มลภาวะทางอากาศ (Air pollution) ได้กลายเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของเมืองขนาดใหญ่และพื้นที่ที่มีการขยายตัวของอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และการท่องเที่ยวอย่างรวดเร็ว รวมทั้งการขยายโครงสร้างของระบบคมนาคมขนส่งและระบบสาธารณูปโภค การก่อสร้าง และการเพิ่มขึ้นของปริมาณการจราจร คุณภาพอากาศมีความสำคัญมากในการดำรงชีวิต เนื่องจากมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพชีวิตและสุขภาพอนามัยของประชากร

              ปัจจุบันอากาศทั่วโลกซึ่งรวมประเทศไทยด้วยนั้นมีมลพิษปนเปื้อนอยู่มาก ทั้งอากาศที่ใช้หายใจภายนอกอาคาร (Outdoor Air Pollution) และภายในอาคาร (Indoor Air Pollution) และเป็นสาเหตุทำให้เกิดการเจ็บป่วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งทำให้เกิดโรคระบบทางเดินหายใจ ซึ่งทำให้สูญเสียค่าใช้จ่ายในการรักษาพยาบาลเป็นอย่างมาก การวิจัยในเมืองต่างๆทั่วโลกแสดงให้เห็นว่าระดับของฝุ่นละอองในอากาศมีความสัมพันธ์ต่ออัตราการตายก่อนเวลาอันควร และการเจ็บป่วยด้วยโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบทางเดินหายใจ เช่น โรคภูมิแพ้ โรคหอบหืด หวัด โดยเฉพาะผู้ที่มีความต้านทานของร่างกายต่ำ เช่น คนสูงอายุ และเด็กเล็ก ในขณะที่ฝุ่นละอองซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่เป็นฝุ่นที่ทำให้เกิดความรำคาญ จากข้อมูลทางสถิติ ซึ่งรวบรวมโดยสำนักงานสาธารณะสุข อำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี (แบบ รง.504) พบว่ามีผู้ป่วยใน อำเภอศรีราชา ที่เข้ารับการรักษาตัวด้วยโรคระบบทางเดินหายใจ (Diseases of respiratory system) ในสถานพยาบาลของรัฐ (สถานีอนามัย 12 สถานี รวมโรงพยาบาลอ่าวอุดมและโรงพยาบาลสมเด็จพระบรมราชเทวี ณ ศรีราชา) ดังนี้

               เดือนตุลาคม 2547 ถึง เดือนกันยายน 2548 จำนวน 46163 คน
               เดือนตุลาคม 2548 ถึง เดือนกันยายน 2549 จำนวน 56593 คน
               เดือนตุลาคม 2549 ถึง เดือนกันยายน 2550 จำนวน 65136 คน
               เดือนตุลาคม 2550 ถึง เดือนกันยายน 2551 จำนวน 59030 คน และ
               เดือนตุลาคม 2551 ถึง เดือนกันยายน 2552 จำนวน 58016 คน
               (ที่มา: แบบ รง.504, สำนักงานสาธารณะสุข อำเภอศรีราชา)

               โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อำเภอศรีราชามีถนนสุขุมวิท ตัดผ่านใจกลางเมืองซึ่งเป็นเขตที่มีประชาชนอาศัยหนาแน่นเป็นแหล่งธุรกิจและการจราจรพลุกพล่านมากที่สุดแห่งหนึ่งในภาคตะวันออก มลพิษทางอากาศส่วนใหญ่จึงเป็นฝุ่นละอองจากการจราจร ประกอบกับบริเวณสี่แยกอ่าวอุดม ตำบลทุ่งสุขลา อำเภอศรีราชา ขณะนี้ กำลังมีการก่อสร้างสะพานข้ามแยกอ่าวอุดม การก่อสร้างดังกล่าวนี้ เป็นสาเหตุให้เกิดมลพิษทางอากาศ สร้างความเดือดร้อนรำคาญให้กับประชาชนในบริเวณดังกล่าว

              สถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศของ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา ตั้งอยู่บริเวณทางเข้าประตู 1 เป็นสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ ที่ใช้สำหรับตรวจวัดปริมาณ CO  O₃ SO₂ NO_x  PM₁₀ สารอินทรีย์ระเหยง่ายในบรรยากาศ  Volatile Organics Compounds, VOCs ไม่น้อยกว่า 5  ชนิด ได้แก่ Benzene, Toluene, Ethyl benzene, m&p-Xylene  และ O-Xylene ) และสภาพอากาศทางอุตุนิยมวิทยา ( wind speed, wind direction, rain gauge etc. )พร้อมการบันทึก วิเคราะห์ผลการตรวจวัดและจัดทำรายงาน)

