บทนำ และ มลพิษทางอากาศ

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มEnvironmental Chemistry อาจารย์ ดร.สทุ ธริ กั ษ์ อ้วนศริ ิ สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั หมู่บา้ นจอมบงึ

สง่ิ แวดลอ้ ม คอื ......... ความสมั พนั ธ์ ระหวา่ ง มนุษย์ อากาศ น้า และดนิ ในระบบนเิ วศ 2

มลพษิ สง่ิ แวดลอ้ มPollution มลพษิ มลภาวะWater Pollution มลพิษทางน้าAir Pollution มลพิษทางอากาศSoil Pollution มลพิษทางดนิNoise Pollution มลพษิ ทางเสยี งPollute (v) กอ่ ใหเ้ กดิ มลพษิPollutant (n) สารพิษ 3

หน่วยการตรวจวดัความเขม้ ขน้ อยใู่ นรปู เศษสว่ น - หน่งึ สว่ นในลา้ นสว่ น (part per million, ppm, 1/106) - หนึ่งสว่ นในพนั ลา้ นสว่ น (part per billion, ppb, 1/109)นา้ หนกั (mg/Kg) : ของแขง็ สารละลายปรมิ าตร (ตg/m3) : กา๊ ซ ระบุ อุณหภมู ิ ความดนั 4

ความเขม้ ขน้ ของสารพษิ สาร A มีความเปน็ พษิ 0.02 ppm สาร B มีความเปน็ พษิ 0.05 ppm สาร A จะมีฤทธร์ิ า้ ยแรงกวา่ สาร B สาร A กินเลก็ นอ้ ยกอ็ นั ตรายสาร B กนิ สะสมเรอื่ ยๆ จึงจะอนั ตรายเทา่ A 5

การเกดิ มลภาวะ การเพม่ิ ของประชากร การขยายตวั เมอื งการนา้ วทิ ยาศาสตร-์ เทคโนโลยมี าใช้ 6

ประเภทของมลพษิ สงิ่ แวดลอ้ ม1. มลพิษทางอากาศ การรบั สารพษิ เขา้ สรู่ า่ งกาย2. มลพษิ ทางนา้ - ระบบทางเดินอาหาร3. มลพิษทางดนิ - ระบบทางเดนิ หายใจ4. มลพิษขยะมลู ฝอย - การดูดซับทางผวิ หนัง5. มลพิษทางเสียง - การบังเอญิ หรืออบุ ัตเิ หตุ6. มลพิษจากสารกมั มนั ตรงั สี 7

มลพษิ ทางอากาศAir Pollution 8

1. มลพษิ ทางอากาศCO2 O3 CO NO NO2 SO2 HC 9

สภาพอากาศ (weather) ในความหมายทางอตุ ุนิยมวทิ ยาคือ สภาพอากาศทเ่ี ปล่ียนแปลง เฉพาะแหง่ ในชว่ งเวลาส้นั ๆ อาจเปน็ ชว่ั โมงหรอืรายวันภูมิอากาศ (climate) คือสภาพอากาศในทอ้ งถิ่น อาจเป็นชว่ งฤดูกาลในรอบปีมลพษิ ทางอากาศ (air pollution) หมายถงึ การมีสิ่งแปลกปลอมเขา้สบู่ รรยากาศ อาจโดยธรรมชาติ เชน่ ภเู ขาไฟระเบดิ ไฟไหมป้ า่ หรอืโดยการกระทา้ ของมนุษย์ 10

อากาศ (air) คอื ของผสมที่เกดิ จากแกส๊ หลายชนดิ ได้แก่ - ไนโตรเจน (N2) ร้อยละ 78.08 - ออกซิเจน (O2) รอ้ ยละ 20.95 - อารก์ อน (Ar) ร้อยละ 0.934 - คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) ร้อยละ 0.035 - แก๊สอื่นๆ เช่น นีออน (Ne) ฮีเลยี ม (He) ครปิ ตอน (Kr)ไฮโดรเจน (H2) ออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) อากาศบรสิ ทุ ธ์จิ ะไมม่ สี ี ไม่มีกลนิ่ และไมม่ ีรสบรรยากาศ (atmosphere) คือมวลแก๊สทห่ี ่อหุ้มตัง้ แตผ่ วิ โลกสูงขึ้นไปประมาณ 900 กโิ ลเมตร โดยจะเกดิ ร่วมกับลักษณะกายภาพอน่ื ๆ ได้แก่อุณหภมู ิ ความกดอากาศ ความช้ืน และอนภุ าคฝ่นุ หรอื มลสาร 11

