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【科學研究示警！氣候變遷可能加速傳染病擴散】
—蚊子越來越不怕冷！登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區
　
根據聯合國政府間氣候變遷小組（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）的報告，20世紀全球地表平均溫度增加約攝氏0.6度，而中高緯度地區的增溫幅度尤其明顯，且冬季增溫明顯高於夏季。
　
根據IPCC 氣候模式預估，2100年時，這些地區地表平均增溫可高達攝氏3∼5度。這一全球地表平均增溫現象，對每一個地區的天氣系統都有一定程度的影響，而越來越多的證據顯示，全球的暖化已足以引起許多地區氣候系統的混亂、對生態系統的衝擊，並危及人類的生存環境。
　
試想如果熱帶雨林消失，其連鎖反應的最終結果可能是什麼?首先，最具代表性的是導致當地氣候更趨乾與暖，而土壤的乾燥與有機結構流失的結果，會使當地在大雨時易氾濫成災，進而造成洪水、水污染、農作物受損與病媒傳染病傳播途徑的改變，危及人體健康。同時，森林的消失造成大氣中二氧化碳濃度上升，間接導致全球氣候變遷，並對人體健康產生影響。
　
隨著人類對環境的衝擊程度增加，維持地球生命的系統正產生大規模的改變。世界各國除了積極宣示對全球性溫室氣體排放予以管制，擬定並簽署公約外，也從生活及產業著手，研擬降低排放溫室氣體的管制策略，並在環境衝擊、生態衝擊及公共衛生衝擊上研擬因應對策。在氣候變遷對世界各國公共衛生議題的衝擊方面，目前舞少包括 4 個主要面向，即「熱效應」、「極端事件」、「空氣污染」與「傳染性疾病」。
　
■傳染性疾病
傳染性疾病的傳播動力學及生態學極為複雜，不同疾病在不同地方的表現經常十分獨特。某些傳染性疾病的傳播方式是人直接傳染給人，有些則透過一個中間病媒（例如蚊子、跳蚤、蜱等）傳播，也可能藉由感染其他物種（尤其是哺乳動物及鳥類）而發生。
　
動物性傳染病的傳染周期自然存在於動物族群中，當人類侵犯到這個生態圈或環境遭逢破壞與瓦解時，疾病則會伺機傳播到人類身上。舉例來說，各種齧齒動物會依據環境條件及食物可利用性，來決定其族群的大小及行為。1991∼1992年聖嬰現象的豪大雨過後，老鼠族群的大量繁殖被認為與美國漢他病毒肺症候群的第1次爆發流行相關。
　
由蚊蟲傳播的疾病，常在大自然受到某些因素干擾後流行，包括氣象變化、森林砍伐、人口密度改變、蚊蟲結構改變、脊椎動物宿主結構改變，以及遺傳上的變異。氣候變遷也對人類或獸類地域性的流行病產生正面或負面的影響，結果經常取決於疾病本身的特性。[1]
　
■還以為春夏兩季才會有登革熱嗎？
氣候變遷造成的暖化現象，已經讓病媒蚊不分季節、無時無刻都在蠢蠢欲動，台灣每年4月到11月是登革熱高風險期間，大雨後1週為防治登革熱黃金期，在雨過天晴後的高溫天氣，易形成積水使大量蚊子孳生並產卵，約1週後就能羽化，將導致登革熱流行的機會大增，威脅民眾健康安全。
　
美國一項研究便警告，50年之內，登革熱和茲卡病毒威脅的人口數將增至10億。美國喬治城大學生物學家卡爾森（Colin Carlson）憂心忡忡地提出警告：「全球公共衛生安全體系最大的威脅，來自於氣候變遷。蚊子只是其中一部份；以後還會有什麼疾病，沒人知道。」
　
■病媒斑蚊活動範圍擴大，連溫帶都傳出病例
這項刊登在PLOS期刊的研究，針對兩種最常見的病媒蚊－埃及斑蚊和白線斑蚊－移動路徑進行調查，結果發現隨著氣溫上升，蚊子的活動範圍已經擴大到南北半球的溫帶地區，甚至遠及地勢較高的丘陵地。過去只威脅熱帶居民的疾病，未來將蔓延到這些「冷地帶」。
　
