牛放屁竟会加剧全球变暖？不，牛打嗝才是重点
曾看过一个有趣报道，德国中部的拉斯道夫小镇，发生了一起离奇的爆炸事件，而罪魁祸首竟是一家农场的奶牛牛舍。
因为冬季通风不良，导致空气中充满了牛屁，无法及时排出。众所周知，牛屁中充满了丰富的可燃物——甲烷。再加上当时牛棚里住了共90头牛，相当拥挤，摩擦中产生的静电最终引发了爆炸。这场无妄之灾，直接将整个牛棚屋顶掀飞，数头奶牛也在爆炸中受伤。
无独有偶，类似的问题还发生在奶牛运输过程中。2014年，一架波音747就在爱尔兰海上空发出了火灾警报，并被紧急迫降。但当技术人员到场检查时，却根本没有发现火灾和烟雾的痕迹。而触发警报的，竟是地面上400头奶牛排放的大量甲烷气体。如果没能及时发现，这个隐患可能随时会被引爆。
从这两起案件来看，牛放屁确实是个不小的问题。但，牲口排放的气体不单容易引发事故，它们还是加剧全球变暖步伐的生力军。
在十几年前，就有人提出“屁税”的概念，建议政府向养牛、养羊等畜农征收税费。原因是牛羊肠胃排放的大量温室气体，也污染了大气环境。
联合国粮农组织2006年报告指出，畜牧业所排放的温室气体占全球排放总量的18%。然而，所有交通工具所产生的温室气体仅占13%。如果说，汽车等交通工具要为此缴税的话，那么养牛、养羊等就没有理由不缴税了。
不过，“屁税”和“牛屁炸牛棚”等报道，也带来了一定程度的误解。因为牛除了放屁，还会打嗝。
关于温室气体，牲畜不仅能通过后面的通道排放，前面的通道也难辞其咎。事实上，牛释放的甲烷气体中，有90%到95%来自于口腔，而另外的5%到10%则是以粪便和放屁的形式释放。这样看来，牛打嗝的问题，比牛放屁要严重得多。
但无论是打嗝还是放屁，甲烷等温室气体的释放都与牲畜的生理条件密切相关。
▲ 反刍动物的四个胃室（箭头表示食物的流动方向）
牛和羊等反刍动物一共有四个胃室，分别为胃瘤、网胃、瓣胃、皱胃，对应着吃货口中的草肚、金钱肚、牛百叶（毛肚）和牛肚。这四个胃并非一条直线通到底，而是相互交错着，十分崎岖。
植物是出了名的不好消化，而牛羊等就会利用自己的多个胃室反刍，消化一般哺乳动物无法利用的纤维素。也就是说，吃下去到达胃部的食物，它们还能逆流至口腔进行二次咀嚼，让未彻底消化的植物重新回到胃部。
不过，光靠机械的咀嚼，植物的营养还是难以被完全吸收的，这时候胃里的各种微生物才显得最为重要了。它们能将复杂植物成分转化为可吸收能量，为动物提供能量。而甲烷，正是这个过程中几乎无法避免的副产品。
反刍动物所产生的甲烷气体，几乎都与他们的第一个大胃袋——瘤胃有关。据估测，大约94%的甲烷都是由瘤胃产生的。原因是瘤胃中含有大量的产甲烷菌，每毫升中就约有10万个产甲烷菌，包括多个菌属，主要通过四种途径生成甲烷。而甲烷的化学性质是相对稳定的，所有很难在体内被吸收和消化利用。于是，这些气体便以打嗝和放屁的形式排出体外。
其实人类的肠胃道细菌，也能产生可燃的甲烷，只是量少且不稳定罢了。也有研究发现，有相当部分人类的粪便样本中，并没有发现能够产生甲烷的细菌。
此外，跟反刍动物相比，人类以及其他动物肠胃道排放的甲烷总量，是几乎可以忽略不计的。全球反刍动物每年产生的甲烷占全球人类活动的甲烷排放量的28%。
而在反刍动物中，牛的甲烷排放量又占了大头。一般来说，一头奶牛每年的甲烷排放量就达110.7kg。在全世界范围内，每天都有十几亿头牛在排放温室气体，这对全球变暖的影响是可以预见的。
提起气候变暖的问题，大家首先想到的应该是二氧化碳。温室气体之所以产生温室效应，是因为其本身有吸收红外线的能力，这是由其本身分子结构决定。论排放量，占比最大的二氧化碳确实是最普遍的温室气体。然而，甲烷却比二氧化碳的威力要强得多。
尽管甲烷的总量远不及大气中二氧化碳的总量，但每分子甲烷的温室效应潜能却是二氧化碳的25倍。所谓温室效应潜能其实是一个指数，一般指100年的时间内，以二氧化碳为基准，各种温室气体能造成的温室效应。
而甲烷，除了本身对红外线的吸收能力强大以外，它们被排入空气后还不易被生物直接利用了，进而能在空气中停留9~15年。如果按照20年的时间框架内计算，甲烷的温室效应潜能，还可以飙升到二氧化碳的72倍，对全球温室效应可能更大了。
▲ 各类温室气体的温室效应潜能
换句话说，只要一点点额外的甲烷气体，就能在短时间内造成地球的快速升温。而综合这各方面因素，甲烷也成了是仅次于二氧化碳的第二大温室气体。
自1750年以来，地球大气中的甲烷浓度就增加为原来的150%。这些甲烷的排放，很多都直接或间接来源于人类，例如垃圾堆埋的腐烂、石油和天然气的泄漏等，当然还包括了人类赖以生存的畜牧业。
在过去，面对沉默的牛羊，人类只是想办法让它们产最多的肉、挤最多的奶。
但今时不同往日，我们还需要想尽办法让它们放更少的屁，和打更少的嗝。阻止某种生物打嗝放屁，这件事听起来确实挺怪异的，不过科学家们确实在行动。例如，就有人发明了一种牲畜可佩带装置——屁包（fart packs）。这可以用于收集奶牛等排放出来的气体。
要知道，在地球上没有一样东西是废物，只是没有放对地方罢了。这种屁包会直通牛的肠道，每天能从牛身上收集到300升甲烷，这些能量足够维持一辆汽车运转24小时。
除了考虑对甲烷进行废物利用，也有许多研究会从日常喂食反刍动物的饲料入手。饲料为微生物的发酵提供了底料，饲料不同也会影响微生物的能量摄取和甲烷的生成。通过调整饲料结构等方法，就能降低反刍动物肠胃道甲烷气体的排放。
2014年以来，澳大利亚多个科研团队对海藻降低瘤胃甲烷排放做了大量研 究。他们往饲料中添加了部分海藻，发现瘤胃的甲烷排放量最少能减少20%以上，最多可减少高达99%。这项研究在当时就引起了不少关注。
而更让人意思不到的是，澳洲的科学家还在研究袋鼠的胃，他们试图让这些反刍生物向袋鼠看起。
袋鼠并非反刍动物，但袋鼠的胃部却有一类特别的细菌Wallaby Group 1，这使它们消化的最终产物不含有甲烷。所以研究人员希望将袋鼠体内的这种特殊的细菌添加到饲料中，以图培育出低甲烷排放量的牛羊。此外，袋鼠胃部微生物的消化也更加高效。如果研究成功，这或许还能帮助畜牧业省下不小的饲料费。
不过在现下，最有效的方法应该就是建议大家少吃点肉，特别是牛肉。除了能够为地球环境作贡献以外，少吃点肉也确实能让身体更健康。
编辑：李晨琰 陈曦（实习生）
责任编辑：姜澎
来源：SME科技故事