องค์การอนามัยโลก (World Health Organization WHO)ได้คาดการณ์พบว่า ทุกปีจะมีคนประมาณ 7 ล้านคนที่เสียชีวิตด้วยโรคทางเดินหายใจ ซึ่งมีสาเหตุจากมลภาวะของอากาศ โดยที่ 90% เป็นการสูญเสียที่เกิดขึ้นในประเทศที่กำลังพัฒนา ซึ่งมีระดับความเข้มข้นของฝุ่นพิษ PM2.5 และความหนาแน่นของแก๊สโอโซนที่สูงกว่าระดับปลอดภัยมาก
นอกจากจะสร้างปัญหาด้านสุขภาพแล้ว ผลกระทบด้านเกษตรกรรมก็เกิดขึ้นมากเช่นกัน เพราะโอโซนจะทำลายพืช เช่น ข้าวสาลี ถั่วเหลือง ข้าวโพด ฯลฯ ที่นิยมปลูกกันทั่วโลกในปริมาณตั้งแต่ 79-121 ล้านตัน ทำให้ประชากรโลก 94 ล้านคนอยู่ในสภาพขาดอาหาร และความสูญเสียเช่นนี้อาจคิดเป็นมูลค่าได้ประมาณปีละสองล้านล้านบาท
ตามปกติพลเมืองที่อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ๆ ในประเทศที่ด้อยพัฒนา เช่น เมือง Lagos ใน Nigeria เมือง Kinshasa ในสาธารณรัฐ Congo เมือง Abidjan ใน Ivory Coast และเมือง Dahen ใน Senegal มีผู้คนหนาแน่นตั้งแต่ 20 ล้านคนขึ้นไป มักไปรู้ตัวล่วงหน้าเลยว่า อากาศในเมืองจะเป็นพิษเมื่อใด เป็นเวลานานเพียงใด และรุนแรงเพียงใด เพราะเมืองไม่มีอุปกรณ์เตือนภัยมลภาวะหรือภัยฝุ่นพิษที่จะมาเยือนล่วงหน้านานๆ ให้ประชาชนสามารถเตรียมตัวป้องกันภัยได้ทัน ยิ่งไปกว่านั้นประเทศด้อยพัฒนาเหล่านี้ก็ไม่มีผู้เชี่ยวชาญที่ทำหน้าที่เก็บรวบรวมข้อมูลอากาศพิษ อีกทั้งไม่มีคนที่จะแปลความหมายของตัวเลขที่เก็บมาได้ ครั้นจะฝึกฝนคนให้รู้จักใช้เครื่องมือ และหาซื้อเครื่องมือตรวจอากาศเพื่อมาติดตั้งก็ต้องใช้เวลานานมาก ดังที่เมือง Atlanta ในรัฐ Georgia ของสหรัฐอเมริกาต้องใช้เวลานานถึง 15 ปี ในการลดปริมาณฝุ่นพิษที่โรงงานปล่อยออกมาได้ 80% และลดฝุ่นที่เกิดจากการจราจรได้ 90% ซึ่งความสำเร็จเช่นนี้ มีผลทำให้ชาว Atlanta 50,000 คน ไม่เป็นโรคหอบหืด ส่วนที่นคร Los Angles ก็ต้องใช้เวลานานถึง 50 ปี ในการลดความเข้มข้นของแก๊สโอโซนลง 2 ใน 3
เมื่อเหตุและผลเป็นเช่นนี้ การเตือนภัยล่วงหน้าจึงเป็นเรื่องสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้คนที่มีสุขภาพไม่ดี หรืออ่อนแอได้รับฝุ่นพิษโดยตรงอย่างต่อเนื่อง โดยการแนะนำมิให้ออกกำลังกายหนักนอกบ้าน หรือนานจนเกินไป ส่วนทางโรงเรียน หรือทางบ้านก็ควรกำหนดให้นักเรียนออกกำลังกายในสถานที่ๆ สะอาดและปลอดภัย แม้แต่แพทย์เองก็ต้องเตือนคนไข้ในความดูแลให้ระมัดระวังตัวเวลาฝุ่นพิษเพิ่มปริมาณ เพราะจะทำให้คนที่มีปัญหาสุขภาพไม่ต้องไปโรงพยาบาลได้ถึง 25%
