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鏽的生命史──讀《鏽:自然與金屬間無止境的角力》

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作者:鄒宗晏(陽明大學科技與社會研究所學生)

橋梁崩塌、核能電廠爐心熔毀、石油輸油管滲漏、飛機墜毀、住宅電線走火、罐裝飲料爆炸,鏽——人類自古以來的威脅——總是躲在陽光照不到的角落,發出只有在最寂靜夜的裡才能聽到的聲響,造成人類財產與生命安全的損失。抑或這一切都在人們眼前發生,但大多數人選擇忽略這件事?

1980 年,自由女神美麗的身驅竟然出現了孔洞,這是因為雕像的外殼生鏽,而使鉚釘脫離所造成。美、法兩國的工程師團隊,在雕像的內腔和外殼之間游走,穿過陣陣鐵鏽、銅綠和煤焦油的氣味,伴隨著社會社募款修復自由女神的運動,人類終於在 1986 年完成自由女神雕像的修復,控制住雕像上的鏽蝕。

人類與鏽之間的角力,如同本書的標題《鏽:自然與金屬間無止境的角力》(Rust: The Longest War),在我們替金屬塗上一層厚厚的油或漆之前就已經開始,並且會持續進行下去。這場戰爭中的一次重要轉折,則發生在二十世紀初英國雪菲爾(Sheffield)的一座現代、自動化鋼鐵廠。

《鏽》

《鏽:自然與金屬間無止境的角力》

在英國的鋼鐵廠中,布瑞利(Harry Brearley)是這整起轉折中的靈魂人物;他是輟學生、實驗室洗瓶工、助理、化學家、鋼鐵的研究者等等。上述一長串的頭銜,在最後都會構成他生命地圖上的一條細長路徑,通往布瑞利廣為後世所知的頭銜——不鏽鋼的發明者。即便大自然對鋼鐵的腐蝕仍舊繼續進行,但不鏽鋼的出現,讓許多人造物能夠有更長的使用壽命、耗費更少的保養時間,讓不鏽鋼產品彷彿存在於一靜止的時空中。

布瑞利之所以成為不鏽鋼的發明者,來自他累積的實務操作經歷,他堅強的毅力、對實驗和實作的堅持,以及認為唯有務實才是工程師的一切,奠定布瑞利成為不鏽鋼發明者的關鍵。也正是因為布瑞利對自身理想和產品的堅持,即便在之前已有眾多對不鏽鋼的發現與研究,人們因為他的決心和一點運氣,才把發明不鏽鋼歸功於他。

Harry_Brearley_from_Sheffield

Harry Brearley (1871-1948)

在美國波爾公司(Ball Corporation)的鋁罐工廠,一整套自動化的設備,讓裁切好的鋁片經過衝壓、以三階式的撞鎚軋出杯型、清洗、印刷罐身、噴上保護層、高溫硬化,接著還要再噴上一層內部的塗層並加熱使其硬化,完成的鋁罐會經過幾層檢驗關卡,在確定鋁罐沒有破損、針孔或塗料剝落的情況後,這些鋁罐才會被堆到倉庫,等待前往下一座工廠。

也就是這數秒鐘的鋁罐內外保護層噴塗過程,奠定鋁罐有效抵抗被所裝飲料腐蝕、確保罐身不會滲漏或爆炸、適應各種惡劣運送情況,因此鋁罐在未來能裝滿不太穩定的飲料,安然地被運送到消費者手中,全靠這層不到十分之一毫米的環氧樹脂塗層維繫。

為了達成上述的目標,飲料公司的防蝕工程師們,需要搬出各式電化學檢測儀器、小心閱讀顯示器或圖表上的電位值、依靠理論與經驗推估適合不同飲料的鋁罐塗層厚度,來確保公司不會損失大批飲料,或是被客戶告上法庭。

不過牢固堅實的塗層,卻可能帶來另一層風險,因為塑膠塗層交聯劑和塑化劑中含有雙酚 A(Bisphenol A),而這種化學物質被學界懷疑可能是內分泌干擾素(endocrine disruptor),有危害人體生殖與增加罹癌的風險存在。