              งานวิจัยนี้เป็นการตรวจติดตามคุณภาพอากาศในรอบปีที่ผ่านมาโดยเก็บตัวอย่างจากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ ของคณะทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา และต้องการวิเคราะห์แหล่งปลดปล่อยที่เป็นไปได้ของก๊าซพิษและฝุ่น 2 ชนิดคือฝุ่นละอองรวม TSP และ ฝุ่นละอองที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน (PM10) อาศัยข้อมูลความเร็วและทิศทางลมโดยเก็บตัวอย่างจากสถานีตรวจวัดฯ ศึกษาโลหะหนักที่ปะปนมากับฝุ่นโดยใช้เทคนิค ICP-AES

วิธีการและเครื่องมือที่ใช้

           สถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศของ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา โดยคณะทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมเป็นผู้รับผิดชอบตั้งอยู่บริเวณทางเข้าประตู ๑ (13º07´15.42´´N, 100º55´09.28´´E) เป็นสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ ที่ใช้สำหรับตรวจวัดปริมาณก๊าซพิษต่างๆ แสดงในตารางที่ 2 และวัดปริมาณฝุ่นละอองในบรรยากาศ สารอินทรีย์ระเหยในบรรยากาศ ได้แก่ เบนซีน โทลูอีน เอธทิล เบนซีน เมตา,พาราไซลีน และโอไซลีน และวัดสภาพอากาศทางอุตุนิยมวิทยา (ความเร็วลม ทิศทางลม และปริมาณน้ำฝน เป็นต้น) พร้อมบันทึก วิเคราะห์ผลการตรวจวัดและจัดทำรายงาน เครื่องมือที่ใช้ตรวจวัดแต่ละชนิดเป็นเครื่องมือที่ได้มาตรฐาน โดยได้รับการรับรองจาก US.EPA (1987)

ก๊าซพิษ

         มลพิษทางอากาศประเภทก๊าซพิษ ที่วัดได้จากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ อาศัยเทคนิคการวัดต่างๆ กันรายละเอียดด้านเทคนิค ความแม่นยำในการวัด และค่าต่ำสุดที่สามารถวัดได้ แสดงในตารางที่ 2 สามารถตรวจวัดและแสดงค่าการตรวจวัดได้แบบต่อเนื่อง

ฝุ่นละออง

        ฝุ่นละอองที่ PM10 เก็บโดยสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศซึ่งภายในระบบมีทำงานแบบอัตโนมัติใช้หลักการ Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM) สามารถตรวจวัดและแสดงค่าการตรวจวัดได้แบบต่อเนื่องฝุ่นละอองรวม (TSP) ซึ่งเก็บตัวอย่างได้จากเยื่อกรอง (Teflon) ที่ใช้ดักฝุ่นละอองรวมในท่อก๊าซหลัก (Main Flow, stack filter unit) บันทึกน้ำหนักของเยื่อกรองก่อน และหลังการเก็บตัวอย่าง บันทึกอัตราการไหลของอากาศและช่วงเวลาที่เก็บตัวอย่างฝุ่นเพื่อคำนวณปริมาณฝุ่นละอองในอากาศฝุ่นละอองที่มีขนาดไม่เกิน 10 µm ได้จากฝุ่นละอองที่ถูกคัดแยกขนาดแล้วตกโดยอิสระลงบนกระดาษกรอง (gent PM10 air sampler)

ตารางที่ 2 รายละเอียดของอุปกรณ์วัดมลพิษทางอากาศประเภทก๊าซพิษ

หมายเหตุ เครื่องมือวัดทุกชนิดได้รับการรับรองจาก U.S.EPA

การตรวจวัดปริมาณโลหะหนัก

              นำฝุ่นที่เก็บได้บนกระดาษกรองจากสถานีวัดฝุ่นบริเวณต่างๆ มาย่อยสลายด้วยตัวทำละลายด้วยสารละลายกรดผสมไนตริกกับไฮโดรคลอริก (1: 1) เพิ่มอุณหภูมิและรีฟลักซ์ 3 ชั่วโมง จากนั้นใช้เครื่อง ICP/AES วิเคราะห์หาปริมาณโลหะที่ปะปนอยู่ในสารละลาย การวิเคราะห์โลหะและธาตุอื่นบางชนิดโดยเทคนิค ICP-AES โดยการวิเคราะห์โลหะ 16 ชนิด ได้แก่ Fe, Mg, K, Zn, Ti, Pb, Ba, Sr, Mn, Ni, Cu, V, Cr, Cd, Hg, และ As โดยเทคนิค Inductively Coupled Plasma-Atomic Absorption Spectrometry (ICP-AES Jobin Yvon Emission รุ่น JY 2000)

