Air-Sampling

Air Sampling การประเมนิ และการเกบ็ ตัวอย่างอากาศ 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 ประเภทของการเก็บตัวอย่างอากาศ 1. การตรวจวัดมลพิษอากาศในบรรยากาศ (Ambient sampling : การสุ่ม ตัวอย่างโดยรอบ) เป็นการวดั ระดับมลพษิ ทางอากาศภายนอกอาคาร 2. การตรวจวัดมลพิษอากาศในสถานประกอบการ (Industrial hygiene (workplace) air sampling :การสมุ่ ตัวอย่างอากาศเพ่ือสขุ อนามัยอตุ สาหกรรม (สถานที่ทำงาน) ) โดยปกติแล้วการวัดในร่มในสถานที่ทำงานไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบแบบ อยนู่ ิ่งหรอื ในพน้ื ทีห่ รอื การตรวจสอบส่วนบคุ คลเพือ่ ป้องกนั คนงาน

3. การตรวจวัดช่องโหว่จากโรงงานอุตสาหกรรม ( Source or emission sampling : แหล่งท่ีมาหรือการสุ่มตวั อย่างการปล่อยมลพิษ) เป็นการวัดอัตราการไหลของก๊าซลักษณะทางกายภาพและองค์ประกอบ และความเข้มข้นของสารมลพิษในกระแสกา๊ ซไอเสียออกจากกระบวนการโรงงาน กองซ้อนหรือระบบระบายอากาศและเขา้ ส่บู รรยากาศ วธิ กี ารสุ่มตัวอย่าง แบง่ ออกเป็น 2 วิธี ดงั นี้ 1. Grab sampling คือการเก็บตัวอย่างอากาศโดยใช้ระยะเวลาการเก็บตัวอย่าง สั้นๆ ไม่เกินตัวอย่างละ 15 นาที เป็นการเก็บตัวอย่างจุดละ 1 ตัวอย่างในเวลาท่ี กำหนดไว้โดย เฉพาะ การเก็บแบบนี้ตัวอย่างจะเป็นตัวแทนของแหล่งน้ำเฉพาะ เวลาและเฉพาะจดุ ที่เก็บเท่านั้น เช่น ตัวอย่างน้ำ ประปา น้ำผิวดิน และน้ำบ่อเป็น ตน้ 2. เครื่องมือชนิดที่อ่านค่าโดยตรง(Direct reading ) คือ เครื่องมือที่สามารถ อ่านค่าได้เลยเป็นเครื่องมอื ที่รวมเอาการเก็บตัวอย่างและวิเคราะหไ์ ว้ในเครือ่ งมือ นั้นๆ สามารถแสดงผลการตรวจวัดในเชิงปริมาณได้ทันทีที่ทำการตรวจวัดโดย แสดงที่หน้าปัด เครื่องบันทึก หรือแสดงผลที่ตัวกลางที่เกี่ยวข้องกับการเก็บ ตัวอย่างอากาศ เช่น หลอดตรวจวดั ฯลฯ

