科學月刊試閱版 2023-5月號 641期-這些年，我們製造多少塑膠微粒？

肉眼難以觀察卻無所不在的塑膠微粒，

正全面衝擊地球生態！

4月活動足跡回顧

4月6日

星火相 傳 × 科學永續發展！

為 師長剖析知識 型 podcast 錄製心法！

《科學月刊》的科學深耕專案「星火相傳科學閱讀表 達計畫」長期進行中，非常榮幸受到各方肯定，4月 份更獲得臺北市國中圖書館教育輔導小組的邀請，前 往東湖國中分享podcast基本概念與內容企劃心法。

Podcast近年來蔚為風潮，也成了許多人獲取資訊的 重要管道。研習中，《科學月刊》除了分享臺灣的 podcast 收聽現況外，也剖析節目企劃所需要的關 鍵，帶領現場教師透過節目企畫單的方式，設計出屬 於自己的podcast節目。

本次研習特別感謝東湖國中柯淑惠校長的支持、輔導 室侯玉芳主任細心的接洽與規畫，以及銘傳國中林季 儒老師的串聯，讓《科學月刊》得以面對面與現場教

師進行相關科學教育的交流，更期待相關實作課程能 協助教師結合科學永續相關議題，錄製成動聽的

podcast內容，讓學生們感受「生活就是科學」！ 「不需愛上科學，讓生活就是科學」是《科學月刊》 的願景。我們推出「星火相傳」計畫，結合《科學月 刊》專長，推動科學閱讀理解與科普表達實踐，期待 未來能持續發揮影響力，透過星火相傳計畫打破地域 限制，深入全臺各地，讓科學星火熠熠生輝。

認識「星火相傳」

歡迎公私立學校、機構洽談科學活動合作

支持「星火相傳」

封面故事引言｜ P12

生活，無「塑」不在

封面故事1 ｜ P14

自四面八方、鋪天蓋地而來！

塑膠微粒的傳播、衝擊與海洋危機

許瑞峯

封面故事2 ｜ P20

吃到塑膠微粒會怎麼樣？ 飲食中塑膠微粒對健康的影響

蕭伊倫

封面故事3 ｜ P26

動物便便大調查！

糞便微塑膠研究與環境汙染倡議

Jenny Yeh

封面故事4 ｜ P32

收集塑膠微粒與垃圾！

以過濾技術及無人船減緩海洋塑膠汙染

洪以柔

封面說說話

本期以被丟棄的塑膠瓶作為視覺主角。塑膠瓶經 時間脆化、分解成塑膠微粒對環境帶來了巨大的 問題，也影響到生物的生存。面對塑膠汙染，我 們要再繼續「隨手扔」，還是把塑膠「撿起來」？ 右上角的手是拾起或放下，就端看讀者的選擇。

Contents-2

News Focus

4 口渴的植株會發出咔噠聲／讓人欲罷不能 巧克力背後的融化科學

5 暴龍可能長著和蜥蜴相似的嘴唇／幫助蜜蜂遠離寄生蟲的多刺花粉

6 氣候變遷使棒球全壘打率提升／古人如何解決乳糖不耐症的困擾？

7 移動的人群將自發地形成隊伍／不只是吞噬 黑洞可能促成恆星的誕生

科學‧出走 8 未來的「我們」會是什麼樣子？

臺北市立美術館「未來身體：超自然雕塑」／張樂妍

10 以理性描繪自然之美 科博館「科畫博物」特展／羅億庭

思辨之評

38　塑膠汙染不能只靠回收解決

「全面減少塑膠生產」為何如此重要？／張凱婷

42　為什麼要禁用生物可分解塑膠？

受法規與民眾影響的循環經濟難題／王潔、許惠晴

顯　影

46　鰕虎／圖｜廖竣、文｜張樂妍

專　欄

50 數不勝數：眼見不一定為真？用數學算出視覺錯覺的幾何模型／陳隆期

56 格物致知：被透鏡鏡頭扭曲的真相

如何解決相機、顯微鏡的球面像差？／洪連輝

62 生生不息：史前人骨遺骸研究 科學印證臺灣的小黑人傳說／洪曉純

68 潛移默化：可摺疊螢幕軟 Q 的祕密！

色彩鮮艷又可彎曲的 OLED ／周大喆、周必泰

74 物換星移：碳排放的增加如何影響碳十四定年法？／李紅春

書　摘

78 《深：海洋怪奇物語》

填問卷．拿新書

只要於 2023 年 5 月 31 日前，完 整填寫讀者問卷，就有機會獲得 由好人出版的《深：海洋怪奇物 語》一書。

問卷內容請至 bit.ly/3mOkL6o

或掃描 QR code，並詳實填寫， 否則將喪失抽獎資格。

獲獎名單將於 2023 年 6 月 5 日 之前公布於《科學月刊》網站 （www.scimonth.com.tw）。

bit.ly/3mOkL6o

臺北市科學出版事業基金會

董事長：劉源俊

董　事：于宏燦　朱慶琪　邱韻如　林翰佐

胡維平　高甫仁　曾耀寰　蔡孟利 顧　問：王文竹　周成功　林基興 郝玲妮 高涌泉　羅時成 出版者：科學月刊社

理事會 理事長：蔡孟利 理　事：曲建仲　于宏燦　朱慶琪 林翰佐 邱韻如　紀延平　曾耀寰　蔡政修 執行總監：趙軒翎

編輯部 總編輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎　李依庭 編輯委員：王文竹　王伯昌　曲建仲　江建勳

