Global Trend Nitrogen Dioxide ในอากาศกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง ผลทางอ้อมจาก COVID-19
Nitrogen Dioxide ในอากาศกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง ผลทางอ้อมจาก COVID-19

Chottiwatt Jittprasong

Nitrogen Dioxide ในอากาศกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง ผลทางอ้อมจาก COVID-19

April 24, 2020

หลังจากการประกาศมาตรการควบคุมการระบาดของ COVID -19 ในหลาย ๆ ประเทศทั่วโลกโดยเฉพาะประเทศจีน ศูนย์กลางการระบาดแห่งแรกของโลกส่งผลให้คนส่วนมากอยู่แต่ในบ้านเพื่อป้องกันการ Contract เชื้อไวรัสโดยไม่จำเป็น การคมนาคมต่าง ๆ ก็ลดน้อยลงทำให้มีรถบนถนนน้อย หลาย ๆ อุตสากรรมต้องหยุดงาน ทำให้เกิด Economic Recession หรือ ภาวะถดถอยทางเศรษฐกิจทั่วโลกซึ่งส่งผลต่อปริมาณแก๊สในชั้นบรรยากาศที่เราอาจจะไม่เคยได้ยินกันเรียกว่า Nitrogen Dioxide (NO2) ซึ่งมีค่าลดลงอย่างต่อเนื่องในหลาย ๆ ประเทศโดยเฉพาะประเทศจีนและสหรัฐอเมริกา

แก๊ส Nitrogen Dioxide คืออะไร

หลาย ๆ คนเวลาพูดถึงคุณภาพอากาศก็อาจจะนึกถึงเรื่องฝุ่นเป็นอย่างแรก อย่าง PM10 และ PM2.5 แต่ยังมีอีกหลายแก๊สที่ส่งผลกระทบต่อค่าคุณภาพของอากาศที่เราไม่ได้นึกถึง เช่น Sulfur Dioxide (SO2), Carbon Monoxide (CO) และ Nitrogen Dioxide (NO2) แก๊ส Nitrogen Dioxide ก็คือแก๊สที่ประกอบไปด้วย Nitrogen และ Oxygen ตามชื่อ แก๊สนี้มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน, แก๊สธรรมชาติและ น้ำมัน ด้วยการสันดาปที่อุณหภูมิสูงซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในรถยนต์ที่มีการสันดาปเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ Nitrogen Dioxide ยังสามารถเกิดจากไฟป่าได้อีกด้วย

โมเลกุล Nitrogen Dioxide – ที่มา Wikimedia Commons

Nitrogen Dioxide เป็นแก๊สที่สามารถพบได้ทั่วไปในธรรมชาติจากชั้น Stratosphere และในชั้น Ozone ซึ่ง Nitrogen Dioxide ทำหน้าที่เป็นแก๊สเรื่อนกระจกคอยดูดซับแสงดวงอาทิตย์และช่วยควบคุมสารเคมีในชั้น Troposphere Nitrogen Dioxide ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตทางเคมีอย่าง Chemical explosives และยังถูกนำมาใช้ผลิตเป็น Oxidizer ในเชื้อเพลิงจรวดอีกด้วย เรียกว่า Red Fuming Nitric Acid (RFNA) ซึ่งถูกนำไปใช้ในจรวด Titan, โครงการ Gemini, จรวดขับดันของกระสวยอวกาศ และจรวดไร้คนขับอื่น ๆ ด้วย

แก๊ส Nitrogen Dioxide มีความเป็นพิษต่อมนุษย์สูงมากโดยถูกจัดอันดับในมาตรฐาน NFPA 704 ต่อสุขภาพที่ระดับ 3 จาก 4 ระดับ เมื่อ Nitrogen Dioxide ถูกสูดเข้าไปในปอด มันจะแพร่เข้าเยื่อบุปอดและทำปฎิกิริยากับสารเคมีใน Epithelial Lining Fluid (ELF) ตัว Nitrogen Dioxide เองไม่ได้ทำอันตรายอะไรกับร่างกายมนุษย์แต่ Metabolites ของมันหลังจากการทำปฎิกิริยากับ ELF ซึ่งก็คือสารที่ไวต่อปฎิกิริยาเรียกว่า Reactive Nitrogen Species (RNS) และ Reactive Oxygen Species (ROS) อย่างพวก Superoxide ซึ่งมีฤทธิ์ต้านจุลชีพ

