หมอกควัน และฝุ่นละอองขนาดเล็ก เกิดขึ้นได้อย่างไร และจำแนกเป็นกี่ประเภท

หมอกควัน หรือ “หมอกพิษ” (Smog)

หมอกควัน หรือ “หมอกพิษ” (Smog) คือ หนึ่งในมลภาวะทางอากาศที่ปกคลุมมหานครทั่วโลกมาตั้งแต่ต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20

เป็นการรวมตัวกันของกลุ่มควันและหมอกหนาหนักในชั้นบรรยากาศซึ่ง หมอกพิษ มีส่วนผสมขององค์ประกอบมากมายที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นสารเคมีจากควันโรงงานและอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทั้งที่อยู่ในสถานะของเหลวและก๊าซ ควันจากท่อไอเสียของรถยนต์ตามท้องถนน หรือแม้แต่ฝุ่นละอองจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงธรรมชาติ

หมอกพิษ

ประกอบกับการก่อตัวขึ้นภายใต้สภาพอากาศที่อุณหภูมิบริเวณภาคพื้นดินต่ำกว่าชั้นบรรยากาศด้านบนในฤดูหนาว ซึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศเกิดแนวผกผัน (Inversion Layer) หรือ สภาวะอุณหภูมิผกผัน (Temperature Inversion) ที่ทำให้หมอกควันเหล่านี้ถูกกดทับให้ลอยตัวต่ำ โดยไม่ถูกพัดพาไปตามการเคลื่อนที่ของกระแสลมตามปกติ กลายเป็นการสะสมสารพิษในอากาศที่หนาแน่น เข้มข้น และฟุ้งกระจายอยู่เหนือมหานครทั้งหลาย

หมอกพิษ

นิยามและความหมาย

“สม็อก” (Smog) คือ คำศัพท์ที่ได้รับการบัญญัติขึ้นใหม่ในช่วงต้น ค.ศ. 1900 ซึ่งเป็นการอธิบายถึงการผสานหรือการรวมกันของ “ควัน” (Smoke – สโมก) ซึ่งเป็นสารคอลลอยด์ (Colloid) หรืออนุภาคของสสารต่าง ๆ ที่กระจายตัวอยู่ในอากาศและ “หมอก” (Fog – ฟ็อก) ที่เกิดจากการรวมตัวกันของไอน้ำและหยดน้ำจำนวนมาก กลายเป็นกลุ่มหมอกควันที่มีส่วนผสมของทั้งเขม่า ขี้เถ้า ฝุ่นละออง ไอน้ำ และสารเคมีที่อยู่ในอากาศทั้งหลาย

หมอกพิษ

หมอกควันหรือ “สม็อก” จึงถูกขนานนามว่า “หมอกพิษ” ซึ่งไม่เพียงลดวิสัยทัศน์และการมองเห็น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายและระบบการทำงานภายในของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะการสร้างความระคายเคืองต่อผิวหนัง ดวงตา และระบบหายใจ

หมอกควันสามารถจำแนกออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้

  • หมอกควันแบบซัลฟิวรัส (Sulfurous Smog) หรือที่เรียกว่า “ลอนดอน/คลาสสิก สม็อก” (London/ Classical Smog) คือ กลุ่มของหมอกควันสีเทาที่พบมากที่สุดในเมืองอุตสาหกรรมทั้งหลาย มหานครที่มีสภาพอากาศหนาวเย็นและมีความชื้นสูง เช่น นิวยอร์ก และลอนดอน เป็นหมอกควันที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในปริมาณมหาศาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเผาไหม้ของถ่านหิน ซึ่งก่อให้เกิดกลุ่มควันที่มีส่วนผสมของทั้งอนุภาค เช่น ฝุ่นละออง ขี้เถ้า และเขม่า รวมไปถึงก๊าซชนิดต่าง ๆ โดยเฉพาะก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งกลายเป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับไอน้ำหรือหมอกในอากาศ เกิดเป็นกรดซัลฟิวริกในสถานะของเหลวที่สามารถกัดกร่อนและสร้างความเสียหายต่อวัตถุต่าง ๆ

