Carbon đen

Cacbon đen là gì?

Cacbon đen (còn gọi là BC) là một thành phần của vật chất dạng hạt và là một chất gây ô nhiễm không khí. Nó có hiệu suất hấp thụ nhiệt cao và là thành phần chính của bồ hóng.

Cacbon đen được hình thành thông qua quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch, sinh khối và nhiên liệu sinh học. Nó xâm nhập vào không khí dưới dạng các hạt mịn (PM2.5).

Một số nguồn tin đã xác định lượng khí thải carbon đen có khả năng là tác nhân lớn thứ hai gây ra biến đổi khí hậu sau khí cacbonic.¹

Cacbon đen có nguồn gốc từ đâu?

Các nguồn chính của cacbon đen bao gồm:²

• khí thải từ động cơ diesel và xe cộ
• đốt rác sinh hoạt như đốt gỗ và đốt than
• đốt chất thải nông nghiệp trên đồng ruộng
• cháy rừng và thảm thực vật.

Khí thải carbon đen là mối lo ngại quanh năm. Lượng khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch cao hơn vào mùa đông, trong khi khói cháy rừng thường tạo ra nồng độ carbon đen cao vào mùa hè. Các chất ô nhiễm carbon đen từ khói cháy rừng cũng gây ra nguy cơ sức khỏe ngày càng tăng do điều kiện khí hậu toàn cầu khô hơn và nóng hơn.

Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ Latinh đóng góp 88 phần trăm lượng khí thải carbon đen toàn cầu vào năm 2015 từ hoạt động đốt sinh khối lộ thiên và đốt nhiên liệu rắn tại các hộ gia đình.³

Cacbon đen ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn như thế nào?

Carbon đen góp phần gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe do PM2.5 gây ra, bao gồm các tác động về hô hấp và tim mạch, cũng như tử vong sớm. Từ năm 2012 đến năm 2014, hơn 85% dân số Liên minh Châu Âu đã tiếp xúc với mức PM2.5 vượt quá hướng dẫn của Tổ chức Y tế Thế giới.⁴

Trong một nghiên cứu năm 2019 được công bố trên Tạp chí Hiệp hội Y khoa Hoa Kỳ, PM2.5 có liên quan đến chín nguyên nhân gây tử vong ở 4,5 triệu cựu chiến binh Hoa Kỳ.⁵ Nguyên nhân tử vong bao gồm:

• bệnh tim mạch
• bệnh mạch máu não
• bệnh thận mãn tính
• bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính
• chứng mất trí nhớ
• bệnh tiểu đường loại 2
• tăng huyết áp
• ung thư phổi
• viêm phổi

Nghiên cứu này bổ sung thêm vào kho kiến thức về mối nguy hiểm của PM2.5, vì bệnh thận mãn tính, tăng huyết áp và chứng mất trí trước đây không liên quan đến ô nhiễm PM2.5.

Nghiên cứu tương tự cũng phát hiện ra rằng người da đen so với người không phải da đen (55 so với 51 phần trăm) và cộng đồng có hoàn cảnh kinh tế xã hội khó khăn so với các quận có thu nhập cao hơn (65 so với 46 phần trăm) phải gánh chịu gánh nặng tử vong không cân xứng. 99 phần trăm gánh nặng tử vong có liên quan đến mức PM2.5 thấp hơn tiêu chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường.

Trong thập kỷ qua, cộng đồng khoa học đã cố gắng làm rõ những ảnh hưởng sức khỏe khác nhau của các thành phần khác nhau của PM2.5, bao gồm cả carbon đen. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có đủ bằng chứng để phân biệt những ảnh hưởng này, vì vậy giả định hiện tại là nhiều thành phần khác nhau góp phần gây ra những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của PM2.5. Trong số các bằng chứng hiện có, carbon đen có liên quan nhất quán nhất đến các tác động tim mạch ở những người có bệnh lý nền.⁶

Tác động của cacbon đen tới môi trường là gì?

Cacbon đen là thành phần của PM2.5 có thể gây hại cho hệ sinh thái và làm giảm năng suất nông nghiệp bằng cách:

• đậu trên lá cây và làm tăng nhiệt độ của chúng,
• thay đổi mô hình lượng mưa
• ánh sáng mặt trời mờ dần chiếu xuống trái đất

Lượng mưa thay đổi có thể gây ra tác động sâu sắc đến nông dân ở những vùng phụ thuộc vào mưa gió mùa. Một nghiên cứu năm 2011 được công bố trên Tạp chí Khí hậu cho thấy khí dung carbon đen làm giảm lượng mưa ở Tây Nam. Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, Myanmar, Thái Lanvà làm tăng lượng mưa ở miền bắc Ấn Độ và Cao nguyên Tây Tạng từ tháng 3 đến tháng 5. Vào những tháng mùa hè, một số vùng của Ấn Độ cũng như BangladeshMyanmar và Thái Lan chứng kiến lượng mưa giảm do carbon đen.⁷

Carbon đen đang ngày càng được công nhận rộng rãi vì vai trò trước đây bị đánh giá thấp của nó trong góp phần vào biến đổi khí hậuTheo một số ước tính, carbon đen cùng với mê-tan là hai loại khí thải gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu cao thứ hai sau carbon dioxide.

