Черный карбон

Что такое черный углерод?

Черный углерод (также называемый BC) - это компонент твердых частиц и загрязнитель воздуха. Он обладает высокой способностью поглощать тепло и является основным элементом сажи.

Черный углерод образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива, биомассы и биотоплива. Он попадает в воздух в виде мелких частиц (PM2.5).

По некоторым данным, выбросы черного углерода являются потенциально вторым по величине фактором, способствующим изменению климата, после диоксид углерода.¹

Откуда берется черный углерод?

Основные источники черного углерода включают:²

• выбросы дизельных двигателей и автомобилей
• горение в жилых помещениях, например, сжигание древесины и угля
• сжигание сельскохозяйственных отходов на полях
• лесные и растительные пожары.

Выбросы черного углерода представляют собой круглогодичную проблему. Выбросы от сжигания ископаемого топлива больше зимой, в то время как дым лесных пожаров часто приводит к высоким концентрациям выбросов черного углерода летом. Загрязняющие вещества черного углерода из дыма лесных пожаров также представляют собой растущий риск для здоровья из-за более сухие и жаркие климатические условия в мире.

В 2015 году на Азию, Африку и Латинскую Америку приходилось 88 % глобальных выбросов черного углерода от открытого сжигания биомассы и сжигания твердого топлива в жилых домах.³

Как черный углерод влияет на ваше здоровье?

Черный углерод способствует негативному воздействию PM2.5 на здоровье, включая респираторные и сердечно-сосудистые последствия, а также преждевременную смерть. В период с 2012 по 2014 год более 85 % населения Европейского союза подвергалось воздействию PM2.5, уровень которого превышал нормативы Всемирной организации здравоохранения.⁴

В исследовании 2019 года, опубликованном в Journal of the American Medical Association, PM2.5 был связан с девятью причинами смерти среди 4,5 миллиона американских ветеранов.⁵ Причины смерти включали:

• сердечно-сосудистые заболевания
• цереброваскулярное заболевание
• хроническое заболевание почек
• хроническая обструктивная болезнь легких
• деменция
• диабет 2 типа
• гипертония
• рак лёгких
• пневмония

Исследование пополнило копилку знаний о вреде PM2.5, поскольку хронические заболевания почек, гипертония и деменция ранее не были связаны с загрязнением PM2.5.

В том же исследовании было обнаружено, что чернокожие люди в сравнении с нечернокожими (55 против 51 процента) и социальноэкономически неблагополучные общины в сравнении с округами с более высоким уровнем доходов (65 против 46 процентов) несут непропорционально большое бремя смертности, связанное с загрязнением. 99 процентов смертности было связано с уровнем PM2.5 ниже стандартов Агентства по охране окружающей среды.

В течение последнего десятилетия научное сообщество пыталось определить влияние на здоровье различных компонентов PM2.5, включая черный углерод. Однако пока не существует достаточных доказательств для разграничения этих эффектов, поэтому в настоящее время предполагается, что многие различные компоненты способствуют негативному воздействию PM2.5 на здоровье человека. По имеющимся данным, черный углерод наиболее устойчиво ассоциируется с сердечно-сосудистыми эффектами у людей с уже существующими заболеваниями.⁶

Каковы экологические последствия черного углерода?

Черный углерод как компонент PM2.5 может наносить ущерб экосистемам и снижать урожайность сельскохозяйственных культур за счет:

• Приземляясь на листья растений и повышая их температуру,
• изменяя режим осадков
• уменьшение количества солнечного света, попадающего на Землю

Изменение характера осадков может иметь серьезные последствия для фермеров в регионах, зависящих от муссонных дождей. Исследование, опубликованное в 2011 году в журнале Journal of Climate, показало, что аэрозоли черного углерода уменьшают количество дождей на юго-западе страны. Индия, Китай, Малайзия, Мьянма, Таиланди увеличивает количество осадков на севере Индии и Тибетском нагорье с марта по май. В летние месяцы некоторые районы Индии, а также Бангладеш, Мьянмы и Таиланда уменьшилось количество осадков из-за черного углерода.⁷

Черный углерод становится все более известным благодаря своей ранее недооцененной роли в в изменении климата. По некоторым оценкам, черный углерод конкурирует с метаном, внося второй по величине вклад в глобальное потепление после углекислого газа.

Черный углерод оказывает прямое воздействие на потепление, поглощая свет и излучая его в виде тепла; он также оказывает серьезное косвенное воздействие на потепление в Арктике. Когда черный углерод оседает на снегу или льду, он ускоряет таяние; таким образом, черный углерод уменьшает белое пространство в Арктике, отражающее свет от Земли, что еще больше способствует потеплению.

В 2017 году Арктический совет, состоящий из восьми стран, взял на себя обязательство контролировать выбросы черного углерода и снизить потепление в Арктике. Страны договорились ограничить выбросы на 25-33 % ниже уровня 2013 года к 2025 году.⁸

К странам, взявшим на себя обязательства по сокращению выбросов черного углерода, относятся:

• Канада
• Дания
• Финляндия
• Iceland
• Норвегия
• Россия
• Швеция
• Соединенные Штаты Америки

В работе, представленной на осенней встрече Американского геофизического союза в 2016 году, отмечается, что выбросы от сжигания биомассы, или лесные пожары, играют недооцененную роль в моделях глобального потепления.⁹

В работе рассматривается черный углерод в концентрированных сжиганиях биомассы, происходящих в Африке. Исследование показало, что физические и оптические свойства черного углерода меняются по мере попадания частиц в атмосферу в результате окисления, коагуляции и конденсации. В конечном итоге частицы черного углерода поглощают энергию и превращают ее в тепло, способствуя изменению климата.

Черный углерод имеет очень короткий срок жизни в атмосфере: он остается в воздухе в течение нескольких дней или недель - в отличие от CO₂который сохраняется более ста лет. Быстрое сокращение выбросов черного углерода открывает широкие возможности для смягчения последствий изменения климата и, возможно, позволит добиться решающего прогресса в замедлении таяния Арктики.

Что мы можем сделать для сокращения выбросов черного углерода?

В Европе и США значительная часть выбросов черного углерода приходится на дизельный транспорт на дорогах и вне дорог. Однако в Восточной Европе и Скандинавских странах наибольший вклад вносит сжигание топлива в жилых домах.10 В Европе 84 % выбросов черного углерода приходится на транспорт.

По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), благодаря существующим нормам и программам модернизации дизельных двигателей, 86 % выбросов черного углерода в США могут быть ликвидированы к 2030 году. Однако строительное и сельскохозяйственное оборудование в таких странах, как Норвегия, Швеция, Дания и Греция, было определено как доминирующий источник выбросов и потребует более жесткого регулирования выбросов.

Источники отопления жилых помещений, такие как дровяные печи и камины, сильно влияют на качество воздуха. Для уменьшения загрязнения воздуха от этих источников можно предпринять следующие шаги:

• автоматизированные пеллетные печи с технологиями контроля выхлопа
• котлы, основанные на технологии газификации древесины
• приборы для получения щепы/дров с эффективными сепараторами частиц
• использование каминов и дровяных печей в сочетании с очистителем воздуха

Несмотря на общее улучшение качества воздуха благодаря нормативным актам и политике, разработанной мировыми организациями, человеческие и финансовые потери от загрязнения воздуха огромны для многих крупных городов. См. наш Счетчик стоимости загрязнения воздуха чтобы узнать, почему чистый воздух - это важнейшая инвестиция в спасение жизней и создание устойчивых финансовых систем.