文／楊慧莉

水，是生命所需。身處二十一世紀的文明社會，都會人只要打開水籠頭就有乾淨的水可用。但這世上仍有許多人身處偏鄉落後之區因喝不到乾淨的水而喪命。另外，隨著氣候變遷加劇，都市水資源也不再源源不絕。面對這些問題，兩位研究學者唐可薇琪與席德拉克各自發揮所長，為偏鄉難題和都市隱憂找到解決之道。

 

偏鄉難題
發明濾水紙 啟發民智

泰瑞莎．唐可薇琪（Theresa Dankovich）來自美國，在加拿大攻讀化學博士時開始研發一種可抗菌的紙張。這種紙張嵌入了銀奈米粒子，目標在殺死有害細菌，水經此紙張過濾後，銀奈米粒子就會殺死水中細菌，變成有效應急的淨化器。

當她發明這種有淨化作用的紙張時，以為只是因應北美地區的緊急需求。不過，她後來發現全世界的飲用水問題時，才驚覺自己的發明「對全人類有益」。

濾出無味淨水

事實上，全球每年約有三百四十萬人因無法飲用乾淨水而死去，百分之九十九的死亡案例發生在發展中國家。針對此問題，先前已出現過層出不窮的創新點子。然而，唐可薇琪發明的過濾紙，不像其他使用化學藥劑的淨水裝置，水質過濾後也沒有異味。

其實，運用銀、銅等金屬淨化水質的概念並不新，一個多世紀前就有人想到了；只是，從來沒有人想過要把它們嵌入紙張淨化水質。兩、三年前， 唐可薇琪開始到南非作田野測試。

「在非洲，我們想看看這種濾紙是否真的能在『真正的水源』派上用場，而非只是測試實驗室裡的汙水。一天，我們在過濾當地河渠些許汙染的水源時，附近工人指引我們到一間小學附近的溝渠，因為未經處理的汙水都傾倒在那裡。結果，我們發現水中有上百萬個細菌。」唐可薇琪在田野測試時如此註記著。

儘管溝渠水汙染嚴重，唐可薇琪的田野團隊卻仍用所研發的銀奈米粒子過濾紙，濾出了百分之九十九點九的細菌，已達到美國飲用水的標準細菌值。

書能看又能喝

唐可薇琪待在非洲期間，設計師葛塞德（Brian Gartside）為了與非政府組織「水是生命」（Water is Life）的合作事宜聯繫上她。「水是生命」組織成立的目的，在透過社區行動團體和分發個人用淨水器，改善發展中國家的飲用水。

葛塞德發揮自己的長才，突發奇想地把唐可薇琪研發的濾紙設計成一本有二十五頁的指南書，名稱就叫做「可喝的書」（The Drinkable Book）。

透過每頁所印上的使用說明，《可喝的書》本身即可教導人們淨化飲用水的方法和目的，且隨發送地區而有不同的語言版本，還會附上貼心的警語：「你所在之區的水源可能含致命病菌，但這本書裡的每張紙都是濾器，可確保你的飲用水安全無虞。」

淨水方式極簡便：使用者只要撕下書中一頁，放進隨書本附送的過濾盒中的開槽，再把水倒進去，汙水就會透過濾紙而變成乾淨的水。淨水過程長短不一，視水中的渾濁度或雜質而定，一旦通過濾紙就一定是可飲用的水。

待進一步量產

唐可薇琪表示，一張濾紙可濾出約一百公升的飲用水，一本二十五頁的書淨化出的水量夠一人四年安心飲用。

「這項發明主要在幫助發展中國家的子民，使用起來極為便利，不影響原來的生活。使用者只要撕下《可喝的書》其中的一頁，放在簡單的濾槽裡，倒進河裡、溪裡或井中之水，就能濾出乾淨的水和死掉的細菌。」唐可薇琪在說話當下，已留意到全球約有六億多人口沒有乾淨的飲用水可喝。

事實上，全球每小時約有兩百名兒童因喝不到安全的飲用水而死於病榻，但如果家長們有辦法取得乾淨的水，就能空出一半的病床床位。而今，唐可薇琪的發明正好派上用場，也已在五個發展中國家測試過，可幾乎百分百濾掉水中可能導致傷寒、霍亂、肝炎和大腸桿菌的病菌。

目前，唐可薇琪已成立自己的公司，並與「水是生活」組織及設計師葛塞德合作。《可喝的書》現在仍在早期發展階段，尚待更多的時間和資助作進一步的發展。但唐可薇琪知道這項發明未來將大有可為，將朝量產的目標邁進。

都市隱憂
另開水龍頭 防患未然

大衛．席德拉克（David Sedlak）是加州大學柏克萊環境工程學系的教授。他已研發出一套有效管理水資源的安全永續系統，尤其專注於當地水源的發展。他的近作《Water 4.0》藉由了解城市水系統的發展史，探討了當前都市缺水議題和解決之道。

