Karbon hitam

Apakah karbon hitam?

Karbon hitam (juga dirujuk sebagai BC) ialah komponen jirim zarahan dan satu pencemar udara. Ia sangat berkesan dalam menyerap haba dan merupakan unsur utama jelaga.

Karbon hitam terbentuk melalui pembakaran bahan api fosil serta biojisim dan bahan api bio yang tidak lengkap. Ia memasuki udara sebagai zarahan halus (PM2.5).

Pelepasan karbon hitam telah dikenal pasti oleh sesetengah sumber sebagai berpotensi menjadi penyumbang kedua terbesar kepada perubahan iklim selepas karbon dioksida.¹

Dari manakah karbon hitam berasal?

Sources of black Carbon infographic

Sumber utama karbon hitam termasuk:²

pelepasan daripada enjin dan kenderaan diesel
pembakaran domestik seperti pembakaran kayu dan arang batu
pembakaran sisa pertanian di ladang
kebakaran hutan dan tumbuh-tumbuhan.

Pelepasan karbon hitam merupakan kebimbangan sepanjang tahun. Pelepasan daripada pembakaran bahan api fosil adalah lebih tinggi pada musim sejuk, manakala asap kebakaran hutan sering menghasilkan kepekatan pelepasan karbon hitam yang tinggi pada musim panas. Pencemar karbon hitam daripada asap kebakaran hutan juga menimbulkan risiko kesihatan yang semakin meningkat akibat keadaan iklim global yang lebih kering dan panas.

Asia, Afrika dan Amerika Latin menyumbang 88 peratus daripada pelepasan karbon hitam global pada tahun 2015 daripada pembakaran biojisim terbuka dan pembakaran bahan api pepejal kediaman.³

Bagaimanakah karbon hitam menjejaskan kesihatan anda?

Karbon hitam menyumbang kepada kesan kesihatan negatif yang disebabkan oleh PM2.5, termasuk kesan pernafasan dan kardiovaskular serta kematian pramatang. Antara tahun 2012 dan 2014, lebih 85% daripada penduduk Kesatuan Eropah terdedah kepada paras PM2.5 yang melebihi garis panduan Pertubuhan Kesihatan Sedunia.⁴

Dalam kajian tahun 2019 yang diterbitkan dalam Journal of the American Medical Association, PM2.5 dikaitkan dengan sembilan punca kematian dalam kalangan 4.5 juta veteran A.S..⁵Punca kematian termasuk:

penyakit kardiovaskular
penyakit serebrovaskular
penyakit buah pinggang kronik
penyakit paru-paru obstruktif kronik
demensia
diabetes jenis 2
hipertensi
kanser paru-paru
radang paru-paru

Kajian itu menambah kepada himpunan pengetahuan tentang bahaya PM2.5, kerana penyakit buah pinggang kronik, hipertensi dan demensia sebelum ini tidak dikaitkan dengan pencemaran PM2.5.

Kajian yang sama mendapati bahawa individu kulit hitam berbanding individu bukan kulit hitam (55 berbanding 51 peratus) dan komuniti yang kurang bernasib baik dari segi sosioekonomi berbanding daerah yang berpendapatan lebih tinggi (65 berbanding 46 peratus) menanggung beban kematian berkaitan yang tidak seimbang. Sebanyak 99 peratus daripada beban kematian dikaitkan dengan paras PM2.5 di bawah piawaian Environmental Protection Agency.

Sepanjang dekad yang lalu, komuniti saintifik telah berusaha untuk membezakan kesan kesihatan yang berbeza daripada komponen PM2.5 yang berbeza, termasuk karbon hitam. Walau bagaimanapun, setakat ini, bukti yang ada masih tidak mencukupi untuk membezakan kesan-kesan ini, jadi andaian semasa ialah banyak komponen berbeza menyumbang kepada kesan kesihatan buruk PM2.5. Daripada bukti sedia ada, karbon hitam paling konsisten dikaitkan dengan kesan kardiovaskular dalam kalangan individu yang mempunyai penyakit sedia ada.⁶

Apakah kesan alam sekitar karbon hitam?

Karbon hitam sebagai komponen PM2.5 boleh merosakkan ekosistem dan mengurangkan hasil pertanian dengan:

mendap pada daun tumbuhan dan meningkatkan suhunya,
mengubah corak taburan hujan
mengurangkan cahaya matahari yang sampai ke bumi

Perubahan corak hujan boleh memberi kesan yang mendalam kepada petani di wilayah yang bergantung pada hujan monsun. Satu kajian tahun 2011 yang diterbitkan dalam Journal of Climate mendapati bahawa aerosol karbon hitam mengurangkan hujan di barat daya India, China, Malaysia, Myanmar, Thailand, dan meningkatkan hujan di utara India serta Dataran Tinggi Tibet dari Mac hingga Mei. Pada bulan-bulan musim panas, beberapa bahagian India serta Bangladesh, Myanmar, dan Thailand menyaksikan pengurangan hujan akibat karbon hitam.⁷

Karbon hitam semakin diiktiraf kerana peranannya yang sebelum ini dipandang rendah dalam menyumbang kepada perubahan iklim. Menurut beberapa anggaran, karbon hitam bersaing dengan metana sebagai penyumbang tahap pelepasan kedua tertinggi kepada pemanasan global selepas karbon dioksida.

