1. เพื่อให้นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับมลพิษทางอากาศที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต
               2. เพื่อให้นักเรียนสามารถวิเคราะห์ถึงสาเหตุ ผลกระทบและเสนอแนะแนวทางป้องกันการเกิดมลพิษทางอากาศ

               ให้นักเรียนศึกษาค้นคว้าข้อมูลเกี่ยวกับมลพิษทางอากาศ ที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อมในหัวข้อต่อไปนี้
                      1. โอโซนและการลดลงของโอโซน
                      2. ปรากฏการณ์เรือนกระจก
                      3. ฝนกรด
                      4. ปรากฏการณ์เอลนิโญและลานิญา

               โดยศึกษาถึงสาเหตุการเกิดผลกระทบ และแนวทางการป้องกัน จากนั้นทำข้อมูลที่ ได้มาอภิปรายร่วมกัน

              ผลการทดลองที่ได้ คือ
ผลกระทบจากการเกิดมลพิษทางอากาศ เช่น

รังสีอัลตราไวโอเลต

             บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ที่มีความสูง 20-25 กิโลเมตร เป็นช่วงที่มีโอโซนหนาแน่นมากที่สุด

ข้อดีของโอโซน มนุษย์นำโอโซนมาใช้ประโยชน์ดังนี้
             1. ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารทางการเกษตร ช่วยในการเก็บรักษาพืชผล ในไข่ไก่สามารถใช้โอโซนในการทำลายแบคทีเรีย
             2. ใช้ในการทำให้อากาศสะอาดปราศจากกลิ่นเหม็น
             3. ใช้ทำความสะอาดขวดบรรจุน้ำอัดลม
             4. ใช้ในกระบวนการผลิตไวน์ น้ำผลไม้ เหล้า ฯลฯ
             5. ใช้ในการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเช่นเดียวกับการเติมคลอรีน
             6. ใช้ในการทำลายสีในแม่น้ำที่เกิดจากดินหรือพืชใต้น้ำทำให้น้ำมีสีตามธรรมชาติ
สาเหตุปริมาณโอโซนในชั้นบรรยากาศลดลง
             สาเหตุที่ทำให้ปริมาณโอโซนในบรรยากาศลดลงมาจากสารเคมีที่มนุษย์ผลิตขึ้นคือคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (chlorofluorocarbons เขียนย่อว่า CFCs) หรือสาร CFC (ซีเอฟซี)เป็นตัวทำลายโอโซน เป็นสารซึ่งใช้ในตู้เย็น ใช้ทำโฟมและพลาสติกบางชนิด และใช้เป็นสารขับดันในกระป๋องสเปรย์ สารซีเอฟซีไม่ละลายน้ำ น้ำฝนจึงไม่สามารถชะล้างลงสู่ดินได้ สารซีเอฟซีจึงสามารถอยู่ในบรรยากาศ ได้เป็นเวลานาน และใช้เวลา 8-12 ปี เคลื่อนขึ้นสู่บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งเป็นบริเวณที่มีโอโซน

ผลกระทบจากโอโซนในบรรยากาศมีปริมาณลดลง

             1. ผลกระทบต่อมนุษย์ ทำให้ตาเป็นต้อ ตาพร่ามัว เป็นมะเร็งที่ผิวหนัง ผิวหน้าเหี่ยวย่นก่อนวัยผิวหนังไหม้เกรียม เนื่องจากได้รับรังสี UV ที่ส่องผ่านจากดวงอาทิตย์ผ่านช่องโหว่ของโอโซนมาสู่มนุษย์
             2. ผลกระทบต่อพืชและสัตว์ เป็นผลให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชผิดปกติได้ผลผลิตน้อยลง ในทะเลถ้าบรรยากาศชั้นโอโซน ลดลงร้อยละ 25 แพลงก์ตอนพืชจะลดลง แพลงก์ตอนสัตว์จะได้รับผลกระทบต่อการเจริญเติบโต โซ่อาหารในทะเลจะได้รับผลกระทบ
             3. บรรยากาศโลกร้อนขึ้นมีสาเหตุมาจากการใช้สารซีเอฟซี ทำให้ชั้นโอโซน ซึ่งเป็นตัวกรองรังสีต่าง ๆ ที่จะแผ่มาถึงพื้นโลกลดลง มีผลให้รังสีต่าง ๆ แผ่มาถึงพื้นโลกได้มากขึ้นทำให้อากาศที่ผิวโลกร้อนขึ้น น้ำในมหาสมุทรขยายตัวทำให้เกิดน้ำท่วมทั่วไป น้ำแข็งขั้วโลก ละลายระดับน้ำทะเลสูงขึ้น บรรยากาศของโลกจะแปรปรวน เกิดอุทกภัยทั่วไป บางแห่งแห้งแล้งเกิดมหันตภัยทั่วโลก
             4. รังสีอัลตราไวโอเลตทำลายส่วนประกอบของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง เช่น สีซีดลง การยึดเกาะ ความแข็ง ความเหนียว ความยืดหยุ่นของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง เกิดการเปลี่ยนแปลงไป

            บรรยากาศของโลก ซึ่งประกอบด้วยก๊าซชนิดต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นก๊าซไนโตรเจนและออกซิเจน โดยรวมปริมาณร้อยละ 99 ที่เหลืออีกร้อยละ 1 จะเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทนและก๊าซอื่น ๆ รวมทั้งไอน้ำและฝุ่นละออง ก๊าซที่เหลือเพียงร้อยละ 1 นี้เองที่มีความสำคัญ เนื่องจากเปรียบเสมือนกับก๊าซเรือนกระจกเมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์ส่องมายังผิวโลก รังสีอัลตราไวโอเลต จะถูกดูดกลืนในชั้นของโอโซนและบางส่วนจะสะท้อนกลับไปในบรรยากาศ และพบว่ารังสีที่ส่องมาถึงผิวโลกนี้บางส่วนจะถูกนำไปใช้ และบางส่วนจะถูกก๊าซอื่น ๆ หรือก๊าซเรือนกระจกดูดกลืนไว้ แล้วสะท้อนกลับออกไปในรูปของรังสีอินฟาเรดหรือความร้อน ทำให้โลกอุ่นขึ้นเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก

ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ ได้แก่

            1. คาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซนี้ไม่มีกลิ่น ดูดซับความร้อนได้ดี ใช้ในอุตสาหกรรมหลายชนิดเช่น โซดา น้ำอัดลม การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในยานพาหนะและโรงงานอุตสาหกรรม การเผาป่าไม้ทำให้เกิดก๊าซ CO2 ซึ่งเป็นตัวการทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกถึงร้อยละ 57
            2. คลอโรฟลูออโรคาร์บอนหรือ CFC เป็นก๊าซที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นใช้ในอุตสาหกรรม เช่นเครื่องทำความเย็นต่าง ๆ ใช้เป็นก๊าซขับดันในกระป๋องสเปรย์ ใช้เป็นสารผสมที่ทำให้เกิดฟองในการผลิตโฟม CFC นี้ดูดซับความร้อนได้ดีกว่า คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหมื่นเท่า มีอายุยาวนานเป็น 100 ปีจึงสลายตัว ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกได้มากถึงร้อยละ 24
            3. มีเทน เป็นก๊าซที่เกิดเองตามธรรมชาติ และจากการกระทำของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การทำเหมืองถ่านหิน การใช้ก๊าซธรรมชาติ การปลูกพืชในพื้นที่ที่มีน้ำท่วมขังมีเทนดูดซับความร้อนได้ดีกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 20 เท่า จึงมีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก ได้มาก
            4. ไนตรัสออกไซด์ เกิดตามธรรมชาติและการกระทำของมนุษย์ เช่น การใช้ปุ๋ยที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ การเผาหญ้าจากทุ่งนา เผาป่าไม้ เผาเชื้อเพลิงฟอสซิลจากยานพาหนะและโรงงานอุตสาหกรรม ไนตรัสออกไซด์ดูดซับความร้อนได้ดีกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 200 เท่า มีส่วน ทำให้เกิดปรากฏการณ์ เรือนกระจกได้ประมาณร้อยละ 6

ผลกระทบจากปรากฏการณ์เรือนกระจก

            1. ผลกระทบต่อภูมิอากาศ เช่น พายุไต้ฝุ่น น้ำท่วม การพังทลายของดิน ดินเสื่อมคุณภาพเกิดฝนทิ้งช่วงยาวนานมาก เกิดความแห้งแล้ง
            2. ผลกระทบต่อพลังงาน การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งธรรมชาติ ได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของอากาศ การเกิดฟ้าคะนอง พายุฝน ลมแปรปรวน เป็นอุปสรรคต่อการขุดเจาะน้ำมันในทะเล
            3. ผลกระทบต่อระดับน้ำทะเล อากาศร้อน น้ำแข็งละลาย เป็นผลให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นส่งผลกระทบต่อพื้นที่ชายทะเล มีผลกระทบต่อเศรษฐกิจ สภาพสังคม
            4. ผลกระทบต่อแหล่งน้ำ อุณหภูมิสูงเป็นเหตุให้น้ำระเหยมากขึ้น พืชได้น้ำน้อยลง
ทำให้พืชไม่เจริญเติบโต
            5. ผลกระทบต่อสุขภาพอนามัย อากาศร้อนทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง หงุดหงิดง่ายมีผลต่อสุขภาพอนามัย
            6. ผลกระทบต่อเกษตรกรรม เมื่อปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น พืชก็สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากขึ้น แมลงก็จะมีอาหารอุดมสมบูรณ์ทำให้เกิดการขยายพันธุ์ และกระจายพันธุ์ได้มากขึ้นและรวดเร็ว ทำให้เกิดโรคระบาด มีแมลงศัตรูเพิ่มมากขึ้น พืช สัตว์ที่ไม่สามารถปรับตัวได้ทันก็อาจสูญพันธุ์ได้

มาตรการป้องกันผลกระทบปรากฏการณ์เรือนกระจก

            1. ส่งเสริมการสงวนและการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
            2. ใช้เชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่น้อยที่สุด
            3. เลิกผลิต เลิกใช้สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน
            4. หยุดยั้งการทำลายป่าไม้

            การเกิดฝนกรด เกิดจากในบรรยากาศมีออกไซด์ของไนโตรเจนและกำมะถันปนเปื้อนก๊าซที่ปนเปื้อนนี้ จัดเป็นมลพิษทางอากาศ ที่มนุษย์สร้างขึ้น จากยานพาหนะและโรงงานอุตสาหกรรมก๊าซเหล่านี้จะละลายปนอยู่กับไอน้ำของบรรยากาศ และถูกออกซิไดซ์เป็นกรดไนตริก และกรดกำมะถันในที่สุด โดยทั่วไปน้ำฝนจะมีค่า pHประมาณ 5.6 ซึ่งสภาพกรดของน้ำฝนมาจากกรดคาร์บอนิกที่เกิดจากก๊าซ CO2 ที่มีอยู่แล้วในบรรยากาศ แต่ฝนที่เกิดจากกรดไนตริกและกรดกำมะถันอาจมีค่า pH ต่ำถึง 4.0 ในกรณีที่มีละอองหมอกหนาทึบบางครั้งอาจพบค่า pH ได้ถึง 2.0

ผลกระทบจากฝนกรด

            1. ผลกระทบต่อระบบนิเวศในน้ำ ทำให้ค่า pH ในน้ำต่ำ ถ้า pH ต่ำกว่า 5 จะทำให้สัตว์น้ำไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้
            2. ผลกระทบต่อสวนสาธารณะและเขตป่าสงวน ฝนกรดทำให้ใบไม้ร่วงหล่น เมล็ดไม่งอกชะล้างธาตุอาหารจากใบพืช
            3. ผลกระทบต่อพืชเศรษฐกิจ ถ้าค่า pH เป็น 3 จะมีผลรุนแรงทำลายใบของต้นถั่วและชะล้างธาตุแคลเซียมจากใบยาสูบ ที่สำคัญคือ จะทำลายการแตกตาและยับยั้งการสังเคราะห์ด้วยแสงนอกจากนี้ฝนกรดยังละลายและชะล้างธาตุอาหารในดิน ทำให้พืชไม่เจริญเติบโต ผลผลิตลดลง
            4. ผลกระทบต่อวัสดุและสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ ทำให้ถูกกัดกร่อนผุพังเสื่อมโทรม
            5. ผลกระทบต่อน้ำในแหล่งน้ำ ทำให้น้ำมีสภาพเป็นกรดไม่เหมาะต่อการนำมาอุปโภคบริโภคเป็นสาเหตุทำให้ขาดแคลนน้ำได้

