คุณภาพอากาศและสถานการณ์หมอกควันในจังหวัดเชียงใหม่
เรียบเรียงโดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. สมพร จันทระ
ประธานคณะทำงานด้านวิชาการเพื่อสนับสนุนการแก้ไขปัญหาหมอกควันภาคเหนือ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
พื้นที่ภาคเหนือตอนบนของประเทศไทยประสบปัญหามลพิษทางอากาศ เป็นประจำทุกปี โดยมีปัจจัยหลักของปัญหา คือ ลักษณะทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ มีที่ตั้งในแอ่ง ล้อมรอบไปด้วยแนวภูเขา สภาวะอากาศที่นิ่งทำให้ฝุ่นละอองที่เกิดขึ้นสามารถแขวนลอยอยู่ในบรรยากาศได้นานโดยไม่ตกลงสู่พื้นดิน สภาวะทางอุตุนิยมวิทยา ในช่วงต้นปีประเทศไทยได้รับอิทธิพลจากร่องความกดอากาศสูงที่พาดผ่านพื้นที่ตอนบนของประเทศ ส่งผลให้หลายพื้นที่มีอากาศหนาวเย็นอย่างต่อเนื่อง สภาพความกดอากาศสูง อุณหภูมิต่ำ ก่อให้เกิดหมอกในตอนเช้า เมื่อหยดน้ำในอากาศรวมตัวกับฝุ่นละอองและสารมลพิษในอากาศเกิดเป็นลักษณะของ smog ขึ้น นอกจากนี้ยังมีการผสมตัวของอากาศในแนวดิ่งได้น้อยเนื่องจากความต่างของอุณหภูมิ (temperature inversion) ก่อให้เกิดการสะสมของมลพิษในบริเวณแอ่ง และมีแหล่งกำเนิดหลักมาจากการเผาในที่ที่โล่ง เช่น เผาเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร และไฟป่า รวมถึงมีผลจากการคมนาคมที่เพิ่มขึ้น
การเกิดหมอกควันในภาคเหนือมีแนวโน้มที่สูงขึ้น เพราะมีการเกิดไฟป่าเพิ่มมากขึ้น ทั้งในประเทศไทยและประเทศเพื่อนบ้าน ได้แก่ พม่า เวียดนาม ลาว และกัมพูชา ประกอบกับเป็นช่วงเวลาที่เกษตรกรจะทำการเผาเศษวัสดุ เพื่อเตรียมพื้นที่สำหรับทำการเกษตรในช่วงฤดูฝน จังหวัดที่ได้รับผลกระทบจากภาวะหมอกควัน ได้แก่ เชียงใหม่ เชียงราย แม่ฮ่องสอน ลำปาง ลำพูน แพร่ น่าน พะเยา และ ตาก มลพิษทางอากาศก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจ ฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศ ได้แก่ ฝุ่นขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอน (PM2.5) ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพมาก มลพิษทางอากาศบางชนิดมีความรุนแรงสูง เนื่องจากสารพิษเหล่านั้นอาจมีฤทธิ์เสริมกัน โดยเฉพาะฝุ่นและก๊าซต่างๆ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสุขภาพโดยเฉพาะในประชากรกลุ่มเสี่ยง เช่น ผู้ป่วยโรคระบบทางเดินหายใจ เด็ก และผู้สูงอายุ เป็นต้น นอกจากนี้มลพิษทางอากาศยังส่งผลกระทบต่อสภาวะเศรษฐกิจของพื้นที่ภาคเหนือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อธุรกิจการท่องเที่ยว รวมถึงบดบังทัศนวิสัยการจราจรทั้งทางบกและทางอากาศ ซึ่งพบว่ามีการยกเลิกและเลื่อนเที่ยวบินเนื่องจากทัศนวิสัยต่ำกว่าเกณฑ์ปลอดภัย จากปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นทำให้ทราบว่า ปัจจุบันปัญหามลพิษทางอากาศเป็นปัญหาที่สำคัญ และต้องการการศึกษาในเชิงลึกเพื่อหาแนวทางป้องกันและแก้ไขได้อย่างทันท่วงที