วธิ ีการเก็บตวั อย่างและการตรวจวิเคราะห์ท่ีดี จะตอ้ งพิจารณาถงึ 1. วตั ถปุ ระสงค์ของการตรวจวัดและอปุ กรณ์ที่มอี ยู่ 2. ความถูกตอ้ งและแมน่ ยำ 3. ความเฉพาะเจาะจง 4. ประหยัดเวลาและค่าใชจ้ ่าย 5. วธิ กี ารเปน็ ที่ยอมรบั กลวธิ ใี นการเกบ็ ตัวอย่างอากาศ จะแบง่ เป็น 4 ประเภท 1. การเก็บตัวอย่างเพียงหนึ่งตัวอย่างตลอดเวลา 8 ชั่วโมงหรือตลอด ช่วงเวลาการทำงาน(Single sample for full period) ความเข้มข้นของ มลพิษหรือปัจจัยเสีย่ งที่วัดได้จากการเกบ็ ตัวอย่างดว้ ยวิธีนี้ จะสะท้อนถงึ ความเขม้ ข้นเฉลี่ยของมลพิษท่ีผ้ปู ฏิบตั ิ 2. การเก็บตัวอย่างหลายตัวอย่างต่อเนื่องกันในเวลา 8 ชั่วโมง หรือ ตลอดเวลาการทำงาน(Consecutive samples for full period) เช่นเก็บ 4 ตวั อย่างๆละ 2 ชั่วโมง ซง่ึ สามารถแกป้ ัญหาการอุดตันของกระดาษกรอง ได้ 3. การเก็บตัวอย่างต่อเนื่องมากกว่า 1 ตัวอย่างโดยระยะเวลาการเก็บ ตัวอย่างทั้งหมด น้อยกว่า 8 ชั่วโมง(Single sample for partial period) เช่น เกบ็ 4 ตัวอยา่ งๆละ 1 ชัว่ โมง เน่ืองจากตอ้ งคำนงึ ถงึ คา่ ใชจ้ า่ ย

4. การเก็บตัวอย่างในช่วงสั้นๆหลายตัวอย่าง(grab sampling) คือ การเก็บ ตัวอย่างอากาศโดยใช้ระยะเวลาการเก็บตัวอย่างสั้นๆ ไม่เกินตัวอย่างละ 15 นาท ซึ่ง NIOSH กำหนดระยะเวลาในการเก็บไม่น้อยกว่า 70% ของ เวลาท้งั หมด ปัจจัยท่ีควรคำนึงถงึ 1. อุปกรณเ์ ก็บตวั อยา่ งตอ้ งเหมาะสมกบั มลพิษท่ีศึกษา ตอ้ งทราบ ประสิทธิภาพในการเกบ็ ตัวอย่าง (capacity) ความแมน่ ยำ (accuracy) และ ความเที่ยงตรง (precision) ของอุปกรณ์เก็บตัวอย่าง (ประสิทธิภาพ <75% ยอมรับไม่ได)้ 2. ปริมาณของตัวอย่าง ต้องมปี รมิ าณมากพอ สำหรบั แต่ละวิธวี เิ คราะห์ นนั่ คือ ตอ้ งมากกว่า lower limit of detection, LOD ซึง่ ขึน้ อยกู่ บั ความว่องไว (sensitivity) ของเครือ่ งมือวิเคราะห์ 3. อัตราการเกบ็ ตวั อย่าง ขน้ึ อยูก่ ับอุปกรณ์ทใี่ ชเ้ กบ็ ตวั อยา่ ง ได้แก่ เก็บ ตวั อยา่ งกา๊ ซทอ่ี ตั ราเร็ว <1 L min-1 4. สภาวะในการเกบ็ ตัวอย่าง ไดแ้ ก่ อุณหภมู ิ (temperature) ความดัน (pressure) และความชนื้ (humidity) เปน็ ต้น