ผลการทดลองและวิจารณ์

                จากข้อมูลที่บันทึกโดยสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศสามารถสรุปข้อมูลในรอบปีได้ดังแสดงในภาพที่ 2 และ 3 จากภาพจะเห็นได้ว่าความเข้มข้นของก๊าซ O₃ ในช่วงเดือนกรกฎาคม พ.ศ.2550 และเดือนเมษายน พ.ศ.2551 มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานที่คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติได้กำหนดไว้ คือ เกินกว่า 100 ppb และในภาพที่ 3 พบว่าค่าความเข้มข้นของฝุ่นPM₁₀ มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐาน (120 µg.m^-3)

               อย่างไรก็ตามยังมีการวิเคราะห์ถึงแหล่งปลดปล่อยมลพิษที่อาจจะเป็นไปได้โดยเฉพาะในกรณีที่ค่าของมลพิษนั้นๆ มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานดังกล่าวข้างต้น ภาพที่ 4 5 และ 6 เป็น แผนภาพแสดงทิศทางและความเร็วของกระแสลมในช่วงที่มลพิษ O3 มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานในเดือน กรกฎาคม พ.ศ.2550 เมษายน พ.ศ.2551 และ PM10 มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ.2551 ตามลำดับ

ภาพที่ 2 แสดงความเข้มข้นของก๊าซพิษ O3 SO2 และ NOx  ในรอบปี

ภาพที่ 3 แสดงความเข้มข้นของก๊าซพิษ CO ฝุ่น PM10 และ ฝุ่น TSP ในรอบปี

ภาพที่ 4 แสดงทิศทางและความเร็วของกระแสลมในช่วงเดือนกรกฎาคม พ.ศ.2550

ภาพที่ 5 แสดงทิศทางและความเร็วของกระแสลมในช่วงเดือนเมษายน พ.ศ.2551

ภาพที่ 6 แสดงทิศทางและความเร็วของกระแสลมในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ.2551

          จากแผนภาพดังกล่าวพอจะให้ข้อมูลได้เบื้องต้นว่า มลพิษอากาศ O3 มีแหล่งกำเนิดมาจากทิศไต้ของสถานีฯ และเมื่อศึกษาถึงเอกลักษณ์ของพื้นที่ทางทิศไต้ พบว่า มีโรงงานอุตสาหกรรมอยู่พอสมควร ประกอบกับเป็นท่าเรือน้ำลึกที่มีกิจกรรมการขนถ่ายสินค้าตลอดเวลา อาจจะเป็นสาเหตุให้เกิดก๊าซ O3 ที่เกินกว่าค่ามาตรฐานก็เป็นได้ นอกจากนี้ยังพบว่า ก๊าซ O3 สามารถเกิดจากการสลายตัวในปฏิกิริยาเชิงแสง (photoreaction) จากก๊าซ NOx ได้ ประกอบกับเมื่อตรวจพบว่า ในช่วงที่ปริมาณความเข้มข้นของก๊าซ O3 เกินกว่าค่ามาตรฐานนั้น ค่าปริมาณความเข้มข้นของ NOx ก็มีค่าสูงตามไปด้วย

ตารางที่ 3 แสดงค่าโลหะหนักที่ปนเปื้อนในตัวอย่างฝุ่นอากาศ 2 ชนิด คือ PM10  และ TSP

วิเคราะห์ผลและสรุป

        จากผลการทดลองชี้ให้เห็นว่ามลพิษอากาศประเภทฝุ่นละอองที่มีขนาดเล็ก PM10 มีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานกำหนดในบางช่วงเวลา แต่โดยภาพรวมถือว่ายังอยู่ในระดับที่ปลอดภัย สำหรับก๊าซโอโซนมีค่าเกินกว่าค่ามาตรฐานกำหนดเล็กน้อยและเมื่อวิเคราะห์ร่วมกับความเร็วและทิศทางกระแสลมจะพบว่าแหล่งที่ปลดปล่อยมลพิษน่าจะมาจากทางด้านทิศไต้ของสถานี ปริมาณโลหะหนักที่ตรวจวัดได้จากฝุ่นละอองอากาศอยู่ในระดับที่ปลอดภัยและพบว่าฝุ่นที่มีขนาดเล็กจะดูดซับปริมาณโลหะหนักได้ดีกว่าฝุ่นขนาดใหญ่

                ขอขอบคุณสำนักงานสาธารณะสุขอำเภอศรีราชา โดยคุณกิตติ บุญรัตนเนตร ที่อนุเคราะห์ข้อมูล รง.504 ขอขอบคุณ ผศ.รุจา  อรุณบรรเจิดกุล คณบดีคณะทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม ในการประสานงานและอำนวยความสะดวกสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศได้รับเงินสนับสนุนจากคณะทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมในการซ่อมแซมบำรุงรักษา ขอขอบคุณ ผศ.พิพัฒน์ ภูริปัญญาคุณ ที่ให้คำแนะนำเกี่ยวกับการวิเคราะห์ข้อมูลและการบำรุงรักษาสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนงบประมาณการวิจัยจากกองทุนสนับสนุนการวิจัย มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา