xs
xsm
sm
md
lg

บทความเรื่อง : สารโลหะในฝุ่น PM2.5

เผยแพร่:   โดย: ผศ.ดร.รณบรรจบ อภิรติกุล และ ศาสตราจารย์ญาณวิทย์ ดร.ศิวัช พงษ์เพียจันทร์

เรียบเรียงโดย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. รณบรรจบ อภิรติกุล
สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา
Email: ronbanchob@gmail.com
และ
ศาสตราจารย์ญาณวิทย์ ดร. ศิวัช พงษ์เพียจันทร์
ศูนย์วิจัยและพัฒนาการป้องกันและจัดการภัยพิบัติ คณะพัฒนาสังคมและสิ่งแวดล้อม สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์
หัวหน้าโครงการสร้างพลเมืองสร้างสรรค์ (Active Citizen) และผู้นำเพื่อสร้างความเปลี่ยนแปลง (Prime Mover) ในบริบทการจัดการคุณภาพอากาศสำหรับประเทศไทย สนับสนุนโดยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ (สสส.)
Email: pongpiajun@gmail.com


ปัจจุบันนี้ปัญหาหมอกควันที่เกิดจากฝุ่น PM2.5 เริ่มเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย ทำให้หลายคนเริ่มตระหนักถึงภัยอันตรายจากการหายใจเอาฝุ่น PM2.5 ที่อยู่ในอากาศเข้าสู่ร่างกาย โดยความเข้มข้นฝุ่น PM2.5 จะเพิ่มสูงขึ้นในช่วงหน้าหนาว (ประมาณ เดือน พ.ย. ถึง กลางเดือน มี.ค. ในปีถัดไป) ดังแสดงในภาพที่ 1

ภาพที่ 1: ปริมาณฝุ่นละออง PM2.5 เฉลี่ย 24 ชั่วโมง ในพื้นที่กรุงเทพมหานคร ปี 2554 - 2562 ที่มา: สุพัฒน์ หวังวงศ์วัฒนา, 2563
อย่างไรก็ตาม ตัวฝุ่น PM2.5 เปรียบเหมือนยานพาหนะเท่านั้น แต่สิ่งที่อันตรายยิ่งกว่าฝุ่น PM2.5 คือ สารที่ติดมากับฝุ่น ซึ่งเปรียบเสมือนผู้ร้ายที่นั่งมาในยานพาหนะ ซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สารเหล่านี้ได้แก่ 1) สารอินทรีย์ที่ก่อให้เกิดมะเร็ง จำพวกสาร Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (สาร PAHs) เช่น สารแนปทาลีน หรือ สารที่ใช้ทำลูกเหม็น, สารแอนทราซีน เป็นต้น 2) สารมลพิษตกค้างยาวนาน (Persistent Organic Pollutants หรือ POPs) เช่น สารไดออกซิน, ฟิวแรน เป็นต้น 3) สารโลหะ เช่น สารตะกั่ว, สารหนู, สารปรอท, สารแคดเมียม เป็นต้น

สารโลหะที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพส่วนมากจะเป็นประเภทโลหะหนัก แม้ว่าโลหะหนักเหล่านี้จะเข้าสู่ร่างกายในปริมาณที่ไม่มากแต่ก็ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพได้หากได้รับอย่างต่อเนื่อง โดยสามารถสรุปแหล่งที่มาและผลกระทบของโลหะหนักบางประเภทได้ดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 สรุปแหล่งที่มาและผลกระทบของโลหะหนัก


การศึกษาปริมาณโลหะที่อยู่ในฝุ่น PM2.5 นอกจากจะทำให้ทราบว่ามีปริมาณและชนิดของโลหะที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์อยู่มากน้อยเพียงใดแล้ว ยังสามารถใช้เป็นข้อมูลในการวิเคราะห์หาแหล่งที่มาของฝุ่น PM2.5 ได้อีกด้วย แต่ทั้งนี้จะต้องนำข้อมูลโลหะและฝุ่นมาทำการวิเคราะห์ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อแยกองค์ประกอบของสารโลหะที่ตรวจวัดได้จากฝุ่น PM2.5 และแปลผลข้อมูลว่า ฝุ่น PM2.5 มาจากแหล่งกำเนิดประเภทใดบ้าง โดยแต่ละแหล่งกำเนิดประเภทต่างๆ ของ ฝุ่น PM2.5 จะมีลักษณะรูปแบบของชนิดโลหะเฉพาะตัว แต่ทั้งนี้อาจจะต้องทำการวิเคราะห์ข้อมูล องค์ประกอบของสารประเภทอื่นๆ เช่น สารอโลหะ, สารกึ่งโลหะ, อนุมูลกลุ่ม เป็นต้น ซึ่งสามารถสรุปองค์ประกอบทางเคมีของฝุ่นจากแหล่งที่มาต่าง ๆ ได้ดังตารางที่ 2




