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2019 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 5
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Cloud Native

Cloud Native Startups:一個簡單的垃圾分類器與計算平台系列 第 5

[Day 05] 計算生態學 (Microbeads and Plastic Particle Water Pollution)

昨天我們談到了魚網、浮具在歷經海流拍打、魚群啃食之後,持續分解成微塑膠分子,再加上臉部保養品常添入的柔珠微粒,造成了「海洋霧霾」。其實這個類比,就是講海洋裡面的塑膠微粒就像空氣中的霧霾一樣會散播,並且「空氣霧霾」的方法論,可以應用至「海洋霧霾」的方法論上。所以這個雲端本生 (Cloud Native) 的模型是以計算流體力學 (CFD),並且依據區域地理作分割,以食物汙染作為關注主題,以食物鏈、食物金字塔做三層鑽入 (Three Layer Drill-down) 去呈現給每一個人看。

塑料大趨勢


從長期看來,我們會不會使用越來越多的塑膠?10 年、20 年後使用比現在還多的塑膠製品?目前看來答案是否定的,這是一個很重要的趨勢。

從世界各國積極面對塑膠垃圾對環境與海洋的影響,及其採取的減塑行動,例如全面禁用塑膠袋、禁止製造塑膠、禁止販賣塑膠等等,歐盟計畫甚至計畫在 2030 年完全回收所有的塑膠包裝與寶特瓶等塑膠製品,看起來長期趨勢是「完全不用塑膠」或「完全回收塑膠」,這一點值得特別留意。而台灣則是計畫在 2030 年全面禁用拋棄性塑膠製品

新興污染物 (Emerging Contaminants)


關於塑膠微粒最直接、最典型的的疑慮就是吃跟喝:「我們到底能不能吃海鮮?」,「連瓶裝水也有塑膠微粒,我們該怎麼辦?」等等,我們可以依據這個脈絡去發展業務。危機就是轉機,人心最直接的疑慮往往就是最大的驅動力與價值所在。

截至目前的研究已證明下列事實:

  • 「海鮮中會有塑膠微粒」
  • 「一般陸上生物體內也會有微塑膠吸附的化學物質」
  • 「微塑膠會隨食物鏈轉移」
  • 「粒狀或片狀的微塑膠已經存在於臺灣海域」
  • 「這些微塑膠容易同浮游生物聚集,導致常食用的魚類、貝類、蝦和生蠔等海洋生物誤食的機率大幅增加」
  • 「微塑膠會損害海洋生物、養殖生物的健康,例如會導致內臟堵塞、消化系統受損、影響餵食行為和減低能量分配,對生長及生育帶來負面影響」
  • 「微塑膠可在環境中殘留幾百年」
  • 「由於微塑膠體積太小,大部份污水處理的技術並不能過濾所有微塑膠」
  • 「微塑膠和微膠珠一旦被排入海洋,就再也無法完全清除乾淨」

Yes

環境分析中的塑膠微粒分析手法,我們約略知道即可:取通過 1mm 篩網的沙粒,加入食鹽水 (1 升水:200 克鹽) 後,以 1.2um 的濾紙過濾懸浮在表面與水層中的粒子,再用光學顯微鏡與傅里葉轉換紅外光譜儀 (FT-IR) 來檢驗塑膠的成分。

Yes

塑膠若被歸為新興污染物的原因,我想是因為它釋放毒性與吸收毒性的性質,並且當塑膠裂解的越小,其數量、清理難度、測量難度、表面積與體積比、吸附有毒物質的能力,也隨著倍數成長。

  • 吸收毒性:塑膠入海後,由於其「多孔隙」與「親油性」,會如海綿般吸附海水中微量的持久性有機汙染物 (Persistent organic pollutants, POPs),如多氯聯苯 (PCBs)、多環芳香烴 (PAHs) 或殺蟲劑 (DDTs)。
  • 釋放毒性:同時也在海中釋放製造時添加的化合物,如塑化劑類 (雙酚 BPA、鄰苯二甲酸酯 Phthalates)、阻燃劑類 (六溴環十二烷 HBCDs、多溴二苯醚 PBDEs)、安定劑類 (壬基苯酚 Nonylphenol) 與抗氧化劑類。此類化學物質許多都已被證實為環境賀爾蒙,低濃度就可干擾生物的內分泌與發育。

Yes

建置資料集 (Datasets)


建置資料集就像石油探勘一樣,是一個繁雜骯髒的工作,卻是一個能挖出黑金的工作。建置資料集也有分層次:商規、工規、醫規、軍規。商規跟離散發電很像,需要靠大眾來幫忙,每個人雖然只貢獻一點點,但是集眾人之力就很多。通常商規的題目要先幫大家設計過,蒐集的資料才會正確、有價值,這是公民科學的一環。

像「海岸廢棄物監測」、「海洋霧霾監測」,就是屬於工規的資料蒐集工作,不是一般民眾能參與的,通常要用儀器設備,像是衛星遙測、空拍機、水下攝影、辨識軟體等。如果是「微塑膠與食物研究」就是屬於醫規了,因為醫食同源,而且許多新興汙染物也是從醫療廢棄物來的,像是醫療環境用藥或是毒性化學物質應變器材等。這裡面有許多生物及化學反應,需要化工與材料的人進來看才知道箇中道理與解決之道,所以我把它歸類在「醫規」裡面。至於「軍規」一般人是接觸不到的,舉凡航太、極端環境的資料蒐集工作,我都會把它規在軍規,也是安教授最有興趣的領域,是我後半生致力的方向與興趣。

2017 年由台灣民間團體與環保署共組的「海廢治理平台」將在 2018 年建置監測資料庫,補足過往資料缺口,加速制定清理海廢的相關法規,我覺得這是一個滿好的嘗試,未來可以跟這個平台多談合作。

智慧漁場之智能養殖


未來我希望的標語是:「野生牡蠣微型塑膠量」 > N 倍「沿海養殖牡蠣微型塑膠量」 > 「智能養殖牡蠣微型塑膠量」= 0,而且我們要對於塑膠微粒之含量、形狀 (發泡/薄膜/碎片/顆粒/纖維) 與材質 (PP 聚丙烯、PE 聚乙烯、PET 聚乙烯對苯二甲酸酯、PS 聚苯乙烯、Nylon尼龍),描述得越詳細越好。食安、環安、衛教,消費者擁有知的權利。

醫規的環境分析與資料集建置有一個工作要做,就是建立針對微型塑膠的健康風險評估與食品安全容許標準,這就是一個典型的藍海策略與藍海移動。


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