ภาวะมลพิษที่เกิดจากการผลิตและใช้ผลิตภัณฑ์จากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์

 

 

                                         ภาวะมลพิษที่เกิดจากการผลิตและใช้ผลิตภัณฑ์จากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์

 

การนำเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ขึ้นมาใช้ ทำให้เกิดการขยายตัวทางด้านอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การกลั่นน้ำมันการแยกแก๊สธรรมชาติ การผลิตและการนำปิโตรเคมีภัณฑ์ไปใช้ การขนส่ง การทิ้งกากของเสียและขยะของสารที่ใช้แล้วอุตสาหกรรมเหล่านี้ล้วนมีผลโดยตรงต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้คุณภาพของอากาศ น้ำ และดินเปลี่ยนแปลงไป เกิดอันตรายทั้งทางตรงและทางอ้อมต่อสิ่งมีชีวิต ภาวะแวดล้อมที่ก่อให้เกิดอันตรายเรียกว่า  ภาวะมลพิษ และเรียกสารที่ก่อให้เกิดภาวะมลพิษว่า สารมลพิษ   ภาวะมลพิษด้านต่างๆ ที่สำคัญได้แก่ ภาวะมลพิษทางอากาศ ทางน้ำและทางดิน

    มลภาวะทางอากาศ
    มลพิษทางอากาศมีสาเหตุส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรมหรือในเครื่องยนต์ของยานพาหนะ การเผาถ่านหินหรือเชื้อเพลิงที่มีกำมะถันและสารประกอบของกำมะถันเป็นองค์ประกอบ จะมีแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์เกิดขึ้น เมื่อปะปนมากับน้ำฝนทำให้เกิดเป็นฝนกรด ซึ่งมีผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ ทำให้สีใบไม้ซีดจางและสังเคราะห์แสงไม่ได้ กัดกร่อนโลหะและอาคารบ้านเรือน ถ้าร่างกายได้รับแก๊สนี้จะทำให้เกิดอาการปวดเมื่อยเรื้อรัง โลหิตจาง และเป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจและปอด การเผาไหม้เชื้อเพลิงปิโตรเลียมอย่างไม่สมบูรณ์จะได้เขม่าและออกไซด์ของคาร์บอนซึ่งได้แก่
\displaystyle CO_2   และ CO นอกจากนี้ยังเกิดแก๊สอื่นๆ อีกหลายชนิดเช่น    \displaystyle SO_2NO_2 และ
\displaystyle H_2S รวมทั้งเถ้าถ่านที่มีโลหะปริมาณน้อยมากเป็นองค์ประกอบ
    \displaystyle CO_2 จะทำหน้าที่คล้ายกับผ้าห่มที่ห่อหุ้มโลกและกักเก็บความร้อนเอาไว้ ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้นที่เรียกว่าเกิดภาวะเรือนกระจก ดังรูป 12.23 ซึ่งส่งผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมอย่างมาก \displaystyle CO_2 ในบรรยากาศสามารถอยู่ได้นานเป็นสิบถึงร้อยปีโดยไม่สูญสลาย ถ้าการเผาไหม้เกิดขึ้นมาก    \displaystyle CO_2 ก็จะไปสะสมอยู่ในบรรยากาศมากขึ้น
    ในบริเวณที่มียวดยานสัญจรไปมาอย่างคับคั่งหรือการจราจรติดขัดจะมีปริมาณของแก๊ส    CO สูง แก๊สชนิดนี้เป็นแก๊สพิษที่ไม่มีสีและกลิ่น จะฟุ้งกระจายปะปนอยู่ในอากาศ เมื่อหายใจเอาแก๊ส CO เข้าไป จะรวมกับฮีโมโกลบินในเลือดเกิดเป็นคาร์บอกซีฮีโมโกลบิน ทำให้เม็ดเลือดแดงไม่สามารถรับออกซิเจนได้ตามปกติ จะเกิดอาการเวียนศีรษะ หายใจอึดอัด คลื่นไส้อาเจียน ถ้าร่างกายได้รับเข้าไปมากทันทีอาจทำให้เสียชีวิตได้
    การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ต่างๆ มีไฮโดรคาร์บอนที่เผาไหม้ไม่หมดออกมาด้วย โดยเฉพาะไฮโดรคาร์บอนที่มีโมเลกุลมีพันธะคู่จะรวมตัวกับออกซิเจนหรือแก๊สโอโซน เกิดเป็นสารประกอบแอลดีไฮด์ซึ่งมีกลิ่นเหม็นทำให้เกิดอาการระคายเคืองเมื่อสูดดม นอกจากนี้ไฮโดรคาร์บอนยังอาจเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนและไนโตรเจนไดออกไซด์ เกิดสารประกอบเปอร์ออกซีแอซีติลไนเตรต (PAN) ซึ่งเป็นพิษทำให้เกิดการระคายเคืองต่อดวงตาและระบบทางเดินหายใจ นอกจากนี้ยังมีผลต่อพืชโดยทำลายเนื้อเยื่อที่ใบอีกด้วย


