什么是黑碳(黑炭来源和用途)

黑碳

黑碳(BC)是一种非常精细的颗粒物形式,基于不完全燃烧过程产生的元素碳,通常被称为烟灰。自2009年起,它开始被科学界认为是导致全球变暖的主要因素,它可以阻止地球大气中的红外线热量排放回太空。据估计,黑碳占所有辐射阻挡的10%到40%,尽管它在高层大气中的寿命很短,与温室相比只有几周像二氧化碳这样的气体,在化学分解之前可以在大气中存留长达一个世纪之久。产生黑碳气溶胶的主要人类活动是燃烧木材和植被、使用煤炭生产能源以及运行柴油发动机。例如,在美国,截至2011年,90%的不列颠哥伦比亚省排放量是由柴油驱动的卡车在运输部门产生的。

碳元素与自然界中的许多其他元素形成键,而黑碳本身可以呈现出几种不同的形式。然而,与黑金刚石碳或黑碳钢等稳定化合物不同,大气中的黑碳是一种元素,通常与基于其来源材料的有机分子弱结合。它含有类似于石墨的微晶结构,它可以吸收可见光线以及被称为热辐射的更长波长的红外光,这两种光通常都会从高层大气逃逸到太空中,并防止地球过热。

21世纪的最新研究表明,黑碳排放是继二氧化碳气体之后导致全球变暖的第二大因素。它们也被视为污染源,由于材料在大气中的短期持续时间,很容易减少。提高发展中国家加热设备或烹饪技术的效率,以及对燃煤电厂和柴油发动机的空气污染控制,可以迅速广泛地降低不列颠哥伦比亚省的污染率。

柴油动力车辆和工业厂房可以加装洗涤器,在8年的颗粒捕集器的使用寿命内可防止高达70%的黑碳排放。在印度和中国等广泛使用煤炭或其他生物质燃料的国家,用燃烧液化石油气(LPG)的炉灶取代炉灶,也被视为减少黑碳排放的一种实用且经济的方法。由于烟灰是导致呼吸系统疾病的主要因素,这也将改善那些受到BC炉灶空气污染影响的人的健康。

截至2009年在北极和南极以及截至2010年在喜马拉雅山脉的研究表明,黑碳是导致冰川融化的主要因素。尽管BC的排放主要来自热带地区,而东亚国家是该污染物的主要生产者,但这一事实仍然存在。黑碳排放率的一个重要因素是热带雨林地区的森林砍伐。减少森林砍伐被视为比以前减少全球变暖气体产生水平(如二氧化碳和氮氧化物)更容易减轻的污染源,二氧化碳和氮氧化物是全球工业和运输网络不可避免的副产品。

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