ما هو الكربون الأسود؟
الكربون الأسود (يُشار إليه أيضاً باسم BC) هو أحد مكونات الجسيمات وملوث للهواء. وهو عالي الكفاءة في امتصاص الحرارة وعنصر رئيسي في السخام.
يتكون الكربون الأسود من خلال الاحتراق غير الكامل للوقود الأحفوري والكتلة الحيوية والوقود الحيوي. ويدخل الهواء على هيئة جسيمات دقيقة (PM2.5).
تم تحديد انبعاثات الكربون الأسود من قبل بعض المصادر على أنها ثاني أكبر مساهم محتمل في تغير المناخ بعد ثاني أكسيد الكربون.1
من أين يأتي الكربون الأسود؟
تشمل المصادر الرئيسية للكربون الأسود ما يلي:2
- الانبعاثات من محركات الديزل والمركبات
- الحرق السكني مثل حرق الأخشاب والفحم
- حرق حقول النفايات الزراعية
- حرائق الغابات والنباتات
تمثل انبعاثات الكربون الأسود مصدر قلق على مدار العام. تكون انبعاثات احتراق الوقود الأحفوري أكبر في فصل الشتاء، بينما يولد دخان حرائق الغابات تركيزات عالية من انبعاثات الكربون الأسود في فصل الصيف. كما تشكل ملوثات الكربون الأسود الناجمة عن دخان حرائق الغابات مخاطر صحية متزايدة بسبب الظروف المناخية العالمية الأكثر جفافاً وسخونة.
وقد ساهمت آسيا وأفريقيا وأمريكا اللاتينية بنسبة 88 في المائة من انبعاثات الكربون الأسود العالمية في عام 2015 من حرق الكتلة الحيوية في الهواء الطلق واحتراق الوقود الصلب في المنازل.3
كيف يؤثر الكربون الأسود على صحتك؟
يساهم الكربون الأسود في التأثيرات الصحية السلبية الناجمة عن PM2.5، بما في ذلك التأثيرات التنفسية والقلبية الوعائية وكذلك الوفاة المبكرة. في الفترة بين عامي 2012 و2014، تعرض أكثر من 85% من سكان الاتحاد الأوروبي لمستويات PM2.5 التي تجاوزت إرشادات منظمة الصحة العالمية.4
وفي دراسة نُشرت في عام 2019 في مجلة الجمعية الطبية الأمريكية، ارتبط PM2.5 في تسعة أسباب للوفاة بين 4.5 مليون من قدامى المحاربين الأمريكيين.5 وشملت أسباب الوفاة ما يلي:
- أمراض القلب والأوعية الدموية
- الأمراض القلبية الوعائية الدماغية
- أمراض الكلى المزمنة
- مرض الانسداد الرئوي المزمن
- الخرف
- داء السكري من النوع 2
- ارتفاع ضغط الدم
- سرطان الرئة
- الالتهاب الرئوي
أضافت الدراسة إلى مجموعة المعارف المتعلقة بمخاطر PM2.5، حيث لم يكن مرض الكلى المزمن وارتفاع ضغط الدم والخرف مرتبطًا في السابق بالتلوث بـ PM2.5.
ووجدت الدراسة نفسها أن الأفراد السود مقابل الأفراد غير السود (55 مقابل 51 في المئة) والمجتمعات المحرومة اجتماعيًا واقتصاديًا مقابل المجتمعات ذات الدخل المرتفع (65 مقابل 46 في المئة) تحملوا عبء الوفاة المنسوب بشكل غير متناسب. 99 في المئة من عبء الوفاة كان مرتبطًا بمستويات PM2.5 التي تقل عن معايير وكالة حماية البيئة.
على مدى العقد الماضي، حاول المجتمع العلمي على مدى العقد الماضي التمييز بين الآثار الصحية المختلفة للمكونات المختلفة لـ PM2.5، بما في ذلك الكربون الأسود. ومع ذلك، حتى الآن، لا توجد أدلة كافية للتمييز بين هذه التأثيرات، لذا فإن الافتراض الحالي هو أن العديد من المكونات المختلفة تساهم في التأثيرات الصحية الضارة لـ PM2.5. من بين الأدلة الموجودة، يرتبط الكربون الأسود على نحو أكثر اتساقًا بالتأثيرات القلبية الوعائية لدى الأفراد الذين يعانون من أمراض موجودة مسبقًا.6
ما هي التأثيرات البيئية للكربون الأسود؟
يمكن أن يؤدي الكربون الأسود كمكون من مكونات PM2.5 إلى الإضرار بالنظم البيئية وتقليل المحصول الزراعي عن طريق:
- الهبوط على أوراق النباتات وزيادة درجة حرارتها,
- تغيير أنماط هطول الأمطار
- تعتيم ضوء الشمس الذي يصل إلى الأرض
يمكن أن يكون لتغير هطول الأمطار تأثير عميق على المزارعين في المناطق التي تعتمد على الأمطار الموسمية. وجدت دراسة نشرت في عام 2011 في مجلة المناخ أن هباء الكربون الأسود قلل من هطول الأمطار في جنوب غرب الهند, الصين, ماليزيا, ميانمار, تايلاندويزيد هطول الأمطار في شمال الهند وهضبة التبت من مارس/آذار حتى مايو/أيار. وفي أشهر الصيف، تهطل الأمطار على أجزاء من الهند وكذلك بنغلاديشوميانمار وتايلاند انخفاضًا في هطول الأمطار بسبب الكربون الأسود.7
أصبح الكربون الأسود معترفًا به بشكل متزايد لدوره الذي لم يكن معروفًا من قبل في المساهمة في تغير المناخ. ووفقًا لبعض التقديرات، يتنافس الكربون الأسود مع الميثان في المساهمة في ثاني أعلى مستويات الانبعاثات في الاحتباس الحراري بعد ثاني أكسيد الكربون.