「由蚊子引起的疾病，過去多侷限在熱帶地區，但目前在溫度舒適的溫帶區域，都有病例傳出。」另一名參與此項研究的佛州大學醫學地理學教授雷恩（Sadie J. Ryan）說，拜交通運輸科技之賜，人們的移動更加便利，也助長病媒昆蟲和病原體在全球趴趴走。
　
■登革熱、茲卡病毒傳染症，和屈公病
蚊子傳播的疾病包括：登革熱、茲卡病毒、西尼羅病毒、瘧疾、黃熱病、屈公病、拉克羅斯腦炎、日本腦炎、裂谷熱等。
　
其中登革熱、茲卡病毒傳染症，和屈公病，三種傳染病多半會引起發燒、紅疹、和嚴重的肌肉痠痛等症狀。2014年肆虐巴西的茲卡病毒，甚至危害到孕婦病患；母嬰垂直傳染的結果，導致病毒侵襲好幾千名未出生胎兒的腦部神經，進而變成小頭畸形症[2]。
　
■氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢
登革熱，臺灣目前最主要的蟲媒傳染病，透過帶有登革病毒的病媒蚊叮咬人類而傳播。由於蚊子是變溫動物，其生長、發育與繁殖受溫度的影響很大，因此氣候變遷下的暖化，可能會使得原來不適合病媒蚊生存的較冷地區轉變成溫暖適合的地區，進而擴大登革熱的傳播。
　
除此之外，降雨造成的積水讓病媒蚊得以產卵，特別是間歇性降雨有利於病媒蚊孳生，由於氣候變遷造成的降雨型態改變，可能會使病媒蚊適合棲地產生改變。根據臺灣氣候變遷推估與資訊平台（TCCIP）提供的《臺灣氣候變遷科學報告2017》，百餘年來（1900-2012年）的全臺均溫上升了約 1.3℃，南部山區在2000年後豪雨與大豪雨的發生次數增加，顯示臺灣的氣溫與降雨型態正逐漸改變成更適合登革熱病媒蚊孳生的環境。
　
在臺灣，登革熱病媒蚊主要有兩種：分布於北回歸線以南且海拔1000公尺以下地區的「埃及斑蚊」，以及廣布於全臺1500公尺以下平地區的「白線斑蚊」。跟「白線斑蚊」相比，「埃及斑蚊」具備較高的傳播力，使得歷年來臺灣的登革熱疫情主要集中在台南、高雄、屏東地區。
　
「埃及斑蚊」分布與登革熱現況風險的關係如貼文附圖1所示，根據疾病管制署的資料，左圖的黃色區塊為埃及斑蚊的現況分布，右圖的紅色區塊由淺到深分別表示由低到高的登革熱現況風險，可以看出深紅色的高風險區與橘紅色的中風險地區幾乎與埃及斑蚊分布的地區重合，顯示出臺灣登革熱的風險高低與埃及斑蚊的分布與否有密切關係。因此，在探討氣候變遷對臺灣登革熱疫情的影響之前，應先考慮氣候變遷對臺灣埃及斑蚊分布的影響。
　
臺灣未來的埃及斑蚊分布推估則是使用TCCIP提供的高解析度（5km x 5km）統計降尺度網格化氣象日資料，該筆資料來自於IPCC AR5 全球模式。考慮暖化最劇無減碳之氣候變遷情境（RCP 8.5），全球氣候模式只取基期降雨特徵與臺灣接近的英國HadGEM2-CC、法國IPSL-CM5A-MR、德國MPI-ESM-LR、中國BCC-CSM1.1與挪威NorESM1-M等五個模式。將上述氣象推估資料引入先前建立的埃及斑蚊分布指標後，就可以得到未來的埃及斑蚊分布。
　
RCP 8.5情境下相對於基期，近未來、世紀中與世紀末將五種全球氣候模式的埃及斑蚊推估分布整合成如貼文附圖2所示。圖中的黃、橘黃、橘、橘紅、紅點分別代表累計有1到5個模式估計該網格點有埃及斑蚊分布。
　
可以看出近未來（2016-2035年）埃及斑蚊可能會渡過北回歸線的可能性不高；但於世紀中（2046-2065年），則有4個模式估計埃及斑蚊會渡過北回歸線到達嘉義與花蓮地區，並遍布外島澎湖；於世紀末（2081-2100年），埃及斑蚊於西部會往北延伸到臺中地區，東部則會沿著花東縱谷往北延伸到花蓮與少數宜蘭地區。
　
