05__มลพิษทางอากาศ

มลพษิ ทางอากาศ Air Pollution อาจารย์ ดร.สทุ ธริ กั ษ์ อว้ นศริ ิ สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั หมบู่ า้ นจอมบงึ 1

1. มลพษิ ทางอากาศ CO2 O3 CO NO NO2 SO2 HC 2

สภาพอากาศ (weather) ในความหมายทางอุตุนิยมวทิ ยาคือ สภาพ อากาศทเ่ี ปลยี่ นแปลง เฉพาะแห่งในชว่ งเวลาสน้ั ๆ อาจเป็นชัว่ โมงหรอื รายวัน ภมู ิอากาศ (climate) คือสภาพอากาศในท้องถนิ่ อาจเปน็ ชว่ งฤดูกาล ในรอบปี มลพิษทางอากาศ (air pollution) หมายถึง การมสี ่งิ แปลกปลอมเขา้ สบู่ รรยากาศ อาจโดยธรรมชาติ เช่น ภเู ขาไฟระเบิด ไฟไหมป้ า่ หรอื โดยการกระทาของมนษุ ย์ 3

อากาศ (air) คือของผสมทเ่ี กิดจากแก๊สหลายชนดิ ได้แก่ - ไนโตรเจน (N2) รอ้ ยละ 78.08 - ออกซเิ จน (O2) รอ้ ยละ 20.95 - อารก์ อน (Ar) รอ้ ยละ 0.934 - คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ร้อยละ 0.035 - แก๊สอืน่ ๆ เชน่ นอี อน (Ne) ฮีเลยี ม (He) คริปตอน (Kr) ไฮโดรเจน (H2) ออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) อากาศบริสทุ ธจิ์ ะไม่มีสี ไมม่ ี กลิน่ และไมม่ ีรส บรรยากาศ (atmosphere) คอื มวลแก๊สทีห่ อ่ หมุ้ ตง้ั แตผ่ ิวโลกสงู ข้นึ ไป ประมาณ 900 กิโลเมตร โดยจะเกดิ ร่วมกับลกั ษณะกายภาพอ่ืน ๆ ได้แก่ อณุ หภมู ิ ความกดอากาศ ความชื้น และอนุภาคฝนุ่ หรอื มลสาร 4

1.1 ช้นั บรรยากาศโลก 1. ชน้ั โทรโพสเฟยี ร์ (troposphere) เป็นชนั้ บรรยากาศสูงจากผิวโลกขึ้นไป 10- 16 กิโลเมตร อุณหภูมิของบรรยากาศจะลดลงตามความสงู 6 องศาเซลเซยี สต่อ กิโลเมตรโดยเฉลี่ย เนือ่ งจากอากาศและละอองไอนา้ ทผี่ ิวโลกมีมากกว่าทสี่ งู จึง ดดู กลนื พลงั งานความร้อนจากดวงอาทิตย์ไวม้ ากกว่า ทาให้ผวิ โลกอุ่น โดยมี อุณหภูมทิ ี่ระดบั น้าทะเลเฉลย่ี เท่ากบั 15 องศาเซลเซยี ส อุณหภูมิบนผวิ โลกควรมีค่าเฉลีย่ ประมาณ -18 องศาเซลเซยี ส แต่ เน่ืองจากไอนา้ และแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศซึ่งดูดกลนื พลงั งาน ความร้อนช่วงคลนื่ อนิ ฟราเรดไดด้ ี ทาใหอ้ ณุ หภมู ิของผิวโลกสงู ขึน้ มคี ่าเฉล่ยี เทา่ กบั 15 องศาเซลเซยี ส ทตี่ าแหน่งสูงสดุ ของช้นั โทรโพสเฟียร์มอี ุณหภมู เิ ทา่ กบั -56 องศา เซลเซียส ซ่งึ นา้ จะเปล่ยี นสภาพเป็นนา้ แขง็ 5

