ฝุ่น น่าจะเป็นของที่เราเจอกันอย่างหนักหน่วงในช่วงที่เราเขียนตอนนี้ และหลายสื่อออกมาเตือนให้เราป้องกันโน้นนี่นั่น ในขณะที่ข่าวออกฝั่งรัฐบาลออกมาบอกว่า ไม่เป็นไร อย่าตื่นตระหนก สรุปยังไงฟร๊ะะะะ เรื่องนั้นเราปล่อยให้ทุกคนตัดสินใจละกัน วันนี้เราจะมาให้ความรู้ว่า จริง ๆ แล้วฝุ่นคืออะไร และ เครื่องฟอกอากาศที่เราคุย ๆ กัน โน้นนี่นั่น Feature มากมาย จริง ๆ แล้วมันทำได้จริงมั้ย เราจะพยายามอธิบายให้ง่ายที่สุด

PM2.5 คืออะไร ??

ก่อนเราจะไปเข้าใจเรื่องของ Filter เราต้องมาเข้าใจก่อนว่า เราจะแยกอะไรออกมา แน่นอนที่เราต้องการแยกออกมาคือ เศษ ๆ ที่อยู่ในอากาศ ให้เจาะจงเข้าไปอีก ที่เรากลัวกันอยู่ตอนนี้น่าจะเป็น PM2.5 เรามาเข้าใจกันก่อนดีกว่าว่ามันคืออะไร

คำแรกก่อนคือ PM มันไม่ได้หมายถึง Post Meridiem ที่เราใช้บอกเวลาแต่อย่างใด แต่หมายถึง Particulate Matter ที่พูดถึงปริมาณของสิ่งที่อยู่ในอากาศ ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง (เช่น ฝุ่น และ เกสรดอกไม้) และ ของเหลว (ที่ระเหยได้ เช่นฟอร์มาลดีไฮด์)

ของที่อยู่ในอากาศเหล่านี้ ก็มีการแบ่งออกอีกเป็น 2 ประเภทด้วยกันตามขนาดของมัน คือ แบบหยาบ (Coarse Particle) นั่นคือ อนุภาคที่มีขนาดใหญ่ 2.5 Micron และ แบบละเอียด (Fine Particle) คือ อนุภาคที่เล็กกว่า 2.5 Micron (เป็นคำอ่านทับศัพท์ จากคำว่า Micron และมาจากคำเต็ม ๆ ว่า Micrometer) กล่าวคือ PM หรือ Particulate Matter คือ จำนวนของที่ลอยอยู่ในอากาศนั่นเอง

ถามว่า แล้ว 2.5 Micron มันเล็กได้ขนาดไหนกัน เทียบง่าย ๆ เลย ลองหยิบเม็ดทรายขึ้นมาเม็ดเดียว เม็ดเดียวนะ คิดว่านั่นเล็กรึยัง เม็ดทรายเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 90 Micron

ยังเล็กไม่พอ ลองหยิบผมเรามาเส้นนึง ผมของคนเราเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 50-70 Micron เล็กพอยัง มองเห็นอยู่เนอะ ไปกันต่อ เอาให้เล็กกว่านั้นอีก ราละกัน หยิบราขึ้นมาเซลล์นึงด้วยมือเปล่า อ่าาห์ ดูจะไม่ได้แล้วใช่มั้ย มันเล็กเกินไป พวกนี้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 10 Micron

เล็กกว่านั้น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 Micron หรือ ที่เราเรียกมันว่า PM2.5 ตัวอย่างของ ของที่เล็กขนาดนี้ก็จะเป็นพวกสารที่ได้จากการเผาไหม้ต่าง ๆ (Combusion) ที่เราน่าจะได้ยินข่าวกันมาบ้าง

ถ้าเราลองหยิบทรายขึ้นมา แล้วปล่อยลงพื้น เทียบกับ หยิบหินแล้วปล่อยลงพื้น คิดว่า อะไรที่จะหล่นลงพื้นได้เร็วกว่ากัน ถ้าเราอยู่ในที่ ๆ มีลม (แบบไม่ใช่พายุ)

คำตอบน่าจะเดาได้ไม่ยากเลย คือ หิน นั่นเอง ถ้าเราลองปล่อยทรายลงพื้นจากที่สูง เราจะเห็นว่า หิน จะตกลงพื้น ในขณะที่ทรายจะฟุ้งกระจาย ทำให้ทรายตกสู่พื้นดินได้ช้ากว่าหิน และ ถ้าเราเอามือที่เปียกน้ำไปวาดตรงจุดที่มีการฟุ้งของทราย เราจะรู้สึกสาก ๆ ที่มือ เพราะมือของเรามีทรายอยู่นั่นเอง

