6240311318-เครื่องมือการเก็บตัวอย่างมลพิษทางอากาศ

เครอ่ื งมอื สาหรับการเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทางอากาศ นางสาวนิสรีน ดารากยั นักศึกษาช้ันปีท่ี 2 สาขาวิชาอาชวี อนามยั และความปลอดภัย เสนอ ผศ.ดร.นจุ รีย์ แซ่จวิ รายงานการศึกษาคน้ ควา้ นี้เป็นส่วนหนง่ึ ของรายวชิ า 924-209 สุขศาสตร์อตุ สาหกรรม มหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์ วทิ ยาเขตสรุ าษฎรธ์ านี ปกี ารศกึ ษา 2/2563

คานา รายงานเล่มนจี้ ดั ทาขึ้นเพอ่ื เปน็ สว่ นหนง่ึ ในรายวชิ า 924-209 สุขศาสตร์อตุ สาหกรรม (INDUSTRIAL HYGIENE) โดยมีวตั ถุประสงค์เพอื่ ศกึ ษาหาความรเู้ กี่ยวกับเครื่องมือสาหรับ การเกบ็ ตัวอยา่ งมลพิษทางอากาศ เพ่อื นามาวิเคราะห์ตวั อย่างอากาศที่ปนเปอื้ น ไมว่ ่าจะเป็นใน รูปแบบอนภุ าค ไอระเหย และก๊าซ เพ่ือที่จะนาข้อมูลเหลา่ น้มี าใชป้ ระโยชนใ์ นการเลอื กเคร่ืองมือ และอุปกรณท์ เ่ี หมาะสมสาหรบั วิเคราะหห์ าปรมิ าณของสารมลพษิ นน้ั ๆ และเพอ่ื ใช้เป็นความรู้ เพม่ิ เติมควบคูก่ ับการเรยี นในรายวิชาดงั กล่าว นอกจากน้ยี ังสามารถนาไปปรบั ใช้ในการควบคุม และปอ้ งกนั อันตรายหรอื ความเสีย่ งท่อี าจเกดิ ขนึ้ จากมลพษิ ทางอากาศท่อี าจจะตอ้ งพบเจอใน อนาคตอีกด้วย โดยเนอ้ื หาในรายงานฉบบั นป้ี ระกอบไปด้วย เคร่ืองมอื สาหรับการเก็บตวั อยา่ ง มลพษิ ทางอากาศชนิดต่างๆ ประเภทของเคร่อื งมือสาหรบั การเก็บตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศ หลักการทางานของเครอื่ งมอื เก็บอากาศ ตลอดจนข้อดแี ละข้อเสยี สาหรบั เครือ่ งมอื นนั้ ๆ ผจู้ ดั ทาหวังเป็นอย่างย่งิ ว่าการจัดทารายงานฉบบั นี้ จะเป็นประโยชน์ต่อผู้ทสี่ นใจศกึ ษา ในเร่อื งดงั กล่าวนเ้ี ปน็ อยา่ งมาก หากผดิ พลาดประการใดผ้จู ดั ทาขออภยั มา ณ ท่ีนี้ดว้ ย นางสาว นิสรีน ดารากยั (16/03/2564)

