ชัยวัฒน์ บุญเพ็ง, ชุติมา ศรีวิบูลย์ และ กัณฑรีย์ บุญประกอบ. (2561). การประเมินคุณภาพอากาศในสวนสาธารณะในกรุงเทพมหานครด้วยไลเคน. วารสารสิ่งแวดล้อม, ปีที่ 22 (ฉบับที่ 3), 56-64.

ชัยวัฒน์ บุญเพ็ง1*, ชุติมา ศรีวิบูลย์2 และ กัณฑรีย์ บุญประกอบ1
1หน่วยวิจัยไลเคน ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง หัวหมาก กรุงเทพมหานคร 10240
2ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง หัวหมาก กรุงเทพมหานคร 10240
*ผู้ประสานงาน: chaiwat.bioru@gmail.com

ไลเคนถูกนำมาใช้เป็นดัชนีชี้วัดคุณภาพอากาศอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในยุโรปและอเมริกา การศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ไลเคนตรวจวัดและประเมินคุณภาพอากาศในสวนสาธารณะในกรุงเทพมหานคร โดยทำการเก็บตัวอย่างไลเคนชนิด Parmotrema tinctorum จากบริเวณที่มีอากาศบริสุทธิ์ในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ จากนั้นนำไปติดไว้บนต้นไม้ในสวนสาธารณะ 10 แห่ง ในกรุงเทพมหานคร พื้นที่เกษตรกรรม และพื้นที่ควบคุม เป็นระยะเวลา 140 วัน จากนั้นนำตัวอย่างกลับมาวิเคราะห์ปริมาณไนเตรท (NO3-) และซัลเฟต (SO42-) ที่สะสมในไลเคน รวมทั้งวัดค่าทางสรีรวิทยาด้วย พบว่า ปริมาณสารทั้งสองชนิดมีค่าสูงสุดในกรุงเทพมหานคร รองลงมาคือพื้นที่เกษตรกรรม และต่ำสุดที่พื้นที่ควบคุม ส่วนค่าทางสรีรวิทยาพบว่าสวนสาธารณะที่อยู่ในย่านใจกลางเมือง ได้แก่ สวนลุมพินี สวนสันติภาพ และสวนวชิรเบญจทัศ ซึ่งล้อมรอบด้วยการจราจรที่หนาแน่น มีค่าต่ำกว่าสวนอื่น ๆ ที่อยู่รอบนอกอย่างชัดเจน บ่งชี้ว่าไลเคนที่ย้ายปลูกในสวนเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากมลพิษทางอากาศมากกว่า การศึกษานี้ยืนยันว่าไลเคนสามารถนำมาใช้เป็นดัชนีชี้วัดคุณภาพอากาศในประเทศไทยได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการวัดค่าทางสรีรวิทยาของไลเคนสามารถใช้เป็นสัญญาณเตือนภัยเบื้องต้นของมลพิษทางอากาศได้

การจราจรของรถยนต์เป็นสาเหตุหลักของปัญหามลพิษทางอากาศในเมือง โดยเฉพาะกรุงเทพมหานครที่มีจำนวนรถยนต์มากเกือบ 10 ล้านคัน สารมลพิษที่ถูกปล่อยออกมาจากรถยนต์ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx) สารประกอบอินทรีย์โพลิไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (PAHs) สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) และโลหะหนัก เป็นต้น สารเหล่านี้เป็นพิษต่อระบบทางเดินหายใจ ระบบหลอดเลือดหัวใจ ระบบประสาท และอื่น ๆ (Kampa & Castanas, 2008) แนวทางหนึ่งที่สามารถช่วยลดมลพิษในบรรยากาศคือ การปลูกต้นไม้ และสร้างสวนสาธารณะ (McDonald et al., 2016) ปัจจุบันมีสวนสาธารณะ 37 แห่ง ในกรุงเทพมหานคร ประชาชนใช้สวนเหล่านี้เป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจ อ่านหนังสือ และออกกำลังกาย อย่างไรก็ตาม คุณภาพอากาศที่แท้จริงของสวนแต่ละแห่งยังไม่ทราบแน่ชัด เพราะยังไม่มีสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ ดังนั้นการตรวจวัดและประเมินคุณภาพอากาศในสวนสาธารณะจึงมีความจำเป็น เพื่อความปลอดภัยต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

พื้นที่ศึกษาประกอบด้วย พื้นที่ปราศจากมลพิษทางอากาศหรือพื้นที่ควบคุมในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ พื้นที่เกษตรกรรมในอำเภอบ้านสร้าง จังหวัดปราจีนบุรี และพื้นที่ที่มีมลภาวะทางอากาศในกรุงเทพมหานคร


ภาพที่ 1 ก) ลักษณะของไลเคนชนิด Parmotrema tinctorum และ ข) การวางตัวอย่างไลเคนในพื้นที่ตรวจวัด


ภาพที่ 2 ตำแหน่งของสวนสาธารณะทั้ง 10 แห่ง ในกรุงเทพมหานคร (ที่มา: ดัดแปลงจาก Google earth)

