การเก็บตัวอย่างมลพิษทางอากาศ

การใช้เคร่ืองมือในการเกบ็ ตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศ เสนอ อาจารย์นุจรีย์ แซ่จวิ จัดทาโดย นางสาวฮานีฟาร์ ไมเดน็ รหสั นกั ศึกษา 6240311348 สาขา อาชีวอนามยั และความปลอดภยั รายงานการศึกษาค้นคว้านเี้ ป็ นส่วนหนึง่ ของรายวชิ า 924-209 สุขศาสตร์อตุ สาหกรรม มหาวิทยาลยั สงขลานครินทร์ วทิ ยาเขตสุราษฎร์ธานี ปี การศึกษา 2/2563

ก คานา รายงานเล่มน้ีจดั ทาข้ึนเพ่ือเป็นส่วนหน่ึงของ รายวิชา 924-209 สุขศาสตร์อุตสาหกรรมของสาขาอาชีวอนา มยั และความปลอดภยั ช้นั ปี ที่ 2 โดยมีวตั ถุประสงคใ์ นการจดั ทาข้นึ เพื่อใหค้ วามรู้ในเรื่องของการเก็บตวั อยา่ งอากาศท่ีเป็นมลพษิ ทาง อากาศและการใชเ้ คร่ืองในการเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศท่ีมีสภาวะเป็นมลพิษทางอากาศแก่ผูท้ ี่สนใจ เพอื่ สามารถ นาไปประเมินความเสี่ยงจากสภาพอากาศตามสถานที่ตา่ งๆไดอ้ ยา่ งเหมาะสม ผจู้ ดั ทาหวงั วา่ รายงานเลม่ น้ีจะเป็นประโยชนแ์ ก่ผูอ้ า่ น หรือนกั เรียน นกั ศึกษาที่กาลงั หาขอ้ มูลเรื่องน้ี อยหู่ ากมีขอ้ แนะนาหรือขอ้ ผิดพลาดประการใด ผจู้ ดั ทาขอนอ้ มรับไวแ้ ละขออภยั มา ณ ที่น้ีดว้ ย ผู้จัดทา ฮานีฟาร์ ไมเดน็

ข สารบัญ หน้า เร่ือง ก คานา ข สารบญั 1 การเก็บตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศ 2 เคร่ืองมือท่ีใชใ้ นการเก็บตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศ 2 7 1.เครื่องมือชนิดท่ีอ่านคา่ โดยตรง (Direct reading instruments) 8 2. เคร่ืองมือสาหรบกั ารเกบ็ ตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศท่ีเป็นอนุภาคโดยการกรอง 3. เคร่ืองมือสาหรบกั ารเก็บตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศท่ีอาศยแั รงโนม้ ถ่วงของโลก ในการแยกขนาดของอนุภาค

