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CH4 科技與環境 - Coggle Diagram
CH4 科技與環境
4-1 空氣汙染
定義
空氣汙染：以人為的方法，將汙染物質溢散到戶外空氣中，因汙染物質的濃度及持續擴散時間，使得某一地區之公共衛生，以及妨害人類、動植物之生存。
空氣汙染物：空氣中足以直接或間接妨礙人民健康或生活環境之物質。
表示方式
空氣品質指標AQI：範圍為 0 到 500，數值越高旗幟顏色越深，表示空氣污染越嚴重，對健康的不良影響越大。
環境中常見的空氣汙染物
硫氧化物：由含硫燃料(如煤及石油)燃燒產生
一氧化碳：汽機車或石油燃料燃燒不完全所產生的
與血液中血紅素的親和力是氧的300倍，如吸入易造成中樞神經機能減退，破壞紅血球的功能，過多即可能致命。
氮氧化物(笑氣)：內燃機燃燒產生，除此之外細菌活動或打雷皆也可產生
毒性是一氧化碳的四倍
碳氫化合物：液化石油氣、天然瓦斯、汽油的揮發物、炒菜油煙、焚香拜拜的煙霧等皆含有
光化學性過氧化物：經由光化學反應所產生
環境議題
溫室效應：適度適合生命生存，過度導致溫室氣體劇增，引發全球暖化與極端氣候。
臭氧層消失：人類大量使用氟氯碳化物（如冷媒、噴劑），這些物質飄至大氣後釋出氯與溴，加速臭氧分解，若防護減少會導致人類皮膚癌、白內障機率上升，並破壞生態與農作物生長。
酸雨：正常雨水因溶有二氧化碳或氮氧化物使得水氣結合轉化為硫酸與硝酸pH值小於5.0的酸性降水，對環境生態破壞、建物侵蝕，對人體刺激眼睛與皮膚，並減低肺功能，誘發慢性支氣管炎與氣喘。
沙塵暴：台灣的沙塵暴主要源自中國內蒙古與西北地區的沙塵，通常伴隨大陸冷高壓與東北季風南下，於每年春、冬兩季（特別是2月至4月）最常發生。
解決方法
選擇乾淨能源作為燃料：像是液化石油氣、液化天然氣代替重油或燃煤
燃料事前處理：以無鉛汽油代替含鉛汽油，減少環境中鉛的沉降。
全面禁用氟氯碳化物：發展代用品，使用環保冷媒及回收再利用。
禁止森林之濫砍、濫伐：加強綠化，緩和地球暖化效應、改善酸雨問題和臭氧層變薄的危機。
4-4 荷爾蒙
歷史
1897年－《文明的殘酷》
預言大自然反撲，肇因於文明的進步
1962年－《寂靜的春天》
提醒人工合成殺蟲劑大量使用，導致生物大量死亡。
1996年－《失竊的未來》
將74種化學物質定名為「外因性內分泌干擾物質」
1997年
日本 NHK 提出通俗化名「環境荷爾蒙」
四大干擾手段
假冒：模仿荷爾蒙功能
霸佔：阻斷真性荷爾蒙的正常作用
工廠破壞：干擾荷爾蒙的製造過程
生產破壞：破壞接收荷爾蒙訊號的受體
哪裡有
戴奧辛：垃圾焚化、二手煙、不完全燃燒的有機物
塑膠製品：碗裝泡麵的容器、保鮮膜、孩童用的奶瓶
化妝保養：防曬乳、乳液、乳霜、化妝水，排除眼線筆、消口臭眼線筆、消口臭劑、口紅、入浴用化妝品口紅、入浴用化妝品
對生物的影響
人類
精子濃度減少
乳癌、
子宮肥大
孩童行為異常
野生動物
性別混亂
生殖能力下降
行為改變
如何應對
從「吃」開始，攝取自然的食物纖維，強化肝臟，轉化並排出體內的化學物質。
實施全球環保，遵循公平、共同與永續的原則。
4-2 水汙染
基本介紹
水汙染：水中因物質、生物或能量之介入，改變水質，致導危害健康或環境。
地球總水量：約13.4億 km³(佔地表七成)
