Brązowy węgiel

W chemii węgiel brunatny ( C _brown /BrC ) to brązowy dym powstający w wyniku spalania materii organicznej . Po uwolnieniu do atmosfery współistnieje z czarnym węglem .

Sadza jest uwalniana głównie podczas spalania w wysokiej temperaturze, a węgiel brunatny jest emitowany głównie podczas spalania biomasy. Te dwie substancje są najważniejszymi substancjami pochłaniającymi światło w atmosferze. Właściwości absorpcyjne tych substancji mają duży wpływ na klimat i transfer promieniowania.

Przegląd

Ognisko o niskiej temperaturze w Danii uwalnia do atmosfery brązowe aerozole węglowe

Odkrycie

Aerozole pochłaniające światło stały się przedmiotem badań ze względu na ich wpływ na ocieplenie atmosferyczne . Podczas gdy funkcja sadzy powstałej w wyniku spalania biomasy w odniesieniu do ocieplenia powietrza jest dotychczas znana, ostatnio odkryto mniej znaną część węgla brunatnego.

Brązowe aerozole węglowe

Sposób, w jaki światło odbija się od brązowego węgla, powoduje, że materiał wydaje się brązowy lub żółty. W odniesieniu do sadzy (jako aerozolu zwanego czarnym węglem ) te odbijające światło cząsteczki są wspólnie nazywane brązowym węglem, podkreślając ich właściwości optyczne.

Zaobserwowano, że cząstki pochodzące ze spalania lub zużycia węgla w gospodarstwach domowych mogą zawierać znaczne ilości węgla brunatnego. Te cząstki stałe wydają się jasnobrązowe, a nie czarne, jak można by się spodziewać po czystych cząstkach sadzy .

Efekty

Wpływ na atmosferę ziemską

Pożar Malibu na południowy zachód w kierunku zachodniego Los Angeles. Wiatry Santa Ana podsycają płomienie i wydmuchują brązowy dym wypełniony węglem w morze na wiele mil

Aerozole są jednymi z najważniejszych czynników przyczyniających się do zmian klimatu w atmosferze . Wiele cząstek zawieszonych w atmosferze pochodzi z wielu źródeł. Niektóre z tych źródeł są naturalne, a niektóre stworzone przez człowieka. Większość aerozoli odbija światło słoneczne, a niektóre również je pochłaniają. Wiele z tych nanocząstek, oprócz skutków klimatycznych, powoduje poważne skutki zdrowotne. Istnieje wiele działań człowieka, które wytwarzają te cząsteczki.

Od pewnego czasu wiadomo, że cząsteczki czarnego węgla ( składnik sadzy ) pochodzące z procesów spalania pochłaniają światło słoneczne i ogrzewają atmosferę, dlatego wprowadzono środki kontroli zanieczyszczeń w celu ograniczenia ich emisji i ich skutków.

Węgiel brunatny wzbudził zainteresowanie jako możliwa przyczyna zmian klimatycznych . Ta klasa węgla organicznego, znana z brązowawego koloru, silnie absorbuje fale ultrafioletowe i mniej znacząco w zakresie widzialnym. Rodzaje węgla brunatnego obejmują materiały smołowe z tlących się pożarów lub spalania węgla, produkty rozpadu ze spalania biomasy, mieszaninę związków organicznych emitowanych z gleby oraz lotne związki organiczne wydzielane przez roślinność.

Czarny i brązowy węgiel

Węgiel brązowy w stosunku do węgla czarnego

Pożar o wysokiej temperaturze w Nowym Orleanie po huraganie Katrina, który spowodował uwolnienie aerozoli czarnego węgla do atmosfery

Modele symulacyjne sugerują, że węgiel brunatny odpowiada za około 19% całkowitej absorpcji atmosferycznej przez aerozole, podczas gdy 72% przypisuje się sadzy, a 9% wynika z efektu powlekania aerozoli siarczanowych i organicznych na sadzę. Wydaje się, że węgiel brunatny może odgrywać ważną rolę w fotochemii i cyklu hydrologicznym , zwłaszcza w regionach zdominowanych przez spalanie biomasy. Dlatego w symulacjach globalnych zmian klimatu należy wziąć pod uwagę brunatny węgiel, aby uzyskać dokładniejsze zrozumienie.

Mieszanka czerni i brązu

Do około 70% pochłaniania światła pochodzi z sadzy. Kiedy brązowy węgiel jest obecny niezależnie, ma prawie 15% potencjał do ogrzania atmosfery poprzez pochłanianie światła.

Większość aerozoli w dymie ze spalania to mieszanka czarnego i brązowego węgla. Czasami nie da się tego dostrzec gołym okiem.

Zobacz też