znanost 17.11.2016 8:57

Znižanje koncentracij črnega ogljika bi upočasnilo podnebno segrevanje in izboljšalo zdravje ljudi

Ljubljana, 17. novembra - Črni ogljik v ozračju je drugi najpomembnejši povzročitelj segrevanja planeta, saj zaostaja le za ogljikovim dioksidom. Kratkoročni ukrepi za znižanje koncentracij črnega ogljika v ozračju, ki bi jih sprejeli na nacionalni in mednarodni ravni, bi upočasnili segrevanje planeta in globalno preprečili več milijonov smrti letno, je na predavanju v okviru cikla Znanost na cesti povedal znanstvenik in direktor podjetja Aerosol Griša Močnik.

Ljubljana, Kavarna Union.
Predavanje v okviru cikla Znanost na cesti direktorja podjetja Aerosol Griše Močnika, na katerem je sodeloval tudi pilot Matevž Lenarčič.
Foto: STA

Črni ogljik je produkt nepopolnega zgorevanja, to je tisti del saj, ki absorbira svetlobo. "Preprosto povedano, to je tisto, kar vidimo, ko se peljemo za avtomobilom z dizelskim motorjem, ki ni najbolje vzdrževan," je ponazoril Močnik.

Črni ogljik spada med primarna onesnaževala, saj ga lahko neposredno povežemo z viri - delce vidimo takoj, ko jih določen vir izpusti. Posebnost črnega ogljika je tudi njegova heterogenost, saj z oddaljevanjem od vira zelo hitro pada, medtem ko je ogljikov dioksid enakomerno porazdeljen.

Je eden ključnih parametrov, ki povzroča podnebne spremembe, saj je drugi najpomembnejši povzročitelj segrevanja ozračja, takoj za ogljikovim dioksidom. Onesnažen zrak s črnim ogljikom pa se lahko širi tudi na zelo dolge razdalje. Kljub temu da so izpusti lokalni, pri čemer vplivajo na zdravje prebivalcev, imajo tudi regionalen in globalen vpliv, ki se odraža v podnebnih spremembah.

V Sloveniji sta najpomembnejša vira onesnaženosti promet ter izgorevanje lesa za ogrevanje individualnih hiš. Kurjenje biomase sicer povzroča kar 40 odstotkov emisij vseh delcev v Evropski uniji.

Ena izmed rešitev je implementiranje tehnološko naprednih peči ter vzpostavitev centraliziranih sistemov v mestih, kot je denimo ljubljanska toplarna. Na področju prometa pa je potrebno predstaviti alternative, ki morajo biti preproste za uporabo in ugodne. Med drugim bi morali v določenih delih mest omejiti promet, javni prevoz pa bi moral postati ne le lokalna, temveč tudi regionalna stvar, je dejal Močnik.

Ukrepi za zmanjševanje črnega ogljika

Ker je življenjska doba črnega ogljika v atmosferi nekaj tednov, medtem ko se življenjska doba ogljikovega dioksida meri v desetletjih, so učinki ukrepov za njegovo omejevanje vidni takoj, je pojasnil Močnik. Na ta način lahko z omejevanjem izpustov črnega ogljika hitro upočasnimo segrevanje atmosfere ter si kupimo čas za dogovor o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida. Poleg tega so tehnologije za zmanjšanje emisij črnega ogljika že na voljo, medtem ko za ogljikov dioksid niso.

Ustrezni ukrepi pa ne bi imeli vpliva le na podnebje, temveč tudi na zdravje ljudi. Vsako leto namreč po besedah Močnika zaradi onesnaženega zraka umre več milijonov ljudi, samo v Indiji okoli 800.000 ljudi, na Kitajskem pa skoraj 700.000.

Del majhnih delcev črnega ogljika, ki jih vdihnemo, se namreč v pljučih stopi in začne učinkovati na naše telo. Na ta način lahko povzročijo bolezni dihal, kardiovaskularne bolezni ter celo nevrološke bolezni, saj lahko koščke črnega ogljika najdemo tudi v možganih, je pojasnil Močnik.

Z istimi ukrepi pa dobimo prednosti tudi pri vplivu na poljedelstvo. "Ker črni ogljik absorbira svetlobo, zmanjša količino svetlobe, ki doseže zemljo, zato je manj pridelka."

Merjenje črnega ogljika

Ker so emisije črnega ogljika odvisne od učinkovitosti zgorevanja, emisijskih faktorjev ne moremo izračunati iz količine goriva na preprost način, zato ga moramo meriti, je pojasnil Močnik. Meritve so pomembne, saj lahko na ta način povemo nekaj o procesu zgorevanja, virih in kaj se s temi delci v atmosferi zgodilo, je dejal.