人類可利用：約550,000 km³(不到總水量的0.04%)
四大汙水來源
工業廢水：（55.5%）首要污染源：中小型工廠多、水質掌握不易、含有毒重金屬。
畜牧廢水：（23.1%）次要污染源：以養豬場為主，有機物濃度極高。
都市污水：（21.4%）：包含家庭廢水、商業廢水與事業單位廢水。
其他來源：農藥流入、雨水污物、垃圾滲出水、礦場污染。
水質檢測的三大指標
生物性指標
生物多樣性：淨水種類多，污水種類少但數量多。
大腸桿菌群：判斷水質是否受糞便污染。
半數致死量：評估毒性強弱，數值越小，毒性越強。
優養化：氮、磷過高導致藻類暴增、水體缺氧發臭。
病原菌：人畜排泄物中的致病微生物，危害健康。
物理性指標
溫度：溫度越高微生物加速消耗氧氣，溶氧越低。
色度：水的顏色與污染程度反映是否影響光合作用。
濁度：因懸浮物造成混濁，用NTU測量反映污染狀況。
懸浮物質 ：來自水中雜質與清潔劑，可用凝聚劑去除。
臭味：有機與無機物分解產生的氣味污染，用TON值表示，數值越高代表臭味越明顯。
化學性指標
酸鹼值：ph值=7為中性；>7為鹼性；<7為酸性。
水中溶氧(DO)：越低越髒，DO<2為嚴重污染。
生化需氧量(BOD)：越高越髒，BOD>15為嚴重污染。
化學需氧量(COD)：工業廢水或難分解的有機物指標。
清潔劑：硬性清潔劑 (ABS) 因難分解會產生大量泡沫阻礙溶氧，現代改用易分解的軟性清潔劑 (LAS)，若含有磷酸鹽則會加速水體優養化。
重金屬：主要來自工業廢水排放。
其他化合物：包含劇毒的氰化物、具基因毒性且難分解的多氯聯苯(PCBs)，及引發嬰兒藍嬰症的硝酸鹽。
放射性物質：核能廢水或醫療廢棄物所釋出的有害輻射，會引發生物體基因突變與致癌。
解決方法
廢水回收再利用
汙水處理：去除BOD與COD，提高水體DO，防止優養化，避免受重金屬汙染。
家庭廢水：設蓄水池回收，可應用於馬桶沖水、澆花等。
都市汙水：經處理後用於灌溉，發揮其功用。
水源自淨能力
化學作用
酸鹼中和
氧化還原
化合與分解
混凝與沉澱
吸附與聚合
物理作用
稀釋
混和
沉降
遷移
浮除
生物分解作用
喜氣分解
缺氧分解
厭氣分解
4-5 永續
定義
三大原則：公平性、共同性、永續性
再生能源
太陽能
優點：取之不盡、用之不竭
缺點：密度低、成本高
風能：風力帶動葉片轉化為電能
水平軸：單向受風
垂直軸：全方面受風
水能
水力：利用位能差推動水輪機轉動發電，受季節影響、泥沙淤積風險。
潮汐：利用月球和太陽引力造成的漲退潮位能差發電，維護成本高。
海洋能
波浪能：風吹海面的機械能
海流能：地球自轉與密度差
溫差能：太陽輻射→深淺水溫差
鹽梯能：河海交界鹽度差
地熱能
優點：穩定、佔地面積最小
缺點：前期成本高、設備易腐蝕
乾蒸氣式
抽取地底自然噴出的高溫水蒸氣
最古老、最簡單
閃發蒸氣式
抽取高壓高溫熱水至地面減壓，瞬間閃發成蒸氣
目前主流
雙循環式
地熱水溫低
加熱低沸點的工作流體
台灣採用
不消耗水資源
生殖能：利用有機物作為燃料
直接燃燒：熱能、電力
厭氧發酵：沼氣
促進循環經濟、全天候穩定
新興替代能源
核能
核熔合：兩個原子核結合起來成為新元素
核分裂：核分裂→熱能→機械能→電能
燃料電池
化學能→電能
低污染高效率(轉換效率>60%)
氫氣為主要燃料
4-3 土壤汙染