什麼是黑碳?

julie20098 發佈 2024-03-02T07:44:17.558853+00:00

了解我們可以做些什麼來解決全球變暖的第二大原因。黑碳是煤煙和煙霧的主要成分之一。它是不完全燃燒木柴或化石燃料等有機材料後留下的殘留物。在合適的地方,它是土壤中重要的天然肥料,這就是為什麼人們幾千年來一直實行刀耕火種的農業。

了解我們可以做些什麼來解決全球變暖的第二大原因。


黑碳是煤煙和煙霧的主要成分之一。它是不完全燃燒木柴或化石燃料等有機材料後留下的殘留物。

在合適的地方,它是土壤中重要的天然肥料,這就是為什麼人們幾千年來一直實行刀耕火種的農業。在錯誤的地方,炭黑沉澱在肺部深處,導致過早死亡,或者沉澱在雪上,增加災難性洪水的風險。懸浮在大氣中,它是導致全球變暖的第二大因素,僅次於二氧化碳。

由於黑碳對弱勢社區的影響不成比例,解決黑碳問題是一個環境正義問題。

黑碳的來源

在工業時代之前,火是黑碳的主要來源,無論是自然發生的還是人為引起的。作為自然碳循環的一部分,燃燒生物質產生的固體黑碳(生物炭)比在空氣中產生的黑碳(煤煙)要多。火主要是把碳封存在土壤中,而不是釋放到大氣中,而釋放到大氣中的碳又被植物重新吸收。

高達40%的土壤有機碳是黑碳,它可以增加土壤的肥力。即使在今天,生物炭仍被用於提高因集約化工業化農業而退化的土壤的肥力。

工業時代

隨著18世紀後期工業化的開始,煤(最髒的化石燃料)取代了生物燃料,成為黑碳排放的主要來源。大氣中的黑碳(菸灰)增加了7倍,在20世紀初達到頂峰。

然而,生物質的燃燒仍在繼續,特別是在低收入國家的農村地區,全球有20億人依賴木材、糞便或作物殘餘物形式的生物質作為取暖和做飯的主要燃料。事實上,隨著20世紀人口的快速增長,生物質的燃燒翻了一番,低效的爐灶是一個主要來源。

在全球範圍內,化石燃料的碳排放量大約是生物質燃料的兩倍,估計占所有黑碳排放量的25%。每種來源對大氣黑碳的貢獻取決於該地區的工業化和城市化程度,農村地區生物質對黑碳的貢獻更多,而城市地區化石燃料對黑碳的貢獻更多。

繼化石燃料和生物質之後,道路灰塵是黑碳的第三個來源,特別是來自汽車尾氣以及剎車和輪胎磨損。今天,柴油廢氣排放的黑碳比任何其他單一來源都多,其中90%來自交通部門的排放黑碳是城市顆粒物(PM2.5)的重要組成部分,道路附近的黑碳含量可高出50%至200%。在燃煤電廠周圍,落在公路上或公路附近的煤煙會重新懸浮在空氣中。

黑碳的危害

黑碳的影響既是一個全球性問題,也是一個地方性問題。這些影響取決於排放的來源和位置,黑碳的生物質來源對人類健康有局部影響,而化石燃料來源可能導致更多的全球性問題,例如增加自然災害和全球變暖的風險。

對人類健康的影響

雖然黑碳在大氣中停留的時間只有幾天,但它對人類健康的影響卻是巨大的。根據兩項研究,在農村地區,爐灶造成的家庭黑碳空氣污染對婦女和兒童的影響尤為嚴重。在城市地區,道路揚塵,特別是燃煤電廠和港口設施附近的道路揚塵也帶來類似的風險,低收入家庭和有色人種接觸黑碳的風險顯著增加。例如,在底特律地區的一項研究中,貧困社區和有色人種社區的道路附近黑碳濃度比其他地方高出35%-40%。

全球變暖

黑碳已被確定為溫室氣體排放的「第二大」來源。來自化石燃料的黑碳的全球變暖潛力是來自生物質的黑碳的兩倍。因為黑碳吸收而不是反射光,它阻止了通常會逃逸回太空的能量離開地球大氣層,從而導致全球變暖。

無論黑碳落回地球表面還是懸浮在大氣中,情況都是如此。當黑碳落在雪地上時,它的作用尤其強大,使變黑的雪吸收更多的熱能,而不是將其反射回太空。根據最近的研究,黑碳是加速冰川和積雪融化的50%以上的原因。在極地地區,這是海平面上升的直接原因。

自然災害

在冰川等常年結冰的地區,黑碳的存在增加了洪水的風險。來自喜馬拉雅山的冰川融化增加了生活在恆河和雅魯藏布江流域的7800萬人口的洪水風險。黑碳被認為與中國北方乾旱和南方洪水頻繁發生以及源自阿拉伯海的熱帶氣旋強度增加有關。

技術解決方案

黑碳是一個環境正義問題,因為其風險主要影響生活貧困的人、發展中國家的人以及世界各地的有色人種。重要的是,減少黑碳排放的方法已經存在。實施後,到2050年,它們可以改善人類健康,並使全球變暖減少約0.2攝氏度。

黑碳和二氧化碳通常是在相同的燃燒過程中排放的(例如柴油燃料的燃燒),因此許多減少二氧化碳排放的努力也會產生減少黑碳的效果。然而,一些緩解努力對於降低黑碳排放水平尤為重要。

·太陽能炊具等燃燒更清潔的爐灶有可能減少農村黑碳排放、減緩森林砍伐、改善人類健康和提高教育水平,因為兒童花大量時間收集柴火,這減少了他們受教育的機會。

·再生農業是指通過將碳和其他營養物質返回土壤來保持土壤健康的做法。黑碳在土壤中可以穩定存在數千年,因此將其作為生物炭返回土壤也可以作為一種碳農業或「負排放」。

·混合動力和電動汽車主要依靠再生制動而不是摩擦制動來降低道路粉塵水平,摩擦制動產生的顆粒物約占道路交通產生顆粒物的20%。

·更少的交通和更清潔的交通減少了對黑碳的接觸。低排放區(LEZ)也很有效:倫敦的LEZ減少了40%-50%的黑碳。減少卡車柴油污染還可以改善低收入和弱勢社區的健康狀況。

·清潔運輸。由於黑碳只在大氣中停留幾天,在極地等敏感地區減少船舶的黑碳排放對減少融雪和海平面上升具有重大影響。

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