Showing Revision 8 created 10/28/2019 by Helen Chang.

1. Title:
   透過鹽循環經濟，保持河流乾淨
2. Description:

   2018 年到 2019 年的冬天，光是在賓州，用在結冰道路上的鹽就有一百萬噸。像這樣拿來用在工業用途上的鹽，最終會進入到淡水河流中，讓水無法飲用，促成越來越嚴重的全球危機。我們要如何更好地保護這些珍貴的自然資源？物理有機化學家蒂娜 艾洛伍德分享了一項三步驟計畫，讓鹽不要進入河流，並創造出循環鹽經濟，將工業副產品轉成有價值的資源。

3. Speaker:
   蒂娜 艾洛伍德
4. 873 0:01 - 0:03
   我在威斯康辛北部長大，
5. 2841 0:03 - 0:07
   很自然和密西西比河
   發展出了一種連結。
6. 7167 0:07 - 0:08
   我小時候，
7. 8365 0:08 - 0:13
   我和我姐姐會比賽誰能先拼出
8. 12536 0:13 - 0:16
   「M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i
   （密西西比）」。
9. 17115 0:17 - 0:19
   我讀小學時，
10. 18703 0:19 - 0:23
    我學到了早期的探險家
    以及他們的探險，
11. 23268 0:23 - 0:27
    馬凱特和喬利埃特，以及他們
    如何透用五大湖及密西西比河
12. 27102 0:27 - 0:30
    和它的支流，來發現美國中西部，
13. 30195 0:30 - 0:34
    並將到墨西哥灣的
    貿易路線畫成地圖。
14. 34466 0:34 - 0:36
    在讀研究所時，
15. 35934 0:36 - 0:38
    我很幸運，密西西比河
16. 38419 0:38 - 0:41
    就在我的研究實驗室窗外，
17. 40847 0:41 - 0:43
    那是在明尼蘇達大學。
18. 43680 0:44 - 0:47
    在那五年期間，我有機會
    認識了密西西比河。
19. 47425 0:47 - 0:50
    我了解了它的無常特質，
20. 49766 0:50 - 0:53
    可能這一刻它會將河岸淹沒，
21. 52885 0:53 - 0:55
    沒多久之後，
22. 55210 0:55 - 0:57
    你又能看見乾燥的河岸線。
23. 58218 0:58 - 1:01
    現今，身為物理有機化學家，

    ¶

24. 61004 1:01 - 1:03
    我致力於發揮我的訓練
25. 63059 1:03 - 1:06
    來協助保護河流，像密西西比河，
26. 66269 1:06 - 1:10
    避免因為人類活動造成
    河流的鹽份過高。
27. 70374 1:10 - 1:12
    因為，
28. 71573 1:12 - 1:16
    鹽有可能會污染淡水河流。
29. 76422 1:16 - 1:22
    淡水河流的鹽份含量只有 0.05%。
30. 82677 1:23 - 1:26
    鹽份在這個範圍內的水
    可以安心飲用。
31. 86296 1:26 - 1:30
    但地球上大部分的水在海洋裡，
32. 90300 1:30 - 1:34
    海洋的鹽度超過 3%。
33. 94346 1:34 - 1:38
    如果飲用海水，你很快就會生病。
34. 98427 1:38 - 1:43
    所以，若要將地球上的海洋水量
35. 103085 1:43 - 1:46
    和河流水量來做相對比較，
36. 106387 1:46 - 1:49
    假設我們能把海洋的水放到
37. 109355 1:49 - 1:52
    奧運標準尺寸的游泳池裡，
38. 112157 1:52 - 1:57
    那麼地球上的河流水量
    就可以放入一加侖的罐子中。
39. 117095 1:57 - 2:00
    不難理解，河水是很珍貴的資源。
40. 120031 2:00 - 2:03
    但我們有把它們當作
    珍貴的資源來對待嗎？