2. ช้นั สตราโทสเฟยี ร์ (stratosphere) อณุ หภมู ิช้นั น้จี ะเพมิ่ ขึน้ จนถงึ -2 องศา เซลเซียสที่ระดับความสงู 50 กโิ ลเมตรจากผิวโลก สาเหตุเนอ่ื งจากโอโซนทมี่ ีหนาแนน่ ในชัน้ บรรยากาศน้ี โอโซนดูดกลืนพลงั งานในช่วงอลั ตราไวโอเลต (220-330 นาโน เมตร) 3. ชั้นมีโซสเฟียร์ (mesosphere) โมเลกุลของแกส๊ จะอยใู่ นรปู ของไอออน อุณหภมู ิของ ชนั้ น้ีจะลดลงอยู่ท่ี -92 องศาเซลเซียสทีค่ วามสงู 85 กโิ ลเมตรจากระดบั ผวิ โลก 4. ชัน้ เทอรโ์ มสเฟยี ร์ (thermosphere) อณุ หภมู จิ ะเรม่ิ สูงขนึ้ เน่อื งจากโมเลกลุ ของ แกส๊ ถกู เปล่ยี นเปน็ ไอออนทั้งหมดและดูดกลนื พลงั งานความร้อนจากดวงอาทติ ย์ไวม้ าก ท่รี ะดับ 500 กโิ ลเมตร อณุ หภูมิเทา่ กบั 1200 องศาเซลเซยี ส ทีร่ ะดบั 500-900 กิโลเมตรเรยี กวา่ เอโซสเฟยี ร์ (exosphere) มแี กส๊ เบาบางมาก และที่ ระดบั สูงกว่า 900 กโิ ลเมตร เรียกวา่ แมกเนโทสเฟยี ร(์ magnetosphere) จะไม่มแี ก๊สใด ๆ เลย 6

รูปแสดงชนั้ บรรยากาศของโลก 7

1.2 การถา่ ยเทพลงั งานในบรรยากาศ (energy transfer in the atmosphere) พลงั งานความร้อนจากดวงอาทิตยท์ ่ีสอ่ งมายังโลกประมาณ 1340 วัตต์ ตอ่ ตารางเมตร บางสว่ นจะถูกสะทอ้ นกลบั บางส่วนถกู ดูดซับดว้ ยเมฆทาให้ พลงั งานลดลง พืน้ ดนิ และนา้ ดดู ซบั ความร้อนไวแ้ ละบางสว่ นสะทอ้ นกลบั พลงั งานแสงอาทิตย์ส่วนใหญจ่ ะเป็นชว่ งคลน่ื วสิ ิเบิล (visible) แสงที่มี ความยาวคล่นื ตา่ คือ แสงสฟี า้ (blue solar light) จะเกดิ การกระเจงิ แสงไดด้ ี โดยขนึ้ อย่กู ับโมเลกุลและอนุภาคทอ่ี ยู่ในบรรยากาศช้ันบน ดังนั้นสาเหตุทีท่ าให้มองเหน็ ทอ้ งฟ้าเปน็ สฟี า้ เน่ืองจากการกระเจิงแสง ของโมเลกลุ ในชัน้ บรรยากาศของโลก โดยเฉพาะแกส๊ ออกซเิ จนและไนโตรเจน 8

แสงสมี ว่ งมีความยาวคลนื่ ส้นั ทส่ี ดุ และกระเจงิ แสงไดม้ ากที่สุด แต่ เนือ่ งจากเรตินาของคนมปี ระสาทรับแสงทไ่ี วตอ่ แสงสฟี า้ มากกวา่ สีมว่ ง ทาให้ มองเห็นสีฟ้ามากกว่าในเวลากลางวนั ในเวลาเช้าและเย็นแสงจะเขา้ มายงั โลกเป็นมุมทแยง แสงสฟี ้าส่วนใหญ่ จะกระเจงิ หายไปในอวกาศทาใหแ้ สงที่เหลอื ซ่ึงเป็นกล่มุ สีส้ม สแี ดงมอี ทิ ธิพล มากกวา่ จงึ ทาให้เหน็ ท้องฟา้ เป็นสสี ม้ 9

1.3 การเคลอ่ื นทข่ี องมวลอากาศ (movement of air mass) ความร้อนจากดวงอาทติ ย์ตกกระทบผิวน้า นา้ เกดิ การระเหยและ เคลือ่ นย้ายจากท่ีมีความดนั สูงไปยงั บรเิ วณท่ีมีความดนั ตา่ กว่า เม่ืออากาศลอยตัว ขนึ้ สูงจะเย็นลง น้าจะเกิดการควบแน่นเปน็ กอ้ นเมฆ และปลดปล่อยความร้อนจาก การควบแนน่ กลายเปน็ ฝนตกลงมา อากาศแหง้ และเย็นจะเคลอ่ื นตวั จากที่มีความ ดนั สงู ไปยงั ท่ีมีความดันตา่ กวา่ จากน้ันเคลื่อนตวั ลงแลว้ อุ่นขน้ึ พร้อมทงั้ นาความชืน้ ไปด้วย เรยี กวา่ เกดิ การเคลอื่ นทข่ี องมวลอากาศ 10

