เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับการเก็บตัวอย่างอากาศ.

เครอ่ื งมอื และอปุ กรณส์ าหรับการเก็บตวั อย่างอากาศ จดั ทาโดย นางสาวโสรยา เจ็กอร่าม รหสั นักศึกษา 6240311362 สาขาอาชีวอนามัยและความปลอดภยั มหาวิทยาลยั สงขลานครนิ ทร์ วิทยาเขตสรุ าษฎร์ธานี ภาคเรียนท่ี 2 ปกี ารศึกษา 2563

เครอื่ งมือและอปุ กรณ์ สาหรับการเกบ็ ตวั อย่างอากาศ

การประเมนิ และการเก็บตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศ มลพิษทางอากาศอาจแบ่งได้ 2 ประเภท คอื 1.อนภุ าค (Particulates) หมายถงึ สารทุกชนิดไม่ว่าจะอยใู่ นรูปของแข็ง หรือ ของเหลวที่สามารถ แขวนลอยอยู่ในบรรยากาศได้ในระยะเวลาใดเวลาหนึ่ง และอาจเข้าสู่ระบบ ทางเดนิ หายใจคนได้ อนุภาค ของแข็ง เช่น ฝุ่น ฟูม ควัน ขเี้ ถา้ เสน้ ใย อนภุ าคของเหลว ได้แก่ ละออง (mist) และ หมอก(fog) -ฝุน่ (Dust) หมายถงึ อนภุ าคของสารอนิ ทรียห์ รอื อนนิ ทรีย์ ทเี่ กิดจากการขดั ตัด กระแทก เจาะ ทุบวัตถุ ฯลฯ ทาให้วัตถแุ ตกออกและช้ินส่วนทมี่ ขี นาดเล็กฟุ้งกระจายขน้ึ สอู่ ากาศ ฝุ่นมีตั้งแต่สามารถมองเหน็ ด้วยตาเปลา่ จนถึงขนาดเล็กที่ไมส่ ามารถมองเห็นได้ดว้ ยตาเปลา่ อย่างไรก็ตามฝ่นุ ที่นักสุขศาสตร์ฯ สนใจคือฝนุ่ ที่สามารถถูกหายใจเข้าส่ทู างเดนิ หายใจได้ หรอื ท่ีเรยี กว่า Inhalable dust -ฟูม (Fume) เกดิ จากการระเหย (evaporation) การควบแน่น (condensation) และ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าทางเคมีในขณะที่ของแขง็ หลอมเหลว เช่น โลหะหลอมเหลวนั้น วัตถุสามารถอยู่ได้ทงั้ 3 สถานะ สว่ นทีอ่ ย่ใู นสถานะก๊าซ (gas phase) คอื ส่วนที่วัตถกุ ลายเปน็ ไอระเหย ส่วนนจ้ี ะทาปฏกิ ิรยิ ากับออกซิเจน กลายเป็นโลหะออกไซด์ และควบแน่นกลายเป็นของแข็ง เมอื่ กระทบกับความเย็นรอบๆ แวก๊ ซ์ (wax) หรอื พลาสติกกส็ ามารถหลอมเหลวกลายเป็นฟมู ได้ ดว้ ยลักษณะการเกดิ เช่นน้ี ทาให้ฟมู เป็นอนภุ าคท่ีขนาดเล็กมาก กล่าวคือมีขนาดระหว่าง 1-0.0001 ไมโครเมตร

-ควัน (Smoke) เกดิ จากการเผาไหมท้ ่ีไมส่ มบูรณ์ของสารอนิ ทรยี ์ โดยทัว่ ไปขนาดของควันมกั เล็ก กว่า 0.5 ไมโครเมตร สาหรับอนภุ าคทีอ่ ยใู่ นสถานะของเหลวได้แก่ -ละออง(Mist) เกดิ จากการท่ีของเหลวถกู อดั ให้แตกกระจายออก (Atomization) กลายเปน็ อนภุ าค ทม่ี ีขนาดเล็กแขวนลอยในอากาศ โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่กว่า 5 ไมโครเมตร -หมอก(Fog) เกดิ จากการกล่นั ตวั กลายเป็นของเหลวของสารทอี่ ยู่ในสถานะก๊าซเมอื่ ก๊าซนั้นมีความ เข้มข้นสงู มากๆ เช่น ของเหลวอนิ ทรยี ์ท่ีถูกตม้ จนเดือดกลายเป็นไอลอยตวั ขึ้นไปกระทบกับความเยน็ จึงกลั่นตัว เป็นของเหลว โดยทวั่ ไปมีขนาดเลก็ กว่าหรอื เทา่ กับ 0.25 ไมโครเมตร แขวนลอยในอากาศ 2.กา๊ ซ และไอ กา๊ ซ หมายถึง สภาวะของของไหลที่ไรร้ ปู ทรงของสารเคมที ่ีอาจเปลย่ี นแปลงไปสสู่ ภาวะของเหลว หรือของแข็ง โดยผลรว่ มกันระหว่างการเพ่มิ ความดนั และการลดอุณหภูมิ ไอ หมายถงึ สภาวะการเปน็ ก๊าซของสารซึง่ โดยปกติแลว้ ภายในอุณหภมู หิ ้องและความดันปกตจิ ะ อย่ใู นสภาวะของแขง็ หรือของเหลว ไอนัน้ จะทาใหเ้ ปลีย่ นแปลงกบั ไปเปน็ สภาวะของแขง็ หรอื ของเหลวไดโ้ ดย การเพิ่มความดัน หรือลดอุณหภมู ิ วัตถุประสงคข์ องการเก็บตวั อยา่ งมลพิษทางอากาศ 1.เพือ่ ทราบระดับความเข้มขน้ ของมลพิษทางอากาศว่าอยใู่ นระดับท่เี ป็นอนั ตรายต่อสุขภาพผปู้ ฏิบัตงิ าน หรอื ไม่ หรือเกินคา่ ท่ีกาหนดโดยกฎหมาย หรอื ค่าแนะนาโดยหนว่ ยงานทีย่ อมรับในระดับสากลหรอื ไม่ 2.เพื่อเป็นข้อมูลในการวางแผน บรหิ ารจัดการเพ่ือลดระดบั ความเขม้ มลพษิ ใหอ้ ยู่ในระดบั ท่ีไมเ่ ป็นอนั ตราย ต่อสขุ ภาพ ตลอดจนการจดั ให้มีกิจกรรมเฝ้าคมุ อากาศในสถานทที่ างานอย่างเปน็ ระบบและต่อเน่ือง เครอ่ื งมือท่ีใชใ้ นการเกบ็ ตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศ การเก็บตัวอยา่ งอากาศ ต้องพจิ ารณาถึงประเภทของมลพิษทางอากาศ ชนดิ ของสารปนเปื้อนท่ี แขวนลอยในอากาศ ดังน้นั ในทนี่ ้จี ึงแบ่งการเกบ็ ตัวอย่างอากาศออกเปน็ 2 ประเภท คอื การเก็บตัวอยา่ ง อากาศสาหรบั สารปนเป้อื นทเ่ี ป็นอนุภาคและการเกบ็ ตัวอย่างอากาศสาหรบั สารปนเปื้อนทเ่ี ปน็ ไอระเหยและ กา๊ ซ ทง้ั น้ีเพอ่ื ประโยชน์ในการเลือกเครื่องมือและอปุ กรณ์ที่เหมาะสมกับการเกบ็ ตวั อย่างอากาศเพ่ือการ วิเคราะห์หาปรมิ าณของมลพิษนน้ั ๆ ปัจจุบันเครื่องมือที่ใชใ้ นการเกบ็ ตัวอยา่ งมีมากมายหลายประเภท แตล่ ะ ประเภทก็ไดร้ บั การพฒั นาให้มปี ระสิทธภิ าพในการใชง้ าน สามารถแบง่ ออกได้ดงั นี้

