Forskere finder ud af, at organisk kulstof også absorberer lys - og sandsynligvis skader folks sundhed

En afslørende signatur af et komfur, almindeligvis brugt til at tilberede mad eller give varme ved at brænde træ, trækul, dyremøg eller afgrøderester, er den tykke, sodet røg, der stiger op af flammerne. Dens rester, sorte pletter efterladt på væggene og tøjet og i lungerne hos de mennesker - som regel kvinder - der passer ovnene, er en slående påmindelse om de farer, brændeovnene udgør både for menneskers sundhed og for miljøet.

Men sod er kun en del af historien, når det kommer til miljøpåvirkning - omkring halvdelen af ​​det, det viser sig.

Efterhånden som temperaturen i en komfur begynder at falde, og den sorte røg bliver gråhvid, udledning af sod (eller sort kulstof) erstattes af organisk kulstof.

Forskning fra McKelvey School of Engineering ved Washington University i St. Louis har afsløret, at på trods af dets hvidlige udseende, organiske kulstofpartikler absorberer lige så meget - hvis ikke mere - sollys i atmosfæren som sort kulstof. Og dets sundhedseffekter kan være værre for de næsten 2,7 milliarder husstande verden over, der bruger dem.

Forskningen blev offentliggjort i april 14, 2020, spørgsmål af Miljøvidenskab og teknologibreve .

For bedre at forstå, hvilken effekt kogeovne har på miljøet og menneskers sundhed, Rajan Chakrabarty, adjunkt i energi, miljø- og kemiteknik, tog sin forskning til et hotspot for forurening:Chhattisgarh, i hjertet af det centrale Indien på landet, hvor kogeovne er en af ​​de største udledere af aerosoler og drivhusgasser.

"Tidligere eksperimenter var blevet udført i et laboratorium under kontrollerede forhold, som er anderledes end hvad du finder i marken, " sagde Chakrabarty.

Alligevel har globale afbødnings- og politiske strategier i 15 år været påvirket af en undersøgelse fra 2005 baseret på eksperimenter udført i et laboratorium. Det papir anbefalede at kontrollere sort kulstof som en måde at afbøde klimaændringer i den sydasiatiske region.

For bedre at forstå virkningerne af komfuremissioner i marken, Chakrabartys team tog til Chhattisgarh, mellem New Delhi og Calcutta. I to uger, de boede med beboere i landlige hjem, hvor folk brugte mudderchulhas, eller komfurer, at tilberede mad. I det tidsrum, de kørte 30 tests, madlavning med forskellige brændstoffer:træ, landbrugsrester og kvæggødning, som alle var lokalt fremskaffede.

Succesen med deres feltstudie blev i høj grad lettet af lokal forsker og Chakrabartys mangeårige samarbejdspartner, Professor Shamsh Pervez og hans forskningsgruppe ved Pt. Ravishankar Shukla Universitet.

"Vi fandt ud af, at virkeligheden i en madlavningscyklus er en blanding af sort og hvid røg, " sagde Chakrabarty. Farven sort absorberer lys, og hvidt afspejler det. "Vi havde troet, at de organiske kulstoffer modvirkede det sorte kulstof, til en vis grad, sagde han. Sod absorberer, organisk spredes."

Det, de fandt, var noget andet. Partiklerne i den hvide røg absorberede lys meget stærkt i de nære ultraviolette bølgelængder. "Da vi kiggede under motorhjelmen, " Chakrabarty sagde, "de var faktisk brunt kulstof." Efter at have gennemført analysen, holdet fastslog, at absorptionen var lige meget, hvis ikke større end sort kulstof, hvilket gør det til et lige så potent middel til atmosfærisk opvarmning.

Afbrænding af biomassebrændstof, såsom træ eller møg, er den dominerende kilde til luftforureningspartikler i den sydasiatiske region, ifølge Chandra Venkataraman, professor i kemiteknik ved Indian Institute of Technology Bombay. Venkataraman var den første forfatter til den indflydelsesrige videnskabsartikel fra 2005.

"Dette værk gør en ny og afgørende konstatering, ved brug af feltmålinger af partikelemissioner fra biomasseovne, at strålingsabsorption fra den organiske kulstofkomponent kunne svare til den fra sort kulstof, " hun sagde.

Ud over dets indvirkning på klimaet, organisk kulstof udgør også betydelige sundhedsrisici. Mange af partiklerne er, hvad der er kendt som polycykliske aromatiske kulbrinter med høj molekylvægt - forbindelser af kulstof og brint, der er etablerede kræftfremkaldende stoffer i dyr og generelt menes at være det hos mennesker.

Chakrabartys resultater er anvendelige over hele verden, som Verdenssundhedsorganisationen rapporterer, at næsten halvdelen af ​​verdens befolkning laver mad over åben ild. Kogeovne kan findes i hjem, ikke kun i Indien, men rundt om i verden, fra Senegal til Peru til Albanien.

"Opdagelsen har meget betydelige konsekvenser for regional atmosfærisk opvarmning fra forureningspartikler, der indeholder kortlivede klimakræfter som sort og organisk kulstof i forbindelse med at nå Paris-aftalens temperaturmål, " sagde Venkataraman.