รปู แสดงการเคล่อื นทีข่ องมวลอากาศ (Manahan, 199141)

การเคลอื่ นที่ของมวลอากาศ ความช้ืนและพลังงานจะก่อใหเ้ กดิ การ หมนุ เวยี นของสภาพอากาศบนโลก พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์จะ เปลยี่ นแปลงตามมมุ ตกกระทบ ดวงอาทติ ย์ตงั้ ฉากบริเวณเส้นศูนย์สตู รของโลก (equator) จึงทาให้ไดร้ บั ความร้อนมากทสี่ ุด มวลอากาศเกิดการเคลอ่ื นที่สชู่ น้ั บรรยากาศท่สี ูงขน้ึ ซึ่งมอี ณุ หภูมลิ ดลง ทาให้อากาศเกิดการขยายตัวและหมุนเวยี น กลบั ลงมา การหมนุ เวยี น ของมวลอากาศ มีลักษณะเรยี กวา่ แฮดเลยเ์ ซลลส์ (hadley cells) ซงึ่ ทาใหเ้ กิดกระ แสลมเป็น 3 เขต แบง่ เปน็ เขตรอ้ น เขตอบอนุ่ และเขตหนาว 12

การหมนุ เวียนของอากาศรอบโลกทา้ ใหเ้ กิดกระแสลมในเขตตา่ งๆ และกอ่ ใหเ้ กดิ พายุต่างๆ ประเภทของพายแุ บ่งตามความรุนแรงของความเร็วลม และแหล่งก่อตัว พายุในเขตรอ้ น ได้แก่ - พายดุ เี ปรสชนั (depression) เป็นพายฝุ นฟ้าคะนอง มคี วามเรว็ ลมไมเ่ กนิ 63 กโิ ลเมตรตอ่ ชว่ั โมง - พายโุ ซนรอ้ น (tropical storm) มีความเร็วลมอยู่ระหว่าง 63-118 กิโลเมตรตอ่ ช่ัวโมง หรือ 34-94 นอต - พายใุ ตฝ้ นุ่ มีความเรว็ ลมสูงสดุ ตง้ั แต่ 118 กโิ ลเมตรต่อชวั่ โมงขนึ้ ไป หรอื 64 นอตข้ึนไป 13

- พายไุ ซโคลน (cyclone) มีถ่นิ กาเนดิ เหนือมหาสมทุ รแปซฟิ ิก บางครงั้ มคี วามเร็วลมมากกว่า 300 กิโลเมตรตอ่ ชว่ั โมง หรือ 175 นอต - พายทุ อรน์ าโด (tornado) เกดิ ในทวปี อเมรกิ า มคี วามเรว็ ลม มากกวา่ 500 กโิ ลเมตรต่อช่ัวโมง - พายเุ ฮอรเิ คน (hurricane) เกิดในมหาสมทุ รแอตแลนติก แถบ ประเทศเมก็ ซิโก พายุบาเกยี ว เกดิ ในประเทศฟิลิปปนิ ส์ 14

1.4 น้าในบรรยากาศ (atmospheric water) ปรมิ าณนา้ ในบรรยากาศมีประมาณรอ้ ยละ 1-3 โดยปรมิ าตร ปริมาณ นา้ ในบรรยากาศจะลดลงเมื่อเข้าสู่ช้ันบรรยากาศท่สี งู ขนึ้ ไอน้าดูดกลืนแสง อินฟราเรดได้ดีกวา่ แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ นา้ ในบรรยากาศ เรียกวา่ ความชน้ื ในอากาศ (humidity) การวัดค่า ความช้นื ในบรรยากาศนิยมวดั เปน็ คา่ ความชืน้ สมั พทั ธ์ คา่ ความชนื้ สมั พทั ธ์ (relative humidity) หมายถงึ ปรมิ าณไอนา้ ที่มี ในอากาศเทยี บกบั ปรมิ าณไอนา้ ท่ีจะมีไดส้ งู สดุ ในบรรยากาศทอ่ี ณุ หภมู นิ ้นั เชน่ ถ้าความช้ืนสัมพัทธ์ 80% หมายถึง ถ้าปริมาณนา้ ในบรรยากาศมีได้ สูงสุด 50 แสดงวา่ ความชน้ื ขณะนน้ั มีค่าเท่ากับ 40 น้าทเ่ี ป็นของเหลวจะปรากฏในรูปของเมฆ เมฆจะอุ้มนา้ ไว้เป็นหยดนา้ เลก็ ๆ เมฆชว่ ยในการดดู กลนื และสะท้อนพลังงานความร้อน ชว่ ยให้อณุ หภูมิบน ผิวโลกลดลง และตอนกลางคืนช่วยเปน็ เกราะปอ้ งกนั การสูญเสยี ความรอ้ นจาก ผวิ โลก 15