การตรวจประเมินทางส่ิงแวดลอ้ ม ชนดิ อา่ นค่าโดยตรง 1.สามารถวัดและอา่ นคา่ ได้ทันที 2.สามารถตรวจวัดและบนั ทึกส่งขอ้ มลู ผา่ นคอมพิวเตอรไ์ ดท้ ันที 3.ไมจ่ าเป็นต้องสง่ ห้อง Lab 4.วิธกี ารตรวจวัดและแปรผลไมซ่ ับซ้อน 5.ใชเ้ วลานานน้อยมากในการตรวจวัด 6.สามารถประเมินความเป็นอันตรายเบอื้ งตน้ และสื่อสารความเส่ยี งได้ทนั ที 7.บางเครื่องมือไม่มีมาตรฐานการตรวจรองรบั จึงไม่สามารถอ้างอิงในเชงิ วิชาการได้ 8.ไวตอ่ สิ่งรบกวน เกบ็ ตัวอย่างสง่ หอ้ งปฏิบัตกิ าร 1.วิธกี ารเก็บซับซ้อนแตถ่ ูกตอ้ งตามหลักวิชาการ มีมาตรฐานการเกบ็ รบั รอง 2.ผูใ้ ช้ต้องมคี วามชานาญ 3.จาเปน็ ต้องส่งห้อง Labเพ่ือวิเคราะห์ผล และใช้เวลานาน 4.การรักษาตัวอย่าง การขนสง่ มีผลต่อผลการวิเคราะห์ 5.อปุ กรณ์ วสั ดุมคี วามจาเพาะตอ่ สารทีต่ ้องการตรวจ

1.เครื่องมือตรวจวัดชนดิ อา่ นค่าโดยตรง เคร่อื งตรวจวิเคราะหค์ ุณภาพอากาศภายในอาคารแบบอ่านคา่ โดยตรง (IAQ) เครอ่ื งวเิ คราะหก์ ๊าซในอากาศมากกว่า 100 ชนิดแบบอ่านค่าด้วยอนิ ฟราเรด เคร่อื งตรวจวิเคราะห์ฝุน่ แบบอา่ นคา่ โดยตรง

เครอ่ื งตรวจวัดความเขม้ ของแสง เครอ่ื งวดั ออกซเิ จน และ ก๊าซพษิ เครื่องวัดดัชนีความร้อน

เคร่ืองตรวจวัดตรวจเสียงพร้อมวเิ คราะหค์ วามถ่ี Detector Tube เครือ่ งวัดปรมิ าณเสียงสะสม

เครอื่ งตรวจวิเคราะห์หาธาตุในตัวอยา่ งด้วย หลักการ X-ray Fluorescent ในภาคสนาม เครอ่ื งวดั ความเรว็ ลม อณุ หภูมิ ความชน้ื เครอ่ื งตรวจวิเคราะห์ปรมิ าณปรอทในบรรยากาศ

เครอื่ งมอื ชนดิ ที่อ่านค่าโดยตรง (Direct reading instruments) เครื่องมือทอ่ี ่านผลการตรวจวดั ทางหน้าปัด ที่นิยมใช้ได้แก่ 1.เครื่องมือท่ีอาศัยหลักการกระจายของแสง (Light scattering) สาหรบั การเก็บและวเิ คราะห์อนภุ าคใน อากาศ เชน่ เครือ่ งมอื ท่ตี รวจวดั ปรมิ าณฝุ่นทเี่ ขา้ ถงึ ถุงลมปอดชนดิ ทีอ่ ่านค่าไดท้ ันที 2.เครื่องมือท่ีอาศัยหลกั การแตกตวั เป็นไอออน (Ionization) สาหรับการตรวจวดั กา๊ ซและไอ เช่น เคร่อื งวดั VOC 3.เครอ่ื งมือที่อาศัยหลักการวัดความเข้มขน้ ของแสง (Photometry) สาหรบั การตรวจวัดก๊าซและไอ เช่น เครื่อง Miran vapor analyzer

4.เครอื่ งมือท่ีอาศัยหลักการแยกชน้ั ของกา๊ ซโดยการซึมผ่านวัตถุดดู ซับ (Gas chromatography ) เชน่ Portable GC 1.1 เครื่องมอื ที่อา่ นค่าโดยตรงท่แี สดงผลตวั กลาง เคร่ืองมอื ท่ีอ่านค่าโดยตรงทแี่ สดงผลตัวกลาง ท่ีนิยมใช้ได้แก่ หลอดตรวจวัด (Detector tube) จะตอ้ งใชก้ บั เครื่องเก็บตวั อยา่ งอากาศร่วมดว้ ย เป็นชนดิ Squeeze bulb หรอื Hand piston pump หรอื Peristallic pump เปน็ ต้น

