ให้ความสำคัญ: การจัดการ VOCs เป็นปัญหาทางวิทยาศาสตร์เป็นอันดับแรก!

Thread Content

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การควบคุมมลพิษในชั้นบรรยากาศได้รับความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะการจัดการกับสาร VOCs ซึ่งกลายเป็นประเด็นที่หลายอุตสาหกรรมให้ความสนใจ สารอินทรีย์ที่ระเหยได้ง่าย (VOCs) เป็นกลุ่มของสารประกอบที่พบได้ทั่วไปในชั้นบรรยากาศ โดยเป็นสารอินทรีย์ที่มีจุดเดือดอยู่ระหว่าง 50°C ถึง 260°C และมีความดันไอสุดท้ายที่อุณหภูมิห้องสูงกว่า 133.3 Pa ส่วนประกอบหลักของสารเหล่านี้คือไฮโดรคาร์บอน สารซัลไฟด์ และแอมโมเนีย เป็นต้น VOCs สามารถก่อให้เกิดหมอกควันทางเคมีในชั้นบรรยากาศ ซึ่งสร้างความเสียหายอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมและร่างกายมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นการแก้ไขปัญหามลพิษ PM2.5 หรือมลพิษโอโซน สิ่งสำคัญก็คือต้องมองว่านี่เป็นปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งจำเป็นต้องศึกษากลไกทางฟิสิกส์และเคมีของปฏิกิริยาของสารมลพิษต่างๆ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์มีประโยชน์อย่างมากต่อเทคโนโลยีในการบริหารจัดการและนโยบายด้านการป้องกันควบคุม ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการก่อตัวของโอโซนนั้น VOC และ NOx ไม่ได้อยู่ในความสัมพันธ์แบบเชิงเส้น แต่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างทั้งสองมากกว่า หากควบคุมเฉพาะ VOC เท่านั้น หรือควบคุมเฉพาะ NOx เท่านั้น หรืออัตราส่วนไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสม ก็จะไม่สามารถรับประกันประสิทธิภาพได้ ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า จำเป็นต้องควบคุม VOC และ NOx ร่วมกัน สถานการณ์การจัดการ VOCs และแนวโน้มทางนโยบาย เมื่อเทียบกับการกำจัดฝุ่น การกำจัดกำมะถัน และไนโตรเจนออกไซด์แล้ว VOCs มีหลายชนิด มีอุตสาหกรรมที่ปล่อยก๊าซเหล่านี้มากมาย แหล่งกำเนิดก๊าซก็กระจัดกระจายกัน ทำให้เทคโนโลยีในการจัดการมีความซับซ้อน ปัจจุบัน บริษัทที่ดูแลจัดการ VOCs ในประเทศยังคงอยู่ในสภาพที่มีขนาดเล็กและกระจัดกระจายกันอยู่ กระทรวงอุตสาหกรรมและกระทรวงการคลังได้ออก “แผนปฏิบัติการเพื่อลดปริมาณสารอินทรีย์ที่ระเหยได้ในอุตสาหกรรมสำคัญ” เมื่อไม่นานมานี้ โดยระบุว่า ภายในปี 2018 ปริมาณการปล่อยสาร VOCs ในภาคอุตสาหกรรมควรลดลงมากกว่า 3.3 ล้านตัน เมื่อเทียบกับปี 2015 นอกจากนี้ ยังมีการกำหนดแนวทางในการลดปริมาณสาร VOCs ตั้งแต่ต้นทาง ไปจนถึงการควบคุมในระหว่างกระบวนการผลิต รวมถึงการจัดการในขั้นตอนสุดท้ายด้วย นอกจากนี้ ยังมีการระบุวิธีการต่างๆ ในการลดปริมาณสาร VOCs ตั้งแต่ต้นทาง พร้อมทั้งระบุเทคโนโลยีและวิธีการจัดการในขั้นตอนสุดท้ายที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน เพื่อเป็นแนวทางในการลดปริมาณสาร VOCs ในประเทศไทย ““แผนปฏิบัติการ” ให้ความสำคัญกับการลดปริมาณสารมลพิษตั้งแต่ต้นทาง การควบคุมในกระบวนการผลิต และการจัดการสารมลพิษในขั้นสุดท้าย โดยเน้นไปที่การลดปริมาณสารมลพิษตั้งแต่ต้นทางและการควบคุมในกระบวนการผลิตมากกว่า ซึ่งนี่คือแนวโน้มในการจัดการสาร VOCs ในอนาคตของประเทศของเรา และในระดับสากลก็มีแนวคิดเช่นเดียวกัน ”หลวน จื่อเฉียง รองเลขาธิการคณะกรรมการด้านการกำจัดก๊าซเสียของสมาคมอุตสาหกรรมด้านสิ่งแวดล้อมของจีน กล่าวว่า สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความต้องการในตลาดสำหรับวัตถุดิบที่ไม่ก่อมลพิษและอุปกรณ์เทคโนโลยีสำหรับการควบคุมกระบวนการผลิต ซึ่งจะส่งผลให้อุตสาหกรรมย่อยเหล่านี้ได้รับการพัฒนาต่อไปด้วย “อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้การจัดการกับ VOCs ในขั้นสุดท้ายนั้นไม่สามารถละเลยได้เลย ” ประเภทของ VOCs VOCs ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ ที่สามารถระเหยได้ในอุณหภูมิห้อง โดยในสภาพแวดล้อมภายในอาคารทั่วไป มี VOCs มากกว่า 100 ชนิด ส่วนประกอบหลักได้แก่ สารประเภทบนเซน, สารคลอไรด์อินทรีย์, สารในกลุ่มฟรีออน, สารอินทรีย์ชนิดต่างๆ, อะมีน, แอลกอฮอล์, เอเทอร์, เอสเตอร์, กรด และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนจากน้ำมันดิบ เป็นต้น ชนิดของ VOC ที่พบได้บ่อย ได้แก่ โทลูอีน (Toluene), ไซลีน (Xylene), พารา-ไดคลอโรเบนซีน (para-dichlorobenzene), เอทิลเบนซีน (Ethylbenzene), สไตรีน (Styrene), ฟอร์มาลดีไฮด์ (Formaldehyde), และอะซีตัลดีไฮด์ (Acetaldehyde) เป็นต้น benzene, toluene, ไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่ฮาโลเจน (เช่น ไตรคลอโรเอทิลีน ไดคลอโรเอทิลีน) เป็นต้น ถูกสงสัยหรือยืนยันแล้วว่าเป็นสารก่อมะเร็ง แหล่งที่มาของสารอินทรีย์ระเหยได้ ส่วนใหญ่มาจากสารเคมี ตัวทำละลายทางเคมี ควันไอเสียจากรถยนต์ และควันไอเสียจากการเผาไหม้ สารเคมีมักพบได้ในหน่วยงานที่ผลิตและจำหน่ายน้ำมัน อุตสาหกรรมเคมี และสถานีบริการน้ำมัน เป็นต้น ส่วนตัวทำละลายทางเคมีนั้นก็มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีวิตประจำวันของเราทุกคน ไม่ว่าจะเป็นสีทาบ้าน วัสดุตกแต่งภายในบ้านและรถยนต์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ก็ล้วนอาจมีสารอินทรีย์ที่สามารถระเหยได้อยู่ด้วยกันทั้งสิ้น แหล่งกำเนิดของ VOC มีมากมาย เช่น สียี่หร่าที่ใช้ในอุตสาหกรรมยาสูบ ตัวทำละลายอินทรีย์ กาวที่ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ กลิ่นหอมของของเล่น สีทาผนัง สีทาเฟอร์นิเจอร์ และกาวต่างๆ ที่ใช้ในการตกแต่งเฟอร์นิเจอร์ อุปกรณ์ตกแต่งรถยนต์และสีที่ใช้ทารถยนต์ รวมถึงสารซักฟอก สารทำความสะอาด และสารปรับผ้านุ่มที่ใช้ในอุตสาหกรรมซักรีดด้วย เนื่องจากเป็นก๊าซที่ระเหยได้ ความแตกต่างระหว่างมันกับ PM2.5 ก็คือ VOC สามารถดมกลิ่นได้โดยตรง ประเภทของ VOC ⇒ ประเภทของมลพิษ ประเภทของ VOC ที่แตกต่างกันจะก่อให้เกิดประเภทของมลพิษที่แตกต่างกันไป VOCs ไม่เพียงแต่สามารถก่อให้เกิดโอโซนได้เท่านั้น แต่ยังเป็น “สารตั้งต้น” ของ PM2.5 อีกด้วย ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า สารอินทรีย์ต่างๆ เช่น บนเซน โทลูอีน เป็นต้น จะถูกเปลี่ยนให้กลายเป็นสารอินทรีย์ที่มีความสามารถในการระเหยได้ ผ่านกระบวนการออกซิเดชันและการรวมตัวกัน จากนั้นก็จะก่อตัวเป็นอนุภาคอินทรีย์ชนิดที่สอง และในที่สุดก็จะกลายเป็น PM2.5 กระบวนการที่ VOCs ก่อให้เกิด PM2.5 และโอโซนนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง การเกิดโอโซนนั้นค่อนข้างง่าย โดยส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ VOCs และไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ภายใต้แสงอาทิตย์ แหล่งกำเนิดของก๊าซ VOCs ในเมืองส่วนใหญ่มาจากรถยนต์ รองลงมาคือโรงงานกลั่นน้ำมันและโรงงานอุตสาหกรรมอื่นๆ นอกจากนี้ การปล่อยก๊าซ VOCs จากพืชก็ไม่ควรถูกมองข้ามเช่นกัน