1 การเกบ็ ตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศ มลพษิ ทางอากาศอาจแบ่งได้2 ประเภท คือ 1.อนุภาค (Particulates) หมายถึง สารทกุ ชนิดไม่วา่ จะอยใู่ นรูปของแขง็ หรือ ของเหลวท่ีสามารถแขวนลอย อยใู่ นบรรยากาศไดใ้ นระยะเวลาใดเวลาหน่ึง และอาจเขา้ สู่ระบบ ทางเดินหายใจคนได้ อนุภาคของแขง็ เช่น ฝ่นุ ฟูม ควนั ข้เี ถา้ เส้นใย อนุภาคของเหลว ไดแ้ ก่ละออง(mist) และ หมอก(fog) -ฝ่ ุน (Dust) หมายถึง อนุภาคของสารอินทรีย์ หรือ อนินทรียท์ ี่เกิดจากการขดั ตดั กระแทก เจาะ ทบุ วตั ถุ ฯลฯ ท าใหว้ ตั ถุแตกออกและชิ้นส่วนท่ีมีขนาดเลก็ ฟุ้งกระจายข้ึนสู่อากาศ ฝ่นุ มีต้งั แต่สามารถมองเห็น ดว้ ยตาเปลา่ จนถึงขนาดเลก็ ท่ีไม่สามารถมองเห็นไดด้ ว้ ยตาเปล่า ฝ่นุ ท่ีสามารถถกู หายใจเขา้ สู่ทางเดินหายใจ ได้ หรือท่ี เรียกวา่ Inhalable dust -ฟูม (Fume) เกิดจากการระเหย (evaporation) การควบแน่น (condensation) และเกิดปฏิกิริยาทาง เคมีในขณะท่ีของแขง็ หลอมเหลว เช่น โลหะหลอมเหลวน้นั วตั ถุสามารถอยู่ ไดท้ ้งั 3 สถานะ ส่วนที่อยใู่ น สถานะก๊าซ (gas phase) คือส่วนที่วตั ถุกลายเป็นไอระเหย ส่วนน้ีจะ ทาปฏิกิริยากบั ออกซิเจนกลายเป็น โลหะออกไซด์ และควบแน่นกลายเป็นของแขง็ เมื่อกระทบกบั ความเยน็ รอบๆ แวก๊ ซ์ (wax)หรือพลาสติก กส็ ามารถหลอมเหลวกลายเป็นฟมู ได้ ดว้ ยลกั ษณะการ เกิดเช่นน้ีท าใหฟ้ มู เป็นอนุภาคท่ีขนาดเลก็ มาก กล่าวคอื มีขนาดระหวา่ ง 1-0.0001 ไมโครเมตร -ควนั (Smoke) เกิดจากการเผาไหมท้ ่ีไมส่ มบูรณ์ของสารอินทรีย์ โดยทวั่ ไปขนาด ของควนั มกั เลก็ กวา่ 0.5 ไมโครเมตร สาหรับอนุภาคท่ีอยู่ในสถานะของเหลว ได้แก่ -ละออง (Mist) เกิดจากการที่ของเหลวถกู อดั ใหแ้ ตกกระจายออก (Atomization) กลายเป็นอนุภาค ที่มีขนาดเลก็ แขวนลอยในอากาศ โดยทว่ั ไปมีขนาดใหญ่กวา่ 5 ไมโครเมตร -หมอก (Fog) เกิดจากการกลน่ั ตวั กลายเป็นของเหลวของสารท่ีอยใู่ นสถานะกา๊ ซ เม่ือก๊าซน้นั มี ความเขม้ ขน้ สูงมากๆ เช่น ของเหลวอินทรียท์ ่ีถูกตม้ จนเดือดกลายเป็นไอลอยตวั ข้นึ ไปกระทบกบั ความเยน็ จึงกลนั่ ตวั เป็นของเหลว โดยทวั่ ไปมีขนาดเลก็ กวา่ หรือเท่ากบั 0.25 ไมโครเมตร แขวนลอยในอากาศ 2.ก๊าซ และไอ ก๊าซ หมายถึง สภาวะของของไหลที่ไร้รูปทรงของสารเคมีท่ีอาจเปล่ียนแปลงไปสู่ สภาวะของเหลว หรือของแขง็ โดยผลร่วมกนั ระหวา่ งการเพิ่มความดนั และการลดอุณหภูมิ

