Was ist Ruß?

Ruß (BC) ist eine sehr feine Form von Partikeln auf der Basis des Elementkohlenstoffs, der durch unvollständige Verbrennungsprozesse erzeugt wird und häufig als Ruß bezeichnet wird. Seit 2009 wird es von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als ein wichtiger Faktor für die globale Erwärmung angesehen, da es die Infrarot-Wärmeabgabe aus der Erdatmosphäre zurück in den Weltraum blockieren kann. Schätzungen gehen davon aus, dass Ruß für 10 bis 40% aller Strahlungsblockierungen verantwortlich ist, obwohl er in der oberen Atmosphäre nur eine kurze Lebensdauer von wenigen Wochen hat, im Gegensatz zu einem Treibhausgas wie Kohlendioxid, das bis zu 40% bestehen kann ein Jahrhundert in der Atmosphäre, bevor es chemisch abgebaut wird. Die wichtigsten menschlichen Aktivitäten, die schwarze Kohlenstoffaerosole produzieren, sind das Verbrennen von Holz und Vegetation, die Verwendung von Kohle zur Energieerzeugung und der Betrieb von Dieselmotoren. In den Vereinigten Staaten beispielsweise werden ab 2011 90% aller BC-Emissionen im Transportsektor von dieselbetriebenen Lastkraftwagen erzeugt.

Das Element Kohlenstoff bildet Bindungen mit vielen anderen Elementen in der Natur, und Schwarzkohlenstoff selbst kann verschiedene Formen annehmen. Im Gegensatz zu stabilen Verbindungen wie Black Diamond Carbon oder Black Carbon Steel ist atmosphärischer Black Carbon jedoch eine Form des Elements, das in der Regel schwach an organische Moleküle gebunden ist, basierend auf dem Ausgangsmaterial, aus dem es stammt. Wenn es eine graphitähnliche mikrokristalline Struktur enthält, kann es sowohl sichtbares Licht als auch längerwelliges Infrarotlicht, die als Wärmestrahlung bezeichnet werden, absorbieren, die normalerweise aus der oberen Atmosphäre in den Weltraum entweichen und eine Überhitzung des Planeten verhindern.

Jüngste Forschungen im 21. Jahrhundert haben ergeben, dass der Ausstoß von Ruß nach dem Ausstoß von Kohlendioxid das zweitgrößte Element ist, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Sie werden auch als Verschmutzungsquelle angesehen, die aufgrund der kurzfristigen Verweildauer des Materials in der Atmosphäre leicht verringert werden kann. Verbesserte Wirkungsgrade bei Heizgeräten oder Kochtechnologien in Entwicklungsländern sowie Luftverschmutzungskontrollen bei Kohlekraftwerken und Dieselmotoren könnten die BC-Verschmutzungsraten in großem Umfang rasch senken.

Dieselbetriebene Fahrzeuge und Industrieanlagen können mit Gaswäschern nachgerüstet werden, die über eine Lebensdauer von acht Jahren bis zu 70% der Rußemissionen verhindern. Der Austausch von Kochherden in Ländern wie Indien und China, in denen in großem Umfang Kohle oder andere Biomasse verbrannt wird, durch Flüssiggas-Kochherde wird auch als praktischer und wirtschaftlicher Weg zur Reduzierung der Rußemissionen angesehen. Da Ruß ein wesentlicher Faktor für Atemwegserkrankungen ist, würde dies auch die Gesundheit derjenigen verbessern, die von der Luftverschmutzung durch BC-Öfen betroffen sind.

Studien ab 2009 in der Arktis und Antarktis sowie ab 2010 im Himalaya-Gebirge haben ergeben, dass Ruß ein wesentlicher Faktor für das Abschmelzen von Gletschern ist. Dies trotz der Tatsache, dass die BC-Emissionen hauptsächlich aus tropischen Regionen stammen, wobei ostasiatische Staaten volumenmäßig einen großen Anteil am Schadstoffaufkommen haben. Ein wesentlicher Faktor für die Rußemissionsrate ist die Entwaldung in tropischen Regenwaldregionen. Die Verringerung der Entwaldung wird als eine leicht zu mildernde Verschmutzungsquelle angesehen als frühere Versuche, die Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Stickoxiden zu senken, die unvermeidliche Nebenprodukte der weltweiten Industrie- und Transportnetze sind.