Gospod Črni Ogljik

V petek 25. marca je znani pilot in fotograf Matevž Lenarčič z letališča v Portorožu poletel na približno mesec dni trajajočo pot okoli sveta. Na pot se je odpravil že tretjič v petih letih. Svet je prvič obkrožil leta 2012, naslednje leto pa je z ultralahkim letalom preletel severni tečaj. Poleg fotoaparata je imel s seboj na krovu obakrat še enega pomembnega sopotnika – napravo za merjenje koncentracij črnega ogljika. Tako je tudi tokrat.

Črni ogljik je eno najpomembnejših onesnaževal zraka. Za zloveščim imenom se sicer skriva nekaj na prvi pogled veliko nedolžnejšega in bolj domačega – saje. Saje, ki nastajajo pri nepopolnem zgorevanju goriv z vsebnostjo ogljika, torej predvsem fosilnih goriv in lesa.

Črni ogljik je pravzaprav tisti del saj, ki ga vidimo. Danes velja za enega najpomembnejših povzročiteljev podnebnih sprememb, saj zaradi temne barve vpija sončno svetlobo in s tem segreva ozračje, prav tako pa, če se nalaga na zasneženih in zaledenelih površinah, zmanjšuje odbojnost teh površin in s tem slabi tako imenovani učinek albeda.

Poleg tega je črni ogljik sestavni del zloglasnih trdnih delcev, ki lahko prodirajo v pljuča in povzročajo srčno-žilne bolezni in kronična vnetja dihal.

Najpomembnejša vira črnega ogljika sta zgorevanje lesa in izgorevanje v dizelskih motorjih.

Kljub naštetemu črni ogljik dolgo ni bil prepoznan kot pomemben onesnaževalec ozračja. Z zmanjšanjem kurjenja premoga je v znanstveni skupnosti prevladalo mnenje, da ne gre za težavo, vredno pozornosti. A je dejansko postala zgolj manj očitna. Zasluge za vnovično »popularizacijo« ima lani preminuli dr. Tihomir Novakov, v Srbiji rojeni ameriški znanstvenik s Kalifornijske univerze v Berkeleyu, ki velja za »botra črnega ogljika« in ki je skupaj s sodelavci razvil metode za zaznavanje črnega ogljika in utemeljil njegovo pomembnost pri merjenju onesnaženosti zraka.

Z univerze v Berkeleyu je izšlo tudi podjetje Magee Scientific Corporation, ki je leta 1986 začelo prodajati prvi komercialni merilnik zračnih koncentracij črnega ogljika, tako imenovani aethalometer. Proizvodnjo teh naprav so v 90-ih prenesli v Slovenijo, leta 2007 pa v ta namen ustanovili družbo Aerosol, ki jo vodi dr. Griša Močnik.

Naprava je, vsaj v osnovi, sila preprosto zasnovana. Neprestano črpa zrak, njegov tok pa spelje skozi bel filter. Na njem se ujamejo delci črnega ogljika, naprava pa nato izmeri optične lastnosti ujetih delcev, na podlagi katerih je mogoče določiti njihovo koncentracijo in vir.

Zaradi izboljšav v meritvah, ki so jih pod vodstvom Griše Močnika razvili v Aerosolu, so danes njihovi merilniki črnega ogljika vodilni v svetu. Njihov tržni delež je približno 80-odstoten. A vendar po svetu ta hip deluje le nekaj več kot tisoč njihovih aethalometrov. To pa je osrednji povod za Lenarčičevo misijo – z novimi meritvami in medijsko izpostavljenostjo okrepiti zavest o pomembnosti merjenja črnega ogljika in osveščenim prodati čim več naprav.

Ker vsak aethalometer stane toliko kot malo boljši avtomobil, to nikakor ni naprava za množično rabo. Namenjen je predvsem znanstvenim inštitutom, ki se ukvarjajo z raziskavami podnebnih sprememb, in državnim okoljskim agencijam, ki jih skrbi za kakovost zraka in zdravje prebivalstva. Decembra so v enem od največjih Aerosolovih naročil do zdaj vzpostavili indijsko nacionalno mrežo za merjenje črnega ogljika s 16 merilniki, razporejenimi po vsej državi.

