售。

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不過,在推動這項改變之前,仍有許多民眾對酒精汽油有疑慮。大家最關心的問題是,把不是汽油的燃料放到引擎中,到底會不會對車輛引擎造成不良影響?例如會不會影響引擎運行,甚至影響里程數?
其實,換燃料確實會對引擎有影響,因為不同燃料燃燒後所產生的能量與副產物都不一樣。但別擔心,根據我們之前的討論,2011 年以後生產的所有汽車,還有大部分 1990 年代後期生產的汽機車,都能直接相容 E10 汽油。換句話說,除了少數舊車或特殊車型,約 95% 的汽機車都不需要擔心這個相容性問題。

2011 年以後生產的所有汽車,還有大部分 1990 年代後期生產的汽機車,都能直接相容 E10 汽油。圖 / 美國穀物協會提供

E10 汽油在效能上的表現,會不會受到影響?

學過化學的人都知道,燃燒其實是一種氧化反應,可以用化學式表達。也就是只要汽缸的大小是固定的,就能算出空氣中能參與氧化反應的氧氣分子有多少,進而推算出每次汽缸燃燒時,應該搭配多少的燃料。

當引擎運作時,汽缸內的氧氣分子會與燃料反應,產生動力。為了最佳化效能,引擎的噴油嘴會精準控制每次的進油量,確保空氣和燃料的比例,稱為「空燃比」。接著調整噴油嘴的設定,讓出油量符合我們的需求。

每當空氣成分改變,燃料量或燃料的種類更換時,空燃比就會產生變化。在燃料相對空氣來說比較多時,我們通常稱為「富油」;相反的,如果燃料相比空氣來的少,就稱為「貧油」。如果我們把汽油換成百分之百的酒精,因為酒精每單位體積所需要的氧氣比較少,而且熱值比較低,因此會產生貧油現象,推力感受起來自然也會比較低。

要解決這個問題,方法其實不難,只要增加燃料量即可。而巴西早已證明,使用 E100 汽油是可行的。巴西近 50 年來推動 E85、E100 燃料車輛,並展示了彈性燃料引擎的優勢。

而巴西早已證明,使用 E100 汽油是可行的。巴西近 50 年來推動 E85、E100 燃料車輛,並展示了彈性燃料引擎的優勢。圖/美國穀物協會

這類交通工具被稱為彈性燃料引擎,顧名思義,能很彈性的使用汽油、E100 酒精汽油、或是任何比例的甲醇、乙醇、汽油的混合物。彈性燃料引擎跟一般引擎最大的差別,就是內建了「燃料成分感測器」。能透過判斷燃料的種類與比例,調整噴油嘴的出油量設定以及點火正時,讓引擎的輸出動力維持在最佳狀態,確保引擎效能不受影響。

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所謂的點火正時,指的是火星塞點火的時機。不同的燃料,化學反應的速度與膨脹的體積不同,當然會對應不同的點火時機。

但是 E100 其實也不是純酒精?

大家都知道,蒸餾酒需要經過多次反覆蒸餾,為什麼不能只蒸餾一次就好呢?原因在於,酒精與水的沸點雖然不同,但它們不完全互斥,會產生交互作用。在蒸餾過程中,即使酒精的沸點較低,水仍然會在加熱的過程中,隨著酒精部分蒸發進入容器中。

事實上,當酒精濃度達到 95.63% 時,不論再怎麼蒸餾,濃度也不會再上升。這是因為當酒精濃度接近這個比例時,酒精與水的沸點非常接近,這種現象稱為「共沸」,意思是酒精和水的混合物會一起沸騰,無法再進一步蒸餾分離。

共沸現象的結果,就是為什麼市面上銷售的藥用酒精,濃度最高都是 95%,而非 100%。因為更高濃度就必須使用脫水劑等方式處理,成本會提高,或是因為有添加物而不符合藥用標準。所以當然,E100 汽油裡面,實際上使用的也是濃度 95% 的酒精,而不是 100%。

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E100 汽油裡面,實際上使用的也是濃度 95% 的酒精,而不是 100%。 圖 / 美國穀物協會提供

解決迷思:酒精汽油是否容易因吸收水分,而產生油水分離?

