ฝุ่น PM 2.5 สามารถบรรเทาได้ หากเมืองของเราเต็มไปด้วยต้นไม้

ฝุ่น PM 2.5 สามารถบรรเทาได้ หากเมืองของเราเต็มไปด้วยต้นไม้
aroonwa งานวิจัย

เป็นอีกครั้งที่เมืองไทยต้องเผชิญปัญหามลพิษทางอากาศ PM 2.5 รุนแรงเช่นเดียวกับปีก่อน ในต้นปี 2020 ค่า AQI (Air Quality Index) ที่ระดับ 170 ไปแล้วซึ่งเป็นระดับที่ส่งผลระทบต่อสุขภาพ ทั้งในระยะสั้น (หายใจไม่สะดวก เลือดกำเดาไหล) และระยะยาว (โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง โรคหลอดเลือดในสมอง โรคหัวใจขาดเลือด โรคมะเร็งปอด และโรคติดเชื้อเฉียบพลันระบบหายใจส่วนล่าง) ซึ่งอาจทำให้คนอายุสั้นลง 2 ปี หากสูดดมอากาศแบบนี้ไปนานๆ ดังนั้น เด็ก นักเรียนและคนเมืองจึงต้องเสียค่าใช้จ่ายขึ้นเพื่อซื้อหน้ากากอนามัยและเครื่องฟอกอากาศเพื่อบรรเทาผลกระทบดังกล่าว ทั้งๆ ที่ความเป็นจริง คนเราทุกคนมีสิทธิที่จะเข้าอากาศสะอาดได้อย่างเท่าเทียมกัน

ภาพด้านบน แสดงดัชนีชี้วัดคุณภาพอากาศ (AQI) ในบริเวณอาเซียน โดย AirVisual Map วันที่ 21 มกราคม 2563 ที่ผ่านมา พบว่าบริเวณประเทศไทยและกัมพูชามีการเผาในพื้นที่เกษตรและป่าเป็นวงกว้าง ทำให้ลมพัดพาเอาฝุ่นมาปกคลุมทั้วภาคกลางและภาคเหนือของประเทศไทย เมื่อเทียบกับเวียดนามที่มีพื้นที่ป่าอยู่มากและใกล้ชายฝั่ง ทำให้คุณภาพอากาศดีกว่าไทย กัมพูชาและพม่า ส่วนพื้นที่ภาคใต้ ลงมาถึงมาเลเซียจะพบว่าคุณภาพอากาศดีกว่าพื้นที่ตอนบนอย่างกรุงเทพ เนื่องจากเป็นพื้นที่ที่ฝนตกชุกและปกคลุมด้วยป่าดิบชื้นซึ่งช่วยลดการปล่อยฝุ่นละอองสู่บรรยากาศเป็นอย่างดี

จากผลกระทบดังกล่าว หลายภาคส่วนจึงเสนอมาตรการเพื่อป้องกันหรือบรรเทาปัญหา PM 2.5 อยู่หลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นการห้ามเผาในพื้นที่เกษตรและป่าไม้ การควบคุมการปล่อยควันจากโรงงานอุตสาหกรรมในพื้นที่ชนบท จำกัดการใช้รถส่วนบุคคลหรือห้ามนำรถเก่าหมดอายุหรือปล่อยควันดำออกมาวิ่งบนถนน ส่งเสริมการใช้ระบบขนส่งสาธารณะ เป็นต้น ซึ่งมาตรการฉีดพ้นละอองน้ำอาจไม่ช่วยแก้ปัญหาในระยะยาว (ซึ่งปี 2020 นี้ก็มีปัญหาขาดแคลนจากภัยแล้งเข้าซ้ำเติม)

และการปลูกต้นไม้ หรือ การสร้างพื้นที่สีเขียวในเมือง ได้ถูกหยิบยกมาพูดถึงกันมากขึ้น เนื่องจาก ต้นไม้ คือ ทรัพยากรทางธรรมชาติที่สร้างความมีชีวิตชีวาแก่ผู้พบเห็น สร้างความร่มรื่นให้แก่เมือง จนเป็นที่น่าสังเกตว่า เมืองใดที่มีต้นไม้อยู่มาก ความรุนแรงของ PM 2.5 ย่อมน้อยกว่าเมืองที่มีต้นไม้ปกคลุมน้อย สถาบันการศึกษาอย่างแห่งทั่วโลกก็หันมาทำวิจัยด้านนี้อยู่ไม่น้อย