ดังนั้น เมื่อของที่เล็กมาก ๆ อยู่ในอากาศกว่ามันจะหล่นลงไปที่พื้นได้ก็จะใช้เวลามากขึ้น ขนาดทรายที่มีขนาด 90 Micron ยังใช้เวลาหลักวินาที หล่นลงพื้นเลย แล้วถ้าขนาด 2.5 Micron จะนานได้เท่าไหร่

นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้อนุภาคที่อยู่ในอากาศเหล่านี้ มันไม่ยอมหล่นลงพื้นง่าย ๆ แต่อีกวิธีที่ทำให้มันหล่นตามธรรมชาติคือ ฝน นั่นเอง

หลาย ๆ คนน่าจะเคยเห็นเวลาเราผ่านจุดที่มีการก่อสร้างกัน บางที่เขาจะฉีดน้ำลงไปที่ ๆ มีเศษทราย และ ปูน ฟุ้งกระจายอยู่ เพื่อไม่ให้อนุภาคเหล่านี้ลอยขึ้นสู่อากาศ เบื้องหลังมันคือ น้ำที่มีขั้วไปจับกับอนุภาคเหล่านั้น

เล็กแล้วยังไง มันทำไมกับคนเราละ?

ลองคิดดูเล่น ๆ ดีกว่า เรารู้ว่า ในจมูกของเรามีขนจมูกอยู่ (ไม่เชื่อ เอามือแหย่เข้าไปในรูจมูกดู) สิ่งที่มันทำคือ มันคอยปัดเอาสิ่งที่เราไม่ต้องการออก เพื่อไม่ให้มันเข้าสู่ร่างกายของเรา แต่ปัญหาคือ อย่างที่เราบอกไปก่อนหน้านี้แล้วว่า ผม หรือ ขน ของเรามันใหญ่แค่ 50-70 Micon เท่านั้น พอมาเจอของที่เล็กกว่าน้ัน ไม่แปลกเลยที่ขนจมูกของเราจะไม่ช่วยเรื่องนี้เลย ทำให้ของพวกนี้มันเข้าสู่ร่างกายของเราได้ง่ายมาก ๆ

คิดด้วย Logic ง่าย ๆ เลยคือ การที่ร่างกายของเราได้สิ่งที่ไม่อยากได้ คิดว่าจะเป็นยังไงดี โอเคแหละ แน่นอนว่ามันก็ไม่ได้ดีถูกมั้ย ในต่างประเทศ มีการศึกษาถึงผลกระทบต่อมนุษย์อยู่หลายอันด้วยกัน ซึ่งส่วนใหญ่นั้นก็ให้ความเห็นไปในทางเดียวกัน ว่ามันมีความเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคหลายชนิด เช่น โรคหัวใจ และ โรคในระบบทางเดินหายใจ เป็นต้น

สรุปง่าย ๆ คือ มันไม่ดี อย่าเอามันเข้ามา การเอามันเข้ามา ทำให้เราเสี่ยงที่จะเกิดโรคบางชนิดได้

การวัดคุณภาพอากาศ

ผลของวันที่ 22 มกราคม 2019 แถวหอ จาก App AirVisual

ในการวัดคุณภาพของอากาศกัน ใช้หลายค่าเข้ามาประกอบเช่น Ozone ส่วนที่เป็น PM จะใช้กันตั้งแต่ PM10 และ PM2.5 ในการคำนวณ ซึ่งในบางมาตรฐาน ก็อาจจะมีการใช้ปริมาณของสารประกอบอื่น ๆ ในการคำนวณอีกหลายแบบ ดังนั้น ที่เราเคยบ่นกันเมื่อปีที่แล้วว่า ทำไมค่า AQI (Air Quality Index) ของ ฝั่งประเทศไทย กับ ใน App จากต่างชาติที่เราใช้ดูกันทำไมมันไม่เท่ากัน ก็เพราะมาตรฐานในการคำนวณไม่เหมือนกันนั่นเอง

สำหรับในประเทศไทย มาตรฐานของประเทศเรา ใช้ 6 การวัดผลในการคำนวณด้วยกัน ตั้งแต่ PM10, PM2.5, Ozone, Carbon Monoxide, Nitrogen Dioxide และ Sulfur Dioxide สามารถเข้าไปดู และลองคำนวณได้ในเว็บของ [กรมควบคุมมลพิษ]

