0:00:00.873,0:00:02.817
我在威斯康辛北部長大，

0:00:02.841,0:00:06.860
很自然和密西西比河[br]發展出了一種連結。

0:00:07.167,0:00:08.341
我小時候，

0:00:08.365,0:00:12.512
我和我姐姐會比賽誰能先拼出

0:00:12.536,0:00:16.250
「M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i[br]（密西西比）」。

0:00:17.115,0:00:18.679
我讀小學時，

0:00:18.703,0:00:23.244
我學到了早期的探險家[br]以及他們的探險，

0:00:23.268,0:00:27.078
馬凱特和喬利埃特，以及他們[br]如何透用五大湖及密西西比河

0:00:27.102,0:00:30.171
和它的支流，來發現美國中西部，

0:00:30.195,0:00:33.595
並將到墨西哥灣的[br]貿易路線畫成地圖。

0:00:34.466,0:00:35.910
在讀研究所時，

0:00:35.934,0:00:38.395
我很幸運，密西西比河

0:00:38.419,0:00:40.823
就在我的研究實驗室窗外，

0:00:40.847,0:00:42.914
那是在明尼蘇達大學。

0:00:43.680,0:00:47.210
在那五年期間，我有機會[br]認識了密西西比河。

0:00:47.425,0:00:49.742
我了解了它的無常特質，

0:00:49.766,0:00:52.861
可能這一刻它會將河岸淹沒，

0:00:52.885,0:00:54.962
沒多久之後，

0:00:55.210,0:00:57.410
你又能看見乾燥的河岸線。

0:00:58.218,0:01:00.980
現今，身為物理有機化學家，

0:01:01.004,0:01:03.035
我致力於發揮我的訓練

0:01:03.059,0:01:06.245
來協助保護河流，像密西西比河，

0:01:06.269,0:01:10.074
避免因為人類活動造成[br]河流的鹽份過高。

0:01:10.374,0:01:11.549
因為，

0:01:11.573,0:01:15.920
鹽有可能會污染淡水河流。

0:01:16.422,0:01:22.264
淡水河流的鹽份含量只有 0.05%。

0:01:22.677,0:01:26.226
鹽份在這個範圍內的水[br]可以安心飲用。

0:01:26.296,0:01:30.276
但地球上大部分的水在海洋裡，

0:01:30.300,0:01:34.217
海洋的鹽度超過 3%。

0:01:34.346,0:01:37.506
如果飲用海水，你很快就會生病。

0:01:38.427,0:01:43.061
所以，若要將地球上的海洋水量

0:01:43.085,0:01:46.363
和河流水量來做相對比較，

0:01:46.387,0:01:49.331
假設我們能把海洋的水放到

0:01:49.355,0:01:51.996
奧運標準尺寸的游泳池裡，

0:01:52.157,0:01:56.523
那麼地球上的河流水量[br]就可以放入一加侖的罐子中。

0:01:57.095,0:02:00.007
不難理解，河水是很珍貴的資源。

0:02:00.031,0:02:02.864
但我們有把它們當作[br]珍貴的資源來對待嗎？

0:02:02.888,0:02:05.157
或者，我們對待它們的方式，

0:02:05.181,0:02:08.889
就像對待舖在大門口[br]用來擦拭腳下塵土的老地毯？

0:02:09.244,0:02:13.403
把河流當作老地毯來對待，[br]會有嚴重的後果。

0:02:13.427,0:02:14.994
咱們來看看。

0:02:15.022,0:02:19.022
咱們來看看一茶匙的鹽巴[br]會有什麼影響。

0:02:19.530,0:02:23.138
如果我們在一個奧運[br]標準尺寸的游泳池裝滿海水，

0:02:23.178,0:02:25.067
再加進一茶匙的鹽巴，

0:02:25.284,0:02:27.550
海水還是海水。

0:02:28.085,0:02:30.498
但如果我們把同樣一茶匙的鹽巴

0:02:30.530,0:02:33.331
加到裝滿河流淡水的[br]一加侖罐子中，

0:02:33.355,0:02:36.778
突然，整罐水就變得[br]太鹹而無法飲用了。

0:02:37.149,0:02:38.931
這裡的重點是，因為

0:02:38.962,0:02:44.061
相對於海洋，河流的水量太少了，

0:02:44.085,0:02:46.704
河流很容易受到人類活動影響，

0:02:46.728,0:02:49.461
我們必須要照顧、保護河流。

0:02:50.117,0:02:52.482
最近，我調查文獻以

0:02:52.506,0:02:55.585
了解全世界各地河流的健康。

0:02:55.609,0:02:58.839
我完全預期會在水源稀少

0:02:58.863,0:03:03.736
和重度工業開發的區域[br]看到生病的河流。