มาเริ่มที่งานวิจัยของคุณ David J. Nowak และคณะ ในปี 2014 ที่ประเมินคุณประโยชน์ของต้นไม้และป่าไม้ในการบรรเทามลพิษทางอากาศ รวมถึงปัญหาสุขภาพของคนเมืองและคนชนบทในสหรัฐอเมริกา ในแง่ความสามารถในการลดปริมาณแก๊สพิษอย่างไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) โอโซน (O3) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (S2O) และฝุ่น PM 2.5 จากแผนที่ด้านล่างแสดงปัญหามลพิษที่ลดลง (พื้นที่สีเข้ม) ในภาคตะวันออกและพื้นที่บางส่วนทางตะวันตกและตอนกลาง เป็นที่น่าสังเกตว่า พื้นที่สีเข้มที่สุดสามารถลดก๊าซพิษและฝุ่น PM 2.5 ได้สูงถึง 4.51-8.41 ตัน ต่อ ตร.กม. จะมีพื้นที่สีเขียวปกคลุมจำนวนมาก (ภาพถ่ายดาวเทียมโดย USGS) สอดคล้องกับงานวิจัยที่เมือง Strasbourg ของฝรั่งเศสโดยคุณ Wissal Selmi และทีมงาน พบว่า พื้นที่ป่ามีความสามารถในการดูดซับแก๊สพิษและฝุ่นละออง PM 2.5 ได้สูงสุดปีละ 2.56 ตัน ต่อ เฮกตาร์ ถัดมาก็เป็นพื้นที่สวนสาธารณะ (ปีละ 1.29 ตัน) ส่วนพื้นที่แหล่งน้ำ และ พื้นที่ว่างเปล่า ลดฝุ่น PM 2.5 ได้ต่ำสุด (ปีละ 0.04 และ 0.02 ตัน ตามลำดับ) จากตารางด้านล่าง จะพบว่า พื้นที่ที่มีต้นไม้ปกคลุมเยอะจะมีความสามารถในการลดมลพิษทางอากาศได้สูง

ในด้านปัญหาสุขภาพก็เป็นผลพลอยได้เช่นกัน ทีมวิจัยได้ประเมินว่า การมีต้นไม้และป่าไม้สามารถช่วย

  • ลดอัตราการตาย (mortality) ที่เกิดจาก ฝุ่น PM 2.5 ได้ 577 ราย (คนเมือง 394 ราย และ คนชนบท 183 ราย) ซึ่งประหยัดงบประมาณที่รัฐต้องจ่ายถึง 4.488 พันล้านดอลลาร์ส
  • รองลงมา คือ โรคหลอดลมอักเสบเรื้อรัง (Chronic Bronchitis) ก็ลดได้ถึง 149 ราย คิดเป็นมูลค่าถึง 41 ดอลลาร์ส
  • ความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจเฉียบพลัน (Acute Respiratory Symptoms)
  • กล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน (Acute Myocardial Infarction)
  • อาการหอบหืดกำเริบ (Asthma Exacerbation)

และผลกระทบทางสุขภาพอื่นๆ ก็ลดลงเช่นกันดังตารางด้านล่าง โดยภาพรวม ทรัพยากรธรรมชาติมีส่วนช่วยให้สหรัฐประหยัดงบประมาณในการแก้ปัญหาสุขภาพจากฝุ่น PM 2.5 ได้ถึง 4.578 พันล้านดอลลาร์ส ต่อ ปี เลยทีเดียว

อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการดักจับฝุ่น PM 2.5 ของต้นไม้แต่ละต้นก็ไม่เท่ากัน เนื่องจากลักษณะภายนอก หรือ สัณฐานวิทยา (morphology) ที่ต่างกันนั้นเอง ในกรณีศึกษาความสามารถในการดักจับฝุ่นของพืชนั้น นักพฤกษศาสตร์จะเน้นที่ “ลักษณะของใบไม้” เป็นหลัก โดยทั่วไปจะแบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่ พืชใบกว้าง และ พืชใบเข็ม ถัดมาก็จะพิจารณาที่ทรงพุ่มหรือเรือนยอดของต้นไม้มาประกอบกัน

ใบไม้ที่มีความสามารถในการดักจับฝุ่นสูงนั้นขึ้นอยู่กับ

  1. ปริมาณพื้นผิวที่สัมผัสกับลม (มีผิวใบมาก ย่อมจับฝุ่นได้มากกว่าใบเล็ก)
  2. จำนวนช่องว่างหรือร่องบนใบไม้ (มีร่องในใบเยอะ ฝุ่นย่อมถูกจับมากกว่า)
  3. ขนที่ขึ้นอยู่บนใบไม้ (มีขนบริเวณใบเยอะ ขนใบยิ่งยาว ยิ่งจับฝุ่นได้ดี)

จากการศึกษาโดยคุณ Lixin Chen และทีมวิจัยชาวจีน พบว่าไม้สนที่มีใบเข็มมีความสามารถในการตรึงฝุ่นได้มากที่สุด เทียบกับต้นไม้ที่มีใบกว้างและผิวเรียบกลับตรึงฝุ่นได้ปริมาณต่ำที่สุด ดังนั้น ไม้สนที่ไม่มีการผลัดใบจึงเป็นตัวเลือกที่นำมาปลูกเพื่อลดผลกระทบจากปัญหาฝุ่นละอองในหลายพื้นที่ของจีน

