1. คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของฝุ่น PM2.5

1.1 นิยามและการจำแนกประเภท

ฝุ่น PM2.5 เป็นอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 2.5 ไมครอน หรือประมาณ 1/30 ของเส้นผมมนุษย์ ขนาดที่เล็กมากนี้ทำให้มันสามารถลอยอยู่ในอากาศได้เป็นเวลานานและแพร่กระจายไปได้ไกล ฝุ่น PM2.5 แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักตามแหล่งกำเนิด:

1. ฝุ่นปฐมภูมิ (Primary particles): เกิดจากการปล่อยโดยตรงจากแหล่งกำเนิด เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การเผาชีวมวล และการระเบิดของภูเขาไฟ
2. ฝุ่นทุติยภูมิ (Secondary particles): เกิดจากปฏิกิริยาเคมีในบรรยากาศ โดยมีสารตั้งต้นจากก๊าซอย่างซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂), ไนโตรเจนออกไซด์ (NOₓ), แอมโมเนีย (NH₃) และสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs)

1.2 องค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบทางเคมีของฝุ่น PM2.5 มีความซับซ้อนและแตกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิดและปัจจัยแวดล้อม โดยทั่วไปประกอบด้วย:

• สารอนินทรีย์: ซัลเฟต (SO₄²⁻), ไนเตรต (NO₃⁻), แอมโมเนียม (NH₄⁺), โลหะหนัก (เช่น ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท)
• สารอินทรีย์: สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง, สารประกอบอะโรมาติกหลายวง (PAHs), ไดออกซิน
• คาร์บอนดำ: เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์
• เกลือทะเล: โซเดียมคลอไรด์และแมกนีเซียมซัลเฟต
• จุลินทรีย์: แบคทีเรีย, เชื้อรา, ไวรัส, เอนโดทอกซิน

การศึกษาโดย Wang et al. (2021) พบว่าในเขตเมืองของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ฝุ่น PM2.5 มีองค์ประกอบหลักเป็นคาร์บอนอินทรีย์ (OC) และคาร์บอนดำ (BC) สูงถึง 40-50% โดยน้ำหนัก ซึ่งสะท้อนถึงแหล่งกำเนิดหลักจากการเผาไหม้ชีวมวลและการจราจร

1.3 คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ

• พื้นที่ผิวจำเพาะ (Specific surface area): ฝุ่น PM2.5 มีพื้นที่ผิวต่อหน่วยมวลสูงมาก ทำให้สามารถดูดซับสารพิษได้มาก
• ความสามารถในการละลาย (Solubility): บางส่วนของฝุ่น PM2.5 ละลายน้ำได้ ทำให้สามารถเข้าสู่ระบบเลือดผ่านถุงลมปอดได้
• คุณสมบัติทางไฟฟ้าสถิต: ฝุ่น PM2.5 มักมีประจุไฟฟ้าที่พื้นผิว ซึ่งมีผลต่อการรวมตัวและการตกสะสม