李志昌 李精益 阮明淑 周鑑恆

林秀玉　林宮玄 邱韻如　金升光

金必耀 門立中　紀延平 范賢娟

倪簡白　高啟明 高憲章 張大釗

張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 陳鎮東

陳藹然　單維彰 景鴻鑫　曾耀寰

程一駿 程樹德　黃正球 黃相輔

楊正澤 葉李華　廖英凱 管永恕

劉宗平 蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家

鄭宇君 鄭運鴻　鄭宜帆　韓德生

嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平 編輯顧問：王明蘅　古宏海　朱麗麗 吳明進 吳家誠　周延鑫　周榮泉　洪萬生 洪裕宏　胡進錕　孫維新　張　復 張勝祺　陳文屏　陳章波　曾惠中

楊玉齡　劉仲康　駱尚廉 魏耀揮

蘇益仁　蘇振隆 編　　輯：羅億庭　張樂妍 美術編輯：黃琳琇

業務部

營運專員：廖本翔

財務顧問：江旻壕

專案經理：林品婕　沙珮琦

走進編輯室

我們與塑膠的距離

最近，偶然讀了一本介紹細菌的書《細菌群像》，被書裡頭所提到的一隻名為大 阪堺菌（Ideonella sakaiensis）的細菌吸引。菌如其名，這隻細菌在 2016 年於 日本大阪堺市一間寶特瓶回收廠的採集樣本中首次被分離。透過培養皿培養，研 究人員發現它能夠分解並消化聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET），也就是寶特瓶的原料——塑膠。

塑膠，自 1850 年代問世以來，由於具有高穩定性、便利性、製造成本低廉等特性， 被人類大量生產並廣泛應用。隨著科技的進步，快步調的生活型態更強化人們與 塑膠間的黏著度，也讓飲料杯、塑膠餐盤、塑膠袋、保鮮膜等用完隨手即丟的一 次性塑膠容器或包材占據我們的生活。塑膠，儼然已成為現代人日常難分難捨的 一部分。

然而，我們依賴塑膠帶來便利性的同時，它耐腐蝕、耐酸鹼且難以被生物降解的 特性，卻開始帶來大量塑膠垃圾，汙染環境。雪上加霜的是，近年來許多研究發 現，塑膠垃圾在降解過程中會產生塑膠微粒（microplastics），透過空氣、海水、 地表水或地下水等方式，直接或間接藉由大氣循環進入水循環，包含空氣、土壤、 河川和海洋，使地球上的塑膠微粒無所不在。

不僅如此，擴散到大氣中的塑膠微粒也有可能藉由接觸或攝食的方式，累積在陸 生生物體內；漂流到海洋中的塑膠微粒則可能因此累積在海洋生物體內，再透過 生物累積與生物放大的作用，轉移至食物鏈上層的生物體。近年來也有愈來愈多 研究發現，人類早已將塑膠微粒吃下肚，途徑包括食用遭塑膠汙染的魚蝦貝類等 海鮮、飲用被塑膠汙染的水，甚至呼吸都能直接吸入飄散在空氣中的塑膠微粒。

回到大阪堺菌，儘管它能消化分解 PET，但分解速度遠遠不及塑膠微粒在世界每 個角落擴散的數量規模，也因此塑膠微粒成為近年來全球亟欲重視的議題。面對 無孔不入的塑膠微粒，目前我們對它的了解有多少？又該如何因應？

副總編輯　李依庭

創刊於 1970 年

本期為第五十四卷第五期　第 641 期　發行於 2023 年 5 月 中華郵政北台字第 0677 號執照登記為雜誌類交寄

行政院新聞局版台誌第 0934 號

科學月刊社

地址：106013 臺北市大安區羅斯福路三段 77 號 7 樓

電話：(02)2363-4910 　傳真：(02)2363-5999

網址：www.scimonth.com.tw 　電郵：scimonth@scimonth.one

圖文版權有任何疑慮請洽編輯部，廣告刊登及雜誌訂閱請洽業務部。本刊所刊登文章內容皆為版權所有，非經本刊同意不得作任何形式的轉載或複製。

製版印刷：赫偉有限公司

總經銷 : 聯華書報社

氣候變遷 使棒球全壘打率提升

今（2023）年的世界棒球經典賽（World Baseball Classic, WBC 21 正式落幕，本屆臺灣選手「國防部長」張育成和 MVP

表現也讓許多球迷熱血沸騰。在觀看棒球比賽時，全壘打擊出的瞬間總 是令人激動，但你知道氣候變遷在這方面也幫了一點小忙嗎？

由於溫暖的空氣密度較小，對於擊球的阻力也較小，理論上隨著

全球氣溫升高，打者擊出全壘打的次數應該會增加。今年 月發表於《美國氣象學會公報》（Bulletin of the American Meteorological Society）期刊的一篇研究中，來自美國