ทีนี้ ถามว่า เครื่องวัด PM2.5 มันทำงานยังไง เราน่าจะเคยได้เจอเครื่องวัดมาบ้างแล้วแหละ บ้างมันก็อยู่ในหน้าจอของเครื่องฟอกอากาศ หรือ จากแหล่งข้อมูลอื่น ๆ เราจะนับของที่มันเล็ก ๆ ได้อย่างไร

จริง ๆ มันมีหลายวิธีในการวัดจำนวนมาก ๆ แต่หลักการนึงที่เราน่าจะได้เจอมาเยอะมาก ในเครื่องวัดแบบพกพา และ ตามบ้านคือ การใช้แสง Laser

ยินดีต้อนรับสู่วิชาฟิสิกส์ 101 เรารู้ว่า แสง สามารถตกกระทบ และกระจาย หรือ สะท้อนเมื่อเจอกับของบางอย่าง แน่นอนว่า ถ้ามันตกกระทบกับของที่ใหญ่กว่า ย่อมทำให้เกิดการกระจาย และ สะท้อนได้มากกว่าของที่เล็กแน่นอน

Sensor จะวัดความเข้ม และมุมที่สะท้อนกลับมา จากแสง Laser ที่ยิงผ่านพวกอนุภาคที่อยู่ในอากาศ และ ประมวลผลออกมาเป็นค่าจำนวน PM2.5 ที่เราได้เห็นกันจากเครื่องนั่นเอง

ส่วนวิธีอื่น ๆ ที่น่าจะใช้กันคือ Beta attenuation mass monitoring (BAMs) อันนี้หลักการคือ เราจะต้องเอา Filter อันใหม่เลยเพื่อปล่อยให้อากาศผ่านไปสักระยะนึง ของ Particle ก็จะอยู่ใน Filter ที่เราวางไว้ จากนั้น เราจะเอารังสี Beta ยิงเข้าไป ของที่เข้ามาติดกับ Filter รวมถึง PM2.5 ก็จะดูดซึมรังสีที่ยิงเข้าไป ทำให้ ความเข้มของรังสีที่ผ่านไปที่ตัวรับ จะน้อยลง (Attenuation) เราก็หักค่าความเข้มตอนปล่อย กับ ค่าความเข้มที่ได้ ก็จะคำนวณปริมาณ PM2.5 ที่อยู่ในอากาศได้นั่นเอง

แผ่นกรอง (Filter)

ในของที่เราใช้ในการรับมือกับฝุ่นเหล่านี้ ก็เช่น หน้ากาก และ เครื่องฟอกอากาศเอง ของทั้งหมดนี้ มีหลักการเดียวกันคือ การทำให้อากาศไหลผ่านแผ่นกรอง เพื่อให้สิ่งที่เราไม่ต้องการไม่เข้ามาหาเรา

เราขอไม่ลงรายละเอียดละกันว่า มันทำงานยังไงอะไรยังไง เอาเป็นเรื่องของ Class ดีกว่า ว่า Filter ที่เราใช้มันมี Class อะไรบ้าง

EU ได้มีการแบ่ง มาตรฐานของ Filter ออกตามการใช้งาน 5 แบบด้วยกันคือ Coarse filters, Fine filters, Semi HEPA (หรือบางทีจะเรียกว่า EPA) , HEPA และ ULPA

แต่ที่เราน่าจะคุ้นเคยกันเยอะมาก ๆ จากเครื่องกรองอากาศคือ HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter) ซึ่งมันจะกรองอนุภาคที่เล็กกว่า 0.3 Micron ได้ ทำให้อนุภาคขนาดเล็ก และ แบคทีเรียต่าง ๆ ไม่น่าสามารถเล็ดรอดไปได้

ส่วนใหญ่ วัสดุที่นำมาใช้ผลิต Filter ส่วนใหญ่จะเป็นพวก Fibreglass ที่ทอแน่น และ Random ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการกรองที่มากขึ้น ทำให้การดูแล Filter ที่เป็น Fibreglass ไม่ควรใช้การซักล้างด้วยน้ำยาอะไรเลย เพราะมันอาจจะไปกร่อน Fibreglass ทำให้ประสิทธิภาพการกรองไม่เป็นอย่างที่มันควรจะเป็น การดูแลถ้าต้องทำความสะอาด อาจจะใช้ การเครื่องดูดฝุ่น แปรงปัดทำความสะอาด หรือ น้ำเปล่าก็ได้เช่นกัน

