一个首先,粪便只是起了无害的泡沫。直到后来事情才变得致命。
中西部的养猪场是一个巨大的畜棚,位于装满大量臭味十足的粪肥的大坑之上。猪在板条地板上走来走去,让粪便掉进下面几英尺深的坑里。2007年左右,农民开始注意到猪粪的行为很滑稽。通常情况下,液体混合物开始产生泡沫,气泡不断上升,穿过板条,一直到猪的分蹄。
然后情况变得更糟了。在起泡泡沫中的气体中,有两种特别值得注意:甲烷和硫化氢,它们都是高度易燃的。只需要一点小火花和Kaboom!2011年9月,谷仓爆炸杀死1500头猪,一名工人受重伤。这是过去几年来一系列粮仓爆炸事件中最严重的一次,这些事件使农民损失了数百万美元。
科学家们一直在努力解开猪奶泡沫爆炸的谜团,但迄今为止还没有找到直接的答案。作为一个物理学问题,每一个泡沫都需要三个组成部分:气体、稳定剂和表面活性剂。粪肥通常富含微生物,这些微生物会产生甲烷等气体,其细胞可以起到稳定剂的作用。因此,表面活性剂——任何降低液体表面张力以形成气泡的化学物质,如肥皂——都可能是新产品的候选产品。
大约在泡沫肥料成为问题的同时,农民也开始越来越多地喂猪含可溶性的酒糟(DDGS),一种乙醇生产过程中产生的类似谷物的副产品。干玉米酒糟富含植物纤维和长链脂肪酸,这些似乎是表面活性剂的候选成分。由于美国为用玉米生产乙醇提供了巨额补贴,干玉米酒糟是廉价且丰富的动物饲料来源。至少在经济上是有道理的。
DDGS从一开始就被怀疑是发泡肥料的罪魁祸首(一本杂志称之为“猪-邦理论”),但实验仍不确定。对添加和不添加DDGS的不同日粮中的粪便进行比较,未发现DDGS饲养猪的粪便泡沫特别大(pdf格式). 然而,这项实验室实验只观察了瓶中培养40天的粪便。
粪坑是另一种动物。粪便在被抽出之前会被放置长达一年,在此期间,粪便会被炖煮和分解,并且会发生各种化学过程。一年的积累也使得研究人员很难对农场的粪坑进行比较得出任何结论,因为猪的饮食经常会发生变化。除此之外,干玉米酒糟含量本身并不一致,因季节和炼油厂而异。这可能就是为什么泡沫肥料在一些DDGS饲料农场是一个问题,而在其他农场则不是。
由于没有已知的发泡肥料的原因,根本就没有问题。农民们想出的最佳短期解决方案是抗生素。鲁梅森90一种通常用于防止牛腹胀的抗生素已被重新用于防止猪粪坑中的气体。虽然没有人知道为什么,但它确实有效。科学家们推测,微生物群落的变化——无论是来自DDGS喂养还是其他原因——也可能在发泡肥料中起作用。
关于猪粪泡沫爆炸的所有未知数表明,要小心意外后果。农业账户80%的抗生素在美国销售,并广泛使用农场动物中的抗生素有助于人类致命抗抗生素感染的发展。Rumensin 90充其量只是一种短期解决方案,而非长期政策。如果泡沫肥料确实与干玉米酒糟有关,那么早先考虑不周的后果生产的政策刺激因素乙醇-真的在我们面前爆炸了。
Sarah Zhang是华盛顿特区的科学记者。在推特上关注她@萨拉赫章.
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