人類在對抗鏽蝕過程中,除了重整金屬雕像、打造不鏽鋼、塗上一層層塑膠薄膜外,也需要深入地球的最北邊,深入一條彷彿看不見盡頭的烏黑隧道,跟著油與蠟被快速向前推進。

在北極圈以北四百八十三公里,「跨阿拉斯加管線系統」(TAPS)最北邊的終點,負責油管清潔與防蝕的完整性工程師團隊,在這條北抵普羅灣、南到威廉王子灣,總長一千兩百八十七公里的輸油管,追蹤一個名叫「聰明小豬」的機器人,這個機器人是用來,檢測油管的管壁厚薄與破損。

除了不同領域的工程師們與各式「聰名小豬」們,石油輸運公司、阿拉斯加州政府、聯邦能源管理委員會與國家腐蝕工程師協會(National Association of Corrosion Engineers, NACE)等大大小小組織也直接或間接地參與了 TAPS。

聰明小豬在管線旅程的終點,也是探險的終點,而這也是一次成功的任務,雖然並不似電影情節中美國太空梭發射或降落般振奮人心,且尚有大量管線檢測數據有待分析,但工程師的謹慎與堅持不懈的熱情,仍然在旅程的最後閃閃發光。

TAPS 管線系統路線 (Source: By Flominator, via Wikimedia Commons)

TAPS 管線系統路線
(Source: By Flominator, via Wikimedia Commons)

鏽:自然與金屬間無止境的角力》充滿各種歷史回顧與作者親身經歷,就像雜誌上的專欄或報紙上的深度報導,書中的每一章都有意想不到的驚奇,讓人不單只瞭解鏽的化學機制與鏽的危害,也認識研究鏽、對抗鏽、防止鏽、欣賞鏽的人物與團體。

藉由「鏽」這個貫穿全書的主軸,修復自由女神、鏽的化學機制、不鏽鋼的發明史、飲料罐防鏽法、鏽斑攝影、政府的防鏽教育推動者、鍍鋅產業、NACE、輸油管檢測、人民對防鏽的認知,全部被連在一起。

書中對工程師及工程師精神的推崇,則帶出另一個問題:「難道我們不需要工程界的英雄嗎?」[1] ,作者透過自傳、訪談與觀察,深刻的描繪工程師的形象、言行舉止、思想動機,這些工程師忙碌地穿梭於英國的煉鋼廠和實驗室,來回阿拉斯加的輸油管線兩端,這些工程師兢兢業業、有理想抱負,為了研究與工作,可以果斷放下家庭。

當作者藉由這本書的出版企圖塑造出工程界的英雄時,對於讀者而言,需不需要「工程界的英雄」?恐怕還是個待思索的問題,因為在煉鋼廠從事除鏽防鏽的工作者,並非只有經驗豐富、意志堅強的工程師吧?

羅斯納(David Rosner)與馬科維茨(Gerald Markowitz)在1991 年出版的Deadly Dust: Silicosis and the Politics of Occupational Disease in Twentieth-Century America以及 2009 年的文章中,都提到美國在 1910 到 1920 年代與 1970 年代,皆有噴砂工人在鑄造廠 [2] 或煉油工廠 [3] ,因為防護設備不足,每天吸入大量的二氧化矽微粒,導致許多工人罹患塵肺症(silicosis),這些二氧化矽微粒來自砂與金屬表面高速撞擊而碎裂成的細小砂粒,之所以需要在開模冷卻後的鋼鐵或煉油廠的儲槽設備上噴砂,正是為了除去鋼鐵上因高溫或長期使用所生成的鏽蝕。在 2000 年後的台灣,也有關於鑄造業 [4] 與造船業 [5] 的噴砂工人的暴露評估研究和危害防制對策。

上述所提之,非工程師的勞工每天在工廠對金屬或設備所做的除鏽保養工作,如果也能被加入書中,不但能卸下許多工程師肩上的光環重擔,讓我們不再急於找出「工程界的英雄」,更可以看到不同於鋁罐防鏽塗料、輸油管檢測等新奇技術之外的其他日常防鏽工作,讀者也能對鏽以及防鏽相關的知識與技術,有更豐富的認識。

回到本書的標題,「鏽:自然與金屬間無止境的角力。」人類與鏽之間的關係是什麼呢?