ชนิดของเมฆแบ่งอยา่ งงา่ ยเปน็ 4 แบบ ไดแ้ ก่ 1. ซรี ์รสั (cirrus cloud) มลี ักษณะบางเบาคล้ายขนนก กระจายอยู่ท่วั ท้องฟา้ ปรากฏอยูใ่ นชัน้ บรรยากาศสูงๆ 2. ควิ มลู สั (cumulus cloud) มลี ักษณะเปน็ กล่มุ ก้อน มีฐานเรียบและ ขยายขึ้นในแนวด่งิ ข้ึนไปคล้ายรูปโดม มรี ปู รา่ งต่างๆ 3. สเตรตสั (stratus cloud) มีลักษณะเป็นแผน่ ใหญ่ ปกคลมุ อยู่ใน ระดบั ต่าของท้องฟ้า 4. นมิ บัส (nimbus) เปน็ ก้อนเมฆมขี นาดใหญ่ มีสเี ทาดา เปน็ เมฆฝน 16

17

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) 18

ตัวอย่างปฏิกริ ยิ าโฟโตเคมี เชน่ การสงั เคราะหแ์ สงของพืช (photosynthesis) CO2 + H2O + hv CH2O + O2 https://kruw1i9chailikitponrak.wordpress.com

1.6 ประเภทของมลพษิ ทางอากาศ มลพิษอากาศแบ่งตามลักษณะทางกายภาพออกเปน็ 2 ประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ - กลุ่มแกส๊ ประกอบด้วยสารประกอบอนิ ทรยี ์และอนินทรีย์ - ฝุ่นละออง (particulate matter) ไดแ้ ก่ ควัน เขม่า ขีเ้ ถา้ เปน็ ตน้ ตารางประเภทของมลพษิ ทางอากาศ (วนิดา, 2551) ประเภท ชนดิ ของสาร อนนิ ทรีย์ NO, NO2, SO2, SO3, CO, O2, H2S, HF, NH3, Cl2 แก๊ส Hydrocarbon เชน่ polycyclic aromatic อนิ ทรยี ์ hydrocarbon (PAH), formaldehyde, organic acids ฝ่นุ ละออง ละอองของแข็ง ควนั เขมา่ ข้เี ถา้ ตะกั่ว ใยหนิ ละอองของเหลว ไอนา้ มัน ไอกรดตา่ งๆ 20

1.7 ออกซเิ จนในบรรยากาศ (atmospheric oxygen) ในบรรยากาศประกอบดว้ ยออกซิเจน (O2) ร้อยละ 20.95 โดยปรมิ าตร ออกซเิ จนเป็นแกส๊ ท่ีมีความสาคญั อยา่ งยง่ิ กับส่งิ มชี วี ิต - ทาให้เกดิ ปฏิกริ ิยาออกซเิ ดชนั - ใช้ในการเผาเชอ้ื เพลิงเพอ่ื ให้เกดิ พลงั งาน - มีความสาคัญต่อกระบวนการหายใจของสตั วแ์ ละมนุษย์ - ออกซิเจนกลบั สู่บรรยากาศไดจ้ ากการสังเคราะหแ์ สงของพืช 21

รูปแสดงออกซเิ จนในบรรยากาศ (Manahan, 1994) 22

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) 23

ปฏกิ ิริยาโฟโตเคมีของไนโตรเจน (photochemical reaction of nitrogen) เกิดได้ดงั น้ี N2O + hv N2 + O• N2O + O • N2O2 N2O + O • 2NO 24

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 กรดไนทรกิ อุตสาหกรรมการผลติ วตั ถุระเบดิ อุตสาหกรรมการผลิตปยุ๋ และอตุ สาหกรรมท่ี เกย่ี วกบั ไนโตรเจน 25