    ¶

41. 122888 2:03 - 2:05
    或者，我們對待它們的方式，
42. 125181 2:05 - 2:09
    就像對待舖在大門口
    用來擦拭腳下塵土的老地毯？
43. 129244 2:09 - 2:13
    把河流當作老地毯來對待，
    會有嚴重的後果。
44. 133427 2:13 - 2:15
    咱們來看看。
45. 135022 2:15 - 2:19
    咱們來看看一茶匙的鹽巴
    會有什麼影響。
46. 139530 2:20 - 2:23
    如果我們在一個奧運
    標準尺寸的游泳池裝滿海水，
47. 143178 2:23 - 2:25
    再加進一茶匙的鹽巴，
48. 145284 2:25 - 2:28
    海水還是海水。
49. 148085 2:28 - 2:30
    但如果我們把同樣一茶匙的鹽巴
50. 150530 2:31 - 2:33
    加到裝滿河流淡水的
    一加侖罐子中，
51. 153355 2:33 - 2:37
    突然，整罐水就變得
    太鹹而無法飲用了。
52. 157149 2:37 - 2:39
    這裡的重點是，因為
53. 158962 2:39 - 2:44
    相對於海洋，河流的水量太少了，
54. 164085 2:44 - 2:47
    河流很容易受到人類活動影響，
55. 166728 2:47 - 2:49
    我們必須要照顧、保護河流。
56. 170117 2:50 - 2:52
    最近，我調查文獻以

    ¶

57. 172506 2:53 - 2:56
    了解全世界各地河流的健康。
58. 175609 2:56 - 2:59
    我完全預期會在水源稀少
59. 178863 2:59 - 3:04
    和重度工業開發的區域
    看到生病的河流。
60. 183760 3:04 - 3:07
    我的確在中國北部和印度看到了。
61. 187736 3:08 - 3:12
    但讓我意外的是，
    我讀到一篇 2018 年的文章，
62. 192170 3:12 - 3:16
    文中提到，在全美國有
    232 個河流抽樣站點。
63. 196385 3:16 - 3:19
    在美國各地對河流抽樣。
64. 199334 3:19 - 3:21
    在那些站點中，
65. 201024 3:21 - 3:25
    有 37% 發現鹽度上升。
66. 205204 3:25 - 3:27
    更讓人驚訝的是，
67. 206950 3:27 - 3:30
    鹽度增加最多的站點
68. 209807 3:30 - 3:33
    是在美國東部，
69. 212736 3:33 - 3:35
    而不是乾旱的西南部。
70. 215480 3:35 - 3:38
    這篇文章的作者推測
71. 218125 3:38 - 3:43
    原因可能是當地使用鹽
    來避免道路結冰。
72. 223751 3:44 - 3:46
    這些鹽份的另一個可能來源
73. 226373 3:46 - 3:50
    是含鹽的工業廢水。
74. 230084 3:50 - 3:55
    如各位所見，人類活動
    可以將淡水河流轉變成

    ¶

75. 235406 3:55 - 3:58
    更像是海水的水。
76. 237930 3:58 - 4:01
    我們必須要在太遲之前採取行動。
77. 242231 4:02 - 4:04
    我有一個提議。
78. 244942 4:05 - 4:09
    我們可以採用一個
    三步驟的河流防禦機制，

    ¶

79. 249275 4:09 - 4:14
    如果工業水的使用者
    能採用這種防禦機制，
80. 254359 4:14 - 4:19
    我們就能讓河流更安全。
81. 258899 4:19 - 4:21
    這機制的內容包括，第一，
82. 261334 4:21 - 4:25
    導入水回收和再利用的做法，
83. 265134 4:25 - 4:28
    來減少從河流取水。
84. 268403 4:28 - 4:30
    第二，
85. 269585 4:30 - 4:34
    我們必須要鹽份
    從工業廢水中取出，
86. 273617 4:34 - 4:38
    把取出的鹽份再利用至其他地方。
87. 277695 4:38 - 4:40
    第三，我們得要將目前
88. 280130 4:40 - 4:45
    使用礦鹽的消費者轉變成
89. 285078 4:45 - 4:49
    使用回收鹽的消費者。
90. 289942 4:50 - 4:53
    這個三步驟的防禦機制
    已經在進行中了。
91. 293442 4:53 - 4:56
    北中國和印度正是採用這個機制
92. 296405 4:56 - 4:59
    來協助河流恢復原狀。
93. 299123 4:59 - 5:01
    但，我提出的提議
94. 300671 5:01 - 5:05
    是要用這個防禦機制
    來保護我們的河流，
95. 304901 5:05 - 5:08
    讓我們根本不用將河流恢復原狀。
96. 308159 5:08 - 5:12
    好消息是，我們有技術
    可以做到這一點。
97. 311619 5:12 - 5:13
    這項技術是用薄膜。
98. 313572 5:14 - 5:17
    可以把鹽和水分離的薄膜。

