當人類在構建氣候變化模型時,往往會忽略類似「外界溫度升高導致細菌呼吸加大碳排放」等看似微不足道,但實際上可能有著巨大影響的生物及環境因素。從這個角度來說,奶牛放的屁很可能比汽車尾氣對溫室效應的貢獻更大。這可並不是一句玩笑話,據聯合國糧農組織(AFO)發布的一項報告,畜牧業所排放的溫室氣體佔全球排放總量的18%,而所有交通工具所產生的溫室氣體僅佔13%。 可別小瞧畜牧業所排放的氣體,據報導,德國中部小鎮拉斯道夫曾發生過一起牛棚爆炸事故,罪魁禍首就是這個。90頭奶牛每日在這座牛棚生活,當然會打嗝、放屁,因此排放出了大量的甲烷和氨氣。警方在公布調查結果時稱,因冬季通風不良,牛棚空氣中甲烷和氨氣濃度過高,結果一次偶然靜電反應的火花引發了爆炸事件,造成數頭奶牛受傷,牛棚屋頂也被損壞。
牛羊排放的氣體不但容易引發事故,它們還是加劇全球變暖步伐的生力軍。因此在十幾年前,就有人提出「屁稅」(Fart tax)的概念,建議政府向養牛、養羊等畜農徵收稅費。 一提起溫室效應,人們首先想到的就是二氧化碳。論排放量,佔比最大的二氧化碳確實是最普遍的溫室氣體。然而,甲烷卻比二氧化碳的威力要強得多,這是因為每分子甲烷的「溫室效應潛能」是二氧化碳的25倍。 因此,只要少量額外的甲烷氣體,就能在短時間內造成地球的快速升溫。這樣來看,是牛放屁排出的甲烷加劇了全球變暖嗎?不,牛打嗝才是關鍵。據研究統計,牛釋放的甲烷氣體中,有90%到95%來自於口腔,而另外的5%到10%則是以糞便和放屁的形式釋放。這樣看來,牛打嗝的問題,要比牛放屁要嚴重得多。 這個結論和日常認知有所偏差的原因在於,牛羊特有的反芻機制。牛會利用自己的多個胃室反芻,消化一般哺乳動物無法利用的纖維素。也就是說,吃下去到達胃部的食物,它們還能逆流至口腔進行二次咀嚼。牛胃裡的各種微生物也很重要,它們能將複雜植物成分轉化為可吸收能量,而甲烷,正是這個過程中幾乎無法避免的副產品。 由於甲烷的化學性質相對穩定,很難在體內被吸收和消化利用。於是,這些氣體便以打嗝和放屁的形式排出體外。一般來說,一頭奶牛每年的甲烷排放量就達110.7kg。在全世界範圍內,每天都有十幾億頭牛在排放溫室氣體,這對全球變暖的影響是可以想見的。
對於如何消減溫室氣體,世界各國都有所行動,辦法不外乎兩個方向:一是減少溫室氣體排放,二是把已經排出的溫室氣體收集起來,不排到大氣中去。對於造成溫室效應的生物因素,也可以從第二個方向出發,爭取能變廢為寶。 先說說牛排放的甲烷。以往人類只是想辦法讓牛產更多的肉、擠更多的奶,現如今我們還需要想辦法讓它們放更少的屁、打更少的嗝,這件事聽起來有些怪異,不過科學家們確實在行動。比如有人發明了一種牲畜可佩帶裝置——屁包(Fart packs),用於收集奶牛排放出來的氣體。 這種屁包會直通牛的腸道,每天能從牛身上收集到300升甲烷。重點是這些收集到的甲烷還能二次利用,作為氣體能源為汽車提供動力。這也正應了那句話——世界上並沒有廢物垃圾,只有沒用對地方的資源。 對於環境溫度升高,呼吸就變快的細菌,也可以用於消耗二氧化碳。在美國高校工作的材料化學家楊培東及團隊構建了一套由納米線和細菌組成的獨特系統。納米線是一種人工合成的無機材料,該系統可將二氧化碳和水轉換為醋酸酯,而不是碳水化合物。醋酸酯是一種重要的化工原料,也是很多生物合成反應的基礎。在近似自然陽光照射200小時的環境下,他們實現了0.38%的太陽能轉化率,這與自然界中葉子的轉化率相同。研發中的第二代系統,太陽能轉化率能達到3%。如果有一天用划算的成本,將轉化率提升到10%,這項「人工光合作用」的技術就能商業化推廣了。齊魯晚報·齊魯壹點 記者 張頔