กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 103 นาที

อนุภาคฝุ่นละออง

อนุภาคฝุ่นละออง (PM) หรืออนุภาคคือ อนุภาค ขนาดเล็กของสสารแข็งหรือของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ การรวมกันของอนุภาคและอากาศเรียกว่าละอองลอย

อนุภาคฝุ่นละออง

ภาพกราฟิกคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าอนุภาค PM10 สามารถพันรอบเส้นผมมนุษย์ได้กี่อนุภาค และอนุภาค PM2.5 สามารถพันรอบอนุภาค PM10 ได้กี่อนุภาค
ภาพกราฟิกจากสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม แสดงการเปรียบเทียบ PM และ PM กับเส้นผมของมนุษย์

อนุภาคฝุ่นละออง (PM) หรืออนุภาค[ a ]คือ อนุภาค ขนาดเล็กของสสารแข็งหรือของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ การรวมกันของอนุภาคและอากาศเรียกว่าละอองลอย [ 1 ] แหล่งกำเนิดของอนุภาคฝุ่นละอองอาจเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์อนุภาคฝุ่นละอองอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์และส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศและปริมาณน้ำฝน

ประเภทของ อนุภาค ในบรรยากาศได้แก่ อนุภาคหยาบที่สามารถสูดดมได้ ซึ่งกำหนดให้เป็นPM ซึ่งเป็นอนุภาค ที่มี ขนาดหยาบโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค 10 ไมโครเมตร (μm) หรือน้อยกว่า; อนุภาคละเอียด ซึ่งกำหนดให้เป็นPM โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 μm หรือน้อยกว่า; [ 2 ]อนุภาคละเอียดมาก PM .10 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 นาโนเมตร (nm) หรือน้อยกว่า; และเขม่า (อนุภาคละเอียดหรือละเอียดมากที่ประกอบด้วยคาร์บอนเป็นหลัก) [ 3 ]

อนุภาคในอากาศเป็นสารก่อมะเร็งกลุ่มที่ 1 ของ IARC [ 4 ]อนุภาคถือเป็นมลพิษทางอากาศที่อันตรายที่สุด[ 5 ] [ 6 ]เนื่องจากอนุภาคสามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในปอดและเดินทางผ่านกระแสเลือดไปยังอวัยวะต่างๆ เช่น สมอง[ 7 ] [ 6 ] [ 8 ]อนุภาคก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพ เช่น โรคหลอดเลือดสมองโรคหัวใจและหลอดเลือด โรคระบบทางเดินหายใจมะเร็งหลายชนิดและการคลอดก่อนกำหนด [ 9 ] ไม่มีระดับการสัมผัสอนุภาคที่ปลอดภัย[ 3 ]

ทั่วโลก การสัมผัสกับ PM ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 7.9 ล้านคนในปี 2023 โดยในจำนวนนี้ 4.9 ล้านคนมีมลพิษทางอากาศภายนอกอาคารเป็นปัจจัยร่วม และ 2.8 ล้านคนมีมลพิษทางอากาศภายในบ้านเป็นปัจจัยร่วม[ 10 ] ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM ) ถือเป็นปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดที่ทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรทั่วโลก[ 3 ] [ 11 ] [ 12 ]เนื่องจากแหล่งกำเนิดของฝุ่นละอองจำนวนมากเกิดจากการกระทำของมนุษย์ จึงเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สามารถปรับเปลี่ยนได้และสามารถแก้ไขได้ หลายประเทศได้กำหนดมาตรฐานสำหรับฝุ่นละอองและกำลังปรับปรุงคุณภาพอากาศ

แหล่งที่มา

ประเภทและการกระจายขนาดในหน่วยไมโครเมตร (μm) ของอนุภาคในบรรยากาศ
การปล่อยอนุภาคขณะใช้เครื่องมือ ไฟฟ้าสมัยใหม่ ในการติดตั้งบรอดแบนด์ภายในบ้าน ที่ไท่โป ฮ่องกง
รถขุด (เครื่องจักรหนักชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในสถานที่ก่อสร้างและงานถนน) กำลังรื้อถอนซากสถานีรถไฟไปรษณีย์หมายเลข 0880 (Dworzec Pocztowy) สมัยก่อนสงคราม บนถนน Jerozolimskie ประเทศโปแลนด์

ประมาณร้อยละ 90 ของมวลรวมของอนุภาคในบรรยากาศ (ตามที่ประเมินไว้ในปี 2553) มาจากแหล่งธรรมชาติ เช่นภูเขาไฟพายุฝุ่น ไฟป่าและไฟ ทุ่งหญ้า พืช พรรณและละอองน้ำทะเลซึ่งปล่อยอนุภาคต่างๆ เช่น เถ้าภูเขาไฟ ฝุ่นทะเลทราย เขม่า และเกลือทะเล[ 13 ] อนุภาคที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ (anthropogenic) คิดเป็นร้อยละ 10 ที่เหลือของมวลรวมของละอองลอย[ 13 ] กิจกรรมของมนุษย์ที่ก่อให้เกิดอนุภาค ได้แก่:

แหล่งข้อมูลทั่วโลกและตามฤดูกาล

อนุภาคที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์มักมีขนาดเล็กกว่า (เช่น PM หรือ PM ) และเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างมาก[ 70 ] [ 71 ] ในระดับโลก ปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิด PM ได้แก่ การใช้พลังงานในที่อยู่อาศัย (40%) กระบวนการทางอุตสาหกรรม (11.7%) และการผลิตพลังงาน (10.2%) ซึ่งทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้เชื้อเพลิง[ 72 ]

ประเภทของมลพิษที่ก่อให้เกิดฝุ่นละอองขนาดเล็กนั้นแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละประเทศและภูมิภาค โดยสะท้อนถึงลักษณะเฉพาะของภูมิภาค การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล กิจกรรมของมนุษย์ และประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ การวิเคราะห์ทั่วโลกในปี 2021 รายงานว่า ในบรรดาเชื้อเพลิงที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ถ่านหินเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับ PM ในประเทศจีน น้ำมันและก๊าซธรรมชาติเป็นสาเหตุหลักในอียิปต์ รัสเซีย และสหรัฐอเมริกา และเชื้อเพลิงชีวภาพแข็งมีผลกระทบมากที่สุดในปากีสถาน บังกลาเทศ อินโดนีเซีย อินเดีย และไนจีเรีย การมีส่วนร่วมจากการใช้เชื้อเพลิงในครัวเรือนแตกต่างกันไปตั้งแต่ 4.0% ในอียิปต์ถึง 33.1% ในอินโดนีเซีย การมีส่วนร่วมจากภาคพลังงานและอุตสาหกรรมมีตั้งแต่ 3.2% ในไนจีเรียถึง 27.3% ในอินเดีย สาเหตุการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับ PM ที่พบบ่อยที่สุด คือ โรคหลอดเลือดหัวใจตีบ (IHD) และโรคหลอดเลือดสมอง ผลกระทบของฝุ่นละอองที่ปลิวมาตามลมมีตั้งแต่ 1.5% ในบังกลาเทศไปจนถึง 70.6% ในไนจีเรีย ซึ่งการติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนล่าง (LRIs) ในวัยเด็กเป็นสาเหตุการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับ PM [ 72 ]

จากการตรวจสอบความเข้มข้นของ PM โดยใช้ข้อมูลจากปี 2000–2019 พบว่าในช่วงสองทศวรรษนั้น ความเข้มข้นของ PM ในยุโรปและอเมริกาเหนือลดลง[ 73 ]เนื่องจากการลดลงของการปล่อยมลพิษจากเชื้อเพลิงฟอสซิล[ 72 ]อย่างไรก็ตาม การสัมผัสกลับเพิ่มขึ้นในเอเชียใต้ ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ ละตินอเมริกา และแคริบเบียน พบรูปแบบตามฤดูกาลที่แตกต่างกันในหลายส่วนของโลก มีความเข้มข้นของ PM ในระดับภูมิภาคสูงเป็นประจำ ในป่าฝนอเมซอนในเดือนสิงหาคมและกันยายน แอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารามีระดับสูงขึ้นตั้งแต่เดือนมิถุนายนถึงกันยายน ระดับในอเมริกาเหนือตะวันออกจะสูงขึ้นในช่วงฤดูร้อน ระดับในจีนและอินเดียตอนเหนือจะสูงในช่วงฤดูหนาว[ 73 ] [ 74 ]เช่นเดียวกับระดับในเกาหลีใต้[ 75 ] [ 76 ]

การเผาไหม้ในครัวเรือน

ณ ปี 2023 มีผู้คนมากกว่า 2.3 พันล้านคนทั่วโลก ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในประเทศกำลังพัฒนา เผาเชื้อเพลิงชีวมวล ที่ก่อให้เกิดมลพิษ เช่น ไม้มูลสัตว์แห้งถ่านหินหรือน้ำมันก๊าด เพื่อปรุงอาหารหรือให้ความร้อน ซึ่งก่อให้เกิด มลพิษทางอากาศภายในบ้านที่เป็นอันตรายและมีส่วนสำคัญต่อมลพิษทางอากาศ ภายนอกอาคาร มลพิษที่ เกี่ยวข้องกับการปรุงอาหารคาดว่าจะทำให้มีผู้เสียชีวิตปีละ 3.7 ล้านคน[ 77 ]

การเผาไหม้ชีวมวลปล่อยมลพิษจำนวนมาก รวมถึง PM และ PM คาร์บอนดำและคาร์บอนน้ำตาล คาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และโอโซน[ 78 ] [ 17 ]องค์ประกอบทางเคมีของ PM ที่ปล่อยออกมาจะแตกต่างกันไปตามประเภทของเชื้อเพลิงชีวมวล เชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า เช่น มูลสัตว์ จะสร้าง PM มากกว่า มูลสัตว์และไม้ทำให้เกิดการปล่อยละอองลอยอินทรีย์ในปริมาณที่สูงกว่า ในขณะที่มูลสัตว์ปล่อยไนโตรเจนในปริมาณที่มากกว่าเชื้อเพลิงชีวมวลอื่นๆ[ 17 ] [ 79 ]

ในสหราชอาณาจักร การเผาไหม้ในครัวเรือนเป็นแหล่งกำเนิด PM และ PM ที่ใหญ่ที่สุด ในแต่ละปี[ 80 ]ในปี 2019 การเผาไม้ในครัวเรือนทั้งในเตาปิดและเตาเปิดเป็นสาเหตุของ PM ในสหราชอาณาจักรถึง 38% หลังจากมีการออกกฎหมายใหม่ในปี 2021 ที่จำกัดการขายไม้เปียกและถ่านหินในครัวเรือน ระดับอนุภาคจากการใช้งานในครัวเรือนก็ลดลง[ 80 ] [ 81 ] ในปี 2024 การเผาไม้ในครัวเรือนเป็นสาเหตุของ PM ถึง 20% และ PM ถึง 11% ในสหราชอาณาจักร[ 80 ]ในช่วงฤดูหนาว ผลกระทบจากการเผาไม้จะสูงขึ้นและอาจมีส่วนทำให้ความเข้มข้น ของ PM [ 82 ]

เนื่องจากควันจากไม้มีผลกระทบต่อสุขภาพจึงแนะนำให้ผู้คนใช้เตาเผาไม้หรือเตาผิงเฉพาะในกรณีที่ไม่มีแหล่งความร้อนอื่น[ 81 ]หากใช้เตาหรือกองไฟแบบเปิด การปล่อยอนุภาคอาจลดลงได้โดยการใช้เตาเผาไม้แบบปิดที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว ซึ่งมีขนาดเหมาะสมกับพื้นที่ที่จะให้ความร้อน บำรุงรักษาเตาอย่างเหมาะสม ใช้ไม้แห้งหรือไม้ที่ผ่านการอบแห้ง และจัดการไฟอย่างเหมาะสม[ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]เมื่อปรุงอาหาร การใช้เตาปรุงอาหารที่ได้รับการปรับปรุงและเชื้อเพลิงคุณภาพดีกว่าอาจช่วยลดการสัมผัสกับอนุภาคได้[ 88 ]

การเผาไหม้ขยะ

องค์ประกอบของอนุภาคอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาและการผลิต อนุภาคที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะไม่เหมือนกับอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ขยะ อนุภาคที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้พืชกระดาษธูปขยะก่อสร้างและพลาสติกจะแตกต่างกัน อนุภาคจากไฟไหม้ในลานรีไซเคิล[ 89 ]หรือเรือที่เต็มไปด้วยเศษโลหะ[ 90 ] [ 91 ]อาจมีสารพิษมากกว่าการเผาไหม้ประเภทอื่น[ 92 ]

การก่อสร้าง

กิจกรรมการก่อสร้างประเภทต่างๆ ก่อให้เกิดฝุ่นละอองประเภทต่างๆ ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อสุขภาพแตกต่างกัน องค์ประกอบของ PM ที่เกิดจากการตัดหรือผสมคอนกรีตที่ทำจากปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์จะแตกต่างจาก PM ที่เกิดจากการตัดหรือผสมคอนกรีตที่ทำจากตะกรัน ประเภทต่างๆ (เช่นGGBFS , ตะกรันEAF [ 93 ] ) เถ้าลอยหรือแม้แต่ฝุ่น EAF (EAFD) [ 94 ]ในขณะที่ EAFD ตะกรัน และเถ้าลอยมีแนวโน้มที่จะเป็นพิษมากกว่า เนื่องจากมีโลหะหนักนอกจากปูนซีเมนต์ตะกรันที่จำหน่ายและใช้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม[ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]ปูนซีเมนต์ปลอม (เจือปน) ซึ่งมีการเติมตะกรัน เถ้าลอย หรือสารที่ไม่ทราบชนิดอื่นๆ ลงไป ก็พบได้ทั่วไปในบางพื้นที่[ 98 ] [ 99 ]เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่ามาก[ 100 ]เพื่อแก้ไขปัญหาด้านคุณภาพ[ 101 ]และความเป็นพิษ บางพื้นที่เริ่มห้ามการใช้ตะกรัน EAF ในซีเมนต์ที่ใช้ในอาคาร[ 102 ]

องค์ประกอบของควันจากการเชื่อมจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับโลหะในวัสดุที่กำลังเชื่อม และองค์ประกอบของสารเคลือบ อิเล็กโทรด ฯลฯ ที่ใช้[ 103 ]

เนื่องจากโครงการก่อสร้างและปรับปรุงใหม่เป็นแหล่งกำเนิดอนุภาคฝุ่นละอองที่สำคัญ[ 104 ] [ 105 ]จึงควรนำมาตรการวางแผนและบรรเทาผลกระทบเกี่ยวกับการปล่อย PM มาใช้และตรวจสอบอย่างระมัดระวัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโครงการดังกล่าวเกี่ยวข้องกับสถานพยาบาลที่มีการใช้งานอยู่

องค์ประกอบ

ภาพรวมของละอองลอยทั่วโลกจาก GEOS ระหว่างวันที่ 1 สิงหาคม - 14 กันยายน 2024 [ 106 ]
  เขม่าดำ/เปลวไฟ (สีส้ม/สีแดง)
  ผงแร่ (สีชมพู/ม่วงแดง)
  เกลือทะเล (สีฟ้า)
  ซัลเฟต (สีเขียว)

องค์ประกอบทางเคมีของอนุภาค (PM) ในละอองลอยในบรรยากาศมีความแตกต่างกันอย่างมากทั้งในด้านเวลาและพื้นที่ โดยได้รับผลกระทบจากแหล่งกำเนิดการปล่อยมลพิษ (ทั้งจากธรรมชาติและที่เกิดจากมนุษย์ ) ภูมิศาสตร์ สภาพอากาศ และปฏิกิริยาเคมี[ 107 ]ละอองลอยในบรรยากาศสามารถเปลี่ยนสถานะระหว่างของเหลว ของแข็ง และกึ่งของแข็งได้ ขึ้นอยู่กับสภาวะ[ 108 ]อนุภาคในละอองลอยสามารถอธิบายได้ว่าเป็นอนุภาคปฐมภูมิ (ปล่อยออกมาโดยตรง) หรืออนุภาคทุติยภูมิ (เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีในอากาศ) [ 6 ] PM อาจประกอบด้วยทั้งส่วนประกอบอินทรีย์[ 109 ]และอนินทรีย์ เช่น แร่ธาตุ[ 107 ]

ทั้งองค์ประกอบทางเคมี ขนาดอนุภาค และรูปร่าง ล้วนมีผลต่อสุขภาพของมนุษย์[ 110 ] [ 3 ] [ 9 ]อนุภาคที่สูดดมเข้าไปมักถูกจำแนกตามขนาดเป็นอนุภาคหยาบ (PM ) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ไมโครเมตร (μm) หรือน้อยกว่า หรืออนุภาคละเอียด (PM ) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 μm หรือน้อยกว่า[ 2 ]อนุภาคขนาดเล็กสามารถแทรกซึมเข้าไปในปอดได้ลึกกว่าและเดินทางผ่านกระแสเลือดไปยังอวัยวะอื่นๆ ได้[ 7 ] [ 6 ] [ 8 ] อนุภาคที่เกิดจากมนุษย์มักมีขนาดเล็กกว่า (เช่น PM หรือ PM ) และเป็นภัยคุกคามอย่างมากต่อสุขภาพของมนุษย์[ 70 ] [ 71 ]

องค์ประกอบทางเคมีและขนาดของอนุภาคในละอองลอยยังเป็นตัวกำหนดว่าละอองลอยจะทำปฏิกิริยากับรังสีจากดวงอาทิตย์และส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศอย่างไร[ 111 ] องค์ประกอบทางเคมีภายในละอองลอยจะเปลี่ยนดัชนีการหักเห โดยรวม ทำให้กำหนดได้ว่าแสงจะกระเจิงหรือถูกดูดซับมากน้อยเพียงใด[ 112 ]

ฝุ่นแร่

แผนที่แหล่งฝุ่นแร่ทั่วโลกของ NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) ปี 2022 [ 113 ]

ฝุ่นแร่ที่ถูกลมพัดเป็นองค์ประกอบหลักของอนุภาคในระดับโลก พายุทรายและฝุ่นส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากแถบฝุ่นที่ทอดยาวจากแอฟริกาเหนือผ่านตะวันออกกลางไปยังเอเชีย[ 114 ] [ 115 ] พายุฝุ่นยังสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่แห้งแล้งของอเมริกาเหนือและใต้ และออสเตรเลีย[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] อนุภาคจากพายุฝุ่นสามารถคงอยู่ในชั้นบรรยากาศและเดินทางได้ไกลหลายพันกิโลเมตรจากแหล่งกำเนิด[ 114 ] [ 115 ]

ฝุ่นแร่เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ดินเหนียว แคลไซต์ เหล็กออกไซด์ และวัสดุอื่นๆ ที่ถูกพัดมาจากเปลือกโลกมักประกอบด้วยออกไซด์ของ แร่ ธาตุหลักในเปลือกโลกเช่น อะลูมิเนียม (Al) ซิลิคอน (Si) แคลเซียม (Ca) เหล็ก (Fe) และไทเทเนียม (Ti) นอกจากนี้ยังอาจมีโลหะอัลคาไล เช่น โพแทสเซียม (K) โซเดียม (Na) [ 119 ] [ 107 ]และลิเธียม (Li) [ 120 ]โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น แมกนีเซียม (Mg) [ 107 ]และโลหะหนัก เช่น ตะกั่ว (Pb) ทองแดง (Cu) นิกเกล (Ni) และสังกะสี (Zn) [ 120 ]ฝุ่นแร่ในอนุภาคสามารถดูดซับแสงได้ [ 121 ] ระดับตะกั่วที่สูงขึ้นในดินชั้นบนและฝุ่นมีความสัมพันธ์กับระดับตะกั่วในเลือดที่สูงขึ้นในคน[ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]

เกลือทะเล

ขอบฟ้าและชั้นบรรยากาศที่มองเห็นได้จาก NASA Earth Observatory: โทรโปสเฟียร์ (สีเข้มที่สุด), โทรโปพอส (สีน้ำตาล), สตราโตสเฟียร์ (สีเทา), มีโซสเฟียร์, เทอร์โมสเฟียร์ และเอกโซสเฟียร์ (สีน้ำเงิน) สีต่างๆ เกิดจากก๊าซและอนุภาคที่เด่นในแต่ละชั้น

อนุภาคเกลือทะเลเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่ก่อให้เกิดฝุ่นละอองในอากาศทั่วโลก ละอองเกลือทะเล (SSAs) สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งบนผิวน้ำเปิดและบนแผ่นน้ำแข็ง[ 125 ]ประมาณ 80% ของพื้นผิวซีกโลกใต้เป็นมหาสมุทร[ 126 ]และความเข้มข้นเฉลี่ยของ SSAs โดยทั่วไปจะสูงกว่าในซีกโลกเหนือ[ 127 ] การผลิตละอองเกลือทะเลได้รับผลกระทบจากลักษณะต่างๆ ของส่วนต่อประสาน ระหว่างอากาศและทะเล รวมถึงความเร็วลม อุณหภูมิน้ำทะเล แรงตึงผิว ความหนาแน่น และความหนืด[ 127 ]การกระจายตัวของอนุภาคเหล่านี้ยังแตกต่างกันไปตามระดับความสูง โดยจะลดลงอย่างรวดเร็วในระดับความสูงที่สูงขึ้น มีอนุภาคเกลือทะเลเพียงไม่กี่อนุภาคเท่านั้นที่ลอยขึ้นเหนือชั้นโทรโปสเฟียร์ไปถึงชั้น โทร โปสเฟียร์ตอน บน [ 125 ]

ละอองเกลือทะเลสะท้อนองค์ประกอบของละอองน้ำทะเลและน้ำทะเลที่ระเหย ซึ่งประกอบด้วยเกลืออนินทรีย์เป็นหลัก เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) พร้อมด้วยแมกนีเซียม ซัลเฟต แคลเซียม โบรมีน และโพแทสเซียม [ 128 ]ละอองเกลือทะเลอาจรวมถึงสารชีวภาพและสารอินทรีย์เช่นแบคทีเรียไวรัสโปรตีนเอนไซม์คาร์บอนอินทรีย์ที่ละลาย กรดไขมันและน้ำตาล[ 129 ] อนุภาค SSA เป็นกุญแจสำคัญในการก่อตัวของเมฆ : ความสามารถใน การดูดซับความชื้นซึ่งเป็นความสามารถของอนุภาคแต่ละตัวในการดูดซับน้ำและในที่สุดกลายเป็นหยดน้ำในเมฆ เป็นฟังก์ชันของขนาดและองค์ประกอบของอนุภาค ละอองเกลือทะเลส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศทั้งโดยตรงโดยการกระเจิงรังสีแสงอาทิตย์ที่เข้ามาและโดยอ้อมผ่านการก่อตัวของเมฆ[ 129 ]พวกมันมีขนาดค่อนข้างใหญ่เมื่อเทียบกับละอองลอยอื่นๆ[ 125 ]

สารอินทรีย์

สารอินทรีย์ (OM) ประกอบด้วยสารประกอบคาร์บอน ซึ่งอาจเป็นสารอินทรีย์ปฐมภูมิหรือทุติยภูมิ คาร์บอนรวมตัวกับไฮโดรเจนและธาตุอื่นๆ เพื่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิต[ 130 ]การเผาไหม้ของสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตที่เคยมีชีวิต ไม่ว่าจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือเกิดจากฝีมือมนุษย์ จะปล่อยคาร์บอนดำ (BC) และคาร์บอนอินทรีย์ (OC) ออกมา [ 131 ]ซึ่งทั้งสองอย่างเป็นส่วนประกอบของควันและเขม่า[ 132 ] ประชากรโลกประมาณ 85% อาศัยอยู่ในซีกโลกเหนือ ซึ่งกิจกรรมของมนุษย์เป็นแหล่งกำเนิดหลักของสารอินทรีย์และฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM ) [ 126 ]

คาร์บอนดำมักถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิสูงกว่า[ 133 ]และส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนบริสุทธิ์ (ธาตุ) [ 134 ]คาร์บอนอินทรีย์ประกอบด้วยวัสดุเพิ่มเติมและมีความซับซ้อนมากกว่า[ 135 ] [ 134 ]ไบโอแอโรซอลเป็นรูปแบบหนึ่งของคาร์บอนอินทรีย์ ซึ่งเป็นเศษซากทางชีวภาพของจุลินทรีย์ เชื้อรา สัตว์ และพืชที่มีชีวิต[ 136 ]ไมโครพลาสติกเป็นสายโซ่พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ[ 137 ] [ 138 ] สารอินทรีย์สามารถส่งผลต่อ สนาม รังสี ในบรรยากาศ ได้ทั้งโดยการกระเจิงและการดูดซับ คาร์บอนดำเป็นส่วนประกอบของแอโรซอลที่ดูดซับแสงได้มากที่สุด ในขณะที่คาร์บอนอินทรีย์มีแนวโน้มที่จะดูดซับได้น้อยกว่า ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมัน[ 134 ]นอกจากสารประกอบคาร์บอนแล้ว การเผาไหม้ปิโตรเลียมและน้ำมันยังปล่อยซัลเฟอร์ออกไซด์และสารเคมีอื่นๆ อีกมากมายสู่บรรยากาศ[ 110 ] [ 135 ]

ละอองลอยอินทรีย์ทุติยภูมิ

อนุภาคแอโรโซลอินทรีย์ทุติยภูมิ (SOA) เป็นส่วนประกอบหลักของ PM ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถสูดดมเข้าไปได้และเกี่ยวข้องกับปัญหาสุขภาพ อนุภาคแอโรโซลอินทรีย์ทุติยภูมิเกิดขึ้นเมื่อไอระเหยในบรรยากาศ (เช่น SO , NO และ NO , NH , VOCs ) ทำปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อสร้างสารประกอบที่ก่อตัวเป็นอนุภาค ก๊าซตั้งต้นอาจมีต้นกำเนิดจากกิจกรรมของมนุษย์ (เช่น จากการเผา ไหม้ ชีวมวลและเชื้อเพลิงฟอสซิล ) หรือจากธรรมชาติ (เช่น จากฝุ่นละออง ไฟป่า หรือแอโรโซลเกลือทะเล) แอโรโซลสามารถผสมกันได้อย่างรวดเร็วในอากาศโดยรอบ ก่อให้เกิดสารประกอบทางเคมีใหม่ๆ รวมทั้งลดความเข้มข้นลงตามระยะทางจากแหล่งกำเนิด[ 111 ] [ 139 ]

อนุภาคขนาดเล็กที่สุด PM มักประกอบด้วยซัลเฟต แอมโมเนียม และไนเตรต[ 71 ] ก๊าซปฐมภูมิ เช่นซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์สามารถออกซิไดซ์เพื่อสร้างอนุภาคทุติยภูมิของกรดซัลฟิวริก (ของเหลว) และกรดไนตริก (ก๊าซ) ในกรณีที่มีแอมโมเนีย มักจะเกิดเป็น เกลือ แอมโมเนียมเช่นแอมโมเนียมซัลเฟตและแอมโมเนียมไนเตรต (ทั้งสองชนิดอาจอยู่ในรูปแห้งหรือในสารละลายน้ำ ) [ 111 ]ละอองลอยซัลเฟตและไนเตรตทุติยภูมิมีแนวโน้มที่จะสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ แต่ความสามารถในการกระจายแสงจะได้รับผลกระทบจากการดูดซับน้ำ[ 140 ] [ 141 ] [ 142 ] [ 111 ]

องค์ประกอบของไฟป่าและหมอกควัน

เนื่องจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ฤดูกาล ไฟป่าจึงรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ทั่วโลก ทำให้เกิดฝุ่นละอองจำนวนมากที่สามารถแพร่กระจายไปได้ไกลหลายพันไมล์ ควันไฟป่ามี PM คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ โลหะหนัก เช่น ตะกั่ว และ PAH ในระดับสูง ซึ่งรวมกันเป็นมลพิษทุติยภูมิ ฝุ่นละอองในควันไฟป่ามีความเป็นพิษมากกว่า PM ที่มีน้ำหนักใกล้เคียงกันจากอากาศโดยรอบที่ไม่เกี่ยวข้องกับไฟ[ 143 ]

หมอกควันซึ่งเป็นอนุภาคที่โดยทั่วไปก่อให้เกิดผลกระทบต่อทัศนวิสัย มักประกอบด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ ฝุ่นแร่ และสารอินทรีย์ในอากาศแห้ง อนุภาคเหล่านี้ดูดซับความชื้นได้เนื่องจากมีซัลเฟอร์ และ SO2 ถูกเปลี่ยนเป็นซัลเฟตเมื่อมีความชื้นสูงและอุณหภูมิต่ำ[ 144 ] [ 145 ]ซึ่งทำให้ทัศนวิสัยลดลงและเกิดสีแดง ส้ม เหลือง[ 146 ]

การวัด

อนุภาคได้รับการวัดด้วยวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ นับตั้งแต่มีการศึกษามลพิษทางอากาศอย่างเป็นระบบครั้งแรกในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 [ 1 ] [ 147 ]วิธีการในยุคแรก ๆ นั้นรวมถึงแผนภูมิ Ringelmann ที่ค่อนข้างหยาบ ซึ่งเป็นแผ่นสีเทาที่ใช้เปรียบเทียบการปล่อยมลพิษจากปล่องควันด้วยสายตา และเครื่องวัดการสะสมซึ่งรวบรวมเขม่าที่สะสมในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งเพื่อนำไปชั่งน้ำหนัก[ 148 ]

สถานีตรวจวัดมลพิษทางอากาศในเมืองเอมเดนประเทศเยอรมนี

เทคนิคการวัดมลพิษทางอากาศสมัยใหม่ใช้ข้อมูลจากสามแหล่งหลักในการกำหนดลักษณะคุณภาพอากาศโดยรอบ ได้แก่ การวัดโดยตรงจาก แหล่งกำเนิด ในพื้นที่แบบจำลองคอมพิวเตอร์ และแพลตฟอร์มการตรวจวัดระยะไกล เช่น ดาวเทียม[ 149 ]วิธีการวัดอนุภาคโดยตรงสามารถกำหนดมวลรวมของอนุภาคต่อปริมาตรอากาศหนึ่งหน่วย (ความเข้มข้นของมวลอนุภาค) โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การวิเคราะห์คุณภาพอากาศแบบกราวิเมตริก การตรวจสอบ การลดทอนเบต้า เครื่องชั่งไมโครบาลานซ์แบบสั่นด้วยองค์ประกอบเรียวและเอทาโลมิเตอร์ (สำหรับคาร์บอนดำ ) [ 150 ] [ 151 ]บางครั้งการวัดจำนวนอนุภาคทั้งหมดต่อปริมาตรอากาศหนึ่งหน่วย (ความเข้มข้นของจำนวนอนุภาค) จะมีประโยชน์มากกว่า ซึ่งสามารถทำได้ด้วยเครื่องนับอนุภาคแบบออปติคอลและเครื่องนับอนุภาคแบบควบแน่น[ 152 ] [ 153 ] ในการวัดองค์ประกอบอะตอมของตัวอย่างอนุภาค สามารถใช้ เทคนิคต่างๆ เช่นสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์ ได้ [ 154 ] [ 155 ] [ 156 ]สามารถใช้ตัวกรองพิเศษและเทคนิคการตรวจจับเพื่อเลือกตัวอย่างที่มีขนาดเฉพาะ (เช่น PM หรือ PM ) หรือองค์ประกอบทางเคมี (เช่น คาร์บอนดำ) [ 157 ] [ 158 ]และติดตามการกระจายตัวของตัวอย่างเหล่านั้นเมื่อเวลาผ่านไป[ 159 ]อนุภาคที่เกิดจากมนุษย์มักมีขนาดเล็กกว่า (เช่น PM หรือ PM ) อนุภาคที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ[ 70 ] [ 71 ]

แผนที่สีเทียมที่สร้างขึ้นจากข้อมูลของ Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Terra ของ NASA เปอร์เซ็นต์ของอนุภาคขนาดเล็กแสดงด้วยสี ตั้งแต่สีเขียว (อนุภาคขนาดเล็กน้อย) ไปจนถึงสีแดง (อนุภาคขนาดเล็กมาก) สีเทา: เซ็นเซอร์ไม่ได้เก็บข้อมูล[ 160 ]

การประมาณค่า PM จากดาวเทียม เป็นเครื่องมือที่สำคัญ การวัดละอองลอยจากดาวเทียมอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าอนุภาคเปลี่ยนแปลงวิธีการที่บรรยากาศสะท้อนและดูดซับแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด ดาวเทียมวัดความลึกเชิงแสงของละอองลอย (AOD) และปัจจัยอื่นๆ ที่บ่งชี้ความเข้มข้นและการกระจายตัวของอนุภาคในบรรยากาศ จากนั้นจึงอนุมานความเข้มข้นของ PM จากข้อมูลดาวเทียมโดยใช้แบบจำลองหรือข้อมูลการตรวจสอบภาคพื้นดิน การรวมวิธีการเหล่านี้สามารถเพิ่มความครอบคลุมเชิงพื้นที่ของ PM เพื่อแสดงรูปแบบการกระจายตัวและการเคลื่อนที่ในอวกาศและเวลา ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำมาใช้สร้างการพยากรณ์ควันและคำแนะนำเกี่ยวกับมลพิษได้[ 149 ] [ 161 ] [ 162 ]

การเคลื่อนที่และการสะสม

ข้อมูลจากดาวเทียมแสดงให้เห็นว่าการปะทุของภูเขาไฟสามารถส่งเถ้าและอนุภาคขึ้นไปในชั้นบรรยากาศได้สูง โดยอนุภาคขนาดเล็กจะคงอยู่ในอากาศเป็นเวลานาน เดินทางเป็นระยะทางไกล และส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศโลก[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ]อนุภาคจากไฟป่าในภาคตะวันตกของสหรัฐอเมริกาและแคนาดาสามารถเดินทางไปยังสหราชอาณาจักรและทางตอนเหนือของฝรั่งเศสได้ภายในไม่กี่วัน[ 166 ]ฝุ่นที่ถูกพัดขึ้นไปในอากาศโดยพายุทรายในทะเลทรายซาฮาราเดินทางจากแอฟริกาเหนือไปยังอเมริกาเหนือ[ 167 ]

การหมุนเวียนของบรรยากาศโลก: การหมุนของโลกทำให้เกิดแถบกระแสลมที่มีลักษณะเฉพาะ

อนุภาคถูกขนส่งไปทั่วโลกและในท้องถิ่นผ่านกระแสน้ำในบรรยากาศและมหาสมุทรที่มีลักษณะเฉพาะ โดยเปลี่ยนผ่านระหว่างอากาศและน้ำที่บริเวณรอยต่อระหว่างอากาศและทะเล[ 168 ] [ 169 ] [ 170 ]อนุภาคเคลื่อนที่ระหว่างพื้นดิน น้ำ และอากาศผ่านกลไกต่างๆ เช่น การปล่อย การแขวนลอย และการตกตะกอน แบบจำลองการหมุนเวียนจะคำนึงถึงการปล่อยอนุภาคสู่อากาศ สภาวะที่อนุภาคคงอยู่ในอากาศ การขนส่งทางกายภาพ และการกำจัดอนุภาคออกจากชั้นบรรยากาศ[ 171 ]

การตกตะกอนแบบเปียกหรือการกวาดล้างโดยฝน คือการกำจัดอนุภาคออกจากชั้นบรรยากาศผ่านปฏิสัมพันธ์กับเมฆ ฝน และอนุภาคอื่นๆ ที่นำไปสู่การตกตะกอน อนุภาคอาจทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสการควบแน่นของเมฆเพื่อสร้างหยดน้ำในเมฆหรือชนกับหยดน้ำฝนที่ก่อตัวขึ้นแล้ว[ 172 ]

การตกตะกอนแบบแห้งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอนุภาคจากชั้นบรรยากาศไปยังพื้นผิว (ดิน น้ำ สิ่งมีชีวิต อาคาร) โดยไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝน การตกตะกอนแบบแห้งของอนุภาคได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงความเร็วลมความปั่นป่วนและการมีอยู่ของพื้นผิว (ซึ่งอาจรวมถึงอนุภาคอื่นๆ ด้วย) [ 172 ] [ 173 ]

การตกตะกอน (การตกเนื่องจากแรงโน้มถ่วง) และการระเหยได้รับอิทธิพลจากปัจจัยทางกายภาพและเคมี รวมถึงอุณหภูมิ ความชื้น รัศมีอนุภาค ปริมาตรอนุภาค และความสูงที่ปล่อยสารออกมา[ 174 ] โดยทั่วไป อนุภาคที่เล็กและเบากว่าจะลอยอยู่ในอากาศได้นานกว่า อนุภาคขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 50–100 ไมโครเมตร) มีแนวโน้มที่จะตกสู่พื้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากแรงโน้มถ่วง และอาจเคลื่อนที่ได้ไม่เกินสองสามเมตรจากแหล่งกำเนิด[ 174 ] อนุภาคที่เล็กที่สุด (น้อยกว่า 1 ไมโครเมตร) สามารถอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานหลายสัปดาห์ และมีแนวโน้มที่จะถูกกำจัดออกไปโดยฝนพวกมันอาจกลับมาลอยตัวและหมุนเวียนต่อไปได้เนื่องจากความปั่นป่วนหรือการชนกับอนุภาคอื่นๆ[ 174 ]

ความสามารถในการละลายและการระเหยส่งผลกระทบอย่างมากต่อขนาด เฟส และพฤติกรรมของอนุภาคและละอองลอย[ 174 ]อนุภาคละอองลอยเติบโตโดยการดูดซับน้ำที่ความชื้นสัมพัทธ์สูง การระเหยของน้ำจากอนุภาคสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ และการก่อตัวของเปลือกและอนุภาคของแข็ง การเปลี่ยนแปลงเฟส โครงสร้างภายใน และเส้นผ่านศูนย์กลางสามารถส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมทั้งทางกายภาพและทางเคมีของอนุภาค[ 175 ]

ผลกระทบต่อสุขภาพ

ขนาด รูปร่าง และความสามารถในการละลายล้วนมีความสำคัญ

ผลกระทบต่อสุขภาพของอนุภาคได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดอนุภาค รูปร่าง ความสามารถในการละลาย ประจุ องค์ประกอบทางเคมี ความเข้มข้น และอัตราการสัมผัส[ 136 ]ความเป็นพิษของอนุภาคมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามขนาดที่เล็กลง พื้นที่ผิวที่มากขึ้น การสะสมของวัสดุบนพื้นผิวอนุภาค และลักษณะทางกายภาพอื่นๆ ของอนุภาค[ 176 ] [ 177 ]

ขนาด

การแทรกซึมของอนุภาคในอากาศเข้าไปในปอดขึ้นอยู่กับขนาด[ 3 ]

ขนาดของอนุภาคฝุ่นละออง (PM) เป็นตัวกำหนดที่สำคัญของศักยภาพในการก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพ[ 3 ]อนุภาคที่เข้าสู่ระบบทางเดินหายใจอาจถูกขับออกทางลมหายใจและออกจากปอด หรืออาจตกค้างและคงอยู่ในปอด[ 178 ] อนุภาคที่มีขนาดแตกต่างกันจะตกค้างในบริเวณต่างๆ ของระบบทางเดินหายใจส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพต่างๆ[ 3 ]อนุภาคที่สามารถเข้าถึงได้เพียงส่วนบนของระบบทางเดินหายใจเรียกว่า อนุภาค ที่สามารถสูดดมเข้าไปได้ในขณะที่อนุภาคที่สามารถเข้าสู่ปอดได้เรียกว่าอนุภาคที่สามารถหายใจเข้าไปได้ [ 136 ] อนุภาคจะถูกจัดกลุ่มตามขนาด[ 179 ] [ 177 ]

  • อนุภาคหยาบ (PM ) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 2.5 ถึง 10 ไมโครเมตร สามารถสูดดมเข้าไปและสะสมในทางเดินหายใจส่วนบน รวมถึงจมูก คอ และหลอดลม[ 179 ]การสัมผัสกับ PM เกี่ยวข้องกับโรคระบบทางเดินหายใจ (เช่น โรคหอบหืด โรคหลอดลมอักเสบ และโรคไซนัสอักเสบ) [ 3 ] [ 180 ] และผลกระทบต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด (เช่น โรคหัวใจวายและภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะเนื่องจากการอักเสบในระบบและภาวะเครียดออกซิเดชัน) [ 181 ]
  • อนุภาคละเอียด (PM ) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2.5 ไมโครเมตร สามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในปอด ไปถึงหลอดลมฝอยและถุงลมได้[ 3 ]อนุภาคเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโรคไซนัสอักเสบเรื้อรัง[ 180 ]โรคระบบทางเดินหายใจ (เช่น โรคหอบหืดและโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง) [ 3 ]และโรคหัวใจ และหลอดเลือด [ 181 ]
  • อนุภาคขนาดเล็กมาก (PM ) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.1 ไมโครเมตร (100 นาโนเมตร) สามารถเข้าสู่กระแสเลือดและไปถึงอวัยวะอื่นๆ ได้ รวมถึงหัวใจและสมอง[ 182 ]อนุภาคขนาดเล็กมากก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพต่างๆ รวมถึงโรคทางระบบประสาทเสื่อม (เช่น โรคอัลไซเมอร์) [ 183 ] [ 184 ]และโรคหัวใจและหลอดเลือด (เช่น โรคหลอดเลือดแดงแข็งและความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเกิดโรคหัวใจวาย) [ 181 ] [ 185 ]
ขนาดอนุภาค บริเวณการสะสมตัว
>10 ไมโครเมตร จมูก/คอ
2.5–10 ไมโครเมตร หลอดลม
<2.5 ไมโครเมตร หลอดลมฝอย/ถุงลม
<0.1 ไมโครเมตร กระแสเลือด
ความเข้มข้นขั้นต่ำและแนวทางปฏิบัติ

องค์การอนามัยโลก (WHO) ให้คำแนะนำเพื่อจำกัดการสัมผัส[ 78 ]

  • PM : ค่าเฉลี่ยรายปีต้องไม่เกิน 15 μg/m³ ;ค่าเฉลี่ย 24 ชั่วโมงต้องไม่เกิน 45 μg/ [ 78 ]
  • PM : ค่าเฉลี่ยรายปีต้องไม่เกิน 5 μg/m³ ;ค่าเฉลี่ย 24 ชั่วโมงต้องไม่เกิน 15 μg/ [ 78 ]
  • การสัมผัสเกินระดับเหล่านี้จะเพิ่มความเสี่ยงต่อผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์[ 78 ]

การตรวจสอบความเข้มข้นของ PM โดยใช้ข้อมูลจากปี 2000–2019 แสดงให้เห็นว่าเกือบทุกพื้นที่และประชากรทั่วโลกได้รับ PM ในระดับที่สูงกว่าแนวทางที่องค์การอนามัยโลกแนะนำในปี 2021 [ 73 ]

รูปร่าง

เมื่ออนุภาคถูกอธิบายในแง่ของเส้นผ่านศูนย์กลาง เช่น PM หรือ PM ถูกสมมติว่ามีรูปร่างทรงกลมในอุดมคติ รูปร่างที่แท้จริงของอนุภาคจากแหล่งต่างๆ (เช่นเถ้าเขม่าสีแก้ว พลาสติก และเส้นใย) อาจแตกต่างกันอย่างมาก ตารางด้านล่างแสดงรายการสีและรูปร่างของอนุภาคในบรรยากาศทั่วไปบางชนิด: [ 186 ] [ 187 ]

ประเภทของอนุภาคสีรูปร่าง
ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์สีเทาไม่สม่ำเสมอ
ควันไฟคุกรุ่นสีขาวทรงกลม
เขม่าสีดำกลุ่มแฟร็กทัล
หยดน้ำสีขาวทรงกลม
ดินเลสสีเหลืองน้ำตาลไม่สม่ำเสมอ
เถ้าภูเขาไฟโลคอนสีน้ำตาลเข้มไม่สม่ำเสมอ
ทรายทะเลทรายซาฮารา (ลิเบีย)สีน้ำตาลไม่สม่ำเสมอ

อนุภาคที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอมีแนวโน้มที่จะสะสมในทางเดินหายใจมากกว่าอนุภาคทรงกลมที่มีขนาดใกล้เคียงกัน[ 138 ] อนุภาคบางชนิดเปราะและแตกเป็นชิ้นเล็กๆ ได้ อนุภาคที่มีขอบคมหรือมีรูปร่างคล้ายเข็มยาว (เช่น เส้นใยแอสเบสตอส ) มีแนวโน้มที่จะทำให้เนื้อเยื่อถลอกและเข้าไปติดอยู่ในปอดได้มากกว่า[ 136 ] [ 188 ] [ 189 ] [ 190 ]รูปทรงเหลี่ยมมุมทางเรขาคณิตมีพื้นที่ผิวมากกว่ารูปทรงกลม ทำให้มีพื้นที่สำหรับจับกับสารอื่นๆ มากขึ้น ซึ่งอาจเพิ่มความเป็นพิษได้[ 188 ] องค์ประกอบทางเคมีสามารถส่งผลต่อปฏิกิริยากับเนื้อเยื่อปอดและของเหลวในระบบทางเดินหายใจ และมีอิทธิพลต่อว่าอนุภาคจะเกาะติดกับพื้นผิวหรือไม่[ 138 ]ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้สามารถส่งผลต่อวิธีการที่อนุภาคถูกสูดดมเข้าไป สะสม กำจัด และมีปฏิสัมพันธ์ภายในระบบทางเดินหายใจ[ 136 ] [ 188 ]

ความสามารถในการละลาย

อนุภาคมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน โดยมีทั้ง สาร ที่ละลายได้และละลายไม่ได้[ 6 ] ขนาด รูปร่าง และความเหนียวของอนุภาคสามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากความสามารถของอนุภาคในการดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นอากาศภายนอกหรือภายในอาคาร หรือภายในระบบทางเดินหายใจ[ 178 ] ในปอด การดูดซึม การกำจัด การกักเก็บ และการกระจายตัวของอนุภาค (ในรูปของก๊าซ ไอระเหย อนุภาค หรือหยดน้ำ) มีความซับซ้อนสูงและเกี่ยวข้องกับกลไกต่างๆ ในบริเวณต่างๆ ของระบบทางเดินหายใจ[ 191 ]

การหายใจและการแพร่กระจายนำอนุภาคเข้าสู่ทางเดินหายใจ ซึ่งอนุภาคเหล่านี้สามารถตกตะกอนบนพื้นผิวทางเดินหายใจ เช่นเนื้อเยื่อบุผิวและละลายเข้าสู่ ระบบไหลเวียน โลหิตของหลอดลมและปอด อนุภาคที่ตกตะกอนบนพื้นผิวทางเดินหายใจสามารถถูกกำจัดออกไปทางการหายใจ เคลื่อนไปยังตำแหน่งอื่นภายในระบบทางเดินหายใจ หรือติดอยู่และก่อให้เกิดการระคายเคืองหรือความเป็นพิษ จากระบบทางเดินหายใจ อนุภาคสามารถเดินทางผ่านหลอดเลือดดำและหลอดเลือดแดงไปยังหัวใจ สมอง กล้ามเนื้อ ผิวหนัง ไต ระบบทางเดินอาหาร ม้าม ตับ กระดูก และไขมัน[ 191 ]

ความสามารถในการละลายมีความสำคัญในการกำหนดตำแหน่งและขอบเขตของการดูดซึมของก๊าซและไอระเหยที่สูดดมเข้าไป อนุภาคที่มีความสามารถในการละลายสูงในของเหลวในปอดจะถูกดูดซึมอย่างรวดเร็วผ่านเยื่อบุผิวถุงลมหรือถูกกำจัดออกโดยการกำจัดเมือกในทางเดินหายใจส่วนบน อนุภาคยังถูกกำจัดออกโดยแมโครฟาจในถุง ลม ในบริเวณปอดด้วย[ 191 ] พฤติกรรมของอนุภาคยังอาจได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ การดูดซึมขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของอากาศและความดันย่อยของก๊าซในอากาศที่สูดดมเข้าไป[ 174 ] [ 136 ] การสูดดมยังขึ้นอยู่กับอัตราการหายใจและรูปแบบการหายใจของผู้ป่วยด้วย[ 192 ] [ 193 ]

ชะตากรรมของสารปนเปื้อนเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับรูปแบบที่มันมีอยู่ (ละอองลอยหรืออนุภาค) สารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ ได้แก่ แอลกอฮอล์ กรดคาร์บอกซิลิก กรดคีโต ฟีนอล และไฮดรอกซีลามีน ในขณะที่สารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำ ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติก ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวง (PAHs) และคีโตนอะโรมาติกหลายวง[ 194 ] ไอออนอนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้คิดเป็น 30% ถึง 50% ของความเข้มข้นมวลของ PM โดยเกลือซัลเฟต ไนเตรต และแอมโมเนียมเป็นเกลือที่มีปริมาณมากที่สุด[ 194 ]

กลไกของผลกระทบต่อสุขภาพ

ทางเดินหายใจส่วนบน (URT) เป็นจุดหลักที่อนุภาคฝุ่นละอองสามารถเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้[ 195 ]เนื่องจากขนาดของมัน PM จึงมีแนวโน้มที่จะจำกัดอยู่ในทางเดินหายใจส่วนบน รวมถึงจมูก คอ และหลอดลม PM และ PM มีขนาดเล็กกว่าและอาจเดินทางลึกเข้าไปในปอด เข้าสู่ทางเดินหายใจขนาดเล็กและไปถึงถุงลม ส่งผลให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพที่แตกต่างกันและรุนแรงกว่า[ 3 ]

วิดีโอภายนอก
ไอคอนวิดีโอ"ถุงลมปอด: การแลกเปลี่ยนก๊าซ" , Science Sauce.

ถุงลมเป็นถุงอากาศที่อยู่ลึกเข้าไปในปอด ซึ่งเป็นบริเวณที่ออกซิเจนจากอากาศที่สูดดมเข้าไปจะเข้าสู่กระแสเลือด และคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา ผนังของถุงลมประกอบด้วยเซลล์เยื่อบุผิวซึ่งล้อมรอบด้วยเส้นเลือดฝอยของกระแสเลือด สิ่งกีดขวางระหว่างอากาศและเลือดที่บางนี้ช่วยสนับสนุนการแพร่กระจายระหว่างปอดและกระแสเลือด[ 196 ]ถุงลมมีพื้นผิวเคลือบด้วยของเหลวซึ่งช่วยให้ถุงลมพองตัวได้อย่างเหมาะสมและรักษารูปทรงไว้ได้[ 197 ]

แมโครฟาจในถุงลม (สีฟ้า/เขียว)

เซลล์ภูมิคุ้มกันที่เรียกว่าแมโครฟาจจะปกป้องเนื้อเยื่อผ่านการตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด โดยตรวจจับ ล้อมรอบ และย่อยสลายอนุภาคและเศษเซลล์ที่สูดดมเข้าไป[ 198 ]แมโครฟาจในถุงลมจะปรับตัวตามสัญญาณจากสิ่งแวดล้อมโดยการจัดการการตอบสนองต่อการอักเสบ พวกมันจะตอบสนองในรูปแบบที่อาจเป็นได้ทั้งแบบกระตุ้นการอักเสบ (M1) เพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ หรือแบบต้านการอักเสบ (M2) เพื่อส่งเสริมการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ นอกจากนี้พวกมันยังจัดการการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรับรู้และการตอบสนองต่อสารที่เป็นอันตรายในอนาคต ซึ่งอาจนำไปสู่การตอบสนองภูมิคุ้มกันที่เพิ่มขึ้นหรือความทนทานต่อความท้าทายที่เพิ่มขึ้น แมโครฟาจในถุงลมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาสภาพแวดล้อมที่คงที่เพื่อสนับสนุนการแลกเปลี่ยนก๊าซในถุงลม โดยพยายามสร้างสมดุลระหว่างการโจมตีเชื้อโรคกับการป้องกันความเสียหายของเซลล์[ 195 ] [ 198 ]

ข้อมูลคุณภาพอากาศเกี่ยวกับ PM ที่แสดงในเมืองคาโตวิเซประเทศโปแลนด์

อนุภาคฝุ่นละอองสามารถนำสารพิษและจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายเข้าสู่ปอดและรบกวนสมดุลของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์และกิจกรรมของเซลล์[ 195 ] ทั้ง PM และ PM กระตุ้นการตอบสนองการอักเสบเฉียบพลันที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยไซโตไคน์ที่ ก่อให้เกิดการอักเสบ [ 195 ] [ 198 ]นอกจากนี้ยังกระตุ้นการผลิตอนุมูลอิสระ (ROS) ซึ่งก่อให้เกิดความเครียดจากออกซิเดชันและทำลายเซลล์ กระตุ้นให้เกิดการอักเสบเพิ่มเติม[ 198 ]พวกมันสามารถรบกวนการทำงานของแมโครฟาจในการจัดการการตรวจจับและการกำจัดอนุภาคฝุ่นละออง การอักเสบ การซ่อมแซมเนื้อเยื่อ และการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว[ 195 ] [ 198 ] [ 199 ]

PM เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของอาการทางเดินหายใจส่วนบน เช่น น้ำมูกไหล ไอ และจาม ทำให้มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อทางเดินหายใจและโรคทางเดินหายใจอักเสบในโพรงจมูกเพิ่มขึ้น (เช่น โรคจมูกอักเสบจากภูมิแพ้และโรคไซนัสอักเสบเรื้อรัง) [ 195 ] [ 200 ]

อนุภาคขนาดเล็ก (PM และอนุภาคขนาดเล็กมาก) สามารถเข้าถึงปอดส่วนล่างและถุงลมได้[ 195 ] [ 181 ] [ 176 ]ในทางเดินหายใจส่วนล่าง อนุภาคจะคงอยู่นานขึ้นและก่อให้เกิดความเสียหายมากขึ้น[ 198 ]ในทางเดินหายใจส่วนบน PM เกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อเซลล์เยื่อบุทางเดินหายใจและการรบกวนการทำงานของเซลล์เหล่านั้น ในทางเดินหายใจส่วนล่าง มันสามารถทำลายเซลล์เยื่อบุถุงลมได้[ 201 ] กลไกที่ PM ก่อให้เกิดอันตราย ได้แก่ ความเครียดออกซิเดชันการ ตอบสนองต่อการอักเสบ การปล่อย ไซโตไคน์ความ เสียหายของ DNA การเปลี่ยนแปลงการแสดงออก ของ ยีน ความเป็นพิษต่อระบบ ภูมิคุ้มกันและอะพอพโทซิส [ 202 ] ความเสียหายในระยะยาวต่อเนื้อเยื่อปอดอาจเกิดจากการตายของเซลล์ที่เร่งขึ้น การเกิดแผลเป็นของเนื้อเยื่อ (ไฟบรอยด์) ความยืดหยุ่นของปอดลดลง และการปรับโครงสร้างใหม่[ 203 ]

อนุภาค PM และอนุภาคขนาดเล็กมากบางส่วนสามารถผ่านแนวกั้นอากาศ-เลือดเข้าสู่กระแสเลือดได้ จากนั้นพวกมันสามารถเดินทางไปทั่วร่างกายได้[ 195 ] [ 181 ] [ 176 ]อันตรายต่อระบบต่างๆ เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคเข้าสู่ระบบหัวใจและหลอดเลือดและไปยังอวัยวะอื่นๆ รวมถึงสมอง[ 181 ] [ 176 ]อนุภาคอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อโดยตรงในอวัยวะเฉพาะ หรือโดยอ้อมอันเป็นผลมาจากการอักเสบในระบบ[ 204 ]

อนุภาคที่ถูกดักจับโดยระบบขนซีเลียและถูกกำจัดออกจากปอดสามารถถูกกลืนลงไปและไปถึงลำไส้ ส่งผลกระทบต่อระบบทางเดินอาหาร อนุภาคเหล่านี้มีความเชื่อมโยงกับโรคลำไส้อักเสบ (IBD) มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก ไส้ติ่งอักเสบ และโรคไตและตับเรื้อรัง[ 195 ]

สำหรับสารปนเปื้อนเฉพาะ ไอออนอนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ เช่น ซัลเฟต ไนเตรต และเกลือแอมโมเนียม สามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในปอดและเดินทางผ่านกระแสเลือดได้ ซัลเฟตมีความเกี่ยวข้องกับการเกาะกลุ่มของเกล็ดเลือดและความเสียหายของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือด เกลือแอมโมเนียมกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์ผนังหลอดเลือดและการตีบแคบของหลอดเลือดผ่านการอักเสบเรื้อรังและความเครียดออกซิเดชัน ทั้งสามชนิดนี้มีความเชื่อมโยงกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคหลอดเลือดสมองตีบและปัญหาสุขภาพอื่นๆ พวกมันส่งผลต่อสุขภาพผ่านกลไกต่างๆ รวมถึงการอักเสบเรื้อรัง ความเครียดออกซิเดชัน การเกาะกลุ่มของเกล็ดเลือด และการบาดเจ็บของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือด ส่วนประกอบที่มีคาร์บอนส่งผลต่อการก่อตัวของคราบพลัคที่เร่งขึ้น หลอดเลือดแดงแข็ง การทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติของหัวใจ และการเกาะกลุ่มของเกล็ดเลือด ธาตุอนินทรีย์เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของระบบประสาท การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม และการรบกวนภาวะสมดุลและกระบวนการทางชีวภาพ[ 194 ]

ส่วนประกอบที่เป็นพิษใน PM อาจรวมถึงโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) อะลิฟาติกคลอริเนตไฮโดรคาร์บอนสารประกอบอินทรีย์ที่มีออกซิเจน เช่นคีโตนและควิโนนและโลหะหนัก เช่น สารหนู แคดเมียม โครเมียม ทองแดง ตะกั่ว นิกเกล และสังกะสี[ 201 ]ส่วนประกอบที่เป็นพิษใน PM รบกวนการทำงานของแมโครฟา จและเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็ง[ 201 ]โลหะหนักรบกวนการทำงานของเซลล์และเพิ่มการผลิตสารออกซิเจนที่ว่องไว (ROS) ในขณะที่มลพิษอินทรีย์เช่น PAHs กระตุ้นวิถีตัวรับอะริลไฮโดรคาร์บอน (AhR) ทำให้เกิดความเป็นพิษต่อหลอดเลือด เมื่อส่วนประกอบของอนุภาคเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกัน พวกมันจะทำงานร่วมกันทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์มากยิ่งขึ้น[ 205 ] [ 206 ]

ระดับอนุภาคละเอียดในอากาศที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจาก มลพิษทางอากาศจากอนุภาคที่เกิดจากกิจกรรม ของมนุษย์นั้น "มีความสัมพันธ์อย่างสม่ำเสมอและเป็นอิสระกับผลกระทบที่ร้ายแรงที่สุด" [ 207 ] ปริมาณและระยะเวลาของการสัมผัสมีผลต่อกระบวนการและผลลัพธ์[ 208 ] [ 209 ]ผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อาจเกิดขึ้นได้แม้ในระดับการสัมผัสที่ต่ำกว่าระดับที่แนะนำในมาตรฐานคุณภาพอากาศที่เผยแพร่[ 204 ] [ 210 ]

ผลกระทบต่อสุขภาพ

การสัมผัสกับฝุ่นละออง ซึ่งเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สามารถปรับเปลี่ยนได้นั้น มีความเชื่อมโยงกับโรคต่างๆ ทั่วร่างกาย ส่งผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจ ( โรคหอบหืด โรคปอด อุดกั้นเรื้อรังมะเร็งปอด โรค ปอดบวมกลุ่มอาการหายใจล้มเหลวเฉียบพลัน[ 3 ] โรค จมูก อักเสบ และ ไซนัสอักเสบ [ 180 ]และโรคซิลิโคซิส[ 211 ] ) ระบบหัวใจและหลอดเลือด (หัวใจวายความดันโลหิตสูง [ 212 ] [ 213 ] ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ และหลอดเลือดแดงแข็ง) [ 181 ] [ 214 ]ระบบประสาท (ความเสื่อมถอยทางสติปัญญา โรคทางระบบประสาทเสื่อม เช่นโรคอัลไซเมอร์ [ 184 ] [ 215 ] ความผิดปกติทางจิต[ 216 ] [ 217 ] [ 218 ] ) ระบบทางเดินอาหาร (โรคลำไส้อักเสบ มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนัก ไส้ติ่งอักเสบ โรคไตและตับ) [ 206 ] [ 195 ]และระบบเมตาบอลิซึม ( โรคเบาหวาน[ 219 ] [ 220 ]กลุ่มอาการเมตาบอลิก [ 221 ] มะเร็งเต้านม[ 222 ] ) และระบบสืบพันธุ์[ 223 ] [ 224 ] [ 225 ]ผลกระทบของอนุภาคได้รับการศึกษาเกี่ยวกับการคลอดก่อนกำหนด[ 226 ] ความพิการแต่กำเนิดน้ำหนักแรกเกิดต่ำ [ 227 ] [ 9 ]และความผิดปกติทางพัฒนาการ[ 228 ] [ 229 ]มลพิษทางอากาศยังเชื่อมโยงกับปัญหาทางจิตสังคมหลายประการ รวมถึงความรุนแรงและอาชญากรรม[ 217 ] [ 230 ]

ความตาย

จำนวนผู้เสียชีวิตจากมลพิษทางอากาศเมื่อเทียบกับสาเหตุการเสียชีวิตทั่วไปอื่นๆ ในอินโดนีเซีย สหรัฐอเมริกา อินเดีย และจีน ในปี 2019

จากรายงานสถานการณ์คุณภาพอากาศโลกปี 2025 มลพิษทางอากาศ (รวมถึงอนุภาคฝุ่นละอองจากทั้งแหล่งภายนอกและภายในครัวเรือน) เป็นปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดที่ทำให้เสียชีวิตทั่วโลก[ 10 ] [ 231 ]ความสัมพันธ์ระหว่างมลพิษจากอนุภาคฝุ่นละอองกับการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรจำนวนมากและปัญหาสุขภาพอื่นๆ ได้รับการพิสูจน์ครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1970 [ 232 ]และได้รับการพิสูจน์ซ้ำหลายครั้งนับตั้งแต่นั้นมา ทั้งการสัมผัสในระยะสั้น (ไม่กี่ชั่วโมงถึงไม่กี่วัน) [ 233 ]และการสัมผัสในระยะยาว (หลายเดือนถึงหลายปี) กับ PM และ PM ล้วน มีผลกระทบเชิงลบ[ 234 ] ในบรรดาสาเหตุการเสียชีวิตทั้งหมด PM มีผลกระทบต่อสุขภาพรุนแรงกว่า PM [ 177 ]

ในปี 2023 มีผู้เสียชีวิตทั่วโลก 7.9 ล้านคน (ประมาณ 1 ใน 8) ที่เกิดจากผลกระทบของมลพิษทางอากาศ โดย 4.9 ล้านคนเกิดจากการสัมผัส PM ภายนอกอาคาร และอีก 2.8 ล้านคนเกิดจากการสัมผัสภายในบ้าน[ 10 ]ในบรรดาผู้เสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทั้งหมด 86% และ 95% ของผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า 60 ปี มีความเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการกำเริบของโรคไม่ติดต่อ เช่นโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง ภาวะสมองเสื่อม โรค เบาหวานโรคหัวใจและโรคปอด[ 231 ] [ 10 ]

รายงาน การศึกษาภาระโรคทั่วโลก (GBD) ปี 2021 ระบุว่า ฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศภายนอกอาคารที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2.5 ไมครอน (PM การสูญเสียปีชีวิตที่ปรับตามความพิการ (DALYs) 231.51 ล้าน ปี ทั่วโลกในปี 2021 โดย PM ถูกระบุว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อสุขภาพที่สำคัญทั่วโลก[ 235 ]

ในปี 2023 PM มีส่วนทำให้เกิดการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรประมาณ 182,000 รายในสหภาพยุโรปซึ่งลดลง 57% เมื่อเทียบกับผลกระทบของ PM ในปี 2005 การลดลงนี้เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงนโยบายที่นำไปสู่การลดลง 38% ของการปล่อย PM ขั้นต้นโดยรวม ระหว่างปี 2005 และ 2023 [ 236 ]

ในประเทศจีน การผ่านร่างแผนปฏิบัติการป้องกันและควบคุมมลพิษทางอากาศ (APPCAP) ในปี 2556 ส่งผลให้ความเข้มข้นเฉลี่ยรายปีของ PM ลดลงหนึ่งในสาม และมีผู้เสียชีวิตน้อยลงระหว่างปี 2556 ถึง 2560 [ 3 ] [ 237 ]อย่างไรก็ตาม PM ยังคงเป็นความเสี่ยงต่อสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่สำคัญในประเทศจีน ซึ่งเป็นสาเหตุของการเสียชีวิต 2.27 ล้านราย และการสูญเสียปีชีวิตที่ปรับตามความพิการ (DALYs) 46.68 ล้านปีในปี 2564 [ 238 ]

ในสหรัฐอเมริกา การแก้ไขเพิ่มเติมพระราชบัญญัติอากาศสะอาดในปี 1970 ส่งผลให้ระดับ PM ลดลง และอายุขัยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ดังที่แสดงให้เห็นโดยการศึกษา Harvard Six Cities Studyและอื่นๆ[ 3 ]อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี 2016 ความเข้มข้นของ PM ในสหรัฐอเมริกาไม่ได้ลดลงอีกต่อไป[ 239 ] ในปี 2017 มีการประมาณการว่ามลพิษเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตเกือบ 197,000 รายในสหรัฐอเมริกา[ 240 ] การศึกษาในปี 2022 ในGeoHealthสรุปว่าการกำจัดมลพิษจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เกี่ยวข้องกับพลังงานในสหรัฐอเมริกาจะช่วยป้องกันมีผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควร 46,900–59,400 รายต่อปี และให้ความช่วยเหลือผลประโยชน์มูลค่า 537–678 พันล้านดอลลาร์สหรัฐจากการหลีกเลี่ยงการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับ PM [ 241 ]

มีความสัมพันธ์กันระหว่างอนุภาคฝุ่นละออง การออกกำลังกาย และอัตราการเสียชีวิต ประโยชน์ต่อสุขภาพจากการออกกำลังกายอาจได้รับผลกระทบจากคุณภาพอากาศ การศึกษาข้ามชาติในปี 2025 ที่เกี่ยวข้องกับผู้ใหญ่ 1.5 ล้านคนแสดงให้เห็นว่าระดับ PM ในอากาศที่สูง สามารถลดผลการป้องกันของกิจกรรมทางกายในเวลาว่างต่อการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุและสาเหตุเฉพาะได้อย่างมีนัยสำคัญ ที่ความเข้มข้นเฉลี่ยต่อปีต่ำกว่า25 μg/m³ การออกกำลังกายเป็นประจำจะช่วยลดอัตราการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุได้ประมาณ 30% ประโยชน์นี้จะลดลงครึ่งหนึ่ง (เหลือ 12–15%) เมื่อความเข้มข้นเกิน 25 μg/m³ นอกจากนี้ ผลการป้องกันของการออกกำลังกายต่อการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อระดับ PM 35 μg/m³ หรือสูงกว่า[ 242 ]

ระบบทางเดินหายใจ

แม้ว่าอัตราการสัมผัสกับโอโซนระดับพื้นดิน ("หมอกควัน") และอนุภาคขนาดเล็ก ("เขม่า") จะลดลง แต่ในปี 2026 เกือบครึ่งหนึ่งของประชากรในสหรัฐอเมริกาที่มีอายุต่ำกว่า 18 ปีอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับเกรดตกสำหรับการวัดมลพิษทางอากาศอย่างน้อยหนึ่งรายการ[ 243 ]

ฝุ่นละอองขนาดเล็กมีความเกี่ยวข้องกับโรคระบบทางเดินหายใจ ได้แก่โรคหอบหืดโรคปอดอุดกั้นเรื้อรังโรคปอดพังผืด โรคปอดบวม กลุ่มอาการหายใจล้มเหลวเฉียบพลัน และมะเร็งปอดฝุ่นละอองPM 10 จะไม่สามารถเดินทางเกินทางเดินหายใจส่วนบน ในขณะที่ฝุ่นละอองขนาดเล็กกว่า เช่น PM และ PM สามารถเข้าไปในปอดได้ลึกกว่าและก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพระบบทางเดินหายใจได้มากกว่า[ 3 ] [ 201 ]

การศึกษา Multi-City Multi-Country (MCC) ตรวจสอบข้อมูลรายวันเกี่ยวกับอัตราการเสียชีวิตและมลพิษทางอากาศจาก 652 เมืองใน 24 พื้นที่ รวมถึงอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชียตะวันออก ความเข้มข้นของ PM มีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตโดยรวมและจากโรคระบบทางเดินหายใจที่สูงขึ้น[ 3 ] [ 244 ]การศึกษาอื่นๆ ก็รายงานผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน[ 3 ] [ 245 ]

IARC และWHOกำหนดให้อนุภาคเป็น สารก่อ มะเร็ง กลุ่ม ที่1 [ 4 ]การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงเมตาในปี 2024 จากการศึกษาโรคมะเร็ง 66 เรื่องทั่วโลก รายงานว่าทุกๆ การเพิ่มขึ้น 10 μg/m³ ของ PM อัตราการเกิดมะเร็งปอดจะเพิ่มขึ้น 8.5% [ 4 ] มลพิษทางอากาศยังเกี่ยวข้องกับอุบัติการณ์และความชุกที่สูงขึ้น อาการแย่ลง และการกำเริบ ของโรค หอบหืด โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง และภาวะอื่นๆ มากขึ้น [ 246 ] [ 247 ]

การสัมผัสในระยะสั้นยังเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการเข้ารับการรักษาในห้องฉุกเฉินและการเข้ารักษาในโรงพยาบาลที่เกี่ยวข้องกับโรคหอบหืด โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง การติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนบน (URI) และโรคปอดบวม[ 248 ] [ 247 ]ตัวอย่างเช่น การเพิ่มขึ้น 10 μg/m3 ของ PM ในแต่ละวัน มีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้น 1.5% ของการเข้ารับการรักษาในห้องฉุกเฉินที่เกี่ยวข้องกับโรคหอบหืดในผู้ใหญ่ และการเพิ่มขึ้น 3.6% ในการเข้ารับการรักษาในห้องฉุกเฉินในเด็ก[ 249 ] [ 250 ]

อนุภาคในอากาศสามารถนำพาจุลินทรีย์เข้าสู่ระบบทางเดินหายใจและเพิ่มความเสี่ยงต่อการติดเชื้อทางเดินหายใจและปฏิกิริยาภูมิแพ้[ 195 ] PM ยับยั้งการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและทำให้การอักเสบรุนแรงขึ้น เพิ่มความรุนแรงและอัตราการเสียชีวิตจากการติดเชื้อแบคทีเรียและไวรัสในระบบทางเดินหายใจ[ 201 ] PM ทำให้การติดเชื้อแบคทีเรียรุนแรงขึ้น เช่น Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae , Mycobacterium tuberculosis , Pseudomonas aeruginosaและ Mycoplasma pneumoniae [ 201 ] อนุภาคยังรบกวนการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่ต่อสู้กับการติดเชื้อไวรัส เช่นCOVID-19 [ 201 ] [ 251 ] [ 252 ] [ 253 ] [ 254 ] พบว่า PM พายุไซโตไคน์ระหว่างการติดเชื้อไวรัสทางเดินหายใจ[ 201 ]

ระบบหัวใจและหลอดเลือด

อนุภาคฝุ่นละอองมีความเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของความดันโลหิตการแข็งตัวของเลือดและภาวะดื้อต่ออินซูลินความเสียหายต่อเซลล์บุผนังหลอดเลือด ทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือการทำงานผิดปกติของหลอดเลือด การสะสมของคราบไขมันในหลอดเลือดแดง อย่างรวดเร็ว [ 185 ] [ 214 ] [ 206 ]และความยืดหยุ่นของหลอดเลือดแดงลดลง[ 185 ] [ 255 ]

PM ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเพิ่มทั้งความเครียดออกซิเดชันและการอักเสบ ความเครียดออกซิเดชันลดปริมาณไนตริกออกไซด์ซึ่งจำเป็นต่อการรักษาความยืดหยุ่นของหลอดเลือด การอักเสบเรื้อรังทำลายผนังหลอดเลือด ทำให้ความสามารถในการผ่อนคลายและควบคุมความดันลดลง[ 185 ]

PM เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของโรคและอัตราการเสียชีวิตจาก โรคหัวใจและหลอดเลือด [ 256 ] [ 3 ] [ 244 ]จากโรคต่างๆ เช่นโรคหัวใจขาดเลือด โรคหลอดเลือดสมอง (อัมพาต) ภาวะหัวใจล้มเหลวภาวะหัวใจเต้น ผิด จังหวะหัวใจวายหลอดเลือดแดงแข็งและความดัน โลหิต สูง[ 257 ] [ 181 ] [ 214 ] [ 244 ] นอกจากนี้ PM ยังเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลที่เกี่ยวข้องกับโรคหัวใจและหลอดเลือด[ 258 ]

ในปี 2022 การทบทวนและวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของงานวิจัย 27 ชิ้นที่มีผู้เข้าร่วมประมาณ 42 ล้านคน รายงานว่าการเพิ่มขึ้น 10 μg/m³ ของ การสัมผัส PM ในระยะยาวมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้น 21% ของการเกิดความดันโลหิตสูงเมื่อเวลาผ่านไป[ 257 ]การวิเคราะห์อัตราการเสียชีวิตจากโรคหัวใจและหลอดเลือดเฉพาะสาเหตุในปี 2020 รายงานว่าการเพิ่มขึ้น 10 μg/m³ ของ PM มีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตจากโรคหลอดเลือดหัวใจตีบที่เพิ่มขึ้น 16% และอัตราการเสียชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองที่เพิ่มขึ้น 14% [ 259 ]

ระบบประสาท

ผลกระทบของมลพิษทางอากาศและอนุภาคต่อการทำงานของสมองเป็นหัวข้อการวิจัยที่กำลังได้รับความสนใจ[ 260 ] การวิเคราะห์เมตาและการทบทวนแสดงให้เห็นว่าการสัมผัสกับ PM , PM และ SO เกี่ยวข้องกับการลดลงของการทำงานของสมองโดยรวมและการเสื่อมถอยของสมอง[ 261 ] [ 183 ]การศึกษาทางระบาดวิทยายังชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการสัมผัสกับ PM และการเสื่อมถอยของสมอง[ 262 ] PM เกี่ยวข้องกับการลดลงของการทำงานของสมองในเด็ก ซึ่งวัดได้จากคะแนน IQ [ 263 ]พบว่าคุณภาพอากาศที่ดีขึ้นมีผลในการปกป้องการทำงานของสมอง[ 261 ]

ในระยะยาว มีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของ ภาวะสมองเสื่อมทุกสาเหตุโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ PM ยังมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของภาวะสมองเสื่อมจากหลอดเลือด [ 183 ] [ 264 ] ความเสี่ยงของโรคอัลไซเมอร์มีความสัมพันธ์กับ PM และสูงกว่าในพื้นที่ที่มีมลพิษสูงกว่าในพื้นที่ที่มีมลพิษน้อย[ 265 ] [ 266 ] นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์อย่างมากระหว่างโรคพาร์กินสันและ PM โดยทั่วไปอัตราการเกิดโรคพาร์กินสันที่สูงขึ้นมักมีความสัมพันธ์กับระดับ PM ที่ สูงขึ้น [ 267 ]

มลภาวะทางอากาศอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อความผิดปกติทางจิต เช่น ภาวะซึมเศร้า วิตกกังวล[ 268 ]โรคจิตเภท[ 269 ]โรคอารมณ์สองขั้วและโรคจิต[ 216 ]และการฆ่าตัวตาย[ 217 ] [ 218 ] [ 270 ] [ 271 ]การเพิ่มขึ้นของอาการและพฤติกรรมอาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานของสารสื่อประสาทและสารปรับแต่งระบบประสาท[ 268 ]ความสัมพันธ์ระหว่างภาวะซึมเศร้า การฆ่าตัวตาย และมลภาวะทางอากาศนั้นซับซ้อน ตัวอย่างเช่น พบว่าการเพิ่มขึ้นของทั้งอุณหภูมิและมลภาวะทางอากาศในแต่ละวันจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตจากการฆ่าตัวตาย โดยมีผลกระทบที่รุนแรงกว่าในผู้หญิงมากกว่าผู้ชาย[ 272 ]มลภาวะทางอากาศยังเกี่ยวข้องกับระดับความรุนแรงและอาชญากรรมที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย[ 217 ] [ 230 ]

มลภาวะทางอากาศอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อความผิดปกติทางพัฒนาการของระบบประสาท เช่นออทิสติก [ 273 ] การทบทวนและการวิเคราะห์เชิงเมตาที่รวมการศึกษา 20 เรื่อง รายงานว่ามีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นของความผิดปกติในกลุ่มอาการออทิสติก (ASD) ในเด็กหลังจากการสัมผัสกับ PM ในช่วงก่อนคลอดและในปีแรกและปีที่สองหลังคลอด[ 228 ] ASD และโรคสมาธิสั้น (ADHD) มีความเชื่อมโยงกับการสัมผัสกับทั้ง PM และ NO ในช่วงต้นชีวิต[ 274 ]

แม้ว่ากลไกที่เชื่อมโยงการสัมผัส PM กับความเสื่อมถอยทางสติปัญญาจะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่การวิจัยชี้ให้เห็นว่าอนุภาคฝุ่นละอองอาจเข้าสู่สมองได้หลายทาง รวมถึงการสูดดม การกลืนกิน และระบบรับกลิ่น[ 261 ] [ 275 ] [ 276 ]การอักเสบในระบบทางเดินหายใจอาจนำไปสู่การอักเสบในระบบต่างๆ ทั่วร่างกาย รบกวนการทำงานของกำแพงกั้นเลือด-สมอง และทำให้สารพิษและสารอื่นๆ เข้าสู่สมองได้ ที่นั่น อนุภาคฝุ่นละอองจะก่อให้เกิดความเสียหายอันเป็นผลมาจากการอักเสบของระบบประสาท ความเครียดจากออกซิเดชัน การสะสมของโปรตีนที่พับผิดรูป และการตายของเซลล์ประสาท[ 261 ]

ระบบทางเดินอาหารและระบบเผาผลาญ

ในระบบทางเดินอาหาร อนุภาคฝุ่นละอองมีความเกี่ยวข้องกับโรคลำไส้อักเสบ มะเร็งลำไส้ใหญ่ ไส้ติ่งอักเสบ และโรคไตและตับ[ 195 ] [ 206 ] PM สามารถเข้าสู่ระบบทางเดินอาหารได้โดยการรับประทานเข้าไปทางอาหารหรือน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถสูดดมเข้าไปในระบบทางเดินหายใจและถูกขับออกจากปอดในรูปของเสมหะ ซึ่งจะถูกกลืนลงไปและไปถึงระบบทางเดินอาหาร PM ที่เข้าสู่กระแสเลือดผ่านทางปอดสามารถเดินทางไปยังลำไส้ผ่านระบบไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกาย PM เพิ่มการอักเสบและภาวะเครียดออกซิเดชันทั่วร่างกาย กลไกเหล่านี้รบกวนการทำงานของลำไส้ ทำให้ลำไส้ซึมผ่านได้มากขึ้น และทำให้สารอันตรายสามารถเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตและส่งผลกระทบต่อระบบภูมิคุ้มกันได้ การสัมผัส PM เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ ทำให้มีLactobacillus , Parabacteroides , FirmicutesและAkkermansia เพิ่มขึ้น และมีBacteroidetesและPrevotella ลดลง การเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์และเมตาบอไลต์ทำให้การทำงานและสุขภาพของลำไส้บกพร่อง สารประกอบที่มีความเสี่ยงสูง เช่น โลหะหนักที่เป็นพิษและสารประกอบอินทรีย์ก่อให้เกิดอันตรายเพิ่มเติม[ 206 ] [ 195 ]

อนุภาคฝุ่นละอองยังเชื่อมโยงกับโรคเบาหวาน ด้วย [ 219 ] การสัมผัสกับ PM และ PM แสดงให้เห็นว่าเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคเบาหวานประเภท 2ณ ปี 2025 มีการวิจัยเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับผลกระทบในโรคเบาหวานประเภท 1และโรคเบาหวานขณะตั้งครรภ์ [ 220 ] ความไม่สมดุลของจุลินทรีย์และการลดลงของความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้อาจทำให้ภาวะดื้อต่ออินซูลินแย่ลงและส่งผลต่อโรคเบาหวานประเภท 2 [ 206 ]

มีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าอนุภาคฝุ่นละอองเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อกลุ่มอาการเมตาบอลิก (MetS) MetS เกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางเมตาบอลิกหลายอย่าง ได้แก่ โรคอ้วนลงพุง ความดันโลหิตสูง ระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหารสูง และคอเลสเตอรอลชนิด HDL ต่ำ (low-HDL) PM และส่วนประกอบทางเคมี เช่น ซัลเฟตและคาร์บอนดำ อาจส่งผลต่อความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ MetS [ 221 ] [ 277 ]

ระบบสืบพันธุ์

อนุภาคฝุ่นละอองและ PM ได้รับการศึกษาเกี่ยวกับระบบสืบพันธุ์[ 223 ] [ 224 ] [ 143 ] พบ ว่าจำนวนอสุจิลดลง ประจำเดือนมาไม่ปกติ[ 278 ]และอัตราการเป็นหมันที่สูงขึ้นทั้งในผู้ชายและผู้หญิงมีความสัมพันธ์กับการสัมผัสกับอนุภาคฝุ่นละออง[ 224 ] [ 279 ]พบว่าPM สะสมในอวัยวะสืบพันธุ์และอาจทำให้เกิดภาวะเป็นหมันในผู้ชายได้[ 224 ]

หญิงตั้งครรภ์ที่สัมผัสกับ PM มีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นโรคเบาหวานขณะตั้งครรภ์และโรคความดันโลหิตสูงขณะตั้งครรภ์เช่น ความดันโลหิตสูงขณะตั้งครรภ์และภาวะครรภ์เป็นพิษ [ 227 ] การสัมผัสกับฝุ่นละอองยังเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการแท้งบุตร [ 224 ] การคลอดก่อนกำหนด [ 226 ]น้ำหนักแรกเกิดต่ำและความ พิการแต่กำเนิด[ 227 ] การสัมผัสกับPM 2.5ของมารดาขณะตั้ง ครรภ์กับความดันโลหิตสูงในเด็ก[ 280 ]

หลักฐานทางระบาดวิทยาและพิษวิทยาโดยรวมชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างการสัมผัสกับอนุภาคขนาดเล็กและอนุภาคขนาดเล็กมากในระยะยาวกับผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์ในทารก[ 281 ]การสัมผัสกับอนุภาคสามารถทำให้เกิดการอักเสบ ความเครียดจากออกซิเดชัน การรบกวนของต่อมไร้ท่อ และการขนส่งผ่านรกที่บกพร่อง ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถลดน้ำหนักแรกเกิดได้[ 281 ] [ 282 ] [ 225 ] [ 283 ]อนุภาคขนาดเล็ก เช่น คาร์บอนดำและไมโครพลาสติก สามารถผ่านรกและก่อให้เกิดอันตรายในระหว่างการพัฒนาของรกได้[ 281 ] [ 284 ]อนุภาคจากควันไฟป่าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของรกและผลลัพธ์เชิงลบในการตั้งครรภ์[ 143 ]

การศึกษาที่พยายามเชื่อมโยงผลกระทบของอนุภาคฝุ่นละอองกับการสัมผัสในช่วงไตรมาสที่เฉพาะเจาะจงได้แสดงผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน[ 227 ] [ 282 ]การสัมผัสในช่วงปริกำเนิดมีความเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ด้านสุขภาพตลอดชีวิต[ 285 ]

ผลกระทบจากควันไฟป่า

ควันจากไฟป่าอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อกลุ่มที่อ่อนไหว เช่น ผู้สูงอายุ เด็ก สตรีมีครรภ์ และผู้ที่มีโรคปอดและโรคหัวใจและหลอดเลือด[ 286 ] [ 143 ]ไฟป่ามีความเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการเข้ารับการรักษาในห้องฉุกเฉินเนื่องจากการสัมผัสกับอนุภาคฝุ่นละออง รวมถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับโรคหอบหืด[ 287 ]อนุภาคฝุ่นละอองจากไฟป่าอาจเป็นปัจจัยกระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์หลอดเลือดหัวใจเฉียบพลัน เช่น โรคหัวใจขาดเลือด[ 286 ] PM จากไฟป่ามีความเชื่อมโยงกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเข้ารักษาในโรงพยาบาล เนื่องจากโรคหัวใจและปอด [ 288 ] หลักฐานยังชี้ให้เห็นว่าควันจากไฟป่าลดประสิทธิภาพการทำงานของสมอง[ 289 ]

ความเหลื่อมล้ำทางเชื้อชาติ

มีการศึกษาวิจัยหลายชิ้นที่เชื่อมโยงเชื้อชาติกับการอยู่ใกล้แหล่งปล่อยอนุภาคฝุ่นละอองมากขึ้น และผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ เช่น โรคหอบหืด[ 290 ]ประชากรผิวดำอาศัยอยู่ใกล้พื้นที่ที่มีการปล่อย PM ในปริมาณสูงมากกว่าประชากรผิวขาวอย่างไม่สมส่วน การอยู่ใกล้โรงงานปล่อยอนุภาคฝุ่นละอองทำให้การสัมผัสกับ PM เพิ่มขึ้น และอัตราการเจ็บป่วยและเสียชีวิตก็ เพิ่มขึ้นด้วย [ 291 ] [ 292 ] [ 293 ] [ 294 ] การศึกษาวิจัยหลายชิ้นยืนยันว่าภาระจากการปล่อย PM นั้นสูงกว่าในกลุ่มประชากรที่ไม่ใช่คนผิวขาวหรือผู้ที่อาศัยอยู่ในความยากจน[ 291 ] [ 292 ] [ 295 ] [ 296 ]สภาพเศรษฐกิจและสังคมเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะอธิบายความแตกต่างเหล่านี้ได้ ความเหลื่อมล้ำสำหรับคนผิวดำนั้นเด่นชัดกว่าความเหลื่อมล้ำตามรายได้[ 291 ] [ 296 ]

ในสหรัฐอเมริกา นักวิชาการระบุว่าความไม่สมดุลนี้เกิดจากการแบ่งแยกที่อยู่อาศัยตามเชื้อชาติและความไม่เท่าเทียมกันในการสัมผัสสารพิษ[ 297 ] ซึ่งเป็นปัญหา ความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อมที่มีมายาวนานและเชื่อมโยงกับการปฏิบัติการแบ่งเขตสีแดงในอดีต[ 298 ] [ 299 ]ผลกระทบต่อสุขภาพยิ่งแย่ลงไปอีกเพราะ "การดูแลสุขภาพเกิดขึ้นในบริบทของความไม่เท่าเทียมกันทางสังคมและเศรษฐกิจในอดีตและปัจจุบัน และการเลือกปฏิบัติทางเชื้อชาติและชาติพันธุ์ที่ยังคงมีอยู่ในหลายภาคส่วนของชีวิตชาวอเมริกัน" [ 300 ]

ตัวอย่างหนึ่งคือพื้นที่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐลุยเซียนา ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า ' Cancer Alley ' เนื่องจากมีอัตราการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งสูง อันเนื่องมาจากโรงงานเคมีที่อยู่ใกล้เคียง Cancer Alley เป็นชุมชนที่มีชาวแอฟริกันอเมริกันเป็นส่วนใหญ่ โดยย่านที่อยู่ใกล้โรงงานที่สุดมีชาวผิวดำถึง 90% ผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวจากการอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของ PM สูง ทำให้อัตราการเจ็บป่วยและอัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น ซึ่งยิ่งแย่ลงไปอีกจากสถานการณ์ COVID-19ผลลัพธ์ดังกล่าวสะท้อนให้เห็นถึงประวัติศาสตร์ของการเหยียดเชื้อชาติ[ 301 ] [ 298 ] [ 302 ]

ผลกระทบจากพืชพรรณ

การศึกษาลำดับอายุของต้นไม้โดยวิธีเดนโดรโครโนโลยี ศึกษาประวัติผ่านวงปีของต้นไม้และองค์ประกอบทางเคมีของเนื้อไม้[ 303 ]

การปล่อยอนุภาคฝุ่นละอองสู่สิ่งแวดล้อมส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทั้งบนบกและในน้ำ อนุภาคฝุ่นละอองสามารถตกลงมาจากอากาศสู่พืช พื้นดิน และน้ำ อนุภาคขนาดเล็กมากสามารถเข้าสู่พืชได้ทั้งทางใบและระบบราก เดินทางไปทั่วทั้งต้น และส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางกายภาพและเคมีของพืช การสะสมของธาตุติดตามจากมลพิษในวงปีของต้นไม้สามารถนำมาใช้โดยนักพฤกษศาสตร์เพื่อสร้างประวัติมลพิษ บันทึกทางประวัติศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงในดิน ตะกอน และบรรยากาศ[ 304 ] [ 305 ]

อนุภาคฝุ่นละอองสามารถปิดกั้นแสงแดดไม่ให้เข้าสู่ใบ ทำให้ไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้[ 306 ] มันสามารถอุดตันช่องปากใบของพืชและรบกวนการสังเคราะห์แสงและการคายน้ำได้[ 307 ] [ 308 ]อนุภาคฝุ่นละอองสามารถทำลายเซลล์พืชได้[ 309 ]และทำให้พืชบางชนิดแคระแกร็นหรือตายได้[ 306 ]

ความเสียหายจากอนุภาคฝุ่นละอองสามารถลดผลผลิตของพืชได้[ 310 ] [ 311 ] [ 312 ] พืชสามารถดูดซับและกักเก็บอนุภาคฝุ่นละออง กำจัดออกจากอากาศ และปรับปรุงคุณภาพอากาศที่เราหายใจ[ 313 ]อย่างไรก็ตาม นั่นหมายความว่าอนุภาคฝุ่นละออง เช่น โลหะหนัก สามารถปนเปื้อนพืช เช่น ผักใบเขียว เกินระดับที่ปลอดภัยสำหรับการบริโภคของมนุษย์ได้[ 314 ]

ผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศ

ละอองลอยมีผลในการทำให้เย็นลงซึ่งมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับแรงผลักดันการแผ่รังสี (ผลทำให้ร้อนขึ้น) ของก๊าซเรือนกระจก[ 315 ]

ละอองลอยในบรรยากาศส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของโลกโดยการเปลี่ยนแปลงปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ ที่เข้ามา และรังสีคลื่นยาวจากพื้นโลกที่แผ่ออกไปซึ่งคงอยู่ในระบบของโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านกลไกที่แตกต่างกันหลายประการ ซึ่งแบ่งออกเป็นผลกระทบโดยตรง ผลกระทบทางอ้อม[ 316 ] [ 317 ]และผลกระทบกึ่งทางตรงของละอองลอย ผลกระทบทางภูมิอากาศของละอองลอยเป็นแหล่งที่มาของความไม่แน่นอนที่ใหญ่ที่สุดในการพยากรณ์สภาพภูมิอากาศในอนาคต[ 318 ]คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ระบุไว้ในปี 2544 ว่า: [ 319 ]

แม้ว่าจะสามารถกำหนดแรงผลักดันการแผ่รังสีเนื่องจากก๊าซเรือนกระจกได้ด้วยความแม่นยำในระดับที่ค่อนข้างสูง... แต่ความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับแรงผลักดันการแผ่รังสีของละอองลอยยังคงมีอยู่มาก และขึ้นอยู่กับประมาณการจากการศึกษาแบบจำลองระดับโลกซึ่งยากต่อการตรวจสอบในปัจจุบันเป็นอย่างมาก

การแผ่รังสีของละอองลอย

ความหนาแน่นเชิงแสงของละอองลอยทั่วโลกระดับความเข้มของละอองลอย (สีเหลืองถึงสีน้ำตาลแดงเข้ม) แสดงถึงปริมาณสัมพัทธ์ของอนุภาคที่ดูดซับแสงอาทิตย์
ปริมาณละอองลอยเฉลี่ยรายเดือนทั่วโลก จากการสังเกตการณ์ด้วยเครื่องมือModerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Terra ของ NASA

โดยตรง

อนุภาคในอากาศทำให้เกิดเฉดสีส้ม เหลือง ชมพู และเทาในมุมไบช่วงพระอาทิตย์ตกดิน
เมืองในอิตาลีที่ปนเปื้อนด้วยฝุ่นละอองขนาดเล็ก และเครื่องตรวจจับอากาศแบบออปติก (เลเซอร์)

ผลกระทบโดยตรงจากละอองลอยประกอบด้วยปฏิสัมพันธ์โดยตรงใดๆ ของรังสีกับละอองลอยในบรรยากาศ เช่น การดูดซับหรือการกระเจิง ผลกระทบนี้ส่งผลต่อทั้งรังสีคลื่นสั้นและคลื่นยาว ทำให้เกิดแรงผลักดันการแผ่รังสีสุทธิที่เป็นลบ[ 320 ]ขนาดของแรงผลักดันการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเนื่องจากผลกระทบโดยตรงของละอองลอยนั้นขึ้นอยู่กับค่าอัลเบโดของพื้นผิวด้านล่าง เนื่องจากค่านี้ส่งผลต่อปริมาณรังสีสุทธิที่ถูกดูดซับหรือกระเจิงไปยังอวกาศ ตัวอย่างเช่น หากละอองลอยที่มีการกระเจิงสูงอยู่เหนือพื้นผิวที่มีค่าอัลเบโดต่ำ จะมีแรงผลักดันการแผ่รังสีมากกว่าหากอยู่เหนือพื้นผิวที่มีค่าอัลเบโดสูง ในทางกลับกัน ละอองลอยที่มีการดูดซับสูงจะมีแรงผลักดันการแผ่รังสีมากที่สุดเมื่ออยู่เหนือพื้นผิวที่มีค่าอัลเบโดสูง[ 316 ]ผลกระทบโดยตรงจากละอองลอยเป็นผลกระทบอันดับแรก ดังนั้นจึงถูกจัดประเภทเป็นแรงผลักดันการแผ่รังสีโดยIPCC [ 318 ]ปฏิสัมพันธ์ของละอองลอยกับรังสีจะถูกวัดปริมาณด้วยค่าสัมประสิทธิ์การกระเจิงเดี่ยว (SSA) ซึ่งเป็นอัตราส่วนของการกระเจิงเพียงอย่างเดียวต่อการกระเจิงบวกการดูดซับ ( การลดทอน ) ของรังสีโดยอนุภาค ค่า SSA มีแนวโน้มเข้าใกล้หนึ่งหากการกระเจิงมีบทบาทเด่น โดยมีการดูดซับค่อนข้างน้อย และจะลดลงเมื่อการดูดซับเพิ่มขึ้น จนกลายเป็นศูนย์เมื่อมีการดูดซับเป็นอนันต์ ตัวอย่างเช่น ละอองลอยเกลือทะเลมีค่า SSA เท่ากับ 1 เนื่องจากอนุภาคเกลือทะเลกระเจิงเพียงอย่างเดียว ในขณะที่เขม่ามีค่า SSA เท่ากับ 0.23 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเขม่าเป็นตัวดูดซับละอองลอยในบรรยากาศที่สำคัญ

ทางอ้อม

ผลกระทบทางอ้อมของละอองลอย หมายถึง การเปลี่ยนแปลงใดๆ ต่อสมดุลการแผ่รังสีของโลกอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของเมฆโดยละอองลอยในบรรยากาศ และประกอบด้วยผลกระทบที่แตกต่างกันหลายประการ หยดน้ำในเมฆก่อตัวขึ้นบนอนุภาคละอองลอยที่มีอยู่ก่อนแล้ว ซึ่งเรียกว่านิวเคลียสการควบแน่นของเมฆ (CCN) หยดน้ำที่ควบแน่นรอบละอองลอยที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ที่พบในมลพิษอนุภาคมักจะมีขนาดเล็กกว่าและมีจำนวนมากกว่าหยดน้ำที่ก่อตัวขึ้นรอบอนุภาคละอองลอยที่มีต้นกำเนิดตามธรรมชาติ (เช่นฝุ่น ละอองที่ปลิวไปตามลม )

ภายใต้สภาวะทางอุตุนิยมวิทยาใดๆ การเพิ่มขึ้นของ CCN จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวนหยดน้ำในเมฆ ซึ่งนำไปสู่การกระเจิงของรังสีคลื่นสั้นมากขึ้น กล่าวคือ การเพิ่มขึ้นของค่าอัลเบโดของเมฆ ซึ่งเรียกว่า ปรากฏการณ์ อัลเบโดของเมฆผลกระทบทางอ้อมอันดับแรก หรือปรากฏการณ์ทวอมีย์ [ 317 ] หลักฐานที่สนับสนุนปรากฏการณ์อัลเบโดของเมฆได้รับการสังเกตจากผลกระทบของควันไอเสียจากเรือ[ 321 ]และการเผาไหม้ชีวมวล[ 322 ] ต่อค่าอัลเบโดของเมฆเมื่อเทียบกับเมฆโดยรอบ ปรากฏการณ์อัลเบโดของเมฆจากละอองลอยเป็นผลกระทบอันดับ แรกดังนั้นจึงถูกจัดประเภทเป็นแรงผลักดันการแผ่รังสีโดยIPCC [ 318 ]

การเพิ่มขึ้นของจำนวนหยดน้ำในเมฆเนื่องจากการนำละอองลอยเข้ามาจะทำให้ขนาดของหยดน้ำในเมฆลดลง เนื่องจากปริมาณน้ำเท่าเดิมถูกแบ่งออกเป็นหยดน้ำมากขึ้น ซึ่งมีผลในการยับยั้งการตกของฝนและเพิ่มอายุของเมฆ ซึ่งเรียกว่าผลกระทบของละอองลอยต่ออายุของเมฆ ผลกระทบทางอ้อมลำดับที่สอง หรือผลกระทบของอัลเบรชต์ [ 318 ] มีการสังเกตพบการยับยั้งฝนปรอยในกลุ่มควันไอเสียของเรือเมื่อเทียบกับเมฆโดยรอบ[ 323 ]และการยับยั้งการตกของฝนในกลุ่มควันจากการเผาไหม้ชีวมวล[ 324 ]ผลกระทบของอายุเมฆนี้ถูกจัดประเภทเป็นปฏิกิริยาตอบกลับของสภาพภูมิอากาศ (มากกว่าแรงผลักดันการแผ่รังสี) โดย IPCC เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างกันและวัฏจักรทางอุทกวิทยา[ 318 ]อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้เคยถูกจัดประเภทเป็นแรงผลักดันการแผ่รังสีเชิงลบ[ 325 ]

กึ่งตรง

ผลกระทบแบบกึ่งทางตรงเกี่ยวข้องกับผลกระทบจากการแผ่รังสีใดๆ ที่เกิดจากละอองลอยในบรรยากาศที่ดูดซับ เช่น เขม่า นอกเหนือจากการกระเจิงและการดูดซับโดยตรง ซึ่งจัดเป็นผลกระทบโดยตรง ผลกระทบแบบกึ่งทางตรงครอบคลุมกลไกต่างๆ มากมาย และโดยทั่วไปแล้วมีการกำหนดและทำความเข้าใจได้ยากกว่าผลกระทบโดยตรงและทางอ้อมของละอองลอย ตัวอย่างเช่น หากมีละอองลอยที่ดูดซับอยู่ในชั้นบรรยากาศด้านบน ละอองลอยเหล่านั้นสามารถทำให้อากาศโดยรอบร้อนขึ้น ซึ่งจะยับยั้งการควบแน่นของไอน้ำ ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเมฆน้อยลง[ 326 ]นอกจากนี้ การทำให้ชั้นบรรยากาศร้อนขึ้นเมื่อเทียบกับพื้นผิว ส่งผลให้บรรยากาศมีเสถียรภาพมากขึ้นเนื่องจากการยับยั้งการพาความร้อน ในบรรยากาศ ซึ่งจะยับยั้งการยกตัวของความชื้นจากการ พาความร้อน [ 327 ]ซึ่งจะช่วยลดการก่อตัวของเมฆ การทำให้บรรยากาศด้านบนร้อนขึ้นยังนำไปสู่การเย็นตัวของพื้นผิว ส่งผลให้การระเหยของน้ำบนพื้นผิวน้อยลง ผลกระทบที่อธิบายไว้ทั้งหมดนี้นำไปสู่การลดลงของปริมาณเมฆปกคลุม กล่าวคือ การเพิ่มขึ้นของค่าอัลเบโดของดาวเคราะห์ ผลกระทบกึ่งทางตรง (จัดเป็นปฏิกิริยาตอบกลับทางภูมิอากาศ) โดย IPCC เนื่องมาจากความสัมพันธ์ระหว่างกันและวัฏจักรทางอุทกวิทยา[ 318 ]อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้เคยถูกจัดเป็นแรงผลักดันการแผ่รังสีเชิงลบ[ 325 ]

บทบาทเฉพาะของละอองลอย

ซัลเฟต

ละอองซัลเฟตส่วนใหญ่เป็นสารประกอบกำมะถันอนินทรีย์ เช่นSO₂2− เอชเอสโอและเอชดังนั้น[ 328 ]ซึ่งส่วนใหญ่ผลิตขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อสร้างกรดซัลฟิวริก ในรูปก๊าซ และเกลือ ต่างๆ (มักผ่าน ปฏิกิริยา ออกซิเดชันในเมฆ) ซึ่งเชื่อกันว่าจะมี การเจริญเติบโตและการจับตัว เป็นก้อนเนื่องจากความชื้น และจากนั้นจะหดตัวลงเนื่องจากการระเหย[ 329 ] [ 330 ]บางส่วนเป็นสารชีวภาพ (โดยทั่วไปผลิตขึ้นผ่านปฏิกิริยาเคมี ในบรรยากาศ กับไดเมทิลซัลไฟด์จากแพลงก์ ตอนในทะเลเป็นส่วนใหญ่ [ 331 ] ) หรือทางธรณีวิทยาผ่านภูเขาไฟหรือเกิดจากสภาพอากาศจากไฟป่าและเหตุการณ์การเผาไหม้ตามธรรมชาติอื่นๆ[ 330 ]แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษ ที่ผ่านมา ละออง ลอยซัลเฟต ที่เกิดจากกิจกรรม ของมนุษย์ ซึ่งผลิตขึ้นผ่านการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีปริมาณกำมะถันสูง โดยเฉพาะถ่านหินและเชื้อเพลิงที่ผ่านการกลั่นน้อยกว่าบางชนิด เช่น เชื้อเพลิง สำหรับเครื่องบินและเชื้อเพลิงสำหรับเรือ ได้มีบทบาทเด่น[ 332 ]ภายในปี 1990 การปล่อยกำมะถันสู่ชั้นบรรยากาศที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ทั่วโลกมีปริมาณ "อย่างน้อยเท่ากับ" การปล่อยสารประกอบที่มีกำมะถันตามธรรมชาติทั้งหมดรวมกันและมีจำนวนมากกว่าละอองลอยตามธรรมชาติอย่างน้อย 10 เท่าในภูมิภาคที่มีมลพิษมากที่สุดของยุโรปและอเมริกาเหนือ[ 333 ]ซึ่งคิดเป็น 25% หรือมากกว่าของมลพิษทางอากาศทั้งหมด[ 334 ]สิ่งนี้ทำให้เกิดฝนกรด [ 335 ] [ 336 ]และยังส่งผลต่อโรคหัวใจและปอด[ 334 ]และแม้แต่ความเสี่ยงต่อการคลอดก่อนกำหนดและน้ำหนักแรกเกิดต่ำ [ 337 ] มลพิษจากซัลเฟตยังมีความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับ มลพิษ จาก NOxและโอโซน โดยลดโอโซนระดับพื้นดิน ที่เป็นอันตราย แต่ยังสามารถทำลายชั้นโอโซน ในชั้นสตราโตสเฟี ร์ ได้อีกด้วย[ 338 ]

ซัลเฟตในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่เกิดจากการปล่อยมลพิษจากภูเขาไฟทำให้เกิดการเย็นตัวชั่วคราว ส่วนเส้นสีม่วงที่แสดงถึงการเย็นตัวอย่างต่อเนื่องนั้นเกิดจากมลพิษซัลเฟตในชั้นบรรยากาศโทรโปสเฟียร์

เมื่อปัญหาชัดเจนขึ้น ความพยายามในการกำจัดมลพิษนี้ผ่าน มาตรการ กำจัดซัลเฟอร์ในก๊าซไอเสียและการควบคุมมลพิษอื่นๆ ประสบความสำเร็จอย่างมาก[ 339 ]ลดการแพร่กระจายลง 53% และทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพได้ถึง 50 พันล้านดอลลาร์ต่อปีในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว[ 340 ] [ 334 ] [ 341 ]อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาเดียวกัน งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าละอองซัลเฟตส่งผลกระทบต่อทั้งแสงที่มองเห็นได้ที่โลกได้รับและอุณหภูมิพื้นผิว [ 342 ]และเมื่อสิ่งที่เรียกว่า การลดลงของ แสงสว่างทั่วโลกเริ่มกลับทิศทางในช่วงทศวรรษ 1990 ซึ่งสอดคล้องกับการลดลงของมลพิษซัลเฟตที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์[ 343 ] [ 344 ] [ 345 ]การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศก็เร่งตัวขึ้น[ 346 ] ณ ปี 2021 แบบจำลอง CMIP6ที่ทันสมัยที่สุดประเมินว่าการระบายความร้อนทั้งหมดจากละอองลอยที่มีอยู่ในปัจจุบันอยู่ระหว่าง 0.1 °C (0.18 °F) ถึง 0.7 °C (1.3 °F) [ 347 ]รายงานการประเมินครั้งที่หกของ IPCCใช้ค่าประมาณที่ดีที่สุดที่ 0.5 °C (0.90 °F) [ 348 ]โดยความไม่แน่นอนส่วนใหญ่เกิดจากการวิจัยที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับผลกระทบของละออง ลอย ต่อเมฆ[ 349 ] [ 350 ] [ 351 ] [ 352 ] [ 353 ] [ 354 ]บางคนมั่นใจว่ามันทำให้โลกเย็นลง และนี่นำไปสู่ ข้อเสนอ ทางวิศวกรรมภูมิอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ที่เรียกว่าการฉีดละอองลอยในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ซึ่งพยายามจำลองและเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนจากมลพิษซัลเฟตในขณะที่ลดผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพให้น้อยที่สุดโดยการติดตั้งในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งต้องการมลพิษซัลเฟอร์เพียงเศษเสี้ยวของปริมาณปัจจุบันเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะโลกร้อนหลายองศา[ 355 ]แต่การประเมินต้นทุนและผลประโยชน์ยังไม่เสร็จสมบูรณ์[ 356 ]แม้ว่าจะมีงานวิจัยหลายร้อยชิ้นในหัวข้อนี้เสร็จสิ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2020 แล้วก็ตาม[ 346 ]

คาร์บอนดำ

คาร์บอนดำ (BC) หรือคาร์บอนธาตุ (EC) ซึ่งมักเรียกว่าเขม่า ประกอบด้วยกลุ่มคาร์บอนบริสุทธิ์ ลูกบอลโครงกระดูก และฟูลเลอรีนและเป็นหนึ่งในชนิดของละอองลอยที่ดูดซับแสงได้สำคัญที่สุดในชั้นบรรยากาศ ควรแยกแยะออกจากคาร์บอนอินทรีย์ (OC) ซึ่งเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่รวมกลุ่มหรือจับกลุ่มกันเอง หรือแทรกซึมอยู่ในบัคกี้บอล EC คาร์บอนดำจากเชื้อเพลิงฟอสซิลนั้น คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ได้ประเมินไว้ในรายงานการประเมินครั้งที่สี่ของ IPCC (4AR) ว่ามีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการแผ่รังสีเฉลี่ยทั่วโลกที่ +0.2 W/m² (เดิมคือ +0.1 W/m² ใน รายงานการประเมินครั้งที่สองของ IPCC (SAR) ) โดยมีช่วงตั้งแต่ +0.1 ถึง +0.4 W/ อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2013 ระบุว่า "การประมาณที่ดีที่สุดสำหรับแรงผลักดันการแผ่รังสีโดยตรงของคาร์บอนดำในบรรยากาศในยุคอุตสาหกรรม (ค.ศ. 1750 ถึง 2005) คือ +0.71 W/m² โดยมีขอบเขตความไม่แน่นอน 90% อยู่ที่ (+0.08, +1.27) W/m² "และ "แรงผลักดันโดยตรงทั้งหมดจากแหล่งคาร์บอนดำทั้งหมด โดยไม่หักลบพื้นหลังก่อนยุคอุตสาหกรรม คาดว่าจะอยู่ที่ +0.88 (+0.17, +1.48) W/ " [ 357 ]

ตัวอย่าง

การลดลงของรังสีจากดวงอาทิตย์เนื่องจากการระเบิดของภูเขาไฟ

ภูเขาไฟเป็นแหล่งกำเนิดละอองลอยตามธรรมชาติขนาดใหญ่และมีความเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก ซึ่งมักส่งผลกระทบต่อประชากรมนุษย์ การปะทุที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้แก่ การปะทุของภูเขาไฟHuaynaputina ในปี 1600 ซึ่งเชื่อมโยงกับภาวะอดอยากในรัสเซียระหว่างปี 1601–1603 [ 358 ] [ 359 ] [ 360 ]ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตถึงสองล้านคน และการปะทุของภูเขาไฟ Pinatubo ในปี 1991 ซึ่งทำให้เกิดภาวะโลกร้อนลดลงประมาณ 0.5 °C เป็นเวลาหลายปี[ 361 ] [ 362 ]งานวิจัยที่ติดตามผลกระทบของละอองลอยที่กระจายแสงในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ในช่วงปี 2000 และ 2010 และเปรียบเทียบรูปแบบกับกิจกรรมของภูเขาไฟแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิด การจำลองผลกระทบของอนุภาคที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์แสดงให้เห็นว่ามีอิทธิพลเพียงเล็กน้อยในระดับปัจจุบัน[ 363 ] [ 364 ]

เชื่อกันว่าละอองลอยส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศและภูมิอากาศในระดับภูมิภาค ความล้มเหลวของฤดูมรสุมอินเดียเชื่อมโยงกับการยับยั้งการระเหยของน้ำจากมหาสมุทรอินเดียอันเนื่องมาจากผลกระทบทางอ้อมของละอองลอยที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์[ 365 ]

การศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับภัยแล้งในภูมิภาคซาเฮล[ 366 ]และปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากตั้งแต่ปี 1967 ในออสเตรเลียเหนือดินแดนทางเหนือ คิ มเบอร์ลีย์พิลบาราและบริเวณรอบที่ราบนัลลาร์บอร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนสรุปว่าหมอก ควันละอองลอย เหนือเอเชียใต้และเอเชียตะวันออกได้ทำให้ปริมาณน้ำฝนในเขตร้อนของทั้งสองซีกโลกเคลื่อนตัวไปทางใต้เรื่อยๆ[ 365 ] [ 367 ]

ความรู้ของอุตสาหกรรมพลังงานและการตอบสนองต่อผลกระทบด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์

การเสียชีวิตที่เกิดจากอุบัติเหตุและมลพิษทางอากาศจาก การใช้ เชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้ามีมากกว่าการเสียชีวิตที่เกิดจากการผลิตพลังงานหมุนเวียน[ 368 ]

บริษัทพลังงานรายใหญ่เข้าใจมาอย่างน้อยตั้งแต่ทศวรรษ 1960 แล้วว่าการใช้ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพและการเสียชีวิตในวงกว้าง แต่ยังคงดำเนินการล็อบบี้ทางการเมืองอย่างแข็งขันในสหรัฐอเมริกาและที่อื่นๆ เพื่อต่อต้านกฎระเบียบด้านอากาศสะอาด และเปิด ตัวแคมเปญ โฆษณาชวนเชื่อของบริษัท ขนาดใหญ่ เพื่อสร้างความสงสัยเกี่ยวกับความเชื่อมโยงเชิงสาเหตุระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและความเสี่ยงที่สำคัญต่อชีวิตมนุษย์ บันทึกภายในของบริษัทเผยให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์และผู้บริหารในอุตสาหกรรมพลังงานรู้ว่ามลพิษทางอากาศที่เกิดจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจะฝังลึกในเนื้อเยื่อปอดของมนุษย์และทำให้เกิดความพิการแต่กำเนิดในเด็กของคนงานในอุตสาหกรรมน้ำมัน บันทึกของอุตสาหกรรมยอมรับว่ารถยนต์ "เป็นแหล่งที่มาของมลพิษทางอากาศที่ใหญ่ที่สุด" และยังยอมรับว่ามลพิษทางอากาศก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพและฝังสารพิษ รวมถึงสารก่อมะเร็ง "ลึกเข้าไปในปอดซึ่งปกติจะถูกกำจัดออกทางลำคอ" [ 369 ]

เพื่อตอบสนองต่อความกังวลของสาธารณชนที่เพิ่มมากขึ้น ในที่สุดอุตสาหกรรมก็ก่อตั้ง กลุ่มพันธมิตร ด้านสภาพภูมิอากาศโลก (Global Climate Coalition ) ซึ่งเป็นกลุ่มล็อบบี้ของอุตสาหกรรม เพื่อขัดขวางความพยายามของรัฐบาลในการควบคุมมลพิษทางอากาศ และสร้างความสับสนในใจประชาชนเกี่ยวกับความจำเป็นของการควบคุมดังกล่าว ความพยายามในการล็อบบี้และการประชาสัมพันธ์ขององค์กรในลักษณะเดียวกันนี้ ดำเนินการโดยสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (American Petroleum Institute ) ซึ่งเป็นสมาคมการค้าของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ และสถาบันฮาร์ทแลนด์ (The Heartland Institute ) ซึ่งเป็น สถาบันวิจัยเอกชนที่ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ “การตอบสนองจากกลุ่มผลประโยชน์เชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นมาจากกลยุทธ์เดียวกัน คือ ตอนแรกพวกเขารู้ จากนั้นพวกเขาก็วางแผน จากนั้นพวกเขาก็ปฏิเสธ และจากนั้นพวกเขาก็ถ่วงเวลา พวกเขาหันมาใช้การถ่วงเวลา รูปแบบการโฆษณาชวนเชื่อที่แยบยล และการบ่อนทำลายกฎระเบียบ” เจฟฟรีย์ ซูพราน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ผู้เชี่ยวชาญด้านประวัติศาสตร์ของบริษัทเชื้อเพลิงฟอสซิลและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกล่าว นักวิเคราะห์นโยบาย เช่น Carroll Muffett จาก ศูนย์กฎหมายสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศได้เปรียบเทียบความพยายามเหล่านี้กับกลยุทธ์ของอุตสาหกรรมยาสูบ ใน การล็อบบี้และแคมเปญโฆษณาชวนเชื่อขององค์กรเพื่อสร้างความสงสัยเกี่ยวกับความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างการสูบบุหรี่กับมะเร็ง และเพื่อขัดขวางการออกกฎระเบียบ นอกจากนี้ ผู้สนับสนุนที่ได้รับทุนจากอุตสาหกรรม เมื่อได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งระดับสูงในรัฐบาลของสหรัฐอเมริกา ได้แก้ไขผลการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่แสดงให้เห็นถึงผลกระทบร้ายแรงของมลพิษทางอากาศ และได้ยกเลิกกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง[ 369 ] [ 370 ] [ 371 ]

ควบคุม

เทคโนโลยี

แผ่นกรองผ้า แบบ HEPA : แบบไม่มีแผ่นกรอง (กลางแจ้ง) และแบบมีแผ่นกรอง (ในร่ม)

การปล่อยอนุภาคฝุ่นละอองได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดในประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เนื่องจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จึงจำเป็นต้องใช้ระบบดักจับฝุ่นบางประเภท ระบบเหล่านี้ได้แก่ เครื่องดักจับแบบเฉื่อย ( เครื่องแยกแบบไซโคลน ) เครื่องดักจับแบบกรองผ้า(ถุงกรองฝุ่น)ตัวกรองไฟฟ้าสถิตที่ใช้ในหน้ากากอนามัย[ 372 ] เครื่อง ขัด แบบเปียก และเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

เครื่องแยกแบบไซโคลนมีประโยชน์สำหรับการกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่และหยาบ และมักใช้เป็นขั้นตอนแรกหรือ "เครื่องทำความสะอาดเบื้องต้น" สำหรับเครื่องดักจับที่มีประสิทธิภาพมากกว่า เครื่องแยกแบบไซโคลนที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถมีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดอนุภาคละเอียดได้[ 373 ]และสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องหยุดเพื่อบำรุงรักษาบ่อยครั้ง

ตัวกรองผ้าหรือถุงกรองเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมทั่วไป[ 374 ]หลักการทำงานคือการบังคับให้อากาศที่มีฝุ่นผ่านตัวกรองผ้าที่มีรูปร่างเป็นถุง ทำให้ฝุ่นละอองสะสมอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของถุง และปล่อยให้อากาศที่สะอาดแล้วผ่านไปเพื่อระบายออกสู่บรรยากาศ หรือในบางกรณีอาจนำกลับมาหมุนเวียนใช้ในโรงงาน ผ้าที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอสเตอร์และไฟเบอร์กลาส และสารเคลือบผ้าที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่PTFE (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเทฟลอน) จากนั้นฝุ่นที่สะสมเกินจะถูกทำความสะอาดออกจากถุงและนำออกจากตัวดักจับ

ฝุ่นละอองจากการก่อสร้างจำนวนมากถูกปล่อยออกมาและลอยขึ้นจากอาคารที่อยู่ระหว่างการปรับปรุงในบ่ายวันเสาร์ ณ เทรเชอร์การ์เดน ไท่โป ฮ่องกง โครงการปรับปรุงนี้ได้รับเงินอุดหนุนจากรัฐบาล[ 375 ] [ 376 ] [ 377 ]และสัญญาประเภทนี้มีมูลค่าสูงถึงหนึ่งร้อยล้าน[ 378 ]ผู้คนอาศัยอยู่ภายในอาคารตลอดระยะเวลาการปรับปรุงซึ่งโดยปกติจะใช้เวลามากกว่าหนึ่งปี[ 379 ] [ 380 ]และสามารถคาดการณ์ได้ว่าการสัมผัสกับฝุ่นละอองจากการก่อสร้างของผู้อยู่อาศัยนั้นร้ายแรงกว่าการสัมผัสจากการทำงานของคนงานเสียอีก การมีอยู่ของฝุ่นแอสเบสตอสและ ฝุ่น สีตะกั่วก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลเช่นกัน งานปรับปรุงประเภทนี้พบได้ทั่วไป (มากกว่า 3,000 อาคารในช่วง 6 ปีแรกของโครงการ[ 381 ] ) โดยเฉพาะในเขตเก่าบางแห่ง เนื่องจากมีการปล่อยฝุ่นออกมาเป็นจำนวนมาก จึงเห็นได้ชัดว่าไม่มีการฉีดน้ำหรือใช้งานอุปกรณ์ดูดฝุ่น ซึ่งถือเป็นการละเมิดกฎหมายท้องถิ่น[ 382 ]

เครื่องดักจับฝุ่นแบบเปียกจะส่งอากาศสกปรกผ่านสารละลายดักจับฝุ่น (โดยปกติจะเป็นส่วนผสมของน้ำและสารประกอบอื่นๆ) ทำให้อนุภาคเกาะติดกับโมเลกุลของเหลว[ 383 ]เครื่องดักจับฝุ่นแบบไฟฟ้าสถิตจะประจุไฟฟ้าให้กับอากาศสกปรกขณะที่ไหลผ่าน อากาศที่มีประจุแล้วจะไหลผ่านแผ่นไฟฟ้าสถิตขนาดใหญ่ซึ่งจะดึงดูดอนุภาคที่มีประจุในกระแสอากาศและรวบรวมอนุภาคเหล่านั้นไว้ ทำให้อากาศที่สะอาดแล้วถูกระบายออกหรือนำกลับมาหมุนเวียนใหม่[ 384 ]

มาตรการ

สำหรับการก่อสร้างอาคารทั่วไป บางสถานที่ที่ตระหนักถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากฝุ่นจากการก่อสร้างมานานหลายทศวรรษ ได้กำหนดให้ผู้รับเหมาที่เกี่ยวข้องต้องใช้มาตรการควบคุมฝุ่นที่มีประสิทธิภาพตามกฎหมาย แม้ว่าการตรวจสอบ การปรับ และการจำคุกจะเกิดขึ้นไม่บ่อยนักในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา (ตัวอย่างเช่น มีการดำเนินคดี 2 คดี โดยมีค่าปรับรวม6,000 ดอลลาร์ฮ่องกงในฮ่องกงในปี 2021) [ 385 ] [ 386 ]

มาตรการควบคุมฝุ่นละอองที่บังคับใช้บางส่วน ได้แก่[ 387 ] [ 382 ] [ 388 ] [ 389 ]การขนถ่าย การจัดการ การถ่ายโอน การจัดเก็บ หรือการกำจัดซีเมนต์หรือเถ้าเชื้อเพลิงแห้งบดละเอียดในระบบหรือสถานที่ปิดสนิท และติดตั้งช่องระบายอากาศหรือท่อไอเสียใดๆ ด้วยตัวกรองผ้าที่มีประสิทธิภาพหรือระบบหรืออุปกรณ์ควบคุมมลพิษทางอากาศที่เทียบเท่า ปิดล้อมนั่งร้านของอาคารด้วยตะแกรงกันฝุ่น ใช้แผ่นปิดทึบเพื่อปิดล้อมทั้งเครื่องยกวัสดุและรางลำเลียงเศษวัสดุ ทำให้เศษวัสดุเปียกด้วยน้ำก่อนที่จะเทลงในรางลำเลียงเศษวัสดุ ฉีดน้ำบนพื้นผิวอาคารก่อนและระหว่างการเจียร ใช้เครื่องเจียรที่ติดตั้งเครื่องดูดฝุ่นสำหรับงานเจียรอาคาร ฉีดน้ำอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวสำหรับการเจาะ การตัด การขัด หรือการทำลายเชิงกลอื่นๆ ที่ขับเคลื่อนด้วยลมหรือพลังงานที่ทำให้เกิดการปล่อยฝุ่น เว้นแต่จะมีการใช้งานอุปกรณ์ดูดและกรองฝุ่นที่มีประสิทธิภาพ จัดให้มีรั้วกั้นสูงไม่น้อยกว่า 2.4 เมตรตลอดความยาวของขอบเขตไซต์งาน ปูพื้นแข็งบนพื้นที่เปิดโล่ง ตรวจสอบพื้นที่และล้างรถทุกคันที่ออกจากสถานที่ก่อสร้าง ใช้ระบบฉีดน้ำอัตโนมัติ เครื่องล้างรถอัตโนมัติ และติดตั้งระบบกล้องวงจรปิดสำหรับสถานที่ควบคุมมลพิษ และเก็บรักษาภาพวิดีโอไว้เป็นเวลาหนึ่งเดือนสำหรับการตรวจสอบในอนาคต

นอกจากการกำจัดอนุภาคจากแหล่งกำเนิดมลพิษแล้ว ยังสามารถทำความสะอาดในที่โล่งได้อีกด้วย (เช่นหอควัน , กำแพงมอสและรถบรรทุกน้ำ) [ 390 ]ในขณะที่มาตรการควบคุมอื่นๆ ใช้สิ่งกีดขวาง[ 391 ]

ระเบียบข้อบังคับ

รัฐบาลส่วนใหญ่ได้ออกกฎระเบียบทั้งสำหรับการปล่อยมลพิษที่อนุญาตจากแหล่งมลพิษบางประเภท (ยานยนต์ การปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรม ฯลฯ) และสำหรับความเข้มข้นของอนุภาคในบรรยากาศ อนุภาคเป็นมลพิษทางอากาศที่อันตรายที่สุดเนื่องจากความสามารถในการแทรกซึมลึกเข้าไปในปอดและกระแสเลือด ส่งผลให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากสาเหตุต่างๆ มากมาย รวมถึงโรคระบบทางเดินหายใจและ โรคหัวใจ และหลอดเลือด[ 5 ] [ 6 ] [ 392 ]

ข้อจำกัด/มาตรฐานที่กำหนดโดยรัฐบาล

ประเทศ/ภูมิภาค PM ( μg / )PM ( μg / )จำนวนครั้งที่อนุญาตให้เกินกำหนดต่อปี
ค่าเฉลี่ยรายปี ค่าเฉลี่ยรายวัน(24 ชั่วโมง) ค่าเฉลี่ยรายปี ค่าเฉลี่ยรายวัน(24 ชั่วโมง)
ออสเตรเลีย[ 393 ] [ 394 ]8252550ไม่มี
สหภาพยุโรป[ 395 ]25ไม่มี4050บ่าย น. : ไม่มี; บ่าย : 35 น .
ฮ่องกง[ 396 ] [ 397 ]1537.5307514.5 :18 น.; 22.00 9 น
ญี่ปุ่น[ 398 ] [ 399 ] [ b ] [ c ]1535ไม่มี100ไม่มี
เกาหลีใต้[ 400 ] [ 401 ] [ 402 ] [ d ] [ e ]153550100ไม่มี
ไต้หวัน[ 403 ] [ 404 ]153550100ไม่มี
สหราชอาณาจักร[ 405 ]20405035
สหรัฐอเมริกา[ 406 ] [ 407 ]9 [ f ]35 [กรัม]ไม่มี[ h ]150 [ i ]PM : ไม่เกี่ยวข้อง; [ j ] PM : 1
องค์การอนามัยโลก[ 78 ]51515453–4

แคนาดา

มาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมของแคนาดา (CAAQS) สำหรับอนุภาคฝุ่นละอองถูกกำหนดในระดับประเทศโดยสภาคณะรัฐมนตรีสิ่งแวดล้อมแห่งแคนาดา (CCME) ซึ่งเป็นสภาของรัฐบาลกลางและรัฐบาลท้องถิ่น [ 409 ]เขตอำนาจศาล (จังหวัดและดินแดน) อาจกำหนดมาตรฐานที่เข้มงวดกว่าได้ [ 410 ]

ณ ปี 2020 มาตรฐาน CCME สำหรับ PM คือ 27 μg/m³ (คำนวณโดยใช้ค่าเฉลี่ย 3 ปีของเปอร์เซ็นไทล์ที่ 98 ของความเข้มข้นเฉลี่ยรายวัน 24 ชั่วโมง) และ 8.8 μg/m³ (ค่าเฉลี่ย 3 ปีของค่าเฉลี่ยรายปี) นอกจากนี้ยังมีการกำหนดมาตรฐานสำหรับโอโซน ไนโตรเจนไดออกไซด์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วย[ 409 ]

ในปี 2025 มีการรับรองมาตรฐานระดับชาติที่เข้มงวดมากขึ้นซึ่งจะมีผลบังคับใช้ในปี 2030 มาตรฐาน CAAQS สำหรับ PM ในปี 2030 คือ 23 μg/m³ (คำนวณโดยใช้ค่าเฉลี่ย 3 ปีของเปอร์เซ็นไทล์ที่ 98 ของความเข้มข้นเฉลี่ยรายวัน 24 ชั่วโมง) และ 8.0 μg/m³ (ค่าเฉลี่ย 3 ปีของค่าเฉลี่ยรายปี) [ 410 ]

จีน

มลพิษทางอากาศในประเทศจีนเป็นปัญหาสุขภาพสาธารณะที่มีมาอย่างยาวนาน ในปี 2556 จีนได้นำแผนปฏิบัติการป้องกันและควบคุมมลพิษทางอากาศมาใช้เพื่อลดระดับมลพิษ ซึ่งส่งผลให้คุณภาพอากาศดีขึ้น[ 411 ]

เมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2569 กระทรวงนิเวศวิทยาและสิ่งแวดล้อมของจีนได้ปรับปรุงมาตรฐานคุณภาพอากาศโดยรอบเพิ่มเติม โดยจะนำไปใช้ในสองระยะ ในช่วงระยะเปลี่ยนผ่าน ตั้งแต่วันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2569 ถึง 31 ธันวาคม พ.ศ. 2563 ขีดจำกัด PM 2.5 ต่อปีจะที่ 30 μg/m³ และ ขีดจำกัด PM จะอยู่ที่ 60 μg/ [ 412 ]

ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2574 ขีดจำกัดเฉลี่ยรายปีของจีนสำหรับ PM จะอยู่ที่ 25 μg/m³ และขีดจำกัดเฉลี่ยรายปีสำหรับ PM จะลดลงเหลือ 50 μg/m³ นอกจากนี้ ขีดจำกัดรายปีสำหรับซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะลดลงจาก 60 เหลือ 20 μg/m³ และสำหรับไนโตรเจนไดออกไซด์จะลดลงจาก 40 เหลือ 30 μg / [ 412 ] [ 413 ]