    ¶

99. 317593 5:18 - 5:21
    薄膜在很多年前就有了，
100. 320752 5:21 - 5:26
     採用的是聚合材料，
     依據體積來做分離，
101. 325738 5:26 - 5:28
     也可以依據電荷來做分離。
102. 328371 5:28 - 5:32
     用來將鹽和水分離的薄膜
103. 331919 5:32 - 5:35
     通常是根據電荷來做分離的。
104. 334966 5:35 - 5:38
     這些薄膜本身帶有負電，
105. 337593 5:38 - 5:40
     能協助排斥溶解的鹽中
106. 340458 5:40 - 5:43
     帶負電的氯離子。
107. 343974 5:44 - 5:48
     我剛才說過，這些薄膜
     在幾年前就有了，
108. 348450 5:48 - 5:50
     目前，
109. 350021 5:50 - 5:55
     它們每分鐘能淨化
     兩千五百萬加侖的水。
110. 355457 5:55 - 5:57
     實際上甚至還更多。
111. 357770 5:58 - 6:00
     但它們能做的不只如此。
112. 360254 6:00 - 6:05
     這些薄膜是以逆滲透原理為基礎。

     ¶

113. 365421 6:05 - 6:10
     滲透是我們身體中
     會發生的自然過程——
114. 370346 6:10 - 6:12
     和我們細胞的運作有關。
115. 372292 6:12 - 6:16
     滲透作用就是有兩個不同的空間，
116. 375738 6:16 - 6:19
     將兩種不同鹽份濃度給區別開來。
117. 379340 6:19 - 6:21
     一邊是低鹽份濃度，
118. 381434 6:21 - 6:24
     另一邊是高鹽份濃度。
119. 383528 6:24 - 6:28
     將兩個空間隔開的是
     一片半透性的薄膜。
120. 387871 6:28 - 6:30
     在自然的滲透過程中，
121. 390331 6:30 - 6:34
     水會很自然地通過那片薄膜，
122. 394390 6:34 - 6:39
     從低鹽份濃度的地方
     到高鹽份濃度的地方，
123. 398802 6:39 - 6:42
     直到兩邊的濃度達到平衡。
124. 402437 6:42 - 6:46
     逆滲透作用則是逆轉這個自然過程。

     ¶

125. 406136 6:46 - 6:48
     為了達成逆轉，
126. 408284 6:48 - 6:53
     我們要做的是施加壓力給
     高鹽份濃度的那一邊，
127. 413162 6:53 - 6:57
     這麼做就能讓水
     往相反的方向行進。
128. 417130 6:57 - 7:01
     高鹽份濃度的那一邊，
     鹽份會變得更高，
129. 420583 7:01 - 7:02
     濃度更高，
130. 421987 7:02 - 7:06
     而低鹽份濃度的那一邊
     就變成了淨化的水。
131. 426436 7:06 - 7:10
     利用逆滲透，我們可以
132. 429757 7:10 - 7:16
     把 95% 的工業廢水轉換成純水，
133. 435903 7:16 - 7:20
     只留下 5% 高鹽份濃度的混合物。
134. 441022 7:21 - 7:26
     這 5% 高鹽份濃度的
     混合物並不是廢物。
135. 445879 7:26 - 7:30
     科學家也開發出一些
     改造過的薄膜，
136. 450108 7:30 - 7:33
     讓某些鹽可以通過，
137. 452972 7:33 - 7:35
     但其他的鹽不行。
138. 454939 7:35 - 7:36
     用這種薄膜，
139. 456297 7:36 - 7:39
     也就是一般所謂的奈米過濾膜，
140. 459419 7:39 - 7:43
     這 5% 的高鹽份濃度溶液
141. 462776 7:43 - 7:46
     就能被轉換成純化的鹽溶液。
142. 466863 7:47 - 7:52
     所以，總的來說，
     有逆滲透作用和奈米過濾膜，
143. 471958 7:52 - 7:54
     我們就能把工業廢水轉換
144. 474458 7:54 - 7:58
     成為水和鹽的資源。
145. 478633 7:59 - 8:00
     這麼做，
146. 480271 8:00 - 8:05
     就能達成這個河流防禦機制的
     第一和第二根支柱。
147. 485557 8:06 - 8:10
     我曾向一些工業用水使用者
     介紹過這個機制，