2 ไอ หมายถึง สภาวะการเป็นกา๊ ซของสารซ่ึงโดยปกติแลว้ ภายในอณุ หภมู ิหอ้ ง และความดนั ปกติจะ อยใู่ นสภาวะของแขง็ หรือของเหลว ไอน้นั จะทาใหเ้ ปล่ียนแปลงกบั ไปเป็น สภาวะของแขง็ หรือของเหลวได้ โดยการเพิม่ ความดนั หรือลดอุณหภูมิ เครื่องมือทใ่ี ช้ในการเกบ็ ตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศ การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ ตอ้ งพจิ ารณาถึงประเภทของมลพิษทางอากาศ ชนิดของสาร ปนเป้ื อนท่ี แขวนลอยในอากาศ ดงั น้นั ในที่น้ีจึงแบง่ การเก็บตวั อยา่ งอากาศออกเป็น 2 ประเภท คือ การเกบ็ ตวั อยา่ ง อากาศสาหรับสารปนเป้ื อนที่เป็นอนุภาคและการเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศสาหรับสาร ปนเป้ื อนที่เป็นไอระเหย และกา๊ ซ ท้งั น้ีเพอ่ื ประโยชน์ในการเลือกเคร่ืองมือและอปุ กรณ์ท่ีเหมาะสมกบั การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศเพอ่ื การ วเิ คราะห์หาปริมาณของมลพิษน้นั ๆ ปัจจุบนั เครื่องมือท่ีใชใ้ น การเกบ็ ตวั อยา่ งมีมากมายหลายประเภท แตล่ ะประเภทกไ็ ดร้ ับการพฒั นาใหม้ ีประสิทธิภาพใน การใชง้ าน สามารถแบ่งออกไดด้ งั น้ี 1.เครื่องมือชนดิ ที่อ่านค่าโดยตรง (Direct reading instruments) เครื่องมือที่รวมเอาการเก็บตวั อยา่ งและ วเิ คราะหไ์ วใ้ นเคร่ืองมือน้นั ๆ สามารถแสดงผล การตรวจวดั ในเชิงปริมาณไดท้ นั ทีท่ีทาการตรวจวดั โดย แสดงที่หนา้ ปัด เครื่องบนั ทึก หรือ แสดงผลท่ีตวั กลางท่ีเกี่ยวขอ้ งกบั การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ เช่น หลอด ตรวจวดั คา่ วดั แกส๊ ฯลฯ เครื่องมือประเภทน้ีมีขอ้ ดีและขอ้ จากดั ดงั น้ี ข้อดี - สามารถประมาณค่าความเขม้ ขน้ ของมลพษิ ทางอากาศไดท้ นั ที - บางชนิดสามารถบนั ทึกความเขม็ ขน้ มลพษิ ทางอากาศไดอ้ ยา่ งต่อเนื่องตลอดเวลา - ลดปัญหาข้นั ตอนและเวลาในการท างาน - ลดปัญหาขอ้ ผิดพลาดที่เกิดจากการเกบ็ ตวั อยา่ งและวิเคราะหต์ วั อยา่ ง - ลดปัญหาการใชเ้ ครื่องมือไมถ่ กู ตอ้ งจากบคุ คลที่ไมไ่ ดร้ ับการฝึก - เครื่องมือบางชนิดถูกออกแบบมาใหม้ ีระบบเตือนภยั โดยสามารถแสดงออกในรูป ของ แสง หรือเสียงท้งั น้ีเพือ่ เตือนผปู้ ฏิบตั ิงานใหท้ ราบถึงสภาวะที่เป็นอนั ตราย ข้อเสีย - ราคาแพง - อาจตอ้ งทาการตรวจปรับความถกู ตอ้ งบ่อย ดงั น้นั การขาดเคร่ืองมือตรวจ ปรับความ ถูกตอ้ งจึงเป็นปัญหาตอ่ การใชเ้ ครื่องมือประเภทน้ีมาก