ภายในหลอดตรวจวัดบรรจุสาร Silica gel ,Activated alumina ,Silica sand, Silica glass อยา่ งใดอย่างหนง่ึ Silica gel Activated alumina Silica sand Silica glass สารเหลา่ นถี้ ูกดดู ซบั ด้วยสารเคมที ่จี ะทาปฏิกริ ิยาเฉพาะเจาะจงกับมลพษิ ทตี่ ้องการเกบ็ ตวั อย่างอากาศ ทาให้เกิดการเปลยี่ นสอี ย่างรวดเรว็ และชดั เจน ทาให้ทราบปริมาณความเข็มขน้ ของมลพิษไดเ้ ม่ือต้องการใช้ หลอดตรวจวดั ใหต้ ดั ปลายท้ังสองออก ปลายด้านหนึ่งของหลอดต่อกับช่องอากาศข้าวของเครื่องเกบ็ ตวั อยา่ ง อากาศชนิดท่กี ลา่ วมาแลว้ สว่ นปลายอีกด้านหน่ึงของหลอดตรวจวัดเปน็ ช่องให้อากาศเข้า ข้อควรระวังในการใช้หลอดตรวจวดั ซึ่งสามารถทาใหเ้ กิดค่าท่ีผดิ พลาดไดค้ ือ -Pump stroke -การสวมหลอดตรวจวัดเข้ากับเคร่อื งมอื ไม่ถูกต้อง -การใช้ในท่ีท่ีมีอณุ หภูมิและความชนื้ สูง -การสวมหลอดตรวจวดั เข้ากบั เครอ่ื ง ถา้ ไม่แน่นจะทาใหอ้ ากาศร่ัวไหลออกภายนอก -สารเคมใี นหลอดตรวจวนั หมดอายุ

2. เครือ่ งมือที่ไมส่ ามารถอ่านค่าได้ทันที (Indirect Reading) ชดุ อุปกรณ์เก็บตวั อย่างอากาศ (Sample collection device) อุปกรณ์สาหรับเกบ็ ตวั อย่างอนภุ าคในอากาศ (Fume, Total Dust, Asbestos)

อุปกรณส์ าหรบั เกบ็ ตวั อย่างอนภุ าคระดับหายใจในอากาศ (Respiratory dust, Silica) อุปกรณ์สาหรับเกบ็ ตัวอย่าง กา๊ ซ / ไอระเหย

เครอื่ งมอื เก็บตัวอย่างอากาศ (Personal Air Sampling Pump) โดยทัว่ ไปจะอาศยั หลกั การแทนที่อากาศ เช่น Personal air sampler pump หรือ High volume pump ซึ่งชุดเคร่ืองมือดังกล่าวประกอบด้วย 1.เครือ่ งมือเก็บตวั อยา่ งอากาศ ได้แก่ -ทางเขา้ ของอากาศ (air inlet) -อปุ กรณ์ควบคมุ การไหลอากาศ (air flow controller) เปน็ ส่วนที่ควบคุมอตั ราการไหลของอากาศผา่ นเคร่ือง -มาตรวัดอัตราการไหลของอากาศ (air flow meter) เปน็ สว่ นท่ีวดั อัตราการไหลอากาศทาให้ทราบว่าขณะท่ี เกบ็ ตวั อย่างอากาศน้นั มีอตั ราการไหลของอากาศเท่าใด เพื่อใชใ้ นการคานวณหาปรมิ าตรอากาศท่ผี า่ นเคร่ือง เกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ มาตรวัดนจี้ ะตอ้ งคงท่ีตลอดเวลาทเี่ ก็บตัวอยา่ งอากาศ -เครอื่ งดดู อากาศ (air mover) เปน็ อุปกรณท์ ดี่ ดู อากาศให้ไหลผา่ นอปุ กรณเ์ กบ็ ตวั อย่างอากาศ -ทางอากาศออก (air outlet) -สวทิ ซ์ควบคุมการเปิด-ปดิ เครอื่ งมือ

2.อปุ กรณ์สะสม (Collection devices) 1.อุปกรณ์สะสมอนภุ าค ไดแ้ ก่ กระดาษกรอง ซึ่งมีโครงสรา้ งทเ่ี ป็นรูพรุน มีรูปร่างภายนอกที่สามารถวัด ได้ คือความหนาและพ้นื ท่ีหน้าตดั ทอ่ี ากาศไหลผ่าน กระดาษกรองมีหลายชนิดและสง่ิ ที่แตกตา่ งกันของ กระดาษกรอง คือโครงสร้างภายในโดยกระดาษกรองจะถกู บรรจุไวภ้ ายในตลบั ยดึ กระดาษกรอง (Casette filter holder) โดยมแี ผน่ รองกระดาษกรอง (Support pad หรือ back up filter) รองรบั อยอู่ าจใชร้ ว่ มกบั cyclone ก็ได้ หลักการทางานของอุปกรณ์สะสมอนภุ าคอาศยั หลักการกรอง หลักแรงดึงดดู ของโลก และหลัก แรงส่ศู นู ยก์ ลาง ตลับยดึ กระดาษกรองอาจเป็นชนิด 2 ชัน้ หรอื 3 ชน้ั ประกอบดว้ ยส่วนทใ่ี ห้อากาศเข้าและออก อากาศจะถกู ดดู โดยเคร่อื งดูดอากาศผา่ นตลบั ยึดกระดาษกรองส่วนท่ีให้อากาศเขา้ อากาศท่ีมีมลพิษก็จะตดิ อยูบ่ น แผน่ กระดาษกรองท่ีอยภู่ ายใน ซึง่ เมื่อนาไปวิเคราะหท์ างห้องปฏบิ ัตกิ ารจะทาใหท้ ราบปริมาณสารพิษใน อากาศได้ กระดาษกรองที่ใชก้ นั อย่างแพร่หลายมหี ลายชนิด คือ 1.1 กระดาษกรองชนดิ เซลลูโลส (Cellulose filter paper) ทาจากเยื่อเซลลูโลส คณุ สมบัตขิ อง กระดาษกรองชนิดนมี้ ีส่วนประกอบของขเ้ี ถา้ ข้นั ต่า ไม่ฉกี ขาดง่าย ดดู ซับความชืน้ มคี วามต้านทานต่อการไหล ของอากาศสงู และมรี าคาแพง

