Een veelbetekenend kenmerk van een kookfornuis, vaak gebruikt om voedsel te bereiden of warmte te geven door hout te verbranden, houtskool, dierlijke mest of gewasresten, is de dikke, roetachtige rook die opstijgt uit de vlammen. zijn overblijfselen, zwarte vlekken op de muren en kleding en in de longen van de mensen - meestal vrouwen - die voor de kachels zorgen, zijn een treffende herinnering aan de gevaren die de kachels vormen voor zowel de menselijke gezondheid als het milieu.

Maar roet is slechts een deel van het verhaal als het gaat om de impact op het milieu - ongeveer de helft ervan, het blijkt.

Als de temperaturen in een fornuis beginnen te dalen, en de zwarte rook wordt grijswit, roet (of zwarte koolstof) emissie wordt vervangen door organische koolstof.

Onderzoek van de McKelvey School of Engineering aan de Washington University in St. Louis heeft aangetoond dat, ondanks zijn witachtige uiterlijk, organische koolstofdeeltjes absorberen evenveel, zo niet meer, zonlicht in de atmosfeer als zwarte koolstof. En de gezondheidseffecten ervan kunnen erger zijn voor de bijna 2,7 miljard huishoudens wereldwijd die ze gebruiken.

Het onderzoek werd op 14 april gepubliceerd, 2020, probleem van Brieven over milieuwetenschap en technologie .

Om de effecten van kooktoestellen op het milieu en de menselijke gezondheid beter te begrijpen, Rajan Chakrabarty, assistent-professor energie, milieu- en chemische technologie, nam zijn onderzoek mee naar een hotspot van vervuiling:Chhattisgarh, in het hart van landelijk centraal India, waar kooktoestellen een van de grootste uitstoters van aerosolen en broeikasgassen zijn.

"Eerdere experimenten waren uitgevoerd in een laboratorium onder gecontroleerde omstandigheden, die anders zijn dan wat je in het veld aantreft, ' zei Chakrabarty.

Toch worden mondiale mitigatie- en beleidsstrategieën al 15 jaar beïnvloed door een onderzoek uit 2005 op basis van experimenten die in een laboratorium zijn uitgevoerd. In dat document werd aanbevolen om zwarte koolstof te beheersen als een manier om de klimaatverandering in de Zuid-Aziatische regio te verminderen.

Om de effecten van de uitstoot van fornuizen in het veld beter te begrijpen, Chakrabarty's team ging naar Chhattisgarh, tussen New Delhi en Calcutta. Gedurende twee weken, ze woonden bij bewoners in landelijke huizen waar mensen modder-chulha's gebruikten, of kookplaten, eten te bereiden. Gedurende die tijd, ze hebben 30 tests gedaan, koken met verschillende brandstoffen:hout, landbouwresten en rundermest, die allemaal lokaal geproduceerd waren.

Het succes van hun veldonderzoek werd enorm vergemakkelijkt door de lokale onderzoeker en Chakrabarty's oude medewerker, Professor Shamsh Pervez en zijn onderzoeksgroep bij Pt. Ravishankar Shukla-universiteit.

"We ontdekten dat de realiteit van een kookcyclus een mix is ​​van zwarte en witte rook, " zei Chakrabarty. De kleur zwart absorbeert licht, en wit weerspiegelt het. "We hadden gedacht dat de organische koolstof de zwarte koolstof tegenwerkte, tot op zekere hoogte, "zei hij. "Roet absorbeert, organische verstrooiing."

Wat ze vonden was iets anders. De deeltjes in de witte rook absorbeerden zeer sterk licht in de nabij-ultraviolette golflengten. "Toen we onder de motorkap keken, " Chakrabarty zei, "ze waren eigenlijk bruine koolstof." Na het voltooien van de analyse, het team stelde vast dat de absorptie even, zo niet groter was dan zwarte koolstof, waardoor het een even krachtig middel is voor atmosferische opwarming.

Brandende biomassabrandstof, zoals hout of mest, is de dominante bron van luchtverontreinigingsdeeltjes in de Zuid-Aziatische regio, volgens Chandra Venkataraman, hoogleraar chemische technologie aan het Indian Institute of Technology Bombay. Venkataraman was de eerste auteur van dat invloedrijke Science-paper uit 2005.

"Dit werk maakt een nieuwe en cruciale bevinding, met behulp van veldmetingen van deeltjesemissies van biomassakachels, dat stralingsabsorptie van de organische koolstofcomponent gelijk zou kunnen zijn aan die van zwarte koolstof, " ze zei.

Naast de effecten op het klimaat, organische koolstof brengt ook aanzienlijke gezondheidsrisico's met zich mee. Veel van de deeltjes zijn zogenaamde polycyclische aromatische koolwaterstoffen met een hoog molecuulgewicht - verbindingen van koolstof en waterstof die kankerverwekkend zijn bij dieren en waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze dat bij mensen zijn.

De bevindingen van Chakrabarty zijn overal ter wereld toepasbaar, zoals de Wereldgezondheidsorganisatie meldt, kookt bijna de helft van de wereldbevolking boven een open vuur. Cookstoves vind je niet alleen in huizen in India, maar over de hele wereld, van Senegal tot Peru tot Albanië.

"De bevinding heeft zeer significante implicaties voor de regionale opwarming van de atmosfeer door vervuilingsdeeltjes die kortlevende klimaatveroorzakers zoals zwarte en organische koolstof bevatten in de context van het bereiken van de temperatuurdoelstellingen van de Overeenkomst van Parijs, ' zei Venkataraman.