การควบคุมมลพิษจากอุตสาหกรรม

การควบคุมมลพิษจากอุตสาหกรรม

        ในอดีตเชื่อกันว่า หากระบายมลพิษในระดับสูงเพื่ออาศัยให้ลมและสภาพอากาศช่วยชักพาสารจนกระจายตัวได้ดีแล้วย่อมไม่เกิดอันตรายแต่บัดนี้พบว่า มลพิษพ้นจากบริเวณที่ผลิต แต่กลับไปเกิดขึ้นบริเวณไกลจากต้นเหตุ ดังเช่นปรากฏหลักฐานในเรื่องฝนกรดข้ามพรมแดน เป็นต้น ดังนั้นจึงต้องควบคุมมลพิษ ที่ต้นกำเนิด และอาศัย หลักการ ๓ ประการ ดังที่ได้กล่าวแล้วข้างต้น คือ การใช้เชื้อเพลิงที่สะอาด การควบคุมเครื่องจักร อุปกรณ์ และกรรมวิธี ให้ผลิตสารมลพิษน้อยลง และการลดมลพิษด้วยกระบวนการต่าง ๆ ก่อนออกสู่บรรยากาศ

        การอุตสาหกรรมอาจใช้เชื้อเพลิงแตกต่างกัน นับตั้งแต่ลิกไนต์ ถ่านหิน น้ำมันเตา หรือก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น ดังนั้นผลของการเผาไหม้จึงขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงเป็นเบื้องต้น เชื้อเพลิงซึ่งสกปรก หรือมีการปนเปื้อนของซัลเฟอร์มาก ย่อมก่อให้เกิดมลพิษมากกว่าเชื้อเพลิง ซึ่งจัดว่าสะอาด เชื้อเพลิงประเภทหลังนี้ ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น 

        การดัดแปลงกระบวนการผลิตนั้น อาจช่วยลดมลพิษได้ เช่น โรงผลิตปูนซีเมนต์ในบริเวณจังหวัดสระบุรี เปลี่ยนวิธีการเป็นแบบแห้งแทนแบบเปียก ดังที่เคยใช้ในโรงผลิตที่บริเวณบางซื่อ ทำให้ลดฝุ่นละอองลงไปได้ หม้อน้ำในโรงงานมีการปรับเปลี่ยนลักษณะวิธีการป้อนเชื้อเพลิง เช่น ป้อนลิกไนต์เหนือเตา หรือใต้เตา ตลอดจนการปรับปริมาณอากาศให้พอเหมาะ เหล่านี้เป็นวิธีการสำคัญในการควบคุมมลพิษทางอากาศทั้งสิ้น 

        อย่างไรก็ตามเมื่อเกิดสารมลพิษขึ้นแล้ว ในบั้นปลายจึงต้องมีกรรมวิธีเก็บกักเอาไว้
ทั้งนี้อาจแบ่งการควบคุมออกตามประเภทของสารมลพิษ คือ ฝุ่นละออง และก๊าซต่าง ๆ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และไซลีน เป็นต้น

การควบคุมสารมลพิษที่เป็นฝุ่นละออง
        อนุภาคมลสาร หรือฝุ่นละอองนี้ อาจเก็บกักไว้ได้ด้วยกรรมวิธีหลายแบบ นับตั้งแต่การเก็บฝุ่นขนาดใหญ่ไว้ในที่จำกัด ไม่ให้ฟุ้งกระจาย จนอากาศนิ่ง และฝุ่นหนักตกลงสู่พื้น จัดเป็นวิธีพื้นฐาน และเรียกว่า ห้องตกตะกอน 

        อนุภาคมลสารที่มีขนาดย่อมกว่า อาจแยกออกจากอากาศ ด้วยวิธีการบังคับให้หมุนวนในที่จำกัด แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ทำให้ฝุ่นปะทะผนัง แล้วตกลงสู่ที่รองรับ อุปกรณ์นี้เรียกว่า ไซโคลน หากฝุ่นแหลมคมหรือใหญ่มาก แรงปะทะของฝุ่นอาจทำให้ผนังสึกหรอ บางครั้งจึงใช้ห้องตกตะกอน เพื่อลดอนุภาคมลสารประเภทนี้เสียก่อน ไซโคลนมีทั้งแบบแห้งและเปียก ถ้าเป็นแบบแห้ง ความชื้นที่ปะปนอยู่ ทำให้ฝุ่นจับเขรอะกับผนัง และเกิดการผุกร่อน เหล่านี้ทำให้อุปกรณ์ทำงานได้ไม่ดีเท่าที่ควร 

        น้ำหรือของเหลวต่าง ๆ ใช้จับฝุ่นได้ เพราะมลสารเกาะตัวกันได้ง่าย เมื่อเปียกชื้น และอาจทำลายแรงผลักกันระหว่างฝุ่นขนาดเล็ก เมื่อมีประจุไฟฟ้าสถิต ละอองจึงเก็บกักรวบรวมได้ดีกว่าวิธีอื่น ๆ โดยเฉพาะเมื่อใช้กับฝุ่นขนาดเล็ก แต่ต้องแยกส่วนที่เป็นของแข็งออกก่อนที่จะทิ้ง

