2014年12月2日

物過水留痕

作者/劉廣定(臺灣大學化學系名譽教授)

不久前報載一項統計,臺灣每人每年飲用94.3杯咖啡。換言之,平均約有四分之一的居民每天喝1 杯咖啡。也許很多讀者不知道,據估算,全球平均喝的每杯咖啡曾用水132公升。也就是說,每天1杯咖啡,一年365天用了約48噸的水!很可觀吧。

不僅是咖啡,其他飲料也用很多水。實際上,製成任何產物都曾消耗水,只是一般多不注意罷了。就如人常說:「船過水無痕」,果真如此嗎?船駛過後一段時間,水面上看起來波平浪靜,色澤如常。然而,這水或多或少都可能被汙染了。另一方面,水中所含的某些雜質也可能或多或少附著在船身上。

舉個實例:通常為了保護船身而在底部上漆,又因防止停泊時水產藻菌等生物集聚而在漆中添加防垢劑(antifouling agent)。早期用的防垢劑為氧化雙三丁錫([(C4H9)3Sn-O-Sn(C4H9)3],簡稱TBTO)。後來發現,只要有微量溶於水,濃度達約每公升1奈克(1 ng/L)就會有害於蠔類與貝類的生長,特別是外殼有缺陷。改用銅的化學品,其毒性亦有爭議。美國環保署之「永續化學總統挑戰獎」(參閱《科學月刊》33卷:第3期254-261頁、第4期344-351頁,2002年)第一屆(1996年)的「設計安全產品獎」是頒給現已與道氏化學公司合併之羅門哈斯(Rohm and Haas)公司,表揚該公司以4,5- 二氯-2- 辛基-4- 異噻唑啉-3-酮(4,5-dichloro-2-octyl-4-isothiazolin-3-one, DCOIT,圖一,商品名稱為Sea-Nine 211N)代替有機錫化合物,因其溶解於水的部分能分解成無毒成分。
圖一:DCOIT

因此,凡物過水都是會留痕的。

水痕量―耗水之量
二十一世紀開始不久,荷蘭屯特大學(University of Twente) 的Hoekstra教授於2002年提出了一個衡量直接和間接使用「淡水(freshwater)」的指標――「水痕量(water footprint)」(或譯「水足跡」)新名辭,也是一新觀念,其定義是:在一定時間內個人或社區所消費、利用,或農工商業所生產、供應的所有產品和服務必需的水資源總體積。也就是「耗水之量」,以公升為單位,是衡量直接和間接使用淡水資源的指標。他並將淡水分成三類:

(1)藍水(blue water)── 地表和地下的淡水;
(2)綠水(green water)── 自然界產生(降水)、暫存和蒸散發的水;
(3)灰水(grey water)── 處理生產供應鏈造成汙染所用的水。

此一思考方式比以前考慮永續發展中水的問題時都為完整。例如拙作(《科學月刊》43卷第4期314-318頁,2012年)所介紹荷蘭台夫特技術大學(Delft University of Technology)Sheldon 教授於1992年提出化學工業生產過程的「環境因數(E-factor)」,即未考慮「水」或「污水」。

水痕量的觀念提出後,因彌補了以往核算水資源對「耗水之量」只考慮藍水的不足,立即受到各界有識者之關注。這一觀念含有在水的永續發展上一些新思維,如:(1)人類消費方式密切影響淡水的生態系統,及(2)從生產供應鏈能夠全面了解水資源短缺和水污染,同時也影響了人類對水資源管理方式的思考與設計。國際組織「水痕網(Water Footprint Network, WFT)」於2011年綜合多位專家之研究成果和意見,由Hoekstra 教授等四人編輯出版了《水痕量評價手冊》(The Water Footprint Assessment Manual-Setting the Global Standard)之修正版。......【更詳細的內容,請參閱第540期科學月刊】

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