สวทช. - กฟผ. จับมือใช้ “ระบบตรวจวัดและจำแนกแหล่งกำเนิดฝุ่น PM2.5”

ปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็กที่มีปริมาณสูงจนเกินค่ามาตรฐาน โดยเฉพาะเขตภาคเหนือตอนบนของประเทศไทยที่มักเกิดในช่วงเดือนมกราคม –เมษายนของทุกปี 

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยโดยโรงไฟฟ้าแม่เมาะ จับมือนักวิจัย สวทช. โดยนาโนเทค พัฒนาระบบตรวจวัดและจำแนกแหล่งกำเนิด PM2.5 สืบหาต้นตอฝุ่น PM2.5 ในจังหวัดลำปาง 

พร้อมแอปพลิเคชันแสดงผลค่า PM2.5 แบบจำแนกสัดส่วนของแหล่งกำเนิด และดัชนีคุณภาพอากาศแบบ Real Time

ปูทางสู่ฐานข้อมูลเพื่อบริหารจัดการลดการเกิดฝุ่นละอองในสิ่งแวดล้อม และแนะมาตรการป้องกันและแก้ไขการเกิดฝุ่น PM2.5 ได้ในอนาคต 

ดร. รุ่งโรจน์ เมาลานนท์ ทีมวิจัยวิศวกรรมกระบวนการและระบบตรวจติดตาม กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า 

โครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาระบบจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 และมลภาวะทางอากาศ” เป็นโจทย์จากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยโดยโรงไฟฟ้าแม่เมาะ ที่ต้องการศึกษาแหล่งกำเนิดหลักของฝุ่น PM2.5 ในพื้นที่รอบโรงไฟฟ้าแม่เมาะ

จึงต่อยอด “E-nose” หรือ “จมูกอิเล็กทรอนิกส์”สู่ “ระบบต้นแบบสำหรับตรวจวัดและจำแนก PM2.5 ที่สามารถจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็กและมลภาวะทางอากาศ”

ระบบจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 และมลภาวะทางอากาศนี้ อาศัยหลักการวิเคราะห์ทางด้านวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการ เพื่อศึกษาองค์ประกอบในฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน ที่อยู่ในสิ่งแวดล้อมตามสถานที่โดยรอบบริเวณโรงไฟฟ้าแม่เมาะ

รวมถึงศึกษาเปรียบเทียบกับองค์ประกอบของฝุ่นละอองที่เป็นตัวแทนของแหล่งกำเนิดที่ปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม เช่น เขม่าฝุ่นละอองจากการเผาไหม้ชีวมวล เขม่าน้ำมันดีเซล เถ้าหนัก เถ้าลอย ยิปซัม และฝุ่นละอองดินจากแหล่งโดยรอบ อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง 

“เราสร้างต้นแบบจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 จำนวน 9 เครื่อง เพื่อทำหน้าที่ตรวจวัดและติดตามการแพร่กระจายของฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5

และทำการประมวลผลข้อมูลการตรวจรับสัญญาณที่ประกอบกลุ่มเซนเซอร์ ที่ประกอบด้วย ก๊าซเซนเซอร์ เซนเซอร์วัดอนุภาคฝุ่นละออง เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น

ทำหน้าที่วิเคราะห์คุณสมบัติของฝุ่นละอองในอากาศ และจำแนกฝุ่นละอองขนาดเล็กจากบริเวณแหล่งกำเนิดที่ประกอบด้วย เชื้อเพลิงชีวมวล, ยานพาหนะ, เหมืองถ่านหินลิกไนต์, เหมืองหินปูนและจุดทิ้งเถ้า, โรงไฟฟ้าแม่เมาะ และโรงงานผลิตเซรามิก” 

ทีมวิจัย สวทช. ติดตั้งเครื่องต้นแบบและเครื่องเก็บตัวอย่างฝุ่นละอองใน 9 บริเวณ ประกอบด้วย บ้านหัวฝาย, บ้านสบป้าด, ศูนย์ราชการอำเภอแม่เมาะ, บ้านห้วยคิง,  แผนกสิ่งแวดล้อม กฟผ., บ้านแม่จาง, สวนเฉลิมพระเกียรติ แม่เมาะ, บ้านท่าสี และสวนป่าแม่เมาะ

ผลจากการตรวจวัด จะนำไปเปรียบเทียบค่าคุณลักษณะที่แสดงเอกลักษณ์จากข้อมูลการวิเคราะห์ฝุ่นละอองในห้องปฏิบัติการ เพื่อแสดงค่าเชิงปริมาณของฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5

และผลการจำแนกชนิดของแหล่งกำเนิดที่รวมกันเป็นฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 ที่แพร่กระจายเป็นวงกว้างทั้งในช่วงฤดูหนาวต่อเนื่องถึงต้นฤดูร้อนของทุกปี ผ่านกระบวนการทางคณิตศาสตร์ในการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก เพื่อประมวลผลข้อมูลร่วมกัน เป็นระบบเครือข่ายร่วมกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

เช่น แบบจำลองลากรองจ์ (Lagrangian model) แบบจำลองเกาส์เซียนพัฟฟ์และพลูม อัลกอริทึม (Gaussian distributions algorithm) และ ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence, AI) 

“เรานำข้อมูลที่ได้มาต่อยอดสู่แอปพลิเคชัน Air Detector ซึ่งจะแสดงผลตรวจวัดจากเครื่อง E-nose ที่ติดอยู่ทั้ง 9 จุด ใน อ.แม่เมาะ

โดยแสดงผลค่า PM2.5 แบบจำแนกสัดส่วนของแหล่งกำเนิด และดัชนีคุณภาพอากาศ ณ เวลาปัจจุบัน ในรูปแบบแผนที่แบบจำลองกลุ่มมลภาวะทางอากาศทางแอปพลิเคชันทั้งระบบ iOS และ Android เพื่อให้การบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมใน อ.แม่เมาะ มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น” ดร. รุ่งโรจน์กล่าว

ต้นแบบจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 และมลภาวะทางอากาศ ทั้ง 9 เครื่อง ได้ติดตั้งระบบการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เสนอแนวทางวิจัยในการสังเคราะห์ขึ้นจากวัสดุผลพลอยได้จากกิจกรรมการผลิตไฟฟ้า

เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอันเป็นหนึ่งในสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ผู้ที่สนใจสามารถติดตามนวัตกรรม “ระบบจำแนกตรวจติดตามฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 และมลภาวะทางอากาศ” ได้ในงานประชุมวิชาการประจำปี สวทช. ครั้งที่ 20 (NAC2025) ระหว่างวันที่ 26-28 มีนาคม 2568 ที่อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย อ.คลองหลวง จ.ปทุมธานี

ภายในงานยังมีงานสัมมนาวิชาการที่น่าสนใจถึง 40 หัวข้อ และมีนิทรรศการที่จัดแสดงเทคโนโลยีและนวัตกรรมจาก สวทช. และหน่วยงานพันธมิตรกว่า 100 บูท ดูรายละเอียดและลงทะเบียนร่วมงานโดยไม่มีค่าใช้จ่าย.