ฝุ่นจิ๋ว (หรือฝุ่น PM2.5) ได้หวนกลับมาอย่างจริงจังอีกรอบหนึ่งสำหรับพื้นที่กรุงเทพฯและใกล้เคียง โดยเริ่มอย่างเป็นทางการตั้งแต่กลางเดือนธันวาคม 2562 จนถึงวันนี้ (20 มกราคม 2563) จากรายงานของกรมควบคุมมลพิษและกรุงเทพมหานคร พบว่า ค่าฝุ่นจิ๋วได้สูงเกินค่ามาตรฐานในหลายพื้นที่เป็นระยะ และมีความรุนแรงมากในวันพฤหัสบดีที่ 10 มกราคม 2563 (รูปข้างล่าง) อย่างที่ทราบกัน สภาพอากาศปิดทำให้ไม่ระบายสารมลพิษออกนอกพื้นที่ ทำให้ฝุ่นจิ๋วสะสมเพิ่มขึ้น เนื่องจากผมและนักวิจัยได้รับการติดต่อสอบถามจากนักวิชาการในภาครัฐเกี่ยวกับปัญหาดังกล่าวเมื่อไม่นานมานี้ จึงได้ทำการวิเคราะห์เบื้องต้นและชี้ถึง “ฝุ่นทุติยภูมิ” ซึ่งเป็นปัจจัยที่เร่งเพิ่มปัญหาฝุ่นจิ๋วในช่วงวันที่อากาศไม่ดี จึงขออธิบายแก่ผู้ที่สนใจไว้ข้างล่างนี้
1.ฝุ่นทุติยภูมิคืออะไร
ฝุ่นจิ๋วที่ลอยอยู่ในบรรยากาศ มีอยู่ทั้งในรูปของแข็งและรูปของเหลว โดยทั่วไป ถูกปล่อยจากแหล่งกำเนิดโดยตรง ได้แก่ การเผาไหม้ (เช่น ยานยนต์ โรงงาน โรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิง และการเผาในที่โล่ง) และกิจกรรมอื่น (เช่น โรงโม่หิน การซ่อมถนน และการก่อสร้าง) ซึ่งฝุ่นเหล่านี้เรียกว่า “ฝุ่นปฐมภูมิ” อย่างไรก็ตาม ฝุ่นจิ๋วบางส่วนอาจเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีหรือการเปลี่ยนรูปในบรรยากาศของก๊าซสารตั้งต้นได้อีกด้วย ซึ่งเราเรียนกันว่า “ฝุ่นทุติยภูมิ” ก๊าซสารตั้งต้นเหล่านั้น ได้แก่ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ก๊าซแอมโมเนีย (NH3) และกลุ่มก๊าซสารอินทรีย์ระเหยง่ายอีกจำนวนมาก บางตัวก็จัดว่าเป็นสารมลพิษอากาศอีกด้วย
2.ฝุ่นทุติยภูมิมีคุณสมบัติอย่างไร
เนื่องจากเกิดขึ้นเองในบรรยากาศ จึงมีขนาดเล็กมากแขวนลอยอยู่ได้นาน ฝุ่นทุติยภูมิที่เกิดจากก๊าซสารตั้งต้นที่เป็นสารอนินทรีย์ (Inorganic) มักชอบที่จะดูดความชื้นเข้าตัวเอง สำหรับที่เกิดจากสารอินทรีย์ (Organic) ก็มีศักยภาพดูดความชื้นได้แต่ก็ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี การที่ฝุ่นมีขนาดเล็กจึงสามารถกระเจิงแสงเห็นเป็นฝ้าและลดทัศนวิสัยการมองได้ นอกจากนั้น ยังทำให้สัดส่วนของพื้นที่ผิวของอนุภาคต่อปริมาตรมีค่าสูง ถ้าอากาศมีความชื้นก็จะดูดซับไอน้ำและโตใหญ่ขึ้นง่ายเห็นเป็นหมอกฝ้าหนา
3.การบ่งชี้ถึงฝุ่นทุติยภูมิ
