每一次互联网搜索、流媒体视频和人工智能生成的回复都依赖于某处的数据中心。在人工智能、云计算和加密货币快速发展的推动下，数据中心已成为现代数字经济的支柱。然而，尽管它们的核心功能是支持虚拟和远程体验，但数据中心实际上是遍布全国乃至全球的真实社区中的实体建筑。
美国拥有超过4000个数据中心——比任何其他国家都多。美国能源部预计，到2028年，所有美国数据中心合计将消耗全美12%的电力。2023年，数据中心消耗了约4.4%的美国总电量——大约176太瓦时。
在美国，弗吉尼亚州的数据中心数量超过其他任何州——超过600个，其中三分之二位于华盛顿特区的北弗吉尼亚郊区。2023年，该州数据中心消耗了弗吉尼亚州总电力供应的约26%——这一比例在各州中最高。
我们研究科学传播、气候科学和公共卫生，因此我们想了解弗吉尼亚州的数据中心如何影响附近居民和更广泛的公众。
我们发现，现有的数据中心主要通过五个方面影响附近居民和整个国家：空气质量、水质、噪音水平、土地使用和能源成本。
空气污染
数据中心通常24/7不间断运行，消耗大量电力，这些电力必须在某个地方产生——要么靠近数据中心，要么在更远的地方。
当燃烧化石燃料来产生电力时，它们会排放各种空气污染物，包括与肺部疾病、心血管疾病、中风和神经系统疾病相关的污染物。它们还排放导致全球变暖和气候变化的温室气体，而气候变化又进一步加剧空气污染。
2023年为美国数据中心供电所产生的电力排放了相当于全国2.2%的温室气体排放量。化石燃料燃烧排放的其他空气污染物与儿童患多动症（ADHD）和自闭症风险增加相关，以及老年人患帕金森病和阿尔茨海默病的风险增加。
除非为数据中心供电的能源来自太阳能、风能或地热等清洁能源，否则发电过程也会污染空气。居住在燃烧化石燃料的发电厂附近的人们，无论是在同时拥有数据中心的社区还是在遥远的州，都会暴露在空气污染中。在电力中断期间，现场柴油发电机启动，释放大量空气污染物，可能同时危害数据中心员工和附近居民的健康。
水消耗和污染
数据中心需要大量水资源来冷却服务器。到2027年，全球数据中心预计每年将消耗42亿至66亿立方米的水。在美国，数据中心已经是工业用水量排名前十的用户。
在北弗吉尼亚，数据中心的用水量急剧上升。仅在华盛顿特区西北部的劳登县，数据中心的饮用水用量在2019年至2023年间就翻了一倍多，而北弗吉尼亚各地的设施在2023年消耗了近20亿加仑的水。
这种需求可能会给当地河流、含水层和市政水系统带来压力，即使在通常不易发生干旱的中大西洋地区也是如此，尤其是在面临持续干旱的美国西南部地区。
噪音污染
数据中心的持续运行意味着冷却系统（包括空气冷却器和冷却风扇）会产生持续的嗡嗡声，为数据中心供电的发电机也是如此。
在北弗吉尼亚，一些居民抱怨存在工业规模的"嗡嗡声"或"低鸣"。对受到投诉的数据中心进行测量发现，在住宅物业上的噪音水平在40至59分贝之间。
这些噪音水平比与3英尺外的人交谈还要轻，不足以损害人们的听力或违反当地噪音条例。但它们接近美国环保署所说的会降低人们工作、睡眠和锻炼能力的水平。一些人抱怨数据中心的噪音使他们难以入睡和集中注意力，有些人表示他们避免使用家中噪音更大的户外空间。
土地使用和社区福祉
数据中心扩张通常瞄准靠近绿地、农业区或农村社区的土地，开发商可以在那里获得价格合理的土地并接入现有电力供应。
将绿地转变为工业设施可能会减少与身处自然环境相关的健康益处，包括身体活动机会和心理健康改善。
在弗吉尼亚州，居住在数据中心建设附近的居民报告称，卡车交通和柴油废气暴露增加，这可能导致呼吸系统和心血管健康风险，尤其是对儿童和老年人。虽然这些影响是大型建筑项目的典型特征，但当多个数据中心聚集在一起时，这些影响可能会被放大。
在弗吉尼亚州的威廉王子县等地，开发商提议在乡村新月区（Rural Crescent）约2400英亩的未开发土地上建设数据中心，该县规划者指定该区域保持相对未开发状态。这些数据中心可能会将开放空间和农村农田转变为工业区，扰乱与土地有着长期联系的社区。
能源成本上升
随着数据中心增加电力需求，它们对整个电网的能源价格产生上行压力。2024年弗吉尼亚州立法报告发现，由于与数据中心增长相关的电网压力，到2040年，该州典型的居民电费可能会每月上涨14至37美元——比当前平均账单高出9%至25%，这一数字尚未考虑潜在的通货膨胀。
这些更高的成本由所有消费者支付，但对经济最为困难的家庭造成了更大的负担，而这些家庭往往也有更多的健康问题。
低收入家庭在电力上的支出占预算比例更高，当账单上涨时，后果可能包括无法获得足够的供暖和制冷，热相关疾病和寒冷相关心血管压力的风险增加，以及在支付能源费用与食物或医疗保健之间做出艰难选择。
可以采取的措施
通过更好的规划和设计，可以减轻许多这些健康危害。
增加用于为数据中心供电的可再生能源比例将有助于减少空气污染和相关健康危害。
在针对冷却单个服务器行或机架而不是整栋建筑的系统中使用回收水，可以显著降低冷却能源需求，一些研究估计可减少高达29%。
在噪音方面，弗吉尼亚州利斯堡的一个数据中心通过重新设计风扇支架，减少了低频音调噪音。
在能源成本方面，要求大型数据中心承担更多它们造成的电网成本，可以帮助保护住宅客户免受更高的电费影响。
世界的数字基础设施通过数据中心运行，这一点不会改变。我们认为，在不保护周边社区健康的情况下扩展这一基础设施是不可接受的选择。
尼哈·古尔（Neha Gour）是乔治梅森大学科学传播学博士候选人。
艾德·梅巴赫（Ed Maibach）是乔治梅森大学传播学杰出荣誉教授。
路易斯·奥尔蒂斯（Luis Ortiz）是乔治梅森大学大气、海洋和地球科学助理教授。
本文最初发表于The Conversation。
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