1.1 ช้นั บรรยากาศโลก 1. ชน้ั โทรโพสเฟยี ร์ (troposphere) เป็นชน้ั บรรยากาศสงู จากผิวโลกข้ึนไป 10- 16 กโิ ลเมตร อณุ หภูมิของบรรยากาศจะลดลงตามความสูง 6 องศาเซลเซียสต่อ กโิ ลเมตรโดยเฉลี่ย เนื่องจากอากาศและละอองไอน้าทผี่ วิ โลกมมี ากกว่าที่สงู จึง ดูดกลืนพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ไวม้ ากกว่า ท้าให้ผิวโลกอ่นุ โดยมี อณุ หภมู ิที่ระดับน้าทะเลเฉล่ียเทา่ กบั 15 องศาเซลเซียส อณุ หภมู ิบนผวิ โลกควรมคี ่าเฉลี่ยประมาณ -18 องศาเซลเซยี ส แต่ เนือ่ งจากไอน้าและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศซง่ึ ดดู กลืนพลงั งาน ความร้อนช่วงคลืน่ อนิ ฟราเรดได้ดี ทา้ ใหอ้ ุณหภูมิของผวิ โลกสงู ขนึ้ มคี ่าเฉลยี่ เท่ากับ 15 องศาเซลเซยี ส ทีต่ า้ แหนง่ สงู สุดของช้ันโทรโพสเฟยี ร์มอี ุณหภูมเิ ท่ากับ -56 องศา เซลเซียส ซึง่ นา้ จะเปล่ยี นสภาพเป็นน้าแข็ง 12

2. ชั้นสตราโทสเฟยี ร์ (stratosphere) อณุ หภูมชิ ้ันนีจ้ ะเพิ่มขึน้ จนถึง -2 องศาเซลเซยี สทรี่ ะดบั ความสูง 50 กโิ ลเมตรจากผิวโลก สาเหตเุ นอ่ื งจากโอโซนทมี่ ีหนาแน่นในช้ันบรรยากาศน้ี โอโซนดูดกลืนพลงั งานในชว่ งอัลตราไวโอเลต (220-330 นาโนเมตร)3. ชน้ั มีโซสเฟียร์ (mesosphere) โมเลกลุ ของแกส๊ จะอยู่ในรปู ของไอออน อณุ หภูมิของช้นั น้ีจะลดลงอยู่ท่ี -92 องศาเซลเซยี สที่ความสูง 85 กโิ ลเมตรจากระดบั ผิวโลก4. ชนั้ เทอรโ์ มสเฟยี ร์ (thermosphere) อุณหภมู จิ ะเริ่มสูงข้ึน เนอ่ื งจากโมเลกุลของแกส๊ ถูกเปล่ยี นเปน็ ไอออนทั้งหมดและดูดกลนื พลงั งานความรอ้ นจากดวงอาทติ ยไ์ วม้ ากท่ีระดบั 500 กโิ ลเมตร อุณหภูมิเท่ากับ 1200 องศาเซลเซียสที่ระดบั 500-900 กิโลเมตรเรียกวา่ เอโซสเฟยี ร์ (exosphere) มแี ก๊สเบาบางมากและท่ี ระดบั สงู กวา่ 900 กิโลเมตร เรยี กวา่ แมกเนโทสเฟยี ร(์ magnetosphere)จะไมม่ ีแกส๊ ใด ๆ เลย 13

รปู แสดงชนั้ บรรยากาศของโลก 14

1.2 การถา่ ยเทพลงั งานในบรรยากาศ(energy transfer in the atmosphere) พลงั งานความรอ้ นจากดวงอาทติ ยท์ ส่ี อ่ งมายงั โลกประมาณ 1340 วตั ต์ ต่อตารางเมตร บางสว่ นจะถูกสะท้อนกลับ บางส่วนถกู ดดู ซับดว้ ยเมฆทา้ ให้ พลังงานลดลง พื้นดนิ และนา้ ดูดซบั ความร้อนไวแ้ ละบางสว่ นสะทอ้ นกลับ พลังงานแสงอาทติ ยส์ ว่ นใหญ่จะเป็นช่วงคลน่ื วิสิเบลิ (visible) แสงทมี่ ี ความยาวคลืน่ ต้า่ คอื แสงสฟี า้ (blue solar light) จะเกิดการกระเจิงแสงได้ดี โดยข้นึ อยู่กับโมเลกลุ และอนภุ าคทีอ่ ยู่ในบรรยากาศชั้นบน ดังนัน้ สาเหตุที่ท้าให้มองเหน็ ทอ้ งฟ้าเป็นสีฟา้ เน่ืองจากการกระเจงิ แสง ของโมเลกลุ ในชน้ั บรรยากาศของโลก โดยเฉพาะแกส๊ ออกซิเจนและไนโตรเจน 15

