管理與應用：科技、工程、政策

管理策略(中水、濕地維護)、環境工法、防災工程與策略、替代能源與綠色能源

2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany)—（3）疫情與防治 （outbreak & prevention）

2011/07/11
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2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany)—（3）疫情與防治 （outbreak & prevention）
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 2011年疫情中大腸桿菌感染的病原確定一波三折，可能原因為何？

2. 控制和預防疫情要注意哪些重點？

德國出血性大腸桿菌疫情如何?
現今德國正經歷一嚴重的出血性大腸桿菌疫情，元兇是期中一高病原性的亞群稱為產生類志賀毒素大腸桿菌(shigatoxin-producing E. coli, STEC）。少部分病例出現溶血性尿毒症侯群 (hemolytic-uremic syndrome ; HUS)併發症，其特徵為溶血性貧血(hemolytic anemia)、血小板數量下降(血小板減少症；thrombocytopenia)和急性腎衰竭(尿毒症(uremia)；是一種會對生命有威脅的嚴重疾病。

有多少國家與此次疫情有關?
至今除了德國之外，已有12個國家傳出病例，包括奧地利、瑞典、丹麥、波蘭、英國、瑞士、捷克、法國、挪威、西班牙、荷蘭和美國。這些病例基本上都是最近有拜訪德國北部地區，或是其中一例是接觸到來自德國北部有出血性大腸桿菌病例的遊客。

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環境治理（Environmental Governance）的關鍵：國際合作

2011/07/10
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環境治理（Environmental Governance）的關鍵：國際合作
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 環境治理有哪些地方需要國際合作？

2. 環境治理為什麼需要科技專家之間的國際合作？

3. 《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》的效果有何不同？為什麼？

環境治理的新契機
冷戰結束後國際社會的互動進入一個嶄新的局面。過去冷戰時期被忽略打壓或無法開展的問題逐漸浮上枱面。冷戰後，「治理」（governance）的概念越來越凸顯，也被學者和媒體密集引用，因為過去單一政府（government）的功能和角色已經無法應付跨越國界的問題。而「治理」的參與者除了政府，還包括民間組織，企業，科技專家社群等。環境問題就是典型超越國界的問題。因為過去長期忽略而對生態環境的損害，進入世紀之交時已經非常迫切。世界各國展開的各種層級的合作行動，逐漸拓廣環境治理的領域。

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環境 vs. 發展 — 聯合國的觀點：「環境是發展的基礎」（Environment as the foundation for development）

2011/07/10
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環境 vs. 發展 — 聯合國的觀點：「環境是發展的基礎」（Environment as the foundation for development）
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 環境 vs. 發展是對立還是相輔相成？

2. 聯合國和其他重要國際組織如何看待發展與環境的問題？

3. 為什麼說環境是發展的基礎？

自從人類社會進入現代化時期，「工業化」往往就是「發展和進步」的同義詞。 而「發展和進步」的衡量指標就是經濟活動和財富增長。這個看法在二戰之後越來越受到挑戰。1983 年，聯合國為了關注重要的環境和發展的挑戰，決議成立由公共衛生專家且擔任過挪威首任女首相的布倫特蘭（Gro Harlem Brundtland）為主席的布倫特蘭委員會（The Brundtland Commission）。1987年，此委員會發表了第一份的開創性報告—《我們共同的未來》（Our Common Future）裡面反省了這個根深蒂固的看法，認識到「環境或發展」只能選其一的概念是一個錯誤的二分命題。從此之後，人們對此議題的焦點轉到「環境與發展」，然後又轉到「旨在發展的環境」（environment for development）。

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全球水環境變化對於人類和生態系統的影響（2）：人類用水對流域和沿海地區的影響

