Was ist schwarzer Kohlenstoff?
Schwarzer Kohlenstoff (auch als BC bezeichnet) ist ein Bestandteil von Feinstaub und ein Luftschadstoff. Er ist hocheffizient bei der Absorption von Wärme und ein Hauptbestandteil von Ruß.
Schwarzer Kohlenstoff entsteht bei der unvollständigen Verbrennung von fossilen Brennstoffen, Biomasse und Biokraftstoffen. Er gelangt als Feinstaub in die Luft (PM2,5).
Einige Quellen weisen darauf hin, dass Schwarzkohleemissionen möglicherweise den zweitgrößten Beitrag zum Klimawandel leisten, nach Kohlendioxid.1
Woher kommt der schwarze Kohlenstoff?
Zu den Hauptquellen für schwarzen Kohlenstoff gehören:2
- Emissionen von Dieselmotoren und -fahrzeugen
- Verbrennung in Privathaushalten wie Holz- und Kohleverbrennung
- Verbrennung von landwirtschaftlichen Abfällen auf Feldern
- Wald- und Vegetationsbrände.
Schwarzkohleemissionen sind das ganze Jahr über ein Problem. Die Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe sind im Winter höher, während der Rauch von Waldbränden im Sommer oft hohe Konzentrationen an schwarzen Kohlenstoffemissionen erzeugt. Schwarze Kohlenstoffschadstoffe aus dem Rauch von Waldbränden stellen auch ein zunehmendes Gesundheitsrisiko dar, und zwar durch trockenere und heißere globale Klimabedingungen.
Asien, Afrika und Lateinamerika trugen 2015 mit 88 Prozent zu den weltweiten Schwarzkohleemissionen aus der Verbrennung von offener Biomasse und festen Brennstoffen in Haushalten bei.3
Wie wirkt sich schwarzer Kohlenstoff auf Ihre Gesundheit aus?
Ruß trägt zu den negativen Auswirkungen von PM2,5 auf die Gesundheit bei, einschließlich der Auswirkungen auf die Atemwege und das Herz-Kreislauf-System sowie der vorzeitigen Todesfälle. Zwischen 2012 und 2014 waren mehr als 85 % der Bevölkerung in der Europäischen Union PM2,5-Werten ausgesetzt, die über den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation lagen.4
In einer 2019 im Journal of the American Medical Association veröffentlichten Studie wurde PM2,5 mit neun Todesursachen bei 4,5 Millionen US-Veteranen in Verbindung gebracht.5 Zu den Todesursachen gehörten:
- Herz-Kreislauf-Erkrankungen
- zerebrovaskuläre Erkrankungen
- chronische Nierenerkrankungen
- chronisch obstruktive Lungenerkrankung
- Demenz
- Typ-2-Diabetes
- Bluthochdruck
- Lungenkrebs
- Lungenentzündung
Die Studie ergänzte den Wissensstand über die Gefahren von PM2,5, da chronische Nierenerkrankungen, Bluthochdruck und Demenz bisher nicht mit PM2,5-Belastung in Verbindung gebracht wurden.
Dieselbe Studie ergab, dass Schwarze im Vergleich zu Nicht-Schwarzen (55 vs. 51 Prozent) und sozioökonomisch benachteiligte Gemeinden im Vergleich zu Bezirken mit höherem Einkommen (65 vs. 46 Prozent) eine unverhältnismäßig hohe zurechenbare Todeslast trugen. 99 Prozent der Todesfälle wurden mit PM2,5-Werten in Verbindung gebracht, die unter den Normen der Umweltschutzbehörde lagen.
In den letzten zehn Jahren hat die wissenschaftliche Gemeinschaft versucht, die unterschiedlichen gesundheitlichen Auswirkungen der verschiedenen PM2,5-Bestandteile, einschließlich des schwarzen Kohlenstoffs, zu unterscheiden. Bisher gibt es jedoch keine ausreichenden Beweise für eine Differenzierung dieser Wirkungen, so dass derzeit davon ausgegangen wird, dass viele verschiedene Komponenten zu den gesundheitsschädlichen Auswirkungen von PM2,5 beitragen. Von den vorhandenen Nachweisen wird Ruß bei Personen mit Vorerkrankungen am konsequentesten mit kardiovaskulären Auswirkungen in Verbindung gebracht.6
Was sind die Umweltauswirkungen von Ruß?