作者在書中談到鏽、除鏽、防鏽、不鏽和抓鏽的技術,稱鏽是無所不在的威脅,並從自身經驗出發,描寫鏽在人類歷史上所造成的各種危害,並在最後呼籲讀者,防鏽大業刻不容緩,各種防鏽工程、防鏽知識,不該為少數工程師與科學家所獨有,應該廣為傳播,讓上至政府官員,下至普羅大眾都能體認鏽的危害與防鏽的重要。

可是人與鏽之間的關係,僅止於自然與人不斷角力的競爭嗎?在畏懼自然的力量,感受到人在大自然中的渺小;或反過來相信憑藉科技的不斷進步,人所造出的世界終有一天能超越自然的限制。我們是否總是只能在這兩者中間選擇一個去相信呢?人與自然是否能有另一種相處的可能?從祖克(Alyssha Eve Csük)的攝影集中,我們可以看到許多關於鏽以及伯利恆煉鋼廠的攝影作品,這些人們日常與鏽的互動中,或許存在著另一個起點,讓我們得以看到更多人與鏽的不同互動樣態,進而去想像其他目前還不清楚的、上在形成的人與自然之間的關係。

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祖克(Alyssha Eve Csük)的攝影集

總而言之,《鏽:自然與金屬間無止境的角力》的內容相當具有知識性,也十分有趣,是本兼具科學知識普及和深度新聞報導的作品。雖然書中所討論到的皆是,關於人類生活的重要課題,但本書並不需要坐在書桌前、挺直背脊、把書頁靠在眼前,一字一句地仔細研讀;而是適合在閒暇、等車、工作間休息時,隨手翻至書中的一章,用輕快的腳步來一場十分鐘左右的小探險,就能獲得許多讓人露出微笑的科學小知識。


[1] 沃爾德曼(Jonathan Waldman)著,陳偉民譯,《鏽:自然與金屬間無止境的角力》(台北:遠見天下文化,2016),頁350。

[2] Rosner, David and Gerald Markowitz (1991). Deadly Dust: Silicosis and the Politics of Occupational Disease in Twentieth-Century America. Princeton: Princeton University Press. pp. 57-62.

[3] Rosner, David and Gerald Markowitz (2009). The Trials and Tribulations of Two Historians: Adjudicating Responsibility for Pollution and Personal Harm. Medical History 53(2): 271–292. pp. 278.

[4] 陳成裕、湯大同、林宜長、錢葉忠、劉宏信、李國懋,《鑄造業勞工游離二氧化矽暴露控制輔導改善計畫》(台北:行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所,2005),頁3。

[5] 鄭淑芳、張富貴,《造船廠噴砂作業勞工重金屬有害物暴露調查研究》(台北:行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所,2009),頁1-2。

參考資料:

  1. 沃爾德曼(Waldman, Jonathan)著,陳偉民譯,《鏽:自然與金屬間無止境的角力》(Rust: the longest war),台北市:遠見天下文化, 2016。
  2. 陳成裕、湯大同、林宜長、錢葉忠、劉宏信、李國懋,《鑄造業勞工游離二氧化矽暴露控制輔導改善計畫》,台北:行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所,2005。
  3. 鄭淑芳、張富貴,《造船廠噴砂作業勞工重金屬有害物暴露調查研究》,台北:行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所,2009。
  4. Csük, Eve Alyssha(2016). Alyssha Eve Csük: Fine Art Photography.  (Retrieved: May 25, 2016)
  5. Rosner, David and Markowitz, Gerald. Deadly Dust: Silicosis and the Politics of Occupational Disease in Twentieth-Century America. Princeton: Princeton University Press, 1991.
  6. Rosner, David and Markowitz. “The Trials and Tribulations of Two Historians: Adjudicating Responsibility for Pollution and Personal Harm.” Medical History, 53(Cambridge,2009): 271–292.

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