5. ช่วงเวลาเกบ็ ตวั อยา่ ง เพอ่ื กำหนดคา่ เฉลี่ยของความเข้มข้นในช่วงเวลานน้ั ๆ ไดแ้ ก่ ระยะสนั้ (เป็นคร้งั คราว) ระยะยาว (โดยปกตเิ ฉลี่ย 24 ชวั่ โมง) การชัก ตัวอย่างตลอดเวลา โดยใช้เครอ่ื งอัตโนมตั ิ 6. สง่ิ รบกวน (Interferences) ได้แก่ แสงแดด ความรอ้ น ควรเกบ็ ตวั อย่างในที่ ปลอดแสงและความร้อน และควรป้องกันอนั ตรกิรยิ า (interaction) ทอ่ี าจ เกดิ ข้ึนระหว่างตัวอย่างกบั ภาชนะท่ีเก็บรักษา โดยทัว่ ไป ใช้ภาชนะแก้ว หรือโพลี โพรพลิ นี แทนได้ 7. คา่ ชีวติ ของมลพษิ (life time) และความคงสภาพเดิมในขณะเก็บรักษา (storage stability) เน่อื งจากมลพษิ อาจเกดิ ปฏกิ ริ ยิ ากบั สารอน่ื ๆ ในตัวอยา่ ง อากาศท่บี รรจุอยู่ในภาชนะ ควรวิเคราะหต์ ัวอยา่ ง ภายใน 24 ช่วั โมง หลังการ เก็บตัวอยา่ ง การควบคมุ คณุ ภาพตวั อยา่ งในภาคสนามด้วย Blank ตา่ งๆ เพ่อื ใหก้ ารวิเคราะหค์ ณุ ภาพนำ้ มคี วามถกู ต้อง มีผลใหค้ ่าดัชนี คณุ ภาพน้ำแตล่ ะตวั ท่ีตรวจวเิ คราะห์มคี วามนา่ เชื่อถอื (Confidence) ในระดับสูง การดำเนินการควบคมุ การตรวจวเิ คราะห์คณุ ภาพน้ำโดยเพมิ่ จำนวนตวั อยา่ ง Blank ชนิดต่างๆ ไดแ้ ก่ Field blank, Trip blank, Preservation blank โดย Blank ทง้ั หมดจะถูกส่งกลบั ห้องปฏบิ ตั ิการ เพื่อการตรวจวิเคราะห์เช่นเดียวกับ ตวั อย่างทีต่ ดิ ตามตรวจสอบ เพอื่ เปรยี บเทียบความถูกต้องและความผิดพลาด

ในขณะทำการเกบ็ ตวั อยา่ งในภาคสนาม ความเสถยี รของตัวอย่าง ความสะอาดของภาชนะบรรจกุ ารปนเป้ือนของสารท่ใี ช้รักษาสภาพตัวอยา่ งโดย มี Blank ตา่ ง ๆ ดงั น้ี 1) Field blank คือ การตรวจสอบการปนเปอ้ื นจากสภาพแวดลอ้ ม โดยใช้ ภาชนะบรรจนุ ้ำกล่นั นำ ไปในภาคสนาม แล้วเปดิ ภาชนะทภ่ี าคสนามในสภาพแวดล้อมเดียวกบั ตวั อยา่ งที่ จะเก็บทำField Blank 1 ตวั อย่างตอ่ การเกบ็ ตัวอยา่ งนำ้ 20 ตวั อย่าง 2) Preservation blank คือ การตรวจสอบการปนเปอ้ื นจากสารเคมีทีใ่ ช้ในการ รกั ษาตวั อย่าง โดย นำภาชนะบรรจุนำ้ กลัน่ ซึง่ เติมสารเคมีทใี่ ช้ ในการรักษาตัวอย่างสารเคมีท่ใี ชใ้ น การรกั ษาสภาพตวั อย่างควรเป็นชนดิ ทมี่ คี วามบริสุทธ์ิสูงแลว้ นำไปวเิ คราะหท์ ำ Preservation Blank 1 ตัวอย่าง ตอ่ การเก็บตัวอย่างนำ้ 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

เครื่องมือและอุปกรณ์ท่ีใชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่างอากาศ ชุดอปุ กรณเ์ ก็บตวั อยา่ งอากาศ (Sample collection device ) Primary standard มาตรฐานหลกั - อปุ กรณท์ ี่สามารถกำหนดปริ มาตรการวัดไดอ้ ยา่ งแม่นยำโดยการวัดขนาดภายในเพยี งอยา่ งเดยี ว (ความ แม่นยำ 0.3% ขนึ้ ไป) เช่น 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 ราการไหลอากาศทำใหท้ ราบวา่ ขณะท่ีเกบ็ ตัวอย่างอากาศนนั้ มีอัตราการไหล ของอากาศเท่าใด เพอ่ื ใชใ้ นการคำนวณหาปรมิ าตร อากาศทีผ่ า่ นเครื่องเกบ็ ตวั อย่างอากาศ มาตรวัดน้ี จะต้องคงทีต่ ลอดเวลาทเ่ี กบ็ ตวั อย่างอากาศ -เครื่องดูดอากาศ (air mover) เป็นอปุ กรณท์ ด่ี ูด อากาศใหไ้ หลผา่ นอปุ กรณ์เกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ -ทางอากาศออก (air outlet) 2. .อุปกรณ์สะสม (Collection devices) กระดาษกรอง ซึ่งมีโครงสร้างที่เป็นรูพรุน มีรูปร่างภายนอกที่ สามารถวัดได้ คือความหนาและพื้นท่ีหน้าตัดท่ีอากาศไหลผ่าน กระดาษกรองมี หลายชนิดและสิ่งที่แตกต่างกันของกระดาษกรอง คือโครงสร้างภายในโดย กระดาษกรองจะถูกบรรจุไว้ภายในตลับยึดกระดาษกรอง ( Casette filter holder) โดยมีแผ่นรองกระดาษกรอง (Support pad หรือ back up filter) รองรับอยอู่ าจใช้รว่ มกับ cyclone กไ็ ด้ 1.1 กระดาษกรองชนิดเซลลูโลส (Cellulose filter paper) ทำจากเยื่อเซลลูโลส คุณสมบัติของ กระดาษกรองชนิดนี้มีส่วนประกอบของขี้เถ้าขั้นต่ำ ไมฉ่ ีกขาดงา่ ย ดดู ซบั ความชนื้ มคี วามต้านทานต่อ การไหลของอากาศสงู และมีราคาแพง

1.2 กระดาษกรองชนิดใยแก้ว (Glass fiber filter) ทำจากใยแก้ว ละเอียด คุณสมบัติของกระดาษกรองชนิดนี้คอื ไม่ ดูดความชื้น ทนต่อความร้อน ไม่ทำปฏิกิริยากับ มลพิษที่เก็บ มีความต้านทานต่อการไหลของ อากาศต่ำกระดาษกรองชนิดนี้มีส่วนประกอบของ ซิลิก้าอยูด่ ว้ ย ดังนั้นในการเก็บตัวอย่างอากาศ ถ้า ต้องการวิเคราะห์หาซิลิก้า ไม่ควรใช้กระดาษกรอง ชนดิ นเ้ี พราะจะทำใหผ้ ลการวิเคราะห์ผิดพลาดได้ 1.3 กระดาษกรองชนดิ พลาสตกิ (Plastic fiber filter) ทำจากใย Ultra fine หรอื perchlorvinyl มคี ณุ สมบตั เิ หมอื น Glass fiber filter มปี ระสทิ ธภิ าพ ในการเกบ็ สูงและต้านทานต่อการไหลของ อากาศค่อนข้างตำ่ ละลายน้ำไดด้ ใี นตวั ทำ ละลายบางชนดิ ดังน้นั จงึ ง่ายต่อการ วิเคราะห์ ข้อเสยี คือ มคี วามยืดหยนุ่ ตำ่ ฉกี ขาดง่าย ประสิทธภิ าพการเกบ็ จะลดลงเมอื่ อากาศมลี ะอองของเหลว(Liquid droplets)ปนอยู่ 1.4 กระดาษกรองชนิดเมมเบรน (Membrane filter) ทำจากเรซิน (resin) ได้แก่ เซลลูโลสเอสเตอร์ (Cellulose ester) โพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคีโลไน ไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรองชนิดนี้มีขนาด Pore size น้อยมาก ดังนั้นสามารถเก็บอนุภาคทีมี ขนาดเล็กมากถึง 0.001 ไมครอน มคี วามต้านทาน ต่อด่างและกรดที่เจือจาง สารละลายอินทรีย์บาง