แสงสมี ่วงมคี วามยาวคลนื่ สัน้ ท่สี ุดและกระเจงิ แสงได้มากที่สดุ แต่เน่ืองจากเรตินาของคนมปี ระสาทรบั แสงทไี่ วต่อแสงสฟี ้ามากกว่าสมี ว่ ง ท้าให้มองเห็นสฟี า้ มากกว่าในเวลากลางวนั ในเวลาเช้าและเยน็ แสงจะเข้ามายงั โลกเปน็ มุมทแยง แสงสีฟ้าส่วนใหญ่จะกระเจิงหายไปในอวกาศทา้ ใหแ้ สงที่เหลือซึง่ เป็นกลมุ่ สสี ม้ สีแดงมีอิทธพิ ลมากกว่า จึงทา้ ให้เหน็ ท้องฟ้าเป็นสีส้ม 16

1.3 การเคลอื่ นทข่ี องมวลอากาศ(movement of air mass) ความร้อนจากดวงอาทติ ยต์ กกระทบผวิ น้า น้าเกดิ การระเหยและ เคลื่อนยา้ ยจากท่ีมีความดันสงู ไปยงั บริเวณท่ีมคี วามดนั ต้่ากว่า เม่ืออากาศลอยตัว ข้นึ สงู จะเย็นลง น้าจะเกดิ การควบแน่นเป็นก้อนเมฆ และปลดปลอ่ ยความรอ้ นจาก การควบแน่นกลายเปน็ ฝนตกลงมา อากาศแหง้ และเย็นจะเคลื่อนตวั จากที่มีความ ดันสงู ไปยังทมี่ คี วามดนั ต่้ากวา่ จากนนั้ เคล่ือนตวั ลงแลว้ อุ่นขน้ึ พร้อมทั้งนา้ ความช้ืน ไปด้วย เรยี กว่า เกดิ การเคลอ่ื นทขี่ องมวลอากาศ 17

รปู แสดงการเคล่อื นทีข่ องมวลอากาศ (Manahan, 199148)

การเคลอ่ื นที่ของมวลอากาศ ความช้ืนและพลังงานจะก่อใหเ้ กดิ การหมนุ เวยี นของสภาพอากาศบนโลก พลังงานความรอ้ นจากดวงอาทิตย์จะเปล่ียนแปลงตามมุมตกกระทบ ดวงอาทติ ย์ต้ังฉากบริเวณเส้นศูนย์สตู รของโลก(equator) จึงทา้ ให้ไดร้ ับความร้อนมากท่สี ดุ มวลอากาศเกิดการเคลอ่ื นที่สชู่ น้ับรรยากาศทสี่ งู ขน้ึ ซ่ึงมอี ุณหภูมิลดลง ทา้ ให้อากาศเกิดการขยายตัวและหมุนเวยี นกลับลงมา การหมนุ เวียนของมวลอากาศมีลกั ษณะเรียกว่าแฮดเลยเ์ ซลลส์(hadley cells)ซงึ่ ท้าใหเ้ กดิ กระแสลมเปน็ 3 เขตแบง่ เป็นเขตร้อนเขตอบอนุ่ และเขตหนาว 19

การหมนุ เวียนของอากาศรอบโลกทา้ ใหเ้ กิดกระแสลมในเขตตา่ งๆและกอ่ ใหเ้ กดิ พายุต่างๆ ประเภทของพายแุ บ่งตามความรุนแรงของความเร็วลมและแหล่งก่อตัว พายุในเขตรอ้ น ได้แก่ - พายดุ เี ปรสชนั (depression) เป็นพายฝุ นฟ้าคะนอง มคี วามเรว็ลมไมเ่ กนิ 63 กโิ ลเมตรตอ่ ชว่ั โมง - พายโุ ซนรอ้ น (tropical storm) มีความเร็วลมอยู่ระหว่าง 63-118กิโลเมตรตอ่ ช่ัวโมง หรือ 34-94 นอต - พายใุ ตฝ้ นุ่ มีความเรว็ ลมสูงสดุ ตง้ั แต่ 118 กโิ ลเมตรต่อชวั่ โมงขนึ้ ไปหรอื 64 นอตข้ึนไป 20