達特茅斯學院（Dartmouth College）的團隊深入研

究了 1962 ～ 2019 年間美國職業棒球大聯盟（Major League Baseball, MLB）保存的十萬場比賽數據，

從中分析比賽日的溫度與全壘打出現比例，發現比

賽日氣溫平均每增加 1 ℃，每場比賽的全壘打率上

升 近 2 ％，意指全球溫度每升 高 1 ℃，每個棒球賽

季將增加 95 支全壘打。團隊推測，自 2010 年以來

MLB 有超過 500 支全壘打或許可歸因於全球暖化。

雖然全壘打率的上升不全是因為氣候變遷，球員本 身的努力與棒球本身的設計轉變也是原因之一，不 過這項研究也說明了全球暖化可能在我們意想不到 的地方帶來影響。

一項刊登在《皇家學會開放科學》（Royal Society

Open Science）期刊的新研究指出，波蘭新石器時 代晚期的農民將牛奶製成乳酪或優格，以降低牛奶 中的乳糖含量。

在新石器時代和青銅時代之前，歐洲幾乎所有人 都有乳糖不耐症，也就是體內缺乏製造分解乳 糖的酵素⸺乳糖酶（ lactase ）。英國約克大學

（University of York）的研究團隊使用古蛋白質組

學分析（palaeoproteomic analysis）方法，在新石

器時代晚期、波蘭中部的陶器內殘留物中發現高比

例的凝乳成分（酪蛋白，casein），證實當時中歐

人類的牛奶加工方式⸺製作類似起司的乳製品。 研究結果還顯示，他們在加工時使用了多種不同動 物的乳製品，包括牛、羊、山羊等。

科學家在過去就一直感到困惑，為什麼有乳糖不耐 症的歐洲人使用的器具會殘有牛奶的痕跡？原來他 們早就發現了乳製品的加工方法。

Evans,

Callahan, C. W. et al. (2023). Global warming, home runs, and the future of America’ s pastime. Bulletin of the American Meteorological Society

M. et al. (2023). Detection of dairy products from multiple taxa in Late Neolithic pottery from Poland: an integrated biomolecular approach. Royal Society Open Science, 10(3), 230124.

古人如何解決乳糖不耐症的困擾？

移動的人群將自發地形成隊伍

你有在擁擠的人群中行走的經驗嗎？就像在捷運中

正紀念堂站轉乘時一樣。但是，無論人們走的方向

有多麼錯綜複雜，我們似乎總能在人群裡找到一條

可以正確向前走的「車道」（lane）。

英國巴斯大學（University of Bath）的數學家們嘗

試用數學模型解釋這種車道的形成與演變，研究結

果刊登於《科學 》（Science）期刊中。團隊透過擾

動分析，指出在行走空間寬度足夠的情況下，迎面

相遇的兩組人群將自發地形成約兩個身體寬的多條

車道以避免碰撞；若是兩組移動的人群以直角方向

相遇，則會形成拋物線或橢圓形的車道。

研究團隊表示，兩組行走方向不同的人群相遇時能 以一種高效率的方式穿過彼此，但當三個方向或更 多條行人流相交時，通常難以產生穩定的運動模 式，因此在行走時仍須注意自身安全。

研 究團隊在 60～ 70 人的人群中測

試了上述預測模型，有興趣的讀者 也可以掃描QR code觀看實驗！

不只是吞噬 黑洞可能促成恆星的誕生

哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）在今

（2023）年 4 月意外地拍攝到前所未見的黑洞影像。

美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）在一張由哈伯望

遠鏡拍攝的照片中發現一條奇怪的直線軌跡。科學 家一開始以為是成像造成的殘影，但透過光譜分析 後卻發現這條直線長達 20 萬光年，且由眾多年輕的 藍色恆星組成。而產生這群恆星的主因很可能是位 於直線端點的超大質量黑洞。

科學家推測，這個黑洞質量約等於 2000 萬顆太陽，

不停地以每秒 1600 公里的速度移動。黑洞在過程中 持續吸收前方的氣體，然而氣體並未被黑洞吞噬， 反倒被拋向黑洞的後方，因黑洞的引力持續壓縮、 升溫，最後匯聚成一長串的新恆星。

NASA 接下來將使用更強力的詹姆斯・韋伯太空望

遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）進一步 觀測、驗證這項推測，並找出黑洞快速移動的原因。

哈伯太空望遠鏡 對恆星軌跡觀測 的照片。

畫家繪製出科學 家推測的恆星軌 跡誕生成因。

Bacik, K. A. et al. (2023). Lane nucleation in complex active flows. Science, 379(6635), 923–928.

NASA/Goddard Space Flight Center. Hubble sees possible runaway black hole creating a trail of stars. https://reurl.cc/8q880y

（NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale)）

（NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)）

未來 的「我們 」

會是什麼樣子？

派翠西亞．佩奇尼尼 （Patricia Piccinini）

生物為了適應環境而演化出不同的樣貌，人類也 不例外。〈葛拉姆〉正是藝術家與醫生合作想像 出的未來人類，他演化出了能在任何車禍中存活 下來的身體⸺具有緩衝功能的胸膛、類似安全 帽的頭骨結構、能 360 °旋轉的膝蓋、平時無法 移動卻可以在車禍時彈跳、逃離現場的加長版腳 掌等器官。〈葛拉姆〉展示了如果人類為了在交 通道路上生存而演化的可能樣貌，更令人反思我 們原有的形態在面臨交通事故時有多麼脆弱。

來不及去看葛拉姆的真面目？ 掃描QRcode先睹為快

古菌機器人：

最近人工智慧（artificial intelligence, AI）在文字、藝術、計算等 生成功能上出現跳躍性地進展，以 AI 取代各種職業的未來可能已 經近在眼前。科技進化的速度一次次超越我們既有的印象，甚至 脫離掌控範圍。面對不停突破框架與想像的社會，儘管我們會有 些許擔心和恐懼，但卻又不禁好奇未來世界的樣貌：「身體在未 來會是什麼形態？我們將會 是『誰』或『什麼』？又將生 活在什麼樣的環境中？」

