Air-Sampling

Air Sampling การประเมนิ และการเก็บตวั อย่างอากาศ เป็นกระบวนการประเมินระดับ ความเสี่ยงจากการสัมผัส กับสาร หรือ ปัจจัยเสี่ยงทางเคมีของผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพ โดยสังเกตการณ์ทำงาน การสอบถาม การใชเ้ ครอ่ื งมอื เพือ่ ประเมนิ ความเข้มข้นวา่ อยใู่ นระดบั มาตรฐานหรอื ไม่ กรณไี ม่ อยู่ระดับมาตรฐานก็ควบคุมให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย นักสุขศาสตร์ควร พิจารณาปัจจัยต่างๆต่อไปนี้ เพื่อประเมินความรุนแรงของอันตรายใน ส่ิงแวดล้อมการทำงาน ประเภทของการเก็บตวั อย่างอากาศ 1. การตรวจวัดมลพิษอากาศในบรรยากาศ (Ambient sampling : การสุ่ม ตัวอย่างโดยรอบ) เป็นการวดั ระดับมลพษิ ทางอากาศภายนอกอาคาร 2. การตรวจวัดมลพิษอากาศในสถานประกอบการ (Industrial hygiene (workplace) air sampling :การสมุ่ ตวั อย่างอากาศเพ่ือสขุ อนามัยอตุ สาหกรรม (สถานที่ทำงาน) ) โดยปกติแล้วการวัดในร่มในสถานที่ทำงานไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบแบบ อยนู่ ิ่งหรอื ในพน้ื ทีห่ รอื การตรวจสอบส่วนบคุ คลเพ่ือป้องกนั คนงาน

3. การตรวจวัดช่องโหว่จากโรงงานอุตสาหกรรม (Source or emission sampling : แหล่งที่มาหรอื การสุ่มตัวอย่างการปล่อยมลพิษ) เป็นการวัดอัตราการไหลของก๊าซลักษณะทางกายภาพและองค์ประกอบ และความเข้มข้นของสารมลพษิ ในกระแสกา๊ ซไอเสยี ออกจากกระบวนการโรงงาน กองซอ้ นหรือระบบระบายอากาศและเขา้ ส่บู รรยากาศ วธิ กี ารสุ่มตวั อย่าง แบ่งออกเปน็ 2 วิธี ดงั นี้ 1. Grab sampling คือการเก็บตัวอย่างอากาศโดยใช้ระยะเวลาการเก็บตัวอย่าง สั้นๆ ไม่เกินตัวอย่างละ 15 นาที เป็นการเก็บตัวอย่างจุดละ 1 ตัวอย่างในเวลาท่ี กำหนดไว้โดย เฉพาะ การเก็บแบบนี้ตัวอย่างจะเป็นตัวแทนของแหล่งน้ำเฉพาะ เวลาและเฉพาะจดุ ท่ีเก็บเทา่ นั้น เช่น ตัวอย่างน้ำ ประปา น้ำผิวดิน และน้ำบ่อเป็น ตน้ 2. เครื่องมือชนิดที่อ่านค่าโดยตรง(Direct reading ) คือ เครื่องมือที่สามารถ อ่านค่าได้เลยเป็นเครือ่ งมอื ที่รวมเอาการเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ไว้ในเครือ่ งมือ นั้นๆ สามารถแสดงผลการตรวจวัดในเชิงปริมาณได้ทันทีที่ทำการตรวจวัดโดย แสดงที่หน้าปัด เครื่องบันทึก หรือแสดงผลที่ตัวกลางที่เกี่ยวข้องกับการเก็บ ตัวอย่างอากาศ เช่น หลอดตรวจวัด ฯลฯ

