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減毒、減廢

鄭政峯 博士

特聘教授兼副校長

國立中興大學 化學系

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自我簡介

求學：美國北德州大學化學博士(1985-88) 國立中興大學化學系學士(1971-75) 經驗： (一)學術經歷：國立中興大學副校長、教務長、 通識中心主任、理學院院長、環安中心主任(創立)、 化學系系主任、特聘教授、教授、副教授、 奧克拉荷馬大學客座副研究員。 (二)工業界經歷：穎新化工公司廠長兼研究室主任； 台灣氯乙烯工業公司化學師兼化驗室主管。

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自我簡介

(三)服務經歷：(與毒、廢有關) 科技部跨領域食安計畫複審委員。 經濟部「產業創新平台計畫」專審委員；廢棄物資源再利 用技審委員。 環境保護署「公害糾紛處理資訊系統」專家諮詢委員；環 保署、勞委會、能源署、農委會等政府單位技審委員。 衛福部食藥署新興毒品檢測分析技術審查委員。 考試院典試委員、特考命題委員、公費留學考試命題委員。 台灣認證基金會(TAF)技審委員、申訴委員。 立法院厚生基金會環保組研究員。 行政院環境保護署『環境保護專業獎章』學術類一等獎(97 年5月) 國家生物科技新創獎(106年11月)

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研究經驗

石化廠製程改進及產品開發 (氧氯化觸媒、MTBE開發) 綠色環保水性塗料研發 (水性水泥漆等塗料) 垃圾生質能的回收暨污染產生研究(bd-RDF) 老年失智症神經傳導毒性物質之研究 金屬不同價數物種檢測分析技術開發(不同毒性) 超音波在環保應用技術開發(高級氧化法，減毒、滅毒) 微波能在環保及化學分析技術開發(快速綠色高感度) 資源回收再利用技術開發(減廢) 產業新技術開發暨問題解決(減廢、減毒) 鮮豔漂白水技術開發(減毒、無毒化)

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近期研究方向

綠色化學分析方面：著重於分離相關技術開發，如 1.具記憶辨識功能分離材料開發：製藥等工業產品的純化、 環保污染物回收、快速化學檢測、特定物質的分離 2.微波能輔助技術開發：快速、高感度、無溶劑、低成本技術 3.次臨界水層析技術：以水替代有機溶劑之綠色層析技術 綠色化學方面： 1.生質能源開發：生質柴油、纖維素轉換成Furfural燃油、 微生物燃料電池(糖類與空氣的反應)、 2.生物介面活性劑：製備、分離、及應用研究 (生物性植物保護製劑、化粧品原料、環保介面活性劑) 3.奈米石墨烯薄片：製備、分離、及應用研究 (導電導熱材料、電磁波隔離材料、高效電池電極)

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廢與毒的定義

廢

棄物(waste)：人類生活活動及事業活動，所

產生之無利用價值而要將之排棄的物質，包括

液態、氣態及固態廢棄物。

毒

的定義：凡是

對身體有害(造成健康危害)的

物質

都稱為毒。

很多東西吃過量，也是有毒性的。如喝太多水

，身體也會因為太多的離子排出而產生中毒。

因此對於毒的判斷要有

具科學性的觀念，經風

險評估訂定，如數量、物種(不同狀態不同毒性

)、及作用生成條件等

。

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毒化物(毒性化學物質)

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化學－變化的學問

化學是研究物質的性質、組成、結構、以及變化規律的 基礎自然科學。 化學研究的對象涉及物質間的相互關係，或物質和能量 之間的關聯。 傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化，即化學 反應，或者是一種物質變成另一種物質的過程。 化學變化最終反應物與產物間以平衡狀態存在。 人類應用智慧、體驗生活經驗，創造化學原理與方法。 利用控制化學平衡技術，開發產品，滿足人類需求。

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化學科技對人類生活之貢獻

人類藉著許多化學方法，製造更多化學物質， 滿足大家在 食、衣、住、行、育、樂、及醫藥保健等 各方面的基本需求，極盡生活品質的提昇。 產生問題？ 企業家的利益? 產生汙染? 對生態毒化威脅?

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化學科技對環境之危害

環保污染、生態改變、安全衛生、溫室效應、臭氧 破洞、環境荷爾蒙等問題 嚴重威脅人類的生存與發展 溫室氣體大量排放導致全球變暖、臭氧層破壞、生 物多樣性減少、酸雨成災、森林銳減、土地沙漠化 、大氣污染、淡水資源污染、海洋污染、垃圾圍城 、癌症 石化業為化學工業之火車頭 煉鋼業是工業及社會發展所需 水泥業是建設必需材料 光電及電子業污染

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大環境中的化學汙染

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對毒的認知

有沒有毒? 有沒有毒害? 污染物所存在的狀態 產生危害作用反應條件 代謝及反應速率 量的觀念 檢測技術 許多似是而非無科學根據的論述?