ทำให้ HEPA Filter สามารถกรองฝุ่น PM2.5 ที่เรากลัวได้แน่นอน (เพราะมันใหญ่กว่า 0.3 Micron) การใช้งาน เราน่าจะได้เจอกันเยอะมาก ๆ ในบ้านของเรา ตั้งแต่ เครื่องดูดฝุ่น ไปถึง เครื่องฟอกอากาศ เพราะมันให้การป้องกันอยู่ในระดับที่เรารับได้ และราคาไม่แพงมากจนเกินไป

ใน HEPA Filter จะถูกซอยย่อยออกเป็นอีก 5 Class ย่อย ๆ ตั้งแต่ H10-H14 โดยจะต่างกันที่ ระดับการป้องกัน ตั้งแต่ 85% สำหรับ H10 จนไปถึง 99.95% สำหรับ H14

Source: dyson.com

เครื่องที่เราเห็นกันตามท้องตลาด ส่วนน้อยจริง ๆ ที่จะเป็น HEPA Filter ตัวอย่างเช่นของ Dyson เอง ที่เคลมว่า สามารถกรอง PM0.1 ได้ถึง 99.97% หรือก็คือฝุ่นจะผ่านไปได้ไม่เกิน 0.03% ซึ่งที่มาตรฐาน H13

Source: mi.com

หรืออีกยี่ห้อที่เรามักจะใช้กันคือ Xiaomi เพราะมันถูกกว่าเยอะเลย สำหรับ Xiaomi เขาเคลมว่า Filter ของเขาเป็น HEPA Filter เหมือนกับ Dyson เลย แต่สามารถกรอง PM0.3 ได้ 99.3% หรือเล็ดรอดได้ 0.7% มันก็จะตกอยู่ในมาตรฐาน H11 เท่านั้น

ถ้าเราลองไปสำรวจราคา Filter ของ Brand ทั้ง 2 ที่กล่าวไป จะเห็นได้เลยว่า ราคาต่างกันลิบเลย อย่างของ Xiaomi เอง ราคาอยู่ไม่ถึงพัน แต่ Dyson อยู่หลายพันบาทต่อชุด เพราะประสิทธิภาพการกรองที่ต่างกันถึง 23 เท่ากว่า ๆ เลยทีเดียว

แต่ ๆ ตอนนี้เท่าที่ได้อ่านมา Xiaomi ออก Filter สีใหม่ (สีเทา) ที่เขาบอกว่ามันเป็น True HEPA จากเท่าที่อ่านข่าวมา เขาเคลมว่าเจ้า Filter ตัวใหม่นี้ Rate อยู่ที่มาตรฐาน H13 เหมือนกับ Dyson เลย เห็นขายในราคาที่ถูกมาก ๆ จนน่าตกใจ

นอกจาก HEPA ที่เรารู้จักกันดีแล้ว ยังมี Filter อีกประเภทที่มีความสามารถเหนือกว่านั่นคือ ULPA (Ultra-Low Particulate Air) โดย Filter พวกนี้จะมีความสามารถในการกรองอนุภาคขนาด 0.12 Micron ได้ที่ 99.999995% หรือพลาดแค่ 0.000005% เท่านั้น

ULPA บอกเลยว่า ราคาสูงกว่า HEPA แน่นอน และมักจะถูกใช้ในการทำงานที่ต้องการความสะอาดสูงมาก ๆ อย่างพวกห้องปฏิบัติการบางประเภท (ทั้งป้องกันการเข้าไปปนเปื้อน และ ไม่ให้ของข้างในออกมา) หรือพวก Cleanroom ที่จริงจังมาก ๆ ก็จะใช้กัน

นอกจากมาตรฐานของ EU อย่าง EN779 ที่เราเล่าไปแล้ว ฝั่ง ISO เอง ก็ออกมาตรฐานใหม่มาเช่นกัน คือ ISO 16890 ที่มีความละเอียดมาก ๆ ถึง 49 Class ไปเลย (ในขณะที่ EN779 มีเพียง 9 Class เท่านั้น) อันนี้จะเริ่มดูรายละเอียดแน่นไปละ ถ้าอยากรู้เพิ่มแนะนำให้ไปอ่านเพิ่มได้

มันกำจัด Bacteria และ Virus ได้จริงเหรอ ?

