เรียบเรียงโดย นายสรณะ จรรย์สืบศรี, รศ.ดร.สมพร จันทระ
ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
ปัจจุบันการศึกษาเรื่องสัดส่วนแหล่งกำเนิดของมลพิษทางอากาศ โดยเฉพาะอนุภาคฝุ่น PM2.5 ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ยังมีค่อนข้างน้อย แม้จะเป็นพื้นที่ที่ประสบปัญหาอย่างต่อเนื่องก็ตาม ทีมวิจัยจึงมีความสนใจศึกษาในประเด็นดังกล่าว เพื่อค้นหาถึงแหล่งที่มา และองค์ประกอบทางเคมีของฝุ่น PM2.5 โดยเฉพาะในตัวเมืองเชียงใหม่ ทั้งในและนอกช่วงฤดูหมอกควัน โดยหวังว่าข้อมูลจากการศึกษาจะเป็นประโยชน์ต่อผู้เกี่ยวข้อง สำหรับนำไปประกอบการวางแผนการบริหารจัดการ และพัฒนากลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ เพื่อบรรเทาปัญหา PM2.5 และลดความเสี่ยงต่อสุขภาพของประชาชนในพื้นที่ได้
ในงานวิจัยนี้ได้ใช้ข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีของฝุ่น PM2.5 ใส่ในแบบจำลองผู้รับมลพิษ Positive Matrix Factorization (PMF) และแบบจำลอง Potential Source Contribution Function (PSCF) เพื่อศึกษาสัดส่วนแหล่งกำเนิด และแหล่งที่มาของฝุ่น PM2.5 ในเมืองเชียงใหม่ (รูป 1)
มีการเก็บตัวอย่างฝุ่น PM2.5 จำนวนทั้งสิ้น 51 ตัวอย่าง จากบริเวณป้อมจราจรริมถนนสี่แยกรินคำในช่วงฤดูหมอกควัน (เดือนมีนาคม ถึงเมษายน 2562) และช่วงนอกฤดูหมอกควัน (เดือนพฤษภาคม 2562) และนำมาวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ ไอออนละลายน้ำ คาร์บอนอินทรีย์ (Organic Carbon) ธาตุคาร์บอน (Elemental Carbon) สารกลุ่มคาร์โบไฮเดรต คาร์บอกซิเลต และโลหะ ซึ่งสารเหล่านี้สามารถใช้เป็นตัวตามรอยเพื่อระบุแหล่งกำเนิดของมลพิษทางอากาศได้
รูป 1 แผนภาพของงานวิจัย ข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีถูกนำมาป้อนเข้าสู่แบบจำลองผู้รับมลพิษ ทำให้ได้สัดส่วนแหล่งกำเนิดฝุ่น
จากนั้นจึงผนวกผลลัพธ์ที่ได้กับข้อมูลเส้นทางมวลอากาศโดยใช้แบบจำลอง PSCF และระบุจุดกำเนิดของฝุ่นที่มาจากแหล่งต่าง ๆ
ผลการศึกษาพบว่า ความเข้มข้นฝุ่นมีค่าเฉลี่ย 116 +/- 35 และ 35+/- 6 มคก./ลบ.ม. (ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) ในช่วงหมอกควันและนอกช่วงหมอกควัน ตามลำดับ
ผลจากแบบจำลองผู้รับมลพิษระบุได้ว่า ฝุ่นในช่วงหมอกควันนั้น มีค่าเฉลี่ยฝุ่นที่มาจากสี่กลุ่ม (รูป 2) ได้แก่
การเผาไหม้ชีวมวล 59.3 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 51)
ฝุ่นทุติยภูมิ 26.2 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 23)
ฝุ่นดิน 16.1 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 14)
การจราจร 14.6 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 13)
เมื่อเปรียบเทียบค่าของช่วงนอกหมอกควันในเดือนพฤษภาคม
ค่าเฉลี่ยฝุ่นจะมาจากการจราจรเป็นหลัก โดยมีค่าเฉลี่ย 27.2 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ76)
ฝุ่นดิน 5.9 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 17)
การเผาชีวมวล 2.5 มคก./ลบ.ม. (ร้อยละ 7)
นอกจากนี้ ผลจากแบบจำลอง PSCF พบว่าจุดกำเนิดการเผาไหม้ชีวมวลจะอยู่ที่บริเวณชายแดนไทยพม่าและจังหวัดแม่ฮ่องสอนเป็นหลัก ส่วนฝุ่นทุติยภูมิบ่งบอกถึงมลพิษข้ามแดนจากประเทศอินเดีย และพม่า (รูป 3)
รูป 2 ค่าคาดการณ์สัดส่วนแหล่งกำเนิดฝุ่นจากแหล่งต่าง ๆ รายวัน (BB: Biomass Burning: การเผาชีวมวล; SS: Secondary sulfate:
ฝุ่นทุติย ภูมิ; SH: smoke-haze: ช่วงหมอกควัน; NSH: Non-smoke haze: ช่วงนอกหมอกควัน) จากแบบจำลองผู้รับมลพิษ PMF
รูป 3 ความถี่เส้นทางมวลอากาศ (ซ้าย) และจุดความร้อนทั้งหมด (ขวา) ระหว่างเดือนมีนาคมและเมษายน ปี 2562 แสดงถึงมวลอากาศที่นำฝุ่นทุติยภูมิ จากทวีปอินเดีย ข้ามอ่าวเบงกอล ผ่านชายฝั่งพม่า และผนวกกับมลพิษจากการเผาไหม้ชีวมวลบริเวณชายแดนไทยพม่า และจังหวัดแม่ฮ่องสอนมาถึงตัวเมืองเชียงใหม่
การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่ามลพิษในตัวเมืองเชียงใหม่ ได้รับอิทธิพลจากการเผาไหม้และมลพิษข้ามแดน ข้อมูลจากช่วงนอกหมอกควันยังแสดงให้เห็นว่าแม้จะไม่มีมลพิษจากการเผาไหม้ชีวมวล พื้นที่ในเมืองยังมีค่าฝุ่นจากการจราจรและอื่น ๆ ที่เกินมาตรฐานองค์การอนามัยโลก (WHO) ที่กำหนดค่าแนะนำสำหรับค่าเฉลี่ย PM2.5 ในเวลา24 ชั่วโมงเท่ากับ 15 มคก./ ลบ.ม. จึงควรมีการจัดอันดับความสำคัญในการแก้ปัญหาและบรรเทาผลกระทบจากฝุ่น PM2.5 ในแต่ละช่วงเวลาของปี
ทั้งนี้ การศึกษาดังกล่าวเป็นสถานการณ์และตัวอย่างฝุ่นของปี 2562 ในบริเวณเมืองเชียงใหม่เท่านั้น มิได้เป็นของภาพรวมทั้งจังหวัด ซึ่งในแต่ละปีอาจมีความแตกต่างของสถานการณ์และการผันแปรของเส้นทางการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ
อ้างอิงจาก
Chansuebsri S., Kolar P., Kraisitnitikul P., Kantarawilawan N., Yabueng N., Wiriya W., Thepnuan D., Chantara S.* 2024. Chemical composition and origins of PM2.5 in Chiang Mai (Thailand) by integrated source apportionment and potential source areas. Atmospheric Environment.
อ่านบทความวิจัยได้ที่ https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.120517