เครื่องมือในการเก็บตัวอย่างอากาศ

เคร่อื งมอื และอปุ กรณ์สาหรบั การเกบ็ ตวั อย่างอากาศ ท่ีเก่ยี วขอ้ งกับอนภุ าคและแกส๊ และไอระเหย โดย นางสาว รอชิด๊ะฮ์ พวงผกา รหัสนกั ศึกษา 6240311359 สาขาอาชวี อนามัยและความปลอดภยั มหาวิทยาลยั สงขลานครนิ ทร์

เครอื่ งมอื ในการเก็บตวั อยา่ งอากาศ เครอ่ื งมอื และอปุ กรณเ์ ก็บตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั มลพษิ จาก กา๊ ซและไอระเหย เครอ่ื งมือและอุปกรณ์เกบ็ ตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศทีเ่ กยี่ วขอ้ งกบั มลพิษจากก๊าซและไอระเหย โดยปกติ หากเราพดู ถงึ มลพษิ ทางอากาศ เรามักจะนึกถึงมลพิษท่เี กิดจากฝุนละอองเปน็ ลาดับแรก เนื่องจากมลพษิ ประเภทน้สี ามารถมองเหน็ ไดท้ ั่วไปตามทอ้ งถนน หรอื ตามอาคารบ้านเรอื นต่างๆ แตว่ นั นี้เราจะมา ทาความร้จู กั มลพิษทางอากาศอีกประเภทหน่ึง น่ันก็คือ มลพษิ จากก๊าซและไอระเหย มลพษิ เหล่านี้สง่ ผลกระทบ เกีย่ วกับสขุ ภาพหลายอยา่ งทง้ั ทางตรงและทางอ้อม ยกตัวอยา่ งเชน่ การลดประสิทธภิ าพการทางานของระบบ ทางเดินหายใจ การระคายเคืองอวัยวะตา่ งๆ เป็นตน้ จากผลกระทบทเ่ี กิดข้ึน จงึ จาเปน็ ต้องมกี ารดาเนินการปอู งกันและควบคุมให้อยใู่ นเกณฑท์ ี่ปลอดภัยตอ่ มนุษย์และ สิ่งแวดลอ้ ม ดงั น้นั เพอ่ื ท่จี ะทราบระดับความเขม้ ข้นของมลพิษทางอากาศว่าอันตรายตอ่ สขุ ภาพผู้ปฏิบัติงานหรือไม่ หรอื มีค่าเกินตามทีก่ ฎหมายกาหนดหรอื ไม่ เราสามารถทาไดโ้ ดยการเกบ็ ตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศไปวิเคราะห์ใน ห้องปฏบิ ตั กิ ารโดยใช้อุปกรณเ์ กบ็ ตวั อยา่ ง เชน่ ถุงเก็บตัวอย่างอากาศ (Sampling bag) ปัม๊ เกบ็ ตัวอยา่ ง อากาศ (Personal Pump) หลอดเกบ็ สารตวั อย่าง (Sorbent tube) หรอื ใชเ้ ครือ่ งมอื วดั แบบอา่ นคา่ ได้ทนั ที โดยการเก็บตวั อยา่ งอากาศต้องพจิ ารณาถึงประเภทของมลพษิ ทางอากาศ ชนดิ ของสารปนเปอื้ นทแ่ี ขวนลอยใน อากาศ ซง่ึ สามารถแบ่งไดเ้ ป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ การเก็บตวั อยา่ งอากาศสาหรบั สารปนเปอื้ นท่ีเป็นไอระเหย และก๊าซ และการเกบ็ ตัวอย่างอากาศสาหรบั สารปนเป้ือนทเ่ี