ชนิด ละลายได้ดีในอะซีโตนคลอโรฟอร์ม มีคุณสมบัติในการเก็บมลพิษได้ดี ไม่ ดูดซบั ความชื้น มขี อ้ เสียคือเปราะ ฉกี งา่ ย ความต้านทานตอ่ การไหลอากาศสูง 1.5 กระดาษกรองชนิดซิลเวอร์เมมเบรน (Silver membrane filter) เป็นกระดาษที่ทำมาจากเรซิน แต่มีส่วนผสมของแร่เงิน เหมาะสำหรับการเก็บ ตวั อย่างควอทซ์ 1.6 กระดาษกรองชนิด นิวคลีพอร์ (Nuclepore filter) มีลักษณะ เหมือน กระดาษกรองชนิดเมมเบรน แต่โครงงสร้างแตกตา่ งกันคือ ใส มีรูPore size สม่ำเสมอ ความตา้ นทานต่อการไหลอากาศสูงไม่เปราะฉกี งา่ ย

ตลับกรองที่ปิดผาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง37 มิลลิเมตร มีแผ่นรองรับกับกระดาษกรองท่ที ำ ด้วยเซลลโู ลส การเกบ็ ตัวอยา่ งแอสเบสตอสจะใชเ้ ก็บตวั อยา่ งด้วยกระดาษกรองขนาด 25 มลิ ลลิ ติ รและตลบั กรองชนิดเปิดฝา เรียกว่า Open-face 50-mm conductive extension cowl ไซโคลนใชส้ ำหรับเกบ็ อนุภาคขนาดเล็กท่เี ข้าถงุ ลม ปอดไดซ้ ่ึงเปน็ อนุภาคที่มีขนาดเท่ากบั หรอื นอ้ ยกว่า 10 ไมครอน และใชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่างฝนุ่ แรท่ ม่ี ี ซิลกา้ อยู่

หลักการเกบ็ ตัวอย่างกา๊ ซ 1. การดูดซมึ (Absorption) การดดู ซึมหรือการดดู กลนื เป็นกระบวนการถ่ายเทมวลซง่ึ ใช้กาํ จดั สารมลพษิ ที่เป็นแกส็ ออกจากกระแสอากาศโดย ให้สมั ผสั กบั ของเหลวการที่ โมเลกลุ สามารถถ่ายเทจากสภาพแก็สไปยงั สภาพของเหลวได้เนือ่ งจากทัง้ 2 เฟสนนั้ มคี วาม เข้มขน้ ต่างกัน(Concentration gradient) ทผี่ วิ ของเหลวและ แกส็ เป็นแรงดนั (deriving force) ให้เกิดการถ่ายเทมวล นอกจากนีแ้ ล้วพ้นื ท่ี ผิวสัมผัสสูงการป่ันป่วน (turbulent) และสัมประสิทธก์ิ ารแพร่มวลสูงจะช่วย เร่งการเกิดกระบวนการ

2. การดดู ซบั (Adsorption) การดดู ซบั เปน็ กระบวนการกำจดั สารมลพษิ ทางอากาศทีป่ นเปื้อน ในกระแสกา๊ ซท่ีเป็นสารอินทรีย์ (organics) สารทปี่ นเปื้อนจะเคลอ่ื นตวั จาก กระแสของก๊าซไปเกาะติดอยทู่ ผ่ี ิวและภายในรขู องของแขง็ โมเลกุลของสารท่ี ปนเป้ือนในกระแสก๊าซทเ่ี คล่ือนทีเ่ รยี กว่า “ตวั ถกู ดดู ซับ (adsorbate)” สว่ น ของแข็ง ท่ีดูดติดเรียกว่า “ตัวดดู ซับ (adsorbent)” โดยทว่ั ไปตัวดูดซับจะเปน็ วสั ดทุ ีม่ ีรูพรุนมากมาย