วธิ ีการเกบ็ ตัวอย่างและการตรวจวเิ คราะหท์ ี่ดี จะต้องพิจารณาถงึ 1. วัตถุประสงค์ของการตรวจวดั และอปุ กรณท์ ่มี ีอยู่ 2. ความถูกตอ้ งและแม่นยำ 3. ความเฉพาะเจาะจง 4. ประหยัดเวลาและค่าใช้จา่ ย 5. วิธีการเปน็ ทย่ี อมรบั กลวธิ ใี นการเกบ็ ตวั อย่างอากาศ จะแบ่งเป็น 4 ประเภท 1. การเก็บตัวอย่างเพียงหนึ่งตัวอย่างตลอดเวลา 8 ชั่วโมงหรือตลอด ช่วงเวลาการทำงาน(Single sample for full period) ความเข้มข้นของ มลพิษหรือปัจจยั เสี่ยงที่วัดได้จากการเกบ็ ตัวอย่างด้วยวิธีนี้ จะสะท้อนถึง ความเข้มข้นเฉลย่ี ของมลพษิ ท่ีผปู้ ฏบิ ัติ 2. การเก็บตัวอย่างหลายตัวอย่างต่อเนื่องกันในเวลา 8 ชั่วโมง หรือ ตลอดเวลาการทำงาน(Consecutive samples for full period) เช่นเก็บ 4 ตวั อยา่ งๆละ 2 ช่วั โมง ซ่งึ สามารถแก้ปัญหาการอดุ ตนั ของกระดาษกรอง ได้ 3. การเก็บตัวอย่างต่อเนื่องมากกว่า 1 ตัวอย่างโดยระยะเวลาการเก็บ ตัวอย่างทั้งหมด น้อยกว่า 8 ชั่วโมง(Single sample for partial period) เช่น เก็บ 4 ตวั อยา่ งๆละ 1 ชั่วโมง เน่อื งจากต้องคำนงึ ถงึ คา่ ใชจ้ า่ ย

4. การเก็บตัวอย่างในช่วงสั้นๆหลายตัวอย่าง(grab sampling) คือ การเก็บ ตัวอย่างอากาศโดยใช้ระยะเวลาการเก็บตัวอย่างสั้นๆ ไม่เกินตัวอย่างละ 15 นาท ซึ่ง NIOSH กำหนดระยะเวลาในการเก็บไม่น้อยกว่า 70% ของ เวลาทง้ั หมด ปัจจัยที่ควรคำนงึ ถงึ 1. อุปกรณเ์ กบ็ ตัวอย่างตอ้ งเหมาะสมกบั มลพิษท่ีศึกษา ตอ้ งทราบ ประสิทธิภาพในการเกบ็ ตัวอย่าง (capacity) ความแมน่ ยำ (accuracy) และ ความเที่ยงตรง (precision) ของอปุ กรณเ์ ก็บตัวอยา่ ง (ประสิทธิภาพ <75% ยอมรับไมไ่ ด)้ 2. ปริมาณของตัวอยา่ ง ต้องมปี รมิ าณมากพอ สำหรบั แตล่ ะวิธวี ิเคราะห์ นนั่ คือ ตอ้ งมากกว่า lower limit of detection, LOD ซ่ึงขนึ้ อยู่กบั ความว่องไว (sensitivity) ของเครอ่ื งมือวเิ คราะห์ 3. อัตราการเกบ็ ตัวอย่าง ขน้ึ อยูก่ บั อุปกรณ์ทใี่ ช้เกบ็ ตัวอย่าง ได้แก่ เก็บ ตวั อยา่ งกา๊ ซทอี่ ัตราเร็ว <1 L min-1 4. สภาวะในการเก็บตวั อย่าง ไดแ้ ก่ อุณหภมู ิ (temperature) ความดัน (pressure) และความชนื้ (humidity) เปน็ ต้น

