Karbon hitam

Apa itu karbon hitam?

Karbon hitam (juga disebut sebagai BC) adalah komponen materi partikulat dan polutan udara. Karbon hitam sangat efisien dalam menyerap panas dan merupakan elemen utama jelaga.

Karbon hitam terbentuk melalui pembakaran bahan bakar fosil dan biomassa serta bahan bakar nabati yang tidak sempurna. Karbon hitam masuk ke udara sebagai partikel halus (PM2.5).

Emisi karbon hitam telah diidentifikasi oleh beberapa sumber sebagai kontributor terbesar kedua terhadap perubahan iklim setelah karbon dioksida.¹

Dari mana asal karbon hitam?

Sumber utama karbon hitam meliputi:²

• emisi dari mesin diesel dan kendaraan
• pembakaran di perumahan seperti pembakaran kayu dan batu bara
• pembakaran limbah pertanian di ladang
• kebakaran hutan dan vegetasi.

Emisi karbon hitam merupakan masalah sepanjang tahun. Emisi pembakaran bahan bakar fosil lebih besar pada musim dingin, sementara asap kebakaran hutan sering kali menghasilkan emisi karbon hitam dengan konsentrasi tinggi pada musim panas. Polutan karbon hitam dari asap kebakaran hutan juga menimbulkan risiko kesehatan yang meningkat karena kondisi iklim global yang lebih kering dan lebih panas.

Asia, Afrika, dan Amerika Latin menyumbang 88 persen emisi karbon hitam global pada tahun 2015 dari pembakaran biomassa terbuka dan pembakaran bahan bakar padat di perumahan.³

Bagaimana karbon hitam memengaruhi kesehatan Anda?

Karbon hitam berkontribusi terhadap dampak negatif terhadap kesehatan yang ditimbulkan oleh PM2.5, termasuk efek pernapasan dan kardiovaskular serta kematian dini. Antara tahun 2012 dan 2014, lebih dari 85% populasi Uni Eropa terpapar PM2.5 yang melebihi pedoman Organisasi Kesehatan Dunia.⁴

Dalam sebuah studi tahun 2019 yang diterbitkan dalam Journal of American Medical Association, PM2.5 dikaitkan dengan sembilan penyebab kematian di antara 4,5 juta veteran AS.⁵ Penyebab kematian termasuk:

• penyakit kardiovaskular
• penyakit serebrovaskular
• penyakit ginjal kronis
• penyakit paru obstruktif kronik
• demensia
• diabetes tipe 2
• hipertensi
• kanker paru-paru
• pneumonia

Penelitian ini menambah pengetahuan tentang bahaya PM2.5, karena penyakit ginjal kronis, hipertensi, dan demensia sebelumnya tidak terkait dengan polusi PM2.5.

Studi yang sama menemukan bahwa individu berkulit hitam dibandingkan dengan individu non-kulit hitam (55 vs 51 persen) dan masyarakat yang kurang beruntung secara sosial ekonomi dibandingkan dengan daerah yang memiliki pendapatan lebih tinggi (65 vs 46 persen) menanggung beban kematian yang tidak proporsional. 99 persen dari beban kematian dikaitkan dengan tingkat PM2.5 di bawah standar Badan Perlindungan Lingkungan.

Selama dekade terakhir, komunitas ilmiah telah berusaha untuk menguraikan efek kesehatan yang berbeda dari berbagai komponen PM2.5, termasuk karbon hitam. Namun, hingga saat ini, belum ada bukti yang cukup untuk membedakan efek-efek tersebut, sehingga asumsi saat ini adalah bahwa banyak komponen yang berbeda yang berkontribusi terhadap efek buruk PM2.5 terhadap kesehatan. Dari bukti yang ada, karbon hitam paling konsisten dikaitkan dengan efek kardiovaskular pada individu dengan penyakit yang sudah ada sebelumnya.⁶

Apa saja dampak karbon hitam terhadap lingkungan?

Karbon hitam sebagai komponen PM2.5 dapat merusak ekosistem dan mengurangi hasil pertanian:

• mendarat di daun tanaman dan meningkatkan suhunya,
• mengubah pola curah hujan
• meredupkan sinar matahari yang mencapai bumi

Perubahan curah hujan dapat memberikan dampak yang besar bagi para petani di wilayah yang bergantung pada hujan monsun. Sebuah studi tahun 2011 yang diterbitkan dalam Journal of Climate menemukan bahwa aerosol karbon hitam mengurangi hujan di barat daya India, Cina, Malaysia, Myanmar, Thailanddan meningkatkan curah hujan di India bagian utara dan Dataran Tinggi Tibet dari bulan Maret hingga Mei. Pada bulan-bulan musim panas, beberapa bagian India serta BangladeshBangladesh, Myanmar, dan Thailand mengalami penurunan curah hujan akibat karbon hitam.⁷

Karbon hitam menjadi semakin dikenal karena perannya yang sebelumnya kurang diperhatikan dalam berkontribusi terhadap perubahan iklim. Menurut beberapa perkiraan, karbon hitam bersaing dengan metana dalam menyumbang tingkat emisi tertinggi kedua terhadap pemanasan global setelah karbon dioksida.