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安全容許量評估

如果沒有明確的證據，就不要亂推論，亂說話。特別 在沒有能力進行專業判斷的媒體面前。 這是毒還是藥？先搞懂「每日容許攝取量」和「最大 殘留安全容許量」

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毒澱粉 (Q的感覺)

澱粉混加順丁烯二酸酐 (Maleic anhydride ) 順丁烯二酸可連結不同化學物質的架橋劑，讓食物Q 彈、黏稠有嚼勁。 順丁烯二酸未被允許使用，然毒性不高，但從苯氧化 製成，會不會有殘留?

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產生危害作用須反應條件

含有亞硝酸鹽食物若與含胺類食物合吃，在酸性胃中亞硝 基與胺基會有產生亞硝胺(Nitrosamines)致癌物質的可能 生成須在特定條件下， 如在胃酸強度下及燒烤高溫下 HNO₂ ⇄ H + + NO₂- HNO₂ + H + ⇄ H₂NO₂+ ⇄ H₂O + NO+ 灌香腸或製臘肉時不宜 混加亞硝酸鹽和醋酸,然 可用檸檬酸

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要有量的觀念

不吃東西，會餓死？吃太多，會撐死？ 不喝水，會渴死？喝太多水，會撐死？ 吃一顆安眠藥，會入睡？吃太多，會睡死？ 是藥? 是毒?要有量的科學觀念來認知。 量的觀念：以影響身體健康之承受量評估 例: 伯母摻鹽奶粉 鹹死女嬰 物質存在的方式可能是補？ (三價鉻) 亦可能是毒？ (六價鉻)

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pH及pE

pH(氫離子活性指標) pE(電子活性指標) 物種隨pH和pE而改變 毒性也不同 可有不同的用途

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溶液中多重平衡的變化

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天津大爆炸造成消防人員死亡

氰化鈉主要用於提取黃金和其他貴金屬。黃金

對氰化物會產生反應，誘使黃金氧化，易溶於

空氣和水。

氰化鈉容易水解生成氰化氫

，溶液呈強鹼性。

NaCN + H

₂

O ⇌ HCN + NaOH

沸點:約26°C，pKa 為9.2，pH=7.2 99%為分子態

•

加水，反應平衡向右，產生更多HCN

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鉻的物種平衡分配圖

化學需氧量(COD)的測定 實驗室Clean solution 環保處理技術 毒性的控管

*存在的狀態影響毒性

六價鉻主要的危害在於呼吸道 在酸性低氧條件下三價鉻優勢

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喝牛奶可排EDTA毒害??

問題布丁恐下肚!林XX:喝牛奶可排EDTA毒害 毒物科主任林XX指出，EDTA可螯合鈣，每天喝 200cc牛奶，讓EDTA與牛奶中的鈣結合後排出體外後 ，就可預防傷害。 EDTA與鈣螯合的條件?

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減廢(Waste Minimization)

美國EPA最早用於有害廢棄物，意指任何藉由有害 廢棄物之減量減毒措施，以達到減少有害廢棄物的 儲存、處理或處置的方式。 我國工業減廢白皮書的定義，「工業減廢」乃指工 業界致力於採取產源減量及回收再利用等措施，期 減少廢棄物的體積、數量或危害性，俾利日後處理 、處置或儲存，以減低目前或未來對人體健康及環 境的危害。

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事業廢棄物問題

台灣過去處理廢棄物的歷程沒有全盤思考，從簡單的 處置，到後來改以掩埋，以衛生掩埋方式控制疾病傳 染問題，過去是處理看得到的事業廢棄物，現在的觀 念與做法，重點移往看不到的前端減量，也就是事業 生產的源頭，以有效的工程設計管理做好廢棄物減量 ，繼而還要做好減毒，不要使用有毒材料，以及減

碳節省能源的策略，同時並進。

事業單位要如何設法減少生產過程中留下來的

廢棄物，從源頭減少廢棄物;或加以再利用，提

倡循環經濟。

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綠色化學

綠色化學是以「原子經濟性」為原則，研究如何在產 生目的產物的過程中充分利用原料及能源，減少有害 物質的釋放。 綠色化學旨在 將反應的效率達到最高， 損耗降到最少， 對環境的傷害降到最低， 從源頭到最終產物過程中 減少廢物的產生， 降低對環境的污染或衝擊等不利影響。