หมอกควันแบบซัลฟิวรัส เกิดขึ้นเป็นประจำในช่วงฤดูหนาว ในสภาวะอากาศหนาวเย็นและมีความชื้นสูง ซึ่งหมอกควันแบบซัลฟิวรัส เคยฆ่าชีวิตของประชาชนในกรุงลอนดอน เมื่อปี ค.ศ. 1952 กว่า 12,000 คน มีผู้คนเจ็บป่วยนับแสนรายจากกลุ่มหมอกควันที่ปกคลุมมหานครเพียง 5 วัน ในช่วงฤดูหนาวของปีดังกล่าว โดยมีสาเหตุหลักมาจากการเผาถ่านหินคุณภาพต่ำ ซึ่งมีกำมะถันหรือซัลเฟอร์ปะปนอยู่ในปริมาณมาก

  • หมอกควันแบบโฟโตเคมิเคิล (Photochemical Smog) หรือที่เรียกว่า “หมอกน้ำตาล” (Brown – Air Smog) คือ กลุ่มของหมอกควันที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาเคมีแสง (Photochemical Reaction) ของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ก๊าซในกลุ่มออกไซด์ของไนโตรเจน และสารอินทรีย์ระเหย (Volatile Organic Compound: VOC) รวมถึงไฮโดรคาร์บอนต่าง ๆ ซึ่งเป็นก๊าซจากไอเสียของรถยนต์และโรงงานอุตสาหกรรมเป็นหลัก จากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นถูกเร่งด้วยแสงแดดจากดวงอาทิตย์ที่นำไปสู่การก่อตัวของโอโซนภาคพื้นดิน (Ground Level Ozone) ที่เป็นอันตรายต่อทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งก่อสร้างทั้งหลาย

เมื่อสารประกอบและสารพิษที่เกิดขึ้นรวมตัวในอากาศอย่างหนาแน่น ยังก่อให้เกิดละอองไอที่บดบังทัศนวิสัย ทำให้อากาศขุ่นมัวและมีกลิ่นไม่พึงประสงค์ ทั้ง ๆ ที่บรรยากาศอบอุ่นและมีแสงแดดจ้า หมอกควันแบบโฟโตเคมิเคิลถูกพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1943 ที่นครลอสแองเจลิส สหรัฐอเมริกา โดยมีสาเหตุหลักมาจากการใช้รถยนต์จำนวนมากในปีดังกล่าว

หมอกควันเหล่านี้ มีโอกาสไม่มากนักที่จะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่มีโอกาสเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายจากกิจกรรมทั้งหลายของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นการใช้รถยนต์ที่เผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมาก การใช้ยานพาหนะขนส่งประเภทต่าง ๆ การเผาไหม้วัชพืชและเศษวัสดุทางการเกษตร หรือการเผาขยะในชุมชน ตลอดจนการปล่อยก๊าซและไอเสียจากโรงงานและอุตสาหกรรม

หมอกอินเดีย
India Smog

ซึ่งในปัจจุบัน หมอกควันที่เป็นอันตรายต่อทั้งมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหลายได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของผู้คนจำนวนมากที่อาศัยอยู่ในมหานครทั่วทุกมุมโลก อีกทั้ง ยังกลายเป็นมลภาวะที่เกิดขึ้นตามปกติในเมืองใหญ่ซึ่งเป็นจุดศูนย์รวมของทั้งอุตสาหกรรม การพัฒนา และการคมนาคม และที่สำคัญยังคงเป็นปัญหาที่ไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพในอีกหลายประเทศทั่วโลก

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


อ้างอิง

National Geographic Society – https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/smog/

สำนักงานสิ่งแวดล้อมภาคที่ 16 – https://reo16.mnre.go.th/reo16/knowledge/detail/65

สำนักจัดการคุณภาพอากาศและเสียง – http://air4thai.pcd.go.th/webV2/download_book.php?bookid=31

น.พ.ชลทิศ อุไรฤกษ์กุล – http://doh.hpc.go.th/data/air/airPollution.pdf


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : การตกผลึก (Crystallization)

