อนุภาคสสารคืออะไร?

ฝุ่นละอองในอากาศ (PM) ไม่ใช่มลพิษเพียงอย่างเดียว แต่เป็นส่วนผสมของสารเคมีหลายชนิด เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของของแข็งและละอองลอยที่ประกอบด้วยของเหลวหยดเล็กๆ เศษของแข็งแห้ง และแกนของแข็งที่มีการเคลือบของเหลว อนุภาคมีขนาด รูปร่าง และองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันอย่างมาก และอาจมีไอออนอนินทรีย์ สารประกอบโลหะ ธาตุคาร์บอน สารประกอบอินทรีย์ และสารประกอบจากเปลือกโลก อนุภาคถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางสำหรับวัตถุประสงค์ด้านกฎระเบียบด้านคุณภาพอากาศ อนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 ไมครอนหรือน้อยกว่า (PM10) สามารถสูดดมเข้าไปในปอดและก่อให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพได้ อนุภาคละเอียดหมายถึงอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ไมครอนหรือน้อยกว่า (PM2.5) ดังนั้น PM2.5 จึงประกอบด้วย PM10 ส่วนหนึ่ง

PM10 กับ PM2.5 ต่างกันอย่างไร?

PM10 และ PM2.5 มักมาจากแหล่งการปล่อยมลพิษที่แตกต่างกัน และยังมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันด้วย การปล่อยมลพิษจากการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซิน น้ำมัน น้ำมันดีเซล หรือไม้ทำให้เกิดมลพิษ PM2.5 ส่วนใหญ่ที่พบในอากาศภายนอก รวมถึง PM10 ในสัดส่วนที่มีนัยสำคัญ PM10 ยังรวมถึงฝุ่นจากไซต์ก่อสร้าง หลุมฝังกลบและการเกษตร ไฟป่า และการเผาแปรง/ขยะ แหล่งอุตสาหกรรม ฝุ่นที่ถูกลมพัดจากที่โล่ง ละอองเกสร และเศษแบคทีเรีย

ความแตกต่างของขนาดอนุภาคระหว่าง PM2.5 และ PM10?
PM อาจถูกปล่อยออกมาโดยตรงจากแหล่งกำเนิด (อนุภาคหลัก) หรือเกิดขึ้นในบรรยากาศผ่านปฏิกิริยาเคมีของก๊าซ (อนุภาคทุติยภูมิ) เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2), ไนโตรเจนออกไซด์ (NOX) และสารประกอบอินทรีย์บางชนิด สารประกอบอินทรีย์เหล่านี้สามารถปล่อยออกมาได้ทั้งจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ต้นไม้และพืชพรรณ ตลอดจนจากแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น (ที่มนุษย์สร้างขึ้น) เช่น กระบวนการทางอุตสาหกรรมและไอเสียของยานยนต์ ขนาดสัมพัทธ์ของอนุภาค PM10 และ PM2.5 ถูกเปรียบเทียบในรูปด้านล่าง

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง PM2.5 และ PM10?

ทำไม CARB ถึงกังวลเกี่ยวกับ PM10 และ PM2.5?

CARB มีความกังวลเกี่ยวกับอนุภาคในอากาศเนื่องจากผลกระทบต่อสุขภาพของชาวแคลิฟอร์เนียและสิ่งแวดล้อม ทั้ง PM2.5 และ PM10 สามารถสูดดมได้ โดยมีบางส่วนสะสมอยู่ทั่วทางเดินหายใจ แม้ว่าตำแหน่งของการสะสมของอนุภาคในปอดจะขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค PM2.5 มีแนวโน้มที่จะเดินทางเข้าไปและสะสมบนพื้นผิวของส่วนลึกของปอด ในขณะที่ PM10 มีแนวโน้มที่จะสะสมบนพื้นผิวของทางเดินหายใจขนาดใหญ่ของส่วนบนของปอด อนุภาคที่สะสมอยู่บนผิวปอดสามารถทำให้เกิดความเสียหายของเนื้อเยื่อและปอดอักเสบได้

ผลกระทบที่เป็นอันตรายประเภทใดที่อนุภาคสามารถทำให้เกิดสสารได้?