ความแตกต่างทางสถิติของปริมาณสารมลพิษและค่าทางสรีรวิทยาของไลเคนในพื้นที่ตรวจวัดแต่ละแห่ง วิเคราะห์ด้วยวิธี one-way ANOVA และ Duncan's multiple range test ที่ระดับความสำคัญ p<0.05 ส่วนการหาความสัมพันธ์ระหว่างค่าทางสรีรวิทยาและความเข้มข้นของสารมลพิษจากบรรยากาศจากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ วิเคราะห์ด้วยวิธี Pearson’s correlation

ผลและอภิปรายผล 

ความเข้มข้นเฉลี่ยของทั้งไนเตรท (NO3-) และซัลเฟต (SO42-) ในไลเคนที่ย้ายปลูก มีค่าสูงสุดในกรุงเทพมหานคร (ค่าเฉลี่ยจาก 10 สวน) รองลงมาคือพื้นที่เกษตรกรรม และต่ำสุดที่พื้นที่ควบคุมในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ (ภาพที่ 3) นอกจากนี้ยังพบว่าความเข้มข้นของไนเตรท (1,133 µg/g) ซึ่งเฉลี่ยจากสวนทั้ง 10 แห่ง มีค่าสูงกว่าซัลเฟต (872 µg/g) สอดคล้องกับข้อมูลจากสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ พบว่าไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2, 32 ppb) ซึ่งเฉลี่ยจาก 17 สถานี ในช่วงเวลาเดียวกับที่ทำการศึกษา (ตุลาคม 2553 ถึง มกราคม 2554) มีความเข้มข้นสูงกว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2, 4 ppb) ข้อมูลเหล่านี้บ่งบอกว่าปริมาณสารมลพิษที่วิเคราะห์ได้จากไลเคนสามารถบ่งชี้ถึงระดับของสารเหล่านั้นในบรรยากาศ (Boonpeng et al., 2017a; Garty et al., 2001) 


ภาพที่ 3 ปริมาณไนเตรท (NO3-) และซัลเฟต (SO42-) ในไลเคนที่ย้ายปลูกในพื้นควบคุมในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ พื้นที่เกษตรกรรมในจังหวัดปราจีนบุรี และสวนสาธารณะ 10 แห่ง ในกรุงเทพมหานคร ตัวอักษรต่างกันบนสารชนิดเดียวกันบ่งชี้ว่ามีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ

ค่าทางสรีรวิทยาของไลเคน โดยเฉพาะค่าคลอโรฟิลล์ฟลูออเรสเซ็นซ์ (Fv/Fm) ที่สวนสาธารณะในใจกลางเมือง ได้แก่ สวนลุมพินี สวนสันติภาพ และสวนวชิรเบญจทัศ  มีค่าต่ำกว่าสวนที่อยู่รอบนอกอย่างชัดเจน บ่งชี้ว่าไลเคนที่ย้ายปลูกในสวนเหล่านี้ได้รับความเครียดหรือผลกระทบมากกว่า (ภาพที่ 4) การเปลี่ยนแปลงของค่าทางสรีรวิทยาของไลเคนเป็นสัญญาณเริ่มแรกที่แสดงถึงความผิดปกติของสภาวะอากาศ (Paoli et al., 2015) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นไม่ได้มีสาเหตุมาจากสารมลพิษชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่เกิดจากมลภาวะทางอากาศโดยรวมในบริเวณนั้น ฉะนั้นค่าที่วัดได้อาจไม่สัมพันธ์กับปริมาณสารบางชนิดในไลเคน โดยเฉพาะไนโตรเจนและซัลเฟอร์ซึ่งเป็นสารอาหารหลัก (macronutrients) ของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโนและคลอโรฟิลล์ หากได้รับในปริมาณที่ไม่มากเกินไปไลเคนสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ (von Arb et al., 1990) จากผลการศึกษาพบว่า ไลเคนที่ย้ายปลูกที่สวนสันติภาพซึ่งอยู่ใจกลางเมืองมีปริมาณไนเตรทและซัลเฟตต่ำกว่าสวนหนองจอกซึ่งอยู่ชานเมือง แต่มีค่าทางสรีรวิทยาต่ำกว่าอย่างชัดเจน โดยเฉพาะค่า Fv/Fm บ่งชี้ว่าไลเคนที่สวนสันติภาพได้รับอิทธิพลจากสารมลพิษชนิดอื่น ๆ นอกเหนือจากไนเตรทและซัลเฟต เช่น คลอไรด์ (Cl-), ฟลูออไรด์ (F-) และโลหะหนัก มากกว่าที่สวนหนองจอกได้รับ (Boonpeng, 2011)


ภาพที่ 4 ค่าคลอโรฟิลล์ฟลูออเรสเซ็นซ์ (Fv/Fm) ปริมาณคลอโรฟิลล์รวม (chl a+b) และสัดส่วนการสลายตัวของคลอโรฟิลล์ (OD435/OD415) ของไลเคนที่ย้ายปลูกในพื้นควบคุมในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ พื้นที่เกษตรกรรมในจังหวัดปราจีนบุรี และสวนสาธารณะ 10 แห่ง ในกรุงเทพมหานคร ตัวอักษรต่างกันบนค่าเดียวกันบ่งชี้ว่ามีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ

ที่มา: สำนักจัดการคุณภาพอากาศและเสียง กรมควบคุมมลพิษ

ไลเคนและสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศ
สรุป
การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของการจราจรของรถยนต์มีอิทธิพลต่อคุณภาพอากาศในสวนสาธารณะในกรุงเทพมหานคร ฉะนั้นสวนสาธารณะที่อยู่ในย่านที่มีการจราจรหนาแน่นควรได้รับการจัดการเพิ่มเติมและควรทำอย่างเร่งด่วน นอกจากนี้สวนอื่น ๆ ก็ควรได้รับการจัดการเช่นกัน เนื่องจากสารมลพิษทางอากาศสามารถถูกพัดพาไปตกไกลหลายกิโลเมตรจากแหล่งกำเนิด ข้อแนะนำบางประการสำหรับการออกแบบและจัดการสวนเพื่อช่วยลดปัญหามลพิษทางอากาศภายในสวนและตัวเมืองมีดังต่อไปนี้

1. เลือกชนิดต้นไม้ที่จะนำมาปลูก ช่วงที่มีมลพิษทางอากาศสูงในประเทศไทยเกิดขึ้นในฤดูหนาวประมาณเดือนพฤศจิกายนถึงกุมภาพันธ์ เนื่องจากมีฝนน้อย ดังนั้นต้นไม้ที่นำมาปลูกควรเป็นไม้ยืนต้นไม่ผลัดใบ (evergreen tree) เพราะใบไม้ช่วยจับสารมลพิษในบรรยากาศ ต่างจากประเทศในเขตอบอุ่น แม้ต้นไม้ทิ้งใบในช่วงเวลานี้แต่มีฝนและหิมะช่วยชะล้างสารมลพิษจากบรรยากาศ นอกจากนี้ ควรเลือกปลูกต้นไม้ที่มีอายุยืน แข็งแรง ทนทาน มีเรือนยอดใหญ่และหนา และยิ่งปลูกต้นไม้ให้มีความหนาแน่นมากเท่าไร ก็จะยิ่งช่วยลดมลพิษทางอากาศได้มากเท่านั้น การปลูกต้นไม้นอกจากช่วยลดมลพิษในบรรยากาศในเมืองแล้วยังให้ประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมาย เช่น ขจัดฝุ่น ลดอุณหภูมิ ลดเสียง ลดความเร็วลม ลดการใช้เครื่องปรับอากาศ ลดปัญหาสุขภาพที่เกิดจากมลพิษทางอากาศ และสร้างสุนทรียภาพให้ชุมชนเมือง ทำให้เมืองน่าอยู่มากยิ่งขึ้น (McDonald et al., 2016; Nowak, 2011)
2. ปลูกต้นไม้เป็นแนวรั้วรอบสวน สวนสาธารณะส่วนใหญ่อยู่ติดถนน การปลูกต้นไม้ให้เป็นแนวรั้วสามารถช่วยกรองอากาศที่ผ่านเข้ามาในสวนได้ ต้นไม้ที่แนะนำ เช่น ต้นอโศกอินเดีย และต้นสนประดิพัทธ์ เนื่องจากลำต้นมีใบปกคลุมตั้งแต่โคนต้นจนถึงเรือนยอด
3. ปลูกพืชคลุมดิน เช่น หญ้า การปลูกพืชคลุมดินทั่วทั้งบริเวณเป็นการป้องกันไม่ให้ฝุ่นจากดินฟุ้งกระจายกับคืนสู่บรรยากาศ
4. สร้างบ่อน้ำภายในสวนเป็นระยะ ๆ สารมลพิษจากบรรยากาศหรือจากพื้นดินเมื่อถูกชะลงสู่แหล่งน้ำ จะถูกน้ำดูดซับไว้ไม่ให้กลับคืนสู่บรรยากาศ แต่ถ้าสะสมอยู่ที่พื้นดิน สามารถกลับคืนสู่บรรยากาศได้โดยอิทธิพลของลม
5. การรดน้ำต้นไม้ หากเป็นไปได้ควรรดน้ำที่ใบพืชด้วย เนื่องจากใบคือส่วนที่ดักจับสารมลพิษได้มากที่สุด การชะล้างสารมลพิษที่เกาะอยู่ออกไป เป็นการเพิ่มพื้นที่สำหรับยึดเกาะของสารมลพิษตัวใหม่ อีกอย่างเป็นการบำรุงรักษาพืชด้วย เนื่องจากสารมลพิษที่เกาะอยู่อาจไปอุดตันปากใบของพืช ส่งผลทำให้การเติบโตของพืชลดลง

กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบคุณสมาชิกหน่วยวิจัยไลเคน เจ้าหน้าที่ประจำสวนสาธารณะทั้ง 10 แห่ง อุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ ที่ให้ความร่วมมือและสนับสนุนการศึกษาในครั้งนี้ งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนงบประมาณจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

ดาวน์โหลดบทความ (Download PDF)