1.2 กระดาษกรองชนิดใยแกว้ (Glass fiber filter) ทาจากใยแก้วละเอยี ด คณุ สมบัติของกระดาษกรอง ชนิดนี้คือ ไม่ดดู ความช้นื ทนตอ่ ความร้อน ไม่ทาปฏกิ ิริยากับมลพิษทีเ่ ก็บ มีความตา้ นทานต่อการไหลของ อากาศตา่ กระดาษกรองชนดิ น้มี สี ่วนประกอบของซิลกิ ้าอยู่ดว้ ย ดงั น้นั ในการเกบ็ ตัวอย่างอากาศ ถา้ ต้องการ วิเคราะหห์ าซลิ กิ ้า กไ็ มค่ วรใช้กระดาษกรองชนิดน้เี พราะจะทาใหผ้ ลการวเิ คราะหผ์ ิดพลาดได้ 1.3 กระดาษกรองชนดิ พลาสติก (Plastic fiber filter) ทาจากใย Ultra fine หรอื perchlorvinyl มี คุณสมบัตเิ หมือน Glass fiber filter มปี ระสิทธิภาพในการเก็บสูงและต้านทานต่อการไหลของอากาศค่อนข้าง ตา่ ละลายนา้ ได้ดีในตวั ทาละลายบางชนดิ ดังน้นั จึงง่ายต่อการวิเคราะห์ ข้อเสียคือ มีความยดื หยนุ่ ตา่ ฉกี ขาด ง่าย ประสิทธิภาพการเก็บจะลดลงเมือ่ อากาศมลี ะอองของเหลว(Liquid droplets)ปนอยู่ 1.4 กระดาษกรองชนดิ เมมเบรน (Membrane filter) ทาจากเรซนิ (resin) ไดแ้ ก่ เซลลโู ลสเอสเตอร์ (Cellulose ester) โพลไี วนลิ คลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคีโลไนไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรอง ชนิดนม้ี ขี นาด Pore size นอ้ ยมาก ดังน้ันสามารถเกบ็ อนภุ าคทมี ีขนาดเล็กมากถงึ 0.001 ไมครอน มีความ ต้านทานต่อด่างและกรดที่เจอื จาง สารละลายอินทรยี บ์ างชนิด ละลายไดด้ ใี นอะซีโตนคลอโรฟอร์ม มคี ุณสมบัติ ในการเกบ็ มลพิษไดด้ ี ไมด่ ูดซับความชืน้ มีข้อเสียคือเปราะ ฉีกง่าย ความต้านทานต่อการไหลอากาศสูง 1.5 กระดาษกรองชนดิ ซิลเวอรเ์ มมเบรน (Silver membrane filter) เปน็ กระดาษทท่ี ามาจากเรซนิ แต่ มสี ่วนผสมของแร่เงนิ เหมาะสาหรับการเก็บตัวอย่างควอทซ์ 1.6 กระดาษกรองชนดิ นวิ คลพี อร์ (Nuclepore filter) มลี กั ษณะเหมือน กระดาษกรองชนดิ เมมเบรน แตโ่ ครงสร้างแตกต่างกันคอื ใส มรี ู Pore size สม่าเสมอ ความตา้ นทานต่อการไหลอากาศสงู ไม่เปราะฉีกงา่ ย

เกณฑ์ในการเลอื กกระดาษกรอง ปัจจยั ท่วั ไปท่ตี ้องพิจารณาในการเลือกกระดาษกรอง ไดแ้ ก่ -ราคา - สามารถหาซอ้ื ได้ง่าย -มีประสิทธิภาพในการเก็บอนุภาคชนดิ และขนาดที่ตอ้ งการ เชน่ รูบนกระดาษกรองมีขนาดท่เี หมาะสม สาหรบั การเกบ็ อนุภาคในขนาดท่ตี ้องการ -ขอ้ จากดั สาหรบั การวิเคราะหต์ วั อย่าง กระดาษกรองตอ้ งไมร่ บกวนหรือทาใหผ้ ลการวิเคราะหผ์ ดิ ไป เช่น หากตอ้ งการเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศเพื่อวิเคราะห์หาซิลกิ า้ จะใช้กระดาษกรองชนดิ Glass fiber ไมไ่ ด้ เนอ่ื งจากการกระดาษกรองชนดิ น้ีมซี ลิ ิกา้ เป็นส่วนผสมดว้ ย -ความคงทนของกระดาษกรองในสภาพแวดล้อมทีเ่ ก็บตวั อยา่ ง เชน่ การเก็บตวั อย่างอากาศที่มี อณุ หภมู สิ ูงมากๆ กระดาษกรองต้องสามารถทนความร้อนได้ดี 2.หลอดบรรจุของเหลว (Impingers) มีลักษณะเปน็ แก้วทรงกระบอกภายในบรรจขุ องเหลว เชน่ น้า หรือ สารเคมีอนื่ ซ่งึ ทาหน้าท่ีจับมลพษิ ให้สะสมอยใู่ นของเหลวนัน้ หลอดแกว้ น้ีประกอบด้วยช่องสาหรับอากาศ เขา้ ซง่ึ เชื่อมต่อกับหลอดแก้วยางขนาดเล็ก มีปลายอีกขา้ งหน่ึงจุม่ อยใู่ ต้ของเหลวและชอ่ งอากาศซึง่ ต่อเชื่อมกับ เครอื่ งดดู อากาศ มลพษิ ซ่ึงปะปนอยู่ในอากาศน้นั จะถูกของเหลวจับไว้ อากาศสว่ นท่เี หลือกจ็ ะถูกดดู ผ่าน เครื่องดดู อากาศออกไป ปลายของหลอดแกว้ ซ่ึงจุ่มอยู่ใต้ของเหลวมหี ลายลกั ษณะ เพือ่ ความเหมาะสมของ มลพิษท่ีถกู เกบ็ หลอดแก้วบรรจุของเหลวมหี ลายแบบเชน่ 2.1 Midget impingers (หลอดแกว้ ขนาดเล็ก) ส่วนปลายของหลอดแก้วถูกทาให้เรียวเล็กลงซึ่ง เหมาะสาหรับการเกบ็ อนภุ าค กา๊ ซและไอระเหย

