意外にも、「げっぷやおなら」も二酸化炭素排出量に影響を与える可能性がある

牛の屁とは何ですか？なぜそれを集める必要があるのですか？

牛は草食動物です。植物や高繊維飼料に含まれるセルロースやリグニンなどの栄養素を分解するために、動物は第一胃、網胃、直胃、第四胃の4つの胃室を使って食物を反芻し、完全に消化します。反芻とは、牛が胃に到達した食物を口に戻し、もう一度噛むことで、消化されなかった植物質が再び胃に戻り、食物の完全な分解が促進される過程です。

牛が機械的な咀嚼によって植物の栄養素を完全に吸収することは依然として困難です。ここで、みんなの良き友人である微生物について触れておく必要があります。牛の胃の中には400種類以上の微生物が存在し、そのほとんどは牛の最大の胃であるルーメンに寄生しています。

食物は微生物によって分解された後、反芻を通じて再び牛の口に入ります。牛に再度噛まれた後、それは牛の網胃、センマイ、そして最終的に第四胃に到達します。第四胃の機能は人間の胃と似ており、胃酸を分泌します。しかし、胃酸の酸性度はそれほど強くなく、酸に耐性のない微生物を数個しか殺すことができません。その後、食べ物は消化器系を通過して体外に排出されます。

4つの胃室のうち、ルーメンは飼料加工工場ともいえる場所で、飼料中の消化物質の70～85％と粗繊維の50％が消化されます。ルーメン内の飼料は、細菌、メタン生成菌、真菌、原生動物などのさまざまな微生物の作用により完全に分解され、発酵されてガスが発生します。主な成分は二酸化炭素、メタン、水素、窒素です。これらのガスは動物には利用できず、げっぷやおならの形で体外に排出されます。メタンと二酸化炭素はどちらも地球温暖化を引き起こす重要な温室効果ガスです。

賢明な読者はこの記事を読んで、冒頭に残された疑問を理解しただろうか? 「牛のオナラ収集袋」は、牛のげっぷやオナラに含まれるメタンガスや二酸化炭素ガスが空気中に放出されるのを防ぐために「特別に作られた」装置です。飼育者は牛の背中に赤いプラスチックの箱を取り付け、それを牛の胃に挿入したチューブに接続して、牛のげっぷやおならによって放出されるガスを収集します。この「牛の屁袋」は最大300リットルのメタンを収集できます。研究者たちはこのメタンを「天然ガス」に変換して自動車燃料として使用することができ、最大24時間自動車に動力を与えることができる。しかし、この装置はまだ研究段階にあり、大規模に使用されていません。

これを見て、新しい疑問を持つ友人もいるかもしれません。反芻動物はたくさんいます。それらはすべて温室効果ガスを排出するのでしょうか?はい、研究によると、牛、羊、鹿などの反芻動物のおならにも温室効果ガスが含まれていますが、その量は比較的少ないです。

牛のげっぷはもっと注目に値する！

実際、温室効果ガスに関して言えば、誰もが最初に思い浮かべるのは二酸化炭素です。排出量に関して言えば、二酸化炭素は確かに最も一般的な温室効果ガスです。大気中のメタンの総量は二酸化炭素の総量よりはるかに少ないですが、メタン分子1個あたりの温室効果は二酸化炭素の25倍です。いわゆる温室効果ポテンシャルとは、実際には指標であり、一般的には二酸化炭素を基準として、さまざまな温室効果ガスが100年以内に引き起こす可能性のある温室効果を指します。これは主に、化学物質の赤外線吸収能力と大気中での寿命によって決まります。メタンは赤外線を吸収する能力が強いだけでなく、大気中での寿命も長く、一般的に9～15年間空気中に留まります。

実際、牛が放出するメタンガスの90%～95%は口から排出され、残りの5%～10%は糞やおならの形で放出されます。言い換えれば、温室効果を引き起こすという点では、牛のげっぷは牛のオナラよりもはるかに強力です。

どちらが温室効果ガスに強いでしょうか？

化石燃料から排出されるメタンと比較すると、家畜から排出されるメタン自体が地球の炭素循環の一部です。牛が食べた草はルーメン内で発酵した後、約10～20年かけて水と二酸化炭素に分解され、光合成によって植物に再吸収され、炭素循環が完了します。このプロセスでは追加の炭素排出は発生しません。

燃料産業からのメタンは貯蔵された炭素を放出するため、畜産業と比較して、燃料産業からのメタン排出にはより緊急に対処する必要があります。したがって、牛を恐れる必要はありませんが、反芻動物からのメタン排出を削減するための効果的な対策を講じることは、もはや無視できません。

これが二酸化炭素排出量を削減する方法です！

研究により、反芻動物のメタン生成を減らすには主に 3 つの方法があることがわかっています。1 つはメタン生成菌の数を減らすこと、2 つ目は H2 を奪い合って H2 を他の物質に変換すること、3 つ目はメタン生成プロセスにおける酵素の活性を減らすことです。これら 3 つのチャネルはすべて栄養的に調節できます。メタン生成の栄養的調節に関しては、飼料の種類の変更、飼料中の濃厚飼料と粗飼料の比率やエネルギーとタンパク質のバランスの調整、動物の飼料摂取量の制御、飼料への各種飼料添加物の添加、化学物質の添加によるルーメン pH の調整などにより、代謝および変換経路を減らすことで、メタン生成量を減らすことができます。

2020年、習近平総書記は第75回国連総会の一般討論で、わが国は2030年までに二酸化炭素排出量のピークアウトを目指し、2060年までにカーボンニュートラルの達成を目指すと述べた。この目標を達成するため、わが国は2005年から国際炭素取引市場に参加している。2020年12月31日現在、後から参加した福建省を含め、8つのパイロット炭素市場割当スポット取引は合計4億4,500万トンに達し、取引量は104億3,100万元、取引価格は1トン当たり23.5元となっている。さらに、国家認定自主排出削減（CCER）の総取引量は2億6,800万トンに上ります。

また、我が国は引き続き産業構造の最適化・調整を強力に推進し、クリーン、低炭素、安全かつ効率的なエネルギーシステムの構築を加速し、生態系の炭素隔離能力を強化・向上させ、経済社会の全面的なグリーン化を全面的に加速していきます。

二酸化炭素排出量の削減は私たち一人ひとりができることです。生活水準を下げずに、住民の日常のエネルギーを節約できる余地はまだ大きい。家庭、交通機関、家電製品における省エネは私たちの日常生活の一部です。日常生活の中で、どのように省エネや排出削減を実践していますか?ディスカッションのためにコメントエリアにメッセージを残してください。

クリエイティブチーム: 中国科学技術館ニューメディアチーム

レビュー専門家：生命の分野の観察者であり、生物学に関する有名な人気科学ライターであるJi Shi氏

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