Co je černý uhlík?

Černý uhlík (BC) je velmi jemná forma částic, založená na uhlíkovém prvku, který je produkován neúplným spalovacím procesem, a často se označuje jako saze. Jak 2009, to začalo být považováno za hlavní přispívající faktor ke globálnímu oteplování vědeckou komunitou, kde to může blokovat infračervené tepelné emise ze zemské atmosféry zpět do vesmíru. Odhaduje se, že černý uhlík je zodpovědný za 10 až 40% všech radiačních bloků, ačkoli má ve krátké atmosféře krátkou životnost několik týdnů, na rozdíl od skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý, který může přetrvávat až do století v atmosféře, než je chemicky rozloženo. Hlavní lidské činnosti, které produkují aerosoly černého uhlíku, jsou spalování dřeva a vegetace, využití uhlí pro výrobu energie a chod motorů poháněných naftou. Například ve Spojených státech je od roku 2011 90% všech emisí BC produkováno v odvětví dopravy kamiony poháněnými naftou.

Prvek uhlíku tvoří vazby s mnoha dalšími prvky v přírodě a černý uhlík sám může nabývat několika různých forem. Na rozdíl od stabilních sloučenin, jako je černý diamantový uhlík nebo černá uhlíková ocel, je však atmosférický černý uhlík prvkem, který je obvykle slabě vázán na organické molekuly na základě zdrojového materiálu, ze kterého pochází. Tam, kde obsahuje mikrokrystalickou strukturu podobnou grafitu, může absorbovat paprsky viditelného světla i infračervené světlo s delší vlnovou délkou známé jako tepelné záření, které obě obvykle unikají do vesmíru z horní atmosféry a brání přehřátí planety.

Nedávný výzkum v 21. století ukázal, že emise černého uhlíku jsou druhým největším prvkem přispívajícím ke globálnímu oteplování poté, co došlo k plynnému oxidu uhličitému. Oni jsou také viděni jako zdroj znečištění, které je snadno redukováno kvůli krátkému trvání materiálu v atmosféře. Zvýšená účinnost vytápěcího zařízení nebo technologie vaření v rozvojových zemích, jakož i kontrola znečištění ovzduší u uhelných elektráren a dieselových motorů by mohla rychle snížit míru znečištění BC v široké míře.

Vozidla poháněná motorovou naftou a průmyslové závody lze dodatečně vybavit pračkami, které mohou zabraňovat až 70% emisí černého uhlíku po celou dobu životnosti lapače částic po dobu osmi let. Výměna sporáků na vaření v zemích, jako je Indie a Čína, kde se široce provádí spalování uhlí nebo jiné biomasy, vařením kamna na zkapalněný ropný plyn (LPG), se také považuje za praktický a ekonomický způsob, jak snížit emise černého uhlíku. Protože saze jsou hlavním faktorem přispívajícím k respiračním onemocněním, zlepšilo by to také zdraví těch, kteří jsou zasaženi znečištěním vzduchu z pecí BC.

Studie od roku 2009 v Arktidě a Antarktidě a od roku 2010 v pohoří Himálaj odhalily, že černý uhlík je hlavním faktorem přispívajícím k tání ledovců. To je navzdory skutečnosti, že emise BC vznikají především v tropických oblastech, přičemž východoasijské národy jsou hlavním producentem znečišťující látky podle objemu. Významným faktorem míry emisí černého uhlíku je faktor odlesňování v tropických deštných pralesích. Snižování odlesňování je považováno za snáze zmírněný zdroj znečištění než předchozí pokusy snížit úroveň produkce plynu z globálního oteplování, jako je například oxid uhličitý a oxid dusičitý, které jsou nevyhnutelnými vedlejšími produkty celosvětového průmyslu a dopravních sítí.