2011/07/08
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地下水水位降低對生態系的衝擊包括淺井會乾涸，地表水也會減少，相對的會有地層下陷的情形，或是海水入侵得現象。這些都會造成可取用的地表水或是飲用水和可用的灌溉用水減少，而且水質也會下降，或是因海水入侵造成地表水的鹹化(salinization)。同時為了競爭地下水，衝突會增加，整個獲取地下水，或是水處理，或是公共供水的成本均會上升。另一種水環境的變化是水流的改變，下游的飲用水會減少，與水相關的疾病會增加。且水流改變可能造成內陸魚群的減少，或是淡水的鹹化，有些區域還可能成為洪水氾濫危險區，因此可能還要有防洪措施，甚至整個社區遷移。水流的改變還會造成生態系統破碎化(Ecosystem fragmentation)，濕地可能被填埋，沉積物送到沿海的情況會減少，如此一來會造成沉積物曾多，水庫的壽命會減少等問題。...
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管理與應用：科技、工程、政策
全球水環境變化對於人類和生態系統的影響（1）：氣候變化對全球水文體制的干擾

全球水環境變化對於人類和生態系統的影響（1）：氣候變化對全球水文體制的干擾

2011/07/08
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全球水環境(water environment)變化對於人類和生態系統(Ecosystem)的影響（1）：氣候變化對全球水文體制(hydrological regime)的干擾
國立高雄海洋科技大學水產養殖系張朴性教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 氣候變化對於水文體制的干擾主要發生於哪些領域？

2. 水文體制的干擾對人類的負面影響已經被證實的有哪些？

海洋是全球氣候的主要調節器，也是溫室氣體的重要儲存槽。然而在陸地和大洋盆地(ocean basin)等各層面，水循環(water cycle)正受到長期氣候變化的影響，從而威脅著人類安全。氣候變化影響著北極地區的溫度、海冰和陸地上的冰，包括山地冰川；他們同時還影響著海洋的鹽度和酸化情形、海平面高低、降水模式，也可能引起極端氣候事件，甚至影響世界海洋的循環體系(ocean circulatory regime)。

圖1：珊瑚因和二廠排放的廢水溫度高於一般海水，導致珊瑚的白化。

（圖片來源: 台灣科學教育館http://elearning.ntsec.edu.tw/files/15-1005-7665,c2091-1.php ）


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關鍵區觀測站（Critical Zone Observatory）：美國國家科際整合的環境研究計畫

2011/07/08
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關鍵區觀測站（Critical Zone Observatory）：美國國家科際整合的環境研究計畫
國立高雄海洋科技大學水產養殖系張朴性教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼我們對地表關鍵區缺乏瞭解？

2. 為什麼需要整合不同學科的專業來進行這個計畫？

關鍵區觀測站（Critical Zone Observatory，簡稱CZO）是美國國家科學基金會（National Science Foundation）支持的一個全國性，整合不同科系的研究計畫。所謂的關鍵區指得是靠近地球表面，有滲透性的，介於天空和岩石的地帶，包括樹的頂端往下到地下水深層。這個有生命，會呼吸，不斷演化變動的區帶，也是岩石，土壤，空氣，水和有機物互動的空間（圖1）。這些複雜的互動調節了自然棲息環境，也影響了我們賴以為生的自然資源，包括食物生產和飲水品質。

圖1：關鍵區（Critical Zone）指靠近地表，有滲透性的，介於天空和岩石的地帶區帶，包括樹的頂端往下到地下水深層。 （圖片來源：http://criticalzone.org/Research.html）

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《蒙特婁議定書》和管理臭氧層破壞物質

2011/07/06
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《蒙特婁議定書》(Montreal Protocol) 和管理臭氧層破壞物質 (Ozone Depleting Substances，ODS)
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼《蒙特婁議定書》被認為是最成功的國際協議？

2. 管制臭氧層破壞物質的努力，哪些地方有了收穫？哪些困難還要克服？

平流層臭氧可以阻擋有害的紫外線進入到地表，對於保護地球上生態系統非常重要。自從1974年兩位美國科學家Frank Sherwood Rowland和Mario J. Molina提出人造氟氯碳化物 （也稱作氟利昂）（chlorofluorocarbons 簡稱CFCs) 會破壞臭氧層的說法以來，陸續出現的觀測數據已經證實CFCs 是造成臭氧層破洞的元兇。由於CFCs自從1970年來已經被大量使用在工業產品上，要遏止臭氧層耗損繼續惡化，必須先判定到底哪些物質是會耗損臭氧層，然後才可以提出相關管制措施上的國際合作和行動。