นอกจากประเด็นเรื่องปริมาณฝุ่นที่สูงเกินค่ามาตรฐานแล้วนั้น องค์ประกอบทางเคมีของฝุ่น เช่น โลหะหนัก หรือสารก่อมะเร็งกลุ่มพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ก็มีความสำคัญในการนำไปประเมินผลกระทบต่อสุขภาพ เนื่องจากมักพบความสัมพันธ์เชิงบวกของปริมาณฝุ่นละเอียดในอากาศกับปริมาณสารพิษที่เกาะติดกับฝุ่นนั้น และอาจนำมาซึ่งการเสนอดัชนีคุณภาพอากาศที่มีความก้าวหน้ามากกว่าเฉพาะการใช้ปริมาณฝุ่นหรือก๊าซในอากาศเท่านั้น ทั้งนี้เพื่อความชัดเจนในการจำแนกแหล่งกำเนิดมลพิษทางอากาศ จึงควรมีการติดตามตรวจสอบฝุ่นและสารมลพิษที่เกิดจากแหล่งกำเนิดหลัก ได้แก่ การจราจร และการเผาในที่โล่ง เพื่อให้มีความชัดเจนในการประเมินผลกระทบต่อไป
การแก้ปัญหาภาวะหมอกควันต้องอาศัยองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์บรรยากาศ เพื่อทำความเข้าใจกับการเกิดมลพิษ การเคลื่อนที่ และผลกระทบที่เกิดขึ้นทั้งในระยะสั้นและระยะยาว เช่น ผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนในพื้นที่ทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรัง ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการปล่อยฝุ่นและแอโรโซลเป็นปริมาณมากขึ้นสู่บรรยากาศอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพบรรยากาศในระยะยาว ดังนั้นการศึกษานี้จึงมุ่งหวังสร้างองค์ความรู้ใหม่ เพื่อศึกษาสมบัติและลักษณะของมลพิษที่ปล่อยจากการเผาชีวมวลในพื้นที่ที่เป็นแหล่งกำเนิดของการเผา รวมถึงแหล่งกำเนิดอื่นๆ เช่น การจราจร เพื่อให้ทราบถึงผลกระทบของฝุ่นละเอียดและองค์ประกอบทางเคมีของมัน เพื่อการวางแผนแก้ปัญหาในอนาคต
ผลกระทบด้านสุขภาพจากสถานการณ์หมอกควัน ในภาคเหนือตอนบนของไทย
สถานการณ์หมอกควันมีความสัมพันธ์กับสภาวะการเจ็บป่วยของประชากรในพื้นที่ โดยเฉพาะโรคที่เกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจ โรคผิวหนัง โรคตาอักเสบ โรคหัวใจและหลอดเลือด โดยในระยะแรกจะมีอาการระคายเคืองตา แสบตา หายใจไม่สะดวก แพ้อากาศ เป็นต้น สำหรับในประชากรกลุ่มที่มีโรคประจำตัว เช่น โรคหัวใจ โรคความดัน หอบหืด อาจจะได้รับผลกระทบมากกว่ากลุ่มอื่นๆ อย่างไรก็ตามหากสถานการณ์หมอกควันยังเรื้อรังเป็นระยะเวลานาน จะส่งผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวได้เช่นกัน ซึ่งกลุ่มโรคที่เป็นกลุ่มเฝ้าระวังจากสถานการณ์หมอกควันในภาคเหนือ ประกอบด้วย 4 กลุ่มโรค ได้แก่ กลุ่มโรคตาอักเสบ กลุ่มโรคหัวใจและหลอดเลือด กลุ่มโรคทางเดินหายใจ และ กลุ่มโรคผิวหนังอักเสบ (กลุ่มระบาดวิทยาและข่าวกรอง กลุ่มควบคุมโรคเขตเมือง สำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 1) รูปที่ แสดงจำนวนผู้ป่วยในกลุ่มโรคเฝ้าระวังในเขตจังหวัดภาคเหนือตอนบนของประเทศไทย (ยกเว้น จังหวัดตาก) ในช่วงเดือนมกราคม ถึง เมษายน ของทุกปี ระหว่าง พ.