ผลกระทบด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์หลายประการเกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับ PM2.5 และ PM10 สำหรับ PM2.5 การสัมผัสระยะสั้น (สูงสุด 24 ชั่วโมง) มีความเกี่ยวข้องกับการตายก่อนวัยอันควร เพิ่มการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลเนื่องจากโรคหัวใจหรือปอด โรคหลอดลมอักเสบเฉียบพลันและเรื้อรัง โรคหอบหืด การมาห้องฉุกเฉิน อาการระบบทางเดินหายใจ และการจำกัด วันกิจกรรม มีรายงานผลกระทบด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้ในทารก เด็ก และผู้สูงอายุที่เป็นโรคหัวใจหรือปอดมาก่อน นอกจากนี้ ในบรรดามลพิษทางอากาศทั่วไป PM2.5 ยังสัมพันธ์กับสัดส่วนที่มากที่สุดของผลกระทบด้านสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทางอากาศ ทั้งในสหรัฐฯ และทั่วโลก โดยอ้างอิงจากองค์การอนามัยโลก โครงการภาระโรคทั่วโลก

การได้รับ PM10 ในระยะสั้นมีความสัมพันธ์กับอาการโรคระบบทางเดินหายใจที่แย่ลง ซึ่งรวมถึงโรคหอบหืดและโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) ซึ่งนำไปสู่การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเข้ารับการตรวจของแผนกฉุกเฉิน

การได้รับ PM2.5 ในระยะยาว (เดือนถึงปี) มีความเชื่อมโยงกับการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผู้ที่เป็นโรคหัวใจหรือปอดเรื้อรัง และการทำงานของปอดในเด็กลดลง ผลกระทบของการได้รับ PM10 ในระยะยาวมีความชัดเจนน้อยกว่า แม้ว่าการศึกษาหลายชิ้นจะชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการได้รับ PM10 ในระยะยาวกับการเสียชีวิตจากทางเดินหายใจ หน่วยงานระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) เผยแพร่ a ทบทวน ในปี 2015 ที่สรุปว่าฝุ่นละอองในมลพิษทางอากาศภายนอกทำให้เกิดมะเร็งปอด 

การวัดความแตกต่างของขนาดในอนุภาค PM2.5 และ PM10

ใครเป็นผู้ที่มีความเสี่ยงมากที่สุดจากการสัมผัสกับอนุภาค?

การวิจัยชี้ไปที่ผู้สูงอายุที่เป็นโรคหัวใจหรือปอดเรื้อรัง เด็ก และผู้ที่เป็นโรคหอบหืด เป็นกลุ่มที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะประสบผลเสียต่อสุขภาพจากการสัมผัสกับ PM10 และ PM2.5 นอกจากนี้ เด็กและทารกยังอ่อนไหวต่ออันตรายจากการสูดเอาสารมลพิษ เช่น PM เข้าไป เพราะพวกเขาสูดอากาศต่อน้ำหนักตัวหนึ่งปอนด์เข้าไปมากกว่าผู้ใหญ่ พวกเขาหายใจเร็วกว่า ใช้เวลาอยู่กลางแจ้งมากกว่า และมีขนาดร่างกายเล็กลง นอกจากนี้ ระบบภูมิคุ้มกันของเด็กที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะอาจทำให้พวกเขาไวต่อ PM มากกว่าผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดี

งานวิจัยจาก CARB-initiated การศึกษาสุขภาพเด็ก พบว่าเด็กที่อาศัยอยู่ในชุมชนที่มี PM2.5 สูงจะมีการเติบโตของปอดช้ากว่า และมีปอดที่เล็กกว่าเมื่ออายุ 18 ปี เมื่อเทียบกับเด็กที่อาศัยอยู่ในชุมชนที่มีระดับ PM2.5 ต่ำ

CARB ใช้วิธีการประเมินความเสี่ยงของ US EPA เพื่อดำเนินการประเมินการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับ PM2.5 (California Air Resources Board 2010) การอัปเดตการวิเคราะห์นี้โดยใช้ข้อมูลคุณภาพอากาศแวดล้อมตั้งแต่ปี 2014-2016 ระบุว่าการสัมผัส PM2.5 มีส่วนทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควร 5,400 (ช่วงความไม่แน่นอน 4,200 – 6,700) อันเนื่องมาจากสาเหตุของโรคหัวใจและหลอดเลือดต่อปีในแคลิฟอร์เนีย นอกจากนี้ PM2.5 ยังมีส่วนช่วยในการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลประมาณ 2,800 รายสำหรับโรคหัวใจและหลอดเลือดและระบบทางเดินหายใจ (ช่วงความไม่แน่นอน 350 – 5,100) และการเข้าเยี่ยมห้องฉุกเฉินประมาณ 6,700 ครั้งสำหรับโรคหอบหืด (ช่วงความไม่แน่นอน 4,200 – 9,300) ในแต่ละปีในแคลิฟอร์เนีย

ฝุ่นละอองมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร?