แนวทางการแก้ไข

            1. ลดกิจกรรมที่จะทำให้เกิดก๊าซ SO2 และ NOx
            2. การเลือกชนิดพืชปลูกโดยเลือกสายพันธุ์ที่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวแวดล้อมที่เป็นกรด
            3. การใช้แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ทดแทนพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิง

            เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิก แถบเส้นศูนย์สูตรบริเวณชายฝั่งตะวันตกของทวีปของอเมริกากลาง และอเมริกาใต้ไป จนถึงฝั่งตะวันออกของทวีปออสเตรเลียตอนเหนือ มีหลักฐานว่าปรากฏการณ์นี้ได้เกิดมานานนับพันปีมาแล้ว และเป็นปรากฏการณ์ที่แสดง ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของกระแสลมในบรรยากาศและกระแสน้ำในมหาสมุทร  โดยปกติแล้วนอกฝั่งทวีปอเมริกาใต้ และอเมริกากลางจะมีกระแสน้ำเย็นฮัมโบลท์ (Humboldt Current) ซึ่งมีผลต่อสภาพภูมิอากาศบริเวณนี้ โดยจะทำให้อากาศแห้งแล้ง และเย็นเกิดขึ้นบริเวณตอนใต้ของประเทศเอกวาดอร์ เปรู และตอนเหนือของชิลี รวมทั้งมีผลให้กระแสน้ำในมหาสมุทร มีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตรหรือบริเวณอื่นถึง 5.5 องศาเซลเซียส ในปีที่ไม่เกิดเอลนิโญนั้น ลมสินค้าตะวันออกเฉียงใต้มีกำลังแรง และพัดไปทางตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก (พัดไปทางออสเตรเลีย) และเมื่อผสม กับแรงบิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก หรือแรงโคริออลิส (Coriolis force) ทำให้กระแสลมเหนือเส้นศูนย์สูตรเคลื่อนบิดไปทางขวามือ และกระแสลมใต้เส้นศูนย์สูตรเคลื่อนบิดไปทางซ้ายมือ เป็นผลให้พัดพากระแสน้ำอุ่นที่ผิวหน้ามหาสมุทรบริเวณ นอกชายฝั่งเปรูเคลื่อนที่ห่าง จากฝั่งไปทางตะวันตก (ออสเตรเลีย) กระแสน้ำเย็นที่อยู่ลึกลงไปด้านล่าง (เพราะน้ำเย็นหนักกว่าน้ำอุ่น) จึงหมุนวนขึ้นมา แทนที่น้ำอุ่นที่ผิวน้ำ เรียกว่าเกิด "Upwelling" พร้อมกับนำธาตุอาหารจากก้นทะเลขึ้นมาสู่ผิวน้ำ ทำให้มีการเจริญของแพลงก์ตอนอย่างสมบูรณ์ และทำให้มีปลา โดยเฉพาะปลาแองโชวีอุดมสมบูรณ์มาก เปรูจึงเป็นประเทศที่จับปลาแองโชวีสูงที่สุดในโลก โดยเฉพาะในช่วงต้นคริสตศักราช 1970
             การเกิดปรากฏการณ์เอลนิโญ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศเหนือบริเวณมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ทุก 3-5 ปีหรืออาจนานถึง 8 ปี โดยยังไม่สามารถสรุปสาเหตุได้ เรียกว่าภาวะอากาศแปรปรวนของซีกโลกใต้ (Southern Oscillation หรือ SO) การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดความกดอากาศสูงเหนือแปซิฟิกตะวันตก (ออสเตรเลีย) และมีความกดอากาศต่ำเหนือแปซิฟิกตะวันออก(อเมริกาใต้) ซึ่งเป็นภาวะกลับกันกับช่วงปกติ ทำให้เกิดลมพัดย้อนกลับจากแปซิฟิกตะวันตกไปยัง แปซิฟิกตะวันออก (ภาพปรากฏการณ์เอลนิโญ) ซึ่งก็คือลมสินค้าที่อ่อนกำลังลงหรือพัดย้อนกลับกระแสลม ที่อ่อนลงหรือพัด ย้อนกลับนี้ จะพัดเอากระแสน้ำที่ผิวหน้าแปซิฟิกทางตะวันตก ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมายังฝั่งอเมริกาใต้ และปกคลุมที่ผิวหน้ามหาสมุทรทำให้กระแสน้ำเย็นบริเวณนี้ไม่สามารถหมุนวนขึ้นมาผิวหน้าน้ำได้ จึงทำให้บริเวณชายฝั่งอเมริกาใต้แถบประเทศเอกวาดอร์ เปรู ชิลี ขาดกำลังการผลิตอาหารในทะเล ทำให้ปลาตายหรืออพยพไปที่อื่น เป็นการสูญเสียทางการประมงอย่างมากในขณะเดียวกันทำให้เกิดฝน พายุ และมีความชุ่มชื้นมากขึ้นในบริเวณนี้ แต่ฝั่งตะวันตกบริเวณ ออสเตรเลีย อินโดนีเซีย เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แห้งแล้งกว่าปกติ

