การประยุกต์ใช้แบบจำลองการแพร่กระจายฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน (PM2.5) จากภาคการจราจรบริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Abstract

กรุงเทพมหานครเมืองหลวงของประเทศไทยประสบปัญหาฝุ่นละอองขนาด 2.5 ไมครอน (PM2.5) เกินค่ามาตรฐานในบรรยากาศมาเป็นระยะเวลานานกว่า 10 ปี ซึ่งส่งผลเสียต่อสุขภาพของประชาชน ภาพลักษณ์และส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจ จึงเป็นที่มาของงานวิจัยนี้ในการใช้แบบจำลอง AERMOD ในการจำลองการแพร่กระจายของความเข้มข้นของฝุ่นละออง PM2.5 เพื่อศึกษาสภาวการณ์ของฝุ่นละออง PM2.5 ในปี พ.ศ.2561-2563 บริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กำหนดขอบเขตพื้นที่ 2.5 กิโลเมตร x 2.5 กิโลเมตร มีการนำเข้าข้อมูลแหล่งกำเนิดมลพิษสู่แบบจำลองที่ประกอบไปด้วย แหล่งกำเนิด PM2.5 จากการจราจรที่แบ่งตามประเภทรถยนต์จากรายงานสถิติการจราจร ซึ่งมีทั้งข้อมูลการจราจรภาคพื้นดินและการจราจรบนทางพิเศษ การกำหนดความผันแปรปริมาณจราจรจำแนกตามประเภทยานพาหนะนั้นวิเคราะห์ข้อมูลจากวิดีโอกล้อง CCTV บริเวณถนนบรรทัดทองเป็นเวลา 7 วันตลอด 24 ชั่วโมง นอกจากนี้ได้กำหนดปริมาณ PM2.5 ที่พัดพามาจากนอกพื้นที่ศึกษาที่เจาะจงตามข้อมูลทิศทางลมรายชั่วโมงและข้อมูลตรวจวัด PM2.5 จากสถานีในบริเวณต้นลม ผลที่ได้ในปี พ.ศ.2561-2563 พบว่าข้อมูลในปี พ.ศ.2563 มีความแม่นยำมากที่สุด โดยปี พ.ศ.2563 พบว่าที่ค่าสูงสุดความเข้มข้น PM­2.5 เฉลี่ย 1 ชั่วโมง (Hotspot) อยู่บริเวณแยกพงษ์พระราม ที่ความเข้มข้นเท่ากับ 343.68 µg/m3 ตามลำดับ โดยมีสัดส่วนของแหล่งกำเนิดมลพิษ (Source contribution) มาจากการจราจรภาคพื้น 7.68 µg/m3 (2.21%) จากทางพิเศษ 302.08 µg/m3 (87.90%) และจากการพัดพาของ PM2.5 นอกพื้นที่ศึกษา 34 µg/m3 (9.89%) และสัดส่วนของแหล่งกำเนิดมลพิษจากประเภทของยานพาหนะทั้ง 4 ประเภท พบว่ามาจากรถยนต์ประเภท Personal car 112.97 µg/m3 (32.87%) Light duty 3.64 µg/m3 (1.06%) Heavy duty 192.68 µg/m3 (56.07%) Other vehicle 0.39 µg/m3 (0.11%) และการพัดพาของ PM2.5 นอกพื้นที่ศึกษา 34 µg/m3 (9.89%) จากการวิเคราะห์พบว่าที่แยกพงษ์พระรามมีจำนวนวันที่ PM2.5 เฉลี่ย 24 ชั่วโมงเกินค่ามาตรฐานในบรรยากาศที่ 50 µg/m3 เท่ากับ 84 วัน การทดสอบแบบจำลองโดยเปรียบเทียบผลกับข้อมูลตรวจวัด PM­2.5 ในพื้นที่ศึกษา ทั้งจากสถานีตรวจวัดกรมควบคุมมลพิษและจากข้อมูลเซนเซอร์ ผลทดสอบแบบจำลองอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ โดยจะแสดงตัวอย่างบริเวณจุดรับมลพิษบริเวณโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ที่มีค่าดัชนี FB = 0.22, R = 0.94, FAC2 = 0.99, และ NMSE = 0.08 นอกจากนี้ยังได้พิจารณาเปรียบเทียบในลักษณะ Q-Q plot ซึ่งข้อมูลเรียงตัวใกล้เคียงเส้นความชัน 1:1 ซึ่งดัชนีทางสถิติต่าง ๆ แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองมีความสามารถในการจำลองที่ดี ในงานวิจัยนี้ได้มีการสาธิตใช้ฉากทัศน์การจัดการแหล่งกำเนิดมลพิษที่ทบทวนจากแผนปฏิบัติการขับเคลื่อนวาระแห่งชาติ “การแก้ไขปัญหามลพิษด้านฝุ่นละออง” ของประเทศไทย โดยคัดเลือกมาตรการสำคัญมาศึกษา ได้แก่ ประเด็นมาตรฐานเชื้อเพลิง EURO 6 และการส่งเสริมการเปลี่ยนวิธีการเดินทาง ซึ่งพบว่ามาตรการเปลี่ยนมาตรฐานเชื้อเพลิง EURO 6 ช่วยลดจำนวนวันที่ PM2.5 เกินค่ามาตรฐานในบรรยากาศได้มากกว่ามาตรการส่งเสริมการเปลี่ยนวิธีการเดินทาง แต่เมื่อรวม 2 มาตรการร่วมกันทำให้ความเข้มข้น PM2.5 สูงสุดเฉลี่ย 1 ชั่วโมงลดลงได้มากที่สุดที่ 53.18% นอกจากนี้ได้ศึกษาฉากทัศน์เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของการมีแหล่งกำเนิด PM2.5 เพิ่มจากการดำเนินรถประจำทาง (Shuttle bus) ของจุฬาลงกรณ์เปลี่ยนจากรถยนต์ EV เป็นรถยนต์เครื่องยนต์ Diesel พบว่ามีการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นเฉลี่ยรายปีในเส้นทางเดินรถมากสุดเพียง 0.002% ในบริเวณที่มีการสัญจรของรถประจำทางจุฬา เนื่องจากรถประจำทางจุฬาเครื่องยนต์ดีเซลที่เพิ่มมานั้นเป็นแหล่งกำเนิดที่น้อยเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่สัญจรบนท้องถนนในปัจจุบัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามาตรการที่เปลี่ยนแปลงรถยนต์สาธารณะเครื่องยนต์รถยนต์ Diesel เป็นรถยนต์ EV ไม่ได้ช่วยลด PM2.5 ในภาพรวมอย่างมีนัยสำคัญ จากงานวิจัยนี้สรุปได้ว่าแบบจำลอง AERMOD สามารถนำมาประยุกต์ใช้จำลองสภาวการณ์ PM2.5ได้ใกล้เคียงกับข้อมูลตรวจวัดในพื้นที่จริง และยังช่วยเผยให้เข้าใจเกี่ยวกับสัดส่วนแหล่งที่มา (Source contribution) และช่วยตรวจนับจำนวนวันที่ PM2.5 เกินมาตรฐานในบรรยากาศได้อีกด้วย ทั้งนี้ต้องมีการนำเข้าข้อมูลที่แม่นยำและถูกต้องเพื่อนำไปสู่ผลลัพธ์ที่แม่นยำเพื่อนำไปสู่การจัดการแก้ไขปัญหามลพิษอากาศได้อย่างยั่งยืนต่อไปในอนาคต