ออกไซดข์ องไนโตรเจนสง่ ผลกระทบตอ่ สุขภาพ ไนตริกออกไซด์ (NO) ทาปฏิกิรยิ ากับฮโี มโกลบนิ ทาให้ประสิทธิภาพในการเคล่อื นที่ของออกซเิ จน ลดลง ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) ทาใหก้ ารทางานของเน้ือเยือ่ ปอดผดิ ปกติ ถ้ามปี รมิ าณมากในชว่ ง 150-200 มลิ ลิกรมั ตอ่ ลิตร อาจเกดิ การระเบดิ ได้ นอกจากนีอ้ อกไซดข์ องไนโตรเจนยงั กอ่ ใหเ้ กิดภาวะฝนกรด 26

1.9 คารบ์ อนไดออกไซดใ์ นบรรยากาศ (atmospheric carbon dioxide) ในบรรยากาศมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) รอ้ ยละ 0.035 โดยปรมิ าตร เปน็ สารไม่มีพิษ ในภาวะทีม่ ีความชืน้ จะดูดกลนื แสงชว่ งอนิ ฟราเรดไว้และถ่ายเท พลังงานกลับส่พู นื้ ผวิ โลก ในเขตอตุ สาหกรรมจะพบปรมิ าณ CO2 เพม่ิ ขึ้น CO2 เกิด จากการเผาไหมเ้ ชื้อเพลงิ การย่อยสลายของสารชีวมวล พชื จะน้าคารบ์ อนไดออกไซด์ไป ใชใ้ นการสงั เคราะหแ์ สง ปรมิ าณ CO2 ในบรรยากาศจะข้ึนอยู่กับฤดกู าล ฤดหู นาวพืช สังเคราะหแ์ สงนอ้ ย ปริมาณ CO2 ในบรรยากาศจะมากกว่าฤดูรอ้ นปริมาณ CO2 มาก กอ่ ใหเ้ กดิ ภาวะเรอื นกระจก (green house effect) 27

คารบ์ อนมอนอไซด์ (carbon monoxide, CO) เปน็ แกส๊ พิษ เกดิ จากการ เผาไหมไ้ มส่ มบรู ณ์ของเชื้อเพลงิ การเกดิ ปฏิกริ ยิ าออกซิเดชันของมเี ทนในชั่วโมง เร่งดว่ น (rush hour) การจราจรคบั คั่ง จะตรวจพบปริมาณ CO สงู ซ่งึ เป็น อันตรายต่อสุขภาพ ช่วงชีวติ (life time) ของ CO ในบรรยากาศประมาณ 4 เดอื น วัฏจกั รคารบ์ อน h2t8tps://environmentttt.wordpress.com

1.10 ซลั เฟอร์ไดออกไซดแ์ ละวงจรของซลั เฟอร์ (sulfur dioxide and the sulfur cycle) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เกดิ จากการเผาถา่ นหิน การเผานา้ มันเตาใน โรงไฟฟา้ เกดิ จากโรงงานอุตสาหกรรมตา่ งๆ เช่น อุตสาหกรรมกล่ันนา้ มัน อตุ สาหกรรมผลติ กรดซลั ฟิวรกิ อุตสาหกรรมถลงุ โลหะ การเผาขยะ ภเู ขาไฟ ระเบดิ ผลกระทบจากแกส๊ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ทาให้เกิดโรคเกยี่ วกบั ทางเดนิ หายใจ เกดิ การระคายเคืองตอ่ ผิวหนงั เกิดอาการแพไ้ ด้ ถ้าได้รบั ปริมาณสูง อาจ ทาให้ตายได้ ผลตอ่ พชื ทาให้ใบไม้มีสีเหลืองและตายได้ เน่ืองจากไมส่ ามารถ หายใจทางใบได้ กอ่ ใหเ้ กดิ ภาวะฝนกรด เกิดการกัดกรอ่ นหนิ ปนู หนิ อ่อน ทาลาย สง่ิ กอ่ สร้าง 29

รูปแสดงวฏั จกั รซัลเฟอร์ 30

ออกไซดข์ องซัลเฟอร์ SOx - ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) - ซลั เฟอร์ไตรออกไซดอ์ (SO3) - ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) - ไอออนของซัลเฟต (SO42-) - ไมม่ ีสี มีกลิน่ กรด มจี ุดเดอื ด -10 0C - 1 ใน 3 จากการกระทาของมนุษย์ โรงงาน - 2 ใน 3 จากแหล่งธรรมชาติ 31