事實上,酒精和水是高度互溶的,這使得高比例的酒精在汽油中有更高的水分耐受性。簡單來說,進入油箱的水氣,會溶在酒精汽油中而不會產生油水分離。

根據美國國家可再生能源實驗室的研究,即使在高溫高濕的極端環境下,E10 酒精汽油也需要經過三個月才會出現明顯的油水分離。而三個月也是一般汽油建議最長的保存時間,因為汽油放太久就會氧化。

也就是說,酒精與水混和物的特性,不是把酒精和水的相加除以二那麼簡單,它們的交互作用更加複雜。

一篇刊登在《國際能源研究期刊》的研究指出,在可變壓縮比引擎中的實驗結果,加入酒精後,引擎的功率會逐漸升高,在 E10 酒精時為最佳比例效果。

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當然,實際情況和實驗室當然不能直接類比。大多數汽車和機車並未專門為酒精汽油做調整,那這樣會有多大影響呢?根據英國政府的官方結論,直接使用 E10 汽油與一般汽油相比,每公升的里程數大約會降低 1%,但在日常駕駛中,這個差異幾乎不會被察覺。實際上,載貨量和駕駛習慣對油耗的影響,遠遠大於是否使用 E10 汽油的影響。

更好的一點是,酒精其實是一種常見的工業用品,以每美國為例,在過去一年中,酒精的離岸價格實際上都比汽油還低,因此不用擔心酒精會讓油價變貴。

此外,經過調校的引擎也不必擔心推力問題。事實上,F1 賽車從 2022 年開始使用 E10 作為燃料,納斯卡賽車更早在 2011 年就採用了 E15 燃料,運行上沒有太大問題。

F1 賽車從 2022 年開始使用 E10 作為燃料,納斯卡賽車更早在 2011 年就採用了 E15 燃料,運行上沒有太大問題。圖/unsplash

最重要的是,使用 E10 燃料的好處明顯更多。由於酒精和烷類燃料的分子式不一樣,酒精分子式中多了一個氧原子,這使得燃燒過程中反應會更完全,能夠產生更多二氧化碳而非有毒的一氧化碳,同時降低一氧化氮和二氧化氮等氮氧化物的產生。

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最關鍵的一點,酒精與化石燃料相比,能夠更快速地幫助減碳。只要確保使用永續農法、不與糧食競爭土地的前提下,所製造的玉米乙醇,碳排量就是比化石燃料還要低。

E10 低碳汽油是填補減碳缺口的最快方案,挑戰只在接受度

英國引入 E10 後,每年減碳 75 萬噸,相當於減少 35 萬輛汽車的碳排量。而台灣呢?目前根據政策規劃,台灣 2040 年起將新售的汽機車全面電動化。依照這個目標進程,在 2025 年將達成減碳 288.6 萬噸的目標。然而,這距離運輸部門須減少 487 萬噸碳排量目標,還差 198 萬噸。

如果燃油車全面改用 E10 低碳汽油,則能減碳 202 萬噸,幾乎能完全彌補缺口。這項方案的優勢在於,E10 與一般汽油性質相近,不需更換新的引擎設計或架設特規加油站,執行門檻低。

實際上,目前推動低碳汽油最大的瓶頸,大概就是民眾對於這個新燃料的接受度了吧!如果接受度提升,購買量上升,成本也有機會進一步再下降。

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解密離岸風電政策環評:從審查標準到執行成效,一次看懂
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/21 ・3546字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文由 環境部 委託,泛科學企劃執行。 

政策環評是什麼,跟一般環評差在哪?

隨著公共建設的規模越來越大,傳統的環境影響評估(EIA),難以應對當今層層疊疊的環境議題。當我們評估一項重大政策時,只看「單一開發案」已經不夠,就像評估一棵樹,卻忽略了整片森林。因此,政策環境影響評估(SEA)應運而生,它看樹,也看森林,從政策的角度進行更全面的考量與評估。

與只專注於「單一開發案」的個案環評不同,政策環評更像是一場全面性的檢視,強調兩個核心重點:「整合評估」與「儘早評估」。簡單來說,這不再是逐案評估的模式,而是要求政府在制定政策時,就先全面分析可能帶來的影響,從單一行為的侷限中跳脫,轉而聚焦在整體影響的視角。無論是環境的整體變化,還是多項行為累計起來的長期影響,政策環評的目的就是讓這些潛在問題能儘早浮現、儘早解決。