從埃及斑蚊的北移趨勢可以推測未來臺灣登革熱的中、高度風險區會隨之增加，但同時也表示如能事先針對未來中、高度風險區進行氣候變遷調適，例如: 分配防疫資源、進行地方公共衛生教育，以及社區動員方式徹底進行孳生源清除讓登革熱病媒蚊無適合的棲地。
　
同時，政府亦朝向減少登革熱對人體的衝擊，積極研發登革熱疫苗、培養蘇力菌血清型H-14與沃爾巴克氏菌達到生物防治效果。期望在有限防疫資源下有效降低全國登革熱的罹患風險，以因應未來氣候變遷造成人類健康在登革熱方面的衝擊，提供臺灣未來登革熱防疫的實證基礎[3]。
　
■「新冠病毒」疫情已經夠可怕，但是氣候變遷更致命—《如何避免氣候災難》
你也許以為地球升溫 1.5 度或 2 度沒什麼差別，但從氣候科學家模擬的結果看來，情況卻很不妙。在很多方面，溫度升高 2 度的情況，不是只比升高 1.5 度糟糕 33%，而是倍增的，例如難以取得乾淨用水的人口會多一倍，熱帶地區的玉米產量衰減也會多一倍。
　
氣候變遷造成的效應，單單一項就夠慘了，但你不會只遇到炎熱天氣，或只遭受洪災。氣候變遷的效應是環環相扣的。
　
以新冠病毒來做對比，這樣所有正在經歷這場大流行病的我們會更容易理解。想了解氣候變遷的破壞有多大，看看新冠病毒疫情，再想像一下同樣痛苦程度持續更長的時間。如果不把全球碳排放量減到零，這場疫情造成的人命損失和經濟苦難，將是日後經常會發生的狀況。
　
■比起新冠病毒，氣候變遷是否會造成更多人死亡？
我們用 1918 年西班牙流感和新冠病毒大流行的數據，估算出的結果是全球平均每年每十萬人口中約有 14 人因大流行病而死。
　
比起氣候變遷，哪個死亡率較高？預計到本世紀中葉，全球氣溫升高導致的全球死亡率增幅和大流行病一樣，也就是每年每十萬人中約有 14 人因此致死。而到本世紀末，要是排放量仍然持續增加，氣候變遷將導致每十萬人中約有 75 人因此致死。
　
換句話說，到本世紀中葉，氣候變遷的致命程度可能就和新冠病毒一模一樣，到了 2100 年，氣候變遷要比新冠病毒致命五倍[4]。
　
■公衛的巨大挑戰：氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅
發表於全球最權威之一的生科期刊《細胞》（Cell）的研究如此指出[5]。該報告由美國知名的防疫專家佛奇（Dr. Anthony Fauci），以及流行病學家摩爾斯（ Dr. David Morens）共同撰寫，他們都任職於美國國家過敏與傳染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID），這份研究描繪出未來流行病將變得更多的情境。
　
為什麼？在這份佛奇的研究之外，還有其他諸多的公衛、醫學研究，都將接下來流行病時代的成因指向氣候變遷，真正的元兇，是人類對環境的破壞。
　
從全球來看，氣溫變化比過去預測的更快，影響了動物棲地以及病毒與人類的分布範圍。權威醫學期刊《刺胳針》（Lancet）的2018年報告[6]早已指出：「氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅。」
　
終生致力於黑猩猩研究與環境教育的珍．古德（Dr. Jane Goodall），在「2020年第四屆的唐獎永續獎」的得獎感言中，對全世界包括台灣，在後疫情時代如何走向永續的未來，感性地喊話：「此次疫情是人類自己所造成，而這正是對大自然不尊重的結果，許多研究人畜共通傳染病的科學家早已預測到這個情況的發生，如何邁向一個更永續的未來？必須不再把短期利益和經濟發展，置於環境保護之上，如果我們持續破壞環境，氣候變遷只會愈來愈糟，人們需要團結起來，找到一個邁向綠色經濟的方式，我們所剩的時間不多了，我們會找到方法的，我們一定不能放棄。」[7]
　
　
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
