ไต่ KU TOWER วิเคราะห์ฝุ่น PM2.5 จากปฏิกิริยาเคมีในชั้นบรรยากาศ

“ผศ.ดร.สุรัตน์ บัวเลิศ” ศึกษาฝุ่นมานานกว่า 15 ปีแล้ว เบื้องต้นนักวิจัยพบปัจจัยทางด้านอุตุนิยมวิทยาส่งผลให้เกิดฝุ่นในรูปแบบต่าง ๆ แต่ก็ยังมีคำถามและปริศนาต้นกำเนิดของฝุ่นอีกมากที่รอไขคำตอบ โดยเฉพาะฝุ่นทุติยภูมิที่มนุษย์ไม่ได้ก่อ แต่เป็นผลจากแสงแดดอันเจิดจ้าก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดฝุ่นละเอียดในชั้นบรรยากาศที่ซ้ำเติมปัญหามลภาวะทางอากาศ

ผศ.ดร.สุรัตน์ บัวเลิศ คณบดีภาควิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เริ่มตระหนักถึงปัญหาฝุ่นเมื่อครั้งได้รับทุนวิจัยจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ครั้งแรก เพื่อศึกษาการกระจายตัวของมวลสารในบรรยากาศตั้งแต่ปี พ.ศ. 2551 ขณะยังทำงานอยู่ที่คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และได้พบว่าตัวอย่างฝุ่นที่เก็บจากสถานีตรวจวัดซึ่งติดตั้งบนตึกใบหยกที่ความสูง 328 เมตรนั้นมีสารก่อมะเร็งในตัวอย่างฝุ่น สารดังกล่าวคือเบนโซเอไพรีน (Benzo(a)pyrene) ซึ่งเป็นสารประกอบในกลุ่มโพลีไซคลิก อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนหรือ PAHs

การค้นพบว่าในฝุ่นนั้นมีสารก่อมะเร็งเป็นองค์ประกอบทำให้ ผศ.ดร.สุรัตน์ทุ่มเทวิจัยเรื่องฝุ่นมาโดยตลอด และได้สร้างทีมวิจัยที่มีความแข็งแกร่ง เนื่องจากปัญหาฝุ่นเป็นเรื่องสำคัญและอยากหาทางแก้ไข จึงพยายามพัฒนางานด้านวิชาการเพื่อชี้นำสังคมและพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ให้เห็นอย่างชัดเจน เพื่อนำองค์ความรู้ไปสนับสนุนงานของภาคราชการที่ต้องทำงานตามที่กฎหมายกำหนด และจากการศึกษาฝุ่น PM2.5 โดยติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดบน KU TOWER ทำให้ได้ทราบถึงฝุ่นในรูปแบบต่าง ๆ ที่แปรเปลี่ยนไปตามสภาพทางอุตุนิยมวิทยา

ในช่วงเดือน พ.ย. เป็นเวลาที่เริ่มพบปัญหาฝุ่น โดยนักวิจัยพบฝุ่นในหลายรูปแบบ ฝุ่นรูปแบบแรกเป็นผลจากสภาพอุตุนิยมวิทยา พบในช่วงค่ำที่อากาศเย็นแต่ยังมีความชื้นอยู่ และฝุ่นมีความสามารถในการดึงความชื้นสูงมาก ทำให้ฝุ่นมีขนาดโตขึ้น และเกิดเป็นปรากฏการณ์ “ฝุ่นหลังเที่ยงคืน” ซึ่งเป็นฝุ่นรูปแบบแรกที่พบในช่วงเดือน พ.ย. – ธ.ค.

จากนั้นจะพบฝุ่นแบบที่ 2 จากปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่ทำให้การระบายอากาศลดลงและเกิดการสะสมของฝุ่นคล้ายฝาชีครอบ และฝุ่นแบบที่ 3 ที่เกิดจากการเผาไหม้ในที่โล่งแจ้งและลอยเข้ามา ซึ่งจากการวัดฝุ่นบน KU TOWER พบฝุ่นจากนอกกรุงเทพฯ พัดเข้ามา โดยพบว่าที่ระดับความสูง 110 เมตร มีกระแสลมแรงและพบปริมาณฝุ่นมากกว่าบรรยากาศชั้นล่าง และรูปแบบสุดท้ายคือฝุ่นที่แปรผันตามความเข้มของแสงแดดและเกิดเป็นฝุ่นทุติยภูมิที่ไม่มีใครปล่อยออกมาโดยตรง

ฝุ่นทุติยภูมิ เกิดจากปฏิกิริยาเคมีของก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน ก๊าซในกลุ่มสารอินทรีย์ระเหยง่าย โดยมีแสงอาทิตย์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ โดยเรียกปฏิกิริยานี้ว่า Photochemical Reaction ทำให้เกิดก๊าซโอโซน และอนุภาคขนาดเล็กมาก ยิ่งแสงแดดมีความเข้มสูง ยิ่งเกิดฝุ่นทุติยภูมิมากขึ้น ซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับฝุ่นประเภทนี้ยังมีอยู่น้อยมาก งานวิจัยในปัจจุบันของ ผศ.ดร.สุรัตน์ ที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก วช. จึงมุ่งไปที่แหล่งกำเนิดของฝุ่นทุติยภูมินี้ โดยได้ติดตั้งเครื่องมือสำคัญบน KU TOWER เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีทางแสงในบรรยากาศชั้นบน และผลจากงานวิจัยนี้จะเป็นข้อมูลสำคัญในการกำหนดนโยบายและแนวทางการลดผลกระทบของปัญหาฝุ่น PM2.5 จากแหล่งกำเนิดฝุ่นในพื้นที่กรุงเทพฯ ปริมณฑล และพื้นที่ระยะไกลในอนาคต