5. ชว่ งเวลาเก็บตวั อย่าง เพือ่ กำหนดค่าเฉลยี่ ของความเขม้ ข้นในชว่ งเวลานน้ั ๆ ได้แก่ ระยะส้ัน (เป็นครั้งคราว) ระยะยาว (โดยปกตเิ ฉลย่ี 24 ชั่วโมง) การชัก ตัวอยา่ งตลอดเวลา โดยใช้เคร่อื งอตั โนมตั ิ 6. สงิ่ รบกวน (Interferences) ได้แก่ แสงแดด ความร้อน ควรเกบ็ ตวั อย่างในที่ ปลอดแสงและความร้อน และควรปอ้ งกันอนั ตรกริ ิยา (interaction) ท่อี าจ เกิดขน้ึ ระหวา่ งตัวอยา่ งกบั ภาชนะท่ีเก็บรักษา โดยทว่ั ไป ใชภ้ าชนะแก้ว หรอื โพลี โพรพลิ นี แทนได้ 7. ค่าชวี ติ ของมลพษิ (life time) และความคงสภาพเดิมในขณะเกบ็ รักษา (storage stability) เนื่องจากมลพษิ อาจเกดิ ปฏิกิริยากบั สารอนื่ ๆ ในตัวอย่าง อากาศท่ีบรรจอุ ยูใ่ นภาชนะ ควรวิเคราะหต์ วั อยา่ ง ภายใน 24 ช่วั โมง หลังการ เก็บตัวอยา่ ง การควบคุมคณุ ภาพตวั อย่างในภาคสนามด้วย Blank ตา่ งๆ เพ่ือให้การวเิ คราะห์คณุ ภาพนำ้ มคี วามถูกต้อง มีผลใหค้ า่ ดัชนี คณุ ภาพนำ้ แตล่ ะตัวทีต่ รวจวเิ คราะห์มีความนา่ เชอ่ื ถือ (Confidence) ในระดับสูง การดำเนนิ การควบคุมการตรวจวเิ คราะห์คณุ ภาพน้ำโดยเพมิ่ จำนวนตัวอยา่ ง Blank ชนดิ ตา่ งๆ ไดแ้ ก่ Field blank, Trip blank, Preservation blank โดย Blank ทง้ั หมดจะถกู ส่งกลับห้องปฏบิ ตั ิการ เพ่อื การตรวจวิเคราะห์เชน่ เดยี วกบั ตวั อย่างที่ตดิ ตามตรวจสอบ เพื่อเปรยี บเทียบความถกู ต้องและความผิดพลาด

ในขณะทำการเกบ็ ตวั อยา่ งในภาคสนาม ความเสถยี รของตัวอย่าง ความสะอาดของภาชนะบรรจกุ ารปนเป้ือนของสารท่ใี ชร้ ักษาสภาพตัวอยา่ งโดย มี Blank ตา่ ง ๆ ดงั น้ี 1) Field blank คือ การตรวจสอบการปนเปอ้ื นจากสภาพแวดลอ้ ม โดยใช้ ภาชนะบรรจนุ ้ำกล่นั นำ ไปในภาคสนาม แล้วเปดิ ภาชนะทภ่ี าคสนามในสภาพแวดลอ้ มเดียวกบั ตวั อย่างที่ จะเก็บทำField Blank 1 ตวั อย่างตอ่ การเกบ็ ตัวอย่างน้ำ 20 ตวั อย่าง 2) Preservation blank คือ การตรวจสอบการปนเปอ้ื นจากสารเคมีทีใ่ ช้ในการ รกั ษาตวั อย่าง โดย นำภาชนะบรรจุนำ้ กลัน่ ซึง่ เติมสารเคมีทใี่ ช้ ในการรกั ษาตวั อย่างสารเคมีท่ใี ชใ้ น การรกั ษาสภาพตวั อย่างควรเป็นชนดิ ทมี่ คี วามบริสุทธ์ิสูงแลว้ นำไปวเิ คราะห์ทำ Preservation Blank 1 ตัวอย่าง ตอ่ การเก็บตัวอยา่ งน้ำ 20 ตวั อย่าง 3) Trip blank คอื การตรวจสอบการปนเปื้อนของภาชนะบรรจุ การปนเป้ือน จากการขนส่ง หรอื อ่ืน ๆ ที่อาจเกิดขึน้ ไดโ้ ดยใช้ภาชนะบรรจุนำ้ กล่ันนำไปในภาคสนามโดยไม่ เปดิ ภาชนะนั้นแล้วนำกลบั มาที่ หอ้ งปฏิบัติการ ทำ Trip Blank 1 ตัวอยา่ งต่อการเดนิ ทาง 1 เท่ียว