(ก) การเกิดของอิออนของก๊าซ	(ข) ฝุ่นถูกทำให้เกิดประจุแล้วเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นเก็บ
(ค) ฝุ่นเกาะอยู่บนแผ่นเก็บ	(ง) ชั้นของอนุภาคที่ทับถมขึ้นบนแผ่นเก็บ
(จ) เคาะให้ชั้นฝุ่นแตกและหลุดออกจากแผ่นเก็บ	(ฉ) ฝุ่นตกเป็นก้อนลงที่รับ

        เราอาจนำหลักการกรองน้ำกะทิในครัวมาใช้ในการลดฝุ่น เมื่อเริ่มต้นแยกกากมะพร้าวออก
จากน้ำกะทินั้น น้ำจะไหลผ่านผ้าขาวบาง หรือกระชอนได้เร็ว แต่มักมีผงกากเจือปนมาด้วย ครั้นกากเกาะเป็นชั้นเหนือผ้าหรือกระชอน จะกรองได้ช้าลง แต่ไม่ค่อยมีผงตามน้ำมาด้วย ทั้งนี้เพราะชั้นกากช่วยกรองซ้อนอยู่ ฉันใดก็ฉันนั้นในการอุตสาหกรรม ใช้กระดาษผ้าทอพิเศษ หรือใยกรองแบบต่าง ๆ
เป็นตัวกลาง มีหลักการเดียวกันกับการกรองน้ำกะทิแบบเก่า เมื่อกรองได้เร็วหรือความดันไม่ตก
เครื่องยังทำงานได้ไม่ดีนัก ครั้นไหลช้าลง หรือความดันตก กลับมีประสิทธิผลสูง เพราะรูในชั้นกรองบีบตัวเล็กลง เนื่องจากการอุดตัน หากสกปรกมากเกินไป ก็ต้องทำความสะอาดเป็นครั้งคราว เรียกอุปกรณ์นี้ว่า เครื่องกรองใย มีลักษณะเหมือนเอาปลอกหมอน ซึ่งขึงตึงที่หัวและท้ายมาเรียงรวมกันไว้ ให้ฝุ่นผ่านเข้าด้านในหรือนอกปลอกก็ได้ เมื่อต้องการทำความสะอาด ก็เป่าลมจากด้านซึ่งปราศจากฝุ่น เขย่าให้สั่น หรือยุบผ้ากรอง ที่ขึงตึงลงมา นับเป็นทางเลือกที่นิยมใช้กันอยู่ แต่เป็นที่
น่าสังเกตว่าฝุ่นที่ผ่านต้องแห้งสนิท เพราะนอกจากความชื้น ทำให้ฝุ่นจับเขรอะ จนอุดตันได้ง่ายแล้ว ยังเกาะติดใยกรองจนแน่น และทำความสะอาดได้ยากอีกด้วย นอกจากนี้ละอองแหลมคม จะทำให้แผ่นกรองฉีกขาด หรือเสียหาย อากาศเสียที่ไวไฟระเบิดง่าย หรือร้อนจัดก็ไม่เหมาะกับการใช้อุปกรณ์นี้แต่อย่างไรก็ตาม จัดว่าวิธีการนี้มีประสิทธิภาพสูง สำหรับฝุ่นขนาดเล็กมาก ๆ

        อนุภาคหลายชนิดรับประจุไฟฟ้าสถิตได้จากหลอดไฟฟ้า แล้วใช้แผ่นที่มีประจุตรงกันข้าม หรือเป็นบวก ดูดเพื่อเก็บกักเอาไว้ ฝุ่นรับประจุลบจากอิออนของก๊าซ เนื่องจากก๊าซรอบ ๆ เส้นลวดแตกตัวเป็นอิออน เมื่อมีความต่างศักย์ระหว่างเส้นลวด และแผ่นเก็บประจุมากพอ จะสังเกตเห็นเป็นแสงเรืองสีน้ำเงินรอบๆ เส้นลวด ฝุ่นจะถ่ายประจุให้กับแผ่นเก็บ แต่ถูกยึดติดอยู่กับที่ด้วยแรงดึงดูดระหว่างประจุลบของฝุ่นชั้นนอกสุด กับประจุบวกของแผ่น ดังนั้นฝุ่นจึงต้องมีคุณสมบัติเป็นฉนวนพอควรด้วย เมื่อฝุ่นเกาะเป็นชั้นหนาเกินไป ต้องเคาะเพื่อทำความสะอาด และให้ตกลงรวมไว้เป็นที่เป็นทาง มิฉะนั้นมลสารอาจฟุ้งกระจายกลับ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ขึ้นอยู่กับการปรับคุณสมบัติเรื่องฉนวนของอนุภาค บางครั้งจึงมีการเจือก๊าซแอมโมเนีย หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์เข้าไป
เพื่อสนองความต้องการนี้ หรืออาจปรับอุณหภูมิ และความชื้นก็ได้