0:03:03.760,0:03:06.818
我的確在中國北部和印度看到了。

0:03:07.736,0:03:12.146
但讓我意外的是，[br]我讀到一篇 2018 年的文章，

0:03:12.170,0:03:16.366
文中提到，在全美國有[br]232 個河流抽樣站點。

0:03:16.385,0:03:19.314
在美國各地對河流抽樣。

0:03:19.334,0:03:21.024
在那些站點中，

0:03:21.024,0:03:24.515
有 37% 發現鹽度上升。

0:03:25.204,0:03:26.926
更讓人驚訝的是，

0:03:26.950,0:03:29.783
鹽度增加最多的站點

0:03:29.807,0:03:32.712
是在美國東部，

0:03:32.736,0:03:34.767
而不是乾旱的西南部。

0:03:35.480,0:03:38.101
這篇文章的作者推測

0:03:38.125,0:03:42.854
原因可能是當地使用鹽[br]來避免道路結冰。

0:03:43.751,0:03:46.349
這些鹽份的另一個可能來源

0:03:46.373,0:03:49.506
是含鹽的工業廢水。

0:03:50.084,0:03:55.382
如各位所見，人類活動[br]可以將淡水河流轉變成

0:03:55.406,0:03:57.906
更像是海水的水。

0:03:57.930,0:04:01.413
我們必須要在太遲之前採取行動。

0:04:02.231,0:04:04.386
我有一個提議。

0:04:04.942,0:04:09.251
我們可以採用一個[br]三步驟的河流防禦機制，

0:04:09.275,0:04:14.335
如果工業水的使用者[br]能採用這種防禦機制，

0:04:14.359,0:04:18.533
我們就能讓河流更安全。

0:04:18.899,0:04:21.310
這機制的內容包括，第一，

0:04:21.334,0:04:25.102
導入水回收和再利用的做法，

0:04:25.134,0:04:27.810
來減少從河流取水。

0:04:28.403,0:04:29.561
第二，

0:04:29.585,0:04:33.593
我們必須要鹽份[br]從工業廢水中取出，

0:04:33.617,0:04:37.512
把取出的鹽份再利用至其他地方。

0:04:37.695,0:04:40.130
第三，我們得要將目前

0:04:40.130,0:04:45.063
使用礦鹽的消費者轉變成

0:04:45.078,0:04:49.447
使用回收鹽的消費者。

0:04:49.942,0:04:53.418
這個三步驟的防禦機制[br]已經在進行中了。

0:04:53.442,0:04:56.381
北中國和印度正是採用這個機制

0:04:56.405,0:04:58.758
來協助河流恢復原狀。

0:04:59.123,0:05:00.647
但，我提出的提議

0:05:00.671,0:05:04.877
是要用這個防禦機制[br]來保護我們的河流，

0:05:04.901,0:05:07.587
讓我們根本不用將河流恢復原狀。

0:05:08.159,0:05:11.595
好消息是，我們有技術[br]可以做到這一點。

0:05:11.619,0:05:13.492
這項技術是用薄膜。

0:05:13.572,0:05:16.992
可以把鹽和水分離的薄膜。

0:05:17.593,0:05:20.728
薄膜在很多年前就有了，

0:05:20.752,0:05:25.714
採用的是聚合材料，[br]依據體積來做分離，

0:05:25.738,0:05:28.172
也可以依據電荷來做分離。

0:05:28.371,0:05:31.895
用來將鹽和水分離的薄膜

0:05:31.919,0:05:34.942
通常是根據電荷來做分離的。

0:05:34.966,0:05:37.569
這些薄膜本身帶有負電，

0:05:37.593,0:05:40.434
能協助排斥溶解的鹽中

0:05:40.458,0:05:42.525
帶負電的氯離子。

0:05:43.974,0:05:48.426
我剛才說過，這些薄膜[br]在幾年前就有了，

0:05:48.450,0:05:49.964
目前，

0:05:50.021,0:05:55.433
它們每分鐘能淨化[br]兩千五百萬加侖的水。

0:05:55.457,0:05:57.372
實際上甚至還更多。

0:05:57.770,0:05:59.785
但它們能做的不只如此。

0:06:00.254,0:06:04.952
這些薄膜是以逆滲透原理為基礎。

0:06:05.421,0:06:10.314
滲透是我們身體中[br]會發生的自然過程——

0:06:10.346,0:06:12.268
和我們細胞的運作有關。

0:06:12.292,0:06:15.714
滲透作用就是有兩個不同的空間，

0:06:15.738,0:06:19.316
將兩種不同鹽份濃度給區別開來。

0:06:19.340,0:06:21.410
一邊是低鹽份濃度，

0:06:21.434,0:06:23.504
另一邊是高鹽份濃度。