後奇異點與後氣候變化時代的生命形式

ArchaeaBot: A Post Singularity and Post Climate Change Lifeform

安娜 杜米楚與艾力克斯 梅伊（Anna Dumitriu & Alex May）

這是未來的人造細菌，它可以經由自由移動的觸手探索並收集環境中 的資訊，再使用內建的 AI 與神經網路自我學習與進化。藝術家參考 古代細菌的形態，使用 3D 列印搭配微型電腦製作出這項作品，探討 人類持續破壞的環境若在未來崩毀，地球上還可能有哪些生命形式存

在。倘若毀滅之後的生態由人類重新建立，那麼大自然的主宰會是人 類、環境、AI，還是全新形式的生命呢？

臺北市立美術館「未來身體：超自然雕塑」

張樂妍 本刊編輯。

葛拉姆 Graham

（作者拍攝）

除了經常看見的科幻戲劇及電影外，有一群創作

者也正使用各式各樣的藝術手法表達他們的憂心

及關切。臺北市立美術館與德國圖賓根藝術館

（Kunsthalle Tübingen）、德國圖賓根文化交流

協會（Institut für Kulturaustausch）合作舉辦「未

來身體：超自然雕塑」展覽，試圖回答並引發觀

展者一同思索上述的提問，展覽中的每件藝術品

也體現了我們對於未來的無限想像。

展覽分為「混種人」、「後自然」、「藝術家 4.0」、

「科技 人類 變體」四個部分，分別探討以基因工 程塑造的混合生命體、人為設計的生物多樣性與 環境、未來人類與機器人、科技與人類欲望對世 界造成的改變等議題，每一件藝術品都表達了各 個創作者對於未來的獨特想法。

配合導覽人員的解說，你將體會到每一件作品發 出的訊號及它們對未來的提問；跟隨各項作品的 腳步，你或許會察覺科學、自然、文化之間的界

線逐漸模糊。藝術家對未來生物的預言、自然與 人類間的反思、科技衍生的社會議題，透過各個 藝術品具現於眼前。不論是否有機會到展覽參觀，

都不妨試著想像：究竟科學與科技會如何引領人

類改變？你認為「我們」在未來會是什麼樣子呢？

派翠西亞・佩奇尼尼，《葛拉姆》，2016，矽膠、玻璃纖維、人類毛髮、衣服、水泥， 140×120×170 公分。圖像由臺北市立美術館提供。

安娜・杜米楚與艾力克斯・梅伊，《古菌機器人：後奇異點與後氣候變化時代的生 命形式》，2018，3D 列印…器人（聚乳酸、電子零件、樹莓派電腦），40×40 公 分（機器人尺寸）。圖像由作者拍照。

安娜・烏登伯格，《野蠻人 #7（零重力）》，2017，玻璃纖維外塗水溶性樹脂、行 李箱、水晶指甲、假髮、絎縫人造皮革、羽絨外套、人造皮草、網布、水晶、Ugg

雪靴仿品、背包、風箏、仿牛仔褲，108×105×75 公分。圖像由鑽石紐曼藝術有

限公司的阿達拉畫廊提供。

© Anna Uddenberg

Courtesy of ALDALA COLLECTION of Diamond-Newman FINE ARTS LLC

Photo: Gunter Lepkowski

山姆・詹克斯，《犬頭》，2008，矽膠、人類毛髮、毛皮，30×140×60 公分。圖

像由藝術家及雪梨與新加坡蘇麗文 + 斯特魯普夫畫廊提供。

© Sam Jinks

Courtesy of the artist, Sullivan+Strumpf, Sydney | Singapore

Photo: Graham Baring

野蠻人 #7（零重力）

Savage #7 (Zero g)

安娜 烏登伯格（Anna

為什麼這座雕塑要以一種極度不安的姿勢躺在行李箱上呢？被滑翔翼 束縛的身軀又表達什麼意象？藝術家正是想透過人物的荒誕、誇大讓 你提出種種疑問，探討女性與社會過度追求的「理想形象」⸺即使 扭曲自己也想要行李箱、流行服飾、滑翔翼帶來的勇敢、自由、時尚 形象，只為得到一張自拍照的按讚認可。在人類社會逐漸扭曲的價值 觀下，我們是否其實早已像是這件作品、為了外在形象而將自己扭曲？

2A、2B展覽室

Uddenberg）

未來身體：超自然雕塑 展期：2023.02.18～2023.06.04 地點：臺北市立美術館

（本篇照片皆由作者拍攝）

從很久以前開始，科學家就嘗試透過各種方式留下眼前的景象，期望能藉由這些圖 像記錄所見所聞。在 15 世紀的文藝復興時期，人們學習以科學的眼光重新認識萬 物，詳細觀察各種事物的主體，並使用透視法、光影效果、正確的比例呈現事物樣 貌；隨著科技的演進，顯微鏡於 16 世紀末被發明，更於 17 世紀被廣泛運用於科學 觀察中。到了 18 ～ 19 世紀，生物分類學知識與科學繪畫的發展逐漸成熟，科學繪 圖（scientific illustration）也進入了發展的黃金時期。

各學門中的科學繪圖

讀者們曾經聽過「科學繪圖」嗎？它與一般的畫作又有什麼不同？科學繪圖結合了 藝術與科學，以精確又客觀的方式將科學概念轉化為圖像，期望透過理性、清晰、 明確並結合美學的構圖記錄大自然的種種細節，一幅精細的科學繪圖作品同時也可 能是藝術品。除了最常見的動植物之外，科學繪圖還應用於許多不同的學門中，舉 凡地質、古生物、人類考古等也都屬於科學繪圖的範疇。臺中國立自然科學博物 館（簡稱科博館）於今（2023）年 1 月開始舉辦的「科畫博物」特展，就展示了 17 世紀以來的博物學圖像，以及科博館 30 多年來在各領域的科學繪圖應用，與觀展 者分享科學與藝術交會之美。