เพื่อที่จะอธิบายคำตอบของคำถามนี้ได้กระจ่างมากขึ้น เรามาดูขนาดของทั้ง Bacteria และ Virus กันก่อนดีกว่า

Bacteria ขนาดอยู่ที่ราว ๆ 1 Micron ขึ้นกับ ชนิด และ รูปร่างของมัน ส่วน Virus จะเล็กกว่านั้นมาก อย่างไข้หวัดที่เราเจอกันอยู่ที่ราว 100 nm (0.1 Micron) เท่านั้น ซึ่งเล็กกว่า Bacteria เยอะเลย

ดังนั้น ถ้าเราอยากรู้ว่า Filter ที่เราใช้อยู่มันดักพวก Bacteria และ Virus ได้มั้ย ให้เราไปดูว่า ขนาดที่เล็กที่สุด ที่ Filter เรากรองได้อยู่ที่ไหน ถ้า 0.1 Micron แน่นอนว่า สามารถกรอง Virus และ Bacteria ได้ แต่ถ้าใหญ่กว่า 0.1 และเล็กกว่า 0.3 ก็คือ กรอง Virus ไม่ได้ แต่กรอง Bacteria ได้นั่นเอง

มันก็จะมีคำถามต่ออีกว่า แล้วที่ Filter บางประเภทบอกว่า มันเป็น Antibacterial นี่ยังไง เท่าที่อ่านมา ส่วนใหญ่จะเป็นการใช้ Fibreglass ที่มีส่วนผสมของสารที่ใช้กำจัด Bacteria เพื่อให้ Bacteria ที่โดนดักมันโตอยู่ใน Filter ของเรานั่นเอง

ส่วน Virus เอง อันความที่มันเล็กมาก ๆ บางชนิดความแข็งแกร่งอาจจะไม่เท่ากับ Bacteria สักเท่าไหร่ อย่างเช่น Virus ที่ทำให้เราเป็นหวัด (Flu) มันอยู่ภายนอกร่างกายของเราได้เพียง 24 ชั่วโมงเท่านั้น แล้วก็ตายจากไป หรืออาจจะสั้นกว่านั้น ถ้าโดนความร้อน และ แสง

แล้วเราควรซื้อแบบไหนดีละ?

สำหรับผู้บริโภคอย่างเรา ๆ เอง เวลาซื้อเครื่องฟอกอากาศ เราไม่ได้ดูแค่ โอเค มันฟอกอากาศได้ แต่เราต้องดูว่า เครื่องที่เราจะซื้อมาใช้นั้น สามารถกรองได้ที่ระดับไหน เช่นบอกว่า กรอง PM0.3 ได้ที่ 99.97% กับอีกตัว PM0.3 เช่นกัน แต่กรองได้ 99.3% อันนี้เราก็ต้องมาดูแล้วว่า เรารับได้กับอันไหนบ้าง ในที่ ๆ เราจะไปตั้งมีขนาดเท่าไหร่

ถ้างบไม่อั้น แนะนำให้ไปซื้อที่มีเครื่องมือที่มีการป้องกันสูง ๆ ย่อมดีกว่าแน่ ๆ แต่ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเยอะกว่าแน่นอน

ดังนั้น ถ้างบเราไม่เยอะ จึงแนะนำให้ไปใช้ตัวที่ประสิทธิภาพต่ำลงมาหน่อยได้ แต่ต้องป้องกันในสิ่งที่เราไม่ต้องการได้ เช่นเราบอกว่า เราอยากจะกรอง PM0.5 แต่ไปเอาไส้กรองที่เป็นไส้กรองหยาบ (มันกรองได้เล็กสุดที่ PM5) มาก็ไม่ได้เนอะ

สรุป

วันนี้กะแค่ว่าจะมาเขียนเรื่อง Filter แต่ก็เกริ่นซะยาวไปหน่อย มาสรุปละกัน เราต้องเข้าใจในความจริงที่ว่า ประสิทธิภาพในการกรองอนุภาคออกจากอากาศไม่ได้ขึ้นกับ ตัวเครื่อง แต่ มันคือ Filter ที่มีประสิทธิภาพในการกรองอนุภาคออกจากอากาศได้มากเพียงใด และ กรองอนุภาคเล็กที่สุดได้ที่ขนาดเท่าไหร่อีกด้วย

HEPA Filter ที่เรามักจะเห็นขายกันในท้องตลาด มันอาจจะมีประสิทธิภาพ และ ขนาดของอนุภาคที่กรองได้ไม่เท่ากัน สูงสุดสามารถกรองได้ที่ 99.995% ในขนาด 0.3 Micron หรือ PM0.3 (หรือ อาจจะมีตัวที่กรองได้เล็กกว่านี้ ให้อ่านที่ Website ของผู้ผลิตนั้น ๆ) ยิ่งกรองได้ดี และ เล็ก ก็ยิ่งทำให้ราคาแพงมากขึ้นเรื่อย ๆ เป็นเงาตามตัวเช่นกัน ทำให้เราก็ต้องเลือกตามการใช้งาน และ เงินนั่นเอง