การสูดดม Nitrogen Dioxide จะทำให้เกิดภาวะหลอดลมบวม (Bronchoconstriction), การอักเสบ, กดภูมิคุ้มกัน, ปอดบวม, การบวมน้ำ, etc ซึ่งอาจเกิดจากการสูด Nitrogen Dioxide เข้าไป 250-500 ppm หากมากกว่า 1000 ppm อาจเสียชีวิตจากการขาดออกซิเจนได้

ยาน Apollo จากโครงการ Apollo – Soyuz ในปี 1975 ขณะที่ยานบังคับการกำลังลงจอดบนน้ำหลังจาก Reentry แต่มี Hydrazine และ Nitrogen Tetroxide (ตระกูลเดียวกับ NO2) รั่วเข้ามาในยานบังคับการจากเชื้อเพลิงของระบบ Reaction Control System (RCS) ที่นักบินลืมปิดและเปิดทิ้งไว้ทำให้มีการยิงแก๊สจากระบบ RCS ออกมาตลอด และเมื่อยานบังคับการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศระบบจะดึงอากาศจากข้างนอกยานเข้ามาในยานเพื่อระบายอากาศ แต่เพราะว่าระบบ RCS มันเปิดทิ้งไว้ มันเลยดึงแก๊สที่ใช้ในระบบ RCS เข้ามาแทนซึ่งเป็นพิษสูงมาก

ยาน Apollo ในโครงการ Apollo – Soyuz – ที่มา NASA

ทำให้นักบินอวกาศคนนึงหมดสติส่วนอีก 2 คนสามารถส่วมหน้ากาก Oxygen ฉุกเฉินได้ทันและช่วยนักบินที่หมดสติไว้ได้ นักบินอวกาศทั้ง 3 คน ต้องรักษาตัวภายในโรงพยาบาลกว่า 2 อาทิตย์จากภาวะ Hydrazine และ Nitrogen tetroxide เป็นพิษ

การลดลงของ Nitrogen Dioxide ทั่วโลก

ระหว่างการแพร่ระบาดของ COVID-19 หลาย ๆ ประเทศเริ่มบังคับใช้มาตรการกักตัวซึ่งส่งผลให้หลาย ๆ โรงงานอุตสาหกรรมต้องหยุดทำงาน ทำให้มีกาารปล่อยแก๊สต่าง ๆ น้อยลงโดยเฉพาะแก๊ส Nitrogen Dioxide โดยใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์ TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) บนดาวเทียม Sentinel-5 ของ ESA และอุปกรณ์ OMI (Ozone Monitoring Instrument) บนดาวเทียม Aura ของ NASA

ดาวเทียม Aura ของ NASA – ที่มา NASA

จากข้อมูลของทั้งสองดาวเทียมแสดงให้เห็นการลดลงของแก๊ส Nitrogen Dioxide อย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะในประเทศจีนและอเมริกาหลังเริ่มมีการระบาดเมื่อเปรียบเทียบข้อมูลของจากปี 2019 และปี 2020 จะพบว่า NO2 มีค่าดิ่งลงเยอะมากจากการปิดระบบคมนาคมต่าง ๆ ในประเทศจีนเมื่อวันที่ 23 มกราคม 2020 ส่งผลให้แก๊สที่มาจากยานพาหนะ โรงงานไฟฟ้า โรงงานอุตสาหกรรม เมื่เปรียบเทียบข้อมูลของทั้งดาวเทียม Aura และ Sentinel-5 พบว่ามีค่าใกล้เคียงกัน โดยปกติการลดลงของ NO2 เกิดขึ้นบ่อยพอสมควรเช่น Economic Recession หรือ ภาวะถดถ่อยทางเศรษฐกิจก็มีผลทำให้ค่า NO2 ลดลงแต่ก็จะเกิดการ Rebound หรือการกระเตื้องกับเหมือนเดิม

ดาวเทียม Sentinel 5 ของ ESA – ที่มา ESA

แต่สถานการณ์การระบาดของ COVID-19 ซึ่งเริ่มตั้งแต่ต้นปี 2020 และยังไม่หยุดจนถึงทุกวันนี้จึงเกิดการ Suppress ระบบเศรษฐกิจทั้งหมดทำให้เกิด Large-scale Economic Recession เพื่อควบคุมการระบาดของ COVID-19 และจากมาตรการการ Lockdown ทำให้ เมื่อเปรียบเทียบแผนที่แก๊ส NO2 ในพื้นที่ Wuhan ของจีนในปี 2019 และปี 2020 จากข้อมูลของดาวเทียม Sentinel-5 สังกัด ESA ในเดือนเดียวกันจะเห็นได้ว่าแทบไม่เหลือแก๊ส NO2

แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide ระหว่างปี 2019 และปี 2020 ในต้นปี – ที่มา NASA/Earth Observatory

โดยปกติในช่วงวันตรุษจีนเดือนกุมภาพันธ์อย่างในปี 2019 ระดับแก๊ส Nitrogen Dioxide จะลดลงเพราะว่าคนอยู่ฉลองวันตรุษจีนที่บ้านทำให้ลดการปล่อยแก๊สจากยานพาหนะได้แต่ก็จะ Rebound กลับมาในระดับที่สูงมากเหมือนเดิมในเดือนต่อมา แต่ในปี 2020 หลังการ Lockdown ระดับแก๊ส NO2 ไม่ได้ค่อย ๆ ลดลง แต่ดิ่งลงมาที่จุดที่ต่ำที่สุดเท่าที่เคยมีมาเลย แล้วยังไม่ Rebound มากว่า 3 เดือนแล้ว

แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือประเทศจีนในเดือนมกราคม – ที่มา NASA/Earth Observatory
แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือประเทศจีนในเดือนกุมภาพันธ์ – ที่มา NASA/Earth Observatory

ส่วนในอเมริกาก็เช่นกัน อ้างอิงจากข้อมูลของ OMI ของดาวเทียม Aura ซึ่งถูกส่งไปประมวผลที่ NASA Goddard Space Flight Center แสดงให้เห็นว่าค่า Nitrogen Dioxide ในเดือนมีนาคมปี 2020 ลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเปรียบเทียบกับเดือนมีนาคมปีก่อน โดยค่าเฉลี่ยของแก๊ส Nitrogen Dioxide ลดลงกว่า 30% แต่ก็ยังไม่สามารถยืนยันค่าได้แน่ชัดเพราะว่าต้องทำการวัดบนพื้นดินด้วยเพราะดาวเทียม Aura ไม่สามารถวัดแก๊สด้วย OMI ผ่านเมฆได้จึงทำได้แค่วัดระดับแก๊สเหนือเมฆเท่านั้น ส่วนการวัดในระดับที่ต่ำกว่านั้นต้องอาศัยวันที่มีเมฆน้อยจึงจะวัดได้

แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือ New York City ในเดือนมกราคม ปี 2015 – 2019 – ที่มา NASA/Earth Data
แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือ New York City ในเดือนมกราคม ปี 2020 ที่มา NASA/Earth Data

อ้างอิงจากข้อมูลของ EOSDIS (Earth Observing System Data and Information System) World View ซึ่งเป็นหนึ่งในหน่วยงานสังเกตุการณ์ค่าแก๊ส Aerosol ในชั้นบรรยากาศของ NASA แสดงให้เห็นว่าประเทศไทยเกิดการ Rebound ของ Nitrogen Dioxide ช่วงที่เกิดไฟป่าที่เชียงใหม่ในเดือนมีนาคมทำให้ค่า Nitrogen Dioxide ทางตอนเหนือของประเทศไทย Rebound สูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัดแล้วกลุ่มแก๊ส Nitrogen Dioxide ก็ค่อย ๆ ถูกพัดไปทางตะวันออกเฉียงเหนือจากกระแสลมจากนั้นจึงค่อย ๆ สลายไปจากการลอยขึ้นไปอยู่ในชั้น Stratosphere และถูกดูดซับ

แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือประเทศไทย ในวันที่ 27 มีนาคม 2020 – ที่มา NASA/World View
แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือประเทศไทย ในวันที่ 31 มีนาคม 2020 ที่มา NASA/World View
แผนที่แก๊ส Nitrogen Dioxide เหนือประเทศไทย ในวันที่ 9 เมษายน 2020 ที่มา NASA/World View

หลังไฟป่าที่ดอยสุเทพ ค่าแก๊ส Nitrogen Dioxide จึงค่อย ๆ ลดลงเรื่อย ๆ และเริ่มกลับมาปกติในวันที่ 9 เมษายน 2020 ซึ่งค่าในปัจจุบันถือว่าน้อยมาก นอกจากนี้ไม่ใช่แค่แก๊ส Nitrogen Dioxide เท่านั้นที่ลดลง อ้างอิงจากข้อมูลของ NASA Visible Earth ฐานข้อมูล MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) แสดงให้เห็นการลดลงของค่า Aerosol Optical Depth หรือ ความลึกเชิงแสงของอนุภาคแขวนลอยในอากาศ อย่างพวก PM2.5 และ PM10 ที่ดิ่งลงมาอยู่ที่พื้นกราฟเมื่อเปรียบเทียบกับปีก่อน ๆ

