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毛料衣服可能污染全球海洋

陸子鈞
・2011/11/28 ・942字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

研究發現,洗一次尼龍毛衣會有近2000段合成纖維在你眼睛無法察覺下悄悄流入水中。這些合成纖維會通過廢水處理廠,排入海中。雖然仍不清楚這些微米級的合成纖維是否會造成污染,但環境科學家認為,對海洋生物有潛在傷害。

微米級的合成纖維當然不屬於海洋環境中的一部分。舉例來說,大太平洋垃圾帶中的大型塑膠,會逐漸分解成微米級的小碎片。都柏林大學的生態學家Mark Browne提到,微小的塑膠纖維出現在海灘上,不過沒有科學家就全球尺度探討這項問題。

因此,Browne的研究團隊遠赴六大洲,從18處海灘收集砂的樣本。而研究人員全都穿著天然纖維衣物,避免樣本中參有自己衣服上掉落的合成纖維。回到實驗室後,他們費上好大一番功夫,將砂和塑膠纖維分開,另外再從濾紙上拔出纖維。化學分析的結果顯示,有將近80%的纖維片段,由聚酯或丙烯酸製成,是常見的紡織材料。

18處海灘無一倖免,全都含有這些顏色鮮豔的合成纖維。每一瓢砂(250毫升)含有至少兩段纖維,甚至多達31段!含有最多纖維的沙灘,人口密度最高,暗示著纖維可能來自城市。

城市帶來污水,研究團隊認為塑膠纖維隨著污水排入海中。在廢水污泥放置的區域,塑膠纖維數量相對更多。而污泥中的纖維主要也是聚酯或丙烯酸,就跟海灘的樣本一樣。

最後,研究團隊想了解合成纖維是如何進入污水的。推測衣服和毛毯的可能性很高,因此他們收購了成堆的合成纖維毛毯、羊毛衫和襯衫,還花上數個月佔用三部家用洗衣機。研究團隊收集洗衣機的廢水和濾網上的棉絮,發現每次洗衣都會流出上百段纖維。這項研究結果發表於《環境科學及科技》期刊(Environmental Science and Technology)。

合成纖維毛衣在寒冷的冬天或許很舒服,但它的纖維或許對海洋環境而言是則壞消息。其他研究也發現,海洋中微米級的塑膠碎片會吸收像是DDT之類的汙染物質。Browne的研究也發現,濾食性的淡菜會攝入微小的塑膠碎片,這些碎片會進入血管甚至細胞中。如果微米級的合成纖維也和塑膠碎片一樣,那麼它們最終將回到人類的餐盤中。

目前沒有纖維碎片傷害海洋生物的直接證據,但Browne認為這值得投入研究。他表示,紡織品、洗衣機還有污水處理系統必須開始尋找辦法避免這些纖維流入海中。減少使用合成纖維,或者加強過濾效果也許是個方向。

資料來源:ScienceNow: Laundry Lint Pollutes the World’s Oceans [21 October 2011]

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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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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》