2.2 Fritted glass bubbler มีลกั ษณะเป็นแก้วทรงกระบอก สว่ นปลายข้างหลอดแกว้ มลี กั ษณะ เป็นรพู รนุ เพื่อให้อากาศที่ไหลผ่านช้าลง และเกิดฟองอากาศเลก็ ๆจานวนมาก เปน็ การเพ่ิมพ้ืนทผ่ี ิวของอากาศ ซง่ึ จะชว่ ยให้มลพิษในอากาศสามารถละลายในของเหลวไดด้ ีข้นึ หลอดแก้วชนดิ นเี้ มื่อใชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่าง มลพษิ ท่ีเปน็ สารกดั กรอ่ นนานเขา้ จะทาใหป้ ระสทิ ธิภาพลดลง เพราะรูพรนุ จะใหญข่ ึน้ ข้อเสียของหลอดแก้ว ชนดิ นคี้ อื ทาความสะอาดยาก ท้งั Midget impingers และ Fritted glass bubbler เหมาะสมสาหรับกา๊ ซและไอระเหยโดยที่กา๊ ซและไอ ระเหยจะทาปฏกิ ิริยากับสารละลายทใ่ี ชเ้ ก็บตัวอย่าง โดยผ่านกระบวนการท่ีเรยี กวา่ Chemical absorption 3.หลอดบรรจสุ ารดดู ซบั (Absorption tube) เป็นหลอดแก้วขนาดเลก็ เส้นผา่ ศูนยก์ ลางประมาณ 5 ม.ม. หรอื อาจมีขนาดเลก็ กวา่ ปลายทง้ั สองปดิ ภายในหลอดแกว้ จะมสี ารดดู ซับ (Adsorbents ) ซึง่ เป็น ของแขง็ มรี ูพรนุ เชน่ ผงถ่าน หรอื ซลิ กิ ้าเจล ซึง่ มีช่ือเรียกวา่ Activated charcoal tube หรอื Silicagel tube Activated charcoal tube เหมาะสาหรับการเก็บมลพษิ ที่มีจดุ เดือด (Bolling point ) สูงกวา่ 0 องศา เซลเซียส ประสิทธภิ าพการดูดซับจะลดลงเมื่อมลพษิ นนั้ มจี ุดเดือดตา่ ลง เหมาะสาหรับดูดซบั ไอระเหยได้ดีกว่า ซลิ ิกา้ เจล ส่วนซลิ ิกา้ เจลมขี ้อจากดั คือ ในบรรยากาศที่มีความชื้น ซิลิก้าเจลจะดดู ซบั ไอน้าได้ดกี วา่ ไอระเหยของ สารอินทรยี ์ ดังน้นั ประสทิ ธภิ าพในการดดู ซับมลพษิ จะลดลงเม่อื อากาศมีความชื้นสงู

เวลาใชใ้ ห้ตดั ปลายทั้งสองขา้ งออก โดยปลายข้างหนึ่งต่อเข้ากบั เคร่ืองเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ สว่ นปลายอกี ข้าง หน่งึ เป็นทางเข้าของอากาศ เมอ่ื อากาศซ่งึ มีมลพิษปนอยผู่ ่านเขา้ ไปในหลอดแก้วนี้ สารท่ีบรรจใุ นหลอดแกว้ จะ ดูดซับมลพิษไว้ ดังนน้ั เม่ือเก็บตัวอยา่ งเสร็จแล้ว จะตอ้ งนาหลอดแก้วน้ีส่งห้องปฏบิ ัตกิ ารเพ่ือวิเคราะหห์ าชนิด และปรมิ าณของมลพษิ ท่ตี ้องการทราบ 4.ถุงเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ (Sampling bag) ใช้สาหรับเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทางอากาศท่ีเป็นก๊าซและไอ มอี ย่หู ลายขนาด ทาจากพลาสตกิ ชนดิ ต่างๆ เช่น Mylar Teflon หรือ Scotch park ลกั ษณะของถงุ จะมีวาวล์ หรือลิ้นปดิ เปดิ เพ่ือเก็บตัวอย่างอากาศ หรือถ่ายตัวอย่างที่มีมลพษิ สู่เคร่ืองวเิ คราะหผ์ ล 3.เครอื่ งมือตรวจปรับความถูกต้องของเครื่องเก็บตัวอย่างอากาศ (Pump calibrator) อปุ กรณ์ท่ใี ช้ในการตรวจปรับความถูกต้องของเคร่ืองเกบ็ ตวั อย่างอากาศ สามารถแบ่งไดด้ งั นี้ -วัดปรมิ าตรโดยตรง เชน่ Spirometer, Bubble meter, Wet-test meter -วัดอัตราการไหลเชงิ ปริมาณ เชน่ Rotameter -วัดอัตราการไหลเชงิ มวล เช่น Thermal meter -วัดความเร็วของการไหล เช่น Pitot tube