การควบคุมสารมลพิษที่เป็นก๊าซ
        การควบคุมมลพิษที่เป็นก๊าซ อาจใช้การดูดซึม การดูดซับ หรืออาศัยปฎิกิริยาทางเคมีที่
เหมาะสม การดูดซึมมีลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องจับฝุ่นแบบเปียก เพราะอาศัยการฟุ้งกระจายของก๊าซและของเหลว เพื่อให้ผสมผสานกันเป็นอย่างดี 

        การดูดซับนั้น มีหลักการเดียวกันกับการวางถ่านไม้ไว้ เพื่อดูดกลิ่น ตัวดูดซับเป็นของแข็งพรุน เพื่อให้ผิวสัมผัสกับก๊าซได้มาก แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของตัวดูดซับ จะเหลือใช้ตรงบริเวณผิว
จึงใช้แรงนี้ดูดก๊าซเอาไว้ แล้วเอาไปล้างด้วยวิธีการง่าย ๆ เพื่อนำเอาตัวดูดซับกลับมาใช้ใหม่
คาร์บอน กัมมันต์ เป็นตัวอย่างหนึ่งที่นิยมใช้สำหรับแยกสารทำละลาย เช่น ทินเนอร์ ไซลีน ฯลฯ ในห้องปฏิบัติ การมีอุปกรณ์สำหรับดูดความชื้น สารเคมีซึ่งบรรจุไว้ในนั้นคือ ซิลิกาเจล เช่นเดียวกันกับในสินค้าบางชนิด เช่น สาหร่ายแบบแผ่น มีการบรรจุตัวดูดซับไว้ในกล่องหรือซองด้วย ทั้งนี้เพื่อรักษาสินค้าให้คงความกรอบไว้ได้นาน

        การควบคุมก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์นั้น นอกจากจะใช้เชื้อเพลิงที่สะอาดแล้ว อาจแยกซัลเฟอร์ออกจากเชื้อเพลิงก่อน หรือใช้กระบวนการต่างๆ ในท้ายที่สุดได้ถ่านหิน โดยทั่วไปมีซัลเฟอร์ อยู่ประมาณร้อยละ ๒-๗ ซัลเฟอร์มีอยู่ ๓ รูป คือ ไพไรต์ สารประกอบอินทรีย์ และซัลเฟต ไพไรต์แยกออกจากถ่านหินได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ แต่การแยกซัลเฟอร์ในรูปสารประกอบอินทรีย์ต้องใช้กรรมวิธีทางเคมี อาจแยกซัลเฟอร์ออกจากน้ำมันเชื้อเพลิงได้ ด้วยการอาศัยปฏิกิริยากับก๊าซไฮโดรเจนที่ความดันสูง ในขณะที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในขั้นสุดท้าย ก่อนระบายออกสู่บรรยากาศนั้น อาศัยหลักการทางเคมี หรือการดูดซับสารเคมีที่ใช้ ได้แก่ ด่างต่าง ๆ เช่น ปูนขาว ออกไซด์ของแมกนีเซียม และตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น สารประกอบวาเนเดียม ไม่เช่นนั้นก็อาจเผาทิ้งที่อุณหภูมิสูง แล้วใช้น้ำจับในภายหลัง 

        การควบคุมก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ มีหลักการคล้ายคลึงกับการควบคุมก๊าซประเภทนี้ ในเครื่องของยานยนต์ทุกประการ กล่าวคือ ควบคุมสัดส่วนระหว่างอากาศกับเชื้อเพลิงให้เหมาะพอดี หรือควบคุมให้สัดส่วนนี้แยกออกเป็นสองส่วนคือ ใช้เชื้อเพลิงมากในขั้นต้น แล้วลดน้อยลงในลำดับต่อไป นอกจากนั้นหลักการลดอุณหภูมิ ในระหว่างการเผาไหม้ ก็ยังใช้ได้อีกเช่นเดียวกันกล่าวคือ นำก๊าซซึ่งเกิดจากการสันดาป หมุนเวียนกลับเข้ามาป้อนในการเผาไหม้ ในท้ายที่สุด หากมีก๊าซเหลือตกค้างอยู่ ก็อาจนำมากำจัด ด้วยวิธีการทางเคมี หรือกายภาพอีกต่อไป 

        ในขณะที่การสัญจรไปมาในเมืองใหญ่ๆ ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศขึ้นอย่างชัดเจน ชาวเมืองหลายคนก็ได้รับพิษภัยจากโรงงานอุตสาหกรรมในบริเวณใกล้เคียง ดังนั้นจึงต้องจัดระเบียบของเมือง เพื่อให้บ้านอยู่ไกลโรงงาน ส่วนชาวบ้านในชนบทนั้น ผจญกับภาวะมลพิษทางอากาศ เช่น
การพ่นสารเคมีกำจัดศัตรูพืช หรือกลิ่นและควัน จากโรงงานอุตสาหกรรมพื้นบ้าน เป็นต้น ปัญหาเหล่านี้เกิดจากการเกษตรกรรม การเลี้ยงปศุสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟาร์มเลี้ยงหมู โรงสีข้าว โรง โม่หิน และโรงงานแป้งมันสำปะหลัง เป็นต้น