ป็นอนุภาค การเกบ็ สารปนเปอื้ นทเี่ ป็นไอระเหยและก๊าซ สามารถใช้อปุ กรณ์ในการเกบ็ ตัวอย่างไดห้ ลากหลาย ดังน้ี หลอดบรรจขุ องเหลว (Impingers) ใช้ในการจับมลพษิ ในอากาศให้สะสมอยใู่ น ของเหลวในหลอดแก้ว ทาหนา้ ที่จับมลพิษให้สะสมอยูใ่ นของเหลวน้ัน หลอดแก้วน้ี ประกอบดว้ ยชอ่ งสาหรับอากาศเขา้ ซึ่งเชอ่ื มต่อกบั หลอดแก้วยางขนาดเล็ก มปี ลาย อีกขา้ งหนึ่งจุ่มอยใู่ ตข้ องเหลวและชอ่ งอากาศซึ่งต่อเช่อื มกบั เครอ่ื งดูดอากาศ มลพิษ ซง่ึ ปะปนอยู่ ในอากาศนน้ั จะถูกของเหลวจับไว้ อากาศส่วนทเ่ี หลอื ก็จะถกู ดูดผา่ น เครื่องดูดอากาศออกไป ปลายของหลอดแกว้ ซึ่งจมุ่ อยใู่ ต้ของเหลวมีหลายลักษณะ เพ่ือความเหมาะสมของมลพิษทถี่ ูกเก็บ หลอดแก้วบรรจุของเหลวมหี ลายแบบ

หลอดเกบ็ สารตัวอยา่ งหรือหลอดบรรจสุ ารดูดซับ (Sorbent tube) เปน็ หลอดแกว้ ขนาดเล็ก ภายในมสี ารดูด ซับ(Adsorbents) ซงึ่ มใี ห้เลอื กหลากหลายชนิดข้ึนอยู่กบั ไอระเหยหรือกา๊ ซท่ีต้องการเก็บตวั อยา่ ง สาหรบั งาน วเิ คราะห์ปริมาณสารเคมีในอากาศ ใชเ้ กบ็ และนาสง่ วเิ คราะห์ในห้องปฏบิ ัตกิ ารด้วยหลกั การเครอื่ งแกส๊ โครมาโตก ราฟี (Gas Chromatography ,GC)หรือวธิ ีวิเคราะห์อ่นื ตามมาตรฐานกาหนด ถงุ เก็บตัวอย่างอากาศ (Sampling bag) มีให้เลือกหลายวัสดุ เช่น Tedlar Bags ที่ทามาจากพลาสติก หรอื Flexfoil Bags ขึน้ อยกู่ บั ไอระเหยหรอื ก๊าซที่ตอ้ งการเก็บตัวอยา่ งเช่นกัน อีกทัง้ ยังมีหลายขนาดให้เลือกใช้

โดยอปุ กรณ์ทีก่ ล่าวมาขา้ งต้น จะใชง้ านรว่ มกบั อุปกรณต์ ัวกลางสาหรบั ดดู อากาศเขา้ มา น่นั คอื ป๊ัมดูดอากาศ (Personal Sampling Pump) ซ่ึงกม็ ใี หเ้ ลอื กหลากหลายแบบเชน่ เดยี วกัน ไมว่ า่ จะใชส้ าหรับอัตราการไหลตา่ 5 ml/min ไปจนถึงอัตราการไหลสงู 30 L/min นอกจากนี้ ยงั สามารถใช้เครือ่ งมอื วัดท่ีอา่ นคา่ ไดท้ ันที ซึง่ เคร่อื งมือตัวนีส้ ามารถวัดก๊าซในบรรยากาศ ปรมิ าณฝุน ละอองและวดั พารามเิ ตอร์ทเ่ี กีย่ วกับงานอุตุนิยมวทิ ยาไดอ้ กี ด้วย เช่น คา่ อุณหภมู ิ ความช้ืน ความเร็วลม ปริมาณ นา้ ฝน เป็นตน้ ขอแนะนาเคร่ืองวัดคุณภาพอากาศในบรรยากาศทว่ั ไป ผลติ ภัณฑ์ SKC รุ่น HAZ-SCANNER EPAS