เครื่องมือและอุปกรณท์ ี่ใชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่างอากาศ ชุดอปุ กรณเ์ กบ็ ตัวอย่างอากาศ (Sample collection device ) Primary standard มาตรฐานหลกั - อปุ กรณท์ ี่สามารถกำหนดปริ มาตรการวัดไดอ้ ยา่ งแมน่ ยำโดยการวัดขนาดภายในเพยี งอยา่ งเดยี ว (ความ แม่นยำ 0.3% ขนึ้ ไป) เชน่ สไปโรมเิ ตอร์, ขวดดสิ เพลสเมนต์, เคร่อื งวัดฟองสบู่, ลกู สบู ปิดผนึกปรอท Soap-bubble meters

Mercury-sealed piston Intermediate standard มาตรฐานระดบั กลาง - อปุ กรณท์ ่ีมคี วาม หลากหลายมากกวา่ มาตรฐานหลกั แตไ่ มส่ ามารถวดั ขนาดทางกายภาพได้ โดยงา่ ย (ความแม่นยำ 1 ถงึ 2%) เชน่ เคร่ืองวดั ราก, เครื่องวดั การทดสอบ เปียก (WTM), เครื่องวดั ก๊าซแหง้ (DGM) Wet Test Meter

Secondary standard มาตรฐานรอง - โดยท่วั ไปแล้วพกพาสะดวก ทนทานและใช้งานไดห้ ลากหลาย (ความแม่นยำ% 5% หรือดีกวา่ ) Dry Test Meter เครื่องมือที่ผ่านอุปกรณ์ท่ีเป็นตวั กลางในการเก็บตวั อย่าง และวเิ คราะห์ผลทางห้องปฏิบัตกิ าร 1. เครื่องมอื เกบ็ ตัวอย่างอากาศ ได้แก่ -ทางเข้าของอากาศ (air inlet) -อปุ กรณ์ควบคมุ การไหลอากาศ (air flow controller) เป็นสว่ นที่ ควบคมุ อัตราการไหลของอากาศผ่านเคร่อื ง -มาตรวดั อัตราการไหลของอากาศ (air flow meter) เปน็ ส่วนท่ีวัด

อตั ราการไหลอากาศทำให้ทราบวา่ ขณะที่เก็บตวั อยา่ งอากาศนน้ั มอี ตั ราการไหล ของอากาศเท่าใด เพอ่ื ใชใ้ นการคำนวณหาปรมิ าตร อากาศท่ีผ่านเคร่ืองเก็บตวั อยา่ งอากาศ มาตรวัดนี้ จะต้องคงที่ตลอดเวลาท่ีเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ -เครอ่ื งดูดอากาศ (air mover) เป็นอุปกรณท์ ี่ดดู อากาศใหไ้ หลผา่ นอปุ กรณเ์ กบ็ ตัวอยา่ งอากาศ -ทางอากาศออก (air outlet) 2. .อปุ กรณส์ ะสม (Collection devices) กระดาษกรอง ซึ่งมีโครงสร้างที่เป็นรูพรุน มีรูปร่างภายนอกท่ี สามารถวัดได้ คือความหนาและพ้ืนที่หน้าตดั ทีอ่ ากาศไหลผ่าน กระดาษกรองมี หลายชนิดและสิ่งที่แตกต่างกันของกระดาษกรอง คือโครงสร้างภายในโดย กระดาษกรองจะถูกบรรจุไว้ภายในตลับยึดกระดาษกรอง ( Casette filter holder) โดยมีแผ่นรองกระดาษกรอง (Support pad หรือ back up filter) รองรับอยอู่ าจใช้รว่ มกบั cyclone ก็ได้ 1.1 กระดาษกรองชนิดเซลลูโลส (Cellulose filter paper) ทำจากเยื่อ เซลลูโลส คุณสมบัติของกระดาษกรองชนิดนี้มีส่วนประกอบของขี้เถ้าขั้นต่ำ ไม่ ฉีกขาดง่าย ดูดซับความชื้น มีความต้านทานต่อการไหลของอากาศสูงและมี ราคาแพง 1.2 กระดาษกรองชนิดใยแก้ว (Glass fiber filter) ทำจากใยแก้ว ละเอียด คุณสมบัติของกระดาษกรองชนิดนี้คือ ไม่ดูดความชื้น ทนต่อความ ร้อน ไม่ทำปฏิกิริยากับมลพิษที่เก็บ มีความต้านทานต่อการไหลของอากาศต่ำ กระดาษกรองชนดิ น้ีมีส่วนประกอบของซิลิก้าอยูด่ ้วย ดงั นนั้ ในการเกบ็ ตัวอย่าง