0:06:23.528,0:06:27.562
將兩個空間隔開的是[br]一片半透性的薄膜。

0:06:27.871,0:06:30.307
在自然的滲透過程中，

0:06:30.331,0:06:34.341
水會很自然地通過那片薄膜，

0:06:34.390,0:06:38.778
從低鹽份濃度的地方[br]到高鹽份濃度的地方，

0:06:38.802,0:06:41.529
直到兩邊的濃度達到平衡。

0:06:42.437,0:06:46.112
逆滲透作用則是逆轉這個自然過程。

0:06:46.136,0:06:48.260
為了達成逆轉，

0:06:48.284,0:06:53.138
我們要做的是施加壓力給[br]高鹽份濃度的那一邊，

0:06:53.162,0:06:56.741
這麼做就能讓水[br]往相反的方向行進。

0:06:57.130,0:07:00.559
高鹽份濃度的那一邊，[br]鹽份會變得更高，

0:07:00.583,0:07:01.963
濃度更高，

0:07:01.987,0:07:05.983
而低鹽份濃度的那一邊[br]就變成了淨化的水。

0:07:06.436,0:07:09.707
利用逆滲透，我們可以

0:07:09.757,0:07:15.879
把 95% 的工業廢水轉換成純水，

0:07:15.903,0:07:20.259
只留下 5% 高鹽份濃度的混合物。

0:07:21.022,0:07:25.691
這 5% 高鹽份濃度的[br]混合物並不是廢物。

0:07:25.879,0:07:30.084
科學家也開發出一些[br]改造過的薄膜，

0:07:30.108,0:07:32.948
讓某些鹽可以通過，

0:07:32.972,0:07:34.650
但其他的鹽不行。

0:07:34.939,0:07:36.273
用這種薄膜，

0:07:36.297,0:07:39.395
也就是一般所謂的奈米過濾膜，

0:07:39.419,0:07:42.752
這 5% 的高鹽份濃度溶液

0:07:42.776,0:07:46.267
就能被轉換成純化的鹽溶液。

0:07:46.863,0:07:51.934
所以，總的來說，[br]有逆滲透作用和奈米過濾膜，

0:07:51.958,0:07:54.434
我們就能把工業廢水轉換

0:07:54.458,0:07:58.228
成為水和鹽的資源。

0:07:58.633,0:08:00.247
這麼做，

0:08:00.271,0:08:04.668
就能達成這個河流防禦機制的[br]第一和第二根支柱。

0:08:05.557,0:08:10.160
我曾向一些工業用水使用者[br]介紹過這個機制，

0:08:10.184,0:08:12.871
通常得到的反應是：

0:08:12.895,0:08:15.561
「好，但，誰會要用我的鹽？」

0:08:16.014,0:08:19.014
這就是為什麼[br]第三根支柱這麼重要。

0:08:19.038,0:08:22.818
我們必須要將使用[br]礦鹽的消費者轉型

0:08:22.842,0:08:25.548
成為使用回收鹽的消費者。

0:08:26.080,0:08:28.707
所以，誰是這些鹽的消費者？

0:08:29.056,0:08:31.326
2018 年，在美國，

0:08:31.350,0:08:36.249
我發現美國消費的鹽當中有 43%

0:08:36.273,0:08:39.519
是用在防止道路結冰的用途上。

0:08:40.289,0:08:43.553
39% 是化學業在使用。

0:08:43.577,0:08:46.410
所以，咱們來談談這兩種應用。

0:08:46.927,0:08:49.461
我很震驚。

0:08:49.958,0:08:52.997
2018 年到 2019 年的冬季，

0:08:53.141,0:08:56.094
一百萬噸的鹽

0:08:56.118,0:09:00.601
被用在賓州的道路上。

0:09:01.315,0:09:03.114
一百萬噸的鹽足以

0:09:03.138,0:09:06.338
裝滿帝國大廈的三分之二。

0:09:07.030,0:09:10.802
也就是從地球開採出了[br]一百萬噸的鹽，

0:09:10.826,0:09:12.524
用在我們的道路上，

0:09:12.548,0:09:16.690
接著這些鹽就被沖刷掉，[br]進入我們的環境和河流。

0:09:17.625,0:09:21.022
所以我的提議是，我們至少可以

0:09:21.046,0:09:24.646
從含鹽的工業廢水中取得那些鹽，

0:09:24.690,0:09:27.102
避免這些鹽進入我們的河流，

0:09:27.126,0:09:30.180
把它們用在我們的道路上。

0:09:30.204,0:09:32.954
至少，在春季開始融冰時，

0:09:32.978,0:09:35.728
出現高鹽度逕流時，

0:09:35.752,0:09:38.006
至少河流的狀況還會

0:09:38.030,0:09:40.847
比較有抵禦的能力。

0:09:42.053,0:09:44.289
身為化學家，