3 เครื่องวดั ก๊าซ (Gas detector) คอื เคร่ืองมือท่ีใชส้ าหรับตรวจจบั กา๊ ซต่างๆที่มีอยภู่ ายในพ้ืนที่มกั จะใชเ้ ป็นส่วนหน่ึงในระบบ ความปลอดภยั เครื่องวดั กา๊ ซถูกใชเ้ พื่อตรวจจบั การรั่วของแกส๊ โดยตอ่ กบั ระบบควบคุมเพือ่ หยดุ การทางาน อตั โนมตั ิหรือส่งสัญญาณแจง้ เตือนเม่ือมีปัญหาแก๊สรั่วเกิดข้ึน เคร่ืองมือชนิดน้ีมีความสาคญั มากเพราะมีกา๊ ซ หลายชนิดท่ีเป็นอนั ตรายต่อส่ิงมีชนิดเช่นมนุษยห์ รือสตั ว์ เครื่องวดั กา๊ ซใชก้ นั อยา่ งแพร่หลายในอุตสหกรรม ต่างเช่น แท่นขดุ เจาะน้ามนั , การตรวจสอบกระบวนการผลิต, การดบั เพลิงและเหมืองแร่ ชุดตรวจวดั ความเข้มข้นและไอระเหยของแกส็ - ชุดวดั ความเขม้ ขน้ และไอระเหยของแก๊ส GV-110S - ใชต้ รวจวดั คณุ ภาพอากาศในสิ่งแวดลอ้ ม - สามารถวดั ไดท้ ้งั Gas และไอระเหยของสารเคมีไดผ้ ลรวดเร็วและงา่ ยดาย - ตวั เครื่องสามารถนบั Stoke การดึงได้ - ใชค้ กู่ บั Gas Detector Tube ซ่ึงมีใหเ้ ลือกกวา่ 500 ชนิด - เหมาะสาหรับงานส่ิงแวดลอ้ ม ความปลอดภยั ในโรงงานอุตสาหกรรม

4 2. เครื่องมือสาหรบัการเกบ็ ตวั อย่างมลพษิ ทางอากาศทเี่ ป็ นอนุภาคโดยการกรอง 1.ช่องเปิ ดใหอ้ ากาศเขา้ (Air inlet) ปกติจะต่อท่อนาอากาศเขา้ ลกั ษณะจะเป็นช่องปิ ดแบบรูกลม เพื่อใหฝ้ ่นุ สามารถกระจายตวั ไปตามพ้ืนท่ีหนา้ ตดั ของตวั กรองไดอ้ ยา่ งสมมาตร 2.อุปกรณ์สะสมอนุภาค (Collector) ประกอบดว้ ยตวั กรองอนุภาค (Filter) หรือกระดาษ กรองและ ตลบั ใส่ตวั กรอง (Casette filter holder) เป็นอุปกรณ์ที่ใชใ้ นการเก็บสะสมอนุภาคสาหรับนามาวิเคราะห์ ต่อไป โดยตลบั ใส่ตวั กรองจะทาหนา้ ที่รองรับไมใ่ หต้ วั กรองร่วงหล่น ฉีกขาด หรือเสียหายขนาดใชง้ าน 3.ส่วนเชื่อมตอ่ (Connector) ไดแ้ ก่ขอ้ ต่อและสายยาง/พลาสติกเชื่อมต่อระหวา่ ง ดา้ นหลงั ของตลบั ใส่ตวั กรอง (Air outlet) กบั ป๊ัมดูดอากาศ สายพลาสติกน้ีจะตอ้ งไมม่ ีรูร่ัว และ ไมท่ าปฏิกิริยาเคมีกบั อนุภาคที่ ตอ้ งการเกบ็ เช่น ตวั อยา่ งสายยางน าอากาศชนิด Tigon tube

