带着粪便流浪的地球

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带着粪便流浪的地球

2019 年 6 月 10 日 全球创新论坛

“地球的人口和财富都在增加，对肉类食物提供的蛋白质的需求也随之增长，养殖业的发达就会产出越来越多的牲畜粪便。尽管我们已经有了许多对人类粪便进行安全管理的办法，但对动物粪便，却鲜有关注。”这些亟待解决的问题，将给人类带来更多未知的风险。

作者：David Cox

来源：盖茨基金会（ID：gatesfoundation）

编译自《卫报》“The planet's prodigious poo problem”

全球农场产生了多少粪便？

最新的研究预测，到2030年，地球每年将产生至少50亿吨粪便，其中绝大部分是牲畜的粪便。荷兰80%的农场产生的牛粪已经超出了作为肥料的合理用量。中国也正在采取严格措施以减少排入河流的粪便量。科学家们认为，这是一个重大的环境和健康挑战。

图表：从2003年到2030年，牲畜粪便量将增加40% ，单位：10亿吨（来源: FAO, UN, Yang等）

佐治亚理工学院环境工程学教授乔·布朗说：“这是个严峻的问题，地球的人口和财富都在增加，对肉类食物提供的蛋白质的需求也随之增长，养殖业的发达就会产出越来越多的牲畜粪便。尽管我们已经有了许多对人类粪便进行安全管理的办法，但对动物粪便，却鲜有关注。”

在英国，这个问题有多严重？

尽管有详尽的环境管理制度，但在2010年至2016年间，英国的乳制品、家禽和养猪场仍发生了424起与粪便处理有关的严重污染事件。

英国的奶牛每年产生3600万吨粪便，这足以将The Shard （伦敦第一高楼）填满78次以上。与此同时，许多奶农还被暴跌的奶价所困扰，安全处理这些堆积如山的有毒垃圾，就成为一个严重而昂贵的难题。

| 环境影响的连锁反应之一：疾病

发达国家的畜牧业高度集中，现代化运作，会非常集中地产出粪便。所以，如果这些废物不能得到快速处理，就会产生大量的有害气体：氨、一氧化二氮和硫化氢，它们都会污染空气。

大量吸入这些有毒气体可以致命，大量的研究一再表明，住在工业农场附近的人罹患呼吸系统疾病，如慢性哮喘，以及免疫系统疾病，甚至情绪紊乱的风险都要高得多。

| 衍生问题：水污染和气候变化

此外，粪便没有经过安全处理，就会快速腐烂，产生大量的温室气体 —— 甲烷。许多科学家认为，动物粪便已经是气候变化中一个被忽视的重要成因。

克兰菲尔德大学气候与环境保护中心教授菲利普·隆赫斯特 (Philip Longhurst) 说：“甲烷刚被释放出来的时候，其吸热能力是二氧化碳的80倍，而且这种状况将持续10至20年，直至最终被完全氧化。如果你分析一下欧洲各地的甲烷排放源，农场粪便很可能排在前三位。”

在中国，动物蛋白的产量在1980年至2010年间增长了近5倍，这是其经济飞速增长的一个侧面。动物粪便分解所排放的甲烷被认为是这一时期温室气体排放增加了一倍的主要原因之一。

到目前为止，在所有的粪便造成的污染中，最受关注的就是粪便对水道的影响。这要么是由于意外的溢出、洪水爆发，要么是人有意将多余的粪便倒入河中。调查发现，后一种做法虽然在很多国家被定为非法，却仍然非常普遍。

解决粪便问题的方法

到2030年，全球粪便总量可能包含1亿吨磷、3000万吨钾和1800万吨钙。这些都是有价值的矿物，如果开发再利用，可以回收到全球农业系统中。

此外，像甲烷这样的废气排放可以通过沼气发电机转化为电能，最近一位英国发明家就做到了这一点：他发明了一种完全由狗粪供电的路灯。隆赫斯特解释说：“甲烷是一种用途广泛的燃料，它可以用来发电，用于家庭和工业供暖，甚至可用于交通运输。在未来几年，欧洲和其他国家都将面临越来越大的控制粪便排放甲烷的压力，需要想办法更好地利用甲烷。”

粪便也可以被成为一种宝贵的资产，尽管在多大程度上粪便正在被农民们利用还不可知。利物浦大学动物传染病教授埃里克·费弗(Eric Fevre)说：“如果你生活在城市里，你可能没有空间去安装一台粪便发电机，让粪便直接被水冲走明显是更便捷的做法。此外，生产这种发电机还需要融资，而收集和利用这些粪便又需要时间和劳动力。但我们希望这能成为一个收益大于成本的事，只有这样才能大规模应用。”