                                                  

                                         เปรียบเทียบลักษณะการเกิดภาวะเรือนกระจกของโลกกับเรือนกระจกสำหรับปลูกต้นไม้

 


PAN (Peroxyacetyl nitrate)

                                                                  

มลภาวะทางน้ำ              

สาเหตุสำคัญประการหนึ่งที่ก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำคือ การใช้ปิโตรเคมีภัณฑ์ เช่น ปุ๋ยเคมี สารปราบศัตรูพืชและ

ผงซักฟอก แม้ว่าปุ๋ยเคมีและผงซักฟอกจะไม่เป็นพิษโดยตรงต่อมนุษย์แต่ก็เป็นอาหารที่ดีของพืชน้ำบางชนิด จากการศึกษาวิจัยน้ำจากแหล่งชุมชนพบว่ามีปริมาณฟอสเฟตสูงมาก ทั้งนี้เป็นเพราะน้ำทิ้งจากอาคารบ้านเรือนมีฟอสเฟตในผงซักฟอกปนอยู่ด้วย สารดังกล่าวจะกระตุ้นการเจริญงอกงามของพืชน้ำได้ดีและรวดเร็ว เมื่อพืชน้ำตาย จุลินทรีย์ในน้ำจะต้องใช้ออกซิเจนจำนวนมากในการย่อยสลายซากพืชเหล่านั้นเป็นเหตุให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลง จึงทำให้เกิดน้ำเน่าเสีย สารเคมีและวัตถุดิบมีพิษที่ใช้ในการเกษตรเพื่อเพิ่มผลผลิตในการเพาะปลูก สารกำจัดแมลงและกำจัดวัชพืช เช่น สารประกอบไนไตรต์และไนเตรต สารประกอบคลอริเนเตดไฮโดรคาร์บอน ออร์แกโนฟอสเฟต คาร์บาเมต เมื่อตกค้างอยู่ในอากาศหรือดินก็จะถูกน้ำชะล้างลงสู่แหล่งน้ำ ทำให้แหล่งน้ำในบริเวณเกษตรกรรม หรือสายน้ำที่ไหลผ่านมีสารพิษสะสมหรือปะปนอยู่ การจับสัตว์น้ำจากแหล่งน้ำในบริเวณนั้นมาบริโภคก็จะมีโอกาสได้รับพิษจากสารดังกล่าวด้วย

                น้ำมันเป็นสารอีกชนิดหนึ่งที่ก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำเมื่อน้ำมันรั่วไหลลงสู่ทะเลหรือแม่น้ำลำคลองจะเกิดคราบน้ำมันลอยอยู่ที่ผิวน้ำ คราบน้ำมันจะเป็นแผ่นฟิล์มปกคลุมผิวน้ำทำให้ออกซิเจนในอากาศไม่สามารถละลายลงไปในน้ำได้ ทำให้น้ำขาดออกซิเจน สัตว์น้ำที่อยู่ในแหล่งน้ำบริเวณนั้นๆ อาจตายได้ ตามปกติน้ำในธรรมชาติจะมีออกซิเจนละลายอยู่ประมาณ 5 - 7 ส่วนในล้านส่วน ปริมาณออกซิเจนในน้ำหรือ  DO  (Dissolved Oxygen)  จึงมีความสำคัญและจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำการบ่งชี้คุณภาพน้ำอาจทำได้ เช่น

ก. หาปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องใช้ไปในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ เรียกว่า ค่า  BOD

(Biochemical Oxygen Demand) ซึ่งจะบอกถึงปริมาณจุลินทรีย์ที่ต้องใช้ออกซิเจนในน้ำ

ก.       หาปริมาณความต้องการออกซิเจนของสารเคมีที่อยู่ในน้ำ เรียกว่า ค่า   CDO    (Chemical Oxygen

Demand) ซึ่งจะบอกถึงปริมาณของสารเคมีที่สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในน้ำ

 

  มลภาวะทางดิน

ดินเป็นปัจจัยที่สำคัญประการหนึ่งของสิ่งมีชีวิต จึงจำเป็นต้องรักษาดินให้ใช้ประโยชน์ได้นานที่สุด การกำจัดสารพิษ

ด้วยวิธีการฝังดินรวมทั้งการกำจัดขยะมูลฝอยและสิ่งปฏิกูลต่างๆ โดยการทิ้งบนดิน จะเป็นสาเหตุทำให้ดินมีสภาพไม่เหมาะสมสำหรับการเพาะปลูก และก่อให้เกิดภาวะมลพิษทางดิน ปุ๋ยเคมีและสารเคมีที่ใช้ปราบศัตรูพืชก็เป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดภาวะมลพิษทางดินได้ เครื่องมือเครื่องใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น ยางรถยนต์ พลาสติก บรรจุภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สลายตัวยาก มีความทนทานต่อน้ำแสงแดด และอากาศ จึงตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมทั้งในดินและน้ำ นักวิทยาศาสตร์จึงคิดค้นวิธีกำจัดพลาสติกที่ใช้แล้ว รวมทั้งค้นคว้าเพื่อสังเคราะห์พลาสติกชนิดใหม่ๆ ที่สามารถใช้งานได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจะเสื่อมสลายไป หรือสังเคราะห์พลาสติกที่จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้ ในปัจจุบันมีวิธีกำจัดพลาสติกที่ใช้แล้วหลายวิธีดังนี้