ที่นคร Santiago ใน Chile ผู้ว่าๆ จะเป็นคนกำหนดเกณฑ์ (ตามเวลาจริง) ในการควบคุมความหนาแน่นของการจราจรและเวลาทำงานของโรงงานอุตสาหกรรม ทันทีที่รู้ว่า คลื่นฝุ่นกำลังมา มาตรการนี้ทำให้ความเข้มข้นของ PM2.5 ลดลง 20% และจำนวนคนที่จะเสียชีวิตลดลง 8 คน/วัน แต่มาตรการเดียวกันนี้ กลับใช้ไม่ได้ผลในกรณีนคร Delhi ของอินเดีย เพราะสาเหตุที่ทำให้เกิดฝุ่นพิษที่นั่นมีมากมาย ซึ่งไม่เหมือนกับที่ Santiago
เพราะประเทศทั่วโลกใช้บรรยากาศโลกเดียวกัน ดังนั้นคุณภาพของอากาศในพื้นที่หนึ่งจึงเป็นผลที่เกิดจากอิทธิพลของอากาศในพื้นที่อื่นๆ ทั่วประเทศและทั่วโลก ข้อมูลฝุ่นพิษที่วัดได้จึงนอกจากจะบอกคุณภาพของอากาศแล้ว ยังสามารถบอกได้อีกว่ากิจกรรมประเภทใด (จราจร เผาป่า การก่อสร้าง ของเสียจากโรงงาน ฯลฯ) คือ สาเหตุหลักและสาเหตุรอง
ตามปกตินักอุตุนิยมวิทยาจะสามารถพยากรณ์อากาศเฉพาะในเวลา 5 วันล่วงหน้าได้อย่างมั่นใจ แต่ถ้าสามารถทำนายล่วงหน้าได้ตั้งแต่ 7-10 วันทางโรงพยาบาล และสังคมก็จะมีเวลาเตรียมความพร้อมในการรับภัยได้ดีขึ้น ยิ่งถ้าสามารถบอกภัยล่วงหน้าได้เป็นฤดูหรือปีก็จะเป็นเรื่องดีที่สุด เพราะเกษตรกรจะได้วางแผนปลูกและเก็บเกี่ยวผลิตผลที่ได้ในเวลาที่เหมาะสม ก่อนจะถูกภัยธรรมชาติ เช่น น้ำท่วม หรือไฟป่าทำลาย
ขั้นตอนการพยากรณ์คุณภาพอากาศในพื้นที่กว้างใหญ่ระดับประเทศล่วงหน้าเป็นเวลานานๆ จึงต้องการปัจจัยหลายเรื่อง เช่น ต้องมีเครือข่ายการวัดคุณภาพที่ครอบคลุม พื้นที่ต้องมีแบบจำลองคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมในการพยากรณ์ ต้องมีอุปกรณ์วัดคุณภาพอากาศที่ถูกต้องและไว้ใจได้ เพื่อเผยแพร่ความรู้ข่าวสารให้ชุมชนทราบและเข้าใจ รวมถึงต้องมีการฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพอากาศในเมืองเพื่อติดตามเรื่องนี้อย่างต่อเนื่อง ด้วยการรายงานระดับความเข้มข้นของโอโซน PM2.5 แก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ละอองลอย และมลพิษอื่นๆ ในพื้นที่ต่างๆ ทั่วประเทศ ทุกวัน หรือถ้าจะเป็นไปได้ทุกชั่วโมง โดยใช้ดาวเทียม เครื่องบิน บอลลูน หรืออุปกรณ์ที่ติดตั้งบนพื้น หรืออาจใช้โดรนติดตามดู ด้านนักวิทยาศาสตร์ก็ต้องช่วยทำงานที่ศูนย์ศึกษาคุณภาพอากาศ เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกับศูนย์อื่นๆ ซึ่งข้อมูลที่ได้นี้อาจระบุระยะสูงที่อุปกรณ์วัดอยู่เหนือพื้น ระยะทางที่เครื่องวัดอยู่ห่างจากอาคารสูงๆ ระยะใกล้ต้นไม้และถนนใหญ่ รวมถึงต้องบอกเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาดของเครื่องวัดด้วย
สำหรับกรณีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่จะใช้ในการพยากรณ์คุณภาพอากาศนั้น ศูนย์จำเป็นต้องมีข้อมูล ปริมาณฝุ่นที่ถูกปลดปล่อยว่ามาจากการจราจร หรือจากโรงงานอุตสาหกรรม รวมถึงฝุ่นผงที่เกิดจากการก่อสร้างด้วย
อนึ่งในการวัดทุกครั้งนักพยากรณ์คุณภาพอากาศจะต้องรู้ความไม่แน่นอน (ความผิดพลาด) ของค่าที่วัดด้วย เพื่อให้สังคมไม่ตระหนกตกใจในคำทำนายจนเกิดงาม หรือไม่จำเป็น สำหรับในประเทศเราที่ยังไม่มีแบบจำลองการพยากรณ์คุณภาพอากาศที่ใช้ supercomputer คำนวณ ดังนั้นการพยากรณ์สำหรับเรื่องนี้จึงเป็นคำพยากรณ์อย่างกว้างๆ ที่อาจผิดพลาดได้มาก และทำนายเหตุการณ์ล่วงหน้านานๆ ไม่ได้เลย
ตามปกติในการแปลความหมายของข้อมูลที่วัดได้ ผู้เชี่ยวชาญจะต้องเข้าใจกระบวนการที่กำกับคุณภาพของอากาศในเมืองในระยะยาวเป็นอย่างดี เพื่อให้นักบริหารเห็นผลกระทบที่เกิดขึ้น แล้วจะได้วางแผนและนโยบายได้อย่างเหมาะสม การทำงานร่วมกันกับนักวิทยาศาสตร์ด้านคุณภาพของอากาศจากต่างประเทศ เช่น จีน ในโครงการ Partnership with China on Space Data (PANDA) กับนักวิทยาศาสตร์ยุโรปอาจทำให้เกิดโครงการเตือนภัยอากาศเป็นพิษล่วงหน้าได้ ปัจจุบันจีนมี 28 เมืองที่มีการพยากรณ์คุณภาพอากาศ และอินเดียก็มีโครงการนี้ แต่ประเทศเรายังไม่มี
การเผยแพร่ข้อมูลคุณภาพของอากาศสู่สังคมอาจกระทำได้โดยกรมอุตุนิยมวิทยา ซึ่งต้องอาศัยข้อมูลผลพิษที่วัดได้ ในแบบเดียวกับที่องค์การ Environmental Protection Agency (EPA) อเมริกาทำโดยเสนอดัชนีคุณภาพของอากาศเป็นตัวเลขตั้งแต่ 0-500 ให้สังคมและโรงพยาบาลทราบ โดยใช้ website มือถือ ฯลฯ ที่ลอนดอนในอังกฤษมีการกระจายข่าวเตือนเรื่องคุณภาพของอากาศเป็นระยะๆ ในอินเดียก็มีการออกข่าวเป็นช่วงๆ เช่นกัน