- พายไุ ซโคลน (cyclone) มีถิ่นก้าเนดิ เหนือมหาสมทุ รแปซฟิ ิกบางครัง้ มคี วามเรว็ ลมมากกว่า 300 กโิ ลเมตรตอ่ ช่ัวโมง หรือ 175 นอต - พายทุ อรน์ าโด (tornado) เกดิ ในทวปี อเมรกิ า มคี วามเรว็ ลมมากกวา่ 500 กิโลเมตรต่อชว่ั โมง - พายเุ ฮอรเิ คน (hurricane) เกดิ ในมหาสมทุ รแอตแลนติก แถบประเทศเม็กซิโก พายุบาเกยี ว เกิดในประเทศฟิลปิ ปนิ ส์ 21

1.4 น้าในบรรยากาศ (atmospheric water) ปรมิ าณนา้ ในบรรยากาศมปี ระมาณร้อยละ 1-3 โดยปริมาตร ปริมาณน้าในบรรยากาศจะลดลงเมอ่ื เข้าสู่ช้ันบรรยากาศท่ีสงู ข้ึน ไอน้าดูดกลืนแสงอนิ ฟราเรดไดด้ ีกวา่ แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ นา้ ในบรรยากาศ เรยี กว่า ความชน้ื ในอากาศ (humidity) การวดั คา่ความชื้นในบรรยากาศนิยมวัดเปน็ คา่ ความชื้นสัมพัทธ์ ค่าความชนื้ สมั พทั ธ์ (relative humidity) หมายถงึ ปรมิ าณไอน้าท่ีมีในอากาศเทียบกบั ปรมิ าณไอน้าที่จะมีได้สูงสดุ ในบรรยากาศท่ีอณุ หภมู นิ นั้ เชน่ ถ้าความชน้ื สัมพทั ธ์ 80% หมายถงึ ถ้าปรมิ าณนา้ ในบรรยากาศมไี ด้สูงสดุ 50 แสดงวา่ ความชื้นขณะนน้ั มคี ่าเท่ากับ 40 นา้ ทเ่ี ปน็ ของเหลวจะปรากฏในรูปของเมฆ เมฆจะอุ้มน้าไว้เปน็ หยดนา้เลก็ ๆ เมฆชว่ ยในการดูดกลนื และสะทอ้ นพลังงานความรอ้ น ช่วยให้อณุ หภูมิบนผิวโลกลดลง และตอนกลางคนื ชว่ ยเปน็ เกราะปอ้ งกันการสูญเสียความร้อนจากผวิ โลก 22

ชนดิ ของเมฆแบง่ อยา่ งงา่ ยเป็น 4 แบบ ได้แก่ 1. ซรี ์รสั (cirrus cloud) มีลกั ษณะบางเบาคล้ายขนนก กระจายอยทู่ ว่ัท้องฟ้า ปรากฏอยู่ในชั้นบรรยากาศสูงๆ 2. คิวมลู ัส (cumulus cloud) มีลกั ษณะเป็นกล่มุ กอ้ น มีฐานเรยี บและขยายขึ้นในแนวดิ่งขึน้ ไปคล้ายรูปโดม มีรปู ร่างต่างๆ 3. สเตรตสั (stratus cloud) มีลกั ษณะเปน็ แผน่ ใหญ่ ปกคลมุ อยใู่ นระดับตา่้ ของทอ้ งฟ้า 4. นิมบัส (nimbus) เป็นกอ้ นเมฆมขี นาดใหญ่ มสี เี ทาด้า เปน็ เมฆฝน 23

24

1.5 ปฏกิ ิรยิ าโฟโตเคมใี นบรรยากาศ(photochemical reaction in atmosphere) ปฏิกริ ยิ าโฟโตเคมี เกิดจากการดูดกลนื พลงั งานความรอ้ นจากแสงแลว้ เกิดปฏกิ ิริยาทางเคมีขึ้น จากภาพ สาร M ในบรรยากาศเกิดการดูดกลนื พลงั งาน ความร้อนจากแสง เกิดการกระตนุ้ ไปสสู่ ภาวะเรา้ พลังงานอาจถกู ถา่ ยเทไปยัง สารอน่ื ๆ หรืออนุภาคบนผวิ โลกและในบรรยากาศ รูปแสดงการเกิดปฏิกริ ิยาเคมี ทางแสง (Manahan, 1994) 25

ตัวอย่างปฏิกริ ยิ าโฟโตเคมี เชน่ การสงั เคราะหแ์ สงของพืช (photosynthesis)CO2 + H2O + hv CH2O + O2 https://kruw2i6chailikitponrak.wordpress.com