จากประเทศสหรัฐอเมริกา เคร่อื งวัดคณุ ภาพอากาศในบรรยากาศท่ัวไป ผลิตภณั ฑ์ SKC รุ่น HAZ-SCANNER EPAS จากประเทศสหรัฐอเมรกิ า • เป็นเครื่องมือแบบเคลื่อนยา้ ยไดท้ ี่สามารถอ่านค่าการวัดได้โดยตรง • สามารถวัดความเข้มขน้ ก๊าซ ปริมาณฝุนละออง และพารามิเตอร์ทางอุตุนยิ มวทิ ยา โดยวดั ได้พรอ้ มกันสูงสุด 14 พารามเิ ตอร์ ได้แก่ เซน็ เซอร์สาหรบั วดั ปริมาณฝุน 2 เซน็ เซอร์ เซน็ เซอรส์ าหรับวดั ความเข้มข้นก๊าซ 8 เซ็นเซอร์ และเซ็นเซอร์สาหรบั วัดพารามิเตอร์ทางด้านอุตนุ ยิ มวิทยา 4 เซน็ เซอร์ • สามารถใชง้ านจากแบตเตอร่ี หรอื ไฟ AC หรือใช้งานจากพลังงานแสงอาทติ ยไ์ ด้ • สามารถโอนถ่ายข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านซอฟท์แวร์ และรายงานผลเปน็ กราฟได้

เครอื่ งมือชนดิ ท่ีอา่ นค่าโดยตรง(Direct reading instruments) เคร่อื งมอื ทร่ี วมเอาการเก็บตวั อย่างและวิเคราะห์ ไว้ในเคร่ืองมือนนั้ ๆ สามารถแสดงผล การตรวจวดั ในเชงิ ปรมิ าณไดท้ ันทที ี่ทาการตรวจวัดโดยแสดงที่หนา้ ปดั เครื่องบนั ทกึ หรอื แสดงผลที่ตวั กลางท่ีเก่ยี วขอ้ งกบั การเก็บตวั อยา่ งอากาศ เช่น หลอดตรวจวัด ฯลฯ เคร่อื งมอื ประเภทน้ีมีขอ้ ดีและข้อจากดั ดงั น้ี ขอ้ ดี -สามารถประมาณค่าความเข้มข้นของมลพิษทางอากาศได้ทันที -บางชนดิ สามารถบันทึกความเข็มข้นมลพษิ ทางอากาศได้อยา่ งตอ่ เนือ่ ง ตลอดเวลา -ลดปญั หาข้ันตอนและเวลาในการทางาน -ลดปัญหาข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเก็บตัวอยา่ งและวิเคราะหต์ วั อย่าง -ลดปญั หาการใช้เครือ่ งมือไม่ถูกตอ้ งจากบุคคลทไ่ี มไ่ ดร้ บั การฝกึ -เคร่ืองมือบางชนดิ ถกู ออกแบบมาใหม้ ีระบบเตอื นภัยโดยสามารถแสดงออกในรูป ของแสง หรอื เสยี งท้งั น้เี พื่อเตอื น ผูป้ ฏบิ ตั งิ านให้ทราบถึงสภาวะทเ่ี ป็นอันตราย ขอ้ จากัด - ราคาแพง – อาจตอ้ งทาการตรวจปรับความถูกตอ้ งบอ่ ย ดงั น้ันการขาดเครือ่ งมอื ตรวจ ปรบั ความถกู ต้องจึงเป็นปญั หา ตอ่ การใช้เครื่องมือประเภทน้ีมาก การเกบ็ ตัวอย่างสารเคมที ี่เป็นอนภุ าค อนภุ าค (Particulates) หมายถงึ สารทุกชนดิ ไมว่ า่ จะอยูใ่ นรูปของแข็ง หรือ ของเหลวท่ีสามารถแขวนลอยอยู่ ในบรรยากาศได้ในระยะเวลาใดเวลาหนึ่ง และอาจเขา้ สรู่ ะบบ ทางเดนิ หายใจคนได้ อนุภาคของแข็ง เชน่ ฝุน ฟมู ควัน ขี้เถ้า เสน้ ใย อนุภาคของเหลว ได้แก่ละออง(mist) และ หมอก(fog) -ฝุน (Dust) หมายถึง อนภุ าคของสารอนิ ทรยี ห์ รอื อนินทรยี ท์ ี่เกดิ จากการขดั ตัด กระแทก เจาะ ทุบวตั ถุ ฯลฯ ทา ใหว้ ตั ถุแตกออกและช้ินสว่ นที่มีขนาดเล็กฟงุู กระจายขึ้นสู่อากาศ ฝนุ มตี ั้งแต่สามารถมองเห็นด้วยตาเปลา่ จนถงึ ขนาดเล็กทไ่ี มส่ ามารถมองเห็นไดด้ ้วยตาเปลา่ อย่างไรก็ตามฝนุ ท่ีนกั สขุ ศาสตร์ฯ สนใจคอื ฝุนท่ีสามารถถูกหายใจ เขา้ สู่ทางเดินหายใจได้ หรอื ท่ี เรียกว่า Inhalable dust -ฟูม (Fume) เกิดจากการระเหย (evaporation) การควบแน่น (condensation) และเกดิ ปฏิกิริยาทางเคมใี น ขณะท่ีของแขง็ หลอมเหลว เช่น โลหะหลอมเหลวนั้น วตั ถุสามารถอยู่ ไดท้ ้งั 3 สถานะ สว่ นท่อี ยู่ในสถานะกา๊ ซ (gas phase) คอื ส่วนทีว่ ัตถุกลายเป็นไอระเหย ส่วนน้จี ะ ทาปฏกิ ิริยากับออกซิเจนกลายเป็นโลหะออกไซด์ และ

ควบแนน่ กลายเป็นของแขง็ เม่ือกระทบกบั ความเยน็ รอบๆ แว๊กซ์ (wax)หรอื พลาสตกิ ก็สามารถหลอมเหลว กลายเปน็ ฟมู ได้ ดว้ ยลกั ษณะการ เกิดเชน่ น้ที าให้ฟมู เป็นอนภุ าคที่ขนาดเล็กมาก กล่าวคอื มีขนาดระหว่าง 1-0.0001 ไมโครเมตร -ควนั (Smoke) เกดิ จากการเผาไหมท้ ี่ไม่สมบูรณ์ของสารอินทรีย์ โดยทั่วไปขนาด ของควันมักเล็กวา่ 0.5 ไมโครเมตร สาหรับอนภุ าคท่อี ยใู่ นสถานะของเหลวไดแ้ ก่ -ละออง (Mist) เกดิ จากการที่ของเหลวถูกอัดให้แตกกระจายออก (Atomization) กลายเปน็ อนภุ าคท่มี ขี นาดเลก็ แขวนลอยในอากาศ โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่กว่า 5 ไมโครเมตร -หมอก (Fog) เกิดจากการกลั่นตวั กลายเป็นของเหลวของสารทอ่ี ยู่ในสถานะก๊าซ เมื่อก๊าซน้ันมคี วามเขม้ ข้นสงู มากๆ เชน่ ของเหลวอินทรยี ์ท่ีถูกตม้ จนเดอื ดกลายเป็นไอลอยตวั ข้ึน ไปกระทบกับความเย็นจงึ กล่ันตัวเปน็ ของเหลว โดยทว่ั ไปมขี นาดเลก็ กว่าหรอื เท่ากบั 0.25 ไมโครเมตร แขวนลอยในอากาศ เครื่องมือสาหรับการเก็บตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศท่ีเป็นอนุภาคโดยการกรอง 1.