除此之外,政策環評還像是一個大型的協商平台,以永續發展為最高指導原則,公開整合來自不同利益團體、民眾與各機關的意見。這裡,決策單位不再只是單純的「評分者」,而是轉為「協調者」或「仲裁者」,協調各方的意見看法在這裡得到整合,讓過程更具包容性。

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政策環評並沒有所謂的「否決權」,而是側重意見的蒐集與整合,讓行政機關在政策推動時,能更全面地掌握各方意見。政策環評旨在建立系統化、彈性的決策評估程序(包含量化、特徵化等評估方式),也廣納社會面或民眾滿意度等影響因子,把正式與非正式的作法一併考量進去。再來,決策程序中能層層檢討、隨時修正,也建立了追蹤機制和成效評估標準(如環境殘餘效應、累積效應等),透過學習來強化決策品質與嚴謹度。就像一場球賽,隨時根據變化、調整策略。

這樣的制度設計,就非常適合離岸風電這類規模大、跨區域、影響層面廣泛的能源政策評估,讓我們可以在政策推動初期就想到整個工程對環境、產業發展與社會的諸多影響,也為後續政策執行奠定更穩固的基礎。

政策環評並沒有否決權,而是重在整合各方意見、量化影響以及建立追蹤與修正機制,這樣的制度設計便適用於離岸風電等大型政策評估。圖/envato

離岸風電為何需要的是政策環評?

離岸風電是能源轉型的重要策略之一,但這不是只在某塊空地上架幾個風車,而是要在廣闊的大海中進行大規模建設,牽涉的不僅是發電,還涉及海洋保育、航空交通、水下文化資產等議題,更與當地漁民的權益息息相關。

這樣的大型離岸風電工程,因海洋環境的風險和不確定性極高,很容易讓人擔心生態影響。如何在海洋生態保護和綠能發展之間找到平衡點?這就需要政策環評的把關,從多方檢視這些複雜的挑戰,確保政策推行既能穩妥,又能達成發電目標。

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2016 年 3 月,經濟部自願提出「離岸風電區塊開發政策評估說明書」,是臺灣首次針對再生能源政策所進行的政策環評。根據這份評估說明書,政府將採分期公告、逐年檢討的方式,每三年開放 0.5~1 百萬瓩(GW)的電量額度鼓勵業者投入開發。當時環保署(現為環境部)歷經九個月召開 2 次意見徵詢會議,蒐集環評委員、專家學者、相關機關、民眾等意見,最終於同年 12 月的環評委員會作出徵詢意見。這些協商和檢討的過程,讓政策「名正言順」,得以充分顧及各方利益與生態平衡。

共通性環境議題與因應對策

在「離岸風電區塊開發政策評估說明書」中,環評會議盤點了開發過程中共通的環境議題。

首先,對於海洋生態保育的重點,特別是對中華白海豚的保護。環評會要求風機基座必須距離白海豚棲地1公里以上,以減少對其生態的干擾。實際上,這項規範在後續的實務執行中更為嚴格,例如,福海二期示範風場已退縮到 2.5 公里外,臺電二期風場甚至退到 4.2 公里外,顯示政策環評確實發揮了實質作用。此外,針對施工期間的聲音干擾,要求施工需有 30 分鐘以上的打樁緩啟動時間,並限制聲量不得超過 180 分貝等。

針對鳥類保育,政策環評也訂立了具體規範。其中,包括風機之間必須留設 500 公尺以上的鳥類穿行廊道,並在施工期間避開每年 11 月至隔年 3 月的候鳥過境期。同時,為確保這些措施確實生效,工程方也被要求設置「鳥類活動監測系統」,持續追蹤、評估風場對鳥類的影響。

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此外,環評會也確立了「先遠後近」的開發原則,要求優先開發較單純的航道外側區塊,待累積足夠經驗及相關資料後,再進行近岸區域的開發。這項原則考量了近海生態系的複雜性,也顧到養殖漁業的漁民權益,展現出政策環評在平衡發展需求與環境保護上的價值。