0:09:44.321,0:09:47.568
比較會讓我興奮的機會，

0:09:47.592,0:09:52.274
是把循環鹽導入[br]化學產業的這個概念。

0:09:53.052,0:09:57.449
氯鹼業是個完美的對象。

0:09:58.028,0:10:01.498
氯鹼業是環氧樹脂的來源，

0:10:01.522,0:10:04.376
也是氨基鉀酸酯、溶劑，

0:10:04.400,0:10:08.247
以及我們日常生活中[br]許多實用產品的來源。

0:10:08.593,0:10:13.472
該產業使用氯化鈉鹽[br]當作它的主要進料。

0:10:13.934,0:10:16.236
所以，這裡的想法是，

0:10:16.260,0:10:18.649
首先，咱們先來談談線性經濟。

0:10:18.673,0:10:22.006
在線性經濟中，鹽的來源是鹽礦，

0:10:22.030,0:10:24.085
它們會經過氯鹼過程，

0:10:24.109,0:10:26.069
被製成基本的化學製品，

0:10:26.093,0:10:28.831
這些化學製品能被[br]轉換成其他新產品，

0:10:28.855,0:10:30.788
或者更有功能性的產品。

0:10:31.300,0:10:33.982
但在轉換的過程中，

0:10:34.006,0:10:37.815
通常，都會重新生成鹽，[br]可算是副產品，

0:10:37.839,0:10:40.827
這些鹽最後會進入工業廢水中。

0:10:41.402,0:10:46.497
所以，我的想法是導入循環，

0:10:46.521,0:10:50.027
我們可以從工業廢水當中、

0:10:50.083,0:10:52.815
從工廠回收水和鹽，

0:10:52.839,0:10:57.320
再把它們送到氯鹼過程的前端。

0:10:58.388,0:10:59.898
循環鹽。

0:10:59.936,0:11:02.078
這會有多大的影響？

0:11:02.420,0:11:04.849
咱們用一個例子來說明。

0:11:04.873,0:11:08.359
全世界生產出的環氧丙烷，有 50%

0:11:08.383,0:11:10.835
是透過氯鹼過程製造出來的。

0:11:11.379,0:11:14.631
也就是全球每年總共

0:11:14.680,0:11:19.169
約五百萬噸的環氧丙烷。

0:11:19.768,0:11:23.926
也就是從地球開採出[br]五百萬噸的鹽，

0:11:23.950,0:11:27.839
透過氯鹼過程轉換成環氧丙烷，

0:11:27.863,0:11:29.553
接著，在那過程中，

0:11:29.577,0:11:34.061
五百萬噸的鹽最後[br]會進入到廢水中。

0:11:34.547,0:11:39.502
五百萬噸的鹽可以[br]裝滿三棟帝國大廈。

0:11:39.794,0:11:41.794
那還只是一年的量。

0:11:42.157,0:11:44.648
這樣大家就可以了解，[br]為什麼循環鹽

0:11:44.648,0:11:51.957
可以協助我們的河流[br]抵禦過多的鹽排放。

0:11:52.446,0:11:54.594
各位可能會納悶：

0:11:54.642,0:11:58.049
「啊，很多年前就有這些薄膜了，

0:11:58.073,0:12:02.178
為什麼大家不去做廢水再利用？

0:12:02.741,0:12:04.772
嗯，基本上，

0:12:04.796,0:12:07.709
做廢水再利用是要花錢的。

0:12:08.114,0:12:09.700
第二，

0:12:09.724,0:12:12.886
在這些區域，水的價值被低估了。

0:12:13.323,0:12:15.017
直到太遲了。

0:12:15.244,0:12:19.783
如果我們不規劃淡水永續性，

0:12:19.807,0:12:22.164
將會有一些嚴重的後果。

0:12:22.188,0:12:25.340
你可以問世界上最大的化學製造商，

0:12:25.364,0:12:29.530
去年，他們因為德國[br]萊茵河水位過低，

0:12:29.562,0:12:33.240
受到了兩億八千萬美金的衝擊。

0:12:33.995,0:12:37.855
你可以問南非開普敦的居民，

0:12:37.879,0:12:42.077
他們遇到一年比一年嚴重的乾旱，[br]讓儲存的水被用盡，

0:12:42.101,0:12:45.368
接著被要求不可以沖馬桶。

0:12:46.292,0:12:48.077
所以，各位能了解，

0:12:48.101,0:12:50.931
我們有使用薄膜的解決方案，

0:12:50.971,0:12:54.766
用這個方案可以提供純水，

0:12:54.790,0:12:57.004
可以提供純鹽，

0:12:57.028,0:12:59.172
用這些薄膜，兩者都能提供，

0:12:59.196,0:13:02.697
為未來的世代保護我們的河流。

0:13:02.734,0:13:03.893
謝謝。

0:13:03.917,0:13:06.611
（掌聲）