Carbon đen là gì?
Carbon đen (còn gọi là BC) là một thành phần của vật chất dạng hạt và chất gây ô nhiễm không khí. Nó có hiệu quả cao trong việc hấp thụ nhiệt và một thành phần chính của muội than.
Carbon 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 đi vào không khí dưới dạng hạt mịn (PM2.5).
Khí thải carbon đen đã được một số nguồn xác định là có khả năng đóng góp lớn thứ hai vào biến đổi khí hậu sau carbon dioxide.
Carbon đen đến từ đâu?
Các nguồn cacbon đen cơ bản bao gồm:
● khí thải từ động cơ diesel và xe cộ
● đốt dân cư như đốt củi và đốt than
● đồng ruộng đốt chất thải nông nghiệp
● cháy rừng và thảm thực vật
Khí thải carbon đen là mối quan tâm quanh năm. Khí thải đốt cháy nhiên liệu hóa thạch lớn hơn vào mùa đông, trong khi khói cháy rừng thường tạo ra nồng độ khí thải 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 đã đóng góp 88% lượng khí thải carbon đen toàn cầu vào năm 2015 từ quá trình đốt sinh khối lộ thiên và đốt nhiên liệu rắn trong khu dân cư.
Carbon đen ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn như thế nào?
Carbon đen góp phần vào các tác động tiêu cực đến sức khỏe do PM2.5 gây ra, bao gồm các tác động đến hệ hô hấp và tim mạch cũng như tử vong sớm. Từ năm 2012 đến năm 2014, hơn 85% dân số của Liên minh châu Âu tiếp xúc với mức PM2.5 vượt quá hướng dẫn của Tổ chức Y tế Thế giới.
Trong một nghiên cứu năm 2019 được công bố trên Tạp chí Hiệp hội Y khoa Hoa Kỳ , PM2.5 có liên quan đến 9 nguyên nhân tử vong của 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 mạn tính
● sa sút trí tuệ
● bệnh tiểu đường loại 2
● tăng huyết áp
● ung thư phổi
● viêm phổi
Nghiên cứu đã bổ sung thêm kiến thức về sự nguy hiểm của PM2.5, vì bệnh thận mãn tính, tăng huyết áp và sa sút trí tuệ trước đây không liên quan đến ô nhiễm PM2.5.
Nghiên cứu tương tự cũng chỉ ra rằng những người Da đen trái ngược với những người không phải Da đen (55 so với 51%) và các cộng đồng thiệt thòi về kinh tế xã hội trái ngược với các hạt có thu nhập cao hơn (65 so với 46%) phải chịu gánh nặng tử vong không tương xứng. 99% gánh nặng tử vong có liên quan đến mức PM2.5 thấp hơn tiêu chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ.
Trong thập kỷ qua, cộng đồng khoa học đã cố gắng phân biệt các tác động sức khỏe khác nhau của các thành phần khác nhau của PM2.5, bao gồm cả cacbon đen. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có đủ bằng chứng để phân biệt những tác động này, vì vậy giả định hiện tại là nhiều thành phần khác nhau góp phần vào các tác động xấu đến sức khỏe của PM2.5. Trong số các bằng chứng hiện có, cacbon đen có liên quan nhất quán đến tác động tim mạch ở những người mắc các bệnh từ trước.
Tác dụng của cacbon đen đối với môi trường là gì?
Carbon đen như một thành phần của PM2.5 có thể gây hại cho hệ sinh thái và làm giảm năng suất nông nghiệp do:
● hạ cánh trên lá cây và tăng nhiệt độ của chúng, thay đổi mô hình mưa
● ánh sáng mặt trời mờ đi đến trái đất
Thay đổi lượng mưa có thể có tác động sâu sắc đến nông dân ở các vùng phụ thuộc vào mưa gió mùa. Một nghiên cứu năm 2011 được công bố trên Tạp chí Khí hậu cho thấy các bình xịt carbon đen làm giảm lượng mưa ở tây nam Ấn Độ , Trung Quốc , Malaysia , Myanmar , Thái Lan và tăng lượng mưa ở miền bắc Ấn Độ và Cao nguyên Tây Tạng từ tháng 3 đến tháng 5. Trong những tháng mùa hè, các khu vực của Ấn Độ cũng như Bangladesh , Myanmar và Thái Lan đã giảm lượng mưa do carbon đen.
