【綠色觀點】減塑不只是減碳:吃下塑膠微粒的健康問題更加迫切

不用塑膠除了店家省了免洗材料、降低碳排放,其實更急迫的是塑膠本身沒分解,直接被我們吃下肚的健康威脅。
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Shutterstock/達志影像
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本文作者楊雅雲,受到紀錄片《不願面對的真相》啟發,2009 年大跨度轉行到台達電子文教基金會,領導莫拉克風災校園重建 — 那瑪夏民權國小重建工作。稀有的大跨度整合型專家,專業領域包括新能源、智慧電網、電動車、儲能、節能、循環經濟、綠建築,擅長把最專業的綠色科技行話,翻譯成最淺的白話文說出來。2014 年創辦綠學院,同時為 Green Impact Lab 綠色創業加速器的共同創辦人,著有《綠領建築師教你設計好房子》一書。

共同作者郭家倫,一個夢想家,即使發現現實中有許多的妥協與幻滅,仍然長期致力研究國內生質精煉技術與產業推動發展,專業領域為環境工程、生質能及生質化學品,目前擔任核能研究所化學組綠色化學領域的計畫主持人,也是綠學院的綠色帶路人。

原文《減塑不只是 Cost Down 這麼簡單!飲料店、咖啡館、低卡便當店需要知道的事》刊登於綠學院,INSIDE 經授權刊出。

拜讀《5 個假掰文青減塑行為,你中了幾個?》,感覺真是一針見血地說出了許多人的心底話,無怪乎這篇文章上架三天就破了去年(2018)綠學院專欄排行榜第一名創下的紀錄。我看了一些網友的留言,發現大致上分為三派,一派把文章當成是繼續使用傳統石化塑膠的藉口;一派則擁護塑膠回收,希望政府把塑膠回收做好,就不需要生質塑膠了;另一派則是對生質塑膠仍有所期望,但也同時提出許多疑慮。

以上這三派都非中庸之道,因為創新的賽道上,一定是有多個選手,在經過激烈的競爭之後,因為技術、市場、資本甚至政治的支持有些選手會勝出,有些選手會敗下陣來,現在的塑膠大戰正是如此!

為什麼你需要看懂這場賽局?作為一個消費者,你不會想要付出健康和醫療費只為了用塑膠製品;而如果你今天開飲料店、咖啡館、低卡便當店,甚至餐廳、超市、量販店等零售品牌,對這場賽局的敏感度可能將改變你的品牌形象,甚至反超你的競爭者,減塑絕對不是「剛好可以 Cost Down」這麼簡單而已。

為了幫助你正確判斷賽局,我們今天將以技術的角度補充《5 個假掰文青減塑行為,你中了幾個?》中沒有時間展開的論點,其實之前的文章《生物可分解塑膠真的比較環保嗎?》也談過一部分,歡迎你回頭複習。

全球開始瘋禁塑並不是因為我們多想要減碳,而是發現塑膠竟然會被我們吃下肚子裡!

雖然由於生質材料(或稱為生質塑膠)的碳足跡普遍低於傳統石化塑膠,因此發展生質材料確實會有助於降低溫室氣體的排放(註一),但其實這場材料大戰的目的並非為了減碳!因為全球每年石化塑膠的生產及焚化燃燒,佔溫室氣體排放量約 4.8%,老實說比它嚴重的來源多的很,並沒有迫切的需要為了減碳而替換材料。

但是當我們發現,我們的食物鏈已全面被塑膠入侵,海鮮、鹽巴、飲用水、乃至於空氣中都驗出塑膠微粒的存在,這可就成為健康問題,非常迫切且必須趕緊找到解決方案!

這也就是為什麼歐盟一開始全力支持生質材料,最近卻開始出現疑慮的聲音,有些地方甚至開始踩剎車,因為大家用放大鏡檢視生質材料,發現它也沒有解決迫切的健康問題。

疑慮一:生質材料家族之一的生物可分解塑膠,在自然環境中若分解不完全,形成碎片,也可能造成生態危害

因為生質材料發展的時間很短,這部分目前缺乏深入的研究,不過以技術的角度來理解,組成為生質材料的單體,通常是生物可利用的物質,例如生物分解 PLA 材料時,通常會生成常見的乳酸或其寡聚物,然後再被轉換為二氧化碳、甲烷或水,因此從基本原理來判斷,其被完全分解所需的時間較短,生質材料不會發生如傳統塑膠的塑膠微粒或碎片帶來的生態危害。

不過因為一些特定材料例如 PLA 需要在 50~60°C 的高溫及 80% 以上高濕度的特定環境下,例如堆肥、高溫厭氧消化,才能完全被生物分解,在一般自然環境下,特別是低溫的海洋環境中,其實分解速率還是相當緩慢,雖然比石化塑膠好多了,但就是跟想像中差很大!