都市用水亮紅燈

席德拉克的專業讓他留意到過去十年，全球氣候變遷、人口成長與對水資源的競爭已經開始威脅到人們賴以生存的命脈。舉例而言，用以供應拉斯維加斯、鳳凰城和洛杉磯都市用水的米德湖（Lake Mead）兩千年時，水位就開始下降，讓拉斯維加斯的飲用水變得很吃緊，迫不得已得建造新的引水區，抽取更深的湖水。

「事實上，」席德拉克表示，「窘迫的情形還不限美國西南部的都市，二○○七年澳洲第三大都市布里斯班半年內就發生缺水現象；類似的情節也發生在巴西聖保羅，二○一○年城市主要的蓄水庫已不再充裕，如今已快見底，而不久二○一六年夏季奧運即將登場。」

開啟四個水龍頭

席德拉克認為，多數都市人少有打開水龍頭卻發現滴水不出的情況，那是因為過去只要有缺水之虞，總有辦法加大蓄水庫或多挖幾個地下井，但現在這種做法已經不可行了。

有人可能以為可從鄉間取水，但席德拉克駁斥這種做法，認為這只是把都市的用水問題轉嫁給別人。他根據自己多年來在全球多個缺水都市待過的經驗，主張未來如能投資在新的水源上，就可解決都市缺水問題。

他將這待開發的地方新水源比喻為四個水龍頭，只要開啟，就能解決都市潛在的飲用水問題。

◎水龍頭一：雨水回收再利用系統

許多城市都坐落在天然蓄水系統上方，這些系統可涵納大量的水，只要發生暴雨或下雨，水分就會滲透到地下。舉例而言，洛杉磯有三分之一的用水來自聖費爾南多谷下方的地下蓄水層。許多人看到這些下到屋簷、跑進草皮、流到排水溝的雨水，不會想到這些水是可飲用的，但只要回收這些雨水，淨化它，變成可飲用的地下水就沒問題了。洛杉磯目前正在興建一座暴雨公園，擁有多個雨水收集系統或暴雨下水道，將水導入廢棄的碎石場。這些水會慢慢流經人造濕地，滲透到地下；過程中遇到靠植物和泥土表面維生的細菌而獲得水質淨化。如果天然的淨水系統仍無法讓水質純淨，就會從地下蓄水層打出來再處理，直到成為可飲用的淨水為止。

◎水龍頭二：廢水回收技術

廢水回收做法行之已久，但席德拉克的研究團隊找到更省成本的有效方法。他們利用兩步驟將廢水變成飲用水：首先，用逆滲透膜濾出汙水中的鹽分、病毒和有機化學物；接著，加進少量過氧化氫，再經紫外光照射，分解有機化學物。

廢水透過兩階段的程序就能安全飲用了。

◎水龍頭三：水土保持

席德拉克認為都市有一半的用水都發生在戶外，水土保持因此備顯重要。然而，在有些已出現乾旱的地方，席德拉克團隊發現用一半的水量澆灌，外頭的花草樹木仍活得好好的。這就是水土保持的重要性！因此，席德拉克主張，都市用不著把水泥漆成綠色或買一堆仙人掌，只要有土壤保濕探測器和智慧型的灌溉控制器，就能有綠意盎然的都市景觀了。

◎水龍頭四：低耗能海水淡化系統

海水淡化系統過去很耗能，一點也不合時宜。不過，如今歷經二十年的改良，已經有極大的進展。但席德拉克並不認為，就算如此，有必要到處蓋低耗能海水淡化系統；比起其他方法，這仍屬於高耗能，且每建一個地方水源設施就會大興土木，造成環境破壞。

珍惜都市水資源

藉由開啟以上四個「水龍頭」，席德拉克相信都市將無缺水之虞，如此一來便無須再仰賴進口水，因為：透過第三個水龍頭，重新規畫綠化街景方式，就能節省一半戶外用水量；藉助第二個水龍頭，把回收廢水導入下水道，就能增加百分之四十的用水；合併使用另外兩個水龍頭──暴雨回收和海水淡化，就能彌補水量不足之處。

席德拉克呼籲都市人為自己和後代創造一種新式的水利系統，可以禁得起氣候變遷引發的各種挑戰；這套系統將善用地方資源，符合外在環境價值，可以給環境帶來更多的水分，用以養魚和種出食物。

席德拉克的建議也適用於台灣海島型的氣候。光是善用雨水回水系統，就能將每年颱風帶來的驚人雨量導入水庫，紓解不雨時的缺水之苦。

「人無遠慮，必有近憂。」既然「缺水問題」已成為都市隱憂，期盼每個都市首長和相關單位能正視此議題。在此之前，每個市民不妨先從自身做起：養成省水的好習慣，愛惜這「絕非取之不盡用之不竭」的都市水資源。