1.6 ประเภทของมลพษิ ทางอากาศมลพษิ อากาศแบง่ ตามลกั ษณะทางกายภาพออกเปน็ 2 ประเภทใหญๆ่ ไดแ้ ก่- กลุ่มแกส๊ ประกอบดว้ ยสารประกอบอินทรยี ์และอนินทรีย์- ฝุ่นละออง (particulate matter) ไดแ้ ก่ ควนั เขม่า ขเี้ ถ้า เป็นต้นตารางประเภทของมลพษิ ทางอากาศ (วนดิ า, 2551) ประเภท ชนิดของสาร อนนิ ทรยี ์ NO, NO2, SO2, SO3, CO, O2, H2S, HF, NH3, Cl2แกส๊ Hydrocarbon เชน่ polycyclic aromatic อินทรยี ์ hydrocarbon (PAH), formaldehyde, organic acidsฝนุ่ ละออง ละอองของแขง็ ควัน เขมา่ ขี้เถ้า ตะก่ัว ใยหิน ละอองของเหลว ไอนา้ มนั ไอกรดต่างๆ 27

1.7 ออกซเิ จนในบรรยากาศ(atmospheric oxygen) ในบรรยากาศประกอบดว้ ยออกซิเจน (O2) รอ้ ยละ 20.95 โดยปรมิ าตร ออกซิเจนเป็นแก๊สท่ีมีความสา้ คัญอยา่ งยิ่งกบั ส่ิงมีชวี ติ - ทา้ ให้เกิดปฏกิ ริ ยิ าออกซเิ ดชัน - ใช้ในการเผาเชอื้ เพลิงเพอ่ื ให้เกดิ พลังงาน - มีความสา้ คัญต่อกระบวนการหายใจของสตั วแ์ ละมนุษย์ - ออกซเิ จนกลับสู่บรรยากาศได้จากการสังเคราะหแ์ สงของพืช 28

รูปแสดงออกซเิ จนในบรรยากาศ (Manahan, 1994) 29

1.8 ไนโตรเจนในบรรยากาศ(atmospheric nitrogen) แก๊สไนโตรเจน (N2) มีในบรรยากาศประมาณรอ้ ยละ 78 โดยปริมาตร ปริมาณออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) ในบรรยากาศ บง่ ชถ้ี ึงมลพษิ ทางอากาศ สารกลมุ่ NOx ไดแ้ ก่ - ไนทรัสออกไซด์ (nitrous oxide, N2O) หรอื แก๊สหัวเราะ (laughing gas) เปน็ แก๊สพิษ - ไนทริกออกไซด์ (nitric oxide, NO) ไมม่ สี ี ไมม่ ีกลิน่ จัดเปน็ สารที่ ก่อใหเ้ กดิ มลพิษ - ไนโตรเจนไดออกไซด์ (nitrogen dioxide, NO2) เป็นตวั บง่ ชีถ้ ึง มลพิษทางอากาศ ก่อให้เกดิ โฟโตเคมีสม๊อก หรอื หมอกควันพิษ (photochemical smog) 30

ปฏกิ ิริยาโฟโตเคมีของไนโตรเจน (photochemical reaction of nitrogen)เกิดได้ดงั น้ี N2O + hv N2 + O• N2O + O • N2O2 N2O + O • 2NO 31

ออกไซดข์ องไนโตรเจน (NOx) เกิดจากหลายปจั จัย ได้แก่ 1. ปฏิกริ ยิ าโฟโตเคมขี องแก๊สไนโตรเจนในอากาศ 2. กระบวนการทางชวี วทิ ยา การยอ่ ยสารชีวมวล 3. การเผาไหมข้ องเชอ้ื เพลิง 4. จากโรงงานอตุ สาหกรรม เช่น อตุ สาหกรรมการผลติ กรดไนทรกิอุตสาหกรรมการผลติ วตั ถุระเบดิ อุตสาหกรรมการผลิตปยุ๋ และอตุ สาหกรรมท่ีเกย่ี วกบั ไนโตรเจน 32

ออกไซดข์ องไนโตรเจนสง่ ผลกระทบตอ่ สุขภาพ ไนตริกออกไซด์ (NO)ท้าปฏกิ ิริยากับฮโี มโกลบนิ ท้าให้ประสทิ ธิภาพในการเคลื่อนที่ของออกซเิ จนลดลง ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) ท้าใหก้ ารทา้ งานของเน้ือเยือ่ ปอดผดิ ปกติถา้ มีปริมาณมากในชว่ ง 150-200 มลิ ลกิ รัมตอ่ ลิตร อาจเกดิ การระเบดิ ได้นอกจากน้อี อกไซดข์ องไนโตรเจนยงั ก่อใหเ้ กดิ ภาวะฝนกรด 33