เรื่องแนะนำ

ฉลามจำนวนมากอยู่มานานเป็นร้อยปี

ทุกวันนี้ มนุษย์เราดูอ่อนกว่าอายุจริงกันหมด ในฉลามเองก็เช่นกัน เมื่อทศวรรษก่อน เริ่มมีการศึกษาอายุขัยของปลาฉลาม และนักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันอาจมีอายุยืนยาวมากกว่าที่คิด ทุกวันนี้ข้อมูลใหม่จากผลการศึกษามากกว่า 50 ชิ้น ช่วยให้เราสามารถประเมินอายุขัยของบรรดาปลาฉลาม ปลากระเบน และปลากระดูกอ่อนได้ดียิ่งขึ้น ต้องขอขอบคุณวิธีการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีที่ช่วยให้การคาดคะเนอายุขัยมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น แทนที่การนับการเจริญเติบโตของชั้นแคลเซียมบนข้อต่อกระดูกสันหลังแบบเดิมๆ รายงานจาก Alastair Harry นักวิทยาศาสตร์การประมงจากมหาวิทยาลัยเจมส์ คุก ในออสเตรเลีย ผลการศึกษาใหม่นี้ถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Fish and Fisheries ชี้ว่าฉลามจำนวนมาก ตั้งแต่ฉลามขาวไปจนถึงฉลามเสือทรายและฉลามดัสกี้ล้วนตะลอนอยู่ในผืนมหาสมุทรมาแล้วหลายสิบปี ยาวนานกว่าที่เราคิดไว้ และเมื่อปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะค้นพบฉลามที่มีอายุมากที่สุดในโลก ที่น่านน้ำอันหนาวเย็นในทะเลอาร์กติก มันคือฉลามกรีนแลนด์ จากการตรวจสอบคาดว่าฉลามตัวนี้มีอายุ 272 ปี จากการตรวจสอบรายงานการศึกษาทั้ง 53 ชิ้น Harry เปิดเผยว่า ในฉลามที่ถูกศึกษาวิจัยนี้ มี 30% ที่อายุขัยถูกประเมินต่ำไป การประมาณอายุขัยของปลาฉลามนั้นแท้จริงแล้วค่อนข้างยุ่งยากอยู่พอตัว ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์วัดอายุจากชั้นของแคลเซียมคาร์บอเนตภายในข้อต่อกระดูกสันหลังของฉลาม เช่นเดียวกับการนับวงปีของต้นไม้ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ว่านี้ไม่ต่างจากงานศิลปะ นักวิทยาศาสตร์ต้องเพ่งมองจำนวนที่แตกต่างกันและบางครั้งคำตอบที่ได้เป็นค่าเฉลี่ย ข้อมูลจาก George Burgess อดีตผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ ในฟลอริดาภาคการวิจัยฉลามกล่าว แต่ Harry […]

แรงพยุง หรือแรงลอยตัว (Buoyant Force)

เรือเดินสมุทรน้ำหนักหลายร้อยตันสามารถลอยอยู่บนผิวน้ำได้ ด้วยหลักการของความหนาแน่นและ แรงพยุง แรงพยุง (Buoyant force) หรือ แรงลอยตัว คือแรงลัพธ์ของธรรมชาติที่เกิดจากการต่อต้านของของไหล (Fluids) ซึ่งเป็นได้ทั้งของเหลวและก๊าซ กระทำต่อวัตถุโดยรอบ หรือส่วนของวัตถุซึ่งจมอยู่ในของไหลนั้นๆ กับแรงโน้มถ่วง (Gravitational force) ของโลก ส่งผลให้วัตถุสามารถลอยตัวหรือจมลงในของไหลนั้นๆ โดยผลลัพธ์ของแรงพยุงที่มีต่อวัตถุซึ่งจมอยู่ในของไหล เกิดขึ้นได้ใน 3 ลักษณะ คือ วัตถุลอยตัว เกิดขึ้นเมื่อแรงพยุงของของไหลมากกว่าน้ำหนักของวัตถุ และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของวัตถุ วัตถุจมลง เมื่อแรงพยุงของของไหลน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุ และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นน้อยกว่าความหนาแน่นของวัตถุ วัตถุลอยปริ่มที่ขอบของไหล หรือที่เรียกว่า “การลอยตัวเป็นกลาง” (Neutral buoyancy) เกิดสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงและแรงพยุง เมื่อแรงพยุงและน้ำหนักของวัตถุเท่ากันหรือมีค่าใกล้เคียงกัน และเมื่อของไหลมีความหนาแน่นเท่ากับความหนาแน่นของวัตถุ ดังนั้น ความหนาแน่นจึงเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการลอยตัวหรือจมลงของวัตถุในของไหล ความหนาแน่น (Density) คือ อัตราส่วนระหว่างมวล (Mass) และปริมาตร (Volume) ของวัตถุ ซึ่งในธรรมชาติหากวัตถุมีความหนาแน่นมากกว่าย่อมมีน้ำหนักมากกว่าในปริมาตรที่เท่ากัน โดยทั่วไปแล้ว เรามักคิดว่าวัตถุที่มีน้ำหนักมาก ควรจมลงในของเหลวมากกว่าวัตถุที่มีน้ำหนักเบากว่า แต่ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์นั้น หากวัตถุมีน้ำหนักเท่ากัน แต่มีความหนาแน่นและขนาดที่ต่างกัน หรือทำมาจากวัสดุที่ต่างกัน […]

ความรู้ประจำวัน : ทำไมสมองเราจึงมีรอยหยัก?