สารบญั เครือ่ งมอื สาหรบั การเก็บตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศ.................................................................................................1 เครื่องมอื ชนดิ ทอี่ ่านค่าโดยตรง (Direct reading instruments)..................................................................1 เครอ่ื งมือท่ีอ่านผลการตรวจวัดทางหนา้ ปัด.........................................................................................................2 1. เครอื่ งมือทีอ่ าศยั หลักการกระจายของแสง (Light scattering)..........................................................2 2. เคร่อื งมือทอี่ าศัยหลักการแตกตัวเป็นไอออน (Ionization)…...........................................................3 3. เคร่ืองมอื ทีอ่ าศัยหลักการวัดความเขม้ ขน้ ของแสง (Photometry).....................................................4 4. เครือ่ งมือท่อี าศัยหลกั การแยกช้ันของก๊าซโดยการซมึ ผ่านวัตถุดดู ซับ..................................................5 เครื่องมือที่อ่านคา่ โดยตรงทแี่ สดงผลตัวกลาง....................................................................................................6 เครอ่ื งมอื เกบ็ ตัวอยา่ งอากาศผ่านอปุ กรณ์ที่เป็นตัวกลางในการเกบ็ และวเิ คราะห์ทางหอ้ งปฏบิ ัตกิ าร................7 เครื่องมอื เกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ....................................................................................................................................7 อปุ กรณ์สะสม (Collection devices).............................................................................................................8 เครื่องมอื ตรวจปรบั ความถูกต้องของเคร่ืองเกบ็ ตัวอย่างอากาศ (Pump calibrator).....................................13 เคร่ืองมือสาหรบั การเก็บตวั อย่างมลพษิ ทางอากาศทเี่ ป็นอนภุ าคโดยการกรอง..............................................14 เครอ่ื งมอื สาหรับการเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทีอ่ าศยั แรงโน้มถ่วงของโลกในการแยกขนาดของอนุภาค..............17 เครื่องมอื ที่ใชใ้ นการประเมนิ ฝ่นุ ฝ้าย................................................................................................................17 การปรบั ความถกู ต้องของอัตราการไหลของอากาศ...............................................................................................18 บรรณานุกรม..........................................................................................................................................................19

เครอ่ื งมือสาหรับการเกบ็ ตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศ 1 การเกบ็ ตัวอย่างอากาศ ตอ้ งพิจารณาถึงประเภทของมลพษิ ทางอากาศ ชนิดของสาร ปนเปอื้ นท่แี ขวนลอยในอากาศ จงึ มกี ารแบง่ การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศออกเป็น 2 ประเภท คอื การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศสาหรบั สารปนเปื้อนทเี่ ป็นอนุภาคและการเก็บตวั อยา่ งอากาศ สาหรับสารปนเปอื้ นทเ่ี ปน็ ไอระเหยและกา๊ ซ ทั้งน้ีเพอื่ ประโยชนใ์ นการเลอื กเครื่องมอื และ อุปกรณ์ท่ีเหมาะสม กับการเก็บตวั อย่างอากาศเพือ่ การวิเคราะห์หาปริมาณของมลพษิ นั้นๆ ปัจจบุ นั เครือ่ งมือท่ใี ชใ้ น การเกบ็ ตวั อย่างมมี ากมายหลายประเภท แตล่ ะประเภทก็ไดร้ บั การพัฒนาใหม้ ีประสิทธภิ าพใน การใช้งาน สามารถแบ่งออกได้ดังน้ี • เครอื่ งมือชนดิ ท่อี ่านคา่ โดยตรง (Direct reading instruments) เคร่อื งมือท่รี วมเอาการเกบ็ ตวั อย่างและวิเคราะห์ไวใ้ นเครื่องมือน้ันๆ สามารถแสดงผลการ ตรวจวดั ในเชิงปริมาณได้ทนั ทที ท่ี าการตรวจวัด โดยแสดงท่หี นา้ ปัด เครือ่ งบนั ทกึ หรอื แสดงผลท่ตี ัวกลางท่เี กี่ยวขอ้ งกับการเก็บตัวอย่างอากาศ เชน่ หลอดตรวจวัด ฯลฯ เครอื่ งมอื ประเภทน้ีมขี อ้ ดแี ละขอ้ เสยี ดังนี้ ขอ้ ดี - สามารถประมาณคา่ ความเขม้ ขน้ ของมลพษิ ทางอากาศไดท้ ันที - บางชนดิ สามารถบันทึกความเขม็ ข้นมลพษิ ทางอากาศไดอ้ ยา่ งตอ่ เน่อื งตลอดเวลา - ลดปญั หาข้นั ตอนและเวลาในการทางาน - ลดปญั หาขอ้ ผิดพลาดทเ่ี กิดจากการเกบ็ ตัวอยา่ งและวิเคราะห์ตวั อย่าง - ลดปญั หาการใช้เคร่ืองมอื ไมถ่ กู ต้องจากบคุ คลท่ไี มไ่ ดร้ ับการฝึก

ข้อเสยี 2 - ราคาแพง - อาจต้องทาการตรวจปรับความถูกตอ้ งบ่อย ดงั น้นั การขาดเคร่อื งมือตรวจ ปรับความถกู ต้องจึงเป็นปัญหาตอ่ การใชเ้ ครื่องมอื ประเภทนม้ี าก • เครอื่ งมือทอี่ ่านผลการตรวจวดั ทางหน้าปดั ท่ีนยิ มใช้ได้แก่ 1. เครอ่ื งมอื ทอี่ าศัยหลกั การกระจายของแสง (Light scattering) สาหรับการเกบ็ และ วิเคราะห์อนุภาคในอากาศ เช่น เครอ่ื งมอื ท่ี ตรวจวดั ปรมิ าณฝ่นุ ทีเ่ ขา้ ถึงถงุ ลมปอดชนดิ ทอี่ า่ น คา่ ไดท้ ันที เครอ่ื งวัดคา่ ฝุน่ PM 2.5 - หลกั การทางานของเครอื่ งวดั ฝนุ่ ขนาดเลก็ เมือ่ ยงิ แสงเลเซอร์เขา้ ไป แลว้ เจอกับละอองฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 มันจะเกิดการ กระเจงิ แสง หรอื ทเี่ รยี กกันวา่ Scatter จากนั้นจะมเี ซ็นเซอรไ์ วต้ รวจจบั ว่ามกี ารกระเจิง แสงมากนอ้ ยแคไ่ หน และหากมกี ารกระเจิงแสงมากก็แสดงว่ามีค่าปรมิ าณฝ่นุ ทีส่ ูง - ขอ้ ดี เครอ่ื งวัดค่าฝุ่นชนิดน้ีสามารถทาให้เรารู้ค่าฝุ่นละอองไดอ้ ยา่ งทันทว่ งที เครื่องมี ขนาดเล็ก พกพาสะดวก และคา่ ทไ่ี ดจ้ ากการอา่ นคา่ ของเครื่องน้ยี ังถอื วา่ ยอมรับได้ - ข้อเสยี การทางานของเครือ่ งวดั ฝนุ่ ขนาดเลก็ อาจคาดเคลอื่ น เพราะการกระเจงิ แสงมนั ไมไ่ ดเ้ กิดจากฝนุ่ ขนาดเลก็ เพียงอย่างเดียว แตม่ ันมีปัจจัยอื่นเขา้ มาด้วย ไม่วา่ จะเป็น ความช้ืนในอากาศ หรือหยดน้าในอากาศ สิ่งเหลา่ นก้ี ท็ าใหเ้ กดิ การกระเจงิ แสงได้ เหมอื นกัน ดังนน้ั หากเราใช้เครื่องวดั ฝ่นุ ตัวนี้ในพ้ืนทท่ี ีม่ คี วามชน้ื สงู ๆ คา่ ที่วัดได้กอ็ าจจะ สงู กว่าปกตไิ ปด้วย

3 2. เครอ่ื งมือทอ่ี าศยั หลกั การแตกตวั เปน็ ไอออน (Ionization) สาหรบั การตรวจวัดก๊าซและ ไอ เช่น เคร่อื งวัด VOC เครือ่ งตรวจวิเคราะหส์ ารอนิ ทรียร์ ะเหยแบบพกพา โดยวธิ ี GC-PID เพ่อื การตรวจสอบปญั หาของ VOCs โดยตรงในพ้นื ท่ี - หลกั การทางานของเครอ่ื งวเิ คราะหส์ ารอินทรยี ร์ ะเหยแบบพกพา FROG 5000 เปน็ เคร่ืองมือวิเคราะห์สารอนิ ทรยี ร์ ะเหยท่ใี ชห้ ลักการ Gas Chromatography ร่วมกับ PID เพ่ือใชว้ เิ คราะหห์ าปริมาณสาร VOCs ไดท้ ้ัง ในอากาศน้าและดินเหมาะสาหรับใชง้ านในหอ้ งปฏิบตั กิ ารและงานภาคสนาม - ขอ้ ดี เครอ่ื งพกพาสะดวก มแี บตเตอร่ภี ายในตัว มหี น้าจอแสดงผลท่ชี ดั เจน อกี ท้งั สามารถดาวน์โหลดขอ้ มลู ผา่ นสายเช่อื มต่อเขา้ คอมพิวเตอร์พกพาผ่านโปรแกรม เฉพาะ Ellvin ให้แสดงผลกราฟมี CG ได้อีกด้วย - ขอ้ เสยี ราคาค่อนข้างสงู และค่าใช้จา่ ยในการบารุงรกั ษาเครื่องสงู

4 3. เครอื่ งมือทอ่ี าศยั หลกั การวดั ความเขม้ ขน้ ของแสง (Photometry) สาหรับการตรวจวัด ก๊าซและไอ เชน่ เคร่ือง Miran vapor analyzer เครือ่ ง Miran vapor analyzer - หลกั การทางานเครอื่ ง Miran vapor analyzer ทางานดว้ ยระบบแสงอินฟราเรด (IR) มี Thermo Match Spectrum Correlation Software สาหรบั วิเคราะหก์ า๊ ซท่ไี ม่ทราบชนิด (Unknown) - ข้อดี สามารถตรวจวัดกา๊ ซพษิ ในบรรยากาศไดม้ ากกวา่ 100 ชนดิ เหมาะสาหรบั ใช้ ในงานการติดตามตรวจสอบทางดา้ นอาชีวอนามัยและความปลอดภัยของ โรงงาน อุตสาหกรรมงานการตรวจวิเคราะห์ในภาวะฉกุ เฉนิ , งานการศึกษา, คณุ ภาพอากาศ ในอาคาร (Indoor Air Quality), งานติดตามตรวจสอบกา๊ ซพษิ ในโรงพยาบาล, งานตรวจสอบการรวั่ ไหลของกา๊ ซ เป็นตน้ - ข้อเสยี เปราะ ฉกี ง่าย และความต้านทานต่อการไหลของอากาศสงู

5 4. เครอื่ งมอื ทอ่ี าศัยหลกั การแยกชน้ั ของก๊าซโดยการซมึ ผา่ นวตั ถดุ ดู ซบั (Gas chromatography) เช่น Portable GC Portable GC - หลกั การทางาน ใช้เทคนิคการแยกองคป์ ระกอบของสารผสม โดยอาศยั ความแตกต่างของอัตราการ เคล่อื นท่ีของแตล่ ะองคป์ ระกอบของสารผสมบนเฟสคงที่ (Stationary phase) ภายใต้การ พาของเฟสเคล่อื นท่ี (Mobile phase) สาหรับเครื่อง GC เฟสคงท่ี คอื สารทอ่ี ย่ภู ายใน คอลัมน์ ส่วนเฟสเคลอื่ นท่ี คือ แกส๊ ฮเี ลียม เมอื่ สารท่ตี ้องการวเิ คราะหผ์ ่านเขา้ สเู่ ครอ่ื ง GC สารดังกล่าวจะถกู เปลยี่ นสถานะจากของเหลว (Liquid) เป็นแกส๊ (Gas) และส่วนแกส๊ ของสารผสมจะถูกพาเขา้ สคู่ อลัมนโ์ ดยแกส๊ ฮเี ลยี ม ซึ่งภายในคอลมั นจ์ ะเกดิ การแยกสารผสม (Separation) โดยอาศยั การทาปฏิกิรยิ า (Interaction) ระหวา่ งสารทอ่ี ย่ภู ายในคอลมั น์ (Stationary phase) และสารผสม - ขอ้ ดี 1. สามารถวิเคราะหไ์ ดท้ ัง้ แบบท่วั ไปและแบบเฉพาะเจาะจง 2. ให้ sensitivity ทส่ี งู 3. สามารถบง่ ชถี้ ึงชนดิ ขององค์ประกอบที่มอี ยูใ่ นสารตวั อยา่ งได้ 4. สามารถวิเคราะหไ์ ดท้ ้งั ในเชงิ ปรมิ าณและเชงิ คณุ ภาพ - ข้อเสยี 1. ราคาแพง 2. คา่ ใช้จ่ายในการบารงุ รกั ษาเครอ่ื งสงู

6 เครอ่ื งมือท่อี ่านคา่ โดยตรงทแ่ี สดงผลตวั กลาง เคร่อื งมอื ที่อา่ นคา่ โดยตรงทแี่ สดงผลตวั กลาง ท่ีนิยมใชไ้ ดแ้ ก่ หลอดตรวจวดั (Detector tube) จะตอ้ งใช้กับเคร่ืองเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศรว่ มดว้ ย เปน็ ชนดิ Squeeze bulb หรอื Hand piston pump หรือ Peristallic pump เปน็ ต้น ภายในหลอดตรวจวดั บรรจสุ าร Silica gel , Activated alumina , Silica sand,Silica glass อย่างใดอยา่ งหนึ่ง สารเหลา่ นี้ถกู ดดู ซบั ด้วยสารเคมที ี่จะทาปฏกิ ิรยิ าเฉพาะเจาะจงกับมลพิษที่ต้องการเก็บตวั อยา่ ง อากาศ ทาใหเ้ กิดการเปลี่ยนสอี ย่างรวดเรว็ และชดั เจน ทาใหท้ ราบปรมิ าณความเข้มขน้ ของมลพษิ ได้ เมอ่ื ต้องการใชห้ ลอดตรวจวดั ให้ตัดปลายทัง้ สองออก ปลายดา้ นหน่ึงของหลอดตอ่ กับช่องอากาศของ เคร่อื งเก็บตวั อย่างอากาศชนดิ ทก่ี ล่าวมาแล้ว สว่ นปลายอกี ดา้ นหนง่ึ ของหลอดตรวจวดั เป็นช่องให้ อากาศเข้า ข้อควรระวงั ในการใชห้ ลอดตรวจวดั ซึง่ สามารถทาใหเ้ กดิ คา่ ทผ่ี ดิ พลาดได้ คอื - Pump stroke - การสวมหลอดตรวจวดั เขา้ กบั เครือ่ งมอื ไม่ถกู ต้อง - การใช้ในทท่ี ี่มอี ุณหภมู แิ ละความชนื้ สงู - การสวมหลอดตรวจวดั เข้ากับเคร่อื ง ถา้ ไม่แน่นจะทาใหอ้ ากาศรว่ั ไหลออกภายนอก - สารเคมีในหลอดตรวจวนั หมดอายุ

7 เครอ่ื งมือเกบ็ ตวั อย่างอากาศผา่ นอปุ กรณท์ เ่ี ปน็ ตวั กลางในการเกบ็ และวเิ คราะห์ทางหอ้ งปฏบิ ตั กิ าร โดยทว่ั ไปจะอาศัยหลักการแทนทอ่ี ากาศ เชน่ Personal air sampler pump หรือ High volume pump ซ่ึงชดุ เคร่ืองมอื ดงั กลา่ วประกอบดว้ ย Personal air sampler pump High volume pump • เคร่ืองมือเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ ไดแ้ ก่ - ทางเขา้ ของอากาศ (air inlet) - อุปกรณค์ วบคมุ การไหลอากาศ (air flow controller) เปน็ สว่ นทีค่ วบคมุ อตั ราการไหลของอากาศผ่านเคร่ือง - มาตรวดั อตั ราการไหลของอากาศ (air flow meter) เปน็ ส่วนทวี่ ัดอัตราการไหลอากาศทาให้ทราบว่าขณะท่เี กบ็ ตัวอย่างอากาศนั้นมอี ตั ราการ ไหลของอากาศเท่าใด เพื่อใชใ้ นการคานวณหาปรมิ าตรอากาศทผี่ ่านเคร่อื งเก็บตวั อย่างอากาศ มาตราวัดนจี้ ะตอ้ งคงที่ตลอดเวลาทเ่ี ก็บตัวอยา่ งอากาศ - เครอื่ งดดู อากาศ (air mover) เป็นอปุ กรณท์ ดี่ ดู อากาศให้ไหลผา่ นอุปกรณเ์ กบ็ ตวั อยา่ งอากาศ - ทางอากาศออก (air outlet) - สวติ ช์ควบคุมการเปดิ -ปดิ เครอื่ งมอื