1.9 คารบ์ อนไดออกไซดใ์ นบรรยากาศ(atmospheric carbon dioxide) ในบรรยากาศมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) รอ้ ยละ 0.035 โดยปรมิ าตรเปน็ สารไม่มีพิษ ในภาวะทีม่ ีความชืน้ จะดูดกลนื แสงชว่ งอนิ ฟราเรดไว้และถ่ายเทพลังงานกลับส่พู นื้ ผวิ โลก ในเขตอตุ สาหกรรมจะพบปรมิ าณ CO2 เพม่ิ ขึ้น CO2 เกิดจากการเผาไหมเ้ ชื้อเพลงิ การย่อยสลายของสารชีวมวล พชื จะน้าคารบ์ อนไดออกไซด์ไปใชใ้ นการสงั เคราะหแ์ สง ปรมิ าณ CO2 ในบรรยากาศจะข้ึนอยู่กับฤดกู าล ฤดหู นาวพืชสังเคราะหแ์ สงนอ้ ย ปริมาณ CO2 ในบรรยากาศจะมากกว่าฤดูรอ้ นปริมาณ CO2 มากกอ่ ใหเ้ กดิ ภาวะเรอื นกระจก (green house effect) 34

คารบ์ อนมอนอไซด์ (carbon monoxide, CO) เปน็ แกส๊ พิษ เกดิ จากการเผาไหมไ้ มส่ มบรู ณ์ของเชื้อเพลงิ การเกดิ ปฏิกริ ยิ าออกซิเดชันของมเี ทนในชั่วโมงเร่งดว่ น (rush hour) การจราจรคบั คั่ง จะตรวจพบปริมาณ CO สงู ซ่งึ เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ช่วงชีวติ (life time) ของ CO ในบรรยากาศประมาณ 4 เดอื นวัฏจกั รคารบ์ อน h3t5tps://environmentttt.wordpress.com

1.10 ซัลเฟอร์ไดออกไซดแ์ ละวงจรของซลั เฟอร์(sulfur dioxide and the sulfur cycle) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เกดิ จากการเผาถา่ นหนิ การเผาน้ามนั เตาในโรงไฟฟ้า เกดิ จากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ เชน่ อุตสาหกรรมกลน่ั น้ามันอุตสาหกรรมผลติ กรดซลั ฟวิ รกิ อตุ สาหกรรมถลงุ โลหะ การเผาขยะ ภเู ขาไฟระเบดิ ผลกระทบจากแกส๊ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ท้าให้เกิดโรคเก่ียวกับทางเดนิหายใจ เกดิ การระคายเคืองต่อผวิ หนัง เกิดอาการแพไ้ ด้ ถา้ ได้รับปริมาณสงู อาจทา้ ให้ตายได้ ผลตอ่ พืช ทา้ ให้ใบไม้มีสเี หลืองและตายได้ เนอื่ งจากไม่สามารถหายใจทางใบได้ ก่อใหเ้ กดิ ภาวะฝนกรด เกิดการกดั กร่อนหินปนู หนิ อ่อน ท้าลายสิ่งก่อสรา้ ง 36

รูปแสดงวฏั จกั รซัลเฟอร์ 37

ออกไซดข์ องซลั เฟอร์ SOx - ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) - ซลั เฟอร์ไตรออกไซดอ์ (SO3) - ไฮโดรเจนซลั ไฟด์ (H2S) - ไอออนของซลั เฟต (SO42-) - ไมม่ ีสี มกี ล่นิ กรด มจี ุดเดอื ด -10 0C - 1 ใน 3 จากการกระทา้ ของมนษุ ย์ โรงงาน - 2 ใน 3 จากแหล่งธรรมชาติ 38

SOx จากโรงงานถ่านหนิ4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2(Pyrite)SOx จากอตุ สาหกรรมถลงุ ตะกวั่ และสงั กะสี ยงั กอ่ ใหเ้ กดิ PbS , ZnS ไดด้ ้วย 39

SOx จากแหลง่ ธรรมชาติ SO2การเนา่ เป่ือย (โดยแบคทเี รยี ) H2S (ก๊าซไข่เน่า)การเผาไหม้ SO2 (SO3 ) S + 1/2 O2SO2 (SO3 ) + H2O H2SO3 (H2SO4 ) (สมบตั คิ ลา้ ย HNO3) 40