ในการฝึกอบรมและการให้ความรู้สำหรับเรื่องนี้ นิสิตมหาวิทยาลัยหรือวิศวกรด้านสิ่งแวดล้อมควรได้รับการฝึกให้รู้วิธีวัดคุณภาพของอากาศ และรู้วิธีแปลความหมายของข้อมูลที่วัดได้ด้วย โครงการ European Commission’s Marie Shlodowska-Curie Actions ของ EU ถูกกำหนดขึ้นเพื่อแลกเปลี่ยนนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศที่พัฒนาแล้วกับที่กำลังพัฒนา โดยเปิดสอนวิทยาการด้านนี้แบบ online นอกจากนี้ก็มีโครงการ Monitoring Air Quality from Space ซึ่งติดตามคุณภาพของอากาศเบื้องล่างโดยใช้ดาวเทียมเตือนประชาชนให้รู้ว่า การขับรถเวลาคุณภาพอากาศไม่ดี เป็นเรื่องอันตราย ดังนั้นจึงไม่ควรขับรถในช่วงเวลาอากาศเป็นพิษ และหันไปใช้รถรับส่งสาธารณะแทน
เพื่อให้การติดตามและควบคุมภาวะอากาศเป็นพิษในเมืองใหญ่ได้ผล ประเทศเราน่าจะมีแผนการรณรงค์สำหรับเรื่องนี้ เพราะจะทำให้จำนวนคนที่เสียชีวิตเนื่องจากอากาศเป็นพิษลดน้อยลงในอนาคต
Delhi ของอินเดียเป็นมหานครที่กำลังประสบปัญหาอากาศเป็นพิษ เพราะในบางเวลาชาวเมือง 25 ล้านคนต้องหายใจฝุ่นพิษ PM 2.5 เข้าร่างกายโดยเข้าทางจมูกสู่ปอด ทำให้เป็นโรคหอบหืด เพื่อความปลอดภัยองค์การอนามัยโลกได้แนะนำให้ทุกคนอยู่ในบ้าน เวลาอากาศนอกบ้านมีความเข้มข้นของ PM2.5 สูง
ในปี 2018 กระทรวงสาธารณสุขของอินเดียได้รายงาน ความเข้มข้นของ PM2.5 ใน Delhi โดยเฉลี่ยมีค่าสูงสุดที่ 122 ไมโครกรัม/ลูกบาศก์เมตร ในขณะที่ดัชนีปลอดอันตรายมีค่า 10 ไมโครกรัม/ลูกบาศก์เมตร ตัวเลขนี้มีผลให้ผู้ว่าราชการ Delhi ปรารภว่า ขณะนี้ชาวเมืองกำลังตกอยู่ในห้องรมแก๊สที่ทหารนาซีใช้ในการรมควันฆ่าชาวยิว ในสงครามโลกครั้งที่ 2 กระทรวงสาธารณะสุขของอินเดียได้คาดการณ์ว่า PM2.5 ได้ทำให้ชาว Delhi เสียชีวิตด้วยโรคหอบหืดก่อนวัยอันควรประมาณปีละ 16,000 คน และทำให้อายุขัยของชาวเมืองลดลง 6 ปี
เพราะประชากรที่อพยพเข้าเมือง Delhi เพิ่มขึ้นตลอดเวลา ดังนั้นการแสวงหาวิธีลดภัยฝุ่นจึงเป็นเรื่องเร่งด่วน รัฐบาลอินเดียสั่งปิดโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในเมืองในบางเวลา และสนับสนุนชาวเมืองที่สุขภาพไม่ดีให้ออกไปอาศัยนอกเมือง รวมถึงได้ขอความร่วมมือในการลดการใช้รถยนต์ แต่ได้พบว่า การแก้ไขสถานการณ์นี้มีความซับซ้อนมาก เพราะมลภาวะของอากาศใน Delhi มีที่มาจากแหล่งกำเนิดต่างๆ ที่หลากหลาย
สาเหตุแรกคือการจราจร เพราะ Delhi มีรถยนต์มากถึง 9 ล้านคัน ทั้งที่มีสภาพดีและไม่ดี ดังนั้นทางการจึงได้ให้ชาวเมืองเลิกใช้รถเก่าที่มีอายุเกิน 10 ปี และให้เลิกใช้แก๊สโซลีน แต่ใช้แก๊สธรรมชาติแทน นอกจากนี้ ก็ได้เสนอให้ลดการใช้รถ โดยให้รถวิ่งเฉพาะวันคี่หรือวันคู่ ตามเลขทะเบียนรถ แต่ได้พบว่าการควบคุมเรื่องนี้ทำได้ยาก เพราะบางบ้านใช้วิธีมีรถ 2 คัน คือมีทั้งเลขคู่และเลขคี่ แล้วนำรถออกวิ่งสลับกัน