ชอ่ งเปิดให้อากาศเข้า (Air inlet) ปกตจิ ะต่อทอ่ นาอากาศเขา้ ลักษณะจะเปน็ ชอ่ งปดิ แบบรกู ลมเพอ่ื ให้ฝุน สามารถกระจายตวั ไปตามพืน้ ที่หนา้ ตัดของตวั กรองไดอ้ ย่างสมมาตร 2.อปุ กรณส์ ะสมอนุภาค (Collector) ประกอบดว้ ยตวั กรองอนภุ าค (Filter) หรอื กระดาษกรองและตลับใส่ตัวกรอง (Casette filter holder)เปน็ อปุ กรณท์ ีใ่ ชใ้ นการเกบ็ สะสมอนภุ าคสาหรับนามาวิเคราะห์ตอ่ ไป โดยตลับใสต่ ัว กรองจะทาหนา้ ทรี่ องรบั ไมใ่ หต้ วั กรองร่วงหล่น ฉีกขาด หรอื เสียหายขนาดใช้งาน * ตลับยดึ กระดาษกรอง ตลับยดึ กระดาษกรองอาจเป็นชนดิ 2 ชน้ั หรอื 3 ชัน้ ประกอบด้วยสว่ นท่ใี หอ้ ากาศเขา้ และออก อากาศจะถกู ดูด โดยเคร่ืองดดู อากาศผา่ นตลับยึดกระดาษกรองสว่ นทใ่ี ห้อากาศเขา้ อากาศทีม่ มี ลพิษกจ็ ะติดอยูบ่ นแผ่นกระดาษ กรองทอ่ี ยภู่ ายใน ซง่ึ เมอื่ นาไปวเิ คราะห์ทาง หอ้ งปฏบิ ัติการจะทาใหท้ ราบปริมาณสารพิษในอากาศได้

3.ส่วนเชอื่ มต่อ (Connector) ไดแ้ ก่ข้อตอ่ และสายยาง/พลาสตกิ เชอื่ มต่อระหวา่ ง ด้านหลังของตลับใส่ตัวกรอง (Air outlet) กบั ปั๊มดูดอากาศ สายพลาสตกิ นี้จะต้องไมม่ ีรรู ว่ั และ ไม่ทาปฏกิ ิรยิ าเคมีกับอนุภาคทีต่ ้องการเกบ็ เช่น ตวั อย่างสายยางนาอากาศชนิด Tigon tube *สายยางนาอากาศชนดิ Tigon tube 4.อปุ กรณ์วดั อตั ราการไหลของอากาศและปม๊ั ดดู อากาศ (Air flow meter & Pump) ประกอบด้วยมิเตอร์วัดอัตรา การไหลของอากาศ (Air flow meter) สว่ นควบคุมการไหล ของอากาศ (Flow control value) และปั๊มดูด อากาศ (Personal pump) ปจั จบุ ันมมี เิ ตอร์วดั อัตรา การไหลของอากาศท้งั แบบท่ีเปน็ โรตามิเตอร์ หรอื แบบลกู ลอย และแบบตัวเลขดจิ ิตอลติดต้ัง รวมอยใู่ นสว่ นของป๊ัมดดู อากาศ

5.อปุ กรณส์ าหรับคัดแยกขนาดฝนุ Cyclone สาหรับคดั แยกขนาดฝนุ ทมี่ ขี นาดเลก็ กวา่ 10 ไมครอน มหี ลายชนดิ แต่ละชนดิ ตอ้ งใช้อัตราการไหลของอากาศทแี่ ตกต่างกัน เชน่ Nylon cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 1.7 ลิตร ตอ่ นาที, HD cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 2.2 ลิตร ต่อนาที, Aluminum Cyclone อตั ราการไหลของ อากาศ 2.5 -2.8 ลติ ร ต่อนาทีฯลฯ Nylon cyclone Aluminum cyclone