            ดังนั้นเอลนิโญ คือปรากฏการณ์กระแสน้ำอุ่นพัดมาแทนที่กระแสน้ำเย็นในมหาสมุทรแปซิฟิก แถบเส้นศูนย์สูตรบริเวณ นอกชายฝั่งอเมริกาใต้ และมักเกิดในช่วงคริสต์มาส ในช่วงศตวรรษที่ 1890ได้เกิดปรากฏการณ์เอลนิโญขึ้น ชาวประมงเปรู จึงเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "Corriente del Nino" (Current of the Christ child) ซึ่งหมายถึง "กระแสน้ำแห่งพระกุมารเยซู" เพราะเกิดในช่วงคริสต์มาส ซึ่งเป็นเทศกาลฉลองวันประสูติของพระเยซูคริสต์ โดยจะใช้คำว่า El Nino ซึ่งหมายถึงเด็กชายในภาษาสเปน การเกิดปรากฏการณ์เอลนีโญมักเกิดร่วมกับภาวะอากาศแปรปรวนทางใต้ ปัจจุบันจึงมักเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "เอ็นโซ" ซึ่งมาจากการรวมคำย่อของ El Nino = EN และ Southern Oscillation = SO กลายเป็น "ENSO" ส่วนปรากฏการณ์ ลานิญา นั้นเป็นปรากฏการณ์ตรงข้ามกับเอลนิโญ เกิดจากอุณหภูมิผิวน้ำของมหาสมุทรแปซิฟิกตามแนวเส้นศูนย์สูตร ในช่วงตอนกลางและตะวันออก (อเมริกาใต้) มีค่าต่ำกว่าปกติทั้งนี้เนื่องจากลมสินค้าตะวันออกเฉียงใต้ที่พัดอยู่เป็นประจำในแปซิฟิกเขตร้อนทางซีกใต้   มีกำลังแรงกว่าปกติ จึงพัดพาน้ำทะเลอุ่นจากผิวหน้าของแปซิฟิกตะวันออก (บริเวณเอกวาดอร์ เปรู ชิลี) ไปสะสมทางแปซิฟิกตะวันตก (ออสเตรเลีย อินโดนีเซีย) มากขึ้น บริเวณชายฝั่งอเมริกาใต้จึงเกิดกระเสน้ำเย็นและเกิดการหมุนเวียนมวลน้ำเย็นจากมหาสมุทรจากที่ลึกขึ้นมาสู่ผิวน้ำ ทำให้บริเวณฝั่ง อเมริกาใต้แถบประเทศเอกวาดอร์ เปรู ชิลี มีอากาศหนาวเย็นมีความแห้งแล้งเพิ่มขึ้น ส่วนฝั่งตรงข้าม คือแปซิฟิกตะวันตกบริเวณออสเตรเลีย อินโดนีเซีย และเอเชียฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ มีความชุ่มชื้นมากขึ้นและเนื่องจากลานิญา เป็นปรากฏการณ์ตรงข้ามกับเอลนิโญ จึงตั้งชื่อว่า "La Nina" ซึ่งหมายถึงเด็กหญิง

สรุปได้ว่า

            อากาศเป็นปัจจัยสำคัญในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการจัดการ และหาแนวทาง ในการป้องกันและแก้ไข เพื่อควบคุมคุณภาพอากาศให้อยู่ในสภาพที่ไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สิน แต่ปัจจุบันปัญหาเรื่องมลพิษทางอากาศ จะทวีความรุนแรงเพิ่มขึ้นตามการขยายตัวและความเจริญของเมือง จำเป็นต้องป้องกันแกไข และควบคุมโดยตรง