ก๊าซโอโซน(O3)
โอโซน
ก๊าซโอโซน (O3) เป็นก๊าซที่ไม่มีสีหรือมีสีฟ้าอ่อน มีกลิ่นฉุน ละลายน้ำได้เล็กน้อย เกิดขึ้นได้ทั้งในระดับบรรยากาศชั้นที่สูงจากผิวโลก และระดับชั้นบรรยากาศผิวโลกที่ใกล้พื้นดิน ก๊าซโอโซนที่เป็นสารมลพิษทางอากาศคือก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศผิวโลก เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย โดยมีแสงแดดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา มีผลกระทบต่อสุขภาพ โดยก่อให้เกิดการระคายเคืองตาและระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเยื่อบุต่างๆ ความสามารถในการทำงานของปอดลดลง เหนื่อยเร็ว โดยเฉพาะในเด็ก คนชรา และคนที่เป็นโรคปอดเรื้อรัง
แหล่งกำเนิด
โอโซน จัดเป็นโฟโตเคมิคอลออกซิแดนท์ตัวหนึ่ง โมเลกุลโอโซน ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน (O) 3 อะตอม เป็นก๊าซที่เกิดจากการแตกตัวของโมเลกุลออกซิเจน (O2) เป็นอะตอมอิสระ (O)โดยพลังงานจากดวงอาทิตย์ และเกิดการรวมตัวกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) เกิดเป็นโอโซน (O3) ด้วยปฏิกิริยาที่เรียกว่า โฟโตเคมิคอลออกซิเดชั่น (Photochemical oxidation reaction)
ก๊าซโอโซนสามารถเกิดชื้นได้ทั้งในระดับชื้นบรรยากาศผิวโลกที่ใกล้พื้นดิน (ชั้นโทรโพสเฟียร์) และในระดับบรรยากาศชื้นที่สูงจากผิวโลก (ชั้นสตราโตสเฟียร์) โอโซนที่อยู่ในชื้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เป็นโอโซนที่มีประโยชน์ มีหน้าที่ห่อหุ้มโลกและดูดกลืนรังสีอุลตาไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์ซึ่งมีพลังงานสูงมาก (ความยาวคลื่น ระหว่าง 240 ถึง 320 นาโนเมตร) รังสีพลังงานสูงขนาดนี้สามารถก่อให้เกิดมะเร็งผิวหนังและทำอันตรายพืชพันธุ์ หลายชนิด
ก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศที่มนุษย์อาศัยอยู่หรือโทรโพสเฟียร์ (Tropospheric ozone หรือ ground level ozone) ก๊าซโอโซนในชั้นโทรโพสเพียร์ ในธรรมชาตินั้นมีอยู่แล้วในปริมาณที่เหมาะสม ทำให้อากาศสะอาดเนื่องจากสามารถกำจัดเชื้อโรคได้ แต่เมื่อมีปริมาณสูงขึ้น จะส่งผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และ สิ่งแวดล้อม ก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศนี้มีแนวโน้มสูงขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย เซ่น เบนซีน (Benzene) โทลูอีน (Toluene) ไซลีน (Xylene) โดยมีแสงแดดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารอินทรีย์ระเหยง่ายเหล่านี้มีแหล่งกำเนิดทั้งจากยานพาหนะ โรงไฟฟ้า โรงงานอุตสาหกรรม คลังน้ำมัน สถานีบริการน้ำมัน และการขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิง และยังมีส่วนหนึ่ง ระเหยจากพืช ป่าไม้ไร่นา ตามธรรมชาติ
ผลกระทบ
การเพิ่มขึ้นของปริมาณก๊าซโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ก่อให้เกิดสภาพโฟโตเคมีคอลสม็อค (Photochemical Smog: เกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยมลพิษและผลจากสภาพอากาศทำให้เกิดมลพิษทางอากาศในรูปของหมอกปกคลุมในพื้นที่ที่รับผลกระทบ) ซึ่งมีลักษณะเหมือนหมอกสีขาวๆ ปกคลุมอยู่ทั่วไปในอากาศ นอกจากนี้เมื่อมีปริมาณ ก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศที่มนุษย์อาศัยอยู่เพิ่มขึ้นทำให้มีผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และสิ่งมีชีวิต เนื่องจากโอโซนมีฤทธิ์กัดกร่อน ก่อให้เกิดการระคายเคืองตาและระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเยื่อบุต่างๆ ความสามารถในการทำงานของปอดลดลง เหนื่อยเร็ว โดยเฉพาะในเด็กคนชรา และคนที่เป็นโรคปอดเรื้อรัง
ก๊าซโอโซนส่งผลกระทบต่อสุขภาพทั้งในระยะสั้น และส่งผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาว โดยจะส่งผล กระทบต่อโรคระบบทางเดินหายใจและการทำงานของปอด แม้ไม่มีหลักฐานจากผลการศึกษามากนัก แต่มีรายงานว่า หากได้รับก๊าซโอโซนในระยะยาวจะทำให้เกิดภาวะโรคหืดหอบโดยเฉพาะในเด็กซึ่งอาศัยในบริเวณที่มีโอโซนสูง มีผล การศึกษาด้านสุขภาพระบุว่าถ้าหากเราหายใจเอาก๊าซโอโซนในระดับมาตรฐานที่อนุญาตให้มีได้ในบรรยากาศ คือ 0.10 ppm เฉลี่ย 1 ชั่วโมง จะส่งผลให้เกิดปัญหาทางเดินหายใจอย่างเฉียบพลัน ความจุของปอดในการรับก๊าซออกซิเจน จะลดน้อยลง เกิดการอักเสบของเนื้อเยื่อปอด และก่อให้เกิดภูมิต้านทานลดน้อยลง โดยเฉพาะผู้ที่เป็นโรคหอบหืดจะมีอาการมากขึ้นกว่าเดิม นอกจากนี้ก๊าซโอโซนยังทำลายระบบนิเวศและวัสดุต่าง ๆ ด้วย
ป้จจุบันปริมาณโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และความเข้มข้นสูงสุดมักจะเกิดในช่วง ฤดูร้อน ส่งผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์ พืชและสัตว์ รวมทั้งส่งผลกระทบต่อทัศนวิสัย ในประเทศไทย มาตรฐานก๊าซโอโซนในบรรยากาศทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
- มาตรฐานเฉลี่ย 1 ชั่วโมง มีค่า 0.1 ppm
- มาตรฐานเฉลี่ย 8 ชั่วโมง มีค่า 0.07 ppm