แผนที่แก๊ส Aerosol Optical Depth เหนือประเทศอินเดีย – ที่มา NASA/MODIS

NASA และ ESA คาดการณ์ว่าค่าแก๊สต่าง ๆ ในชั้นบรรยากาศจะยังมีแน้วโน้มที่ดีขึ้นเรื่อย ๆ และไม่ Rebound หากหลาย ๆ ประเทศยังคงบังคับใช้มาตรการ Lockdown ต่อไปเรื่อย ๆ ซึ่งหากเราสามารถควบคุมค่าแก๊สให้ต่ำอยู่อย่างนี้ได้ เราอาจจะมีโอกาสในการปรับแก้มาตรการควบคุมมลพิษในอนาคตเพื่อรักษาค่าแก๊สอันตรายพวกนี้ไม่หากมีมากเกินไปได้ในอนาคต ทั้งนี้จากข้อมูลล่าสุดของ NASA ยังได้กล่าวอีกด้วยว่าในเดือนนี้เดือนเมษายนก็ยังไม่เกิดการ Rebound ของค่าแก๊สมาเป็นเวลา 4 เดือนแล้ว

NASA ยังวางแผนที่จะพัฒนาระบบตรวจคุณภาพอากาศในอนาคตไว้อีกด้วยอย่างภารกิจ TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring Pollution) ซึ่งออกแบบให้ตรวจค่ามลพิษต่าง ๆ รวมถึง Ozone และ NO2 ด้วย ส่วนเกาหลีใต้ก็มีแผนที่จะปล่อยดาวเทียม GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) ไปไว้ที่วงโคจรค้างฟ้า ESA ก็มีแผนที่จะปล่อย Sentinel-4 ด้วยภายในปี 2020 ซึ่งจะแทนที่ดาวเทียม Sentinel-5 สุดท้ายนี้ก้คือภารกิจ Multi-Angle Imager for Aerosols ของ JPL ที่จะถูกปล่อยในปีนี้ ซึ่งจะทำให้เราสามารถ Monitor ค่ามลพิษต่าง ๆ ได้ทุกซอกทุกมุม

กราฟแสดงค่า Aerosol Optical Depth เหนือประเทศอินเดีย – ที่มา NASA/MODIS

ถึงกระนั้นผลกระทบทางอ้อมจาก COVID-19 จะยังตามมาหลอกหลอนเราแน่นอน ทั้งภาวะ Economic Recession ที่ทุกประเทศต่างก็กลัวการเกิดของมัน โดยเฉพาะสหรัฐอเมริกา มีแน้วโน้มว่าเราอาจจะได้เห็น The Great Depression 2 หากเศรษฐกิจเรายังคง Recess ต่อไปอย่างนี้ หลังการระบาดจบลง ผู้คนไม่ต่ำกว่า 190,000 คนได้จบชีวิตลงด้วยไวรัสที่คนบางกลุ่มยกย่องว่าเป็นฮีโร่แต่ไม่เลย มันไม่ใช่ฮีโร่หลังจากการระบาดจะเกิดขยะปนเปื้อนมหาศาลจากการรักษาผู้ป่วยกว่า 2,000,000+ คน และขยะมูลฝอยอีกนับไม่ถ้วนจากการบริโภคระหว่างการ Lockdown และจุดจบของพวกมันก็เป็นที่ไหนไม่ได้นอกจากทะเล ทรัพยากรนับไม่ถ้วนเสียไปกับการหยุดการระบาดไหนจะต้องกลับมาฟื้นฟูระบบเศรษฐกิจที่ล่มไม่เป็นท่าจาก Economic recession ทำไหมคนบางคนถึงยังยกย่องว่ามันเป็นฮีโร่อยู่ มันอาจจะเป็นพระเอกได้แค่ตอนนี้แต่หลังจากนี้เราจะได้เห็นว่ามันเป็นพระเอกร้ายดี ๆ นี่เอง เพราะมันไม่ได้ฟื้นฟูโลกเราเลยแต่กลับทำลายทั้ง ๆ ที่มันแย่อยู่แล้ว

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

NASA Satellite Detect Drop in Air Pollution

Airborne Nitrogen Dioxide Plummets over China | NASA Earth Observatory

NASA GES DISC Earth Data

NASA EOSDIS Worldview

Airborne Particle Levels Plummet | NASA MODIS Visible Earth





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



In Coversation

เรื่องราวน่าสนใจที่กำลังเป็นบทสนทนา