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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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科技救災 海綿寶寶帶來潔淨用水

文/張彥文 攝/許育愷 洪琪雯

莫拉克颱風為南台灣帶來一場空前的浩劫,
對位在偏遠地區的瑞峰國小來說,更是雪上加霜。
校內師生平日依靠山泉水維生,但颱風過後,水中夾雜大量泥沙無法使用,
讓8月31日的開學計畫產生了重大變數。
而科技則在此時發揮了重要的援助力量,透過工研院專利研發的
BioMF移動式淨水系統,讓水龍頭流出來的水不再是「味噌湯」!


台 南縣南化鄉關山村位於南化水庫上游,這個地方又被稱為「西阿里關」,瑞峰國小就位在這個偏遠的村落。「我們擁有全台灣最大的學區,」瑞峰國小教導主任林瑞崑笑著說,整個關山村92平方公里的地區,都是瑞峰國小的學區;不過由於許多土地都在水庫淹沒區內,整個村目前居住的人口只有不到400人,全校的學生也僅有26人。

要到瑞峰國小,必須要走將近30公里蜿蜒崎嶇的山路,許多人光是坐車上山就已經暈得七葷八素。這裡沒有都市人習以為常的公車、計程車,更不用說是速食店或便利商店;位在學校後門,一間僅有幾坪大小的雜貨店,被當地人戲稱為「關山百貨公司」,就是全關山村最大的「購物中心」。

這裡也沒有電話線,當地的市話自成系統,靠一個大耳朵收發衛星訊號。因為全村人繳的電話費,還不夠大耳朵的電費支出,因此中華電信多次打算協調全村居民改用行動電話,不過因為費率的問題,目前還在商議當中。

當地居民幾乎都以務農維生,主要的作物是芒果及麻竹筍,所以瑞峰國小的各項補給,幾乎都依靠林瑞崑跟他的四輪傳動廂型車,一週下山二次採買各項生活補給品,包括資訊來源。「所以我不下山的話,山上就沒有報紙可以看,」甚至當地的信件,有時都會由他順便載上山來,放在雜貨店內等待村民來領取。在瑞峰國小任教已經進入第15個年頭的林瑞崑,雖不至於誇張到閉著眼都可以開山路,不過這段路他已經來回過無數次了,「最高紀錄一年花了十幾萬的油錢,」自八八水災過後,下山搭載外來訪客的任務,也幾乎都由他擔負起來。

自然山林的生態小學

雖然物資匱乏、交通不便,但是關山村卻有著豐富的自然生態環境;當地擁有超過500種植物、17種螢火蟲、22種蛙類、60種蝴蝶與蛾類,以及其他數百種生物。每年四至五月的賞螢季,數以萬計的螢火蟲,總是吸引大批遊客來訪。走進瑞峰國小小而美的校園中,可以看見馬櫻丹、香茅,以及爬滿建築外牆的大鄧伯花,而學校的走廊上,也掛滿了各種動植物的介紹,以及林瑞崑拍攝的生態照片。遠離城市的喧囂,這裡的小朋友接觸到的是最貼近大自然的生活。

當地還有一項特色,就是超過120種的蜘蛛;這種會讓許多人驚聲尖叫的動物,卻是瑞峰國小師生共同的寶貝。

走進校門,映入眼簾的不是禮義廉恥或是偉人銅像,而是一隻超大的蜘蛛模型;操場旁的大樹下,是一張麻繩編成的蜘蛛網;校長室前的走廊上,一抬頭,居然也全是蜘蛛模型。林瑞崑和同在瑞峰國小擔任教學組長的妻子沈彩芳,都是蜘蛛的愛好者,沈彩芳的外號還叫做「喜蛛兒」;不過初次見到這位長髮披肩、笑容親切的「喜蛛兒老師」,實在很難將她和蜘蛛聯想在一起。沈彩芳在自己的部落格中,針對不同蜘蛛的樣貌習性,寫了20首蜘蛛詩,還配上圖片,字裡行間深深流露出對蜘蛛的喜愛和讚歎之情。

近年來,許多喜愛生態之旅的遊客,都會到關山村一遊,行程都是以瑞峰國小為起點;其中最著名的景點,是後崛溪中游的「大地谷」。此外像大石坪谷、千層岩瀑布、三泰神木和出火坑等,也是當地極富盛名的觀光勝地。然而,在如此美麗的景致背後,卻隱藏了許多致命的危機。

山林之美背後的危機

這次莫拉克颱風帶來的超大豪雨,為南部地區帶來了慘重的災情,許多媒體也大幅報導瑞峰國小的情況,包括在暴雨沖刷之下,河岸掏空的區域僅僅距離校舍60公尺,學校對外交通及聯繫一度中斷等等。不過林瑞崑表示,其實去年的卡玫基颱風對當地造成的災情更為嚴重,「你看對面的甘蔗園,去年颱風之後只剩下三分之一,其他全都沖走了,」林瑞崑指著河岸對面大片的甘蔗園,「不要跟天爭了吧,大自然反撲的力量太可怕了,」他搖著頭說道。

事實上,關山村正是台灣許多位於土石流危險地區的山區村落的縮影:當地居民多從事農作,交通不便,自然景觀豐富;但是不要說颱風,經常是大雨一來,村民就得忍受土石崩塌,道路中斷以及缺水之苦。

因為地處偏遠,關山村以及當地的瑞峰國小並沒有自來水,日常用水都是靠山泉水。平常也就罷了,但是只要一下雨,「水就變得跟味噌湯一樣混濁,」林瑞崑苦笑說道。而這次莫拉克帶來的超級豪雨,讓八月底要開學的瑞峰國小,馬上面臨小朋友沒有飲用水,也沒有水可以製作三餐的問題。因為交通不便,瑞峰國小許多師生都住在學校,三餐都要依靠學校供應,沒有水,開學之後要如何處理師生的民生問題?