การเก็บตัวอยา่ งมลพษิ ทีเ่ ป็นอนุภาค อนภุ าค (Particulate) คอื สารทุกชนดิ ในรูปของแขง็ หรอื ของเหลวทแี่ ขวนลอยอยูใ่ นอากาศและมี โอกาสทีผ่ ปู้ ฏบิ ัตงิ านในบรเิ วณนัน้ จะหายใจเขา้ สรู่ ะบบทางเดนิ หายใจได้ ซ่ึงอนั ตรายท่เี กิดขึ้นอยู่กับขนาด และ ความเข้มของอนุภาค โดยขนาดของอนุภาคจะเป็นตวั กาหนดตาแหน่งของระบบทางเดินหายใจทอ่ี นภุ าคจะไป เกาะติดอยู่ ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) ได้จาแนกประเภทของ อนุภาคตามขนาดของอนุภาคท่ีมีผลกระทบต่อสุขภาพ โดยแบง่ อนุภาคออกเปน็ 3 ประเภท คอื 1. อนุภาคทสี่ ามารถเข้าสูร่ ะบบทางเดินหายใจส่วนตน้ ได้ (Inhalable Particulate Matter ;IPM) หมายถงึ อนภุ าคท่ีอาจก่อใหเ้ กดิ อันตรายเมื่อสะสมในบรเิ วณตา่ งๆของระบบทางเดนิ หายใจ ซ่ึงจะเป็นอนุภาค ท่มี ขี นาดเส้นผา่ ศูนยก์ ลางเล็กกวา่ 100 ไมครอน 2.อนภุ าคท่ีสามารถเข้าสู่ระบบทางเดนิ หายใจสว่ นตน้ ได้ (Thoracic Particulate Matter ; TPM) หมายถึง อนภุ าคท่ีอาจก่อใหเ้ กดิ อนั ตรายเมื่อสะสมอยูบ่ นตาแหนง่ ใดๆของท่อลม และบรเิ วณ แลกเปลยี่ นกา๊ ซของปอด ซ่ึงจะเป็นอนภุ าคที่มีขนาดเสน้ ผา่ ศูนยก์ ลางเลก็ กว่า 25 ไมครอน 3.อนุภาคท่สี ามารถเข้าสูร่ ะบบทางเดนิ หายใจบรเิ วณแลกเปลย่ี นกา๊ ซ (Respirable Particulate Matter: RPM) อนุภาคท่ีอาจก่อให้เกิดอันตรายเมื่อสะสมอยใู่ นบรเิ วณท่มี ีการแลกเปลยี่ นกา๊ ซของปอด ปอด ซงึ่ จะเป็นอนภุ าคที่มขี นาดเส้นผา่ ศนู ย์กลางเล็กกว่า 10 ไมครอน

การเก็บตวั อย่างมลพิษทางอากาศที่เปน็ อนภุ าค แบ่งออกได้ดงั น้ี 1.การเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทางอากาศที่เป็นอนภุ าคท้ังหมด (Total particulate) หรือ ฝุ่นรวม (Total dust) 2.การเกบ็ ตัวอย่างมลพิษทางอากาศทีเ่ ป็นอนุภาคขนาดเล็กกวา่ 10 ไมครอน (Respirable particulate) หรอื ฝุ่นขนาดที่สามารถเข้าถึงและสะสมในถงุ ลมของปอดได้ (Respirable dust) เครือ่ งมอื สาหรับการเก็บตัวอย่างมลพิษทางอากาศทีเ่ ปน็ อนุภาคโดยการกรอง 1.ชอ่ งเปิดให้อากาศเขา้ (Air inlet) ปกติจะต่อท่อนาอากาศเข้า ลกั ษณะจะเปน็ ชอ่ งปดิ แบบรูกลมเพื่อให้ ฝุน่ สามารถกระจายตวั ไปตามพ้นื ทห่ี น้าตดั ของตัวกรองได้อยา่ งสมมาตร 2.อุปกรณส์ ะสมอนุภาค (Collector) ประกอบดว้ ยตัวกรองอนภุ าค (Filter) หรือกระดาษกรองและตลบั ใส่ตัวกรอง (Casette filter holder)เปน็ อปุ กรณ์ที่ใชใ้ นการเกบ็ สะสมอนุภาคสาหรับนามาวิเคราะห์ต่อไป โดย ตลับใส่ตวั กรองจะทาหน้าทร่ี องรบั ไมใ่ ห้ตัวกรองร่วงหล่น ฉีกขาด หรอื เสยี หายขนาดใช้งาน

3.สว่ นเชื่อมต่อ (Connector) ไดแ้ ก่ ข้อต่อ และสายยาง/พลาสตกิ เช่ือมต่อระหวา่ งดา้ นหลงั ของตลบั ใส่ ตวั กรอง (Air outlet) กับป๊ัมดูดอากาศ สายพลาสติกน้จี ะตอ้ งไม่มรี ูรว่ั และไม่ทาปฏกิ ิริยาเคมีกับอนภุ าคที่ ต้องการเก็บ เช่น ตวั อย่างสายยางนาอากาศชนดิ Tigon tube 4.อปุ กรณ์วดั อตั ราการไหลของอากาศและป๊ัมดูดอากาศ (Air flow meter & Pump) ประกอบดว้ ยมเิ ตอรว์ ัดอตั ราการไหลของอากาศ (Air flow meter) สว่ นควบคุมการไหล ของอากาศ (Flow control value) และปั๊มดูดอากาศ (Personal pump) ปัจจบุ ันมีมิเตอรว์ ดั อัตราการไหลของอากาศท้ังแบบท่ี เปน็ โรตามเิ ตอร์ หรือแบบลูกลอย และแบบตัวเลขดจิ ติ อลตดิ ตั้งรวมอยูใ่ นสว่ นของปั๊มดูดอากาศ

