คาร์บอนดำคืออะไร?
คาร์บอนดำ (หรือที่เรียกว่า BC) เป็นส่วนประกอบของฝุ่นละอองและมลพิษทางอากาศ มีประสิทธิภาพในการดูดซับความร้อนสูง และเป็นองค์ประกอบหลักของเขม่า
คาร์บอนดำเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ชีวมวล และเชื้อเพลิงชีวภาพที่ไม่สมบูรณ์ คาร์บอนดำจะเข้าสู่อากาศในรูปของอนุภาคขนาดเล็ก (ฝุ่นละออง PM2.5).
แหล่งข่าวบางแห่งระบุว่าการปล่อยคาร์บอนดำอาจเป็นปัจจัยสำคัญอันดับสองที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รองจาก คาร์บอนไดออกไซด์.1
คาร์บอนดำมาจากไหน?
แหล่งที่มาหลักของคาร์บอนดำ ได้แก่:2
- การปล่อยมลพิษจากเครื่องยนต์ดีเซลและยานยนต์
- การเผาในที่อยู่อาศัย เช่น การเผาไม้และถ่านหิน
- การเผาขยะทางการเกษตรในทุ่งนา
- ไฟไหม้ป่าและไฟไหม้พืชพรรณ
การปล่อยคาร์บอนดำเป็นปัญหาที่น่ากังวลตลอดทั้งปี การปล่อยคาร์บอนดำจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจะสูงกว่าในฤดูหนาว ขณะที่ควันไฟป่ามักก่อให้เกิดการปล่อยคาร์บอนดำในความเข้มข้นสูงในฤดูร้อน มลพิษคาร์บอนดำจากควันไฟป่ายังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เพิ่มมากขึ้นเนื่องจาก สภาพภูมิอากาศโลกที่แห้งแล้งและร้อนขึ้น.
เอเชีย แอฟริกา และละตินอเมริกา มีส่วนทำให้เกิดการปล่อยคาร์บอนดำร้อยละ 88 ของโลกในปี 2558 ซึ่งมาจากการเผาชีวมวลในที่โล่งและการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็งในที่อยู่อาศัย3
คาร์บอนดำส่งผลต่อสุขภาพของคุณอย่างไร?
คาร์บอนสีดำก่อให้เกิดผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพจาก PM2.5 ซึ่งรวมถึงผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจและหลอดเลือดหัวใจ รวมถึงการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร ระหว่างปี พ.ศ. 2555 ถึง พ.ศ. 2557 ประชากรในสหภาพยุโรปกว่า 85% ต้องเผชิญกับ PM2.5 ในระดับที่สูงกว่าเกณฑ์ที่องค์การอนามัยโลกกำหนด4
ในการศึกษาวิจัยในปี 2019 ที่ตีพิมพ์ในวารสารของสมาคมการแพทย์อเมริกัน พบว่า PM2.5 เกี่ยวข้องกับสาเหตุการเสียชีวิต 9 ประการของทหารผ่านศึกสหรัฐฯ จำนวน 4.5 ล้านคน5 สาเหตุการเสียชีวิต ได้แก่ :
- โรคหัวใจและหลอดเลือด
- โรคหลอดเลือดสมอง
- โรคไตเรื้อรัง
- โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง
- ภาวะสมองเสื่อม
- โรคเบาหวานประเภท 2
- ความดันโลหิตสูง
- มะเร็งปอด
- โรคปอดอักเสบ
การศึกษาครั้งนี้เป็นการเพิ่มพูนความรู้เกี่ยวกับอันตรายของ PM2.5 เนื่องจากโรคไตเรื้อรัง โรคความดันโลหิตสูง และโรคสมองเสื่อม ไม่เคยเกี่ยวข้องกับมลพิษ PM2.5 มาก่อน
การศึกษาวิจัยเดียวกันนี้พบว่า บุคคลผิวดำเมื่อเทียบกับบุคคลทั่วไป (55 เทียบกับ 51 เปอร์เซ็นต์) และชุมชนที่ด้อยโอกาสทางเศรษฐกิจและสังคมเมื่อเทียบกับเขตที่มีรายได้สูงกว่า (65 เทียบกับ 46 เปอร์เซ็นต์) มีภาระการเสียชีวิตที่ไม่สมดุล 99 เปอร์เซ็นต์ของภาระการเสียชีวิตเกี่ยวข้องกับระดับ PM2.5 ต่ำกว่ามาตรฐานของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อม
ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ชุมชนวิทยาศาสตร์ได้พยายามทำความเข้าใจผลกระทบต่อสุขภาพที่แตกต่างกันขององค์ประกอบต่างๆ ของ PM2.5 รวมถึงคาร์บอนดำ อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานเพียงพอที่จะแยกแยะผลกระทบเหล่านี้ได้ ดังนั้นสมมติฐานในปัจจุบันจึงระบุว่าองค์ประกอบต่างๆ มากมายมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพจาก PM2.5 จากหลักฐานที่มีอยู่ คาร์บอนดำมีความเกี่ยวข้องมากที่สุดกับผลกระทบต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดในผู้ที่มีโรคประจำตัวอยู่แล้ว6
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของคาร์บอนดำมีอะไรบ้าง?
คาร์บอนดำซึ่งเป็นส่วนประกอบของ PM2.5 สามารถสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศและลดผลผลิตทางการเกษตรได้โดย:
- ลงบนใบพืชและเพิ่มอุณหภูมิ
- การเปลี่ยนแปลงรูปแบบปริมาณน้ำฝน
- แสงแดดอ่อนๆ ส่องถึงพื้นโลก
ปริมาณน้ำฝนที่เปลี่ยนแปลงอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อเกษตรกรในภูมิภาคที่ต้องพึ่งพาฝนมรสุม งานวิจัยในปี 2011 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Climate พบว่าละอองคาร์บอนดำช่วยลดปริมาณน้ำฝนในภาคตะวันตกเฉียงใต้ อินเดีย, จีน, มาเลเซีย, พม่า, ประเทศไทยและเพิ่มปริมาณน้ำฝนในอินเดียตอนเหนือและที่ราบสูงทิเบตตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงพฤษภาคม ในช่วงฤดูร้อน บางส่วนของอินเดียและ บังคลาเทศเมียนมาร์ และไทย มีปริมาณฝนลดลงเนื่องจากคาร์บอนดำ7
คาร์บอนดำได้รับการยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับบทบาทที่ไม่ค่อยมีใครกล่าวถึงมาก่อน มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากการประมาณการบางส่วน พบว่าคาร์บอนดำมีเทนเป็นองค์ประกอบที่มีระดับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงเป็นอันดับสองรองจากคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งส่งผลต่อภาวะโลกร้อน
คาร์บอนดำมีผลโดยตรงต่อการเพิ่มอุณหภูมิโดยการดูดซับแสงและแผ่รังสีออกมาเป็นความร้อน นอกจากนี้ยังส่งผลทางอ้อมอย่างรุนแรงต่อการเพิ่มอุณหภูมิในอาร์กติก เมื่อคาร์บอนดำตกตะกอนบนหิมะหรือน้ำแข็ง จะเร่งการละลาย ด้วยวิธีนี้ คาร์บอนดำจะลดพื้นที่สีขาวในอาร์กติก ซึ่งสะท้อนแสงออกจากโลก ส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อนมากขึ้น
ในปี พ.ศ. 2560 สภาอาร์กติกซึ่งมีสมาชิก 8 ประเทศ ได้ให้คำมั่นสัญญาว่าจะควบคุมการปล่อยก๊าซคาร์บอนดำและลดภาวะโลกร้อนในอาร์กติก ทั้งสองประเทศตกลงที่จะจำกัดการปล่อยก๊าซให้ต่ำกว่าระดับปี พ.ศ. 2556 ระหว่าง 25 ถึง 33 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี พ.ศ. 25688
ประเทศที่มุ่งมั่นในการลดการปล่อยคาร์บอนดำ ได้แก่:
เอกสารที่นำเสนอในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงปี 2016 ของ American Geophysical Union ระบุว่าการปล่อยก๊าซจากการเผาไหม้ชีวมวลหรือไฟป่ามีบทบาทในแบบจำลองภาวะโลกร้อนที่ถูกประเมินต่ำเกินไป9
บทความวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่คาร์บอนดำในการเผาไหม้ชีวมวลเข้มข้นที่เกิดขึ้นในแอฟริกา การศึกษาพบว่าคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงแสงของคาร์บอนดำเปลี่ยนแปลงไปเมื่ออนุภาคเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ อันเนื่องมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน การตกตะกอน และการควบแน่น ในที่สุด อนุภาคคาร์บอนดำจะดูดซับพลังงานและเปลี่ยนพลังงานดังกล่าวเป็นความร้อน ซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
คาร์บอนสีดำมีอายุการใช้งานในบรรยากาศสั้นมาก โดยจะคงอยู่ในอากาศเป็นเวลาไม่กี่วันถึงไม่กี่สัปดาห์ ซึ่งต่างจาก CO2ซึ่งคงอยู่มานานกว่าร้อยปี การดำเนินการอย่างรวดเร็วเพื่อลดการปล่อยคาร์บอนดำ ถือเป็นโอกาสสำคัญในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าที่สำคัญในการชะลอการละลายของอาร์กติก
เราจะทำอย่างไรเพื่อลดการปล่อยคาร์บอนดำได้?
ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา การปล่อยคาร์บอนดำส่วนใหญ่มาจากการขนส่งน้ำมันดีเซลทั้งบนถนนและนอกถนน อย่างไรก็ตาม สาเหตุหลักในยุโรปตะวันออกและประเทศนอร์ดิกคือการเผาไหม้ในที่อยู่อาศัย10 ในยุโรป การปล่อยคาร์บอนดำ 84 เปอร์เซ็นต์มาจากการขนส่ง
สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ประมาณการว่า ด้วยกฎระเบียบที่มีอยู่และโครงการปรับปรุงเครื่องยนต์ดีเซล การปล่อยมลพิษจากบริติชโคลัมเบียของสหรัฐฯ อาจลดลงได้ถึง 86 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ก่อสร้างและการเกษตรในประเทศต่างๆ เช่น นอร์เวย์ สวีเดน เดนมาร์ก และกรีซ ได้รับการระบุว่าเป็นแหล่งปล่อยมลพิษหลัก และจะต้องมีกฎระเบียบการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
แหล่งความร้อนในที่อยู่อาศัย เช่น เตาเผาไม้และเตาผิง มีผลกระทบต่อคุณภาพอากาศอย่างมาก มาตรการที่สามารถดำเนินการเพื่อบรรเทามลพิษทางอากาศจากแหล่งเหล่านี้ ได้แก่:
- เตาเม็ดอัตโนมัติพร้อมเทคโนโลยีควบคุมไอเสีย
- หม้อไอน้ำที่ใช้เทคโนโลยีก๊าซไม้
- เครื่องใช้เศษไม้/ฟืนที่มีเครื่องแยกอนุภาคที่มีประสิทธิภาพ
- การใช้เตาผิงและเตาเผาไม้ร่วมกับเครื่องฟอกอากาศ
แม้ว่าคุณภาพอากาศโดยรวมจะดีขึ้นจากกฎระเบียบและนโยบายที่กำหนดโดยองค์กรระดับโลก แต่มลพิษทางอากาศยังสร้างความเสียหายทั้งต่อมนุษย์และการเงินมหาศาลสำหรับเมืองใหญ่หลายแห่ง ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ เคาน์เตอร์คิดค่ามลพิษทางอากาศ เพื่อเรียนรู้ว่าเหตุใดอากาศบริสุทธิ์จึงเป็นการลงทุนที่สำคัญในการช่วยชีวิตและสร้างระบบการเงินที่ยั่งยืน