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綠色化學12條原則

Paul Anastas和John C Warner所提出

防止廢物：設計化學合成方法防止廢物的產生，從 而無需進行廢物的處理。 設計更安全的化合物和產物：設計更有效，而且低 毒或無毒的化合物。 降低化學合成方法的危險性：降低或消除生成產物 的合成方法對人類及環境的毒性。 使用可再生的原料：使用可再生的原料而非消耗型 原料；可再生的原料 一般來源於農產品或是其他 過程產生的廢物；消耗型原料一般來源於，石油天 然氣煤礦物等。

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綠色化學12條原則

使用催化劑而非當量試劑：通過催化反應將廢物的量 降到最低。催化劑是指少量而可以多次催化反應進行 的試劑，而當量試劑一般過量且只能反應一次。 避免化合物的衍生物：避免使用保護基或其他暫時的 修飾，衍生物的產生將使用額外的試劑並產生廢物。 原子經濟最大化:最大比例的利用起始反應物的原子。 使用更安全的溶劑和反應條件：避免使用溶劑，混合 物分離試劑，和其他的輔助化合物。如果必須使用這 些化合物，選擇無害的物質。如果需要使用溶劑，儘 量選擇水。

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綠色化學12條原則

提高能源效率：可能的話，在常溫常壓下進行反應。 設計可降解的產物：產物在使用後，應可降解，而不 會在環境累積。 全程分析並防止污染：在生產過程中進行全程監控， 以減少或消除副產物的生成。 使事故的可能性降到最低：設計化合物及其狀態（固 態，液態，氣態），以降低爆炸，火災，泄漏發生的 可能性。

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綠色化學的發展方向

(梁碧峯) 在原子經濟性和可程序發展的基礎上研究對環境無害 的新的化學反應過程。 改良傳統化學反應過程至綠色化學反應過程，解決污 染問題。 開發純淨能源及去除有害物等技術。 資源的再生、回收與循環的再利用的技術研究。 在一切可能的綠色化學反應中，遵循綠色化學的12項 原則。

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環保4R: 減量、回收、再生

廢棄物處理以減毒與減廢原則，其中生活廢物處理觀 念及方法，由4R作為一種有效的方式。 Reduction(減量):減少垃圾的製造量。 Reuse(重複使用):用可重複使用之材料。 Recycling(回收):回收資源再利用。 Regeneration(再生):將回收物再利用製成新的原料，如 寶特瓶再製成人造纖維，廢輪胎再製成跑道材料。

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國內目前環保4R的推動

塑膠回收再利用 無機物回收利用為建材 有機溶劑回收再利用 家庭生活廢棄物等有機廢棄物發展生質能源 回鍋油回收製造肥皂及生質柴油 推動零排放: 水的再生再利用 廢酸(硫酸、鹽酸、及氫氟酸等) 再利用 電子產品及廢電鍍液貴重金屬的回收 農業廢棄物資源化 其他

國內對於有機與無機廢棄物處理已經有較好

的管理，包括回收作為建築用料、回收熱源

，以及有價金屬的回收等，

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天生我"材"必有用

垃圾也是材料，只要轉換情境，垃圾就能變成「寶」 創新並不一定非要從無到有，有時候把使用情景改變 一下，也可以產生意想不到的效果。 在1974年，自由女神像的建築垃圾，法國商人把這些 垃圾做成了小自由女神像、鑰匙扣一類的紀念品，賺 進 350萬美元。 美國911事件發生後，世貿大廈也把當時的廢墟加工成 各種小禮品，賣給參觀的遊客，也狠狠賺了一筆。 重構情境，「廢品」也能變成「藝術品」。所以，政 府眼裡的破銅爛鐵，在具有創新思維的商人眼裡就變 成了寶貝。

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紙漿育苗穴盤

育苗塑膠穴盤一年耗費100萬公斤！花改場

推出紙漿育苗穴盤，省工又減塑

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結 論

化學科技發展帶來文明，也帶來污染與公衛問題，使 人對化學有恐懼感，來自對化學認知不足及處置不當。 化學物質於所處的環境中物種以競爭平衡方式存在， 不同物種有不同的特性，對於化學物質的毒害該以 量的觀念來認知。 許多毒是來自規劃不當或廢棄物，要減廢、減毒要從 源頭減廢規劃開始，遵循綠色化學12條原則，提倡循 環經濟，對無法避免廢棄物加以再利用。 天生我“材”必有用，只要轉換情境，垃圾就能變成寶 做好減廢、減毒，善用自然資源，明天會更美好。

THE END