Wat is zwarte koolstof?

Zwarte koolstof (BC) is een zeer fijne vorm van fijnstof op basis van het element koolstof dat wordt geproduceerd door onvolledige verbrandingsprocessen en wordt vaak roet genoemd. Vanaf 2009 werd het door de wetenschappelijke gemeenschap beschouwd als een belangrijke bijdragende factor voor de opwarming van de aarde, waar het de infraroodwarmte-uitstoot van de atmosfeer van de aarde terug in de ruimte kan blokkeren. Schattingen zijn dat zwarte koolstof verantwoordelijk is voor overal van 10% tot 40% van alle stralingsblokkering, hoewel het slechts een korte levensduur van een paar weken in de bovenste atmosfeer heeft, in tegenstelling tot een broeikasgas zoals koolstofdioxide dat kan aanhouden tot een eeuw in de atmosfeer voordat het chemisch wordt afgebroken. De belangrijkste menselijke activiteiten die zwarte koolstofaërosolen produceren, zijn het verbranden van hout en vegetatie, het gebruik van steenkool voor energieproductie en het draaien van dieselmotoren. In de Verenigde Staten bijvoorbeeld, wordt vanaf 2011 90% van alle BC-uitstoot in de transportsector geproduceerd door vrachtwagens met dieselmotor.

Het element koolstof vormt bindingen met veel andere elementen in de natuur, en zwarte koolstof zelf kan verschillende vormen aannemen. In tegenstelling tot stabiele verbindingen zoals zwarte diamantkoolstof of zwarte koolstofstaal, is atmosferische zwarte koolstof echter een vorm van het element dat gewoonlijk zwak is gebonden aan organische moleculen op basis van het bronmateriaal waaruit het is ontstaan. Waar het een microkristallijne structuur bevat die vergelijkbaar is met grafiet, kan het zichtbare lichtstralen absorberen, evenals infrarood licht met een langere golflengte, bekend als warmtestraling, die beide normaal ontsnappen in de ruimte vanuit de bovenste atmosfeer en voorkomen dat de planeet oververhit raakt.

Uit recent onderzoek in de ^21e eeuw is gebleken dat de uitstoot van zwarte koolstof het op een na grootste element is dat bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde na die van koolstofdioxidegas. Ze worden ook gezien als een bron van vervuiling die gemakkelijk kan worden verminderd vanwege de korte duur van het materiaal in de atmosfeer. Verbeterde efficiëntie in verwarmingsapparatuur of kooktechnologie in ontwikkelingslanden, evenals beheersing van luchtvervuiling bij kolengestookte elektriciteitscentrales en dieselmotoren kunnen snel de BC-vervuilingspercentages op grote schaal verminderen.

Voertuigen met dieselmotor en industriële installaties kunnen achteraf worden uitgerust met gaswassers die tot 70% van de zwarte koolstofemissies gedurende een levensduur van de deeltjesvanger van acht jaar kunnen voorkomen. Het vervangen van kookkachels in landen zoals India en China waar steenkool of andere biomassa-verbranding op grote schaal wordt gedaan, door vloeibaar petroleumgas (LPG) gestookte kookkachels, wordt ook gezien als een praktische en economische manier om de uitstoot van zwarte koolstof te verminderen. Aangezien roet een belangrijke bijdragende factor is voor aandoeningen van de luchtwegen, zou dit ook de gezondheid verbeteren van degenen die worden getroffen door luchtvervuiling door BC-kachels.

Studies vanaf 2009 in het Noordpoolgebied en Antarctica en vanaf 2010 in het Himalayagebergte hebben aangetoond dat zwarte koolstof een belangrijke factor is bij het smelten van gletsjers. Dit ondanks het feit dat de uitstoot van BC voornamelijk afkomstig is uit tropische gebieden, waarbij de Oost-Aziatische landen qua volume een belangrijke producent van de verontreinigende stof zijn. Een belangrijke factor in de uitstoot van zwarte koolstof is die van ontbossing in tropische regenwoudgebieden. Het verminderen van ontbossing wordt gezien als een gemakkelijker te verminderen bron van vervuiling dan eerdere pogingen om de niveaus van de opwarming van de aarde te verminderen, zoals die van kooldioxide en stikstofoxide, die onvermijdelijke bijproducten zijn van de wereldwijde industrie en transportnetwerken.