ส่วนอีกวิธีหนึ่งคือ สนับสนุนให้ชาวเมืองหันมาใช้รถสาธารณะมากขึ้น คือใช้บริการรถไฟฟ้า และรถใต้ดินมากขึ้น แต่บริการนี้ต้องได้รับการปรับปรุงให้ปลอดภัย สะดวกสบายมีราคาถูก และตรงเวลา ชาวเมืองจึงจะนิยมใช้
รถบรรทุกขนาดใหญ่เป็นอีกสาเหตุหนึ่ง เพราะรถบรรทุกขนาดใหญ่จำนวนมากใช้เมืองเป็นทางผ่าน รถประเภทนี้จึงเป็นสาเหตุหลักในการสร้างมลภาวะ และเพื่อลดปัญหานี้ ทางการจึงเก็บค่าเดินทางผ่านเมืองของรถบรรทุกขนาดใหญ่ในอัตราค่อนข้างสูง
การก่อสร้างอาคารใหม่ตลอดเวลาก็มีบทบาทในการเพิ่มปริมาณ PM2.5 ดังนั้น ทางการจึงได้กำหนดให้วิศวกรปกคลุมอาคารที่กำลังสร้างด้วยผ้าคลุมพลาสติก เพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นฟุ้งกระจาย
ฤดูก็มีบทบาทในการแพร่กระจายของฝุ่นพิษ เพราะในฤดูหนาว อุณหภูมิที่ต่ำทำให้อากาศมีความหนาแน่นมาก ละอองฝุ่นในอากาศจึงลอยต่ำ ทำให้คนยากจนที่อาศัยอยู่ในสลัมเป็นอันตราย ภัยสุขภาพที่เกิดจากมลภาวะในฤดูหนาวจึงมีมากกว่าในฤดูร้อนประมาณ 2 เท่า
การเผาฟืนในครัวของคนยากจนและในชนบทชานเมืองสามารถทำให้เกิดฝุ่นพิษได้ ดังนั้นการลดปริมาณการเผาป่าจึงเป็นเรื่องจำเป็น แต่ก็มีปัญหาตามมาว่า ชาวอินเดีย 240 ล้านคนยังไม่มีไฟฟ้าใช้ ดังนั้น จึงต้องหุงอาหารโดยการเผาฟืน และถ้าจะให้ชาวบ้านลดการเผาฟืน เขาจำต้องมีไฟฟ้าหรือเซลล์แสงอาทิตย์ใช้ ดังนั้นเงื่อนไขที่จะห้ามชาวบ้านเผาฟืนคงต้องใช้เวลาอีกนาน จึงจะแก้ปัญหาฝุ่นได้
ถึงวันนี้ชาวอินเดียส่วนใหญ่ตระหนักรู้ในภัยที่ตนกำลังประสบแล้ว และกำลังหานวัตกรรมใหม่ๆ มาควบคุมคุณภาพของทั้งน้ำ อากาศ และดิน ด้านรัฐบาลก็ได้สนับสนุนคนที่มีความคิดดีๆ เพื่อบรรเทาภัยนี้ด้วยการจัดตั้งรางวัล 10 ล้านบาท สำหรับคนที่มีความความคิดที่วิเศษสามารถลดภาวะมลพิษของอากาศได้
ในขณะที่ความคิดแก้ไขต่างๆ ยังไม่ได้ดำเนินการอย่างแพร่หล่ายและเข้มงวด การติดตามและป้องกันสภาวะอากาศเป็นพิษอย่างสม่ำเสมอ จึงเป็นเรื่องจำเป็น เช่นให้คนเดินถนนใช้ผ้ากรองคลุมจมูกไม่ให้ PM2.5 เข้าร่างกาย และคนที่ป่วยด้วยโรคหอบหืดก็ได้รับคำแนะนำให้ออกไปรักษาตัวนอกเมือง
แม้รัฐบาลในหลายประเทศยังไม่มีเรื่องนี้เป็นวาระแห่งชาติ ดังนั้น องค์การเอกชนหลายหน่วยจึงกำลังเดินหน้าผลิตอุปกรณ์วัดพิษของอากาศในรูปของอุปกรณ์พกพา เพื่อรายงานคุณภาพของอากาศให้คนเมืองรู้แบบ real time แทนที่จะคอยฟังรายงานสภาพอากาศจากทางราชการ