S tovrstnimi meritvami se ukvarja podjetje Aerosol, ki razvija merilni instrument Aethalometer. Trgi, ki jih najboljše naslavljajo ta hip, so Evropa, ZDA, Kitajska in Indija. "To so tisti deli sveta, ki so najbolj onesnaženi in hkrati dovolj razsvetljeni, da razumejo, da je meritev črnega ogljika koristna, četudi ni zakonsko predpisana," je dejal Močnik.

Skupaj s pilotom Matevžem Lenarčičem pa izvajajo tudi akcije merjenja črnega ogljika s pomočjo ultralahkega letala v okviru misije GreenLight WorldFlight. S projektom dokazujejo, da kombinacija razvojne dejavnosti in ultralahkega letala prinaša novo paradigmo za merjenje črnega ogljika na decentraliziran, preprost in razmeroma poceni način.

Industrija v razvitih delih sveta še vedno pomemben vir onesnaženja zraka s črnim ogljikom

Zadnji polet okoli sveta z namenom merjenja koncentracij črnega ogljika je Lenarčič opravil letos v obdobju marca in aprila, v oktobru pa je ekipa predstavila rezultate.

Po besedah Močnika je bil letošnji polet okoli sveta pomemben, ker so opravili meritve na višini, kjer jih doslej še ni bilo. "Poleg tega so meritve potekale predvsem po severni polobli, kjer je gostota prebivalstva večja, zato so pridobljeni podatki bolj pomembni s stališča vpliva podnebnih sprememb, ki jih povzroča črni ogljik, na prebivalstvo."

Najbolj presenetljiva pa je bila ugotovitev, da je industrija v razvitih delih sveta še vedno pomemben vir onesnaženja zraka s črnim ogljikom. "To, da je črpanje in predelava nafte pomemben regionalni vir črnega ogljika, je nekaj, s čimer se je potrebno ukvarjati tudi v kontekstu regulative," je menil Močnik. Te emisije se namreč širijo tudi regionalno ter vplivajo na zdravje prebivalstva ter podnebje.

Misijo bodo nadaljevali do leta 2020

Kot je na dogodku pojasnil Lenarčič, imajo plan misije GreenLight WorldFlight začrtan do leta 2020. Prihodnje leto bodo tako meritve koncentracij črnega ogljika opravili nad celotnim Sredozemskim morjem, kjer bodo poleg črnega ogljika merili tudi saharski pesek, ki prihaja iz Afrike.

Saharski pesek je namreč po Močnikovih besedah poleg črnega ogljika pomemben vir delcev v zraku, ki prispeva h koncentracijam v južni Evropi. "Te delce, ki niso posledica zgorevanja, ki ga povzročamo ljudje, je potrebno identificirati, da jih zmotno ne razglasimo za nekaj, s čimer človek onesnažuje zrak."

Z meritvami bodo nadaljevali leta 2018 in 2019 v Aziji, še posebej v okolici Himalaje in Tibeta, kjer je izvor vode za tretjino človeškega prebivalstva. Posledice črnega ogljika so namreč lahko tudi taljenje ledu in snega, kar predstavlja neposredni vpliv črnega ogljika na zaloge vode v tem delu sveta.

Zadnja kampanja pa bo prelet Antarktike, ki je po besedah Močnika tehnično zelo zahteven. "Gre za zelo dolg polet v zelo ekstremnih razmerah. Poleg tega pa so koncentracije črnega ogljika tam zelo nizke, ker smo daleč od virov, kar pomeni, da moramo izdelati instrument, ki bo veliko bolj občutljiv," je še povedal Močnik.

Griša Močnik

Griša Močnik je direktor in vodja raziskovalne skupine v podjetju Aerosol, proizvajalcu merilnikov črnega ogljika - aethalometrov, in raziskovalec na Institutu Jožef Stefan. Bil je projektni vodja in svetovalec v več raziskovalnih in industrijskih projektih s področja merjenja aerosolov in razvoja laserskih in optičnih medicinskih pripomočkov. Sodeluje v raziskovalnih in razvojnih projektih podjetja, kot vodja skupine, raziskovalec ali svetovalec.

Je tudi član delovne skupine, ki z mandatom Evropske komisije pripravlja standard za določanje koncentracij ogljičnih aerosolov, in je sodeloval v ekspertni skupini o črnem ogljiku evropske ekonomske komisije Združenih narodov. Teme, s katerimi se ukvarja, so osredotočene na razvoj in uporabo inštrumentov za merjenje optičnih lastnosti aerosolov, še posebej črnega ogljika in drugih ogljičnih aerosolov.