新一代的審查機制:達成能源轉型及環境保護雙贏

為提升環評效率並確保審查品質,環境部參考過去離岸風電審查經驗,制定「風力發電離岸系統開發行為環境影響評估初審作業要點」,建立了全新的二階段審查機制。

環境部推動二階段審查機制,提升離岸風電環評效率與審查品質。圖/envato

這套新機制分為兩個階段。第一階段,就像「初步檢查」,由環境部依照檢核表進行初審,並由環評審查委員會執行秘書邀集 2-5 位環評委員進行初審,通過第一階段初審之業者,可取得經濟部遴選資格,其初審結果有效期為兩年,必要時可申請展延一年。接著進入「第二階段」,開發單位檢附目的事業主管機關核配的容量證明文件等資料,提供更詳細的環境影響說明書以進行實質審查。

檢核表明確規範了 15 大項審查事項、112 項檢核項目,涵蓋開發案的全生命週期。

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工程面,包含風機及海上變電站基礎設置、海域電纜路線規劃、陸域設施工程等硬體設施的規範。其中,風機基礎設置必須避開海岸保護區、河口、潮間帶等環境敏感區域,且須進行地震危害度分析。海域電纜部分,除特殊情形外,埋設深度至少須達 1.5 公尺,且不得跨越中華電信海底電纜 1 公里的範圍。

環境保護上,檢核表則對施工噪音管制訂立了明確標準。舉例來說,打樁期間警戒區 750 公尺範圍內的水下噪音不得超過 160 分貝,且必須全程採用最佳噪音防制工法。同時,每個開發案或聯席審查的風場,同一時間內只能進行一支基樁施作,而日落前一小時到日出前也不得啟動新的打樁作業。

環境監測計畫更是檢核表中的重點,分為「施工前、施工期間、營運期間」三階段,每個階段都規定了詳細的監測要求(包括海域底質監測、水下噪音監測、鯨豚目視監測等)。以鯨豚監測為例,每年需執行20趟次,四季中每季至少執行 2 趟次。此外,所有監測數據都必須上傳至環境部「環保專案成果倉儲系統」(https://epaw.moenv.gov.tw/)供各界查閱。

這套標準化的審查機制不僅解決了「同一風場可能有多家廠商重複調查或審查」的資源浪費,也透過明確的檢核項目,讓開發單位在規劃階段就能掌握更具體的環境保護要求。不僅如此,該機制亦確保了環境保護標準前後一致,避免不同案件之間標準不一。

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結語

透過新的審查機制,環境部正積極推動再生能源開發案的環評審查作業,在提升行政效率之餘,也確保環境影響評估的品質,支持臺灣的離岸風電開發及國家能源轉型政策,也做好把關。藉由標準化檢核表和二階段審查制度,期待能在推動能源轉型的同時落實環境保護。

為確保制度能持續精進,環境部每半年至一年會進行制度檢討,並持續公開所有環評書件於「環評書件查詢系統」(https://eiadoc.moenv.gov.tw/eiaweb/)。此外,環評會議召開前一週,也必須在指定網站公布開會訊息,讓民眾能申請列席旁聽或發表意見。透明化措施一方面展現了政府推動永續發展的決心,另一方面也確保全民能共同參與監督離岸風電的發展過程。未來,這套制度將在各界的檢視與建議中持續完善,為臺灣的永續發展貢獻心力,發揮環評作業的最大效益。

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用顯微鏡查「秋毫」 找出破案關鍵
顯微觀點_96
・2024/10/08 ・1865字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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本文轉載自顯微觀點

圖/顯微觀點

用於鑑識科學的比較顯微鏡受到 1929 年的情人節黑幫大屠殺事件影響,有了進一步的發展。但是,除了比較顯微鏡外,還有哪些顯微鏡應用在鑑識科學呢?這篇文章帶你來一探究竟。

通常物證有許多種類和樣式,因此調查中會使用多種類型的顯微鏡和鑑識工具。現場通常使用的簡單放大鏡或低倍率(7-50X)立體顯微鏡,可幫助檢測和收集微量證據。另外,也會針對犯罪現場進行拍照,建立和犯罪行為之間的關聯。

彈道、毛髮、纖維和工具痕跡比較

還記得當時卡爾文‧戈達德(Calvin Goddard)協助調查情人節黑幫大屠殺案件,為了釐清涉案槍枝來源,而開發了識別子彈和彈殼的比較顯微鏡,最後確認槍枝並非來自警方。