     ¶

148. 490184 8:10 - 8:13
     通常得到的反應是：
149. 492895 8:13 - 8:16
     「好，但，誰會要用我的鹽？」
150. 496014 8:16 - 8:19
     這就是為什麼
     第三根支柱這麼重要。
151. 499038 8:19 - 8:23
     我們必須要將使用
     礦鹽的消費者轉型
152. 502842 8:23 - 8:26
     成為使用回收鹽的消費者。
153. 506080 8:26 - 8:29
     所以，誰是這些鹽的消費者？
154. 509056 8:29 - 8:31
     2018 年，在美國，
155. 511350 8:31 - 8:36
     我發現美國消費的鹽當中有 43%
156. 516273 8:36 - 8:40
     是用在防止道路結冰的用途上。
157. 520289 8:40 - 8:44
     39% 是化學業在使用。
158. 523577 8:44 - 8:46
     所以，咱們來談談這兩種應用。

     ¶

159. 526927 8:47 - 8:49
     我很震驚。
160. 529958 8:50 - 8:53
     2018 年到 2019 年的冬季，
161. 533141 8:53 - 8:56
     一百萬噸的鹽
162. 536118 8:56 - 9:01
     被用在賓州的道路上。
163. 541315 9:01 - 9:03
     一百萬噸的鹽足以
164. 543138 9:03 - 9:06
     裝滿帝國大廈的三分之二。
165. 547030 9:07 - 9:11
     也就是從地球開採出了
     一百萬噸的鹽，
166. 550826 9:11 - 9:13
     用在我們的道路上，
167. 552548 9:13 - 9:17
     接著這些鹽就被沖刷掉，
     進入我們的環境和河流。
168. 557625 9:18 - 9:21
     所以我的提議是，我們至少可以
169. 561046 9:21 - 9:25
     從含鹽的工業廢水中取得那些鹽，
170. 564690 9:25 - 9:27
     避免這些鹽進入我們的河流，
171. 567126 9:27 - 9:30
     把它們用在我們的道路上。
172. 570204 9:30 - 9:33
     至少，在春季開始融冰時，
173. 572978 9:33 - 9:36
     出現高鹽度逕流時，
174. 575752 9:36 - 9:38
     至少河流的狀況還會
175. 578030 9:38 - 9:41
     比較有抵禦的能力。
176. 582053 9:42 - 9:44
     身為化學家，

     ¶

177. 584321 9:44 - 9:48
     比較會讓我興奮的機會，
178. 587592 9:48 - 9:52
     是把循環鹽導入
     化學產業的這個概念。
179. 593052 9:53 - 9:57
     氯鹼業是個完美的對象。
180. 598028 9:58 - 10:01
     氯鹼業是環氧樹脂的來源，
181. 601522 10:02 - 10:04
     也是氨基鉀酸酯、溶劑，
182. 604400 10:04 - 10:08
     以及我們日常生活中
     許多實用產品的來源。
183. 608593 10:09 - 10:13
     該產業使用氯化鈉鹽
     當作它的主要進料。
184. 613934 10:14 - 10:16
     所以，這裡的想法是，
185. 616260 10:16 - 10:19
     首先，咱們先來談談線性經濟。
186. 618673 10:19 - 10:22
     在線性經濟中，鹽的來源是鹽礦，