Karbon hitam mempunyai kesan pemanasan langsung melalui penyerapan cahaya dan memancarkannya sebagai haba; ia juga mempunyai kesan pemanasan tidak langsung yang teruk di Artik. Apabila karbon hitam mendap di atas salji atau ais, ia mempercepatkan pencairan; dengan cara ini, karbon hitam mengurangkan kawasan putih di Artik yang memantulkan cahaya menjauhi Bumi, seterusnya menyumbang kepada pemanasan.

Pada tahun 2017, Majlis Artik yang dianggotai lapan negara berikrar untuk mengawal pelepasan karbon hitam dan mengurangkan pemanasan di Artik. Negara-negara tersebut bersetuju untuk mengehadkan pelepasan kepada antara 25 dan 33 peratus di bawah paras tahun 2013 menjelang 2025.⁸

Negara-negara yang telah berkomitmen untuk mengurangkan pelepasan karbon hitam termasuk:

Satu kertas kerja yang dibentangkan pada mesyuarat musim luruh 2016 American Geophysical Union menyatakan bahawa pelepasan daripada pembakaran biojisim, atau kebakaran hutan, memainkan peranan yang dipandang rendah dalam model pemanasan global.⁹

Kertas kerja ini memfokuskan pada karbon hitam daripada pembakaran biojisim tertumpu yang berlaku di Afrika. Kajian itu mendapati bahawa sifat fizikal dan optik karbon hitam berubah apabila zarah memasuki atmosfera akibat pengoksidaan, penggumpalan, dan pemeluwapan. Akhirnya, zarah karbon hitam menyerap tenaga dan menukarkan tenaga tersebut kepada haba, lalu menyumbang kepada perubahan iklim.

Karbon hitam mempunyai jangka hayat atmosfera yang sangat singkat: ia akan kekal di udara selama beberapa hari hingga minggu – tidak seperti CO₂, yang kekal selama lebih seratus tahun. Dengan bertindak pantas untuk mengurangkan pelepasan karbon hitam, terdapat peluang yang besar untuk mengurangkan perubahan iklim dan berpotensi mencapai kemajuan penting dalam memperlahankan pencairan Artik.

Apa yang boleh kita lakukan untuk mengurangkan pelepasan karbon hitam?

Di Eropah dan Amerika Syarikat, sebahagian besar pelepasan karbon hitam datang daripada pengangkutan diesel di jalan raya dan bukan jalan raya. Walau bagaimanapun, penyumbang terbesar di Eropah Timur dan negara-negara Nordik ialah pembakaran kediaman.10 Di Eropah, 84 peratus pelepasan karbon hitam dikaitkan dengan pengangkutan.

Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat (EPA) menganggarkan, dengan peraturan sedia ada dan program pengubahsuaian semula enjin diesel, bahawa 86 peratus pelepasan BC di A.S. mungkin dapat dihapuskan menjelang 2030. Walau bagaimanapun, peralatan pembinaan dan pertanian di negara seperti Norway, Sweden, Denmark, dan Greece telah dikenal pasti sebagai sumber pelepasan utama dan akan memerlukan peraturan pelepasan yang lebih ketat.

Sumber pemanasan kediaman, seperti dapur pembakaran kayu dan pendiang api, memberi kesan besar terhadap kualiti udara. Langkah-langkah yang boleh diambil untuk mengurangkan pencemaran udara daripada sumber ini termasuk:

dapur pelet automatik dengan teknologi kawalan ekzos
dandang berasaskan teknologi penggazetan kayu
peralatan serpihan kayu/kayu api dengan pemisah zarah yang berkesan
penggunaan pendiang api dan dapur pembakaran kayu digabungkan dengan penulen udara

Walaupun terdapat peningkatan keseluruhan dalam kualiti udara hasil daripada peraturan dan dasar yang ditetapkan oleh organisasi global, kos manusia dan kewangan akibat pencemaran udara adalah sangat besar bagi banyak bandar utama. Lihat kaunter Kos Pencemaran Udara kami untuk mengetahui mengapa udara bersih merupakan pelaburan penting dalam menyelamatkan nyawa dan mewujudkan sistem kewangan yang mampan.