科學繪圖的觀察對象可以是活體或標本，即使同屬於生物領域，不同學門在科學繪 圖上關注的重點其實也都不盡相同，以下就舉展覽中提到的三種學門為例。

科學月刊　2023.5

羅億庭 本刊編輯，沒有上過 點圖課的生科人。

鳥獸學門

鳥獸學門的標本包含鳥類與哺乳動物，形式以骨骼 標本為主，標本製作師會依不同動物的解剖學結構 製成完整的骨骼或毛皮標本，重現該動物的姿態與 肌肉線條。在科學繪圖上則會仔細描繪出動物的羽 毛、毛皮排列與質感，因此繪圖師需要具備良好的 野外觀察與速描能力。

科博館第一代科學繪圖師 之一的游慧純，就曾

在鳥類專家顏重威

與孫清松的指導下 畫下她觀察到的鳥

類特徵、姿態、生 活環境，以及食性 等，在科博館中累 積了近百件的鳥類 科學繪圖。

維管束 植物學門

被採集下來的維管束植物經過壓扁、乾燥，變得平整後固定於 A3 大小的無酸臺紙上製成蠟葉標本。維管束植物的科學繪圖為 經典點線圖，使用線條勾勒出外型與結構主體，再以點建構出灰

階與植株的細部質感。一般而言，會以帶有花、果的枝條為畫面 主軸，並於畫面周邊繪製放大尺寸的花果形態與解剖細節，具體 呈現出關鍵的分類特徵，以供發表新種或新紀錄種時使用。

融合科學與美學的繪圖作品

相機的發明改變了人們一直以來的紀錄方式，從 19 世紀 發明的第一臺相機開始，逐漸升級的照相設備讓我們可以 隨時隨地、快速的拍下每一個瞬間。即便如此，科學繪圖 仍有它的重要之處，透過科學繪圖師一筆一畫勾勒出的精 細線條，也更能讓人們從不同角度感受到科學之美。

無脊椎動物學門

無脊椎動物學門涵蓋的分類群較廣，例如 海洋軟體動物、棘皮動物、節肢動物等， 主要以浸液標本保存，或是僅保留外骨 骼、骨板、貝殼製作成乾燥標本。由於 生物體以浸液標本保存會使原有的色澤 逐漸褪去，因此科學繪圖師會參考標本 與相關的生態照片，重現出海洋生物游 動的姿態與體色，或以輻射對稱及表面 結構與紋理呈現出牠們的美。

科畫博物特展

展期：2023.01.19～2023.12.03 地點：科博館第三特展室

更多特展詳細資訊可掃描QR code！

（資料來源：台灣科技媒體中心「塑膠微粒對健康影響的研究證據」記者會、「台灣水資源塑膠微粒現況」記者會、環保署環境檢驗所）

飲食中塑膠微粒 對健康的影響

Take Home Message

• 科學家發現食品中含有塑膠微粒，但使用塑 膠容器盛裝熱食可能也是塑膠微粒的主要暴 露來源。

• 不同顆粒大小的塑膠微粒透過不同的機制被 人體吸收，目前動物實驗發現塑膠微粒會影 響腸道、腎臟、造血等功能。

• 由於不同性質的塑膠微粒會有不同毒性，所 以還需要大量研究才能完整評估塑膠微粒對 人體的毒性。

自 19 世紀中葉發明第一種合成聚合物⸺賽璐珞

（celluloid）以來，全球塑膠年產量逐漸增加，至

2020 年時每年產量已達 3.67 億噸，廣泛地應用於各 種民生和工業產品中。近年來塑膠製品的樣貌更加

多元，例如俗稱柔珠的微米塑膠球（microbeads）， 可添加於洗面乳、牙膏等個人健康用品以增加去角 質及研磨的效果，以及使用在生醫檢測領域萃取出 特定的生物分子。

一般的塑膠製品有 40 ％以上僅供短暫使用就被轉

化為廢棄物，雖然塑膠廢棄物可透過回收系統再製

後重新利用，但仍有部分塑膠廢棄物被丟棄在垃 圾掩埋場或散落於環境中，經過長期的太陽光、

熱氧化、生物等降解方式轉變為較小的塑膠微粒

（microplastics）〔註一〕 。此外，人類活動也可能

產生塑膠微粒，例如汽機車運行時輪胎與路面的磨 擦、洗衣服時剝落的人造纖維等。一些研究證據顯 示，這些一次（微米塑膠球、刻意產生）及二次來

源（環境降解、非刻意產生）的塑膠微粒也可能再

經由物理、化學、生物腸胃道的消化作用降解成更 小的奈米塑膠微粒（nanoplastics）〔註二〕。

根據聯合國海洋環境保護科學專家小組的定 義，塑膠微粒為粒徑小於五毫米（mm）到奈米級 （nm）粒徑的任何塑膠。塑膠是指含固體聚合物的 顆粒，但聚合物不包含可生物降解的天然聚合物。

奈米塑膠微粒目前沒有統一的定義，多數科學 文獻將它定義為粒徑介於 1 ～＜ 1000 nm 的塑膠 微粒。

人為製造的塑膠在降解成塑膠微粒後，可能會經由 飲用水、飲料、食品等方式被人類攝入（ingestion） 體內。目前科學家在飲用水（含瓶裝水）中可以 測得的塑膠微粒濃度為每公升介於 0 ～ 1 萬顆微粒 之間，粒徑多數介於 1 ～ 10 微米（μm）之間，而