從技術的角度再往深一層講,其實生質材料種類很多,不是只有一種 PLA,如同石化塑膠有 1 至 6 號的分類,PHA、PGLA、纖維素等材料所生產的生質材料,有研究證實可在海水中被微生物所分解。不過,生質材料在海洋中的分解能力,仍會視地區或海洋環境的不同而有很大的差異,例如公認具海洋可分解性的生質材料明日之星 PHA,在熱帶海域中可能只需要 3 個月就完全被分解,但在寒帶海域中,由於海水溫度偏低,其完全分解的時間可能要增加 10 倍之久。

但是話說回來,你本來就不應該期待海洋可以吃下所有材料,對吧?跟土地不同,海洋本身就不是個適合生物分解的環境,且影響變數太多,因此海廢問題仍是要從避免塑膠進入海洋的管理著手,就跟廢水處理一樣,源頭減量才是王道,管末處理永遠是最後、最不得已的做法。而對於不易管制的排放管道,例如美容化妝品用的微粒、衣服纖維易隨著廢水處理廠排放水流入海洋,則可考量逐步改用上述具有海洋可分解性的生質材料取代。

對於海廢,我認為是相當值得探討的問題,但不應該是生質材料發展的限制。

疑慮二:生質材料拿去焚化爐燒,難道就沒問題了嗎?還不如把塑膠回收做好,少用一點焚化爐

同樣用 PLA 這個材料舉例,PLA 的熱值約 4,050kcal/kg,若送進焚化爐發電,以保守的發電效率 20% 計算,每公斤 PLA 大約可生產 1 度電,因為 PLA 的原料來自於植物,燃燒後產生的二氧化碳不列入溫室氣體排放量,所以相較於火力發電,可減少 0.918 公斤的二氧化碳排放,所以燒生質材料,是一種綠電哩。

更重要的是 PLA 的灰分非常少,因此燃燒 PLA 不會顯著增加焚化爐的底灰量,同時也有研究顯示 PLA 燃燒後不會產生有毒的物質。

對於期待塑膠回收能解決所有問題的朋友,以技術的角度來看,回收也得老老實實遵守物理學的兩大基本定律,塑膠回收後物性就會開始劣化,因此常只能送到比較低階的應用場景裡,不然就是還要混摻其他材料提升物性,如此塑膠的組合更為複雜,回收再利用的用途會越來越受到限制,所以塑膠回收直接利用是不可能做到完美的封閉式循環。塑膠回收仍然值得做,但還是要有其他循環利用的選項才行,這時,生質材料就是一個較好的選項。

「好塑膠」是相對的,這個世界上沒有一個完美的材料,我們只是在時代裡做了選擇

有些人擔心生質材料技術是否有瓶頸無法突破,這些都多慮了,生質材料唯一的問題跟當年的太陽能和風力發電一樣,就是太貴了!例如 PLA 及 PHA 的市場價格分別是 PE、PP 塑膠的 2-3 倍及 4-6 倍,不過可以預期的是,隨著技術升級及市場規模擴大,生產成本會逐漸降低,這時若再有政策工具配合,能將石化塑膠造成的外部成本或生質塑膠循環利用的價值,也列入生產成本的計算中,則生質塑膠與石化塑膠的價差也會縮小。

對於生質材料懷著既期待又怕受傷害的態度是可以理解的,讓我用一部科幻電影《絕地救援》(The Martian)中男主角掙扎想要從火星返回地球的台詞來比喻吧,「當一切越來越糟時,你只能堅強地面對,你要嘛屈服,要嘛反抗。你只要開始進行計算,解決一個問題,解決下一個問題,解決下下個問題,等解決了足夠的問題,你就能回家了!」

推動生質材料正是如此,這個世界上沒有一個完美的材料,塑膠也是,生質材料也是,我們應該要做的,就是開始動手解決問題!

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責任編輯:Mia


運動科技新革命: IoT 結合數據分析,奧運跆拳銅牌羅嘉翎國手養成之路揭秘

運動科技為近年運動產業顯學,現在賽場上,不僅較勁各選手的體力及技術,更考驗各國科學技術導入,輔佐選手的程度。有效運用運動科技,不僅可避免傷害外,更能提升訓練品質,提升選手佳績。
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今年 8 月剛落幕的 2020 東京奧運,台灣選手獲得 2 金 4 銀 6 銅的 12 面獎牌,不僅寫下史上最佳參賽成績,且分別在 10 種不同項目奪牌,令各界大為驚艷。近年健康意識抬頭,下班後會自發去運動的人越來越多,種種現象顯示著台灣的運動風氣已逐漸成熟,而運動科技正是背後的隱形推手。

科技部致力推動產學界合作,結合運動科學、智慧科技與數據分析,輔助選手精準練習,用最有效率的方式提升表現,讓運動訓練不再是土法煉鋼。運動科技的應用也能幫助一般人,在日常生活中更聰明更健康的做運動。由於商機龐大,運動科技早已成為各國在運動競技賽事與產業發展積極佈局的新型態競爭場域,一起來看看它為台灣體育帶來了什麼樣的改變吧!