อุปกรณ์วัดมลภาวะของอากาศแบบพกพาทำหน้าที่วัดความเข้มข้นของ PM2.5 ที่เป็นละอองฝุ่นกำมะถัน แก๊ส nitrogen oxide และ nitrogen dioxide ซึ่งเป็นพิษ แต่ราคาของอุปกรณ์เหล่านี้ยังแพงคือ ประมาณ 60,000 บาทต่อเครื่อง ตามราคาที่บริษัทผลิต United Nations Environment Programme ได้ตั้งไว้เมื่อ 2015 และมีปัญหาเรื่องความแม่นยำในการวัด
บริษัทเอกชนจึงว่าจ้างนักเคมีวิเคราะห์มาหาองค์ประกอบของบรรยากาศเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ทำงานโดยใช้หลักการดูดกลืนแสงของอนุภาค PM 2.5 และรู้อันตรกริยาระหว่างโมเลกุลของแก๊สพิษกับเครื่องวัด แต่ถ้าจะให้อุปกรณ์วัดมลภาวะได้อย่างถูกต้อง อุปกรณ์วัดจะมีราคาแพงมาก ดังนั้น บริษัทจึงออกแบบอุปกรณ์ที่สามารถวัดมลพิษได้เฉพาะบางพิษ เช่น วัดปริมาณของออกไซด์โลหะ อุปกรณ์จึงมีขนาดเล็กลงและมีราคาประมาณ 500 บาท แต่ถ้าจะให้วัดความเข้มข้นของละอองฝุ่นด้วย อุปกรณ์ก็จะมีราคาสูงถึง 15,000 บาท ตามปกติอุปกรณ์จะทำงานได้ดีในพื้นที่ๆ มีการจราจรหนาแน่น และมลภาวะมีความเข้มข้นสูง แต่ถ้าความเข้มข้นน้อย อุปกรณ์อ่านจะไม่ไวพอในการอ่าน กระนั้นความแม่นยำก็ไม่มีความสำคัญมากสำหรับคนทั่วไป ดังนั้นความคาดหวังของคนส่วนใหญ่คือการมีอุปกรณ์พกพาเพื่อช่วยเตือนภัย เพราะการเตือนจะช่วยคนที่กำลังป่วยเป็นโรคหืดหายามารักษาตนก่อนจะเป็นอันตรายถึงชีวิต
การรู้ภัยมลภาวะของอากาศนอกจากจะช่วยให้ประชาชนสามารถตรวจสอบการปล่อยแก๊สพิษของโรงงานต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วแล้ว ยังช่วยควบคุมการบริหารโรงงานด้วยว่า ต้องหรือสมควรแก้ไขในประเด็นใดบ้าง หรือไม่
ดังนั้นการมีอุปกรณ์ตรวจวัดมลพิษของอากาศที่ทำงานดี คือว่องไวและถูกต้อง จะเข้ามามีบทบาทมากในการกำหนดรูปแบบการทำงานของเครื่องจักรอุตสาหกรรมในอนาคต และการช่วยให้ชาวเมืองมีความรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้จะเป็นการประกันคุณภาพและชีวิตของคนในสังคมให้ดีขึ้น
อ่านเพิ่มเติมจาก Air Pollution โดย J. Colls และ A. Tiwary จัดพิมพ์โดย Routledge/Taylor and Frameis ปี 2009
อ่านเพิ่มเติมจาก World Health Organization, Air Pollution ที่https://go.nature.com/2bzdas7
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์
