รายงานพิเศษ/โชคชัย บุณยะกลัมพ

https://www.facebook.com/ChokCyberAIEntertainment/

จีนพัฒนา ‘มุ้งนาโน’

อัจฉริยะกันฝุ่น PM 2.5

ประสิทธิภาพ 99.65 เปอร์เซ็นต์

 

สถานการณ์ฝุ่นละอองขณะนี้ ไม่ได้มีอันตรายเพียงแค่ฝุ่นขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอน หรือ PM 2.5 เท่านั้น แต่ยังมีเรื่องของสารโลหะหนักและจุลินทรีย์ที่ติดมากับฝุ่นด้วย โดยฝุ่นขนาดใหญ่ พื้นที่ผิวสัมผัสจะน้อยกว่า แต่ยิ่งฝุ่นขนาดเล็ก พื้นที่ผิวสัมผัสโลหะหนักและจุลินทรีย์ก็ยิ่งมาก

ประเด็นคือ ฝุ่น PM 2.5 เล็กมากจนสามารถเข้าไปในส่วนลึกถึงก้านหรือขั้วปอดได้ ก็จะนำสารโลหะหนักและจุลินทรีย์ก่อโรคเข้าไปในร่างกายด้วย

เรียกว่าตอนนี้เรารู้แค่ความเข้มข้นของฝุ่น PM 2.5 แต่ไม่รู้เลยว่าสิ่งที่ติดมากับฝุ่น PM 2.5 นั้นมีอะไรและมากน้อยแค่ไหน

สิ่งนี้คือความน่ากลัวของอากาศ เพราะเราไม่รู้เลยว่าอากาศที่เราสูดหายใจเข้าไปนั้นมีอะไรอยู่บ้าง

ที่สำคัญ ทุกวันนี้ค่าในการควบคุมมลพิษในอากาศมีอยู่ไม่กี่ตัวเท่านั้น เช่น ฝุ่นขนาดไม่เกิน 100 ไมครอน หรือ TSP ฝุ่น PM 10 ฝุ่น PM 2.5 โอโซน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ขณะที่สารโลหะหนักมีเพียงตะกั่วเท่านั้น

แต่ข้อเท็จจริง ในอากาศยังมีสารโลหะหนักอื่นๆ อีกมาก รวมไปถึงสารก่อการกลายพันธุ์ และสารก่อมะเร็ง แต่ไม่มีการกำหนดค่ามาตรฐานเอาไว้เลย

จึงต้องมีการเฝ้าระวังประเด็นเหล่านี้ด้วย เพราะส่งผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวได้

 

จากการทำวิจัยโดยดักจับฝุ่นจากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ 7 จุดหลักของกรมควบคุมมลพิษเป็นเวลามากกว่า 6 เดือน แล้วนำไปวิเคราะห์สารโลหะหนัก

พบว่ามีสารโลหะหนักหลายตัว แต่ส่วนใหญ่ไม่เกินค่ามาตรฐานสากล แม้กระทั่งตะกั่วก็ไม่เกิน เพราะมีการปรับเปลี่ยนมาใช้น้ำมันที่ไร้สารตะกั่ว ซึ่งช่วยลดได้จริง

แต่ที่เกินมาตรฐานสากลคือสารโลหะหนักเกิดขึ้นหลักๆ จาก 3 แหล่ง คือ 1.โรงงานอุตสาหกรรม 2.ยานพาหนะ โดยเฉพาะจานเบรก ซึ่งพบว่าการขับแล้วแตะเบรกบ่อยๆ จะยิ่งปล่อยโลหะหนักออกมามาก

PM 2.5 เป็นคำเรียกค่ามาตรฐานของฝุ่นละอองขนาดเล็กที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ แขวนลอยอยู่ในอากาศรวมกับไอน้ำ ควัน และก๊าซต่างๆ ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าถึงจะเป็นเพียงฝุ่นละอองขนาดจิ๋ว

แต่เมื่อมาแผ่อยู่รวมกันจะกินพื้นที่ในอากาศมหาศาล ล่องลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศปริมาณสูง เกิดเป็นหมอกควันอย่างที่เราเห็นกัน ทำให้เล็ดลอดผ่านขนจมูกเข้าสู่ปอดและหลอดเลือดได้ง่าย เมื่อเข้าเส้นเลือดฝอยล่องลอยอยู่ในกระแสเลือดและกระจายตัวแทรกซึมไปทั่ว ส่งผลเสียต่อร่างกาย

ความน่ากลัวของเจ้าฝุ่นร้ายนี้คือ กระตุ้นให้เกิดสารอนุมูลอิสระ ลดระบบแอนตี้ออกซิแดนต์ รบกวนสมดุลต่างๆ ของร่างกาย และกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับการหลั่งสารอักเสบ ซึ่งมีอันตรายต่อเนื้อเยื่อในร่างกายของเรา กระตุ้นให้คนที่มีโรคระบบทางเดินหายใจเรื้อรังเกิดอาการกำเริบ

เช่น โรคจมูกอักเสบ ภูมิแพ้ โรคหอบหืด และโรคถุงลมโป่งพอง กระตุ้นให้คนที่มีโรคระบบหัวใจและหลอดเลือดเรื้อรังเกิดอาการกำเริบ โดยเฉพาะโรคกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด สำหรับผลระยะยาวจะทำให้การทำงานของปอดถดถอย อาจเกิดโรคถุงลมโป่งพองได้แม้จะไม่สูบบุหรี่ก็ตาม