1.11 แหล่งกา้ เนดิ มลพษิ ทางอากาศ - โรงงานอตุ สาหกรรม - แหลง่ ก่อสรา้ ง1. การกระทา้ ของมนษุ ย์ - การใชเ้ คมีภัณฑ์ตา่ ง ๆ - การคมนาคม-ขนส่ง - ผลของสงคราม - เหมืองแร่ - ของเสยี - กจิ กรรมด้านเกษตร - การเผาไหม้วสั ดุต่าง ๆ - การทงิ้ ขยะมูลฝอย - การเผาไหมเ้ ช้ือเพลิงในบ้าน2. ทางธรรมชาติ- ภเู ขาไฟระเบดิ - ไฟป่า- อนภุ าคมลสารจากดิน - ละอองเกสรจากพืชบางชนดิ- จุลนิ ทรยี ์- การเนา่ เป่อื ยผพุ ังของซากสัตว์ ขยะมูลฝอย เศษอาหาร 41

1.12 สารอนิ ทรยี ร์ ะเหย (Volatile organic carbons, VOCs) สารอนิ ทรีย์ระเหยเปน็ กล่มุ ของสารทปี่ ระกอบด้วยคารบ์ อนกับไฮโดรเจนและธาตุอ่ืน ซึ่งมีความดันไอทสี่ ภาวะปกตสิ ูงพอท่จี ะระเหยสู่บรรยากาศ ประเทศสหรฐั อเมรกิ าใหค้ า้ นิยามของสารอนิ ทรยี ร์ ะเหย คือสารอนิ ทรยี ์ใดๆ ที่เกิดปฏิกริ ิยาโฟโตเคมี สหภาพยโุ รปให้นิยามวา่ เปน็ สารประกอบอินทรยี ท์ ี่มีจดุ เดือดไมเ่ กนิ 250 ºC ท่คี วามดนั บรรยากาศ 101.3 kPa แหล่งทม่ี าของสารอินทรยี ์ระเหยมาจากการเผาไหมข้ องเชือ้ เพลิง การปงิ้ยา่ งอาหาร โรงงานอุตสาหกรรม สที าบ้านและเฟอร์นเิ จอร์ แลคเกอร์ ควันบุหร่ีไอระเหยของนา้ มนั นา้ ยาซกั แหง้ เปน็ ตน้ 42

1.13 ฝนุ่ ละออง (Particulate Matter) ฝ่นุ ละออง หมายถงึ อนภุ าคของแขง็ และหยดละอองของเหลวท่ีแขวนลอยกระจายในอากาศ ซ่งึ บางชนิดมขี นาดใหญ่และมีสดี า้ จนมองเห็นเปน็เขมา่ และควนั แตบ่ างชนดิ ก็เลก็ มากจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น โดยทั่วไปฝนุ่ ละอองในอากาศมขี นาดตั้งแต่ 100 ไมโครเมตร (µm)ลงมา อนุภาคที่มีขนาด 2.5-10 µm เรียกว่า PM10 หมายถงึ ฝ่นุ หยาบ(course particle) เชน่ ฝุน่ ที่เกิดจากถนนทไ่ี ม่ไดล้ าดยาง จากโรงงานบดย่อยหนิ เปน็ ตน้ PM 2.5 หมายถึง ฝ่นุ ละเอียด (fine particle) ท่มี ีขนาดเลก็ กว่า 2.5µm เช่น ควันเสียของรถยนต์ โรงไฟฟ้า โรงงานอตุ สาหกรรม กระบวนการผลิตสารเคมี เป็นต้น นอกจากนี้แก๊สซลั เฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ออกไซดข์ องไนโทรเจนและสารอนิ ทรีย์ระเหยจะทา้ ปฏกิ ิรยิ ากบั สารอื่นในอากาศ ทา้ ให้เกดิ ฝ่นุละเอียด 43

กรมควบคมุ มลพษิ ไดก้ า้ หนดคา่ มาตรฐานสา้ หรบั ฝุน่ ละอองในอากาศ ดังนี้ - ฝ่นุ ทมี่ ีขนาดมากกว่า 100 µm ต้องมไี ม่เกนิ 120 ไมโครกรมั ตอ่ตารางเซนติเมตร - ฝ่นุ ที่มขี นาดเลก็ กวา่ 100 µm ไมเ่ กนิ 50 ไมโครกรมั ต่อตารางเซนตเิ มตร (mg/cm3) จดั เปน็ อากาศดี - ค่าระหวา่ ง 50-100 ไมโครกรมั ตอ่ ตารางเซนติเมตร จดั เป็นระดับปานกลาง - คา่ ระหวา่ ง 100-200 ไมโครกรัมตอ่ ตารางเซนติเมตร อยู่ในระดับอันตรายต่อสขุ ภาพ - ถา้ มากกวา่ 200 ไมโครกรัมต่อตารางเซนตเิ มตร เป็นอันตรายตอ่ สขุ ภาพมาก 44