     ¶

187. 622030 10:22 - 10:24
     它們會經過氯鹼過程，
188. 624109 10:24 - 10:26
     被製成基本的化學製品，
189. 626093 10:26 - 10:29
     這些化學製品能被
     轉換成其他新產品，
190. 628855 10:29 - 10:31
     或者更有功能性的產品。
191. 631300 10:31 - 10:34
     但在轉換的過程中，
192. 634006 10:34 - 10:38
     通常，都會重新生成鹽，
     可算是副產品，
193. 637839 10:38 - 10:41
     這些鹽最後會進入工業廢水中。
194. 641402 10:41 - 10:46
     所以，我的想法是導入循環，
195. 646521 10:47 - 10:50
     我們可以從工業廢水當中、
196. 650083 10:50 - 10:53
     從工廠回收水和鹽，
197. 652839 10:53 - 10:57
     再把它們送到氯鹼過程的前端。
198. 658388 10:58 - 11:00
     循環鹽。
199. 659936 11:00 - 11:02
     這會有多大的影響？

     ¶

200. 662420 11:02 - 11:05
     咱們用一個例子來說明。
201. 664873 11:05 - 11:08
     全世界生產出的環氧丙烷，有 50%
202. 668383 11:08 - 11:11
     是透過氯鹼過程製造出來的。
203. 671379 11:11 - 11:15
     也就是全球每年總共
204. 674680 11:15 - 11:19
     約五百萬噸的環氧丙烷。
205. 679768 11:20 - 11:24
     也就是從地球開採出
     五百萬噸的鹽，
206. 683950 11:24 - 11:28
     透過氯鹼過程轉換成環氧丙烷，
207. 687863 11:28 - 11:30
     接著，在那過程中，
208. 689577 11:30 - 11:34
     五百萬噸的鹽最後
     會進入到廢水中。
209. 694547 11:35 - 11:40
     五百萬噸的鹽可以
     裝滿三棟帝國大廈。
210. 699794 11:40 - 11:42
     那還只是一年的量。
211. 702157 11:42 - 11:45
     這樣大家就可以了解，
     為什麼循環鹽
212. 704648 11:45 - 11:52
     可以協助我們的河流
     抵禦過多的鹽排放。
213. 712446 11:52 - 11:55
     各位可能會納悶：

     ¶

214. 714642 11:55 - 11:58
     「啊，很多年前就有這些薄膜了，
215. 718073 11:58 - 12:02
     為什麼大家不去做廢水再利用？
216. 722741 12:03 - 12:05
     嗯，基本上，
217. 724796 12:05 - 12:08
     做廢水再利用是要花錢的。
218. 728114 12:08 - 12:10
     第二，
219. 729724 12:10 - 12:13
     在這些區域，水的價值被低估了。
220. 733323 12:13 - 12:15
     直到太遲了。
221. 735244 12:15 - 12:20
     如果我們不規劃淡水永續性，
222. 739807 12:20 - 12:22
     將會有一些嚴重的後果。
223. 742188 12:22 - 12:25
     你可以問世界上最大的化學製造商，
224. 745364 12:25 - 12:30
     去年，他們因為德國
     萊茵河水位過低，
225. 749562 12:30 - 12:33
     受到了兩億八千萬美金的衝擊。
226. 753995 12:34 - 12:38
     你可以問南非開普敦的居民，
227. 757879 12:38 - 12:42
     他們遇到一年比一年嚴重的乾旱，
     讓儲存的水被用盡，
228. 762101 12:42 - 12:45
     接著被要求不可以沖馬桶。
229. 766292 12:46 - 12:48
     所以，各位能了解，

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230. 768101 12:48 - 12:51
     我們有使用薄膜的解決方案，
231. 770971 12:51 - 12:55
     用這個方案可以提供純水，
232. 774790 12:55 - 12:57
     可以提供純鹽，
233. 777028 12:57 - 12:59
     用這些薄膜，兩者都能提供，
234. 779196 12:59 - 13:03
     為未來的世代保護我們的河流。
235. 782734 13:03 - 13:04
     謝謝。

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236. 783917 13:04 - 13:07
     （掌聲）

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