每一次互联网搜索、流媒体视频和AI生成的响应都依赖于某个地方的数据中心。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。但尽管它们的关键作用是实现虚拟和远程体验，数据中心却是遍布全国和全球真实社区中的实体建筑。
美国拥有超过4000个数据中心，数量居全球首位。美国能源部预计，到2028年，所有美国数据中心合计将消耗高达全美12%的电力。2023年，数据中心消耗了约4.4%的美国总电力——约为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，该州的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，因此希望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，现有的数据中心在五个主要方面影响着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全天候运行，消耗大量电力，这些电力必须在某个地方产生——无论是在数据中心附近还是更远的地方。
当燃烧化石燃料来发电时，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污染，而气候变化反过来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发电量相当于全国温室气体排放量的2.2%。从化石燃料燃烧中排放的其他空气污染物与儿童患注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症的风险增加有关，以及老年人患帕金森病和阿尔茨海默病的风险。
除非为数据中心供电的能源来自太阳能、风能或地热能等清洁能源，否则发电也会污染空气。居住在燃烧化石燃料的发电厂附近的人们，无论是在也容纳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，同样会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来冷却其服务器。到2027年，全球数据中心预计每年消耗42亿至66亿立方米的水。在美国，数据中心已经跻身十大工业用水用户之列。
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，数据中心的饮用水使用量在2019年至2023年间翻了一番多，而整个北弗吉尼亚地区的设施在2023年消耗了近20亿加仑的水。
这种需求可能会给当地河流、含水层和市政供水系统带来压力，即使在通常不易发生干旱的中大西洋地区也是如此，尤其是在美国西南部等面临持续干旱的地区。
噪音污染
数据中心的连续运行意味着冷却系统，包括空气冷却器和冷却风扇，会全天候产生持续的嗡嗡声——任何用于提供电力的发电机也是如此。
在北弗吉尼亚，一些居民抱怨有工业规模的"嗡嗡声"或"低鸣"。对被投诉的数据中心进行的测量发现，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安静，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导致他们难以入睡和集中注意力，还有一些人表示他们避免使用家中噪音更大的户外空间。
土地利用和社区福祉
数据中心的扩张通常针对绿地、农业区或农村社区附近的土地，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，包括进行体育活动的机会和改善心理健康。
在弗吉尼亚州，居住在数据中心建设附近的居民报告称，他们更多地暴露在卡车交通和柴油废气中，这可能会增加呼吸系统和心血管健康风险，特别是对儿童和老年人。虽然这些影响是大型建筑项目的典型现象，但当几个数据中心聚集在一起时，这些影响可能会加剧。
在弗吉尼亚州的普林斯威廉县等地，开发商提议在乡村新月区约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施加了上行压力。2024年弗吉尼亚州立法报告显示，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增加14至37美元/月——比当前平均账单增加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，但对经济最困难的家庭造成了更大的负担，这些家庭往往也有更多的健康问题。低收入家庭在其预算中花费更高比例用于电力，当电费上涨时，后果可能包括获得适当供暖和制冷的机会减少、与高温相关的疾病风险增加以及与寒冷相关的心血管压力，以及在支付能源费用与食物或医疗保健之间的艰难选择。
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非整个建筑物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%。
关于噪音，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他们创造的电网成本，可以帮助保护居民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。我们相信，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。
【全文结束】