ทำความรู้จัก….ฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
ฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน ที่เราสามารถพบเจอได้นั้น มาจาก 2 แหล่งกำเนิด คือ
- ธรรมชาติสร้างขึ้น
- มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งจะอยู่ในรูปของอนุภาคของแข็ง หรือ เป็นหยดละอองของเหลวแขวนลอยกระจายในอากาศ
เราสามารถแบ่งฝุ่นละอองตามขนาดออกได้เป็น 4 ช่วง ได้แก่
- ฝุ่นละอองรวม (Total Suspended Particulate: TSP) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 100 ไมครอน(1 ไมครอน เท่ากับ 0.000001 เมตร)
- ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 10 ไมครอน (PM10) ซึ่งขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผม
- ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน (PM2.5) ซึ่งขนาดเทียบเคียงกับขนาดของเชื้อโรคบางชนิด
- ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 1 ไมครอน (PM1) ซึ่งขนาดเทียบเคียงกับ อนุภาคจากการเผาไหม้ แบคทีเรีย และไวรัส
โดยที่ ฝุ่นละอองขนาดเล็ก จะมีน้ำหนักเบาถูกทำให้ลอยได้ง่ายและจะตกลงสู่พื้นได้ช้ากว่าฝุ่นละอองขนาดใหญ่ เพราะ ฝุ่นละอองขนาดเล็กมีน้ำหนักหรือมวลน้อยกว่าจึงทำให้ถูกแรงโน้มถ่วงของโลกกระทำน้อยกว่า เป็นเหตุให้มันสามารถลอยอยู่ในอากาศได้นานกว่าฝุ่นละอองขนาดใหญ่
ผลกระทบจากฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
ตามที่องค์การอนามัยโลก (WHO) ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้สังเกตการณ์ด้านสาธารณสุขระหว่างประเทศได้กล่าวไว้อย่างชัดเจนเกี่ยวกับ อันตรายของอนุภาคขนาดเล็ก (PM) ซึ่งปัจจุบันมีการคาดการณ์ว่ามลพิษทางอากาศอาจเป็นสาเหตุของการเสียชีวิต ก่อนวัยอันควร และถือเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สูงที่สุดสำหรับการเสียชีวิตทั่วโลก และเมื่อยิ่งพิจารณาลึกลงไปเราจะมองเห็นว่า ฝุ่นยิ่งเล็ก ยิ่งเสี่ยงสูง ปัจจุบันการตรวจวัดและการตรวจสอบจึงลงมาที่ฝุ่นขนาดเล็กระดับ PM1 หรือฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
ฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
การเดินทางของฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน จะสามารถเดินทางไปยังบริเวณที่ลึกที่สุดของปอดได้ และยังสามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของถุงลม และ เข้าสู่กระแสเลือดได้, สามารถทำลายผนังด้านในของหลอดเลือดแดงได้ จะทำให้สามารถเข้าสู่เนื้อเยื่อในระบบหัวใจและหลอดเลือดและอาจแพร่กระจายไปยังอวัยวะต่างๆได้
ดังนั้น เมื่อเราสูดหายใจอากาศที่มีฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน ที่อยู่ในกลุ่มอันตราย เช่น น้ำมัน เหล็ก ถ่านหิน พลาสติก ฯลฯ ก็จะยิ่งเพิ่มผลกระทบ และ ปัจจัยเสียงที่จะได้รับอันตราย ทั้งในระยะสั้นและระยะยาวได้โดยที่เราไม่รู้ตัว เช่น โรคภูมิแพ้อากาศ โรคมะเร็ง โรคปอด …
เทคโนโลยี กับ อนุภาคขนาดนาโน
นาโนเทคโนโลยีจึงมีบทบาทสำคัญในการเกื้อหนุนอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ทั้งอุตสาหกรรมเคมี รถยนต์ ก่อสร้าง อิเล็กทรอนิกส์ การแพทย์ การเกษตร พลังงานและสิ่งแวดล้อม ตลอดจนการนำเทคโนโลยีนาโนไปใช้ในการผลิตวัคซีนป้องกันโควิด ดังเช่น วัคซีนชนิดสารพันธุกรรม mRNA ที่ทั่วโลกยอมรับว่าเป็นวัคซีนที่มีประสิทธิภาพ สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ดี ที่อาศัยนาโนพาร์ทิเคิล (Nanoparticle) เป็นตัวส่ง mRNA เข้าสู่เซลล์เป็นต้น