และเพิ่มโอกาสทำให้เกิดมะเร็งปอดได้ด้วย

 

จากสถานการณ์ฝุ่นละอองที่เกิดขึ้นทั่วโลกคณะนักวิทยาศาสตร์ประเทศจีนได้คิดค้น หน้าต่างอัจฉริยะสามารถดักฝุ่นละออง PM 2.5 ในอาคารให้ลดลงเหลือระดับปลอดภัย ซึ่งตีพิมพ์อยู่ในวารสารไอไซเอินซ์ (iScience) วัสดุที่ใช้เป็นไนล่อนขนาดนาโน

วัสดุใหม่ดังกล่าวเป็นผลงานของทีมวิจัยนำโดยนายอี้ว์ซูหง อาจารย์ประจำมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) เมืองเหอเฝย มณฑลอานฮุย ทางจีนตอนกลาง ประสบความสำเร็จในการพัฒนามุ้งลวดหน้าต่างอัจฉริยะ ที่สามารถดักจับ “หมอกพิษ” และลดความเข้มข้นของอนุภาคขนาดเล็กอันเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตอย่าง PM 2.5 ในพื้นที่ร่มสู่ระดับปลอดภัยในหนึ่งนาที

“มุ้งลวดนาโนไนล่อน” มีประสิทธิภาพสามารถลดปริมาณฝุ่น PM 2.5 ได้ถึงร้อยละ 99.65 ลดความเข้มข้นของฝุ่น PM 2.5 จาก 248 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เหลือ 32.9 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นระดับปลอดภัยได้ภายในเวลาเพียง 50 วินาที

มุ้งลวดนาโนไนล่อนพร้อมเคลือบย้อมสารเทอร์โมโครมิก (thermochromic) ยังสามารถปรับเปลี่ยนความเข้มข้นของแสงสว่างที่สาดส่องเข้ามาภายในพื้นที่ร่มอีกด้วย

 

หลิวเจียนเหว่ย รองศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยและผู้เขียนบทความวิจัย กล่าวว่า “แผ่นมุ้งกรองอากาศสำหรับบานหน้าต่างนี้คือตาข่ายไนล่อนขนาดเล็ก เคลือบลวดเงิน (Argentum nanowire) ซึ่งเป็นโลหะทรานซิชั่นสีขาวเงิน มีสมบัติการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีมาก เราได้รับการผสมตาข่ายไนล่อนและ Ag nanowires จนได้คุณสมบัติใหม่”

ด้วยคุณสมบัติทางวัสดุนี้ เมื่อส่งผ่านกระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 10 วัตต์ จะทำให้วัสดุสามารถดักอนุภาคฝุ่นละเอียด หรือ PM 2.5 ได้สูงถึง 99.65% โดยสามารถลดความเข้มข้นจาก 248 เป็น 32.9 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรใน 50 วินาที ขณะเดียวกันยังเคลือบย้อมสารเทอร์โมโครมิก ที่รับกระแสไฟฟ้าปรับความโปร่งแสง ตามปฏิกิริยาของเม็ดสีอนุภาคมาโครโมเลกุลที่เกาะติดกับเส้นใยมุ้งไนล่อนเงินได้ด้วย

นอกจากนี้ ตาข่ายที่ทอจากไนล่อนนาโนนี้ยังเคลือบด้วยสีที่สามารถเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ จึงปรับสีไปตามแสงสว่างภายในอาคาร อีกทั้งยังมีราคาถูก สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำ และนำไปใช้กับพื้นที่ใหญ่ๆ ได้ง่าย สะดวกกว่าวัสดุดักฝุ่นแบบเก่า ต้นทุนในการทำแผ่นตาข่ายไนล่อนนาโนขนาด 7.5 ตารางเมตร ราคาเพียง 100 หยวน (ราว 464 บาท) ใช้เวลาติดตั้งเพียง 20 นาที

ส่วนการล้างทำความสะอาดมุ้งลวดอัจฉริยะนี้ก็แสนง่ายดาย เพียงนำมาแช่เอทานอล (ethanol) หรือเอทิลแอลกอฮอล์เป็นเวลา 20 นาทีเท่านั้น

 

วิธีการที่ดีที่สุดที่จะลดการรับฝุ่นละอองคือการอยู่ในอาคารหรือพื้นที่ที่สะอาด งดเว้นกิจกรรมกลางแจ้ง แต่หากต้องออกไปทำกิจกรรมข้างนอกก็ต้องสวมหน้ากากกรองอากาศ โดยควรเลือกหน้ากากที่มีมาตรฐานรับรองและสวมหน้ากากที่ถูกชนิดและถูกต้องตามคำแนะนำของผู้ผลิต หรือหน้ากากกรองอากาศที่เป็นประเภท N 95

ในการแก้ปัญหาสถานการณ์ฝุ่นละอองระยะยาว นอกจากปัญหารถปริมาณมากจากรถดีเซลแล้ว หน่วยงานที่เกี่ยวข้องควรดูแลมลพิษ ออกเกณฑ์ค่ามาตรฐานสารโลหะหนักตัวอื่นๆ และควรปรับค่ามาตรฐานมลพิษให้เป็นสากล ไม่ใช่ค่ามาตรฐานของไทยต่ำกว่า

ซึ่งเท่ากับเป็นตัวสะท้อนถึงความสามารถและประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ ที่ดูแลชีวิตความเป็นอยู่ของคนไทยไม่เท่ากับนานาอารยประเทศ

 

ที่มา https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6370597/