แหล่งข้อมูล

แบบจำลองหมอกควัน

ระดับสูง
power-station-374097_1920 Photo: © Image by stevepb from Pixabay
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Loading...
ทรัพยากร
การทดลอง
วิชา
วิทยาศาสตร์โลก
หัวข้อ
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ กระบวนการทางวิศวกรรม สอบถามทางวิทยาศาสตร์
เวลาสำหรับกิจกรรม
45 นาที

โมเลกุลของโอโซน (O3) มีออกซิเจนอยู่สามอะตอม แม้ว่าโมเลกุลเหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่เป็นเหมือนเกราะป้องกันโลกจากรังสีที่เป็นอันตราย แต่มันก็เป็นองค์ประกอบหลักของหมอกควันเมื่ออยู่ใกล้กับพื้นดินด้วยเช่นกัน โอโซนที่เป็นมลพิษทางอากาศที่ระดับพื้นดินนั้นก่อตัวจากมลพิษอื่นๆ ที่ปล่อยออกมาจากยานพาหนะ โรงงาน และแหล่งอื่นๆ ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึง สารมลพิษจะแตกออกจากกัน และโอโซนจะก่อตัวขึ้นเมื่ออะตอมออกซิเจนอิสระไปเกาะติดกับโมเลกุลออกซิเจน สิ่งสำคัญที่ทำให้เกิดกระบวนการนี้ก็คือการที่ไนโตรเจนไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารมลพิษทางอากาศแตกตัวออกเป็นไนตริกออกไซด์ (NO) และออกซิเจน (O) ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึง อะตอมออกซิเจนเดี่ยวจะไปจับกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) เพื่อสร้างเป็นโอโซน (O3) นี่คือกระบวนการที่นักเรียนจะได้จำลองขึ้นมาในกิจกรรมนี้

Sience S
Technology T
Engineering E
Mathematics M

ที่เกี่ยวข้อง

เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน

บทนำ

โมเลกุลของโอโซน (O3) มีออกซิเจนอยู่สามอะตอม แม้ว่าโมเลกุลเหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่เป็นเหมือนเกราะป้องกันโลกจากรังสีที่เป็นอันตราย แต่มันก็เป็นองค์ประกอบหลักของหมอกควันเมื่ออยู่ใกล้กับพื้นดินด้วยเช่นกัน โอโซนที่เป็นมลพิษทางอากาศที่ระดับพื้นดินนั้นก่อตัวจากมลพิษอื่นๆ ที่ปล่อยออกมาจากยานพาหนะ โรงงาน และแหล่งอื่นๆ ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึง สารมลพิษจะแตกออกจากกัน และโอโซนจะก่อตัวขึ้นเมื่ออะตอมออกซิเจนอิสระไปเกาะติดกับโมเลกุลออกซิเจน สิ่งสำคัญที่ทำให้เกิดกระบวนการนี้ก็คือการที่ไนโตรเจนไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารมลพิษทางอากาศแตกตัวออกเป็นไนตริกออกไซด์ (NO) และออกซิเจน (O) ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึง อะตอมออกซิเจนเดี่ยวจะไปจับกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) เพื่อสร้างเป็นโอโซน (O3) นี่คือกระบวนการที่นักเรียนจะได้จำลองขึ้นมาในกิจกรรมนี้

เขม่าคือฝุ่นละอองชนิดหนึ่งและมาจากแหล่งต่างๆ ทั้งการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและไม้ เขม่าเป็นองค์ประกอบหนึ่งของหมอกควัน ในกิจกรรมนี้ นักเรียนจะได้เติมเขม่าลงไปในแบบจำลองของตนเองด้วย ส่วนประกอบอื่นๆ ของหมอกควัน ได้แก่ ไนโตรเจนออกไซด์ สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) และ PAN (เปอร์ออกซีอะซีติลไนเตรต) ไนโตรเจนออกไซด์ส่วนใหญ่มาจากเครื่องยนต์ของรถยนต์และรถบรรทุก VOCs นั้นมาจากสี น้ำมันเบนซินและยาฆ่าแมลง ส่วน PAN เป็นมลพิษประเภทหนึ่งที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างมลพิษประเภทอื่นๆ

เมื่ออากาศมีมลพิษ ผู้คนจะหายใจเอาโอโซน อนุภาคต่างๆ เช่น เขม่า และก๊าซอันตรายที่อาจทำลายปอด หัวใจ และสุขภาพโดยรวม มลพิษทางอากาศอาจทำให้เกิดอาการไอ แสบตา และปัญหาทางเดินหายใจได้ โชคดีที่เรามักจะรู้สึกดีขึ้นทันทีที่คุณภาพอากาศดีขึ้น แต่ก็ไม่เสมอไป ผู้สูงอายุ เด็ก และผู้ที่เป็นโรคหลอดเลือดหัวใจ เช่น โรคหอบหืดหรือหลอดลมอักเสบขั้นรุนแรง เป็นกลุ่มเสี่ยงที่จะได้รับผลกระทบจากมลพิษทางอากาศมากที่สุด เด็กมีความเสี่ยงมากกว่าใครเพราะปอดยังอยู่ในช่วงเจริญเติบโต รวมถึงเด็กๆ ชอบออกไปเล่นข้างนอกและกระฉับกระเฉง ดังนั้นเมื่อเทียบกันปอนด์ต่อปอนด์ พวกเขาจึงหายใจเอามลพิษทางอากาศภายนอกเข้าไปมากกว่าผู้ใหญ่ส่วนใหญ่

แม้เราจะไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องสูดอากาศรอบๆ ตัวเข้าไป แต่เราก็ยังมีทางเลือกที่จะช่วยให้ตัวเองมีสุขภาพที่ดีได้ เราสามารถเลือกที่จะอยู่ในบ้านหรือเคลื่อนไหวน้อยลงในวันที่อากาศไม่ดี เราสามารถหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีการจราจรหนาแน่นและมีการอุตสาหกรรมคับคั่งหากทำได้ อีกทั้งยังสามารถเลือกที่จะสนับสนุนให้ความร่วมมือและทำตามขั้นตอนต่างๆ เพื่อลดมลพิษทางอากาศ การกระทำดังกล่าวเป็นการตอบสนองเชิงบวกต่อปัญหาอาจขโมยลมหายใจของเราไปได้จริงๆ

วัตถุประสงค์หลัก
  1. ในกิจกรรมนี้ นักเรียนจะได้สร้างแบบจำลองโมเลกุลโดยใช้มาร์ชเมลโลว์เพื่อให้เข้าใจและอธิบายได้ว่าหมอกควันเกิดขึ้นได้อย่างไร
คำถามชี้นำ
  1. หมอกควันคืออะไร?
  2. ทำไมมลพิษทางอากาศจึงเป็นอันตราย?
  3. เราสามารถต่อต้านมลพิษทางอากาศได้อย่างไร?

ผู้เขียน

ปรับปรุงแก้ไขโดย จอห์น ริสต์วีย์ ผู้อำนวยการศูนย์การศึกษาวิทยาศาสตร์ UCAR ดัดแปลงมาจาก การทำความเข้าใจเกี่ยวกับอากาศ: มลพิษทางอากาศและการสร้างแบบจำลองมลภาวะด้วยตัวต่อเลโก้ (WGBH)