5 4.อุปกรณ์วดั อตั ราการไหลของอากาศและป๊ัมดูดอากาศ (Air flow meter & Pump) ประกอบดว้ ย มิเตอร์วดั อตั ราการไหลของอากาศ (Air flow meter) ส่วนควบคมุ การไหล ของอากาศ (Flow control value) และปั๊มดูดอากาศ (Personal pump) ปัจจุบนั มีมิเตอร์วดั อตั รา การไหลของอากาศท้งั แบบที่เป็นโรตามิเตอร์ หรือแบบลูกลอย และแบบตวั เลขดิจิตอลติดต้งั รวมอยใู่ นส่วนของปั๊มดูดอากาศ 5.อุปกรณ์สาหรับคดั แยกขนาดฝ่นุ Cyclone สาหรับคดั แยกขนาดฝ่นุ ที่มีขนาดเลก็ กวา่ 10 ไมครอน มีหลายชนิด แต่ละชนิดตอ้ งใชอ้ ตั ราการไหลของอากาศท่ีแตกต่างกนั เช่น Nylon cyclone อตั ราการไหลของ อากาศ 1.7 ลิตร ตอ่ นาที, HD cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 2.2 ลิตร ต่อนาที, Aluminum Cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 2.5 -2.8 ลิตร ตอ่ นาทีฯลฯ ลกั ษณะและหลกั การทางานของ cyclone เป็นอปุ กรณ์ที่อาศยั หลกั การหมนุ วนของอากาศในส่วน ของ cyclone ท่ีมีรูปทรงกระบอกและทรงกรวย โดยอากาศถกู ดึงเขา้ มาน้นั จะมีทิศทางในแนวเส้นสมั ผสั กบั เสน้ รอบวงของทรงกระบอก ช่องเขา้ ของอากาศที่อยบู่ ริเวณดา้ นบน ของ cyclone ทาใหเ้ กิดการหมุนวนสอง ช้นั ของอากาศข้ึน อากาศท่ีจะเขา้ มาหมุนวนชิดผนงั ของ cyclone มีทิศทางดิ่งลง แลว้ จึงหมนุ วนยอ้ นกลบั ข้ึน ดา้ นบน โดยหมนุ วนอยทู่ ี่แกนกลางของ cyclone ข้นึ ไปสู่ทางออกซ่ึงมีกระดาษกรองดกั อยู่ ขณะที่เคลื่อนที่ ไปกบั อากาศอนุภาคอาจชนเขา้ กบั ผนงั ของ cyclone และติดอยบู่ นผิวน้นั หรืออาจตกลงสู่ดา้ นล่าง เน่ืองจากมวลมากและไม่ สามารถเปลี่ยนทิศทางการไหลมากบั อากาศได้ ดงั น้นั จึงมีเพียงอนุภาคขนาดเลก็ ท่ี

6 ยงั คงสามารถเคล่ือนที่ตามกระแสอากาศได้ และเคล่ือนที่มาเกาะอยบู่ นกระดาษกรอง ซ่ึงจะถูกนาไป วเิ คราะห์ ตอ่ ไป 6.คลิปยดึ อปุ กรณ์ Cassettes Holder clip สาหรับบรรจุตลบั ใส่ตวั กรอง (Casette filter holder) และมี คลิปหนีบเพื่อติดต้งั ในขณะทาการเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ 7. - ขาต้งั Tri-pot