สหภาพยุโรป

สหภาพยุโรปได้กำหนดกฎหมายคุณภาพอากาศผ่านการออกคำสั่งเกี่ยวกับคุณภาพอากาศโดยรอบ (AAQD) คำสั่งเกี่ยวกับเพดานการปล่อยมลพิษระดับชาติ (NECD) และคำสั่งเฉพาะแหล่งกำเนิดต่างๆ AAQD ซึ่งเริ่มใช้ครั้งแรกในปี 1980 ได้กำหนดขีดจำกัดสำหรับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ฝุ่นละออง ตะกั่ว ไนโตรเจนไดออกไซด์ PM และ PM 2.5 414 ] คำสั่งเกี่ยวกับเพดานการปล่อยมลพิษระดับชาติ (NECD) และมาตรฐานการปล่อยมลพิษของยุโรปสำหรับยานพาหนะยังจำกัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่ไม่ใช่มีเทน (NMVOCs) และแอมโมเนีย (NH3) เช่นเดียวกับฝุ่นละอองในอากาศ[ 414 ] [ 415 ]

ดัชนีคุณภาพอากาศของยุโรปดียุติธรรมปานกลางยากจนแย่มากแย่มาก
อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมโครเมตร (PM )0–10 μg/ 10–20 μg/ 20–25 μg/ 25–50 μg/ 50–75 μg/ 75–800 μg/
อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมโครเมตร (PM )0–20 μg/ 20–40 μg/ 40–50 μg/ 50–100 μg/ 100–150 μg/ 150–1200 μg/

การเปลี่ยนแปลงมาตรฐานของสหภาพยุโรปได้รับการอนุมัติและจะเริ่มทยอยบังคับใช้ในปี 2026 มาตรฐานการปล่อยมลพิษของยานยนต์ Euro 7 จะเริ่มทยอยบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 29 พฤศจิกายน 2026 โดยจะครอบคลุมยานยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน ดีเซล และไฟฟ้า Euro 7 จะเป็นมาตรฐานแรกที่ควบคุมแหล่งกำเนิดมลพิษ เช่น ฝุ่นจากยางและเบรก ไม่ใช่แค่ควันไอเสียเท่านั้น[ 416 ] [ 414 ] [ 417 ]

เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2567 สหภาพยุโรปได้ปรับปรุงคำสั่งเกี่ยวกับคุณภาพอากาศโดยรอบ (AAQD) โดยให้เวลาแก่รัฐสมาชิกสหภาพยุโรปจนถึงวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2569 ในการนำคำสั่งที่ปรับปรุงแล้วไปใช้ในกฎหมายระดับชาติและบรรลุเป้าหมายชั่วคราว โดยต้องบรรลุค่าที่เข้มงวดมากขึ้นภายในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2563 [ 395 ]

ดัชนีคุณภาพอากาศของยุโรปเป้าหมายภายในวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2569 [ 395 ]เป้าหมายภายในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2573 [ 395 ]
อนุภาคขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมโครเมตร (PM ) รายปี25 ไมโครกรัม/ ตร.ม.10 ไมโครกรัม/ ตร.ม.
อนุภาคขนาดเล็กกว่า 10 ไมโครเมตร (PM ) รายปี40 ไมโครกรัม/ ตร.ม.20 ไมโครกรัม/ ตร.ม.
อนุภาคขนาดเล็กกว่า 10 ไมโครเมตร (PM ) ขีดจำกัดรายวันและจำนวนวันที่อนุญาต50 μg/m³ 35 วัน/ปี45 μg/m³ 18 วัน/ปี
ฉบับที่ประจำปี40 ไมโครกรัม/ ตร.ม.20 ไมโครกรัม/ ตร.ม.

สหราชอาณาจักร

พระราชบัญญัติอากาศสะอาด พ.ศ. 2499เป็นพระราชบัญญัติสำคัญของรัฐสภาสหราชอาณาจักรสำหรับนโยบายควบคุมมลพิษของสหราชอาณาจักร พระราชบัญญัตินี้ตราขึ้นเพื่อตอบสนองต่อ หมอกค วันพิษครั้งใหญ่ในลอนดอน เมื่อปี พ.ศ. 2495 โดยอนุญาตให้หน่วยงานท้องถิ่นประกาศพื้นที่ควบคุมควันและวางรากฐานสำหรับมาตรการควบคุมมลพิษในอนาคต[ 418 ] [ 148 ]

เพื่อลดปัญหาการเผาไม้ ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2564 ถ่านหินบ้านแบบดั้งเดิม (ถ่านหินบิทูมินัส) และไม้เปียก ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดมลพิษมากที่สุดสองชนิด จะไม่สามารถจำหน่ายได้อีกต่อไป[ 419 ]ไม้ที่จำหน่ายในปริมาณน้อยกว่า 2 ลูกบาศก์เมตรต้องได้รับการรับรองว่าเป็น 'พร้อมเผา' ซึ่งหมายความว่ามีปริมาณความชื้น 20% หรือน้อยกว่า เชื้อเพลิงแข็งที่ผลิตขึ้นก็ต้องได้รับการรับรองว่าเป็น 'พร้อมเผา' เช่นกัน เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อจำกัดการปล่อยกำมะถันและควัน[ 420 ]ตั้งแต่เดือนมกราคม พ.ศ. 2565 เตาเผาไม้ใหม่ทั้งหมดต้องเป็นไปตามมาตรฐาน EcoDesign ใหม่ (เตา EcoDesign ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศที่เป็นพิษมากกว่าระบบทำความร้อนส่วนกลางที่ใช้แก๊สถึง 450 เท่า เตาแบบเก่าซึ่งปัจจุบันถูกห้ามจำหน่ายแล้ว ก่อให้เกิดมลพิษมากกว่าถึง 3,700 เท่า) [ 421 ]

ณ ปี 2023 ปริมาณควันจากเตาเผาใน "พื้นที่ควบคุมควัน" ซึ่งครอบคลุมเมืองและเขตส่วนใหญ่ของอังกฤษ สามารถปล่อยออกมาได้ต่อชั่วโมงลดลงจาก 5 กรัม เหลือ 3 กรัม การฝ่าฝืนอาจส่งผลให้ถูกปรับทันทีสูงสุด 300 ปอนด์ และอาจมีประวัติอาชญากรรม[ 422 ]

สหรัฐอเมริกา

จำนวนวันที่ระดับโอโซนและ PM2.5 เกินมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาในแต่ละปี ตั้งแต่ปี 2000-2024
แนวโน้มคุณภาพอากาศ PM ในสหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2543-2560 พื้นที่สีฟ้าแสดงช่วงของสถานีตรวจวัด 80% ตรงกลาง[ 423 ]

ตามที่กฎหมายว่าด้วยอากาศสะอาดกำหนดไว้สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) กำหนดมาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมแห่งชาติ (NAAQS) สำหรับมลพิษที่ถือว่าเป็นอันตรายต่อสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อม มลพิษทางอากาศตามเกณฑ์ 6 ประการ ได้แก่ ฝุ่นละออง (PM และ PM ) คาร์บอนมอนอกไซด์ ตะกั่ว โอโซน ไนโตรเจนไดออกไซด์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ระดับเป้าหมายถูกกำหนดให้เป็นระดับหลัก (เพื่อปกป้องสุขภาพของประชาชน) หรือระดับรอง (เพื่อปกป้อง "สวัสดิภาพของประชาชน" เนื่องจากเป็นอันตรายต่อสัตว์ พืชผล พืชพรรณ อาคาร และทัศนวิสัยที่ลดลง) NAAQS สำหรับ PM และ PM คือ: [ 406 ]

สารมลพิษพิมพ์มาตรฐานเวลาเฉลี่ยเกณฑ์การเกินการอ้างอิงตามกฎระเบียบ
ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM ) หลัก 9.0 μg/m³ ( 12 μg/m³ ก่อนวันที่ 6 พฤษภาคม 2024) [ 424 ]ประจำปี ค่าเฉลี่ยรายปี เฉลี่ยจากระยะเวลา 3 ปี 40 CFR 50.18
มัธยมศึกษา 15 ไมโครกรัม/ ตร.ม.ประจำปี ค่าเฉลี่ยรายปี เฉลี่ยจากระยะเวลา 3 ปี 40 CFR 50.7
ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา 35 ไมโครกรัม/ ตร.ม.ตลอด 24 ชั่วโมง เปอร์เซ็นไทล์ที่ 98 เฉลี่ยในช่วง 3 ปี 40 CFR 50.18
ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM ) ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา 150 ไมโครกรัม/ ตร.ม.ตลอด 24 ชั่วโมง ไม่ควรเกินหนึ่งครั้งต่อปีโดยเฉลี่ยตลอดระยะเวลา 3 ปี 40 CFR 50.6

นอกจากนี้ รัฐ หน่วยงานท้องถิ่น และรัฐบาลชนเผ่าสามารถกำหนดมาตรฐานคุณภาพอากาศที่เข้มงวดกว่าได้ พวกเขาจำเป็นต้องพัฒนาแผนงานให้สอดคล้องกับ NAAQS เพื่อให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติด้วย[ 425 ]

แคลิฟอร์เนีย

สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งแคลิฟอร์เนียและหน่วยงานในสังกัด คือคณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศแห่งแคลิฟอร์เนีย (CARB) ได้ดำเนินการหลายครั้งเพื่อกำหนดมาตรฐานคุณภาพอากาศโดยรอบที่เข้มงวดมากขึ้น ในบางกรณี เช่น PM มาตรฐานคุณภาพอากาศโดยรอบของแคลิฟอร์เนีย (CAAQS) นั้นเข้มงวดกว่ามาตรฐานระดับชาติ[ 426 ] [ 427 ] [ 428 ]โครงการริเริ่มระดับภูมิภาค เช่น แผนการเคลื่อนย้ายสินค้าของแคลิฟอร์เนียปี 2006 มีความเชื่อมโยงกับการปรับปรุงคุณภาพอากาศและผลลัพธ์ด้านสุขภาพ[ 429 ]

ประเทศ/ภูมิภาค น.น .
ค่าเฉลี่ยรายปี ค่าเฉลี่ยรายวัน(24 ชั่วโมง) ค่าเฉลี่ยรายปี ค่าเฉลี่ยรายวัน(24 ชั่วโมง)
มาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมของแคลิฟอร์เนีย[ 427 ] [ 428 ]12 ไมโครกรัม/ ตร.ม.เอ็นเอ 20 ไมโครกรัม/ ตร.ม.50 ไมโครกรัม/ ตร.ม.

โคโลราโด

โดยทั่วไปแล้ว โคโลราโดปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมแห่งชาติ (NAAQS) สำหรับมลพิษทางอากาศตามเกณฑ์ แผนการดำเนินการของรัฐ (SIP) กำหนดขั้นตอนที่ต้องดำเนินการเพื่อบังคับใช้ NAAQS เขตปกครองที่เกินเกณฑ์สำหรับมลพิษทางอากาศตามเกณฑ์จะถูกกำหนดให้เป็น "พื้นที่ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน" คณะกรรมการควบคุมคุณภาพอากาศ (AQCC) ซึ่งได้รับการแต่งตั้งโดยผู้ว่าการรัฐและได้รับการยืนยันโดยวุฒิสภา ดูแลโครงการคุณภาพอากาศของโคโลราโด กองควบคุมมลพิษทางอากาศ (APCD) ของกรมสาธารณสุขและสิ่งแวดล้อมแห่งโคโลราโด (CDPHE) ตรวจสอบดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) และรายงานคุณภาพอากาศและการแจ้งเตือนด้านสุขภาพรายวัน สภาคุณภาพอากาศระดับภูมิภาค (RAQC) เป็นหน่วยงานวางแผนคุณภาพอากาศหลักสำหรับพื้นที่มหานครเดนเวอร์ตั้งแต่ปี 1989 [ 430 ]

พื้นที่มหานครเดนเวอร์ เมืองหลวงของรัฐโคโลราโด เป็นที่น่าเป็นห่วงเป็นพิเศษเนื่องจากมลพิษโอโซนและอนุภาคจากอุตสาหกรรม ยานพาหนะ โรงไฟฟ้า โรงกลั่น และสนามบิน[ 430 ]ที่ตั้งของเดนเวอร์ที่เชิงเขา Rocky Mountains และสภาพอากาศในท้องถิ่นมีแนวโน้มที่จะสะสมและกักเก็บมลพิษไว้ ในฤดูหนาว อากาศเย็นมักจะตกลงมาในหุบเขาโดยมีอากาศอุ่นอยู่ด้านบน การผกผันของอุณหภูมิเช่นนี้จะดักจับอนุภาคไว้ใกล้พื้นดิน[ 431 ] สภาพอากาศร้อนและแห้งในช่วงฤดูร้อนทำให้พื้นที่นี้มีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟป่า[ 432 ]

ณ เดือนเมษายน พ.ศ. 2569 คณะกรรมการควบคุมคุณภาพอากาศแห่งรัฐโคโลราโดได้นำมาตรฐานการปล่อยมลพิษใหม่สำหรับสารปนเปื้อนในอากาศที่เป็นพิษ 5 ชนิดมาใช้ นอกเหนือจากสารที่ครอบคลุมโดย NAAQS ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เบนซีน ฟอร์มาลดีไฮด์ เอทิลีนออกไซด์ และสารประกอบโครเมียมเฮกซาวาเลนต์[ 433 ] [ 434 ] [ 435 ]

ฝุ่นละอองทั่วโลก

PM แยกตามเมือง

ความแตกต่างระหว่างระดับ PM ในอากาศในปี 2019 และ 2022 ในเมืองหลวง 70 แห่ง[ 436 ]

เพื่อวิเคราะห์แนวโน้มมลพิษทางอากาศ ผู้เชี่ยวชาญด้านอากาศได้ทำการสร้างแผนที่เมือง 480 แห่งทั่วโลก (ไม่รวมยูเครน) [ 436 ]เพื่อคำนวณระดับ PM เฉลี่ย ในช่วงเก้าเดือนแรกของปี 2019 เทียบกับปี 2022 [ 437 ]ระดับ PM เฉลี่ย ถูกวัดโดยใช้ข้อมูลดัชนีคุณภาพอากาศโลกของ aqicn.org และใช้สูตรที่พัฒนาโดย AirNow เพื่อแปลงค่า PM เป็นไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรของอากาศ ( μgm 3 )

ในบรรดาเมืองหลวง 70 แห่งที่ทำการสำรวจกรุงแบกแดดประเทศอิรัก มีผลการดำเนินงานที่แย่ที่สุด โดยระดับ PM +31.6  μg / อูลานบาตอร์ (Ulaanbaatar ) เมืองหลวงของมองโกเลีย มีผลการดำเนินงานดีที่สุด โดยระดับ PM 2.5ลง−23.4 μg/m³ ก่อนหน้านี้เคยเป็นหนึ่งในเมืองหลวงที่มีมลพิษมากที่สุดในโลก แผนปรับปรุงคุณภาพอากาศในปี 2017 ดูเหมือนจะแสดงผลลัพธ์ในเชิงบวก

จากทั้งหมด 480 เมือง เมืองดัมมามในซาอุดีอาระเบียมีผลการดำเนินงานแย่ที่สุด โดยระดับ PM +111.1 μg/m³ เมืองนี้เป็นศูนย์กลางสำคัญของอุตสาหกรรมน้ำมันของซาอุดีอาระเบีย และเป็นที่ตั้งของทั้งสนามบินที่ใหญ่ที่สุดในโลกและท่าเรือที่ใหญ่ที่สุดในอ่าวเปอร์เซีย ปัจจุบันเป็นเมืองที่มีมลพิษมากที่สุดจากการสำรวจ

ในยุโรป เมืองที่มีผลการดำเนินงานแย่ที่สุดอยู่ในสเปน ได้แก่ซาลามันกาและปาลมา โดย ระดับPM +5.1 μg/ และ+3.7 μg/m³ ตามลำดับ เมืองที่มีผลการดำเนินงานดีที่สุดคือ เมือง สโกเปียเมืองหลวงของมาซิโดเนียเหนือ โดยระดับ PM ลดลง−12.4 μg/m³ ครั้งหนึ่งเคยเป็นเมืองหลวงที่มีมลพิษมากที่สุดในยุโรป และยังคงต้องพยายามอีกมากเพื่อให้มีอากาศที่สะอาด

ในสหรัฐอเมริกาเมืองซอลต์เลคซิตี้รัฐยูทาห์ และเมืองไมอามี รัฐฟลอริดา เป็นสองเมืองที่มีระดับ PM เพิ่มขึ้นสูงที่สุด ((+1.8 μg/m³ ) . เมืองซอลต์เลคซิตี้ประสบกับปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศที่เรียกว่า 'การผกผันของอุณหภูมิ' เนื่องจากตั้งอยู่ในหุบเขา อากาศเย็นและมลพิษจะถูกกักไว้ใกล้ระดับพื้นดินใต้ชั้นอากาศที่อุ่นกว่าด้านบนเมื่อเกิดการผกผันของอุณหภูมิ ในทางกลับกันเมืองโอมาฮารัฐเนแบรสกา มีผลการดำเนินงานที่ดีที่สุดและมีปริมาณมลพิษลดลง−1.1 μg/m³ ในระดับ PM

เมืองที่สะอาดที่สุดในรายงานนี้คือเมืองซูริคประเทศสวิตเซอร์แลนด์ โดยมีระดับ PM เพียง0.5 μg/m³ ครองอันดับหนึ่งทั้งในปี 2019 และ 2022 เมืองที่สะอาดเป็นอันดับสองคือเพิร์และ PM 1.7 μg/m³ ลดลงลดลง 6.2 ไมโครกรัม/ลบ.ม. ตั้งแต่ปี 2019 ในบรรดาเมืองที่สะอาดที่สุด 10 อันดับแรก มี 5 เมืองมาจากออสเตรเลีย ได้แก่ โฮบาร์ต วูลลองกอง ลอนเซสตัน ซิดนีย์ และเพิร์ธโฮโนลูลูเป็นเมืองเดียวจากสหรัฐอเมริกาที่ติดอันดับ 10 โดยอยู่อันดับที่ 10 ด้วยระดับ...4 μg/m³ โดยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตั้งแต่ปี 2019

เกือบทั้งหมดของเมืองที่มีมลพิษมากที่สุด 10 อันดับแรกนั้นอยู่ในตะวันออกกลางและเอเชีย เมืองที่มีมลพิษมากที่สุดคือเมืองดัมมามในซาอุดีอาระเบีย โดยมีระดับ PM 155 μg/m³ เมืองลาฮอร์ในปากีสถานเป็นเมืองที่มีปริมาณสารปนเปื้อนสูงเป็นอันดับสอง98.1 μg/m³ อันดับที่สามคือดูไบซึ่งเป็นที่ตั้งของตึกที่สูงที่สุดในโลก ในสิบอันดับสุดท้ายมีสามเมืองจากอินเดีย ได้แก่ มูซาฟฟาร์นาการ์ เดลี และนิวเดลี นี่คือรายชื่อ30 เมืองที่มีมลพิษมากที่สุดตาม PM ตั้งแต่เดือนมกราคมถึงกันยายน 2022: [ 436 ]

เมืองประเทศ/ภูมิภาคค่า เฉลี่ย รายเดือนของ PM ( μg / )
2022 2019
ดัมมัมซาอุดีอาระเบีย15543.9
ลาฮอร์ปากีสถาน98.164.6
ดูไบสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์97.747.5
แบกแดดอิรัก60.529
ธากาบังกลาเทศ55.348.7
มูซาฟฟาร์นาการ์อินเดีย53.960.5
เดลีอินเดีย51.659.8
โออาซากาเม็กซิโก51.113.5
นิวเดลีอินเดีย50.154.2
มานามาบาห์เรน4843.4
ปัตนาอินเดีย47.953.5
เปชาวาร์ปากีสถาน4746.7
กาซีอาบาดอินเดีย46.656.9
ลัคเนาอินเดีย46.454.1
ฮาวาลลีคูเวต46.240.4
ฮาปูร์อินเดีย45.753.3
จันดิการ์ห์อินเดีย44.939.7
ชัยปุระอินเดีย43.540.6
กัมปาลายูกันดา42.948.3
คอร์รัมชาห์รอิหร่าน4230
โปขระ   เนปาล41.818.2
อาบูดาบีสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์40.244.7
ซีอานจีน36.640
ซูชางจีน36.441.4
ซินเซียงจีน36.346.4
อันหยางจีน36.145.9
ฉือเจียจวงจีน3644.9
ไท่หยวนจีน35.939.2
ลอนดอนตะวันออกแอฟริกาใต้35.97.1
คานธีนคร                 อินเดีย                           35.542.9

การสำรวจข้างต้นมีข้อจำกัด ตัวอย่างเช่น ไม่ได้ครอบคลุมทุกเมืองทั่วโลก และจำนวนสถานีตรวจวัดในแต่ละเมืองอาจไม่เท่ากัน ข้อมูลนี้ใช้เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น

ออสเตรเลีย

มลพิษ PM ในพื้นที่เหมืองถ่านหินในออสเตรเลีย เช่นหุบเขาลาโทรบในรัฐวิกตอเรียและภูมิภาคฮันเตอร์ในรัฐนิวเซาท์เวลส์ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วงปี 2004 ถึง 2014 โดยอัตราการเพิ่มขึ้นสูงขึ้นทุกปีตั้งแต่ปี 2010 ถึง 2014 [ 438 ]จากข้อมูลของบัญชีรายการมลพิษแห่งชาติ พบว่าการปล่อย PM , PM , โลหะ และไนโตรเจนออกไซด์ เพิ่มขึ้นควบคู่ไปกับการผลิตถ่านหินที่เพิ่มขึ้นระหว่างปี 2008 ถึง 2018 เหมืองถ่านหินคิดเป็น 42.1% ของการปล่อย PM 10 ทั่วประเทศซึ่ง % เป็น PM [ 439 ]