Karbon hitam memiliki efek pemanasan langsung dengan menyerap cahaya dan memancarkannya sebagai panas; karbon hitam juga memiliki efek pemanasan tidak langsung yang parah di Kutub Utara. Ketika karbon hitam mengendap di salju atau es, ia mempercepat pencairan; dengan cara ini, karbon hitam mengurangi ruang putih di Kutub Utara yang memantulkan cahaya menjauh dari Bumi, yang selanjutnya berkontribusi terhadap pemanasan.

Pada tahun 2017, Dewan Arktik yang beranggotakan delapan negara berjanji untuk mengendalikan emisi karbon hitam dan mengurangi pemanasan Arktik. Negara-negara tersebut sepakat untuk membatasi emisi antara 25 hingga 33 persen di bawah tingkat emisi tahun 2013 pada tahun 2025.⁸

Negara-negara yang telah berkomitmen untuk mengurangi emisi karbon hitam meliputi:

• Kanada
• Denmark
• Finlandia
• Iceland
• Norwegia
• Rusia
• Swedia
• Amerika Serikat

Sebuah makalah yang dipresentasikan pada pertemuan Musim Gugur 2016 di American Geophysical Union mencatat bahwa emisi pembakaran biomassa, atau kebakaran hutan, memainkan peran yang diremehkan dalam model pemanasan global.⁹

Makalah ini berfokus pada karbon hitam dalam pembakaran biomassa terkonsentrasi yang terjadi di Afrika. Studi tersebut menemukan bahwa sifat fisik dan optik karbon hitam berubah ketika partikel-partikelnya memasuki atmosfer akibat oksidasi, koagulasi, dan kondensasi. Pada akhirnya, partikel karbon hitam menyerap energi dan mengubah energi tersebut menjadi panas, sehingga berkontribusi terhadap perubahan iklim.

Karbon hitam memiliki masa hidup di atmosfer yang sangat singkat: karbon hitam akan bertahan di udara dalam hitungan hari hingga minggu - tidak seperti CO₂yang dapat bertahan lebih dari seratus tahun. Dengan bergerak cepat untuk mengurangi emisi karbon hitam, ada peluang yang signifikan untuk memitigasi perubahan iklim dan berpotensi membuat kemajuan penting dalam memperlambat pencairan Kutub Utara.

Apa yang dapat kita lakukan untuk mengurangi emisi karbon hitam?

Di Eropa dan Amerika Serikat, sebagian besar emisi karbon hitam berasal dari transportasi diesel di jalan raya dan non-jalan raya. Namun, kontributor terbesar di Eropa Timur dan negara-negara Nordik adalah pembakaran di rumah tangga.10 Di Eropa, 84 persen emisi karbon hitam berasal dari transportasi.

Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) memperkirakan, dengan peraturan yang ada dan program retrofit mesin diesel, 86 persen emisi BC AS dapat dihilangkan pada tahun 2030. Namun, peralatan konstruksi dan pertanian di negara-negara seperti Norwegia, Swedia, Denmark, dan Yunani telah diidentifikasi sebagai sumber emisi yang dominan dan akan membutuhkan peraturan emisi yang lebih ketat.

Sumber pemanas rumah tangga, seperti tungku dan perapian kayu bakar, sangat mempengaruhi kualitas udara. Langkah-langkah yang dapat diambil untuk mengurangi polusi udara dari sumber-sumber ini meliputi:

• Kompor pelet otomatis dengan teknologi kontrol gas buang
• ketel uap berdasarkan teknologi gasifikasi kayu
• peralatan serpihan kayu/kayu bakar dengan pemisah partikel yang efektif
• perapian dan tungku pembakaran kayu yang dikombinasikan dengan pembersih udara

Meskipun secara keseluruhan kualitas udara telah meningkat berkat peraturan dan kebijakan yang ditetapkan oleh organisasi global, kerugian yang ditimbulkan oleh polusi udara terhadap manusia dan keuangan sangat besar di banyak kota besar. Lihat Penghitung Biaya Polusi Udara untuk mengetahui mengapa udara bersih merupakan investasi penting untuk menyelamatkan nyawa dan menciptakan sistem keuangan yang berkelanjutan.