ส่วนที่ VOCs มีบทบาทต่อ PM2.5 นั้น เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของอนุภาคอินทรีย์ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีในชั้นบรรยากาศที่มีความซับซ้อนมาก VOC อาจมีหลายพันชนิด และกลไกในการก่อตัวของอนุภาคออร์แกนิกที่เกิดขึ้นซ้ำนั้น ซึ่งรวมถึงกระบวนการทางฟิสิกส์และเคมีนั้น ในแวดวงวิชาการยังไม่เข้าใจอย่างชัดเจนนัก ไม่ใช่แค่ในประเทศจีนเท่านั้น แต่ทั่วโลกก็เป็นเช่นนี้เหมือนกัน ในบางเมือง มลพิษหลักคือ PM2.5 ส่วนในเมืองอื่นๆ ก็คือโอโซน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีในชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ สาร VOC ที่แตกต่างกันก็จะก่อให้เกิดมลพิษในรูปแบบที่แตกต่างกันไปด้วย องค์ประกอบหลักของ VOC คือคาร์บอนอินทรีย์ ซึ่งมีทางไปได้สองทาง ทางหนึ่งคือการกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถอยู่ในชั้นบรรยากาศได้เป็นเวลานาน ส่วนอีกทางหนึ่งคือการกลายเป็นอนุภาคอินทรีย์ชนิดต่างๆ ซึ่งในที่สุดก็จะถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาของ VOC แต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันอย่างมาก และส่งผลต่อมลพิษในบรรยากาศในระดับที่แตกต่างกันไปด้วย ตัวอย่างเช่น มีเทนสามารถเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้ หรือจะเปลี่ยนเป็นอนุภาคอินทรีย์ชนิดที่สองก็ได้ แต่กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้อาจใช้เวลาหลายปี ยังมี VOC บางชนิดที่ต้องใช้เวลาหลายเดือนกว่าที่อะโรสอลของมันจะเกิดขึ้นได้ สำหรับ VOC ที่มีอัตราการตอบสนองช้าเหล่านี้ เมื่อมีการไหลเวียนของอากาศ พวกมันก็จะถูกพัดพาไปยังพื้นที่อื่นๆ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพอากาศและสภาพอากาศทั่วโลก ส่วน VOC บางชนิดในชั้นบรรยากาศที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูง จะก่อให้เกิดอนุภาคออร์แกนิกขนาดเล็กขึ้นมาอย่างรวดเร็วในบริเวณนั้น เช่น สารอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์ จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่รวดเร็วมาก การทดลองและการสังเกตการณ์จำนวนมากได้พิสูจน์แล้วว่า ก๊าซที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์มีส่วนสำคัญอย่างมากต่อการก่อให้เกิดอนุภาคอินทรีย์ในเมือง ส่วน VOC ที่เกิดขึ้นจากโรงกลั่นน้ำมันนั้น ส่วนใหญ่เป็นสารอะโรเมติกที่มีโครงสร้างเป็นสายคาร์บอนคู่ขนาดเล็ก ซึ่งมีความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาสูง ทำให้เกิดโอโซนได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีส่วนสำคัญในการก่อให้เกิดโอโซน แต่สำหรับการก่อให้เกิดอนุภาคอินทรีย์ชนิดที่สองนั้น แทบไม่มีส่วนร่วมเลย ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ฮิวสตันของสหรัฐอเมริกา มีโรงกลั่นน้ำมันมากกว่าในปักกิ่ง ดังนั้นปัญหามลพิษ PM2.5 จึงไม่รุนแรงนัก ในปัจจุบัน สิ่งที่จำเป็นต้องควบคุมโดยเร่งด่วนก็คือ VOC ที่สามารถเปลี่ยนเป็นอะโรมาสในชั้นบรรยากาศได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น การศึกษาเกี่ยวกับ VOC จึงจำเป็นต้องมีความละเอียดมากขึ้น และต้องมีการควบคุมแบบแยกประเภทไปตามลักษณะของ VOC นั้น หากไม่แยกประเภท ก็จะไม่สามารถทราบได้ว่า VOC แต่ละชนิดมีส่วนทำให้เกิดมลพิษมากน้อยเพียงใด ซึ่งจะทำให้การแก้ไขปัญหามลพิษเป็นไปอย่างไร้ทิศทาง