玉米生产造成的空气污染每年可能导致数千人死亡

请留意：本周《自然》杂志发表的一项新研究发现，美国玉米带每年可能导致数千人因空气污染死亡。

明尼苏达大学的科学家将每年约 4,300 名美国人的过早死亡归因于玉米生产造成的空气污染。为此，他们模拟了玉米生产的排放影响，并将其与当地污染相关的死亡人数进行了比较——他们发现了一个惊人的关系。

“你会想到空气质量，你会想到煤电厂，你会想到肮脏的柴油卡车，”明尼苏达大学工程学教授、这项研究的主要作者杰森·希尔说。“当然，这两者都是空气质量下降的主要原因，但玉米生产呢？是的，这也是。”

玉米是美国种植最广泛的饲料谷物，种植面积超过 9000 万英亩，主要分布在中西部和大平原地区。去年，农民种植了超过 140 亿蒲式耳玉米，其中大部分甚至没有被人类直接食用。每年，约 90% 的玉米用于喂养牲畜和生产乙醇。美国也是世界上最大的玉米出口国，并对其生产进行大量补贴以保持低价。

希尔和他的团队希望确定农业活动对人类健康的影响，特别是农业对空气污染的影响。研究人员首先研究了美国农作物之王：玉米。

希尔说：“作为美国的主要作物，当谈到我们的饮食对空气质量的影响时，它似乎是一个很自然的起点。”

该团队创建了所谓的“生命周期评估”模型，用于追踪玉米生产对环境的影响——从玉米地使用的农业机械到合成肥料的生产。生命周期评估通常用于衡量各种产品的温室气体排放量，它考虑了产品或服务的整个供应链——任何对其生产有贡献的事物。

虽然玉米供应链的早期阶段（如化肥生产）确实对空气污染有影响，但研究发现，86% 以上的影响都来自直接在农田上进行的活动。希尔表示，大部分活动都是使用合成氮肥。

氮是玉米生长所必需的，但由于玉米不能自行生产氮，因此必须从土壤中吸收氮。为了提高玉米产量，从事大规模工业化种植的农民会人工向土壤中添加氮。事实上，玉米田使用的氮肥总量几乎占美国总氮肥用量的一半

一种常用的氮肥是氨，农民将其以气体、固体或液体的形式注入土壤。一旦进入土壤，氨就会转化为硝酸盐，这是一种植物可以吸收的化合物。但一些氨也会以气体的形式逸出到大气中（称为挥发）。希尔说，玉米地中逸出的氨的比例会因天气条件和所用肥料的类型而异。

一旦氨进入大气，就会变成细颗粒物，导致呼吸系统疾病甚至死亡。与广泛扩散到整个大气中的温室气体不同，细颗粒物太小，人眼无法看见，相对局限于局部，因此可以将空气污染死亡与该污染的特定来源联系起来。

当希尔的团队对美国玉米产量最高的 2,000 个县运行生命周期评估模型时，他们发现玉米产量的地理分布与氨相关细颗粒物和空气污染相关死亡的地理分布相一致。根据这些本地数据，他们估计玉米生产产生的空气污染导致了 4,300 人死亡。

希尔参与的另一项研究于二月份发表，该研究发现，农业每年在美国造成约 16,000 人死于空气污染。结合这项最新研究的结果，作为美国最受欢迎的作物，玉米占这些死亡人数的 25% 以上。

为了降低玉米生产造成的空气污染，该研究建议寻找改进氮肥添加方式的方法，以便将更多的氨留在土壤中，而不是空气中。希尔说，这对玉米生产者和面临空气污染负面影响的当地居民来说都是最好的选择。

“氨的挥发对农民来说是一种浪费，他们希望施用的每一点氮都能进入作物体内，”希尔说。

除了玉米之外，希尔希望这种模式可以应用于更多的商品，如其他谷物、豆类、蔬菜和水果。

“我们吃的食物影响我们的健康，这不仅是因为我们吃进身体里的东西，还因为它影响环境，”希尔说。“我们希望这项研究能带来进一步的研究，最终帮助确定我们所吃的所有食物对空气质量的影响。”