透過科技幫助運動選手了解自身狀態,穩扎穩打求進步

年僅 19 歲的跆拳道選手羅嘉翎,首戰奧運便打敗多國好手,一舉拿下銅牌。從小在道館長大,幼稚園就跟著爸爸、哥哥練習跆拳道,小學開始在國內比賽嶄露頭角,國二首次參加青少年國際賽事後更不斷奪金。然而,初生之犢的她,卻是好不容易才站上奧運這個舞台。

「小時候的確身高有優勢,但剛轉去成人組時還滿挫折的」,帶著青少年時期的亮眼成績,羅嘉翎在高一下加入跆拳道國家隊,被延攬至國家運動訓練中心(以下簡稱:國訓中心)接受國手培訓,「裡面都是大學的學長姐,訓練強度很高,剛進去時很不適應,那段時間比賽成績也不理想,晚上都會打電話給媽媽哭訴。」

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羅嘉翎分享,國訓中心的訓練方式很有系統,除了完備的訓練器材,還會透過科學儀器評估選手的運動表現,也定期使用生化檢測儀器,每月至少1次檢測疲勞度與血氧量,維護選手的身體健康。

「運動科技可以幫助我了解自己現在的狀態,還有需要加強哪些地方」,羅嘉翎表示,選手的日常就是不斷練習、調整好狀態,透過數據分析可以清楚知道自己的強弱項,「像我需要加強肌力,這樣訓練有方向,進步也會比較穩。」

沒有因挫折放棄跆拳道,羅嘉翎持續在國訓中心自我精進,再加上慢慢調整心態,她逐漸適應了高強度的訓練,也找回了享受比賽的初衷。

事實上,台灣自 2012 倫敦奧運以來,就沒有在跆拳道項目拿過獎牌,羅嘉翎也坦承因此感受到不小的壓力,「拿到奧運資格時我爆哭,但我不是被看好奪牌的選手,就想說放鬆去打。」沒想到放下得失心,反而幫助自己贏得了銅牌的好成績。

國立體育大學技擊運動技術學系副教授王翔星分享,針對跆拳道選手的檢測主要有3方面,包括以「線性位移偵測器」檢測選手連續 3 次跳躍的爆發力與穩定度,評估賽場上攻擊動作的力量輸出率;以及透過「測力板」檢測 50 毫秒發力率( RFD,Rate  of Force Development ),以觀察選手腳蹬地出發與踢擊到對手瞬間的力量表現;還有「慣性感應器」則是用來檢測選手的反應能力與速度。

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「現在的訓練方式跟以前差很多,得分的方式不同,教練的觀念也需要調整。」過去也曾是跆拳道選手的王翔星說,以往求勝心切的選手容易練到渾身是傷,現在藉由運動科技的輔助,能精準掌握練習進度,避免過度訓練、減少運動傷害,是更有效率的訓練方式。

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王翔星也表示,培育一名優秀的選手相當不容易,這幾年開始將運動科技帶進國、高中,就是希望能讓年輕選手儘早接觸到運動科技的專業訓練觀念,避免選手在早期生涯就受到嚴重的運動傷害而留下遺憾,未來能夠更上一層樓。

產業跨界結合,讓運動科技深入全民健康生活

目前 5G 正式邁入商業化,宅經濟當道,運動科技的應用也有了更多可能性。「台灣科技業的研發能量強大,運動產業也很有國際競爭力,我認為應該能結合兩者的強項來解決許多問題,例如居家健身沒人指導,該怎樣才不會受傷。」國立臺灣師範大學運動競技學系研究講座教授相子元表示。

相子元主修生物力學出身,被譽為台灣運動科技教父,同時擔任國訓中心運動科學小組總召集人。他很早就投入運動科技與產業結合的研究,作為科技部「精準運動科學研究專案計畫」的執行團隊之一,目前團隊已開發出將壓力感測科技應用於智慧鞋、科技運動襪、機能衣、自行車功率表等產品。

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相子元認為,運動科技商品在亞洲市場很有潛力,目前台灣主要發展在 3 大面向:競技運動,如跆拳道、舉重、射箭;職業運動,如棒球、籃球;全民運動,如自行車、慢跑等。舉例來說, LPS(Local Positioning System ,局部定位系統)運用在團隊運動的訓練上,能讓教練、選手清楚知道跑位陣式,取代傳統手寫戰術,目前 NBA 美國職籃、國際足總FIFA的隊伍也都採用此技術。

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台灣選手在東奧打出亮眼成績值得喝采,相子元期待未來運動科技能協助更多選手精準運動、達到更好的表現,放眼 2024 巴黎奧運,並幫助更多人養成規律運動的習慣。接下來行政院主辦的「台灣運動x科技產業策略( SRB )會議」也即將登場,希望加深運動與科技產業的對話交流,讓運動科技越來越深入全民的生活。

SRB策略會議暫擬4大議題:

  1. 運動×科技產業升級創造新價值
  2. 智慧育樂創新服務建立營運新模式
  3. 融合科研成果與創新科技發展智慧新應用
  4. 台灣智慧育樂跨域環境整備

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