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比較顯微鏡是一種可並排分析樣本的設備,由透過光橋連接的兩個顯微鏡組成。樣本被放置在兩個載物台上,並使用連接兩個觀察頭光橋中的內置分割畫面同時觀察、比較可疑和已知的樣本。

用於比較彈道的比較顯微鏡具有長工作距離光學元件,還包括子彈座、鹵素或 LED 照明選項、偏光濾光片、放大倍率轉換器以及用於調整放大倍率和工作距離的輔助鏡頭。由於每支槍管內表面的製造痕跡都不相同,留在彈頭的細微特徵也不會一致。

加上射擊時,從裝填子彈到退出彈殼,彈殼在各步驟因為和槍枝組件的相互作用而留下獨特的痕跡,例如:撞針撞擊底火的撞針痕、火藥爆炸,彈殼向後撞擊槍機面所形成的彈底紋、只有具抓子鈎槍枝才會留下的抓子痕等。因此透過比較顯微鏡的比對鑑定可以用來確認涉案槍枝。

除了彈道比對外,比較顯微鏡還可以透過並排比較來確認簽名真偽,或是在確定歷史日期時使用。

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凡「做過」必留下痕跡

根據法國法醫學家羅卡(Edmond Locard)提出的羅卡定律(Locard exchange principle, 又稱羅卡交換定律):「凡兩個物體接觸,必會產生轉移現象」,也就是犯罪(嫌疑)者必然會帶走一些東西、也會留下一些東西,現場必會留下微量跡證。

因此,犯罪現場除了槍枝、子彈、彈頭和彈殼等物證外,槍擊殘留物(gunshot residues,GSR)或微量跡證(trace evidence)也是破解案件的關鍵。GSR是由槍擊後槍口排出的所有顆粒組成,主要包括炸藥底火、推進劑(火藥)、穩定劑和其他添加劑的燃燒或未燃燒完的顆粒。

GSR 顆粒最常見的特徵是其形狀和化學成分,華萊士(J.S. Wallace)和麥奎蘭(J. McQuillan)發現,所有檢測到的顆粒尺寸均在1微米到12微米之間,呈球形和不規則狀,主要成分為鉛、銻和鋇,可用掃描電子顯微鏡(SEM)配備能量色散X射線光譜偵測器加以檢測鑑定。

GSR通常是從嫌疑槍手的手上或其他物體上收集到,如果嫌疑者手上存在特徵性 GSR,通常會推測此人可能是開槍射擊者、開槍時靠近槍支,或處理被殘留物污染的槍枝或其他物體。

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J.S. Wallace和J. McQuillan使用SEM搭配能量色散X射線光譜偵測器比較K58和Gevelot手槍的GSR。
J.S. Wallace 和 J. McQuillan 使用 SEM 搭配能量色散 X 射線光譜偵測器比較 K58 和 Gevelot 手槍的 GSR。圖/顯微觀點

而在暴力犯罪中,體液是常見的證據。雖然現今常用 DNA分析,但顯微鏡仍發揮其作用。尤其位相差顯微鏡,可將樣品所造成的細微光程差轉變成明顯的光強度對比,能清楚觀察到在明野下透明的樣品,因此常用於自強姦受害者收集的陰道拭子中尋找精子。

另外,土壤也是調查犯罪的重要關鍵。偏光顯微鏡可對土壤顆粒的顏色、形狀和大小,以及當中的礦物質進行分類和分析。因此嫌疑犯鞋子上、屍體運送到埋葬地點的車輛外側或內部的土壤證據,都可能對調查起很大的作用。

土壤鑑測也很重要
土壤鑑測也很重要。圖/Adobe Stock

參考資料:

  • Bullets for my Valentine
  • Lee, H. C. (1998). Applying Microscopy in Forensic Science. Microscopy and Microanalysis4(S2), 490–491
  • Wallace, J.S., & McQuillan, J. (1984). Discharge Residues from Cartridge-operated Industrial Tools. Journal of The Forensic Science Society, 24, 495-508.
  • 孟憲輝(2015)。物證鑑識在槍擊現場偵查上的應用。刑事政策與犯罪研究論文集,18,313-340。
  • Gunshot Residue (GSR)

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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。