7 3. เครื่องมือสาหรบกั ารเกบ็ ตวั อย่างมลพษิ ทางอากาศท่อี าศยัแรงโน้มถ่วงของโลกในการแยกขนาดของ อนุภาค เครื่องมือท่ีใชใ้ นการประเมินฝ่ ุนฝ้าย เครื่องมือท่ีใชใ้ นการเกบ็ ตวั อยา่ งฝ่นุ ฝ้ายในอากาศตามมาตรฐานท่ีทาง OSHA กาหนด คือ Vertical Elutriator(Lumsden-Lynch Vertical Elutriator) Elutriators เป็นอุปกรณ์เก็บตวั อยา่ งอากาศชนิดอนุภาคท่ีอาศยั แรงโนม้ ถว่ งของโลกในการแยกขนาด ของอนุภาค โดยทวั่ ไปอนุภาคท่ีมีขนาดใหญก่ วา่ 3 ไมโครเมตรจะถูกแยกออก ดงั น้นั โดยทว่ั ไป จึงใชอ้ ุปกรณ์น้ีในการวิเคราะห์ Respirable dust และ Thoracic dust อุปกรณ์ประเภทน้ีมี 2 ชนิด คือ Vertical และ Horizontal Vertical Elutriator เป็นอปุ กรณ์ที่ OSHA ไดก้ าหนดใหใ้ ชใ้ นการเก็บตวั อยา่ งอากาศเพ่อื วิเคราะห์หา ปริมาณ ฝ่นุ ฝ้ายในอากาศ ทางเขา้ ของอากาศมีเส้นผ่านศูนยก์ ลาง 2.7 ซม และทางออกสู่กระดาษกรองมี ขนาดเส้นผา่ นศนู ยก์ ลาง 3.7 ซม ความสูงของ Elutriator เท่ากบั 70 ซม และเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลาง เท่ากบั 15 ซม ท างานดา้ ยอตั ราการไหลของเทา่ กบั 7.4 ลิตร/นาที ความเร็วลมภายในElutriator เทา่ กบั ความเร็วปลายของ อนุภาคที่มี Aerodynamic diameter 15 ไมโครเมตร กล่าวคือ อนุภาคที่ ไปถึงกระดาษกรองควรมีขนาดไม่ เกิน 15 ไมโครเมตร อยา่ งไรก็ตามเนื่องจากทางเขา้ ของอากาศ ซ่ึงมีขนาดเพียง 2.7 ซม.ท าใหอ้ ากาศไหลเขา้ สู่ Elutriator ในลกั ษณะเป็นลาเลียงอากาศ Horizontal Elutriator อากาศไหลเขา้ สู่ Elutriator ในทิศทางที่ขนานกบั พ้นื ผา่ นช่องวา่ งแคบระหวา่ งช่อง ของ แผน่ สะสมอนุภาคที่วางเรียงกนั อยหู่ ลายแผน่ อยา่ งชา้ ๆ อนุภาคท่ีมีความเร็วปลายมากกวา่ อตั ราส่วน ของช่องวา่ งระหวา่ งแนวและเวลาที่ใชใ้ นการเคล่ือนที่ จะตกลงสู่แผน่ สะสมอนุภาค อนุภาคขนาดเลก็ ท่ี สามารถเคล่ือนที่ผา่ นแผ่นสะสมอนุภาคไดจ้ ะถกู ดกั จบั ดว้ ยกระดาษกรอง

8 เครื่องมือทีไ่ ม่สามารถอ่านค่าได้ทันที (Indirect Reading) จะตอ้ งนาตวั กลางกระดาษกรอง Media สารดูดซบั ฯลฯไปชง่ั น้าหนกั หรือวิเคราะห์ ทาง หอ้ งปฏิบตั ิการดว้ ยวิธีการตา่ งๆ วิธกี ารเกบ็ ตัวอย่างฝ่ ุนละอองรวม (TSP: total suspended particulate matter) วิธีการเก็บตวั อยา่ งฝ่นุ ละอองรวม คอื นากระดาษ กรองไปชง่ั เพอ่ื บนั ทึกน้าหนกั ก่อนนาไปใชเ้ กบ็ ฝ่นุ ละออง จากน้นั ใส่กระดาษกรองบริเวณตะแกรงดา้ นบนของ เคร่ืองเกบ็ อากาศใหส้ มดุลกบั ท่ีจบั กระดาษ กรอง ใส่กระดาษ กราฟวงกลมสาหรับบนั ทึกคา่ อตั ราการไหลของอากาศใน เครื่องบนั ทึกอตั ราการไหล พร้อมต้งั เวลาเก็บตวั อยา่ ง เม่ือครบกาหนดเวลาการเก็บตวั อยา่ งแลว้ ทาการปิ ดเคร่ือง พร้อมบนั ทึกระยะเวลา เคร่ืองหยดุ ทางาน จึงค่อยนากระดาษ กรองออกจากเคร่ืองเก็บตวั อยา่ งแลว้ พบั กระดาษกรอง คร่ึงหน่ึงตาม แนวยาวใหด้ า้ นท่ีมีฝ่นุ ประกบเขา้ หากนั แลว้ เกบ็ กระดาษกรองดว้ ยแผน่ ฟอยล์ เพื่อนากลบั ไปวเิ คราะห์ที่ หอ้ ง ปฏิบตั ิการต่อไป