หากมองไปที่สมองของคุณ คุณจะรู็สึกว่าสมองของฉันนี่ช่างยับย่นเป็นลอนคลื่นไม่ต่างจากแกรนด์แคนยอนเลยทีเดียว ทีนี้ลองมองไปที่สมองของหนูดูบ้าง คุณจะเห็นว่าพื้นผิวสมองของหนูนั้นเรียบ สำหรับเหตุผลที่สมองของเราเต็มไปด้วยรอยหยักก็เพราะ ในระหว่างการวิวัฒนาการมันสมองของเราพัฒนาจนมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ แต่กลับถูกบังคับให้บรรจุอยู่ในกระโหลกศีรษะที่มีขนาดจำกัด ดังนั้นสมองจึงสร้างรอยยับย่นเหล่านี้ขึ้นมา เพื่อให้สามารถบรรจุอยู่ในกระโหลกศีรษะได้ตามเดิม ซึ่งหากนำสมองมากางออกล่ะก็จะพบว่ามันมีขนาดใหญ่กว่าเป็น 3 เท่า ของรูปร่างที่เห็นเลยทีเดียว   อ่านเพิ่มเติม : แกะสามารถจดจำใบหน้าคนได้, สุนัขเปลี่ยนสีหน้าเมื่อมนุษย์ให้ความสนใจ

ประเภทของพายุ และการกำเนิดพายุ

ประเภทของพายุ ที่เกิดขึ้นตามภูมิภาคต่างๆ บนโลกของเรา มีแหล่งกำเนิดและความรุนแรงที่แตกต่างกัน ในช่วงฤดูมรสุม เรามักได้รับฟังการนำเสนอข่าวเกี่ยวกับเหตุอุทกภัยในพื้นที่ต่างๆ ทั้งในและต่างประเทศ ส่วนใหญ่เกิดจากพายุฝนที่หอบเอาความชื้นและน้ำฝนจากทะเลเคลื่อนตัวขึ้นไปยังแผ่นดิน นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเรื่องการกำเนิดพายุมาเป็นเวลานานแล้ว และได้จำแนก ประเภทของพายุ ตามความรุนแรงและแหล่งกำเนิด พายุ (Storm) คือ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ทำให้สภาพแวดล้อมและชั้นบรรยากาศโลกถูกรบกวน ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบโดยตรงต่อทรัพยากรธรรมชาติ สิ่งปลูกสร้าง และสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลก พายุเป็นการเปลี่ยนแปลงทางสภาพอากาศที่รุนแรง โดยมักเกิดขึ้นพร้อมกับการเกิดลมกระโชกแรง ลูกเห็บตก ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า ฝนตกหนัก รวมไปถึงการพัดพาสสารบางอย่างผ่านไปในชั้นบรรยากาศที่ก่อให้เกิดพายุฝุ่น พายุหิมะ และพายุทราย เป็นต้น การกำเนิดพายุ พายุเกิดจากการเคลื่อนที่ของลม หรือ มวลอากาศ จากความแตกต่างของอุณหภูมิในบรรยากาศโดยรอบ ซึ่งพายุมักเกิดในพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ ทำให้เกิดกระแสลมพัดเข้าหาจุดศูนย์กลางของบริเวณดังกล่าว เนื่องจากมวลอากาศร้อนจะลอยตัวขึ้นสูง ส่งผลให้มวลอากาศในแนวราบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเข้ามาแทนที่ ทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศ เกิดกระแสการเคลื่อนที่ของลมและเกิดการก่อตัวขึ้นของเมฆ ก่อนพัฒนาไปเป็นพายุในรูปแบบต่างๆ บริเวณความกดอากาศต่ำ (Low Pressure Area: L) คือ พื้นที่ที่มวลของอากาศได้รับความร้อนสูงจากดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดการยกตัวสูงขึ้น ส่งผลให้ความกดอากาศบริเวณนั้นมีค่าลดลงต่ำกว่าบริเวณใกล้เคียงหรือบริเวณโดยรอบ ขณะที่บริเวณความกดอากาศสูง (High Pressure Area: H) […]