[1](高雄醫學大學)科學籸展 2008年1月籸421期-氣候變遷對公共衛生的衝擊：http://ir.lib.kmu.edu.tw/retrieve/9893/945021-1.pdf
[2](康健)「蚊子越來越不怕冷！地球升溫的下場，登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區」：https://www.commonhealth.com.tw/article/79266
[3](科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」：https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
[4](PanSci 科學新聞網)疫情已經夠可怕，但是氣候變遷更致命——《如何避免氣候災難》：https://pansci.asia/archives/315674
[5]
Morens DM, Fauci AS. Emerging Pandemic Diseases: How We Got to COVID-19. Cell. 2020 Sep 3;182(5):1077-1092. doi: 10.1016/j.cell.2020.08.021. Epub 2020 Aug 15. Erratum in: Cell. 2020 Oct 29;183(3):837. PMID: 32846157; PMCID: PMC7428724.
[6]
The 2018 report of the Lancet Countdown on health and climate change: shaping the health of nations for centuries to come.
Watts N Amann M Arnell N et al.
Lancet. 2018; 392: 2479-2514
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(18)32594-7/fulltext
[7](報導者)「地球愈暖化、流行病愈多？氣候緊急時代，COVID-19只是開端」：https://www.twreporter.org/a/climate-change-pandemic
　
➤➤照片
∎(科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」：https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
圖1-圖說：
臺灣登革熱之埃及斑蚊的現況分布圖（左）與風險分級地圖（右）。埃及斑蚊現況分布圖是以黃色區塊的臺灣2003-2011年埃及斑蚊鄉鎮分布且海拔低於1000公尺區域來表示。埃及斑蚊風險分級地圖則是以2008-2017年疾病管制署的登革熱病例發生感染地資料為基礎，得到共3580筆鄉鎮年別之人次資料，從曾有病例的鄉鎮年別人次資料，分成1、2、3級（粉紅、橘紅、深紅）。以第40及第80百分位為分界，若該鄉鎮年別無登革熱病例數則歸類為0級（白），每個鄉鎮取10年來最大風險分級得到的現況風險分級。
　
圖2-圖說：
RCP 8.5情境下埃及斑蚊未來推估可信度分布圖
　
∎[2]
圖說：全球暖化的下場，過去被視為熱帶傳染病的登革熱、茲卡病毒，也出現在溫帶區
　
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萬物皆可印的 3D 列印，這次盯上了森林

作者 愛范兒 | 發布日期 2021 年 06 月 06 日 0:00 |

當環保越來越受重視，森林危機也引起更多人關注，包括 3D 列印的先驅者。

最近3D列印公司Desktop Metal製造出新技術，表示可3D列印出任何類型的「樹木」，且藉由廢物利用。不僅能回收更多垃圾廢物，還能藉由循環利用木材，減少人類砍伐。以前3D列印主要用各類塑膠和金屬材料列印，現在木頭也能成為列印材料了。

但3D列印的木桌、木椅、木碗，你敢用嗎？

3D列印的木桌、木椅、木碗都來了

新技術稱為Forust，也是Desktop Metal創立的子公司，專門營運新技術發展。技術藉由獲得專利的單程黏合劑噴射技術，可持續生產應用於木質零件。可持續性體現在Forust列印的原材料，這些材料全都是來自木材製造和造紙業的廢棄副產品。

Forust從木材製造收集纖維素粉塵，從造紙業收集木質素，這兩種材料透過高速3D列印，直接製造出木質成品。所以不是完全還原一整棵樹，而是列印出「模仿」真實樹木的產品。廢棄木料，從此也能成為精緻、美麗、有用的東西。

列印過程中，經特殊處理的鋸末會散開來，人們藉由CAD軟體及操作設計，讓無毒且可生物降解的樹脂黏合劑接合材料。

這能讓列印出的木材和傳統木材一樣的硬度和功能。特別的地方還在於，人們可用數位技術模仿任何類型的樹木紋理。只要在後台設計好木材列印的每層數據，就能隨心所欲印出紋理。可印出紫檀木、水曲柳、斑馬紋、烏木、桃花心木等，還支援各種木材染色劑，染成對應樹木的顏色。

Forust首席執行長Andrew Jeffery表示，Forust提供幾乎無限的設計靈活性，更接近真實樹木材質，並有更多創造自由。列印完成後，人們可按照傳統木製產品，打磨、鑽孔、染色、塗漆、拋光等。

目前，人們可使用Shop System機器或RAM 336製作木製品，有緊湊、高速、單程列印引擎等特點，很適合批量列印中小型木質零件，配備機械手臂的Forust3D列印工具最大能列印180×90×30公分的木製品。

Desktop Metals首席執行長Ric Fulop認為，這項技術各行各業都能用。如建築領域，可製造地板、屋頂；豪華內部裝修部件領域，可做汽車、遊艇及高級住宅有異國情調的稀有紋理裝潢素材；家具可做成櫥櫃、桌椅、門；家居用品可做成花盆、雕塑、相框、碗筷等。他們也展示一些設計樣品，包括各類家庭用品如器皿、碗、籃子、托盤。

Forust商店頁面，已可購買列印好的現成產品，第一批產品是瑞士工業設計師Yves B é har設計，但價格不便宜，一個托盤就要20美元（約新台幣552元）。隨著首批產品推出，Desktop Metal也為建築師、設計師、製造商提供木製產品生產的新方式。

高效、實用、可自由設計，當然最創新也最重要的是環保。

3D列印木頭真的環保嗎？

3D列印木頭的風潮才剛露頭角，無法有具體數據判斷結果。不過回到3D列印木頭本身看看影響性。

3D列印木材早在2013年，就有名為FormFutura的公司創造過類似產品，名為LAYWOO-D3，材料是40%再生木材，其餘部分是黏合聚合物，但更像木絲堆疊，缺乏真實紋理，密度也不夠。

之後幾年，也有麻省理工學院科學家開發實驗室培養的特殊木質細胞，弗萊堡大學研究人員開發環境友善的木質3D列印材料，但要不就是研究處於起步階段，要不就是產品很難和真實木材媲美。

Forust的確是具革新意義的改變。對環保的改變主要有以下三點：

一是用木材廢料再現原木品質和紋理，讓纖維素和木質素成為持續資產。

二是自由創建複雜或獨特的木材設計，可避免複雜木材設計的流線型生產。

三是按需生產，製造商、設計師甚至消費者都可提交自己的列印客製設計、訂購樣品和尋求大批量合作夥伴，並大規模、長期生產產品，最大程度減少材料浪費、現貨庫存，以及運輸污染。

第一點想法抓住森林砍伐的痛點，木材浪費是嚴重問題。The Balance網站報告指出，垃圾掩埋場所有垃圾有10%是木材廢料，2010年產生7,060萬噸城市木材廢料，且還在增長。Desktop Metal表示如果人們買3D列印的木製產品用壞了，還可回收，再列印成新產品。

他們希望木製產品壽命結束後，用戶有兩個選擇，一是像其他木製產品丟掉，將隨著時間推移生物降解，另一種就是藉Forust將材料重新用於未來產品。

我們的願景是創造真正的循環製造過程。

且這種技術讓可持續製造和具成本效益的木質產品，代替很多塑膠和聚合物，這樣也能減少各領域塑膠製品生產。不過回收木材廢料的成本還需要深究，紋理製造過程的精細程度、​​木材廢料多次利用後的品質，依然需要大量產品檢驗後才能確定。