Glede na do zdaj opravljene meritve je s svetovnega vidika najpomembnejši vir črnega ogljika zgorevanje biomase. V Evropi pa kot glavni vir nastopa še promet – predvsem dizelska vozila. Črni ogljik sestavlja polovico dizelskega izpuha. Svetovna zdravstvena organizacija je dizelski izpuh leta 2012 uvrstila v kategorijo dejavnikov, ki dokazano povzročajo raka.

Črni ogljik je eden najpomembnejših povzročiteljev podnebnih sprememb in eden najpomembnejših sestavnih delov zloglasnih trdnih delcev v zraku.

Ob prometnih cestah črni ogljik sestavlja tudi do polovice trdnih delcev v zraku. Meritve koncentracij so lahko izjemno dober kazalec učinkov prometne politike. Ko so v Ljubljani za promet zaprli Slovensko cesto, se je lokalni prispevek h koncentracijam črnega ogljika na območju znižal za 70 odstotkov. V Milanu so z meritvami koncentracij črnega ogljika dokazovali uspešnost politike plačljivega vstopa z avtomobilom v središče mesta.

Kot pravi Griša Močnik, je avtomobilski promet izrazit lokalni onesnaževalec. Meritve črnega ogljika, ki so jih opravili ob ljubljanski južni obvoznici, so na primer pokazale, da pas onesnaženosti sega le približno 200 metrov stran.

A onesnaženje s črnim ogljikom je težava tudi stran od prometnih cest. Povzroča ga predvsem kurjenje lesa v individualnih kuriščih. »Problem črnega ogljika se v zadnjih letih v Evropi povečuje zaradi spodbujanja kurjenja lesa, ker je ta obnovljiv vir energije. Če les zgoreva na napačen način, v preprostih in cenenih pečeh, v okolje uidejo velike količine črnega ogljika, pa tudi drugih onesnaževal.«

Kurjenje lesa pa je, drugače od prometa, z vidika onesnaženja zraka s črnim ogljikom regionalni problem. »Celotna Ljubljanska kotlina ima zelo homogeno koncentracijo črnega ogljika, ki je posledica zgorevanja lesa.«

Čeprav kurjenje lesa v mestih ni tako pogosto kot na podeželskih območjih, v nekaterih večjih mestih pa je celo prepovedano, ima velika večina mest zrak onesnažen tudi zaradi njega. Mesta so toplotni otoki, to pomeni, da se topel zrak nad njimi dviga, tako nastali podtlak pa vleče onesnažen zrak iz okolice mesta.

Tehnologija in ukrepi za omejevanje izpustov črnega ogljika obstajajo. Sodobni dizelski motorji so na primer veliko čistejši, kot so bili dizelski motorji včasih. Daljinsko ogrevanje lahko izniči potrebo po individualnih kuriščih, certificiranje peči pa zagotovi čistejše izgorevanje lesa.

Po besedah Griše Močnika se koncentracije črnega ogljika v ozračju načeloma sicer res zmanjšujejo, »a treba je zelo paziti, da spet ne naredimo kakšne neumnosti. Spodbujanje dizelskih vozil in kurjenje lesa brez ustreznih ukrepov za zmanjšanje izpustov črnega ogljika sta bili napaki.«

Matevž Lenarčič naj bi med poletom klimatološkim znanstvenikom priskrbel do zdaj najnatančnejše podatke o koncentracijah črnega ogljika na višini od tri do štiri kilometre, kjer je njegov učinek na segrevanje ozračja največji. Podrobnejše poznavanje koncentracij črnega ogljika bo omogočilo razvoj natančnejših algoritmov za računalniške podnebne modele. Ker je mogoče na podlagi optičnih lastnosti delcev črnega ogljika zelo dobro določiti njihov vir, pa so, pravi Močnik, meritve lahko tudi dobra podlaga za ukrepanje. »Glede na trenutne napovedi podnebnih modelov bi z učinkovitimi ukrepi za omejevanje izpustov črnega ogljika lahko segrevanje ozračja upočasnili vsaj za nekaj let,« pravi Griša Močnik. S tem pa bi si kupili dodaten čas za reševanje vprašanja kopičenja ogljikovega dioksida v ozračju.