ภาพวาดด้านบน คือ ใบและผลของต้นสนสามใบ ใบมีลักษณะเรียวยาว เป็นรูปเข็ม และกระจุกติดกันที่กาบโคนใบ ในไทยสามารถพบได้ในป่าสนเขา อาทิ อุทยานแห่งชาติภูกระดึง เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าภูหลวง หรืออุทยานแห่งดอยอินทนนท์ เป็นต้น (ภาพวาด โดย คุณปาจรีย์ อินทะชุบ หอพรรณไม้ กรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช 2553)

ภาพป่าสนเขาในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าภูหลวง ที่เต็มไปด้วยต้นสนสามใบ

ภาพวาดใบและผลของต้นก่อดำ ไม้ยืนต้นเนื้อแข็งที่มีใบกว้างเมื่อเทียบกับไม้สน ใบมีถูกเคลือบด้วยไข (wax) ใบจึงมีความมันและเรียบ ประสิทธิภาพในการดักฝุ่นละอองจึงค่อนข้างต่ำ ก่อดำสามารถพบได้ในป่าดิบชื้นลุ่มต่ำในจันทบุรีและนราธิวาส (ภาพวาด โดย คุณธัญลักษณ์ สุนทรมัฏฐ์ หอพรรณไม้ กรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช 2553)

นอกจากไม้ยืนต้นแล้ว ไม้เถาเนื้ออ่อนก็เป็นอีกตัวเลือกเช่นกัน ที่คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โดย อ.พาสินี สุนากร พัชริยา และทีมงานได้ศึกษาเปรียบเทียบความสามารถในการจับฝุ่นละอองของพรรณไม้เลื้อย โดยใช้ไม้เลื้อยในการดักกรองฝุ่นจากท้องถนนโดยใช้โครงแผงไม้เลื้อย ขนาดกว้าง 0.80 เมตร สูง 1.50 เมตร จากนั้นนําไม้เลื้อยที่มีคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาของใบที่ต่างกันได้แก่ พืชที่มีผิวใบด้าน (ต้นตําลึง) พืชที่มีผิวใบมัน (ต้นจันทน์กระจ่างฟ้า) และพืชที่มีผิวใบสากมีขนปกคลุม (ต้นสร้อยอินทนิล) นํามาทดสอบการดักจับฝุ่นละอองที่มีขนาดไม่เกิน 500 ไมครอนโดยการใช้ตะแกรงมุ้งลวดขนาด 0.5 มม.ในการกรองฝุ่น ทดสอบในกล่องทดลองโดยใช้พัดลมดูดอากาศจําลองสภาพกระแสลม ดังภาพด้านล่าง

ผลการทดสอบพบว่าพรรณไม้เลื้อยที่มีลักษณะใบแตกต่างกันมีความสามารถต่างกันตามการปกคลุมในช่วงเวลา 3 เดือน ต้นสร้อยอินทนิล (ภาพด้านล่าง) สามารถดักจับฝุ่นได้มากถึง 63% ทั้งๆ ที่มีการปกคลุมของใบมีเพียง 44% เนื่องจากผิวใบที่สากมีขนปกคลุมทําให้เกิดแรงเสียดทานมากทําให้การดักจับฝุ่นละอองได้ดี ส่วนต้นตําลึง (พืชที่มีผิวใบด้าน) และต้นจันทร์กระจ่างฟ้า (พืชผิวใบมัน) ดักจับฝุ่นได้เพียง 57.89 และ 66.27% ทั้งๆ ที่ใบปกคลุมถึง 54.12 และ 60.76% ตามลําดับ ดังนั้น แผงไม้เลื้อยสามารถใช้กรองฝุ่นได้ดี และนำไปติดตั้งบริเวณหน้าต่างด้านริมถนนของอาคารที่อากาศระบายและถ่ายเทได้ดี และสร้างความร่มรื่นให้แก่พื้นที่ได้ไม่น้อย

ต้นสร้อยอินทนิล

กล่าวโดยสรุป คือ ต้นไม้ และ พืชใบเขียว เป็นหัวใจหลักในการลดมลพิษทางอากาศจากก๊าซพิษและฝุ่นละออง PM 2.5 ต้นไม้ที่เหมาะสมควรมีใบไม้ที่มีขนมาก มีใบไม้ปกคลุมที่หนาแน่นซึ่งจะช่วยตรึงฝุ่นให้เกาะอยู่บนผิวใบได้ดี ฝุ่นก็จะถูกชะล้างโดยน้ำฝนหรือร่วงลงสู่พื้นดิน อากาศที่สะอาดจึงขึ้นอยู่กับ “พื้นที่สีเขียว” ในเมือง

ท่านคิดว่า พื้นที่สีเขียวในเมืองของเรามีมากพอแล้วหรือยัง?  

(ภาพโดยคุณ Santirat Praeknokkaew)

References (ข้อมูลงานวิจัย และ ภาพประกอบ)