圖1: 1980 — 2100 年國際協議對平流層中存在的消耗臭氧層物質的預測量產生的影響 (圖片來源：《全球環境展望 4》， p. 71)

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極地臭氧層空洞(Arctic and Antarctic ozone hole)和對生態的衝擊

2011/07/06
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極地臭氧層空洞(Arctic and Antarctic ozone hole)和對生態的衝擊
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼南極的臭氧層耗損特別嚴重？

2. 臭氧層耗損會對北極地區生態系統造成哪些衝擊？

南極臭氧層空洞 (Antarctic ozone hole)
南極臭氧層空洞成為國際注目的焦點，是起於1985年發表在《Nature》的一篇文章，其中英國南極觀測站（British Antarctic Survey）的科學家Joesph Farman, Brian Gardiner, 和 Jonathan Shanklin報告他們發現，從1977~1984年，每年南半球的春季時（約9~12月）南極上空的大氣臭氧含量約減少了40%以上。其他研究機構也證實這項發現，並指出臭氧量急遽減少的區域面積甚至大於南極大陸，高度則是介於12~24公里之間的平流層，這就是所謂的「臭氧洞」（圖1）。其實並不是真正有個「洞」，而只是表示臭氧含量反常稀少的區域。南極臭氧層厚度變化極大，從100至400 Dobson Unit，而厚度若在220 Dobson Unit以下，即稱為臭氧層破洞。另一種臭氧層破洞定義方式是指臭氧密度不到1975年值的33％的區域。

圖1：1980-2006年 南極上空臭氧層空洞面積的變化情況 （圖片來源：NASA，《全球環境展望 4》p. 69 ）

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日本福島第一核電廠事故：氫氣爆炸（hydrogen explosion）

2011/07/02
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日本福島第一核電廠事故：氫氣爆炸（hydrogen explosion）
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 福島第一核電廠氫氣爆炸的原因為何？

2. 核災的發生的狀況複雜，除了核電廠的多重防護設備之外，還要注意什麼？

氫氣爆炸 vs. 核爆
日本福島核電廠的爆炸不是核爆而是氫氣爆炸。福島核電廠使用輕水式反應器，輕水也就是普通水；從維持核分裂連鎖反應的機制來說，輕水式反應器具有自我抑制的特質，即核分裂連鎖反應不會於事故中失控，於瞬間產生大量的能量，造成反應器的解體。使用輕水式反應器電廠的反應器爐心燃料只會熔毀（nuclear meltdown），不會爆炸。

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車諾比核電廠事故造成的健康傷害

2011/07/02
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車諾比核電廠事故造成的健康傷害
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼車諾比核災發生20多年後，國際間對於造成傷害的評估還沒有共識？

2. 德國社會用哪些方式來處理災變後的恐慌？

圖1：TORCH報告中提出的銫-137輻射污染分佈圖。這是1995-98之間歐盟和歐盟會員國在歐洲各地進行量測的結果。單位是（kbq/m2, Ci/km2） 。 （圖片來源：《TORCH報告》， p. 32）

車諾比核電廠事故發生至今已經滿25年了，但是這個災變到底造成多少損失？目前對於傷亡的估計並沒有一致的共識。缺乏共識的原因主要是：1）導致災變發生主要是人為的錯失，牽涉到複雜的政治社會因素。災變當下蘇聯當局刻意隱瞞或模糊事件的嚴重性，也缺乏公開透明的數據資料。2）1991年蘇聯瓦解後，災情最嚴重的三個國家白俄羅斯，烏克蘭，俄羅斯（至今）仍然缺乏賢能清廉的政治運作，官方提供的資料的可信度缺乏民間團體的檢證。3）災變損失涉及經濟生產的變動，人口強制遷移，輻射的長期後遺症，社會心理的創痛等，許多效應是不容易有客觀量化的測量準則。

面對這三方面的困難，必須透過跨國合作（包括官方和非官方組織，以及專家社群的共同參與）才有能力對車諾比災變提出比較有公信力的評估報告。一直到核災發生20年後出現的國際合作的報告仍然有許多爭議點。以下簡介其中2份重要報告。

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