SOx จากโรงงานถ่านหนิ 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 (Pyrite) SOx จากอตุ สาหกรรมถลงุ ตะกวั่ และสงั กะสี ยงั กอ่ ใหเ้ กดิ PbS , ZnS ไดด้ ้วย 32

SOx จากแหลง่ ธรรมชาติ SO2 การเนา่ เป่ือย (โดยแบคทเี รยี ) H2S (ก๊าซไข่เน่า) การเผาไหม้ SO2 (SO3 ) S + 1/2 O2 SO2 (SO3 ) + H2O H2SO3 (H2SO4 ) (สมบตั คิ ลา้ ย HNO3) 33

1.11 แหลง่ กาเนดิ มลพษิ ทางอากาศ - โรงงานอตุ สาหกรรม - แหลง่ กอ่ สรา้ ง 1. การกระทาของมนษุ ย์ - การใช้เคมภี ณั ฑ์ต่าง ๆ - การคมนาคม-ขนส่ง - ผลของสงคราม - เหมอื งแร่ - ของเสีย - กิจกรรมด้านเกษตร - การเผาไหมว้ สั ดุต่าง ๆ - การทงิ้ ขยะมูลฝอย - การเผาไหมเ้ ช้ือเพลิงในบา้ น 2. ทางธรรมชาติ - ภเู ขาไฟระเบิด - ไฟป่า - อนภุ าคมลสารจากดิน - ละอองเกสรจากพชื บางชนดิ - จุลินทรีย์ - การเน่าเป่ือยผพุ ังของซากสัตว์ ขยะมลู ฝอย เศษอาหาร 34

1.12 สารอินทรยี ร์ ะเหย (Volatile organic carbons, VOCs) สารอนิ ทรยี ์ระเหยเปน็ กลุ่มของสารท่ปี ระกอบดว้ ยคาร์บอนกบั ไฮโดรเจน และธาตุอื่น ซง่ึ มคี วามดันไอทสี่ ภาวะปกติสูงพอทจ่ี ะระเหยสูบ่ รรยากาศ ประเทศสหรฐั อเมรกิ าใหค้ า้ นิยามของสารอินทรียร์ ะเหย คอื สารอินทรีย์ ใดๆ ที่เกิดปฏิกริ ิยาโฟโตเคมี สหภาพยโุ รปใหน้ ิยามวา่ เป็นสารประกอบอินทรยี ์ทีม่ ี จดุ เดือดไม่เกนิ 250 ºC ท่คี วามดันบรรยากาศ 101.3 kPa แหลง่ ทีม่ าของสารอนิ ทรียร์ ะเหยมาจากการเผาไหมข้ องเชือ้ เพลงิ การปิง้ ยา่ งอาหาร โรงงานอตุ สาหกรรม สีทาบา้ นและเฟอร์นเิ จอร์ แลคเกอร์ ควนั บุหรี่ ไอระเหยของน้ามัน นา้ ยาซกั แห้ง เปน็ ตน้ 35

1.13 ฝ่นุ ละออง (Particulate Matter) ฝุ่นละออง หมายถึง อนภุ าคของแข็งและหยดละอองของเหลวท่ี แขวนลอยกระจายในอากาศ ซึง่ บางชนดิ มขี นาดใหญแ่ ละมีสีดาจนมองเหน็ เปน็ เขมา่ และควนั แต่บางชนิดกเ็ ลก็ มากจนมองดว้ ยตาเปล่าไม่เหน็ โดยทว่ั ไปฝุ่นละอองในอากาศมขี นาดต้งั แต่ 100 ไมโครเมตร (µm) ลงมา อนุภาคท่ีมีขนาด 2.5-10 µm เรียกว่า PM10 หมายถึงฝนุ่ หยาบ (course particle) เชน่ ฝนุ่ ท่ีเกดิ จากถนนท่ีไม่ไดล้ าดยาง จากโรงงานบดย่อย หิน เปน็ ตน้ PM 2.5 หมายถงึ ฝุ่นละเอียด (fine particle) ท่ีมีขนาดเล็กกว่า 2.5 µm เชน่ ควันเสยี ของรถยนต์ โรงไฟฟา้ โรงงานอุตสาหกรรม กระบวนการ ผลติ สารเคมี เป็นตน้ นอกจากนี้แกส๊ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ออกไซดข์ องไน โทรเจนและสารอินทรยี ์ระเหยจะท้าปฏิกริ ิยากับสารอน่ื ในอากาศ ทาให้เกดิ ฝ่นุ ละเอียด 36

