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受訪專家：中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研究員 張 凱

本報(bào)特約記者 金海燕

近日，英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局收集的初步數(shù)據(jù)顯示，2019年地球大氣中的甲烷濃度接近十億分之一千八百七十五。甲烷是第二大強(qiáng)效溫室氣體，大約20年前，大氣中甲烷水平停止上升，但近10年來又開始以驚人的速度大幅度上升，危及2015年巴黎氣候協(xié)議的目標(biāo)。甲烷濃度上漲會(huì)給環(huán)境帶來怎樣的影響?《生命時(shí)報(bào)》記者就此采訪了中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研究員張凱。

大氣甲烷有兩大來源

甲烷是烴類中最簡(jiǎn)單的化合物，是天然氣、沼氣、坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯甲烷，在自然界分布很廣，可用作燃料及制造氫氣、炭黑、一氧化碳、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。

張凱告訴記者，大氣中的甲烷來自地球表面的非生物源(20%)和生物源(80%)兩方面。非生物源包括天然氣管道泄漏、地質(zhì)滲漏、化石燃料使用等;生物源包括動(dòng)物排放、水稻田排放、濕地排放等。

德國(guó)核物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植物和落葉都產(chǎn)生甲烷，其生成量隨著溫度和日照的增強(qiáng)而增加。另外，有生植物產(chǎn)生的甲烷是腐爛植物的10~100倍。科學(xué)家經(jīng)過估算認(rèn)為，植物每年產(chǎn)生的甲烷占全世界甲烷生成量的10%~30%。

家畜飼養(yǎng)也被認(rèn)為是甲烷的一大來源。目前全球約有14億頭奶牛、超過10億只綿羊和超過9.5億只山羊，它們都是反芻動(dòng)物，攝入的纖維素經(jīng)過消化會(huì)產(chǎn)生甲烷。經(jīng)相關(guān)測(cè)算甲烷，一頭牛每天通過打嗝、放屁排放的甲烷相當(dāng)于一輛汽車的排放量。

海洋也在源源不斷生成甲烷。一般認(rèn)為，這是由低氧和無氧環(huán)境中產(chǎn)甲烷古菌的厭氧代謝活動(dòng)產(chǎn)生的。但眾多研究顯示,全球海洋范圍內(nèi)的許多含氧表面水體和近表水體中的甲烷是過飽和的,因而會(huì)往大氣中排放甲烷。

成為全球變暖的第二大“貢獻(xiàn)者”

甲烷對(duì)人基本無毒，但濃度過高時(shí)，會(huì)使空氣中氧含量明顯降低。當(dāng)空氣中甲烷濃度達(dá)25%~30%時(shí)，會(huì)使人產(chǎn)生頭痛、頭暈、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)等問題。若不及時(shí)遠(yuǎn)離，可窒息死亡。皮膚接觸液化甲烷，則會(huì)引起凍傷。

2018年4月2日天然氣檢測(cè)儀，美國(guó)能源部勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員首次直接證明了：甲烷導(dǎo)致地球表面溫室效應(yīng)不斷增加。

“嚴(yán)格來說，甲烷不是空氣污染物，但在陽光輻射下，會(huì)與氮氧化合物和羥基自由基發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一些活性物質(zhì)，如甲醛、過氧化物、臭氧等，最終產(chǎn)物為一氧化碳?！睆垊P告訴記者，研究表明，80%的甲烷在低層大氣中消散，過程中會(huì)通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生臭氧，使得對(duì)流層臭氧濃度升高。

張凱強(qiáng)調(diào)，除二氧化碳以外，甲烷是導(dǎo)致全球變暖的第二大“貢獻(xiàn)者”。作為溫室氣體，甲烷的升溫作用比二氧化碳還要強(qiáng)。但它的壽命也短得多，與二氧化碳可在大氣中停留約一個(gè)世紀(jì)相比，甲烷9 年內(nèi)就消失了。

甲烷排放被認(rèn)為是導(dǎo)致地球史上多次全球氣候變化事件的發(fā)生和大規(guī)模物種滅絕現(xiàn)象的主因之一。張凱介紹，2020年2月19日刊登在《自然》雜志的論文顯示，科學(xué)家可能大大低估了過去300 年來人類釋放的甲烷量。在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)，它使地球變暖的強(qiáng)度大約是二氧化碳的30倍。

大到油氣、養(yǎng)牛，小到種菇、吃素，都能減少排放

對(duì)人類來說，減少甲烷排放并不容易。畜牧業(yè)是甲烷排放大戶，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織指出，牛羊等家畜排放的甲烷氣體占澳大利亞人造溫室氣體的12%還多。目前，全世界都在對(duì)此努力，比如嘗試繁殖壽命更長(zhǎng)、有更好消化系統(tǒng)的牛。在德國(guó)的霍恩海姆大學(xué)，科學(xué)家們制造出一種藥片，可制止牛的瘤胃(牛的第一個(gè)胃)中產(chǎn)生氣體，并且把甲烷轉(zhuǎn)化成葡萄糖。但這種藥物需要嚴(yán)格的飲食和有組織的喂養(yǎng)時(shí)間，似乎可行性不大。

水稻田合理施肥也是減少甲烷排放的重要途徑。研究表明，水稻田施用有機(jī)肥會(huì)促進(jìn)嗜乙酸產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢(shì)菌群的生長(zhǎng),引起稻田甲烷產(chǎn)生量增加。業(yè)內(nèi)專家建議，應(yīng)在確保水稻豐產(chǎn)的前提下,改善稻田施肥方式,如采用有機(jī)肥與化肥配合施用,以減少稻田生態(tài)系統(tǒng)的甲烷排放量。

截至2020年，油氣和煤炭開采行業(yè)所排放的甲烷約占人為排放量的30%。張凱指出，減少農(nóng)田和動(dòng)物排放并不簡(jiǎn)單，涉及到改變億萬田地的種植與動(dòng)物飼養(yǎng)方式。與之相比，降低油氣行業(yè)的甲烷排放是最快捷且易操作的減排手段。

此外甲烷，研究表明,通過大力發(fā)展食用菌、藻類、昆蟲的工廠化養(yǎng)殖,一年可減少溫室氣體甲烷0.8億~1億噸,對(duì)阻止氣候變暖有顯著的作用。因此，對(duì)個(gè)人來說，多吃素食少吃肉甲醇報(bào)警器，并嘗試吃點(diǎn)昆蟲，也許有助于減少甲烷排放量。▲

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