อย่างไรก็ตามข้อมูลจากตารางข้างต้นเป็นเพียงแค่องค์ประกอบทางเคมีของแหล่งกำเนิดบางส่วนเท่านั้น จริงๆแล้วยังมีข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีของแหล่งกำเนิดอีกมากที่ไม่ได้นำเสนอ ณ ที่นี้

เพื่อให้เกิดมาตรการในการจัดการฝุ่น PM2.5 อย่างมีประสิทธิภาพจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการส่งเสริมการศึกษาวิจัยเพื่อให้ทราบแหล่งที่มาของฝุ่นขนาดเล็กนี้ และเมื่อทราบแหล่งกำเนิดของฝุ่นก็สามารถใช้เป็นแนวทางในการจัดการควบคุมและแก้ไขปัญหาที่ต้นเหตุต่อไป


เอกสารอ้างอิง :


Alleman, L. Y., Lamaison, L., Perdrix, E., Robache, A., & Galloo, J. C. (2010). PM10 metal concentrations and source identification using positive matrix factorization and wind sectoring in a French industrial zone. Atmospheric Research, 96(4), 612–625. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2010.02.008
Alluri, H. K., Ronda, S. R., Settalluri, V. S., Jayakumar Singh, B., Suryanarayana, V., & Venkateshwar, P. (2007, December 28). Biosorption: An eco-friendly alternative for heavy metal removal. African Journal of Biotechnology. Academic Journals. https://doi.org/10.5897/ajb2007.000-2461
Apiratikul, R. (2004). Biosorption of Heavy Metals Mixture Solution by Green Macroalga, Caulerpa lentillifera. M.Sc. Thesis, Environmental Management (Inter-Department), Graduate School, Chulalongkorn University.
Apiratikul, R. (2007). Sorption of Heavy Metals by Green Macro Alga, Caulerpa lentillifera and Modified Zeolite from Coal Fly Ash. Ph.D. Thesis, Environmental Management (Inter-Department), Graduate School, Chulalongkorn University.
Begum, B. A., Kim, E., Biswas, S. K., & Hopke, P. K. (2004). Investigation of sources of atmospheric aerosol at urban and semi-urban areas in Bangladesh. Atmospheric Environment, 38(19), 3025–3038. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.02.042
Chueinta, W., Hopke, P. K., & Paatero, P. (2000). Investigation of sources of atmospheric aerosol at urban and suburban residential areas in Thailand by positive matrix factorization. Atmospheric Environment, 34(20), 3319–3329. https://doi.org/10.1016/S1352-2310(99)00433-1
Cohen, D.D., Garton, D., Stelcer, E., Hawas, O., Wang, T., Poon, S., Kim, J., Choi, B.C., Oh, S.N., Shin, H.J., et al. (2004). Multielemental analysis and characterization of fine aerosols at several key ACE-Asia sites. Journal of Geophysical Research D: Atmospheres 109.
Gu, J., Pitz, M., Schnelle-Kreis, J., Diemer, J., Reller, A., Zimmermann, R., … Cyrys, J. (2011). Source apportionment of ambient particles: Comparison of positive matrix factorization analysis applied to particle size distribution and chemical composition data. Atmospheric Environment, 45(10), 1849–1857. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.01.009
Handler, M., Puls, C., Zbiral, J., Marr, I., Puxbaum, H., & Limbeck, A. (2008). Size and composition of particulate emissions from motor vehicles in the Kaisermühlen-Tunnel, Vienna. Atmospheric Environment, 42(9), 2173–2186. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2007.11.054
Huang, X., Olmez, I., Aras, N. K., & Gordon, G. E. (1994). Emissions of trace elements from motor vehicles: Potential marker elements and source composition profile. Atmospheric Environment, 28(8), 1385–1391. https://doi.org/10.1016/1352-2310(94)90201-1
Jaeckels, J. M., Bae, M. S., & Schauer, J. J. (2007). Positive matrix factorization (PMF) analysis of molecular marker measurements to quantify the sources of organic aerosols. Environmental Science and Technology, 41(16), 5763–5769. https://doi.org/10.1021/es062536b
Johnson, T. M., Guttikunda, S., Wells, G. J., Artaxo, P., Bond, T. C., Russell, A. G., Watson J. G. & West, J. (2011). Tools for Improving Air Quality; A Review of Top-down Source Apportionment Techniques and Their Application in Developing Countries. ESMAP Formal Report. Washington: World Bank; Report No.: 339/11. https://www.esmap.org/file-download/25229/68221