ศ. 2555 – 2560 พบว่าจำนวนผู้ป่วยในทุกๆ ปี มีแนวโน้มที่คล้ายกัน แต่ในปี 2559 มีการรายงานจำนวนผู้ป่วยเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยเฉพาะสัปดาห์ที่ 12 ซึ่งมีจำนวนผู้ป่วยสูงที่สุด โดยในช่วงดังกล่าวเป็นช่วงกลางเดือนมีนาคม และมักจะพบว่ามีค่าฝุ่น PM2.5 สูงในช่วงนั้นด้วยเช่นกัน จาก 4 กลุ่มโรคเฝ้าระวังในปี 2560 พบว่ากลุ่มโรคหัวใจและหลอดเลือดมีจำนวนผู้ป่วยสูงที่สุดประมาณ หกแสนคน รองลงมาคือ กลุ่มโรคทางเดินหายใจ โรคตาอักเสบ และโรคผิวหนังอักเสบ (รูปที่ ) ที่มาของข้อมูล: รพศ/รพท/รพช ในจังหวัด 8 แห่ง ของพื้นที่ภาคเหนือตอนบน (ระบบเฝ้าระวังผลกระทบด้านสุขภาพจากปัญหาหมอกควัน)
นอกจากนั้นกรมการอนามัยโลก (WHO) พบว่าอัตราการตายมีความสัมพันธ์กับระดับความเป็นพิษของอากาศ โดยทุกๆ 10 ไมโครกรัมของฝุ่น PM10 ที่เพิ่มขึ้น มีอัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น 0.6% ซึ่งเสียชีวิตจากโรคระบบทางเดินหายใจเพิ่มขึ้น 1.3% จากระบบหลอดเลือดเพิ่มขึ้น 0.9% และในระยะยาว 7-20 ปี อัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น 4% นอกจากนี้ ทุกๆ 10 ไมโครกรัมของฝุ่น PM2.5 ไมครอน เสี่ยงเป็นมะเร็งปอดเพิ่มขึ้น 8-14% และ ในปี 2556 ได้กำหนดให้ PM2.5 จัดอยู่ในกลุ่มที่ 1 ของสารก่อมะเร็ง (กลุ่มของสารก่อมะเร็งที่ยืนยันว่าเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์) ซึ่งเป็นสาเหตุให้ 1 ใน 8 ของประชากรโลกเสียชีวิตก่อนวัยอันควร
รูปที่ 1 จำนวนผู้ป่วยในกลุ่มโรคที่เฝ้าระวังผลกระทบต่อสุขภาพจากปัญหาหมอกควันในพื้นที่เขตสุขภาพที่ 1 ระยะเวลา 5 ปี (2555-2560)
รูปที่ 2 จำนวนผู้ป่วยในโรคที่เฝ้าระวังผลกระทบจากปัญหาหมอกควันในพื้นที่ 8 จังหวัด ภาคเหนือตอนบน ระหว่างวันที่ 1 มกราคม – 29 เมษายน 2560
สำหรับประเทศไทยพบว่าสถิติการเสียชีวิตสูงสุดของประชากร คือ โรคมะเร็งเป็นอันดับ 1 ตามด้วยโรคหลอดเลือดในสมอง ปอดอักเสบ โรคหัวใจขาดเลือด และการบาดเจ็บจากการจราจรทางถนน และจากข้อมูลกระทรวงสาธารณสุข จากการวิจัยผลกระทบมลพิษต่อสุขภาพในพื้นที่ อ.เชียงดาว จ.เชียงใหม่ พบว่า การตายรายวันและความเจ็บป่วยของประชาชน สัมพันธ์กับปัญหาหมอกควันในช่วงเดือน มีนาคม - เมษายน ปี 2559 และ 2560 และพบว่าการเพิ่มขึ้นของ PM2.5 ทุกๆ 10 ไมโครกรัม ทำให้อัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น 0.15% นอกจากนั้นการเพิ่มขึ้นของ PM10 และ PM2.5 ยังสัมพันธ์กับการนอนโรงพยาบาลที่เพิ่มขึ้นด้วย นอกจากนี้ในปี 2549-2552 ได้มีการศึกษาสถิติการรับการรักษาในห้องฉุกเฉินของโรงพยาบาลใหญ่ๆ ในตัวเมืองเชียงใหม่ พบว่าคนไข้ที่เป็นหอบหืดกับถุงลมโป่งพองกำเริบมากขึ้นในช่วงนี้ด้วยเช่นกัน (หนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจ)
สถานการณ์และการคาดการณ์ PM2.5 ในจังหวัดเชียงใหม่และพื้นที่ภาคเหนือ