งานวิจัยในอดีตที่ศึกษาปัญหาฝุ่นจิ๋วในพื้นที่กรุงเทพฯได้ตรวจวัดวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีและประยุกต์เทคนิคทางสถิติ พบว่า ปริมาณของฝุ่นทุติยภูมิมีอยู่ 1-21% โดยมวล (เป็นอย่างน้อย) ซึ่งผลลัพธ์แตกต่างไปตามวิธีวิจัย [1-3] ในที่นี้ ผมและนักวิจัยได้ใช้การเปรียบเทียบค่าสัดส่วนทางเคมีซึ่งเป็นวิธีหนึ่งที่ง่าย [4] ซึ่งอาศัยข้อมูลคุณภาพอากาศที่ตรวจวัดในช่วงฤดูฝุ่นจิ๋ว ณ ปัจจุบัน โดยผลได้ถูกแสดงไว้ในตารางข้างล่าง จะเห็นว่า ในวันที่คุณภาพอากาศไม่ดี จะมีลมอ่อนและทัศนวิสัยต่ำ เมื่อพิจารณาสัดส่วนของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ต่อก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์มีค่าต่ำลง เพราะว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์และไม่เปลี่ยนรูปเร็วในบรรยากาศ การที่สัดส่วนมีค่าลดลงจึงอนุมานได้ว่าเพราะก๊าซสารตั้งต้นถูกเปลี่ยนเป็นฝุ่นจิ๋ว และเมื่อดูสัดส่วนของปริมาณฝุ่นจิ๋วต่อก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ก็พบว่ามีค่าสูงขึ้นจริงสอดคล้องกัน
4.ทำไมฝุ่นทุติยภูมิจึงเกิดเด่นชัดในวันที่คุณภาพอากาศไม่ดี
ฝุ่นทุติยภูมิไม่ได้มาจากการปล่อยโดยตรงและอาศัยเวลาในการเปลี่ยนทางเคมีและกายภาพ บ่อยครั้งต้องอาศัยความชื้นในอากาศเข้าช่วย สภาพอากาศปิดบ่อยครั้งเหนี่ยวนำให้ชั้นบรรยากาศด้านล่างที่เจือจางสารมลพิษมีความหนาน้อยลงและมีลมอ่อนหรือสงบ ซึ่งช่วยให้ความเข้มข้นเชิงปริมาตรของสารเคมีและความชื้นสะสมขึ้นและช่วยเร่งเปลี่ยนเป็นฝุ่นทุติยภูมิได้ดีขึ้นนั่นเอง เนื่องด้วยภาคกลางตอนล่างติดกับอ่าวไทย แหล่งของความชื้นส่วนใหญ่จึงมาจากอ่าวไทย
5.มุมมองและความท้าทาย
การแก้ไขปัญหาฝุ่นจิ๋วในพื้นที่เมืองใหญ่เป็นเรื่องท้าทายมาก ต้องมีความรู้ความเข้าใจทางวิชาการและฐานข้อมูลต่างๆ อย่างรอบด้าน จากที่เขียนมานี้ ทางภาครัฐ ภาคเอกชน และภาคสาธารณะ ควรตระหนักว่าฝุ่นจิ๋วมิได้มาจากการปล่อยโดยตรงจากแหล่งกำเนิดอย่างเดียว แต่ยังเกิดขึ้นเองได้ในบรรยากาศ การแก้ไขปัญหาจึงต้องให้ความสำคัญต่อก๊าซสารตั้งต้นของฝุ่นทุติยภูมิด้วย โดยเฉพาะก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ก๊าซแอมโมเนีย และก๊าซสารอินทรีย์ระเหยง่าย แหล่งกำเนิดหลักของก๊าซสารตั้งต้นเหล่านี้คือ การใช้เชื้อเพลิงในภาคขนส่ง การใช้เชื้อเพลิงและสารเคมีในภาคอุตสาหกรรม (โรงงาน โรงไฟฟ้า และโรงกลั่นน้ำมัน) โดยในพื้นที่กรุงเทพฯและใกล้เคียงนั้นก็มีแหล่งกำเนิดดังกล่าวอยู่จำนวนมาก ในภาคการเกษตร การใช้ปุ๋ยเคมีที่มีแอมโมเนียและการเผาในที่โล่งก็เป็นแหล่งกำเนิดของก๊าซสารตั้งต้นที่ไม่ควรมองข้ามเช่นกัน
รศ.ดร.เกษมสันต์ มโนมัยพิบูลย์
ดร.นิชิต อามาน
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
