การประเมินแหล่งกำเนิดและกลไกการเกิดฝุ่น PM2.5 ทุติยภูมิในภาคเหนือของประเทศไทย

การแก้ไขปัญหามลพิษทางอากาศอย่างยั่งยืนจำเป็นต้องทราบถึงแหล่งกำเนิดฝุ่น PM2.5 เพื่อการจัดการและควบคุมการปล่อยมลพิษ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ประเมินแหล่งกำเนิดทั้งแบบปฐมภูมิและทุติยภูมิของฝุ่น PM2.5 ในภาคเหนือของประเทศไทย 2) ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสารมลพิษทางอากาศและปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยา เพื่อประเมินกลไกและกระบวนการทางฟิสิกส์เคมีบรรยากาศของการเกิดฝุ่นทุติยภูมิในบรรยากาศ โดยใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์เพื่อจำลองสถานการณ์ PM2.5 และ 3) เสนอแนวทางในการจัดการ PM2.5 ในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทย

ในการประเมินแหล่งกำเนิดฝุ่น PM2.5 ได้ใช้องค์ประกอบทางเคมี โดยเน้นตัวบ่งชี้แหล่งกำเนิดฝุ่นแต่ละประเภท และประมวลผลโดยแบบจำลอง PMF เพื่อเปรียบเทียบสัดส่วนของแหล่งกำเนิดเชิงพื้นที่ในช่วงฤดูหมอกควันปี 2560 ระหว่าง อ.เมือง จ.เชียงใหม่ และ อ.นาน้อย จ.น่าน พบว่ามีสัดส่วนของการเผาชีวมวลในพื้นที่ที่น่าน (50%) มากกว่าที่เชียงใหม่ (40%) แต่สัดส่วนการปล่อยมลพิษจากการจราจรของเชียงใหม่ (23%) มากกว่าน่าน (16%) โดยสัดส่วนฝุ่นทุติยภูมิมีปริมาณใกล้เคียงกัน (34–37%)

สำหรับการเปรียบเทียบสัดส่วนแหล่งกำเนิดเชิงเวลา ใช้ข้อมูลของ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ ในปี 2563 ระหว่างช่วงในและนอกฤดูหมอกควัน พบว่า สัดส่วนการเผาชีวมวลในช่วงหมอกควัน (48%) สูงกว่าช่วงฤดูฝน (6%) ในขณะที่แหล่งกำเนิดจากการจราจรในช่วงหมอกควันมีเพียง 10% ซึ่งน้อยกว่าช่วงฤดูฝน (69%) ส่วนฝุ่นทุติยภูมิในช่วงหมอกควันมีสัดส่วนประมาณ 27% ส่วนฤดูฝนมีเพียง 1% ซึ่งสอดคล้องกับข้อสรุปที่ว่าฝุ่นทุติยภูมิเกิดจากการทำปฏิกิริยาของสารมลพิษในบรรยากาศในช่วงที่มีการสะสมตัวในพื้นที่เป็นเวลานาน

การศึกษาสารอินทรีย์ระเหยง่ายในอากาศซึ่งมีศักยภาพในการผลิตโอโซนและละอองลอยทุติยภูมิ พบว่าสารเด่นที่ปล่อยจากธรรมชาติคือไอโซพรีน และสารเด่นที่ปล่อยจากยานพาหนะ ได้แก่ เบนซีน โดยไอโซพรีนที่ปล่อยจากป่ามีความสัมพันธ์กับฤดูกาลและการผลัดใบของต้นไม้ ไอโซพรีนเป็นสารตั้งต้นของสารหลายชนิด เมื่อมีปริมาณในบรรยากาศสูง จะพบสารทุติยภูมิในปริมาณสูงตามไปด้วย เช่น เมธาโครลีน และเมทิลไวนิลคีโตน

ในพื้นที่ภาคเหนือมีการปลดปล่อยสารไอโซพรีนกว่า 10 ล้านตันคาร์บอนต่อปี จากแบบจำลอง MEGAN และ WRF-Chem พบว่า ความเข้มข้นของละอองลอยไกลออกซาน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไอโซพรีน เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของ BVOCs ในระบบ โดยเฉพาะในอนุภาคขนาดละเอียด (0.156–0.625 ไมโครเมตร) ซึ่งอาจส่งผลต่อปริมาณฝุ่นทุติยภูมิในชั้นบรรยากาศได้

สำหรับแนวทางในการจัดการปัญหา PM2.5 ในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทยอย่างยั่งยืน ควรเน้นการแก้ไขปัญหาที่ต้นเหตุ ได้แก่ การจัดการการใช้ประโยชน์ที่ดิน การลดการปล่อยมลพิษจากแหล่งกำเนิด ทั้งการเผาในที่โล่งและจากการจราจร ในช่วงปีที่มีสภาวะแห้งแล้งมาก ควรมีการวางแผนบริหารจัดการเชื้อเพลิงในพื้นที่เสี่ยงล่วงหน้า และควรงดการเผาโดยเด็ดขาดในวันที่มีสภาพอากาศปิด พร้อมทั้งควรจัดให้มีระบบขนส่งสาธารณะในเมืองเพื่อลดปริมาณการจราจรและลดการปล่อยมลพิษ