เล่มที่ 15
มลพิษทางอากาศ
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
การเผาไหม้เชื้อเพลิงทำให้เกิดมลพิษ

            การเผาไหม้เชื้อเพลิง ทำให้เกิดการสันดาป ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษในลักษณะต่างๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อเพลิง ที่ใช้ปฏิกิริยาพื้นฐานของการสันดาปสมบูรณ์ เมื่อมีการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สะอาด คือ

ปฏิกิริยาพื้นฐานของการสันดาปสมบูรณ์
ปฏิกิริยาพื้นฐานของการสันดาปสมบูรณ์

            ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ เป็นผลจากการเผาไหม้ และเป็นตัวการดูดซึมรังสีอินฟราเรด (คลื่นยาว) ซึ่งโลกแผ่รังสีกลับสู่บรรยากาศ ดังนั้นถึงแม้การสันดาปจะดำเนินไปอย่างสมบูรณ์ แต่ก็ย่อมทำให้โลกเก็บงำความร้อนมากยิ่งขึ้น ตามกำลังการใช้เชื้อเพลิง

แต่การสันดาปส่วนใหญ่จะมีผลิตผล นอกเหนือจากคาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ เพราะ สาเหตุหลายประการ คือ  

            ก. เชื้อเพลิงมีสารเจือปน

            เช่น มีซัลเฟอร์ปนเปื้อนในน้ำมันดิบ หรือถ่านหินอยู่ตามธรรมชาติ ในบางกรณีผู้ผลิตมีเจตนาเติมสารบางอย่างลงในเชื้อเพลิง เช่น การเติมตะกั่วอินทรีย์ลงในน้ำมันเบนซิน เพื่อเพิ่มออกแทนสำหรับเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงเกิดสารประกอบซัลเฟอร์ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เมื่อใช้ถ่านหิน หรือน้ำมันเตา และมีตะกั่วออกไซด์ ซัลเฟต และคาร์บอเนต ระบายออกสู่บรรยากาศจากท่อไอเสียของรถยนต์ ซึ่งใช้น้ำมันเบนซินแบบพิเศษ

            ข. ลักษณะเฉพาะของการสันดาป

            ยานยนต์ทั่วไปใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน (internal combustion engine) ในทางวิชาการ อาจจำแนกเป็นเครื่องยนต์แบบสี่จังหวะ ซึ่งนิยมใช้ในรถยนต์ทั่วไป และเครื่องยนต์แบบสองจังหวะ ในรถจักรยานยนต์ส่วนใหญ่ในประเทศไทย หรือจำแนกเป็นเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งรถบรรทุก และรถโดยสารส่วนใหญ่นิยมใช้ และเครื่องยนต์แบบใช้น้ำมันเบนซินในรถยนต์นั่งต่างๆ เครื่องยนต์เหล่านี้มีการจุดระเบิดภายใต้ความกดดัน ซึ่งสูงพอเหมาะ จึงก่อให้เกิดพลังงานมากเพียงพอในการขับเคลื่อนยานพาหนะ ตามเส้นทางคมนาคมทางบก น้ำ และอากาศ ตามต้องการ

เครื่องยนต์สันดาปภายในปล่อยมลสารจากส่วนของรถยนต์
ก.ระเหยจากถังน้ำมัน
ข.ระเหยจากคาร์บูเรเตอร์
ค.ไอเสียลอดเข้าเสื้อสูบและออกทางรูระบาย

            ค.การสันดาปที่ไม่สมบูรณ์

            ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ น้ำมันดิบ และเขม่าควัน ซึ่งประกอบไปด้วยเถ้าถ่าน และเชื้อเพลิงตกค้าง เป็นต้น

            นอกจากนี้มลพิษในอากาศ ยังเกิดจากกระบวนการผลิตต่างๆ ในการอุตสาหกรรม เช่น การทำเหมืองถ่านลิกไนต์ การเปิดหน้าดิน ตลอดจนการขนถ่ายดิน และถ่านลิกไนต์ ทำให้มีฝุ่นละอองฟุ้งในบริเวณใกล้เคียง หากสูดหายใจเข้าไป จะเป็นสาเหตุให้ถุงลมในปอดถูกอุดตันด้วยละอองหิน เรียกว่า โรคซิลิโคซีส การถลุงเศษเหล็กในโรงงาน ซึ่งใช้เตาหลอมไฟฟ้า นอกจากจะเกิดควันและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์แล้ว อุณหภูมิในขณะที่เกิดประกายไฟจ้าระหว่างขั้วนั้น ต้องสูงพอที่จะทำให้เหล็กหลอมละลาย (เกินกว่า ๑,๓๐๐ องศาเซลเซียส) และย่อมก่อให้เกิดก๊าซไนทริกออกไซด์ เช่นเดียวกันกับเครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น

ความสัมพันธ์ระหว่างก๊าซไฮโดรคาร์บอนและโอโซน
ความสัมพันธ์ระหว่างก๊าซไฮโดรคาร์บอนและโอโซน

            สภาวะต่างๆ ในอากาศ จะทำให้สารมลพิษเปลี่ยนรูปต่อไปได้อีก เช่น ที่กรุงลอนดอน ในสมัยหนึ่งใช้ถ่านหิน เพื่อทำความอบอุ่นภายในอาคาร ประกอบกับสภาพทางภูมิศาสตร์ และภูมิอากาศของเกาะอังกฤษ ทำให้มีหมอกปกคลุมอยู่เป็นประจำ จึงมีการรวมตัวระหว่างหมอกและเขม่าควัน เกิดเป็นหมอกควันหรือสม็อกขึ้น (fog + smoke = smog) เมืองลอสแองเจลีส มีรถยนต์จำนวนมากมาย จึงเกิดก๊าซไฮโดรคาร์บอนขึ้น ในชั่วโมงที่มียวดยานพาหนะเดินทาง โดยเร่งด่วน ภายในสามชั่วโมงหลังจากนั้น จะเกิดก๊าซโอโซน เนื่องจากปฏิกิริยา โดยอาศัยแสงแดดที่เรียกว่า โฟโตเคมิคัล ทำให้มีสม็อก (ลักษณะแบบเดียวกัน) จะสังเกตได้ว่า กรุงเทพมหานครมีสภาพการจราจร และแสงแดด ใกล้เคียงกับเมืองลอสแองเจลีส แต่จะเป็นเหตุให้เกิดมลพิษแบบเดียวกันหรือไม่นั้น เป็นเรื่องที่ต้องศึกษาต่อไป