10 ～ 500 μm 之間的微粒則相對較少。在食品及飲 料方面，魚類、貝類、甲殼類等海鮮，以及海苔、 蜂蜜、米、鹽、糖、啤酒、牛奶等食品中皆有發現 塑膠微粒（表一）。雖然塑膠微粒經常在魚類腸胃 道中被發現，不過人類食用魚類時多數不會食用內 臟，因此以海鮮來說，人類較有可能從小型魚類、 貝類（牡蠣、蛤蠣等）、甲殼類（蝦、蟹等）等食 用前不會先去除內臟的海鮮食品攝取到塑膠微粒。

事實上目前這些檢測到塑膠微粒的食物類型只占我 們日常飲食中食物重量的 20 ％，反而在穀類、水 果、根莖類、蔬菜、肉類等重量占更多比例的食物

每天都可能吃下肚的塑膠微粒

3 －封 面　 故 事－ 動物便便大調查！

糞便微塑膠研究與

環境汙染倡議

Yeh

員，擁有環境政策與商管背 景，長期關注一次性消費和資 源消耗議題。

Take Home Message

• 為了確認微塑膠（塑膠微粒）是

否侵害臺灣生態環境，綠色和平 與眾多單位合作完成陸域保育動 物的塑膠微粒汙染調查報告。

• 經過研究設計、採樣、處理及鑑 定，發現大部分樣本都含有塑膠 微粒，其中黃喉貂糞便平均每克 有高達 18.65 個塑膠微粒。

• 調查成果的發布已得到各政府單 位回應，期望以科學研究連結社 會倡議，促成個人行動及政府政 策的改變。

調查研究一直是推動公共政策的重要依據，綠色和平科學 研究部門（Science Unit）針對不同環境議題嚴謹地研究分 析，發布研究報告揭露環境問題，進而向執政者與利害關 係人提出訴求並制定解方。例如綠色和平臺北辦公室在去 （2022）年 8 月發表的「難逃塑命：臺灣保育類野生動物 及棲地微塑膠汙染調查」報告，公布了臺灣重要保育類動 物與棲地遭塑膠汙染的現況。不僅是臺灣首例、更是全球 第一份針對數種陸域保育類動物的塑膠微粒（又稱作微塑 膠）汙染調查。

這次研究成果來自於大學教授、學生、民間顧問研究單位、 臺北市立動物園研究員、熟知山中地形與動物習性的山青 等人投入各自專業，花費一年多採集並探究臺灣保育類動 物的糞便與棲地水源，透過監測塑膠微粒含量了解塑膠微 粒汙染在臺灣的擴散現況。讓原本毫無相干的一群人單純 地追尋某種真相，試圖促進社會改變，在科學研究上產生 交集⸺這無疑是用科學研究譜出的一場聯合社會運動。 接下來就讓我們一起看這份調查報告的起因、過程、成果， 以及如何將知識化為行動、促成社會運動與環境倡議。

Jenny

擔任綠色和平東亞分部研究

海洋之外－無所不在的塑膠汙染

2015 年一段海龜鼻孔插入塑膠吸管的影片震驚全 球，至今仍時有耳聞海洋動物受塑膠汙染危害。

而往河流上游追溯，與人口密集城鎮有更多交集的

陸域動物，牠們的生存環境又是如何？根據歐盟

（European Union, EU）研究，有八成的海洋塑 膠垃圾來自於陸地，陸續也有歐美研究在鳥類和哺

乳類動物的糞便裡發現塑膠微粒。透過食物鏈的累 積，人類的血液與胎盤中也有塑膠微粒的蹤影。但 塑膠微粒是什麼？為什麼動物會吃下塑膠？

塑膠微粒是指直徑或長度小於五毫米（mm）的塊 狀、細絲或球體的塑膠碎片，它們大多來自日常生

活中使用的塑膠製品，因暴露於風、浪和紫外線下 分解或變形而成。最新的學術調查指出，塑膠碎片

能透過降雨及大氣對流移動，代表在都會區頻繁使

用的塑膠，很有機會透過空氣和水的流動、以塑膠

微粒的形式散布到世界各個角落，甚至在北極和喜

馬拉雅山都曾發現過塑膠微粒的蹤跡。人類的肉眼

看不見塑膠微粒，因為它細小、無孔不入、易於攜

帶有毒物質、難以消失的特性，目前正逐步累積在

自然及我們的生活週遭，危害著食品安全、人體建 康、生態環境。

塑膠微粒自然棲地現形

臺灣首份保育類動物塑膠微粒汙染研究

「想知道臺灣的自然環境中塑膠汙染到底有多嚴 重」、「看不見的塑膠微粒是不是正侵害我們重視 的自然、土地、物種」、「如果汙染真的很普遍， 我們需要讓更多人知道，讓有能力的人一起做出改 變」在眾人說出對研究與行動的想法後，這場長達

一年半的研究旅程就此展開（圖一）。

為了理解臺灣陸域不同地區、棲地類型、野生動物 受塑膠微粒汙染的狀況，研究團隊選擇了不同棲 地類型中的水域作為塑膠微粒樣本採樣的地點。然 而，因為研究及經費限制，以及在資源有限之下發 揮議題影響力的考量，在研究設計上需要挑選重點 對象調查。最終，研究團隊選擇了大眾較為熟悉