กรมควบคมุ มลพษิ ไดก้ าหนดคา่ มาตรฐานสาหรบั ฝุ่นละอองในอากาศ ดงั น้ี - ฝนุ่ ทีม่ ีขนาดมากกวา่ 100 µm ต้องมีไม่เกนิ 120 ไมโครกรัมตอ่ ตารางเซนติเมตร - ฝนุ่ ท่ีมีขนาดเล็กกวา่ 100 µm ไมเ่ กิน 50 ไมโครกรัมตอ่ ตาราง เซนติเมตร (mg/cm3) จัดเปน็ อากาศดี - คา่ ระหวา่ ง 50-100 ไมโครกรัมตอ่ ตารางเซนติเมตร จัดเปน็ ระดับปานกลาง - ค่าระหว่าง 100-200 ไมโครกรัมตอ่ ตารางเซนติเมตร อยู่ใน ระดบั อนั ตรายต่อสขุ ภาพ - ถา้ มากกวา่ 200 ไมโครกรัมตอ่ ตารางเซนตเิ มตร เป็นอนั ตราย ตอ่ สุขภาพมาก 37

ฝ่นุ ละอองสามารถกอ่ ใหเ้ กดิ ผลกระทบต่อสุขภาพของมนษุ ย์ สตั ว์ และสิ่งแวดลอ้ ม สรา้ งความเดอื ดร้อน ราคาญและความเสียหายตอ่ อาคาร ตอ่ เครอื่ งมอื เครื่องใชต้ า่ งๆภายในโรงงาน ฝุ่นละอองขนาดเลก็ มผี ลกระทบต่อ สขุ ภาพเป็นอย่างมาก เมอื่ หายใจเข้าไปฝุน่ ละอองจะเข้าไปอยู่ในทางเดิน หายใจส่วนลา่ ง ฝนุ่ ละอองขนาด PM10 ทาให้เกิดโรคหอบหืด (asthma) และฝุ่นละอองขนาด PM2.5 ในบรรยากาศจะมีความสัมพนั ธก์ ับอัตราการ เพิ่มของผปู้ ว่ ยทเ่ี ป็นโรคหัวใจและโรคปอด เพิ่มอาการของโรคทางเดนิ หายใจ ลดประสิทธิภาพการท้างานของปอดและเกีย่ วโยงกบั การเสียชวี ติ กอ่ นวยั อัน ควรสาหรบั ผูป้ ่วยสูงอาย 38

1.14 โฟโตเคมสี มอ๊ ก (photochemical smog) สมอ๊ ก (smog) หรอื หมอกควันพิษ มาจากคาวา่ smoke รวมกับ fog หมายถึง หมอก ควันท่ีเกิดจากสารพษิ ในอากาศทับถมกัน และอากาศไมถ่ ่ายเท เน่ืองจากการน่งิ ของกระแสลม ปจั จัยทท่ี าใหก้ ารเกดิ หมอกควนั พษิ ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนจากการเผา ไหม้ของเคร่ืองยนต์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ในอากาศ การหยุดนิ่งของอากาศ และ เกดิ สารอนมุ ูลหรือสารออกซิแดนท์ (oxidant) สารพิษทเ่ี กดิ ขึน้ จากปฏิกิรยิ าโฟโตเคมี ไดแ้ ก่ แอลดไี ฮด์ (aldehyde) คโี ทน (ketone) เปอร์ออกซเิ อคลิ ไนเทรท (peroxyacyl nitrate, PAN) และ เปอร์ออกซเิ บนโซอลิ (peroxybenzoyl) 39

การเกดิ หมอกควันพษิ มผี ลกระทบตอ่ สุขภาพ สาร PAN และแอลดี ไฮด์ทเ่ี กดิ ข้นึ มผี ลต่อตา หมอกควันพษิ ทาให้เกิดโอโซนซงึ่ มผี ลต่อระบบทางเดิน หายใจ เกดิ การไอและจามได้ สารท่ีเกิดจากหมอกควนั พิษทาให้เกดิ การเคลอื บ บนผิวหนา้ ของใบ มีผลต่อการคายนา้ และทาให้ใบเหลอื ง 40