Schwarzer Kohlenstoff als Bestandteil von PM2,5 kann Ökosysteme schädigen und die landwirtschaftlichen Erträge verringern:
- Sie landen auf Pflanzenblättern und erhöhen deren Temperatur,
- Veränderung der Niederschlagsmuster
- Abschwächung des Sonnenlichts, das die Erde erreicht
Veränderte Niederschläge können für Landwirte in Regionen, die vom Monsunregen abhängig sind, tiefgreifende Auswirkungen haben. Eine 2011 im Journal of Climate veröffentlichte Studie ergab, dass schwarze Kohlenstoff-Aerosole die Regenfälle im Südwesten Indien, China, Malaysia, Myanmar, Thailandund erhöht die Niederschläge in Nordindien und auf dem tibetischen Plateau von März bis Mai. In den Sommermonaten sind Teile Indiens sowie die BangladeschMyanmar und Thailand aufgrund des schwarzen Kohlenstoffs geringere Niederschläge.7
Schwarzer Kohlenstoff wird zunehmend für seine bisher unterschätzte Rolle bei zum Klimawandel beiträgt. Einigen Schätzungen zufolge trägt Ruß zusammen mit Methan nach Kohlendioxid am zweithöchsten zur globalen Erwärmung bei.
Schwarzer Kohlenstoff hat eine direkte erwärmende Wirkung, da er Licht absorbiert und dieses als Wärme abstrahlt; außerdem hat er in der Arktis starke indirekte erwärmende Auswirkungen. Wenn sich schwarzer Kohlenstoff auf Schnee oder Eis ablagert, beschleunigt er das Schmelzen; auf diese Weise verringert schwarzer Kohlenstoff die weiße Fläche in der Arktis, die das Licht von der Erde weg reflektiert, was weiter zur Erwärmung beiträgt.
2017 verpflichtete sich der aus acht Ländern bestehende Arktische Rat, den Ausstoß von schwarzem Kohlenstoff zu kontrollieren und die Erwärmung der Arktis zu verringern. Die Länder vereinbarten, die Emissionen bis 2025 auf 25 bis 33 Prozent unter dem Niveau von 2013 zu begrenzen.8
Zu den Ländern, die sich zur Verringerung der Schwarzkohlemissionen verpflichtet haben, gehören:
In einem Papier, das auf der Herbsttagung 2016 der American Geophysical Union vorgestellt wurde, wird festgestellt, dass die Emissionen aus der Verbrennung von Biomasse oder Waldbränden in den Modellen zur globalen Erwärmung eine unterschätzte Rolle spielen.9
Das Papier konzentrierte sich auf schwarzen Kohlenstoff in konzentrierten Biomasseverbrennungen, die in Afrika stattfinden. Die Studie ergab, dass sich die physikalischen und optischen Eigenschaften von Ruß beim Eintritt der Partikel in die Atmosphäre aufgrund von Oxidation, Koagulation und Kondensation verändern. Letztendlich absorbieren schwarze Rußpartikel Energie und wandeln diese Energie in Wärme um, was zum Klimawandel beiträgt.
Schwarzer Kohlenstoff hat eine sehr kurze Lebensdauer in der Atmosphäre: Er bleibt nur wenige Tage bis Wochen in der Luft - im Gegensatz zu CO2das über hundert Jahre verbleibt. Durch eine rasche Verringerung des Ausstoßes von schwarzem Kohlenstoff besteht die Möglichkeit, den Klimawandel abzuschwächen und das Abschmelzen der Arktis entscheidend zu verlangsamen.
Was können wir tun, um den Ausstoß von schwarzem Kohlenstoff zu verringern?
In Europa und den Vereinigten Staaten stammt ein erheblicher Teil der Schwarzkohleemissionen aus dem Straßenverkehr und dem nicht straßengebundenen Dieselverkehr. In Osteuropa und den nordischen Ländern ist jedoch die Verbrennung in Privathaushalten der größte Verursacher.10 In Europa werden 84 Prozent der Rußemissionen dem Verkehr zugeschrieben.
Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) schätzt, dass mit den bestehenden Vorschriften und Programmen zur Nachrüstung von Dieselmotoren bis zum Jahr 2030 86 Prozent der Schwarzkohleemissionen in den USA beseitigt werden können. In Ländern wie Norwegen, Schweden, Dänemark und Griechenland wurde jedoch festgestellt, dass Bau- und Landwirtschaftsmaschinen die Hauptquelle der Emissionen sind und strengere Emissionsvorschriften erfordern werden.
Heizquellen in Privathaushalten, wie Holzöfen und Kamine, haben einen großen Einfluss auf die Luftqualität. Folgende Maßnahmen können ergriffen werden, um die Luftverschmutzung durch diese Quellen zu verringern:
- automatische Pelletöfen mit Abgaskontrolltechnologien
- Heizkessel auf der Grundlage der Holzvergasungstechnologie
- Hackschnitzel-/Scheitholzgeräte mit effektiven Partikelabscheidern
- Nutzung von Kaminen und Holzöfen in Kombination mit einem Luftreiniger
Trotz der allgemeinen Verbesserung der Luftqualität durch Vorschriften und Maßnahmen globaler Organisationen sind die menschlichen und finanziellen Kosten der Luftverschmutzung in vielen Großstädten immens. Siehe unser Kosten der Luftverschmutzung erfahren Sie, warum saubere Luft eine wichtige Investition ist, um Leben zu retten und nachhaltige Finanzsysteme zu schaffen.