；雪霸國家公園；特有生物研究保育中心；印莉敏／玉山國家公園；林務局）

圖一｜研究方法的簡易示意圖

黑鰭枝枒鰕虎

Stiphodon percnopterygionus

圖｜廖竣

臺灣大學漁業科學研究所碩 士。自幼隨父親跋山涉水， 培養出混水摸魚、摸蝦的喜 好，致力將臺灣淡水原生生 物生態紀錄呈現給大眾。

文｜張樂妍

沒辦法泡在溪裡一整天只為 拍一隻鰕虎，只好寫字向讀 者介紹。本刊編輯。

冷冽的溪水裡常常出現一種身長不到十公分的嬌小淡水魚類——鰕虎（蝦 虎），棲息在溪底、難以被發現的牠們其實具有多樣形態，更有多達十幾 種的臺灣特有種。牠們是鱸型目鰕虎科（Gobiidae）的洄游魚類，不像一 生只棲息在海水或淡水的海水魚或淡水魚，鰕虎是天生的旅行家，生活史 必須經歷河流與海洋之間的往返旅行。

鰕虎的洄游方式大多屬於「兩側（棲）洄游型」，和一般的洄游型魚類不 太一樣。兩側洄游型魚類的洄游目的地和繁殖下一代無關，在海洋出生的 鰕虎會溯溪到河流裡生長，繁殖時又回到海裡產卵後結束生命；在溪流出 生的鰕虎則相反，會在出生後流向大海，最終又溯溪回到出生地營巢繁殖， 度過餘生。

黑紫枝牙鰕虎

Stiphodon atropurpureus

鰕虎

然而，生長於臺灣的鰕虎必須面臨一 項險峻的阻礙——攔砂壩。臺灣過去

曾以攔砂壩作為防範土石流的手段，

看似能阻擋水患但卻為河川帶來生態 浩劫。攔砂壩、水道施工等水利工程

都會截斷水流，施工時間一長便讓鰕

虎難以溯溪而上或漂流向海，阻礙牠 們完成必經的生長過程。

黑鰭枝枒鰕虎

Stiphodon percnopterygionus

黑紫枝牙鰕虎

Stiphodon atropurpureus

吻鰕虎亞成魚

Rhinogobius

Schismatogobius ampluvinculus

環帶黃瓜鰕虎 （環帶瓢眼鰕虎）

Sicyopus zosterophorum

眼斑厚唇鯊

（甘仔魚、狗甘仔）

Awaous ocellaris

近年臺灣政府逐漸拆除攔砂壩試圖恢復生態樣 貌，為鰕虎嚴峻的生存問題帶來一線曙光。但

除了攔砂壩的阻撓外，溪流中仍危機四伏。河 川流域周圍的過度開發及果菜園抽取河水灌溉 導致的汙染和水位下降、被任意野放的外來種 侵擾和捕食威脅等危害都影響著鰕虎族群。另

外，有些鰕虎也因對水質的要求較高，目前只 棲息在臺灣東部。大家若有去溪邊遊憩，不妨 觀察一下這些備受環境挑戰、歷經洄游冒險的 小生命在溪流底部優游的姿態。

阿部氏鯔鰕虎

Mugilogobius abei

眼見不一定為真？ 用數學算出視覺錯覺的 幾何模型

Take Home Message

• 大腦會配合過去的經驗判斷、處理視覺訊 息，因此可以設計出能夠欺騙大腦的錯視 圖案。

• 三維空間中，目標物件和視點相連的直線 上，任意點都可以被看成目標物物件，此 原理可協助我們製作從固定視角具有錯視 效果的物件。

• 錯視常見於生活中，平面鏡、3D 動畫與 許多有特殊設計的玩具都是應用錯視的原 理製成。

不知道讀者們是否看過 2016 年網路上流傳的一部

影片？影片中空無一物的桌上擺放了一面鏡子與

一個角柱體模型，而此模型在鏡中的倒影竟然是

圓柱體！正當觀眾猜測鏡中究竟設置了什麼機關

時，方形角柱模型被旋轉了 180 °，此時角柱就在

觀眾眼前變成了圓柱，而鏡中的圓柱則同時轉變

成了角柱。這短短數秒鐘的視覺震撼，讓人不禁 懷疑起自己的眼睛，但不管怎麼放慢速度、重複

陳隆期 任職於平興國中數理資 優班，專長數學、資訊、 生活科技，喜歡製作數 學風的模型和鋼彈。

觀看都找不出破綻。這部影片也因此紅出圈外， 目前在 YouTube 上累積了超過 900 萬的觀賞次數。

對這部影片有興趣的讀者 可以掃描QR code觀看影片。

其實影片中的角柱模型是 2016 年錯視大賽（Best Illusion of the Year Contest）的亞軍作品〈歧義

圓柱錯視〉（Ambiguous Cylinder Illusion）。該 作品的作者是目前已退休的日本明治大學教授杉 原厚吉，他的專長是數學和工程學，且對錯視 （optical illusion，又稱視覺錯覺）現象著墨甚深， 這件錯視作品正是利用數學原理設計而成。

