首先,给大家看一张有点疼的gif……

这是真的吗?学生物用过酒精灯,并不幸发生过酒精意外燃烧事故的人(如我),一眼就能看出来,这张gif上的效果,其实是酒精或其他易燃液体引起的,这里高度怀疑是酒精。牛仔裤是棉织物,是不那么容易引燃的,但是如果洒上酒精,即便是浓度只有20%(体积比)的酒精,也会在体温的加热下达到燃点,这时候任何明火都会引起燃烧。幸运的是,在这个屁股酒精灯的案例中,屁股处于酒精火焰温度最低的焰心部位,如果迅速扑灭是不会造成严重伤害的。

那是不是说,屁能点着纯属谣言呢?非也。屁是易燃气体!

屁的成分是什么?出乎你意料的是,其中99%的成分都是无味的。这些气体包括:氢气、甲烷、二氧化碳、氮气和氧气。其中的氮气和氧气均来自于饮食时随着食物团被咽下的空气。而剩下的三种,则要感谢肠道细菌的贡献[1]

(AI注:在进行某些医学诊疗时,器械产生的电火花,甚至可能点燃肠道内的可燃气体,引起爆炸。2012年的搞笑诺奖医学奖,颁发给了“防止肠子爆炸”的研究。)

因为今天说的事儿跟屁臭味儿无关,所以我们暂且按下那1%不表。在肠道细菌产生的三种气体里,有两种是可燃的,其中的甲烷名气大,因为近期人们开始把全球变暖的一个原因,归咎于牛羊排出的大量甲烷。的确,牛羊等反刍动物的消化道内,有大量可以分解纤维素的细菌,它们在帮助牛羊充分利用食物的同时,会产生大量的甲烷。但是人却不像牛羊那样,是稳定可靠的甲烷生产者,有研究发现,有的人就不会产生甲烷[2]

气候变暖的“罪魁”之一

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屁里面有氢气,这个就高端大气了,毕竟,氢气是在可预见的未来,人类很重要的新能源的希望所在。人屁里就有,这……实际上,确实有科学家在尝试用污水和细菌来生产氢气,或者直接再进一步做成生物燃料电池。其实不只是屁,你呼出的气里也有氢气——肠道里产生的一部分氢气被吸收进血液,然后在肺里被排出来。氢气呼气检测经常被用来检查病患的肠道功能[4]

有氢气,还可能有甲烷,理论上,屁确实可以点着,但是,能有多大量呢?

据研究,每天每个成年人的排气量大约是0.5升-2升[5]排量真不算大。这些数据是怎么得到的?我这里找到过一篇加州大学伯克利分校的科学家在1982年发表的一篇论文[6]。在这个研究里,他们招募了5位男性自愿者,对其臀部进行了仔细的脱毛,然后在其肛门处粘上了腹壁造瘘患者使用的粪袋。粪袋经过改装,用管子和一个气体收集装置相连。不要问我细节,这论文里没有图。类似的方法,还被用来研究狗屁[7],是真·狗屁。

在肠道产生的气体中,大约一半是可燃的氢气和甲烷。这样算来,往多了说,如果完全以氢气计算,每人每天产生的氢气为1升,燃烧这些氢气产生的热量大约是12.6千焦耳,这些大约相当于0.0035度电,收集三百人的屁,理论上大约能让广告中“一晚上耗电一度”的空调工作一夜。或者,更直观的,一瓶500毫升的可乐含有的热量是900千焦耳。

如果喝了可乐,你的“排量”会有明显的增加,但增加的部分都是二氧化碳。

人的排量并不大,一罐饮料就可以造成明显的区别

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大家也许都有这种体会,人的排气量的变化幅度还真是挺大的,这主要跟你的饮食有关。很多人都有乳糖不耐受,如果一次喝下过多的牛奶,这些人很快就会腹胀腹泻。腹胀的原因就是由于没法消化乳糖,原封不动的把它们送给了肠道细菌,肠道细菌将其分解成一些小分子,同时产生氢气、甲烷和二氧化碳。不但是乳糖,果糖、果胶、木聚糖等等膳食纤维也会让肠道细菌产生更多的氢气。

绕了一大圈,在现实生活中,屁到底能不能点着啊?迄今为止,最可信的点屁实验是科学节目《流言终结者》做的,这等无下限的实验,肯定要抓节目主持人当小白鼠。他们的团队还专门制作了一个类似妇科检查床的东西。虽然有屁不放憋坏心脏,可是没屁硬挤,也不是一件容易事。最终,主持人在高速摄像机面前,通过臀部,成功制造了一些小小的火焰。由于过于“下三路”,这个实验甚至没有在日常节目中放出,而是在一些场合作为片花被公开了出来。

必须提醒大家,请不要模仿这个实验,不是怕你炸掉什么,而是担心打火机或者其他火源会引燃你的裤子或者毛发。

总的来说,一天一升氢气,是挺微不足道的。不过还是有人对此表示担忧,他们就是航天工作者。毕竟在宇宙中生活的空间又狭小又密闭,长久待下,如果不加以处理,这些可燃的气体还是会带来安全隐患。比如我国的天宫一号,马上要准备迎接新一批航天员的到来的它体积大约是15立方米,如果三名航天员每人每天产生1升氢气,两百天后里面的氢气浓度就会达到爆炸极限。嗯,听上去还好吧。

不过,这总归是一个安全隐患,为此,一方面他们研究如何探测和清除这些危险气体,另一方面研究如何通过改变饮食来减少这些气体的产生[8]。我想,航天员们在天上恐怕很难吃到盐水煮毛豆或者凉拌水萝卜吧。

一个空气污染的“隐患”

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参考文献:


1.Suarez, F; Furne, J; Springfield, J;Levitt, M (1997 May). "Insights into human colonic physiology obtainedfrom the study of flatus composition.". The American journal of physiology272 (5 Pt 1): G1028–33.

2.Miller TL; Wolin MJ, de Macario EC, MacarioAJ (1982). "Isolation of Methanobrevibacter smithii from humanfaeces". Appl Environ Microbiol 43 (1): 227–32.

3.David C. Holzman. Microbe Power!. EnvironHealth Perspect. 2005 November; 113(11): A754–A757

4.Chen X, Zhai X, Shi J, Liu WW, Tao H, SunX, Kang Z. Lactulose Mediates Suppression of Dextran Sodium Sulfate-InducedColon Inflammation by Increasing Hydrogen Production. Dig Dis Sci. 2013 Jan 31.

5.Tangerman, Albert (1 October 2009)."Measurement and biological significance of the volatile sulfur compoundshydrogen sulfide, methanethiol and dimethyl sulfide in various biologicalmatrices". Journal of Chromatography B 877 (28): 3366–3377.

6.Diana Marthinsen, S.E.Fleming. Excretion ofbreath and flatus gases by human consuming high-fiber diets. J.Nutr.112:1133-1143,1982

7.Collins SB, Perez-Camargo G, Gettinby G,Butterwick RF, Batt RM, Giffard CJ. Development of a technique for the in vivoassessment of flatulence in dogs. Am J Vet Res. 2001 Jul;62(7):1014-9.

8.Calloway DH, Murphy EL. Intestinal hydrogenand methane of men fed space diet. Life Sciences and Space Research [1969,7:102-109]


 

作者:瘦驼

来源:果壳网

排版:红色皇后

题图来源:网络

 

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作者:佚名
来源:科学松鼠会