มลพิษ เพื่อช่วยต่อสู้กับมลภาวะที่เป็นผลจากความเจริญทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ของจีน สถานีตรวจวัดสิ่งแวดล้อมในมณฑลกวางตุ้งของประเทศกำลังหันไปใช้วิธีการตรวจจับแบบโบราณ นั่นคือประสาทสัมผัสกลิ่นของมนุษย์ ผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการฝึกอบรม 12 คน ใช้เวลาอยู่ในห้องทดลอง สัมผัสกับก๊าซมลพิษหลายชนิดที่สร้างภัยพิบัติให้กับเมืองพานหยู เนื่องจากมีโรงงานมากมายและกองขยะ เพื่อพยายามตรวจจับลักษณะกลิ่น
ในบทความนี้จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีที่จมูก และสมองของมนุษย์ตรวจจับและแยกความแตกต่างระหว่างกลิ่น สร้างโปรไฟล์กลิ่นหรือความทรงจำ และวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และหุ่นยนต์ในการดมกลิ่น ในปี 2549 การสำรวจมลพิษของธนาคารโลกพบว่า จาก 20 เมืองที่มีมลพิษมากที่สุดในโลก 16 เมืองอยู่ในจีน มลพิษกำลังส่งผลกระทบ ผู้คนมากกว่า 300,000 คน ในประเทศอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโตนี้คาดว่าจะเสียชีวิตในแต่ละปีจากภาวะแทรกซ้อน
โดยที่เกิดจากสภาพอากาศที่ไม่ดี การรวมสถานการณ์นี้เป็นการค้นพบรูปแบบมลพิษที่ร้ายแรงกว่ามาก นั่นคืออนุภาคขนาดเล็กพิเศษ อนุภาคเหล่านี้มีขนาดเล็กมากและตรวจจับได้ยากกว่าสาร มลพิษ อื่นๆ ส่งผลเสียต่อสุขภาพมากกว่าเนื่องจากภาพอากาศแย่ลง และอาจทำให้เกิดโรคหัวใจ รวมถึงปัญหาสุขภาพอื่นๆ โครงการอยากรู้อยากเห็น ปริศนามลพิษ หลิว จินไช่ หัวหน้าทีมดมกลิ่นและรองผู้อำนวยการสถานีตรวจสอบ
กล่าวกับหนังสือพิมพ์ไชน่าเดลีว่าการฝึกอบรมไม่ได้เปิดโอกาสให้สมาชิก ในทีมใช้ทักษะการดมกลิ่นเพื่อหยุดและดมดอกกุหลาบ งานค่อนข้างไม่เป็นที่พอใจ หลิวกล่าว ต้องอยู่ในห้องแล็บโดยดมกลิ่นก๊าซอันน่าสยดสยองเหล่านั้นซ้ำๆ สมาชิกในทีมได้รับการฝึกอบรมให้แยกความแตกต่างระหว่างกลิ่นของสารมลพิษในสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายกับกลิ่นที่น่ารังเกียจแต่ไม่เป็นอันตราย มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อการกำจัด เพิ่มเติมในเร็วๆนี้
ที่สามารถตรวจจับความหนาแน่นของก๊าซอันตรายในอากาศได้แต่นักดมกลิ่นชาวจีนมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างจากเครื่องจักร มนุษย์ไม่เพียงตรวจจับก๊าซพิษได้เท่านั้น ยังสามารถแสดงปฏิกิริยาทางกายภาพต่อพวกมันได้ ทำให้การมีอยู่ของก๊าซในชั้นบรรยากาศชัดเจนยิ่งขึ้น เนื่องจากประสาทรับกลิ่นลดความไวลงเมื่ออายุมากขึ้น ทีมนักดมกลิ่นมืออาชีพจะผ่านการรับรองซ้ำทุกๆ 3 ปี เพื่อให้แน่ใจว่าสมาชิกยังคงมีทักษะการดมกลิ่นที่ดีที่สุด
แต่ขณะที่เดินไปรอบๆพานหยูเพื่อค้นหามลพิษ ทีมงานจะสามารถแยกแยะกลิ่นที่พบเจอได้อย่างไรการตรวจจับและแยกแยะกลิ่น อาจใช้ประสาทสัมผัสในการดมกลิ่น แต่สิ่งที่ได้กลิ่นนั้นเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียง และการวิจัยอย่างมากในหมู่นักประสาทวิทยาและนักสรีรวิทยา วิทยาศาสตร์มีการจัดการที่ค่อนข้างดีว่ากระบวนการของกลิ่นเกิดขึ้นเมื่อกลิ่นผ่านตัวรับกลิ่นได้อย่างไร ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของกระบวนการที่ทำให้นักวิจัยนิ่งงัน
เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าเส้นประสาทต่างๆที่ประกอบกันเป็นชุดรับกลิ่นนั้นมีความเฉพาะเจาะจงพวกมันตอบสนองเฉพาะกับประเภทของโมเลกุลที่ออกแบบมาเพื่อโต้ตอบด้วย ลองนึกภาพตู้ไปรษณีย์จำนวนหนึ่งตั้งอยู่หน้าสำนักงานไปรษณีย์ ตู้หนึ่งสำหรับไปรษณีย์ตามมิเตอร์ อีกแห่งหนึ่งสำหรับไปรษณีย์ท้องถิ่น และอีกแห่งหนึ่งสำหรับไปรษณีย์นอกเมือง แต่ละกล่องยังคงเป็นกล่องจดหมาย และแต่ละกล่องรับจดหมาย
แต่จุดประสงค์ของแต่ละคนคือเพื่อกำหนดเส้นทางของ จดหมายประเภทใดประเภทหนึ่งไปยังตำแหน่งเฉพาะ เหมือนกับเส้นประสาทในชุดรับกลิ่นโดยที่ส่งไปยังตัวรับโมเลกุลเฉพาะ แต่วิทยาศาสตร์ยังคงค้นหาคำตอบว่าการตอบสนองของตัวรับพิเศษนั้นถูกกระตุ้นอย่างไร กระบวนการเริ่มต้นใดเกิดขึ้นเพื่อให้นักดมกลิ่นมืออาชีพสามารถบอกความแตกต่างระหว่างกลิ่นต่างๆได้ โมเลกุลใดๆตราบใดที่มันยังระเหยได้ หมายความว่ามันจะระเหยที่อุณหภูมิห้องโดยประมาณ มี
ศักยภาพในการเป็นสารให้กลิ่น หรือโมเลกุลที่รับรู้ได้ผ่านกลิ่น เมื่อสารรับกลิ่นจับกับตัวรับในจมูกศักยภาพของโมเลกุลในฐานะสารรับกลิ่น จะกลายเป็นจริง ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดคือตัวรับกลิ่นประมาณ 350 ตัว แต่ละตัวมีโครงสร้างบางอย่างที่โมเลกุลบางชนิดสามารถกระตุ้นได้เท่านั้น โดยพิจารณาจากรูปร่างของโมเลกุล แต่ทฤษฎีล็อกและกุญแจ มีปัญหาด้านลอจิสติกส์ที่สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ มีโมเลกุลที่มีรูปร่างและโครงสร้างเหมือนกันและมีกลิ่นต่างกันโดยสิ้นเชิง
การวิจัยที่ใหม่กว่าแสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารให้กลิ่นและตัวรับกลิ่นนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพที่ประเสริฐกว่ามาก มีรากฐานมาจากฟิสิกส์ควอนตัมทฤษฎีล่าสุดนี้กล่าวว่าปฏิสัมพันธ์นั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่เกิดจากตัวรับโดยการสั่นสะเทือนของโครงสร้างอะตอม ของโมเลกุลของกลิ่น ตัวรับจะทำปฏิกิริยากับการสั่นสะเทือนของโมเลกุล และการตอบสนองนี้จะกระตุ้นการส่งข้อมูลกลิ่นไปตามระบบการดมกลิ่น
นักดมกลิ่นชาวจีนสามารถกำจัดสารเคมีที่เป็นอันตรายได้ แต่นี่เป็นเพียงการอธิบายว่ามีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีกับโมเลกุลของกลิ่นอย่างไร กลิ่นส่วนใหญ่ที่รู้จักประกอบด้วยโมเลกุลของกลิ่น แล้วจะสร้างการรับรู้กลิ่นได้อย่างไร ไม่ว่าจะเป็นกลิ่นที่ ดี หรือ ไม่ดี และท้ายที่สุด นักดมกลิ่นจะบอกความแตกต่างระหว่างกลิ่นหนึ่งกับอีกกลิ่นหนึ่งได้อย่างไร นักวิจัยเห็นได้ชัดว่ากระบวนการตรวจจับกลิ่นและการรับรู้กลิ่นในสมองอาจแตกต่างกัน
งานวิจัยชิ้นหนึ่งจากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น ได้สรุปว่าโครงสร้างของโมเลกุลของกลิ่นไม่จำเป็นต้องส่งผลต่อรหัสกลิ่นที่เกิดขึ้นในสมองเสมอไป การเข้ารหัสกลิ่นเป็นคำที่สมองจำแนกกลิ่นออกเป็นประเภทต่างๆ นักวิจัยพบว่าอาจเป็นการรวมกันของกระบวนการต่างๆ ที่ทำงานร่วมกันซึ่งทำให้รหัสกลิ่นนี้เกิดขึ้น นักวิจัยคนเดียวกันนี้ระบุว่าความทรงจำเกี่ยวกับกลิ่นที่เข้ารหัสหรือโปรไฟล์กลิ่นที่สร้างขึ้นจากการสัมผัส
สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพบข้อมูลใหม่หรือข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลิ่น ตัวอย่างเช่น การดมกลิ่นดอกพุดเพียงครั้งเดียว อาจสร้างความทรงจำเกี่ยวกับกลิ่นที่สามารถกระตุ้นได้เมื่อมองเห็นต้นพุดจากระยะไกลแต่การดมกลิ่นของดอกพุดอย่างต่อเนื่อง สามารถอธิบายและเพิ่มความซับซ้อนให้กับความประทับใจ ดั้งเดิมเกี่ยวกับกลิ่นของดอกไม้ ผลของการดมกลิ่นมลพิษ ส่วนใหญ่ไม่ได้รับค่าตอบแทนในการตรวจจับสารมลพิษด้วยจมูก
โดยทั่วไปเรียนรู้เกี่ยวกับกลิ่นของสิ่งแวดล้อมผ่านการสัมผัสอย่างไม่เป็นทางการเมื่อเวลาผ่านไป แต่แนวทางของรัฐบาลจีนในการฝึกนักดมกลิ่นนั้นรุนแรงและมุ่งเน้นมากกว่า การให้สมาชิกในทีมได้สัมผัสกับกลิ่นในห้องแล็บเป็นระยะเวลานานความคิดของผู้ดมกลิ่นจะละเอียดขึ้นอย่างรวดเร็ว คล้ายกับนักเลงไวน์ที่ตรวจพบโน้ตหรือโปรไฟล์กลิ่นของ แก้วชาร์ดอนเนย์ นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเปิดรับแสงแบบนี้จะสร้างกลิ่นที่ซับซ้อนมากขึ้น
สำหรับกลิ่นในตระกูลเดียวกัน การสัมผัสเป็นเวลานานยังสร้างปฏิกิริยารุนแรงต่อกลิ่น ตัวอย่างเช่น หากนักดมกลิ่นชาวจีนสัมผัสกับกำมะถันเป็นเวลานาน ก็จะง่ายขึ้นสำหรับที่จะบอกความแตกต่างระหว่างสารประกอบกำมะถันประเภทต่างๆในทางกลับกันสิ่งนี้ จะทำให้ทำงานได้ดีขึ้น แต่การสูดดมกำมะถันและสารเคมีที่เป็นพิษอื่นๆอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างมาก ดังนั้น ในขณะที่ชาวจีนกำลังจ้างมนุษย์เพื่อค้นหามลพิษ
นักวิทยาศาสตร์ในส่วนอื่นๆของโลกกำลังมองหาเทคโนโลยีในรูปแบบของเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ ช้างในห้องเกี่ยวกับนักดมกลิ่นมลพิษของจีนคือคนดมกลิ่นเหล่านั้นคือมนุษย์ หมายความว่างานจะประสบปัญหาสองประการ ประการแรกคือการรับรู้กลิ่นจะเสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป ประการที่สองคือสูดดมสารเคมีที่เป็นอันตรายในการดำรงชีวิต ปัญหาแรกสามารถแก้ไขได้โดยการสรรหาผู้ดมกลิ่นมาทดแทน แต่ปัญหาที่สองอาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพและแม้แต่ความตายของผู้ดมกลิ่น
การดมกลิ่นประดิษฐ์ เห็นก่อนหน้านี้ว่ามนุษย์ดมกลิ่นของจีนมีข้อได้เปรียบเหนือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน ในฐานะมนุษย์ มีปฏิกิริยาทาง กายภาพที่ยืนยันการมีอยู่ของสารก่อมลพิษ แต่การใช้เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ช่วยขจัดความจำเป็น ในการให้มนุษย์สัมผัสกับมลพิษที่เป็นอันตราย ด้วยเหตุนี้ วิทยาศาสตร์จึงแสวงหาวิธีใหม่ๆในการใช้เทคโนโลยีเพื่อค้นหามลพิษและกำหนดความเข้มข้นของมลพิษ นาซ่าได้พัฒนาอุปกรณ์จมูกอิเล็กทรอนิกส์รุ่นที่สาม
ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นของหน่วยงานอวกาศได้สร้างอุปกรณ์เพื่อช่วยตรวจจับการรั่วไหลของแอมโมเนียบนกระสวยอวกาศนาซ่า ใช้แอมโมเนียเป็นตัวนำความร้อนในระบบประปาของกระสวยอวกาศ แอมโมเนียอาจถึงแก่ชีวิตได้หากสัมผัสกับแอมโมเนียในสถานะที่เป็นก๊าซ และหากรั่วไหล ก็หมายถึงหายนะสำหรับนักบินอวกาศ เพื่อป้องกันภัยพิบัติเช่นนี้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ จึงได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในอวกาศเพื่อตรวจจับการรั่วไหลเช่นนี้ตั้งแต่เนิ่นๆ
ก่อนที่ความเข้มข้นของก๊าซจะถึงระดับร้ายแรงจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของระบบการดมกลิ่นของมนุษย์ อุปกรณ์นี้ใช้ฟิล์มโพลิเมอร์ เพื่อตรวจจับและตอบสนองต่อโมเลกุล เช่นเดียวกับตัวรับขนาดเล็กคล้ายขนที่ปลายประสาทรับกลิ่นปฏิกิริยาเหล่านี้จะถูกตีความโดยเครื่อง บทความเกี่ยวกับจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ที่นำเสนอบนเว็บไซต์ของนาซ่า รายงานว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีความไวมากจนสามารถได้กลิ่นของไฟไฟฟ้าก่อนที่จะแตกออก
และสามารถแยกความแตกต่างระหว่างโคคา โคล่า และเป๊ปซี่ แม้แต่นักดมกลิ่นชาวจีนก็ยังประสบปัญหาในการทำเช่นนั้น กลับมาบนโลก เทคโนโลยี ที่ซับซ้อนน้อยกว่ากระสวยอวกาศเล็กน้อยกำลังถูกใช้สำหรับอุปกรณ์ที่คล้ายกับจมูกอิเล็กทรอนิกส์ของนาซ่าสุนัขหุ่นยนต์ ของเล่นเด็กที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นที่นิยม ซึ่งเดิน นั่งอยู่และเห่าได้ ได้รับการปรับปรุงใหม่ด้วยชิปใหม่ที่ช่วยให้สุนัขสามารถรับรู้ถึงสารระเหยได้
ในร่องรอยเพียง 100 ส่วนต่อล้านในโครงการที่เรียกว่าสุนัขเชื่อง โครงการนี้เกิดจากความคิดของนาตาลี เจเรมิเยนโก ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานดิเอโก โครงการนี้ไม่เพียงแต่เป็นวิธีที่ไม่เพียงแต่จะสูดดมสารมลพิษอย่างปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังเพื่อสร้างความตระหนักรู้ถึงอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งที่เกิดจากสารมลพิษเหล่านี้ด้วย โปรเจกต์นี้เริ่มต้นขึ้นแล้ว โดยมีห้องแล็บปรับปรุงใหม่ที่มีอยู่ทั่วประเทศในไอดาโฮ นิวยอร์ก และฟลอริดา
แต่เซนเซอร์ที่ใช้ในโครงการสุนัขเชื่อง นั้นยังต้องใช้เวลาอีกยาวไกลก่อนจะตามทันจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ เซนเซอร์ของสุนัข หุ่นยนต์สามารถจับสารประกอบได้ 100 ส่วนในล้านส่วน เซนเซอร์จมูกอิเล็กทรอนิกส์ สามารถตรวจจับได้เพียงหนึ่งส่วน ซึ่งก็คือหนึ่งโมเลกุลต่อล้านส่วนนักดมกลิ่นมลพิษของจีน หมายเหตุผู้เขียน มีแง่มุมหนึ่งของนักดมกลิ่นมลพิษในมณฑลกวางตุ้งที่ไม่เคยรู้มาก่อนเลย ทำไมถึงใช้มนุษย์ สงสัยเกี่ยวกับเรื่องนี้
เมื่อเขียนบทความ พอๆกับตอนที่สร้างตอนของพอดคาสต์ สิ่งที่ควรรู้ ในนั้น และตอนนี้ก็ยังสงสัยเกี่ยวกับเรื่องนี้อยู่ ความเสียหายทั้งหมดที่ตามมาโดยจงใจให้มนุษย์สัมผัสกับมลพิษทางอากาศ และไม่เพียงแค่นั้น แต่ยังทำให้หายใจเข้าลึกๆยาวๆในฐานะงานอย่างน้อยก็ดูเป็นอันตรายหากไม่จำเป็นโดยสิ้นเชิง ในส่วนที่สี่ ได้บันทึกจำนวนเซนเซอร์เชิงกลที่สามารถทำได้ดีพอๆกันและดีกว่าเครื่องตรวจจับมลพิษของมนุษย์จริงๆเหตุใดจึงต้องใช้คน
นานาสาระ: สิ่งแวดล้อม อธิบายเกี่ยวกับการทำงานของความวิตกกังวลเชิงนิเวศน์
