二氧化碳和甲烷（二氧化碳和甲烷是常见的温室气体）

曾看过这么一个有趣报道，德国中部的拉斯道夫小镇，发生了一起离奇的爆炸事件。而罪魁祸首竟是奶牛的屁。

一家农场的奶牛牛舍，因为冬季通风不良，导致了空气中充满了牛屁，无法及时排出。众所周知，屁是燃的（别问我是怎么知道的）。而牛屁中更是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的运输过程中。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，竟是地面上的400头奶牛排放的大量甲烷气体。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”（fart tax）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。

据联合国粮农组织（AFO）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（嗳气）。

关于温室气体，牲畜不仅能后面的通道排放，前面的通道更是难辞其咎。事实上，牛释放的甲烷气体中，就有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，要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。全球反刍动物每年约产生甲烷达 8×10^7 t，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。

其实，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（Global Warming Potential，GWP）却是二氧化碳的25倍。所谓温室效应潜能其实是一个指数，一般是指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。这主要取决于该化学物质对红外线的吸收能力和在大气中的寿命长度。

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。