41

1.15 ผลกระทบจากมลพษิ ทางอากาศ ผลกระทบจากมลพษิ ทางอากาศ ได้แก่ 1. ผลต่อสขุ ภาพ หากรบั เขา้ ไปมากจะเกิดพิษทันที (acute effect) เช่นคลน่ื ไส้ อาเจยี น ปวดศรีษะ เจ็บคอ คออกั เสบ หากไดร้ ับปริมาณนอ้ ยจะเกิดการสะสม จนมีปรมิ าณมากทาให้เกดิ อาการเปน็ พษิ ภายหลงั เช่นโรคมะเร็ง 2. ปัญหาความสกปรกจากฝนุ่ ละออง และทศั นวสิ ยั ไม่ดี 42

3. ผลกระทบตอ่ นา้ อปุ โภค บรโิ ภค เนอ่ื งจากฝุ่นละอองในอากาศจะตกลงมา พรอ้ มนา้ ฝน 4. ผลต่อการเกษตร สารมลพิษในอากาศบางชนิดทาลายการทางานของพชื 5. กอ่ ใหเ้ กดิ ฝนกรด 6. เกิดปรากฏการณเ์ รอื นกระจก ซ่ึงสง่ ผลตอ่ ภาวะโลกร้อน 43

44

Acid rain has scarred the pine forest in the Smoky Mountain 45

pH of Acid Rain นา้ ฝน pH = 5. 3 46

ฝนกรด (acid rain) นา้ ฝน pH = 5. 3 CO2 , acetic acid, formic acid เปน็ กรดอ่อนท่ีมีอย่ใู น ธรรมชาติท้งั สิน้ ---> ไมน่ ่าทาให้เกิดฝนกรดได้ สาเหตหุ ลกั ของฝนกรดนา่ จะมาจาก SOX และ NOX SO3 + H2O ---> H2SO4 O2 + 4 NO2 + 2H2O ---> 4 HNO3 47

1.16 การปอ้ งกนั และแกไ้ ขปญั หามลพษิ ทางอากาศ การป้องกนั ปัญหามลพิษ ได้แก่ 1. ไมเ่ ผาป่าหรอื เศษใบไม้ หรือขยะ คดั แยกขยะก่อนทิ้ง 2. ลดการใช้สารกลุม่ ซีเอฟซี 3. สร้างจติ สานกึ ในการอนรุ ักษธ์ รรมชาติ ไมต่ ดั ไม้ทาลายป่า รณรงค์การ ปลูกตน้ ไมใ้ ห้มากขึ้นและฟ้ืนฟปู า่ ไม้ หรอื ต้นไม้เพือ่ ช่วยดูดซบั แก๊สาร์บอนได ออกไซด์ เพมิ่ พืน้ ท่สี ีเขยี ว 4. ใช้กระบวนการผลิตทสี่ ะอาด (clean technology) และการ ประเมนิ วัฏจักรชวี ิต life cycle assessment, LCA) สรา้ งผลิตภณั ฑท์ เ่ี ป็นมติ ร กับส่ิงแวดล้อม (ฉลากเขียว) เช่น ใช้วัสดทุ ่ียอ่ ยสลายได้ ไมใ่ ช้โฟม หรือใชว้ ัสดุท่รี ี ไซเคิลได้ เช่นแก้ว กระดาษ 48

5. เปลย่ี นพฤตกิ รรมไปส่กู ารบรโิ ภคท่สี ะอาดและยัง่ ยนื 6. เลอื กใช้เฉพาะผลิตภณั ฑท์ ่ีเป็นมติ รกบั สิง่ แวดล้อม 7. ใชท้ รพั ยากรอยา่ งประหยัด ประหยัดนา้ ประหยัดไฟ เลือกใช้เครื่อง ไฟฟ้าเบอร์ 5 ใชห้ ลอดประหยัดไฟ ควรถอดปลกั๊ ทุกคร้งั ทีเ่ ลกิ ใช้ ต้ังตเู้ ยน็ ในท่ี อากาศถ่ายเทดี หมนั่ ละลายนาแขง็ ในตู้เย็น ต้ังเครื่องปรบั อากาศท่อี ณุ หภมู ิไมเ่ กิน 25 ºC 8. ใชเ้ สือ้ ผ้าเหมาะสมกับอากาศ เพื่อลดการใช้พัดลม เคร่อื งปรับอากาศ 9. ใช้ถุงผา้ ตะกรา้ แทนถงุ พลาสตกิ 10. เดนิ ทางดว้ ยระบบขนส่งสาธารณะแทนการใช้รถยนตส์ ่วนตวั 11. อยา่ ซ้ือของใชต้ ามใจตัวเอง ควรซ้อื ตามความจ้าเปน็ อยา่ เป็นเหย่ือ โฆษณา 49