Co to jest czarny węgiel?
Czarny węgiel (BC) jest bardzo drobną formą cząstek stałych opartą na węglu pierwiastkowym, który powstaje w wyniku niekompletnych procesów spalania i często nazywa się go sadzą. Od 2009 roku społeczność naukowa zaczęła uważać go za główny czynnik przyczyniający się do globalnego ocieplenia, ponieważ może on blokować emisje ciepła podczerwonego z atmosfery ziemskiej z powrotem do kosmosu. Szacuje się, że czarny węgiel jest odpowiedzialny za od 10% do 40% wszystkich bloków radiacyjnych, chociaż ma krótki okres życia wynoszący kilka tygodni w górnej atmosferze, w przeciwieństwie do gazu cieplarnianego, takiego jak dwutlenek węgla, który może utrzymywać się do sto lat w atmosferze, zanim ulegnie chemicznemu rozkładowi. Główną działalnością człowieka, która wytwarza aerozole z czarnego węgla, jest spalanie drewna i roślinności, wykorzystanie węgla do produkcji energii oraz eksploatacja silników napędzanych olejem napędowym. Na przykład w Stanach Zjednoczonych od 2011 r. 90% wszystkich emisji BC jest wytwarzanych w sektorze transportu przez ciężarówki z silnikiem Diesla.
Pierwiastek węgla tworzy wiązania z wieloma innymi pierwiastkami w przyrodzie, a sam węgiel czarny może przybierać różne formy. Jednak w przeciwieństwie do stabilnych związków, takich jak węgiel z czarnego diamentu lub stal z czarnego węgla, atmosferyczny czarny węgiel jest formą pierwiastka, który jest zwykle słabo związany z cząsteczkami organicznymi w oparciu o materiał źródłowy, z którego pochodzi. Tam, gdzie zawiera strukturę mikrokrystaliczną podobną do grafitu, może pochłaniać promienie światła widzialnego, a także światło podczerwone o większej długości fali znane jako promieniowanie cieplne, które zwykle uciekają w przestrzeń kosmiczną z górnej atmosfery i zapobiegają przegrzaniu planety.
Ostatnie badania przeprowadzone w XXI wieku wykazały, że emisje czarnego węgla są drugim co do wielkości elementem przyczyniającym się do globalnego ocieplenia po emisji dwutlenku węgla. Są one również postrzegane jako źródło zanieczyszczenia, które można łatwo zmniejszyć ze względu na krótkotrwały czas przebywania materiału w atmosferze. Zwiększona wydajność urządzeń grzewczych lub technologii gotowania w krajach rozwijających się, a także kontrola zanieczyszczenia powietrza w elektrowniach węglowych i silnikach wysokoprężnych może szybko zmniejszyć wskaźniki zanieczyszczenia BC na szeroką skalę.
Pojazdy napędzane olejem napędowym i zakłady przemysłowe można wyposażyć w płuczki, które mogą zapobiec nawet 70% emisji czarnego węgla w ciągu całego życia przez ośmioletnią pułapkę cząstek stałych. Zastąpienie pieców kuchennych w krajach takich jak Indie i Chiny, gdzie palenie węgla lub innej biomasy jest szeroko stosowane, przez piece opalane paliwem ciekłym (LPG), jest również postrzegane jako praktyczny i ekonomiczny sposób na ograniczenie emisji czarnego węgla. Ponieważ sadza jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do dolegliwości układu oddechowego, poprawiłoby to również zdrowie osób dotkniętych zanieczyszczeniem powietrza przez piece BC.
Badania przeprowadzone w 2009 r. W Arktyce i Antarktyce oraz w 2010 r. W Himalajach wykazały, że czarny węgiel jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do topnienia lodowców. Dzieje się tak pomimo faktu, że emisje BC pochodzą przede wszystkim z regionów tropikalnych, przy czym narody Azji Wschodniej są głównym producentem zanieczyszczeń pod względem objętości. Istotnym czynnikiem wpływającym na poziom emisji czarnego węgla jest wylesianie w regionach tropikalnych lasów deszczowych. Ograniczanie wylesiania jest postrzegane jako łatwiejsze do złagodzenia źródło zanieczyszczenia niż poprzednie próby zmniejszenia poziomów produkcji gazu z globalnego ocieplenia, takich jak dwutlenek węgla i tlenek azotu, które są nieuniknionymi produktami ubocznymi światowego przemysłu i sieci transportowych.