5.อุปกรณ์สาหรบั คัดแยกขนาดฝุ่น Cyclone สาหรับคดั แยกขนาดฝุน่ ทม่ี ีขนาดเลก็ กวา่ 10 ไมครอน มหี ลายชนดิ แตล่ ะชนิดตอ้ งใชอ้ ตั ราการไหลของอากาศที่แตกตา่ งกนั เชน่ Nylon cyclone อัตราการไหลของ อากาศ 1.7 ลติ ร ต่อนาที, HD cyclone อัตราการไหลของอากาศ 2.2 ลติ ร ตอ่ นาที, Aluminum Cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 2.5 -2.8 ลติ ร ตอ่ นาที ฯลฯ ลกั ษณะและหลักการทางานของ cyclone เป็นอปุ กรณ์ทอี่ าศัยหลกั การหมุนวนของอากาศในสว่ น ของ cyclone ทมี่ ีรูปทรงกระบอกและทรงกรวย โดยอากาศถูกดึงเขา้ มาน้นั จะมี ทิศทางในแนวเส้นสัมผสั กับ เส้นรอบวงของทรงกระบอก ช่องเขา้ ของอากาศที่อยู่บริเวณดา้ นบน ของ cyclone ทาใหเ้ กดิ การหมุนวนสอง ช้ันของอากาศข้นึ อากาศทีจ่ ะเข้ามาหมุนวนชิดผนงั ของ cyclone มที ศิ ทางด่ิงลง แล้วจึงหมนุ วนยอ้ นกลับข้นึ ดา้ นบน โดยหมุนวนอยู่ทแ่ี กนกลางของ cyclone ขึ้นไปสูท่ างออกซ่งึ มกี ระดาษกรองดักอยู่ขณะทีเ่ คลื่อนที่ไป กับอากาศอนภุ าคอาจชนเข้า กับผนงั ของ cyclone และติดอยู่บนผิวน้ัน หรืออาจตกลงสู่ด้านล่างเน่ืองจาก มวลมากและไม่สามารถเปลีย่ นทิศทางการไหลมากบั อากาศได้ ดงั น้ันจงึ มีเพยี งอนุภาคขนาดเล็กท่ียังคงสามารถเคล่อื นทตี่ ามกระแสอากาศได้ และเคล่ือนทม่ี าเกาะ อยบู่ นกระดาษกรอง ซง่ึ จะถูกนาไปวเิ คราะห์ต่อไป

6.คลปิ ยดึ อปุ กรณ์ Cassettes Holder clip สาหรับบรรจุตลบั ใส่ตัวกรอง (Casette filter holder) และมคี ลปิ หนีบเพ่ือติดต้งั ในขณะทาการเก็บตัวอยา่ งอากาศ 7. ขาต้ั งTri-pot

เครื่องมือสาหรบั การเกบ็ ตัวอย่างมลพิษทางอากาศที่อาศัยแรงโน้มถว่ งของโลกในการแยกขนาดของ อนภุ าค เครอื่ งมอื ท่ีใชใ้ นการประเมินฝุน่ ฝ้าย เครื่องมือทใ่ี ชใ้ นการเก็บตวั อย่างฝนุ่ ฝ้ายในอากาศตามมาตรฐานทที่ าง OSHA กาหนด คือ Vertical Elutriator (Lumsden-Lynch Vertical Elutriator) Elutriators เปน็ อุปกรณ์เก็บตวั อยา่ งอากาศชนดิ อนภุ าคที่อาศยั แรงโน้มถ่วงของโลกในการแยกขนาดของอนภุ าค โดยท่วั ไปอนุภาคท่ีมขี นาดใหญก่ ว่า 3 ไมโครเมตร จะถูกแยกออก ดงั น้นั โดยท่วั ไปจงึ ใช้อปุ กรณ์นี้ในการ วเิ คราะห์ Respirable dust และ Thoracic dust อุปกรณ์ประเภทนี้มี 2 ชนิด คือ Vertical และ Horizontal Vertical Elutriator เป็นอุปกรณท์ ี่ OSHA ไดก้ าหนดให้ใชใ้ นการเกบ็ ตัวอย่างอากาศเพ่ือวเิ คราะห์หาปรมิ าณฝุ่นฝา้ ยใน อากาศ ทางเขา้ ของอากาศมีเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง 2.7 ซม และทางออกส่กู ระดาษกรองมีขนาดเส้นผา่ นศนู ย์กลาง 3.7 ซม ความสูงของ Elutriator เท่ากับ70 ซม และเสน้ ผ่านศูนย์กลางเท่ากบั 15 ซม ทางานดา้ ยอัตราการ ไหลของเทา่ กับ7.4 ลติ ร/นาที ความเร็วลมภายในElutriator เท่ากบั ความเรว็ ปลายของอนภุ าคทม่ี ี Aerodynamic diameter 15 ไมโครเมตร กล่าวคือ อนุภาคทไี่ ปถงึ กระดาษกรองควรมีขนาดไมเ่ กิน 15 ไมโครเมตร อย่างไรกต็ ามเนือ่ งจากทางเขา้ ของอากาศซงึ่ มขี นาดเพียง 2.7 ซม.ทาใหอ้ ากาศไหลเข้าสู่ Elutriator ในลกั ษณะเป็นลาอากาศ(jet)

Horizontal Elutriator อากาศไหลเข้าสู่ Elutriator ในทศิ ทางทข่ี นานกับพื้น ผา่ นช่องวา่ งแคบระหว่างช่องของแผ่นสะสม อนุภาคทวี่ างเรียงกันอยู่หลายแผน่ อย่างช้าๆ อนภุ าคทม่ี ีความเร็วปลายมากกว่าอัตราสว่ นของช่องวา่ งระหวา่ ง แนวและเวลาที่ใชใ้ นการเคลอื่ นท่ี จะตกลงสู่แผน่ สะสมอนุภาค อนุภาคขนาดเลก็ ทสี่ ามารถเคลื่อนทผ่ี า่ นแผน่ สะสมอนภุ าคได้จะถูกดกั จับด้วยกระดาษกรอง สาหรับการเตรียมเครื่องมือและอุปกรณใ์ นการประเมนิ ฝุ่นฝ้ายใชห้ ลกั การเดยี วกันการตรวจวัดอนุภาคอนื่ ๆ ข้อสังเกต ในการเลือกใชเ้ คร่ืองมือชนดิ ใดชนดิ หนึ่งข้ึนกับวตั ถุประสงคข์ องการตรวจวดั ดว้ ย นัน่ คือ หาก ต้องการตรวจวัดเพอ่ื ดูการปฏิบตั ิตามกฎหมายต้องใชว้ ธิ ีท่ีเปน็ มาตรฐาน เช่น การประเมินความเข้มขน้ ของฝุ่น ทัว่ ไปในอากาศต้องเก็บตัวอย่างอากาศดว้ ยวิธีมาตรฐานและนาไปชั่งนา้ หนักด้วยเคร่ืองช่ังเพอ่ื คานวณหาความ เข้มขน้ ไมส่ ามารถใช้เครื่องมืออา่ นคา่ โดยตรงไดแ้ มจ้ ะมเี คร่ืองมืออ่านคา่ โดยตรงอยู่