產生錯視的原因

各位讀者平常多少有「看錯」的經驗吧？簡單來說 錯視就是各種「看錯」，也就是視覺出現誤判的 情形。視覺是人類最倚重的感官，我們也常用「眼

見為憑」來表達視覺的可靠。但關於視覺可能讓

你很意外的「point」是⸺錯視的情況不算少見，

且錯視的成因及衍生創作更是多到可以每年辦比

賽，讓人不禁懷疑人類是如何靠著不可靠的視覺

生活下去的。

要說到為什麼會有錯視現象產生，就必須要了解

視覺產生的機制。人類之所以能看見物體，是

由於物體發出或反射的光線進入眼睛並匯聚在

視網膜（retina）上，刺激視網膜中的感光細胞

（photoreceptor cell）形成影像。但除了這段光

學歷程外，還需要將感光細胞接收到的刺激透過

視神經（optic nerve）送進大腦處理後，我們才

能感知到影像。因此視覺並非只是單純、客觀的 光學物理，也會受到大腦「解讀」的影響⸺既

然需要判讀，就有機會產生誤判。

大腦在處理視覺訊息的時候會配合過去的視覺經

驗做判斷，若是遇到模稜兩可的情形便會選擇比

較接近生活經驗的解讀，這項機制主要是為了讓 大腦能夠快速地做出綜合判斷，以利於掌握環境。

如果了解這些機制，就可以設計出能夠欺騙大腦 的裝置。

例如在圖一中，可以明顯「看出」A 所在的方塊比

較顏色比 B 來得深，但若是遮蔽了其他部分只看

A、B 兩個區塊，就會發現這兩塊的顏色相同。這

是因為大腦將陰影的訊息也一併考慮進來，所以認

知 B 是淺色方塊的緣故，大腦是不是很好騙呢？

A 方塊的顏色看起來比 B 來得深， 但若是遮蔽其他部分就可以發現 A、B 兩個方塊其實是同色。

只要有「腦補」的過程，就會有錯視產生的可能。 錯視主要有三種不同類別：圖像本身的構造導致 的幾何學錯覺、感覺器官引起的生理錯覺，以及 心理原因導致的認知錯覺。在這三種錯視類型中， 關於幾何學的錯覺種類最多且廣為人知。

幾何學錯覺是指視覺上的大小、長度、面積、方 向、角度等幾何構成和實際上測得的數字有明顯 差別。例如圖二的三條線段都是等長的，但卻會 因為箭頭的關係而有長短不同的錯覺產生。

因為箭頭的關係，使得 圖中的三條等長線段有 長短不同的錯覺。

（Edward H. Adelson, free use, Wikimedia Commons）

可摺疊螢幕軟Q的祕密！ 色彩鮮艷又可彎曲的OLED

周大喆 臺灣大學化學所碩士。

Take Home Message

• OLED 顯示器由第一代的螢光原理，逐漸 進展到最具潛力的第四代發光材料—— 多重共振熱延遲螢光（MR-TADF）分子。

• OLED 的每一層材料都薄至奈米級，只 要將玻璃基板換成可彎曲的高分子材料 就能展現高延展性，製作出可折疊的智 慧型手機。

• 雖然 MR-TADF 的螢光速率快、顯色佳， 但仍有需要克服的缺陷。此外，提升壽 命、降低價格也是 OLED 面臨的挑戰。

讀者在空閒之餘喜歡玩 Switch 嗎？由日本任天堂

（ Nintendo ）開發的掌上遊戲機 Switch 於 2017

年開始發售，更在同年度被美國《時代》（Time）

雜誌評選為 2017 年最佳產品之一。在 2021 年，

任天堂公布了 Switch 的新版機種「任天堂 Switch OLED 機型」，色彩鮮明的 OLED 螢幕引發當時的

搶購熱潮，在世界各地均銷售一空，卻也有些使

周必泰

臺灣大學化學系。臺灣大學講座 教授、教育部終身國家講座。

用者擔心 OLED 會有螢幕烙印等老化問題。不過 究竟什麼是 OLED ？為什麼能使它影像更清晰、

色彩更鮮明呢？

OLED 的中文名稱為「有機電致發光二極體」

（organic light-emitting diode），最早的技術研發

始於 1950 年代法國南錫大學（Nancy University） 的物理化學家貝納諾斯（André Bernanose）。

到了 1987 年，當時任職於美國伊士曼柯達公司

（Eastman Kodak Company）的華裔美國物理學

家鄧青雲（Ching W. Tang）和他的同事、美國化

學家斯萊克（Steven Van Slyke）意識到 OLED 的

潛力，首次成功將 OLED 實用化，此時距離 OLED 最初的研發也已經過了約半世紀。

相較於傳統的液晶顯示器（liquid-crystal display, LCD），OLED 的應用優越性包含製程相對簡易、

便宜、輕薄、開關機時的畫面反應速率快、廣視 角、螢幕的色域對比更亮，以及節能等種種優點， 相關的學術研究及產業研發也因此蓬勃發展。此

外， 讀者想必也對三星（Samsung Electronics）

的摺疊式智慧型手機不陌生，近幾年在可撓式顯

示器（flexible displays）及窄發光頻寬有機材料

的突破發展下，OLED 又呈現了令人驚豔的進一步

進化。本篇文章將帶領讀者從 OLED 的原理開始，

針對 OLED 最近的科研發展為讀者做簡短的介紹。

第一代OLED原理—螢光

OLED 的發光原理可以從製程的工程角度來描述。

如圖一 a 所示，最簡單的 OLED 結構包含了先在

透明的鈉鈣／硼系／鋁矽玻璃基板上，利用濺鍍

（sputtering）或蒸鍍（vapor deposition）等方

法鍍上一層薄約奈米尺度的導電氧化銦錫（俗稱

OLED的結構與相關能階圖 OLED結構

以 ITO 玻璃基板作為陽極，由下而上依序為電 洞傳輸層、發光層、電子傳輸層，最後再鍍上 一層金屬層作為相對的陰極。

施加足夠電壓後，陽極接觸區將產生帶一個正電 的電洞。當電子和電洞於材質間重合，就會產生 激子。

發光材料分子被通電激

一般有機材料從 T1 → S0 在 常溫時不以光的方式放出能 量，而是幾乎全部變成熱。

發的激發態分布示意圖