還好,工研院和康那香公司,在此時對瑞峰國小伸出了援手。

「除了配合院的政策外,其實我們也一直在想,平常我們提供產業的技術能量,有沒有什麼可以幫忙的,」工研院能源與環境研究所水科技與環境分析技術組組長周珊珊說。其實工研院在水處理的技術已經研發很多年了,只是較少使用在民生用途,為了幫助瑞峰國小解決燃眉之急,工研院能環所立刻提出了一套「BioMF移動式淨水系統」的建置計畫。

科技帶來的清淨用水

海綿寶寶BioNET多孔性擔體可以攔截水中懸浮固體物去除氨氮等有機物
海綿寶寶BioNET多孔性擔體可以攔截水中懸浮固體物去除氨氮等有機物

這套系統是採用工研院BioMF的專利技術,結合「多孔性生物擔體」(BioNET)以及MF薄膜技術,將山區高濁度且含有氨氮、有機物及懸浮顆粒等物質的受污染水源,淨化成高品質的自來水水質。

建置這套系統,通常先要實地勘察,了解當地的水源、電源等,才能開始進行系統裝置及測試,最後還要檢驗水的品質,才算全部完成,整個過程大概需要三週的時間。但是眼看開學日在即,「接到這項任務時,離學校開學已經不到二個禮拜了,不過只要想到是幫助小朋友能在開學日有乾淨的水可用,大家就決定『撩落去』,」工研院水科技與環境分析技術組研究員陳建宏說。不過最棘手的問題是,就算大家願意加班趕工,整套系統必須請廠商重新製造,這段過程是沒辦法省略的,算算時間鐵定趕不上開學。

就在大家手足無措時,還好工研院長期合作的廠商康那香,義無反顧地跳了出來,表示願意提供一套已經製作完成的系統給瑞峰國小。康那香副總經理胡衍榮,立即指派環保科技事業部副理李志明,率領了數名同仁,用卡車將機具載到瑞峰國小;而工研院能環所也以最快的速度派出相關的技術人員,趕到瑞峰國小與康那香的團隊會合,開始進行系統的建置工作。

在這段過程中,康那香的團隊每天都到校園趕工,工研院的工程師更是連續幾個晚上都住在學校裡,只為了趕上開學前完成工作。終於,在雙方的努力之下,原來需要三個禮拜的工程,只花了一個禮拜,就全部裝置完畢;而且這套價值約新台幣90萬元的系統,以及施工的人力,都由康那香埋單,完全沒有收瑞峰國小一毛錢。

此外,包括淶達工程及3M等國內外廠商,也分別捐贈淨水系統中的沈澱槽及淨水器。「真的很感謝外界的幫助來得這麼快,讓小朋友一開學就有乾淨的水可以用,」瑞峰國小校長曹麗優感性地說。甫於今年八月上任的曹麗優,一來就碰上了大難題,還好在外界的通力合作下,讓事情圓滿解決。更重要的是,由於這套系統可以提供240人的用水量,所以除了瑞峰國小的小朋友外,當地關山村的居民,未來也可以到學校取得乾淨的用水。

在開學之後,工研院還為這套淨水系統,設計了互動式的知識教育看板,讓瑞峰國小的小朋友們,能夠了解技術運作的原理,同時也可以實際接觸用來吸附微生物的「多孔性生物擔體」(BioNET),並給這種材料取了一個可愛又好記的名字「海綿寶寶」,進一步讓小朋友了解科技與環保的關聯與重要性。

BioMF移動式淨水系統
BioMF移動式淨水系統

需要更多的愛心力量

其實除了用水問題外,瑞峰國小還需要更多的援助。因為大部分的學生得靠學校供應三餐,除了午餐有縣府教育局的補助外,早餐及晚餐都得由學校自行籌措經費。林瑞崑表示,學校供應晚餐已經很多年了,至於早餐原來是不供應的,每天補助20元的早餐費;但是後來發現,有小朋友拿這20元到雜貨店買提神飲料來當早餐,「因為他說爸爸早上都喝這個,所以他也買來當早餐。」林瑞崑說,為了怕小朋友營養失衡,從2007年開始,學校也開始供應早餐。

在物質資源以外,林瑞崑認為,小朋友們最大的問題,是缺乏對外面世界的了解。所以前年工研院南分院舉辦大專科技營,邀請林瑞崑協助帶領生態活動時,他就要求不要鐘點費,「唯一的條件是,讓我們瑞峰國小的小朋友去工研院南分院進行二天一夜的參訪活動,」對林瑞崑來說,讓小朋友們體會知識與科技的力量,才能塑造他們未來無限發展的可能。

現在,颱風雖然遠去,土石流暫時止歇,小朋友們的飲水問題也暫時無虞,但是對他們來說,這些還不夠;而台灣地區,還有無數個像瑞峰國小這樣的學校,需要更多的力量給他們幫助。

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