ออสเตรเลียก็ได้รับผลกระทบจากไฟป่ารุนแรงเช่นกัน ฤดูไฟป่าปี 2019–20 เป็นที่รู้จักในออสเตรเลียในชื่อฤดูร้อนสีดำไฟป่าขนาดใหญ่เผาผลาญพื้นที่กว่า 186,000 ตารางกิโลเมตร ก่อให้เกิดกลุ่มควันและฝุ่นละออง ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของผลึกน้ำแข็งเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีกิจกรรมฟ้าผ่าเพิ่มขึ้นถึง 270% และปริมาณน้ำฝนในพายุฟ้าผ่าเหนือทะเลแทสแมนเพิ่มขึ้น 240% [ 440 ]ฝุ่นแร่และอนุภาคควันจากการปล่อยมลพิษจากไฟป่าได้เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอนุภาคบนพื้นผิวมหาสมุทร[ 441 ]

จีน

มลพิษทางอากาศในประเทศจีนเป็นปัญหาด้านสาธารณสุขมานานแล้ว โดยคาดว่ามีส่วนทำให้มีผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรถึง 1.67 ล้านคนทั่วประเทศในปี 2020 การสัมผัสกับฝุ่นละอองเป็นปัจจัยเสี่ยงอันดับสี่ของการเสียชีวิตในประเทศ[ 442 ] PM ได้รับการระบุว่าเป็นปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดมลพิษจากฝุ่นละอองในบรรยากาศในประเทศจีน[ 443 ]

ระดับมลพิษในเมืองต่างๆ ของจีนอยู่ในระดับรุนแรงระหว่างปี 2010 ถึง 2014 ในปี 2011 ที่ปักกิ่งมีรายงานดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) ที่ "แย่มาก" ซึ่งเกิน 500 โดย 500 เป็นค่าสูงสุดตามสมมติฐานของมาตราส่วน [ 444 ] [ 445 ]เมื่อวันที่ 12 มกราคม 2013 ปักกิ่งรายงานค่า AQI สูงสุดตลอดกาลที่ "น่าตกใจ" ที่ 755 [ 445 ]ซึ่งเป็นค่าสูงสุดใน 18 จาก 24 ค่าที่วัดได้รายชั่วโมงที่ "เกินดัชนี" ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มข้นของ PM ที่886 ไมโครกรัม/ลบ.ม. ซึ่งสูงกว่าระดับที่องค์การอนามัยโลกแนะนำต่อวันในขณะนั้นมาก25 μg/m 3 . [ 446 ] [ 447 ]

ในปี 2556 จีนได้นำแผนปฏิบัติการป้องกันและควบคุมมลพิษทางอากาศมาใช้เพื่อลดระดับมลพิษ[ 411 ] นับตั้งแต่นั้นมา คุณภาพอากาศในประเทศจีนก็ดีขึ้นอย่างมากเนื่องจากมาตรการลดมลพิษทางอากาศ[ 448 ] [ 449 ] ตั้งแต่ปี 2556-2560 ความเข้มข้นเฉลี่ยรายปีของ PM ลดลง 33.3% ใน 74 เมืองใหญ่ของจีน[ 442 ]ณ ปี 2564 มวลและความเป็นพิษของ PM ก็ลดลงเช่นกัน[ 450 ] การลดลงของ PM สัมพันธ์กับการลดลงของอัตราการเสียชีวิต[ 411 ]ในปักกิ่ง ความเข้มข้นเฉลี่ยรายปีของ PM ลดลง 65.9% ตั้งแต่ปี 2556 ถึง 2567 ปักกิ่งยังสร้างสถิติในปี 2567 ด้วยจำนวนวันที่คุณภาพอากาศดี/ปานกลาง 290 วัน นับตั้งแต่เริ่มการตรวจสอบ[ 451 ] [ 452 ]

ยุโรป

แผนที่แสดงความเข้มข้นเฉลี่ยรายปีของ PM2.5 ในปี 2023 หน่วยงานสิ่งแวดล้อมแห่งยุโรป[ 453 ]

ยุโรปยังคงประสบปัญหาคุณภาพอากาศที่ไม่ดี ในปี 2021 องค์การอนามัยโลกได้เสริมความแข็งแกร่งให้กับระดับแนวทางปฏิบัติเกี่ยวกับ PM ประจำปี โดยลดแนวทางปฏิบัติที่แนะนำจาก 10 μg/m3 เหลือ 5 μg/m3 [ 109 ] [ 78 ]ในปี 2023 สำนักงานสิ่งแวดล้อมแห่งยุโรป (EEA) รายงานว่า ในขณะที่สถานีตรวจวัดเพียง 1.2% เท่านั้นที่รายงานความเข้มข้นของ PM สูงกว่าค่าจำกัดประจำปีของสหภาพยุโรป (25 μg/m3) แต่ 92% บันทึกความเข้มข้นสูงกว่าระดับแนวทางปฏิบัติประจำปีขององค์การอนามัยโลก (5 μg/m3) [ 453 ]

ยุโรปมีโครงสร้างพื้นฐานด้านการวิจัยคุณภาพอากาศที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดี มีการเก็บรวบรวมชุดข้อมูลระยะยาวของละอองลอยอินทรีย์ (OA) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของอนุภาคขนาดเล็กกว่าไมครอนทั้งหมด (PM1 ตั้งแต่ปี 2013-2019 จากทั้งพื้นที่นอกเมืองและในเมือง ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง ละอองลอยอินทรีย์ (OA) มีสัดส่วนระหว่าง 20 ถึง 90% ของมวล PM1 และระบุแหล่งที่มาของการมีส่วนร่วมได้ ตัวอย่างเช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็งมีส่วนร่วม 16% ต่อปี โดยต่ำที่สุดในช่วงฤดูร้อนและเพิ่มขึ้นเป็น 24% ในช่วงฤดูหนาว ค่าเฉลี่ยของ PM1 โดยรวมรวมถึงละอองลอยอินทรีย์ คาร์บอนดำ ไนเตรต ซัลเฟต แอมโมเนียม และคลอไรด์) อยู่ที่ 9.7 ± 7.9 ไมโครกรัม/ลูกบาศก์เมตร และโดยทั่วไปจะสูงกว่าในพื้นที่ในเมืองมากกว่านอกเมือง ในบรรดารูปแบบที่สังเกตได้ พื้นที่ในเมืองแสดงให้เห็นถึงจุดสูงสุดในช่วงเช้าและเย็นเนื่องจากการจราจรในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน ทั้งพื้นที่ในเมืองและชนบทแสดงค่าที่ลดลงในช่วงกลางวันและมีค่าสูงสุดในช่วงเย็นอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากอนุภาคจากการเผาไหม้ชีวมวลเพื่อการทำความร้อน ผลกระทบจากการจราจรลดลงในช่วงสุดสัปดาห์ การทำอาหารเพิ่มขึ้นในช่วงเย็นและสุดสัปดาห์ และการเผาไม้ (เช่น เตาย่างแบบเปิดและเครื่องทำความร้อนในบ้าน) ก็เพิ่มขึ้นในช่วงสุดสัปดาห์เช่นกัน[ 109 ]

เกาหลีใต้

ณ ปี 2017 เกาหลีใต้มีมลพิษทางอากาศที่แย่ที่สุดในกลุ่มประเทศพัฒนาแล้วในOECD (องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา) [ 454 ]จากการศึกษาที่ดำเนินการโดยNASAและNIERพบว่า 52% ของ PM ที่วัดได้ในสวนโอลิมปิก กรุงโซลในเดือนพฤษภาคมและมิถุนายน 2016 มาจากการปล่อยมลพิษในท้องถิ่น ส่วนที่เหลือเป็นมลพิษข้ามพรมแดนมาจากมณฑลซานตงของจีน (22%) เกาหลีเหนือ (9%) ปักกิ่ง (7%) เซี่ยงไฮ้ (5%) และรวมกัน 5% จากมณฑลเหลียวหนิงของจีน ญี่ปุ่น และทะเลจีนใต้[ 455 ]ในเดือนธันวาคม 2017 รัฐมนตรีสิ่งแวดล้อมจากเกาหลีใต้และจีนได้ลงนามในแผนความร่วมมือด้านสิ่งแวดล้อมจีน-เกาหลี (2018–2022) ซึ่งเป็นแผนห้าปีเพื่อร่วมกันแก้ไขปัญหาด้านอากาศ น้ำ ดิน และขยะ นอกจากนี้ยังมีการเปิดตัวศูนย์ความร่วมมือด้านสิ่งแวดล้อมในปี 2018 เพื่อสนับสนุนความร่วมมือ[ 456 ]

ประเทศไทย

PM และ PM ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงและเชื่อมโยงกับอัตราการเสียชีวิตที่สูงในประเทศไทย มีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล: ในเขตเมืองของประเทศไทย เช่น กรุงเทพฯเมืองหลวงความเข้มข้นและความเสี่ยงจากการสัมผัส PM จะสูงขึ้นในช่วงฤดูแล้งที่อากาศเย็น (ธันวาคมถึงกุมภาพันธ์) [ 457 ] [ 458 ]

ระดับ PM และความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องมักจะรุนแรงกว่าในพื้นที่ทางเหนือ เช่นเชียงใหม่[ 459 ]ภูเขาที่ล้อมรอบเชียงใหม่ขัดขวางการไหลของอากาศและทำให้เกิดการผกผันของอุณหภูมิที่ดักจับมลพิษ [ 460 ] ใน ปี 2023 เชียงใหม่ซึ่งเป็นจุดหมายปลายทางยอดนิยมของนักท่องเที่ยว ได้รับการจัดอันดับให้เป็นเมืองที่มีมลพิษมากที่สุดใน 100 เมืองทั่วโลกโดยบริษัทคุณภาพอากาศของสวิตเซอร์แลนด์[ 461 ] [ 462 ]

ในเดือนมีนาคมและเมษายน พ.ศ. 2569 หมอกควันในเชียงใหม่มีระดับ PM ที่เป็นอันตราย อันเป็นผลมาจากไฟไหม้ในช่วงฤดูเผาป่า (มกราคมถึงเมษายน) ทำให้เกิดหมอกหนาทึบและทัศนวิสัยลดลงทั่วทั้งภูมิภาค[ 463 ] [ 464 ] [ 465 ] [ 460 ]เมื่อวันที่ 30 มีนาคม พ.ศ. 2569 มีรายงานระดับ PM 188 μg/m³ [ 464 ]ระดับ อนุภาคในภาคใต้ของประเทศไทยก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อันเป็นผลมาจากการเผาเศษพืชผลทางการเกษตรแบบเปิดในประเทศไทยและประเทศเพื่อนบ้านในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้[ 466 ]

มองโกเลีย

เมืองหลวงอูลานบาตาร์ ของ มองโกเลียมีอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีประมาณ 0 องศาเซลเซียส ทำให้เป็นเมืองหลวงที่หนาวที่สุดในโลก[ 467 ] อูลานบาตาร์ตั้งอยู่ในหุบเขาแม่น้ำทูอูลล้อมรอบด้วยเทือกเขาเคนตีซึ่งสภาพเช่นนี้มักทำให้เกิดการผกผันของอุณหภูมิและดักจับมลพิษทางอากาศ การผกผันของอุณหภูมิมีความสัมพันธ์อย่างมากกับความเข้มข้นของอนุภาค[ 468 ]

การใช้ถ่านหินและไม้เป็นเชื้อเพลิงได้รับการระบุว่าเป็นแหล่งมลพิษทางอากาศที่สำคัญ[ 468 ] การให้ความร้อนส่วนใหญ่มาจากถ่านหิน ถ่านหินถูกเผาในโรงไฟฟ้า ให้ความร้อนแก่อพาร์ตเมนต์ของประชากรประมาณ 40% และในเตาในบ้านเกอร์แบบดั้งเดิม ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของประชากรอีก 60% [ 469 ] เขตเกอร์หรือชุมชนแออัดได้พัฒนาขึ้นเนื่องจากเศรษฐกิจตลาดใหม่ของประเทศและฤดูหนาวที่หนาวจัด คนยากจนในเขตเหล่านี้ปรุงอาหารและให้ความร้อนแก่บ้านไม้ของพวกเขาด้วยเตาในร่มที่ใช้ไม้หรือถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง มลพิษทางอากาศที่เกิดขึ้นมีลักษณะเฉพาะคือมีระดับของอนุภาค คาร์บอน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ เหล็ก สารหนู ตะกั่ว สังกะสี และนิกเกล ในระดับสูงมาก[ 470 ]การเผาถ่านหินยังก่อให้เกิดเถ้าลอย ซึ่งมีอนุภาคฝุ่นละเอียดใน ช่วงขนาดPM [ 471 ]

มลพิษในอูลานบาตาร์สูงกว่าในฤดูหนาวถึง 4–11 เท่าเมื่อเทียบกับฤดูอื่นๆ โดยการปล่อยมลพิษหลักจากการเผาไหม้เป็นสาเหตุสำคัญของมลพิษทางอากาศในฤดูหนาว[ 472 ] ระดับ PM สูงขึ้นในช่วงฤดูหนาว โดยเริ่มสูงขึ้นในเดือนตุลาคมและลดลงในเดือนเมษายน ในช่วงฤดูหนาวที่มีการใช้เครื่องทำความร้อนสูงสุด ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงกุมภาพันธ์ ความเข้มข้นเฉลี่ยรายชั่วโมงของ PM อาจเกิน1000 μg/m³ ซึ่งเป็นระดับอันตรายอย่างยิ่ง[ 472 ]ณ ปี 2021 องค์การอนามัยโลกแนะนำขีดจำกัด PM เฉลี่ยต่อปี ไว้ที่15 μg/m³ [ 473 ] [ 78 ] มลพิษ ทางอากาศในฤดูหนาวในอูลานบาตาร์มีความเชื่อมโยงกับการลดลงของอัตราการ ตั้งครรภ์และผลลัพธ์การคลอดบุตรตามฤดูกาล รวมถึงผลลัพธ์ด้านสุขภาพเชิงลบอื่นๆ[ 474 ]

นับตั้งแต่ปี 2010 การเติบโตอย่างรวดเร็วและรูปแบบการพัฒนาเศรษฐกิจที่ไม่สม่ำเสมอทำให้ความยากจนและมลพิษทางอากาศแย่ลง[ 475 ]มองโกเลียได้ริเริ่มโครงการหลายอย่างเพื่อปรับปรุงความพร้อมของแหล่งความร้อน เชื้อเพลิง และเตา[ 476 ] เมื่อวันที่ 15 พฤษภาคม 2019 รัฐบาลมองโกเลียได้ออกคำสั่งห้ามเผาถ่านหินดิบในอูลานบาตาร์ และให้เงินอุดหนุนถ่านหินอัดแท่งที่ผ่านการกลั่นแล้วซึ่งมีการปล่อยมลพิษต่ำกว่าเป็นเชื้อเพลิงทางเลือก ส่งผลให้มีรายงานว่า PM ลดลง 60% ในช่วงฤดูหนาวปี 2019-2020 [ 476 ]

สหรัฐอเมริกา

หลังจากมีการบังคับใช้กฎหมายอากาศสะอาดในปี 1970 คุณภาพอากาศในสหรัฐอเมริกาดีขึ้น โดยมีการลดลง 79% ในการปล่อยมลพิษรวมของสารมลพิษตามเกณฑ์และสารตั้งต้นตั้งแต่ปี 1970-2024 ตั้งแต่ปี 2000-2024 ระดับ PM ลดลง 46% (รายปี) และ 45% (24 ชั่วโมง) ในขณะที่ PM ลดลง 36% (24 ชั่วโมง) [ 477 ]

นับตั้งแต่ปี 2018 ไฟป่าเป็นแหล่งกำเนิดของอนุภาคฝุ่นละอองและโอโซนจำนวนมาก ในปี 2020 พื้นที่ 1.7 ล้านเฮกตาร์ถูกไฟไหม้ในแคลิฟอร์เนีย ในปี 2023 ไฟป่าในแคนาดาส่งผลให้เกิด "วันที่มีควัน" จำนวนมากทั่วสหรัฐอเมริกา[ 477 ] [ 478 ] [ 479 ] [ 480 ]

ดูเพิ่มเติม

ผลกระทบต่อสุขภาพ:

ที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ:

หมายเหตุ

  1. ^หรือเรียกอีกอย่างว่าฝุ่นละอองในบรรยากาศหรืออนุภาคละอองลอยในบรรยากาศ
  2. ^ PMหมายถึง ฝุ่นละอองแขวนลอย
  3. ^ ข้อจำกัด PMตั้งแต่วันที่ 21 กันยายน 2552
  4. ^ข้อ น. ตั้งแต่วันที่ 4 ธันวาคม 2549
  5. ^ ข้อจำกัด PMตั้งแต่วันที่ 27 มีนาคม 2561
  6. ^วงเงินสูงสุดต่อปี ตั้งแต่ปี 2024
  7. ^ขีดจำกัดรายวันตั้งแต่ปี 2007
  8. ^ยกเลิกข้อจำกัดรายปีในปี 2549
  9. ^ขีดจำกัดรายวันตั้งแต่ปี 1987 [ 408 ]
  10. ^ค่าเฉลี่ย 3 ปีของเปอร์เซ็นไทล์ที่ 98 รายปี

อ่านเพิ่มเติม

  • Hinds, William C.; Zhu, Yifang (2022). เทคโนโลยีละอองลอย: คุณสมบัติ พฤติกรรม และการวัดอนุภาคในอากาศ (ฉบับที่สาม). โฮโบเคน, นิวเจอร์ซีย์: ไวลีย์. ISBN 978-1-119-49404-1.
  • "น้ำหนักของตัวเลข: มลพิษทางอากาศและ PM " Undark . 9 สิงหาคม 2018. สืบค้นเมื่อ23 สิงหาคม 2025 .

ควบคุม

  • "แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับคุณภาพอากาศภายในบ้านเมื่อทำการปรับปรุงบ้าน"สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา 7 มกราคม 2558
  • "ฝุ่นละออง: เรียนรู้เกี่ยวกับผลกระทบของมลพิษจากฝุ่นละออง กฎหมายที่เกี่ยวข้องกับฝุ่นละออง และสิ่งที่คุณสามารถทำได้เพื่อจัดการกับมัน"สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งรัฐวิกตอเรีย 25 มิถุนายน 2568
  • การควบคุมฝุ่นจากการก่อสร้างด้วยระบบดูดฝุ่นแบบติดตั้งบนเครื่องมือ (ไฟล์ PDF 4 หน้า พร้อมรูปภาพ)
  • ระบบระบายอากาศเฉพาะจุด (Local Exhaust Ventilation หรือ LEV) คืออะไร? , GOV.UK
  • ควันจากการเชื่อม: ปกป้องคนงานของคุณ GOV.UK
  • ชุดฝึกอบรมเครื่องมือด้านสิ่งแวดล้อมเดือนสิงหาคม 2562 จากสมาคมก่อสร้างฮ่องกงพร้อมเคล็ดลับที่เป็นประโยชน์มากมายพร้อมภาพประกอบเกี่ยวกับการควบคุมมลพิษจากอนุภาค ( เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม 2566)

คนอื่น

  • Earth Minute ของ NASA: ฉันชื่อแอโรโซล
  • แผนที่ แสดงการกระจายตัวของ PM ทั่วโลกในปัจจุบัน | แผนที่ แสดงการกระจายตัวของ PM และ PM ทั่วโลกในปัจจุบัน | แผนที่ แสดงการกระจายตัวของ PM , PM และ PM
  • แผนที่โลกปัจจุบันแสดงความหนาแน่นเชิงแสงของละอองลอยอินทรีย์ในแสงสีเขียว
  • มลพิษทางอากาศทั่วโลก: แผนที่แสดงดัชนีคุณภาพอากาศแบบเรียลไทม์ | เกี่ยวกับเรา
  • แผนที่คุณภาพอากาศ | เกี่ยวกับเรา
  • แหล่งที่มาของอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถหายใจเข้าไปได้และอนุภาคแขวนลอยขนาดเล็ก EPD HK. * เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 21 กันยายน 2024
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Particulate_matter&oldid=1359424111 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อนุภาคฝุ่นละออง

อนุภาคฝุ่นละออง (PM) หรืออนุภาคคือ อนุภาค ขนาดเล็กของสสารแข็งหรือของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ การรวมกันของอนุภาคและอากาศเรียกว่าละอองลอย

แหล่งที่มา

ประมาณร้อยละ 90 ของมวลรวมของอนุภาคในบรรยากาศ (ตามที่ประเมินไว้ในปี 2553) มาจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟ พายุ ฝุ่น ไฟ ป่า และ ไฟ ทุ่งหญ้า พืช พรรณ และ ละอองน้ำทะเล ซึ่งปล่อยอนุภาคต่างๆ เช่น เถ้าภูเขาไฟ ฝุ่นทะเลทราย เขม่า และเกลือทะเล [ 13 ]...

แหล่งข้อมูลทั่วโลกและตามฤดูกาล

อนุภาคที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์มักมีขนาดเล็กกว่า (เช่น PM หรือ PM ) และเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างมาก [ 70 ] [ 71 ] ในระดับโลก ปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิด PM ได้แก่ การใช้พลังงานในที่อยู่อาศัย (40%) กระบวนการทางอุตสาหกรรม (11.7%) และการผลิตพลังงาน (10.

การเผาไหม้ในครัวเรือน

ณ ปี 2023 มีผู้คนมากกว่า 2.3 พันล้านคนทั่วโลก ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในประเทศกำลังพัฒนา เผา เชื้อเพลิงชีวมวล ที่ก่อให้เกิดมลพิษ เช่น ไม้ มูลสัตว์แห้ง ถ่านหินหรือ น้ำมันก๊าด เพื่อปรุงอาหารหรือให้ความร้อน ซึ่งก่อให้เกิด มลพิษทางอากาศภายในบ้าน...