请注意：本周发表在《自然》杂志上的一项新研究发现，美国的玉米带每年可能导致数千人死于空气污染。
明尼苏达大学的科学家们将美国每年约 4300 例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，并将其与当地与污染相关的死亡人数进行了比较——他们发现了一个惊人的联系。
“你想到空气质量，就会想到燃煤电厂，想到脏兮兮的柴油卡车，”明尼苏达大学工程学教授、该研究的首席作者杰森·希尔说。“当然，这两种都是导致空气质量下降的主要因素，但玉米生产呢？是的，它也是。”
玉米是美国产量最大的饲料谷物，占地超过 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 亿蒲式耳的玉米，其中大部分甚至没有直接供人类食用。每年，约有90%用于饲养牲畜和生产乙醇。美国也是世界上最大的玉米出口国，并且大力补贴其生产以保持低价。
希尔和他的团队希望确定农业生产对人类健康的影响，特别是农业对空气污染的贡献。研究人员首先着手研究美国作物之王：玉米。
“作为美国土地上占主导地位的作物，在了解我们饮食对空气质量的影响时，似乎是一个自然的起点，”希尔说。
该团队创建了一个所谓的“生命周期评估”模型，该模型追踪了玉米生产的环境影响——从玉米田使用的农用机械到合成肥料的制造。生命周期评估通常用于衡量各种产品的温室气体排放量，它考虑了商品或服务的整个供应链——任何对其生产有贡献的因素。
虽然玉米供应链的早期阶段（如肥料生产）确实对空气污染有影响，但该研究将其中超过 86% 的影响追溯到直接发生在农田上的活动。希尔说，大部分活动是使用合成氮肥。
氮是玉米生长的必需品，但由于玉米本身不产生氮，因此它必须从土壤中获取氮。为了提高玉米产量，参与大规模工业化农业生产的农民会向土壤中人工添加氮。事实上，玉米田消耗了美国氮肥总量的近一半。
一种流行的氮肥是氨，农民将其作为气体、固体或液体注入土壤。一旦进入土壤，氨就会转化为植物可以吸收的化合物——硝酸盐。但也有一些氨气以气体的形式逸出到大气中（称为挥发）。希尔说，逸出玉米田的氨的比例可能因天气条件和使用的肥料类型而异。
一旦氨进入大气，它就会促成导致呼吸系统疾病甚至死亡的细颗粒物。与广泛扩散在大气中的温室气体不同，细颗粒物（肉眼无法看到）相对局限，因此可以将空气污染死亡与污染的具体来源联系起来。
当希尔的团队对美国排名前 2000 位的玉米产区进行生命周期评估模型运行时，他们发现玉米生产的地理分布与氨相关的细颗粒物和空气污染相关的死亡的地理分布相吻合。根据这些局部数据，他们估计玉米生产产生的空气污染导致了 4300 例死亡。
希尔参与的另一项于 2 月份发表的研究发现，农业每年在美国造成约 16000 例空气污染相关死亡。将这项研究与最近的研究结果结合起来，玉米作为美国最受欢迎的作物，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量，该研究建议寻找改善氮肥添加方式的方法，以便将更多的氨留在土壤中，减少排放到空气中。希尔说，这对玉米生产商和面临空气污染负面影响的当地居民都有好处。
“氨的挥发对农民来说是一种浪费——他们理想情况下希望他们施加的每一份氮都能被作物吸收，”希尔说。
除了玉米，希尔希望该模型可以应用于其他商品，如其他谷物、豆类、蔬菜和水果。
“我们吃的东西会影响我们的健康，不仅因为我们吃进身体的东西，还因为它们如何影响环境，”希尔说。“我们希望这项工作能够带来进一步的研究，最终确定我们所消费的所有食品对空气质量的影响。”