ฝนุ่ ละอองสามารถก่อใหเ้ กิดผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ สัตว์และสิ่งแวดลอ้ ม สร้างความเดอื ดร้อน ร้าคาญและความเสยี หายต่ออาคารต่อเคร่อื งมือเครอื่ งใช้ต่างๆภายในโรงงาน ฝุ่นละอองขนาดเลก็ มผี ลกระทบต่อสขุ ภาพเป็นอย่างมาก เม่ือหายใจเข้าไปฝนุ่ ละอองจะเขา้ ไปอยู่ในทางเดินหายใจสว่ นลา่ ง ฝุ่นละอองขนาด PM10 ท้าให้เกดิ โรคหอบหืด (asthma)และฝุน่ ละอองขนาด PM2.5 ในบรรยากาศจะมีความสมั พนั ธ์กบั อตั ราการเพ่ิมของผ้ปู ว่ ยทเ่ี ปน็ โรคหัวใจและโรคปอด เพมิ่ อาการของโรคทางเดนิ หายใจลดประสิทธภิ าพการทา้ งานของปอดและเกีย่ วโยงกบั การเสยี ชีวิตกอ่ นวยั อันควรส้าหรับผู้ปว่ ยสูงอาย 45

1.14 โฟโตเคมสี มอ๊ ก (photochemical smog) สมอ๊ ก (smog) หรือหมอกควันพิษ มาจากคา้ วา่ smoke รวมกับ fogหมายถึง หมอก ควันท่ีเกิดจากสารพษิ ในอากาศทบั ถมกนั และอากาศไม่ถา่ ยเทเน่ืองจากการนง่ิ ของกระแสลม ปจั จยั ทท่ี า้ ใหก้ ารเกดิ หมอกควนั พษิ ไดแ้ ก่ ไฮโดรคาร์บอนจากการเผาไหม้ของเครอ่ื งยนต์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ในอากาศ การหยดุ น่ิงของอากาศ และเกดิ สารอนุมลู หรือสารออกซิแดนท์ (oxidant) สารพษิ ท่เี กดิ ขน้ึ จากปฏิกริ ิยาโฟโตเคมี ไดแ้ ก่ แอลดไี ฮด์ (aldehyde)คโี ทน (ketone) เปอร์ออกซเิ อคิลไนเทรท (peroxyacyl nitrate, PAN) และเปอร์ออกซเิ บนโซอลิ (peroxybenzoyl) 46

การเกิดหมอกควนั พิษ มผี ลกระทบตอ่ สขุ ภาพ สาร PAN และแอลดีไฮด์ท่ีเกดิ ข้นึ มีผลตอ่ ตา หมอกควันพษิ ท้าให้เกิดโอโซนซ่งึ มผี ลต่อระบบทางเดินหายใจ เกิดการไอและจามได้ สารทเี่ กดิ จากหมอกควันพษิ ทา้ ให้เกดิ การเคลอื บบนผิวหนา้ ของใบ มผี ลต่อการคายนา้ และทา้ ให้ใบเหลอื ง 47

48

1.15 ผลกระทบจากมลพษิ ทางอากาศผลกระทบจากมลพษิ ทางอากาศ ได้แก่1. ผลต่อสขุ ภาพ หากรบั เขา้ ไปมากจะเกดิ พษิ ทันที (acute effect) เชน่ คลน่ื ไส้อาเจยี น ปวดศรษี ะ เจ็บคอ คออักเสบ หากได้รบั ปรมิ าณน้อยจะเกดิ การสะสมจนมีปรมิ าณมากทา้ ให้เกิดอาการเป็นพษิ ภายหลงั เชน่ โรคมะเร็ง2. ปัญหาความสกปรกจากฝนุ่ ละออง และทศั นวสิ ยั ไม่ดี 49

3. ผลกระทบตอ่ นา้ อปุ โภค บริโภค เนือ่ งจากฝนุ่ ละอองในอากาศจะตกลงมาพรอ้ มน้าฝน4. ผลตอ่ การเกษตร สารมลพษิ ในอากาศบางชนิดทา้ ลายการท้างานของพชื5. กอ่ ใหเ้ กดิ ฝนกรด6. เกดิ ปรากฏการณเ์ รอื นกระจก ซง่ึ ส่งผลตอ่ ภาวะโลกรอ้ น 50