为了保护环境，他们给牛背上收集屁的背包

审核专家：朱广思北京科普作协会员

想象一下，如果有一头牛在你身边放个屁，那声音估计绵延悠长，还有可能飞出来点“不明物体”。

来源丨grist.org

我们普通人遭遇牛屁，想必都是避之不及，但是有谁曾想过，有这么一群人专门收集牛放的屁。根据媒体报道，来自阿根廷的科研团人员通过实验，每天能从1头奶牛中收集大约300升甲烷气体。那么，他们收集牛屁到底有什么用途？

来源丨Daily Record

农业产生的温室气体约占世界温室气体总量的14%。据统计，世界上有15亿头牛和数十亿头其他草食动物，而牛放的屁中甲烷含量高达25%，是农业温室气体中重要组成。就其对全球变暖的影响而言，甲烷的威力是二氧化碳的23倍。美国粮食及农业组织表示，到2030年，农业甲烷产量可能增加60%。

来源丨《Mooooove Over, Cows! Kangaroo Farts Warm the Earth, Too | Live Science》

除了放屁，牛还可以通过打嗝排放大量甲烷，关于牛平均排出的甲烷量，统计数据各不相同。一些专家说每天100升到200升（约26加仑到53加仑），而另一些专家则说每天高达500升（约132加仑）。无论怎么统计，这些大量的甲烷，相当于一辆汽车一天产生的污染。

因此，谈论限制牛放屁的排放可不是闹着玩的。但另一方面，甲烷也可以用作汽车发动机驱动燃料。所以说，用牛屁作为汽车燃料，可谓是一举两得。

牛打的嗝和放的屁可以做燃料？来源 | sciencejournalforkids.org

那么说到这里，甲烷到底如何在牛体内产生，以及它是如何被收集利用的呢？下面我们就简明扼要地介绍一下。

1 甲烷在牛身上的释放途径

包括牛在内的反刍动物通过消化系统和粪便产生甲烷，这是它们消耗、消化食物的自然结果。

来源丨Recent Posts

该过程主要发生在瘤胃，瘤胃是反刍动物的第一胃。瘤胃中的瘤胃微生物生态系统与甲烷产生有密切关系，它就像一台厌氧发酵罐，反刍动物摄入的含纤维素、半纤维的植物以及饲料中的碳水化合物在瘤胃内进行厌氧发酵，降解产生丙酮酸，再产生大量的二氧化碳。

同时，瘤胃微生物在降解碳水化合物生成挥发性脂肪酸的过程中，会释放大量的电子载体，这些电子载体又被还原成氢气。

然后，大多数瘤胃产甲烷菌（如占主导地位的甲烷再生杆菌）就可以利用氢气和甲酸盐，将二氧化碳还原为甲烷。氢营养路径是瘤胃中主要的甲烷产生路径，瘤胃中大约82%的甲烷合成源自氢气还原二氧化碳的结果。

一些瘤胃产甲烷菌还可以将甲基结构（如甲胺、甲醇、甲硫醇等）氧化成二氧化碳，产生电子，再进一步将甲基还原为甲烷。

少数瘤胃产甲烷菌，如产甲烷石状菌属，可以与乙酸盐反应，将乙酸盐异化为二氧化碳和甲烷。最后，牛把体内积蓄的甲烷排出。

反刍动物产生甲烷的过程 来源 | sciencenews.org

2 阿根廷农业科学家气体实验

为了收集牛屁，阿根廷的农业科学家专门为牛设计了一种气球状塑料背包，也可以说是“牛屁包”。这种装置可以直接将管子插入牛的胃部，用来在源头收集牛产生的甲烷，这管子再将收集的气体通向背包内。
在他们的实验中，至少有10头牛接受了试验，其中一部分饲养在畜栏里，其排放的气体可以收集到挂在屋檐上的气袋中，并进行分析。这种“牛屁包”最多可收集300升甲烷，科学家们再将收集的气体纯化为为供汽车燃料使用的“天然气”，并且最多可供一辆汽车行驶24小时。

来源丨《Collecting Cow Farts: The Stupid-Brilliant Solution To Global Warming》）

一头重达550公斤的牛平均每天就能释放出800-1000升的气体。按照理论计算，该重量的牛每天产生的甲烷足以让一辆汽车连续行驶72小时。

用于收集牛屁的背包 来源 | 《The Racing Extinction Challenge: Diet | Discovery Blog | Discovery》

因此，收集牛屁工作表面看似是一项不太体面、干着难受的工作，实则是一种既环保又节能的科研尝试，这些工作为我们人类减少温室气体排放以及发展新能源开创了积极的示范效应。