ฝุ่นละอองได้แสดงให้เห็นในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพื่อลด ความชัดเจนและยังส่งผลเสียต่อสภาพอากาศ ระบบนิเวศ และวัสดุอีกด้วย PM ซึ่งส่วนใหญ่เป็น PM2.5 ส่งผลต่อการมองเห็นโดยเปลี่ยนวิธีการดูดกลืนแสงและการกระจายแสงในชั้นบรรยากาศ ส่วนประกอบบางอย่างของส่วนผสม PM แวดล้อมส่งเสริมภาวะโลกร้อน (เช่น คาร์บอนสีดำ) ในขณะที่องค์ประกอบอื่นๆ มีอิทธิพลในการระบายความร้อน (เช่น ไนเตรตและซัลเฟต) ดังนั้น PM โดยรอบจึงมีทั้งคุณสมบัติในการทำให้สภาพอากาศร้อนและเย็น PM อาจส่งผลเสียต่อระบบนิเวศ รวมทั้งพืช ดิน และน้ำผ่านการสะสมของ PM และการดูดซึมที่ตามมาโดยพืชหรือการตกตะกอนลงไปในน้ำ ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพน้ำและความชัดเจน โลหะและสารประกอบอินทรีย์ใน PM มีศักยภาพสูงสุดในการเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช การสะสม PM บนพื้นผิวทำให้เกิดความสกปรกของวัสดุ

ฝุ่นละอองเป็นปัญหาภายในอาคารหรือไม่?

ฝุ่นละอองบางชนิดที่พบในอาคารมีต้นกำเนิดมาจากภายนอกอาคาร โดยเฉพาะ PM2.5 อนุภาคเหล่านี้เข้าสู่พื้นที่ภายในอาคารผ่านประตู หน้าต่าง และ "การรั่วซึม" ในโครงสร้างอาคาร อนุภาคยังสามารถมาจากแหล่งกำเนิดในร่ม อนุภาคที่มาจากแหล่งกำเนิดภายในอาคารรวมถึงส่วนประกอบที่ได้มาจากแหล่งทางชีวภาพ ซึ่งส่วนใหญ่รู้จักสารก่อภูมิแพ้ เช่น ละอองเกสร สปอร์ของเชื้อรา ไรฝุ่น และแมลงสาบ กิจกรรมในร่มสร้างอนุภาคเช่นกัน รวมถึงการสูบบุหรี่ การทำอาหารและการเผาไม้ เทียนหรือธูป อนุภาคยังสามารถก่อตัวภายในอาคารจากปฏิกิริยาที่ซับซ้อนของก๊าซมลพิษที่ปล่อยออกมาจากแหล่งต่างๆ เช่น ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดในครัวเรือนและสารปรับอากาศ

มาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมสำหรับอนุภาคคืออะไร?

มาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมกำหนดปริมาณสารมลพิษสูงสุดที่สามารถมีได้ในอากาศภายนอกอาคารโดยไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ในปี 2002 หลังจากการทบทวนวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์อย่างกว้างขวาง คณะกรรมการได้นำมาตรฐานค่าเฉลี่ยประจำปีใหม่สำหรับ PM2.5 ppm และรักษามาตรฐานเฉลี่ยประจำปีและ 24 ชั่วโมงสำหรับ PM10 ที่มีอยู่ มาตรฐาน PM2.5 เฉลี่ยประจำปีของประเทศได้รับการแก้ไขล่าสุดในปี 2012 หลังจากการทบทวนวรรณกรรมฉบับใหม่อย่างละเอียดถี่ถ้วนชี้ให้เห็นถึงหลักฐานสำหรับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรที่ความเข้มข้น PM2.5 ที่ต่ำกว่ามาตรฐานที่มีอยู่ การทบทวนในปี 2012 ส่งผลให้มีการรักษามาตรฐาน PM24 และ PM2.5 เฉลี่ยตลอด 10 ชั่วโมงที่มีอยู่

***

บทความที่พิมพ์ครั้งแรกใน California Air Resources Board: https://ww2.arb.ca.gov/resources/inhalable-particulate-matter-and-health