此外，储存动物粪便并通过厌氧分解池生产环保能源，这需要耗费大量的水泥，这就容易出现渗漏或坍塌。研究发现，一个足够容纳100头牛产生的粪便的水泥存储池要花费英国农民数万英镑，这对许多人来说，不如直接支付因为非法处理粪便而导致的罚款。

还有一些致力于在该领域做出创新的公司，他们正试图利用废料生产家具、纸张甚至服装。

这些措施不太可能造成重大影响。我们需要一种更为系统的方法来安全管理这些废物。

粪便处理不当的后果极为严重，肥料中磷和硝酸盐等营养物质含量过高，会导致水生病原体的传播，并导致有害藻类大量繁殖，这些藻类可以通过释放致命的神经毒素危害野生动物，如果它们在淡水和海水中广泛传播，最终就可能进入食物链，被人类食用。

以中国为例，超过一半的淡水湖已经受到污染，这导致许多农村地区霍乱病例增加。一些科学家预测，除非找到更有效的方法来处理不断累积的动物粪便，否则到2050年，中国大部分河流的磷和硝酸盐污染将会增加100%-200%。

瓦赫宁根大学(Wageningen University)教授奥涅马多年来一直在研究亚洲各地的农业污染，他说：“水污染是动物粪便无效处理造成的最大问题之一。粪便进入河流，就会进入广泛的湖泊和沿海，鱼类会因此消失，水变得浑浊不堪，人类感染疾病的风险就会增加。在中国部分地区，还会有废物直接排入生活用水。”

人类健康面临哪些风险？

越来越多的动物粪便所带来的健康风险，主要会影响与牲畜密切接触的人群，如非洲、印度和东南亚的很多地区。随着这些经济体的增长和未来几十年城市化程度的不断增高，对蛋白质的需求也将大幅上升，粪便的数量也必将大幅增加。

布朗说：“在东南亚以及撒哈拉以南的非洲地区，尤其是那些人口急遽增长的地方，这个问题将最为紧迫而严峻。”

撒哈拉以南非洲地区的许多卫生项目主要在关注人类排泄物，科学家们担心，人们可能忽视了一个更严峻的问题。盖茨基金会卫生部门的高级项目官扬-威廉姆·森布姆(Jan-Willem Rosenboom)解释说：“在低收入国家已经进行的一些研究发现，人类粪便的安全处理情况已经改善，但腹泻情况却没什么改变。这很可能是因为环境中已经有了这么多动物粪便，仅仅改善人类粪便的处理情况对健康的影响还不够。”

尽管欧洲和美国的集中养殖体系意味着人不太会直接接触动物粪便，但在许多中低收入国家，这种接触会非常普遍，肠道感染因此仍然是一个常见死因，尤其对于儿童来说。科学家们现在有理由怀疑，这些致命的感染中有许多是人畜共患的，这意味着它们可以直接从动物或其排泄物传播给人。而在那些牲畜养殖过程中大量使用抗生素的地区，许多菌株很可能已经具有耐药性。

布朗：“我们养殖的许多动物都会传播此类传染病。例如，我们知道，鸡可以传播沙门氏菌或甲型肝炎，而牛是隐孢子虫感染的来源。人类感染这些疾病后，可能会导致长期的不良后果，如营养不良、贫血，甚至认知障碍”。

接下来会怎样？

2006年，联合国发表了一份具有里程碑意义的报告，题为《畜牧业带来的长期阴影》（Livestock’s Long Shadow），强调了日益增长的动物粪便造成的环境和健康问题，并呼吁各国采取紧急行动。然而，这十多年的进展甚为缓慢。

中国已试图起到带头作用，并于2015年发布了严格的牲畜粪便处理规定，强调农民需要回收粪便作为合成肥料的替代品。然而，这些法规是否奏效，还需要时日验证。

一些小型的项目也在进行之中，例如维也纳大学的一组科学家正与欧洲各地的农场合作，帮助他们将动物粪便转化为纸张。但是，尽管对动物粪便处理会带来一些潜在收入，这可能会激励全球更多农民采取行动，但我们仍然迫切需要新的政策、倡议并召开会议来讨论如何大规模处理这一迫在眉睫的问题。

2016年，《环境杂志》(Environmental Journal)谴责了围绕这一问题的“政府冷漠”。三年过去，情况几乎毫无改善。

布朗：“尽管动物粪便带来了环境和健康威胁，但在如何安全管理动物粪便的问题上，世界各国的政策仍存在巨大分歧。这是一个巨大的缺失，且被忽视了这么久。在美国，对于如何处理动物粪便几乎没有任何法规，世界各地的情况基本都差不多。目前还没有系统的方法来安全处理和再利用这些废物，即使它们最终会进入环境并与人接触。”