Carbon đen có tác động làm ấm trực tiếp thông qua việc hấp thụ ánh sáng và tỏa nhiệt; nó cũng có tác động làm ấm gián tiếp nghiêm trọng ở Bắc Cực. Khi carbon đen lắng đọng trên tuyết hoặc băng, nó sẽ đẩy nhanh quá trình tan chảy; theo cách này, carbon đen làm giảm khoảng trắng ở Bắc Cực, nơi phản chiếu ánh sáng ra khỏi Trái Đất, góp phần làm tăng nhiệt độ.

Năm 2017, Hội đồng Bắc Cực gồm tám quốc gia đã cam kết kiểm soát lượng khí thải carbon đen và giảm sự nóng lên của Bắc Cực. Các quốc gia đã đồng ý hạn chế lượng khí thải xuống mức thấp hơn từ 25 đến 33% so với mức năm 2013 vào năm 2025.⁸

Các quốc gia đã cam kết giảm phát thải carbon đen bao gồm:

• Canada
• Đan Mạch
• Phần Lan
• Iceland
• Na Uy
• Nga
• Thụy Điển
• Hoa Kỳ

Một bài báo trình bày tại cuộc họp mùa thu năm 2016 của Liên đoàn Địa vật lý Hoa Kỳ lưu ý rằng khí thải từ quá trình đốt sinh khối hoặc cháy rừng đóng vai trò bị đánh giá thấp trong các mô hình hiện tượng nóng lên toàn cầu.⁹

Bài báo tập trung vào carbon đen trong quá trình đốt sinh khối tập trung diễn ra ở Châu Phi. Nghiên cứu phát hiện ra rằng các tính chất vật lý và quang học của carbon đen thay đổi khi các hạt xâm nhập vào khí quyển do quá trình oxy hóa, đông tụ và ngưng tụ. Cuối cùng, các hạt carbon đen hấp thụ năng lượng và chuyển hóa năng lượng đó thành nhiệt, góp phần gây ra biến đổi khí hậu.

Cacbon đen có tuổi thọ trong khí quyển rất ngắn: nó sẽ tồn tại trong không khí trong vài ngày đến vài tuần – không giống như CO₂, đã tồn tại trong hơn một trăm năm. Bằng cách hành động nhanh chóng để giảm phát thải carbon đen, chúng ta có cơ hội đáng kể để giảm thiểu biến đổi khí hậu và có khả năng đạt được bước tiến quan trọng trong việc làm chậm quá trình tan chảy của Bắc Cực.

Chúng ta có thể làm gì để giảm phát thải carbon đen?

Ở Châu Âu và Hoa Kỳ, một phần đáng kể lượng khí thải carbon đen đến từ các phương tiện giao thông chạy bằng dầu diesel trên đường bộ và ngoài đường bộ. Tuy nhiên, ở Đông Âu và các nước Bắc Âu, nguồn phát thải lớn nhất lại là quá trình đốt nhiên liệu sinh hoạt tại các hộ gia đình.10 Tại Châu Âu, 84% lượng khí thải carbon đen đến từ giao thông vận tải.

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) ước tính, với các quy định hiện hành và chương trình cải tiến động cơ diesel, 86 phần trăm lượng khí thải BC của Hoa Kỳ có thể được loại bỏ vào năm 2030. Tuy nhiên, thiết bị xây dựng và nông nghiệp ở các quốc gia như Na Uy, Thụy Điển, Đan Mạch và Hy Lạp đã được xác định là nguồn phát thải chính và sẽ yêu cầu các quy định về khí thải nghiêm ngặt hơn.

Các nguồn nhiệt dân dụng, chẳng hạn như bếp lò đốt củi và lò sưởi, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng không khí. Các biện pháp có thể được thực hiện để giảm thiểu ô nhiễm không khí từ các nguồn này bao gồm:

• lò đốt viên nén tự động với công nghệ kiểm soát khí thải
• lò hơi dựa trên công nghệ khí hóa gỗ
• thiết bị xử lý dăm gỗ/củi có bộ tách hạt hiệu quả
• sử dụng lò sưởi và bếp đốt củi kết hợp với máy lọc không khí

Mặc dù chất lượng không khí nhìn chung đã được cải thiện nhờ các quy định và chính sách do các tổ chức toàn cầu đề ra, nhưng chi phí về con người và tài chính do ô nhiễm không khí vẫn rất lớn đối với nhiều thành phố lớn. Xem Bộ đếm chi phí ô nhiễm không khí để tìm hiểu lý do tại sao không khí sạch là khoản đầu tư thiết yếu để cứu sống con người và tạo ra hệ thống tài chính bền vững.