1) สถานการณ์ฝุ่น PM2.5 ของจังหวัดเชียงใหม่ในช่วง 8 ปี
ข้อมูลตรวจวัดฝุ่น PM2.5 ที่สถานีศรีภูมิ เมืองเชียงใหม่ (36t) ของกรมควบคุมมลพิษ ย้อนหลัง 8 ปี (2012 – 2019) แสดงดังในรูปที่ 3 พบว่ารูปแบบของฝุ่น PM2.5 มีความคล้ายกันทุกปี โดยมีค่าเกินมาตรฐานของประเทศไทย ที่กำหนดค่าฝุ่น PM2.5 เฉลี่ย 24 ชั่วโมง ไม่เกิน 50 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ถึงเมษายน และมักจะสูงสุดในเดือนมีนาคมของทุกปี โดยมักจะสูงกว่าค่ามาตรฐานประมาณ 4-5 เท่า โดยปีที่มีค่าฝุ่นสูงสุดคือปี 2015 (พ.ศ. 2558)
รูปที่ 3 ข้อมูลตรวจวัดฝุ่น PM2.5 ที่สถานีเมืองเชียงใหม่ (36t) ของกรมควบคุมมลพิษ ย้อนหลัง 8 ปี (2012 – 2019)
2) สถานการณ์และการคาดการณ์ฝุ่น PM2.5 ปี 2563
ค่าเฉลี่ยรายวันฝุ่น PM2.5 ของเมืองเชียงใหม่จากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศของกรมควบคุมมลพิษในจังหวัดเชียงใหม่ 2 สถานี (สถานีช้างเผือก (35t) และสถานีศรีภูมิ (36t)) ระหว่างเดือนมกราคมถึงเดือนมีนาคม ปี 2563 แสดงในกราฟรูปที่ 4 พบว่ามีค่าเกินมาตรฐานของประเทศไทยที่ 50 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เกือบทุกวัน และค่าพุ่งสูงมากในวันที่ 13 – 15 มีนาคม เมื่อดูข้อมูลรายชั่วโมงพบว่าค่าฝุ่นจะสูงในช่วงเช้ามืดจนถึงจุดสูงสุดประมาณ 10 นาฬิกา แต่ในวันที่ฝุ่นมีค่าสูงมากๆ ค่าฝุ่นมักจะยังสูงต่อไปจนถึงช่วงบ่าย (รูปที่ 5)
รูปที่ 4 ค่าเฉลี่ยรายวันฝุ่น PM2.5 ของเมืองเชียงใหม่ระหว่างเดือนมกราคมถึงเดือนมีนาคม ปี 2563
รูปที่ 5 ฝุ่น PM2.5 รายชั่วโมงของเมืองเชียงใหม่ระหว่างวันที่ 9 – 14 มีนาคม ปี 2563
เมื่อนำค่าฝุ่น PM2.5 รายชั่วโมงจากสถานีของกรมควบคุมมลพิษ มาจำแนกเป็นสีตามเกณฑ์ของ US EPA ในแต่ละช่วงเวลาของวันได้ดังรูปที่ 6 พบว่าในเดือนมกราคมจนถึงครึ่งแรกของเดือนกุมภาพันธ์ ค่าฝุ่นส่วนใหญ่จะอยู่ในโซนสีเหลือง (12 - 35 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) และสีส้ม (35 - 55 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) ส่วนช่วงหลังของเดือนกุมภาพันธ์ส่วนใหญ่อยู่ในโซนสีแดง (55 - 150 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) และในเดือนมีนาคมบางวันเริ่มอยู่ในโซนสีม่วง (150 – 250 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) ซึ่งอยู่ในเกณฑ์เป็นอันตรายต่อสุขภาพมาก
รูปที่ 6 การเปลี่ยนแปลงค่าฝุ่น PM2.5 รายชั่วโมงของเมืองเชียงใหม่ ในเดือนมกราคมถึงมีนาคม 2563 ตามเวลาของวัน (ก) จากทั้งสถานี 35t
และ 36t (ข) ข้อมูลเดือนมีนาคมจากสถานี 35t
จากการใช้โมเดล HYSPLIT ดูข้อมูลการเคลื่อนที่ของมวลอากาศมายังเมืองเชียงใหม่ในเวลาย้อนหลัง 24 ชั่วโมง ของวันที่ 7, 8 และ 9 มีนาคม 2563 ดังแสดงในรูปที่ 7 (ก) พบว่ามวลอากาศที่เคลื่อนที่มาในระดับต่ำคือที่ 100 และ1,000 เมตรจากระดับพื้นดิน มาจากทิศใต้และตะวันตกเฉียงใต้ของเมือง ซึ่งหมายถึงว่าหากในทิศดังกล่าวมีแหล่งกำเนิดมลพิษ เช่น การเผาในที่โล่ง จะทำให้ค่ามลพิษในเมืองสูงขึ้น โดยจุดความร้อนที่เกิดขึ้นในช่วงวันดังกล่าวได้แสดงไว้ในรูปที่ 7 (ข)