. ใช้ปฏิกิริยาชีวเคมี   เนื่องจากพลาสติกส่วนใหญ่มีความทนทานต่อการย่อยสลายของเอนไซม์จากจุลินทรีย์นักวิทยาศาสตร์จึงได้คิดค้นพลาสติกที่มีโครงสร้างทางเคมีที่สามารถถูกทำลายได้ด้วยเอนไซม์ของจุลินทรีย์พวกแบคทีเรียและเชื้อรา ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสซานเทค และเซลลูโลสแอซีเตต หรือการผสมแป้งข้าวโพดในพอลิเอทิลีนแล้วนำมาผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์

ข. ใช้สมบัติการละลายในน้ำ  พลาสติกบางชนิด เช่น พอลิไวนิลแอลกอฮอล์สามารถละลายในน้ำได้เมื่ออยู่ในสิ่งแวดล้อมที่มีความชื้นสูง หรืออยู่ในน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายในธรรมชาติ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นพลาสติกจะละลายได้เพิ่มขึ้น

ค. ใช้แสงแดด  นักเคมีชาวแคนาดาพบว่าการเติมหมู่ฟังก์ชันที่ไวต่อแสงอัลตราไวโอเลตเข้าไปในโซ่พอลิเมอร์ เมื่อพลาสติกถูกแสงแดดจะเกิดสารที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศทำให้พลาสติกเสื่อมคุณสมบัติ เปราะแตก และหักง่าย

ง. ใช้ความร้อน  พลาสติกพวกที่เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน เมื่อได้รับความร้อนถึงระดับหนึ่งจะสลายตัวเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ในที่สุดจะได้คาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำหรือสารอื่นซึ่งเป็นพิษปนออกมาด้วย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของพลาสติก เช่น พอลิเอทิลีนติดไฟง่าย พอลิสไตรีนเผาไหม้ให้ควันดำและเขม่ามาก ส่วนพอลิไวนิลคลอไรด์ติดไฟยากต้องให้ความร้อนตลอดเวลาและมีแก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งเป็นแก๊สพิษเกิดขึ้นด้วย การเผาเป็นวิธีกำจัดพลาสติกที่รวดเร็ว แต่มีข้อเสียคืออาจเกิดสารพิษที่ก่อให้เกิดภาวะมลพิษทางอากาศได้

จ. นำกลับมาใช้ใหม่  พลาสติกประเภทเทอร์มอพลาสติกสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยล้างทำความสะอาดแล้วนำเข้าเครื่องตัดเป็นชิ้นเล็กก่อนเข้าเครื่องอัดเม็ดเม็ดพลาสติกที่ได้จะสามารถนำไปหลอมเป็นชิ้นงานได้อีก เช่น นำไปใช้ทำโฟมกันกระแทกในการบรรจุผลิตภัณฑ์ ผสมในซีเมนต์เพื่อให้รับแรงกระแทก ใช้ถมที่ดินชายฝั่งทะเลแล้วอัดให้แน่นเพื่อสร้างที่อยู่อาศัย หรืออาจนำมาอัดให้แน่นใช้ทำเป็นอิฐหรือวัสดุก่อสร้างซึ่งเป็นวิธีที่เหมาะสมในแง่เศรษฐกิจและเป็นการสงวนทรัพยากร

นักเรียนได้ทราบปัญหาความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม การเกิดภาวะมลพิษทั้งทางอากาศ น้ำ และดินอันเป็นผลจากการใช้และพัฒนาผลิตภัณฑ์จากเชื้อเพลิง ซากดึกดำบรรพ์ซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติอันมีค่า เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับทุกประเทศในโลกโดยเฉพาะกับประเทศอุตสาหกรรม จากผลของการพัฒนาทางด้านสังคม เศรษฐกิจ และอุตสาหกรรมเพื่อสนองความต้องการของประชากรที่เพิ่มขึ้น การป้องกันเพื่อไม่ให้เกิดปัญหาดังกล่าวต้องอาศัยความร่วมมือกันตั้งแต่ระดับท้องถิ่น ประเทศและระดับโลก เนื่องจากปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นผลมาจากการกระทำของมนุษย์เป็นส่วนใหญ่ จึงเป็นหน้าที่และความรับผิดชอบของทุกๆ คนที่จะต้องช่วยกันดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมให้อยู่ในสภาพที่ดี รวมทั้งการใช้เชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์เหล่านี้อย่างประหยัดและรู้คุณค่า รวมทั้งแสวงหาแหล่งพลังงานทดแทน เพื่อการดำรงชีวิตที่มีความสุขและปลอดภัยร่วมกันตลอดไป