第二、三點提到的生產過程，Forust也還有問題。如收集到廢棄木料後，轉化為木粉的過程，通常也需要消耗化石燃料等能源，如果使用木材廢料本身，廢料可能也會燃燒到膠水、油漆、有毒塗料等物質，然後將二氧化碳和毒素排入環境。

ZDNnet指出，從廢棄紙漿提取木質素，也要使用諸如二氧化硫、硫化鈉和氫氧化鈉等有害化學物質，或花費較高成本研磨後，透過二噁烷／水提取，然後用溶劑純化。所以將廢物木料變成可回收材料的過程，也有諸多破壞環境的部分。這也是可持續發展一直以來的挑戰──創建可持續的解決方案，通常也需要另一個不可持續的過程推動。

數據顯示到2027年，全球成品木製品市場將達1.8兆美元，需求下Desktop Metal是第一個將3D列印技術大規模商業化的公司。他們正將始於樹木的減法業，轉變為始於升級回收木材廢料的增材業。

不過未來是否實現Desktop Metal的願景，或他們願景只是商業鼓吹，還得持續觀望。

3D列印，還能給生活帶來什麼新改變？

列印玩具、列印鞋底、列印橋樑、列印房子、列印火箭……3D列印似乎無所不能。

這個出現在1990年代中期的技術，開始只是由電腦控制，快速把液體粉末等「列印材料」一層層疊加，然後把電腦藍圖變成實物的裝置。1986年，美國科學家Charles Hull開發第一台商業3D印刷機；1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利；2005年，市場首台高清晰彩色3D列印機Spectrum Z510面世。

當時人們對3D列印抱有無限期待和幻想。3D列印的確沒讓人失望，雖然速度發展並不快，但每次新成果足以令人耳目一新。如2010年11月，美國Jim Kor團隊列印出世界第一輛3D列印汽車Urbee，2011年6月6日，全球第一款3D列印比基尼出現，2011年7月，世界第一台3D巧克力列印機來了。

從建築、家居、美食、醫療到武器，3D列印在很多領域都開始運用。3D列印也曾視為引領第三次工業革命的技術，但3D列印風潮來得快去得也快。2016年左右，很多3D列印公司紛紛倒閉，AI和區塊鏈迎頭趕上。

風潮過後研究人員並未受影響，依然持續研究3D列印的新可能。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學研究人員以病人自身組織為原材料，3D列印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的「完整」心臟。當時這顆「心臟」可收縮，但無法像正常心臟一樣搏動泵血，去年明尼蘇達大學研究人員又藉由新型生物墨水加上3D列印技術，創建有腔室、心室、血管結構、可泵血的心臟。

生物3D列印，讓我們看到3D列印的無限潛力，雖然真正器官移植還需至少十幾年才能確認能否用於人體，但技術發展瞬息萬變。3D列印很多技術尚在研究，4D列印就興起了。4D列印其實就是3D列印技術升級，是將「可編程物質」和「3D技術」結合，讓3D列印物體有一定機械運動能力，能在外界刺激下改變形狀或結構。

這些「列印界」新技術，讓我們看到希望，不過依然感覺有點遙遠。而3D列印風潮後的企業，就在不斷嘗試讓3D列印技術更現實。

3D列印公司Icon和當地非營利組織New Story共同開發3D列印房屋，今年就有新主人：70歲高齡的流浪老人Tim Shea。這棟用混凝土3D列印房屋的造價只有1萬美元，低成本、便捷性、舒適性將為全球更多流浪人口帶來慰藉。

不過除房屋建造、生物組織等特定領域，大部分普及的3D列印材料，依然是金屬或塑膠等可黏合材料。最新的木製材料，讓我們又看到3D列印進入日常的可能。接下來，3D列印還將從單一列印材料走向多種材料並行列印，將讓3D列印機賦予產品更多元功能、更智慧的體驗、更複雜的系統。

這也將讓3D列印產品更貼近每個人的生活。

附圖：▲ Spectrum Z510。
▲ 3D列印汽車Urbee。

資料來源：https://technews.tw/2021/06/06/3d-printing-forust/