Kar, S., Maity, J. P., Samal, A. C., & Santra, S. C. (2010). Metallic components of traffic-induced urban aerosol, their spatial variation, and source apportionment. Environmental Monitoring and Assessment, 168(1–4), 561–574. https://doi.org/10.1007/s10661-009-1134-z
Lee, J. H., Yoshida, Y., Turpin, B. J., Hopke, P. K., Poirot, R. L., Lioy, P. J., & Oxley, J. C. (2002). Identification of sources contributing to Mid-Atlantic regional aerosol. Journal of the Air and Waste Management Association, 52(10), 1186–1205. https://doi.org/10.1080/10473289.2002.10470850
Lim, J. M., Jeong, J. H., Lee, J. H., Moon, J. H., Chung, Y. S., & Kim, K. H. (2011). The analysis of PM2.5 and associated elements and their indoor/outdoor pollution status in an urban area. Indoor Air, 21(2), 145–155. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2010.00691.x
Lough, G. C., Schauer, J. J., Park, J. S., Shafer, M. M., Deminter, J. T., & Weinstein, J. P. (2005). Emissions of metals associated with motor vehicle roadways. Environmental Science and Technology, 39(3), 826–836. https://doi.org/10.1021/es048715f
Morishita, M., Keeler, G. J., Wagner, J. G., & Harkema, J. R. (2006). Source identification of ambient PM2.5 during summer inhalation exposure studies in Detroit, MI. Atmospheric Environment, 40(21), 3823–3834. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.03.005
Negi, B. S., Sadasivan, S., & Mishra, U. C. (1967). Aerosol composition and sources in Urban areas in India. Atmospheric Environment (1967), 21(6), 1259–1266. https://doi.org/10.1016/0004-6981(67)90072-8
Owoade, K.O., Hopke, P.K., Olise, F.S., Ogundele, L.T., Fawole, O.G., Olaniyi, B.H., Jegede, O.O., Ayoola, M.A., and Bashiru, M.I. (2015). Chemical compositions and source identification of particulate matter (PM2.5 and PM2.5–10) from a scrap iron and steel smelting industry along the Ife–Ibadan highway, Nigeria. Atmospheric Pollution Research 6, 107–119. https://doi.org/10.5094/APR.2015.013
Sternbeck, J., Sjödin, Å., & Andréasson, K. (2002). Metal emissions from road traffic and the influence of resuspension - Results from two tunnel studies. Atmospheric Environment, 36(30), 4735–4744. https://doi.org/10.1016/S1352-2310(02)00561-7
Tauler, R., Viana, M., Querol, X., Alastuey, A., Flight, R. M., Wentzell, P. D., & Hopke, P. K. (2009). Comparison of the results obtained by four receptor modelling methods in aerosol source apportionment studies. Atmospheric Environment, 43(26), 3989–3997. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.05.018
Uberol, M., & Shadman, F. (1991). High-Temperature Removal of Cadmium Compounds Using Solid Sorbents. Environmental Science and Technology, 25(7), 1285–1289. https://doi.org/10.1021/es00019a009
Vincent, K., Passant, N., (2006). Assessment of Heavy Metal Concentrations in the United Kingdom, AEA Technology, http://uk-air.defra.gov.uk/assets/documents/reports/cat16/0604041205_heavy_metal_issue1_final.pdf
Yli-Tuomi, T., Venditte, L., Hopke, P. K., Basunia, M. S., Landsberger, S., Viisanen, Y., & Paatero, J. (2003). Composition of the Finnish Arctic aerosol: Collection and analysis of historic filter samples. Atmospheric Environment, 37(17), 2355–2364. https://doi.org/10.1016/S1352-2310(03)00164-X
กรมวิทยาศาสตร์บริการ. (2553). การดูดซับโลหะหนักโดยวิธีทางชีวภาพ (Biosorption of heavy metals). กรุงเทพมหานคร: สำนักหอสมุดและศูนย์สารสนเทศวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กรมวิทยาศาสตร์บริการ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. http://ebook.dss.go.th/ebook-detail/mobile-example-ebook/18278
สุพัฒน์ หวังวงศ์วัฒนา. (2563). มาทำความรู้จักกับ PM2.5. http://sciuscamp12.satit.up.ac.th/downloads/schedule/PM2.5.pdf


กำลังโหลดความคิดเห็น...