Các-bon đen ngày càng được công nhận vì vai trò của nó trước đây trong việc góp phần gây ra biến đổi khí hậu . Theo một số ước tính, carbon đen cạnh tranh với mêtan vì đóng góp mức phát thải cao thứ hai vào quá trình nóng lên toàn cầu sau carbon dioxide.
Carbon đen có tác dụng làm ấm trực tiếp thông qua việc hấp thụ ánh sáng và tỏa ra nhiệt; nó cũng có những tác động gián tiếp đến ấm lên nghiêm trọng ở Bắc Cực. Khi cacbon đen lắng trên tuyết hoặc băng, nó sẽ làm tăng tốc độ tan chảy; Bằng cách này, carbon đen làm giảm không gian trắng ở Bắc Cực, nơi phản chiếu ánh sáng ra khỏi Trái đất, góp phần làm ấm hơn nữa.
Năm 2017, Hội đồng Bắc Cực gồm 8 quốc gia đã cam kết kiểm soát lượng khí thải carbon đen và giảm sự nóng lên của Bắc Cực. Các quốc gia nhất trí hạn chế mức phát thải từ 25 đến 33% dưới mức của năm 2013 vào năm 2025.
Các quốc gia đã cam kết giảm lượng khí thải carbon đen bao gồm:
● Canada
● Đan mạch
● Phần Lan
● Nước Iceland
● Na Uy
● Nga
● Thụy Điển
● Hoa Kỳ
Một bài báo được trình bày tại cuộc họp mùa Thu năm 2016 của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ lưu ý rằng khí thải đốt sinh khối, hoặc cháy rừng, đóng một vai trò thấp trong các mô hình ấm lên toàn cầu.
Bài báo tập trung vào cacbon đen trong quá trình đốt sinh khối tập trung diễn ra ở Châu Phi. Nghiên cứu cho thấy các đặc tính vật lý và quang học của cacbon 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 biến năng lượng đó thành nhiệt, góp phần gây ra biến đổi khí hậu.
Carbon đen có tuổi thọ trong khí quyển rất ngắn: nó sẽ tồn tại trong không khí vài ngày đến vài tuần – không giống như CO2, tồn tại hơn một trăm năm. Bằng cách nhanh chóng giảm lượng khí thải carbon đen, có một 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 băng ở Bắc Cực.
Chúng ta có thể làm gì để giảm lượng khí thải carbon đen?
Ở Châu Âu và Hoa Kỳ, một phần đáng kể lượng khí thải carbon đen đến từ phương tiện vận tải diesel trên đường bộ và đường bộ. Tuy nhiên, đóng góp lớn nhất ở Đông Âu và các nước Bắc Âu là đốt cháy trong khu dân cư. Ở Châu Âu, 84% lượng khí thải carbon đen được cho là do giao thông vận tải.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) ước tính, với các quy định hiện hành và các chương trình trang bị thêm động cơ diesel, 86% 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 nước như Na Uy, Thụy Điển, Đan Mạch, và Hy Lạp đã được xác định là một nguồn phát thải chi phối và sẽ yêu cầu các quy định nghiêm ngặt hơn về khí thải.
Các nguồn sưởi ấm trong khu dân cư, chẳng hạn như bếp đốt củi và lò sưởi, ảnh hưởng lớn đến chất lượng không khí. Các bước có thể được thực hiện để giảm thiểu ô nhiễm không khí từ các nguồn này bao gồm:
● bếp nấu viên tự động với công nghệ kiểm soát khí thải
● nồi hơi dựa trên công nghệ khí hóa gỗ
● thiết bị dăm gỗ / củi có máy tách hạt hiệu quả
● sử dụng lò sưởi và bếp đốt củi kết hợp với máy lọc không khí