รูปที่ 7 (ก) การเคลื่อนที่ของมวลอากาศมายังเมืองเชียงใหม่ในระยะ 24 ชั่วโมงย้อนหลังของวันที่ 7, 8 และ 9 มีนาคม 2563
(สีน้ำเงิน สีแดง และสีเขียว แทนระยะความสูงจากระดับพื้นดิน 100 เมตร 1,000 เมตร และ 5,000 เมตร) และ (ข) จุดความร้อนจากระบบ VIIRS
จากการวิเคราะห์ข้อมูลภาพถ่ายโดย สทอภ. (GISTDA) จากดาวเทียมระบบ VIIRS, Modis และ ข้อมูลลม วันที่ 14 มีนาคม 2563 พบว่า ในภาพรวมระดับนานาชาติ ประเทศกัมพูชา ลดลงอย่างต่อเนื่อง ประเทศไทย และลาว มีแนวโน้มเริ่มจะสูงขึ้น ส่วนพม่าสูงขึ้นต่อเนื่อง ภาพรวมระดับประเทศ พบว่าจุดความร้อนกระจายตัวทั่วประเทศ และมีการกระจุกตัวบริเวณภาคตะวันตก และภาคเหนือ มีจุดความร้อนทั้งประเทศ 2,465 จุด ลดลงจากวันก่อน 2,447 จุด จุดความร้อนพบมากในพื้นที่ ป่าอนุรักษ์ ป่าสงวนฯ และพื้นที่เกษตร โดยพบมากที่ เชียงใหม่ 239 จุด แม่ฮ่องสอน 225 จุดและกาญจนบุรี 211 จุดตามลำดับ ภาพรวมระดับ 9 จังหวัดภาคเหนือ พบว่ามีจุดความร้อนทั้ง 9 จังหวัดรวม 1,244 จุด ลดลงจากวันก่อน 1,363 จุด โดยพบจุดความร้อนพบมากในพื้นที่ ป่าอนุรักษ์ ป่าสงวนฯ และพื้นที่อื่นๆ โดยพบมากที่ เชียงใหม่ 239 จุด แม่ฮ่องสอน 225 จุด และตาก 198 จุดตามลำดับ (แหล่งที่มา http://fire.gistda.or.th)
จากภาพดาวเทียม สามารถสังเกตเห็นกลุ่มหมอกควันขนาดใหญ่ปกคลุมภาคเหนือและภาคกลางของประเทศไทยตลอดจนประเทศพม่า และลาว โดยภาคเหนือและภาคกลางได้รับอิทธิพลลมมาจากทิศตะวันตก และลมใต้ (แหล่งที่มา http://fire.gistda.or.th)
รูปที่ 8 ตำแหน่งจุดความร้อนและการปกคลุมของหมอกควันในพื้นที่ภาคเหนือตอนบน วันที่ 14 มีนาคม 2563
3) การคาดการณ์สถานการณ์มลพิษทางอากาศของจังหวัดเชียงใหม่
จากที่หลายจังหวัดในภาคเหนือประสบกับสถานการณ์ฝุ่น PM2.5 สูงอยู่ในระดับวิกฤติมามากกว่า 4 วันต่อเนื่องในช่วงตั้งแต่ 10 มีนาคม 63 เนื่องจากการเผาในพื้นที่ที่เพิ่มมากขึ้นอย่างมาก รวมถึงปัจจัยอื่นๆ ได้แก่ สภาพอากาศปิด ลมสงบ จากการคาดการณ์สถานการณ์โดยใช้โมเดลทางคณิตศาสตร์ทั้งแบบจำลอง The Goddard Earth Observing System Model, Version 5 (GEOS-5) ของ NASA (รูปที่ 9) และแบบจำลองควบคู่อุตุนิยมวิทยาและเคมี (Weather Research and Forecasting - Chemistry; WRF-CHEM) (รูปที่ 10) แสดงผลไปในทิศทางเดียวกันว่าสถานการณ์มลพิษทางอากาศจะยังอยู่ในระดับแย่ และจะทรงตัวไปจนถึงวันที่ 16 มีนาคม และมีแนวโน้มจะดีขึ้นในวันที่ 17 มีนาคมนี้
รูปที่ 9 ผลการคาดการณ์สถานการณ์คุณภาพอากาศระหว่างวันที่ 13-19 มีนาคม 63 โดยโมเดล GEOS-5
รูปที่ 10 ผลการคาดการณ์สถานการณ์ PM2.5 ระหว่างวันที่ 13-18 มีนาคม 63 โดยโมเดล WRF-CHEM