อากาศ ถ้าต้องการวิเคราะห์หาซิลิก้า ไม่ควรใช้กระดาษกรองชนิดนี้เพราะจะทำ ให้ผลการวิเคราะหผ์ ดิ พลาดได้ 1.3 กระดาษกรองชนิดพลาสติก (Plastic fiber filter) ทำจากใย Ultra fine ห ร ื อ perchlorvinyl ม ี ค ุ ณ ส ม บ ั ต ิ เ ห ม ื อ น Glass fiber filter มี ประสิทธิภาพในการเก็บสูงและต้านทานต่อการไหลของอากาศค่อนข้างต่ำ ละลายน้ำได้ดีในตัวทำละลายบางชนิด ดังนั้นจึงง่ายต่อการวิเคราะห์ ข้อเสียคือ มีความยืดหยุ่นต่ำ ฉีกขาดง่าย ประสิทธิภาพการเก็บจะลดลงเมื่ออากาศมี ละอองของเหลว(Liquid droplets)ปนอยู่ 1.4 กระดาษกรองชนิดเมมเบรน (Membrane filter) ทำจากเรซิน (resin) ได้แก่ เซลลูโลสเอสเตอร์ (Cellulose ester) โพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคีโลไนไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรองชนิดนี้มีขนาด Pore size น้อยมาก ดังน้ันสามารถเก็บอนุภาคทีมีขนาดเล็กมากถึง 0.001 ไมครอน มี ความตา้ นทานต่อดา่ งและกรดทเ่ี จอื จาง สารละลายอนิ ทรีย์บางชนิด ละลายได้ดี ในอะซโี ตนคลอโรฟอร์ม มีคณุ สมบตั ใิ นการเกบ็ มลพิษไดด้ ี ไม่ดูดซับความชื้น มีข้อเสียคือเปราะ ฉีกง่าย ความต้านทานต่อการ ไหลอากาศสงู 1.5 กระดาษกรองชนิดซิลเวอร์เมมเบรน (Silver membrane filter) เป็นกระดาษที่ทำมาจากเรซิน แต่มีส่วนผสมของแร่เงิน เหมาะสำหรับการเก็บ ตัวอย่างควอทซ์ 1.6 กระดาษกรองชนิด นิวคลีพอร์ (Nuclepore filter) มีลักษณะ เหมือน กระดาษกรองชนิดเมมเบรน แต่โครงงสร้างแตกต่างกันคือ ใส มีรูPore size สม่ำเสมอ ความต้านทานตอ่ การไหลอากาศสงู ไม่เปราะฉีกงา่ ย

ตลับกรองที่ปิดผาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง37 มิลลิเมตร มีแผ่นรองรับกับกระดาษกรองท่ที ำ ด้วยเซลลโู ลส การเกบ็ ตัวอยา่ งแอสเบสตอสจะใชเ้ ก็บตวั อยา่ งด้วยกระดาษกรองขนาด 25 มลิ ลลิ ติ รและตลบั กรองชนิดเปิดฝา เรียกวา่ Open-face 50-mm conductive extension cowl ไซโคลนใชส้ ำหรับเกบ็ อนุภาคขนาดเล็กท่เี ขา้ ถุงลม ปอดไดซ้ ่ึงเปน็ อนุภาคที่มีขนาดเท่ากบั หรอื นอ้ ยกว่า 10 ไมครอน และใชใ้ นการเกบ็ ตัวอย่างฝนุ่ แร่ทม่ี ี ซิลกา้ อยู่

หลกั การเก็บตัวอย่างกา๊ ซ 1. การดูดซึม (Absorption) 2. การดดู ซับ (Adsorption)