การปรับความถูกต้องของอตั ราการไหลของอากาศ การปรับความถูกต้องของอัตราการไหลของอากาศ มีวตั ถุประสงคเ์ พอ่ื ใชใ้ นการปรับอัตราการไหลของ อากาศของปมั๊ เก็บตัวอย่างอากาศให้ไดต้ ามที่กาหนดไว้ในวิธีการมาตรฐาน ซึ่งจะใชค้ า่ อัตราการไหลของอากาศ นไ้ี ปใชใ้ นการคานวณค่าความเข้มขน้ ของมลพาทางอากาศที่เป็นอนภุ าค เพื่อเปรียบเทียบกบั คา่ มาตรฐานตอ่ ไป อปุ กรณท์ ีใ่ ช้ประกอบด้วย -หลอดแกว้ (Burette) ขนาด 1,000 ml. -สายยางนาอากาศยาวประมาณ 1 เส้น -บกี เกอร์ขนาด 250 ml. ใสน่ ้าสบูป่ ระมาณ ¼ ของบีกเกอร์ -ขาตั้งและที่ยึดหลอดแกว้ (Clamp) -ปมั๊ เก็บตวั อย่างอากาศ -กระดาษกรองตามชนดิ ที่กาหนดตามมาตรฐาน -ตลบั ยดึ กระดาษกรอง (Filter holder) -นาฬิกาจับเวลา -cyclone และ Calibration chamber กรณีการเก็บตวั อย่างอนภุ าคท่ีมขี นาดเลก็ กว่า 10 ไมครอน

การเก็บตวั อยา่ งอนภุ าคทอี่ ยู่ในรปู ของฟูม การเก็บตัวอย่างอนุภาคท่ีอยูใ่ นรูปของฟูม เชน่ การเก็บตัวอยา่ งฟูมของตะก่ัว การเตรยี มอปุ กรณ์ใช้ หลักการเดียวกับหลักการเก็บตัวอยา่ งอนภุ าคทั่วไป ตา่ งกันที่วิธวี ิเคราะห์ตัวอยา่ ง(ทาให้ขั้นตอนของการเตรียม อปุ กรณ์ตา่ งกนั เล็กนอ้ ย) และ ชนิดของกระดาษท่ีใช้ เชน่ NIOSH METHOD:7082 (LEAD by Flame AAS) กาหนดให้กระดาษกรองทีใ่ ชใ้ นการเกบ็ ตวั อยา่ งตะกั่วในอากาศต้องเปน็ ชนิด Cellulose ester membrane ขนาด pore size ไมเ่ กนิ 0.8 ไมโครเมตร สาหรบั การวเิ คราะห์ตะกว่ั ในหอ้ งปฏิบตั ิการ ใช้วธิ กี ารวเิ คราะห์ แบบ ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETER,FLAME จงึ สามารถนาชดุ ตลบั กระดาษกรองทเ่ี กบ็ ตวั อย่างเรยี บร้อยแล้วส่งหอ้ งปฏิบตั กิ ารเพ่ือนาไปวเิ คราะห์ด้วยวธิ กี ารดงั กล่าวไดเ้ ลย ทาให้ขนั้ ตอนของการ เตรียมอปุ กรณ์ไมต่ ้องนากระดาษกรองไปดูดความชน้ื และชง่ั น้าหนกั สว่ นการปรบั เทยี บเคร่อื งมือ การเตรียม อุปกรณ์ การเตรียมField blanks และการแปรผล ก็ใชห้ ลกั การเดยี วกับการเก็บอนภุ าคอ่ืนๆ การเกบ็ ตวั อยา่ งมลพิษท่เี ปน็ ก๊าซและไอ การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศมลพษิ ทางอากาศที่เป็นก๊าซและไอระเหยทเี่ ปน็ สารอินทรีย์ สาร ไฮโดรคาร์บอน นยิ มใชห้ ลอด Charcoal tube หรอื ผงถ่านกัมมนั ต์ ซงึ่ เป็นวธิ กี ารเก็บตวั อย่างอากาศโดยใช้ หลกั การดดู ซับโดยอาศยั รูพรุนของผงถ่าน การเกบ็ ตวั อย่างมขี ัน้ ตอนท่ีต้องดาเนินการ ดงั ต่อไปนี้ 1.เตรยี มอุปกรณเ์ ก็บตัวอย่างมลพษิ ทางอากาศท่เี ปน็ ก๊าซและไอระเหยดว้ ยหลอดผงถ่านกัมมันต์ 1) หลอดผงถ่านกมั มันตต์ ามที่กาหนดใน NIOSH Method ซึง่ โดยทว่ั ไปมักใชห้ ลอดผงถ่านกัมมันต์ ชนิด 100 mg /50 mg 2)ปัม๊ ดดู อากาศท่ีสามารถปรบั อัตราการไหลในระดับต่าได้ (Low flow pump) เนื่องจากการเกบ็ ตวั อยา่ งดว้ ยวธิ ีนจี้ ะใชอ้ ัตราการไหลที่ต่ามากๆ

3) สายยาง พรอ้ ม tube holder ทไ่ี ม่ทาปฏิกิรยิ ากบั สารมลพิษน้นั ๆ และ tube holder สามารถนา ไขควงมาหมนุ เพ่ือปรับอตั ราการดูดอากาศใหเ้ ปน็ ชนดิ Low flow ขอ้ ควรระวงั คือทุกครงั้ ทีม่ ีการปรับอตั ราการ ไหลที่ tube holder เรียบรอ้ ยแล้วให้ติดฉลากพร้อมเขยี นเบอรใ์ ห้ตรงกับหมายเลขปั๊มทใ่ี ช้หรอื เปน็ ไปได้ให้ เขยี นอัตราการดูดอากาศติดไปดว้ ยกจ็ ะยิง่ ดี เพือ่ ป้องกนั การสลับสาย tube holder 4) พาราฟิลม์ 5) ซองบรรจุหลอดผงถา่ นกัมมันตเ์ พื่อสง่ วิเคราะห์ 6) กระดาษกาวพรอ้ มปากกาสาหรับจดบันทกึ 7) แบบบนั ทึกการเก็บตวั อยา่ งมลพิษทางอากาศ