وللكربون الأسود تأثير مباشر على الاحتباس الحراري من خلال امتصاص الضوء وإشعاعه كحرارة؛ كما أن له تأثيرات احترار غير مباشرة شديدة في القطب الشمالي. عندما يستقر الكربون الأسود على الثلج أو الجليد، فإنه يسرع من ذوبانه، وبهذه الطريقة، يقلل الكربون الأسود من المساحة البيضاء في القطب الشمالي التي تعكس الضوء بعيدًا عن الأرض، مما يساهم في زيادة الاحترار.
في عام 2017، تعهد مجلس القطب الشمالي المكون من ثماني دول بالسيطرة على انبعاثات الكربون الأسود وتقليل الاحترار في القطب الشمالي. واتفقت الدول على الحد من الانبعاثات إلى ما بين 25 و33 في المائة أقل من مستويات عام 2013 بحلول عام 2025.8
وتشمل الدول التي التزمت بخفض انبعاثات الكربون الأسود ما يلي:
أشارت ورقة بحثية قدمت في اجتماع خريف 2016 للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي إلى أن انبعاثات حرق الكتلة الحيوية، أو حرائق الغابات، تلعب دورًا أقل من اللازم في نماذج الاحتباس الحراري.9
ركزت الورقة على الكربون الأسود في عمليات حرق الكتلة الحيوية المركزة التي تحدث في أفريقيا. ووجدت الدراسة أن الخصائص الفيزيائية والبصرية للكربون الأسود تتغير مع دخول الجسيمات إلى الغلاف الجوي بسبب الأكسدة والتخثر والتكثيف. وفي نهاية المطاف، تمتص جزيئات الكربون الأسود الطاقة وتحول تلك الطاقة إلى حرارة، مما يساهم في تغير المناخ.
يتميز الكربون الأسود بعمر قصير جدًا في الغلاف الجوي: فهو يبقى في الهواء لمدة تتراوح بين أيام وأسابيع - على عكس ثاني أكسيد الكربون2الذي يبقى لأكثر من مائة عام. من خلال التحرك بسرعة للحد من انبعاثات الكربون الأسود، هناك فرصة كبيرة للتخفيف من تغير المناخ وربما إحراز تقدم حاسم في إبطاء ذوبان القطب الشمالي.
ما الذي يمكننا فعله للحد من انبعاثات الكربون الأسود؟
في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية، يأتي جزء كبير من انبعاثات الكربون الأسود من وسائل النقل التي تعمل بالديزل على الطرقات وغير الطرقات. ومع ذلك، فإن أكبر مساهم في أوروبا الشرقية وبلدان الشمال الأوروبي هو الاحتراق السكني.10 في أوروبا، تُعزى 84 في المائة من انبعاثات الكربون الأسود إلى النقل.
وتقدر وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، مع اللوائح الحالية وبرامج تعديل محركات الديزل، أنه يمكن التخلص من 86 في المائة من انبعاثات الكربون الأسود في الولايات المتحدة بحلول عام 2030. ومع ذلك، فقد تم تحديد معدات البناء والمعدات الزراعية في بلدان مثل النرويج والسويد والدنمارك واليونان كمصدر مهيمن للانبعاثات وستتطلب لوائح انبعاثات أكثر صرامة.
تؤثر مصادر التدفئة السكنية، مثل مواقد حرق الأخشاب والمواقد، بشكل كبير على جودة الهواء. وتشمل الخطوات التي يمكن اتخاذها للتخفيف من تلوث الهواء من هذه المصادر ما يلي:
- مواقد الحبيبات الآلية المزودة بتقنيات التحكم في العادم
- الغلايات القائمة على تكنولوجيا تغويز الخشب
- أجهزة رقائق الخشب/الحطب مع فواصل جسيمات فعالة
- استخدام الموقد وموقد الحطب مع جهاز تنقية الهواء
على الرغم من التحسينات الإجمالية في جودة الهواء الناتجة عن اللوائح والسياسات التي وضعتها المنظمات العالمية، إلا أن التكلفة البشرية والمالية لتلوث الهواء هائلة بالنسبة للعديد من المدن الكبرى. اطلع على عداد تكلفة تلوث الهواء لمعرفة لماذا يعتبر الهواء النظيف استثماراً أساسياً لإنقاذ الأرواح وإنشاء أنظمة مالية مستدامة.