สำหรับประโยชน์จากการใช้ฝุ่นขนาดเล็กระดับนาโน ก็จะยกตัวอย่าง ทางการแพทย์ เช่น การใช้ยาพ่นที่ออกมาเป็นฝุ่นละอองขนาดเล็กผ่านชุดหน้ากากพ่นยาละอองขนาดเล็ก (Nebulizer) ก็จะสามารถทำให้ตัวยาสามารถแทรกซึมเข้าไปในจุดที่เราต้องการที่จะรักษาได้โดยตรง และ ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ดีมากกว่าการได้รับยาทานแบบปกติ
ทำไมจะต้องทำการวัดและจำแนกฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีถูกนำมาใช้ให้เป็นประโยชน์อย่างกว้างขวาง แต่ในขณะเดียวกัน ฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโนเมตรที่พบในสิ่งแวดล้อม หรือการดำเนินชีวิตประจำวัน ก็ส่งผลกระทบต่อสุขภาพ และสิ่งแวดล้อม
ยกตัวอย่าง จากการศึกษา อนุภาคของละอองขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กกว่า 50 นาโนเมตร ที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ ส่งผลให้พายุฝนฟ้าคะนองในป่าฝนอเมซอนทวีความรุนแรงเพิ่มมากขึ้น โดยข้อมูลดังกล่าว จิเวน แฟน และทีมงาน ได้เก็บข้อมูลที่ป่า อเมซอนบริเวณที่ติดกับ “เมืองมาเนาส์” ทางตอนเหนือของประเทศบราซิล ซึ่งเป็นเมืองหลวงของรัฐอามาโซนัส
จากบทความข้างต้น หากเราไม่สามารถทำการวัดและจำแนกฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโนได้นั้น เราจะไม่สามารถบอกได้เลยว่า ตัวแปรสำคัญต่าง ไม่ว่าจะเป็นช่วงขนาดของอนุภาค และ ปริมาณของอนุภาค นั้นมีผลการงานวิจัยมากน้อยขนาดไหน และ ก็จะไม่สามารถหาคำตอบเพื่อใช้ในการพัฒนาองค์ความรู้เกี่ยวกับ ฝุ่นละอองขนาดเล็กขนาดนาโน ที่จะมีผลกระทบในหลายๆ ด้าน เช่น ด้านสิ่งแวดล้อม, สุขภาพ และ สภาพอากาศ…
เครื่องมือสำหรับใช้วัดฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน
สำหรับเครื่องมือที่จะแนะนำสำหรับงานวัดฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโนนั้น ควรใช้เป็นวิธีการนับจำนวน และ วิเคราะห์หรือแยกขนาดได้ เนื่องจากเป็นฝุ่นขนาดเล็กมาก การวัดโดยมวล หรือน้ำหนักอาจมองไม่เห็นผลกระทบที่ชัดเจน
เราจะขอแนะนำเป็นเครื่องมือรุ่น TSI 3910 + TSI 3330 ด้วยคุณสมบัติ
- เป็นเครื่องมือที่สามารถนับจำนวนและแยกขนาดได้ในช่วง 10 – 10,000 นาโนเมตร ซึ่งครอบคลุม ช่วง PM1 – PM10
- ใช้งานง่าย เพียงเปิดเครื่องและกดปุ่มสั่งทำงานบนหน้าจอสัมผัส ก็สามาถวัดได้ทันที
- สามารถทำงานแบบเคลื่อนย้ายสถานที่ได้ เพราะ น้ำหนักเบา, สามารถทำงานได้ด้วย Battery และ บันทึกข้อมูลลงบนตัวเครื่องมือได้
- มีความน่าเชื่อถือสูง เพราะเป็นเครื่องมือ ที่นักวิจัยทั่วโลกใช้งานและยอมรับ มี Paper งานวิจัยอ้างอิงหลายฉบับ
- ดูแลและให้บริการด้วย บริษัทอินโนเวทีฟ อินสทูรเมนต์ ซึ่งตัวแทนจำหน่ายที่มีศูนย์ซ่อมและสอบเทียบในประเทศ
สรุป
นาโนเทคโนโลยีถูกสนับสนุนให้ใช้มากขึ้น ในขณะเดียวกันก็เริ่มค้นพบผลกระทบกับสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ปัจจุบันงานสำหรับ ฝุ่นละอองขนาดเล็กระดับนาโน มีการศึกษาวิจัยมากขึ้นตามการเติบโตของเทคโนโลยี เพื่อที่ทุกคนจะได้เข้าใจถึงผลกระทบ และสามารถนำเทคโนโลยีไปใช้ได้อย่างปลอดภัยมากที่สุด
อ้างอิง จากบทความ
บทความจาก สมาคมฟิสิกส์ไทย เรื่อง “อนุภาคนาโนช่วยเพิ่มพลังให้กับพายุ” (27-10-2020) เรียบเรียงโดย ธนกร มณีอินทร์ และ สรายุทธ์ พานเทียน สาขาวิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏเทพสตรี
[1] R. A. Houze Jr. “Cloud Dynamics” .Elsevier/Academic Press, ed. 2, (2014).
PM1 – จุดมุ่งเน้นใหม่เพื่อปกป้องสุขภาพของมนุษย์ – https://www.camfil.com/
https://thestandard.co/nano-technology-changing-thai-agriculture/