8 อปุ กรณส์ ะสม (Collection devices) 1. อปุ กรณส์ ะสมอนภุ าค ได้แก่ กระดาษกรอง ซ่งึ มโี ครงสร้างทีเ่ ปน็ รูพรนุ มีรูปร่าง ภายนอกทีส่ ามารถวดั ได้ คือ ความหนาและพ้นื ทหี่ น้าตัดทอี่ ากาศไหลผา่ นกระดาษกรองมี หลายชนิดและสง่ิ ทีแ่ ตกต่างกันของกระดาษกรอง คอื โครงสร้างภายในโดยกระดาษกรองจะ ถูกบรรจุไว้ภายในตลับยดึ กระดาษกรอง (Casette filter holder) โดยมแี ผน่ รองกระดาษ กรอง (Support pad หรอื back up filter) รองรับอยูอ่ าจใช้ร่วมกบั cyclone ก็ได้ หลกั การทางานของอุปกรณส์ ะสมอนุภาคอาศัยหลักการกรอง หลกั แรงดึงดูดของโลก และหลักแรงสศู่ ูนย์กลาง 145 ตลบั ยดึ กระดาษกรองอาจเป็นชนดิ 2 ช้นั หรอื 3 ชน้ั ประกอบดว้ ยสว่ นที่ใหอ้ ากาศเข้าและออก อากาศจะถูกดูดโดยเครอ่ื งดูดอากาศผ่านตลับยึด กระดาษกรองส่วนที่ให้อากาศเข้า อากาศที่มีมลพิษก็จะติดอยู่บนแผ่นกระดาษกรองที่อยู่ ภายใน ซึ่งเม่ือนาไปวิเคราะหท์ างหอ้ งปฏบิ ตั กิ ารจะทาใหท้ ราบปริมาณสารพิษในอากาศได้ กระดาษกรองที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีหลายชนิด คือ 1.1 กระดาษกรองชนดิ เซลลโู ลส (Cellulose filter paper) ทาจากเย่อื เซลลูโลส คุณสมบัตขิ องกระดาษกรองชนดิ น้มี สี ว่ นประกอบของขีเ้ ถ้าขนั้ ตา่ ไมฉ่ กี ขาด งา่ ย ดดู ซบั ความชนื้ มีความตา้ นทานต่อการไหลของอากาศสูง และมรี าคาแพง

9 1.2 กระดาษกรองชนดิ ใยแก้ว (Glass fiber filter) ทาจากใยแก้วละเอยี ด คณุ สมบัติของกระดาษกรองชนดิ นี้คือ ไม่ดูดความชน้ื ทนตอ่ ความรอ้ น ไมท่ าปฏกิ ิริยากับมลพิษทเี่ ก็บ มีความต้านทานตอ่ การไหลของอากาศ กระดาษกรองชนดิ นมี้ ี ส่วนประกอบของซลิ ิก้าอย่ดู ว้ ย ดงั น้นั ในการเกบ็ ตัวอย่างอากาศ ถา้ ต้องการวเิ คราะห์หาซลิ ิก้าก็ไม่ ควรใช้กระดาษกรองชนิดนเี้ พราะจะทาให้ผลการวิเคราะห์ผิดพลาดได้ 1.3 กระดาษกรองชนิดพลาสตกิ (Plastic fiber filter) ทาจากใย Ultra fine หรอื perchlorvinyl มคี ุณสมบตั เิ หมอื น Glass fiber filter มีประสิทธภิ าพในการเก็บสงู และต้านทานตอ่ การไหลของอากาศคอ่ นข้างตา่ ละลายน้าไดด้ ี ในตวั ทาละลายบางชนิด ดงั น้ันจงึ ง่ายต่อการวเิ คราะห์ ข้อเสีย คือ มีความยืดหยนุ่ ตา่ ฉกี ขาดงา่ ย ประสิทธิภาพ การเกบ็ จะลดลงเม่อื อากาศมี ละอองของเหลว (Liquid droplets) ปนอยู่

10 1.4 กระดาษกรองชนิดเมมเบรน (Membrane filter) ทาจากเรซนิ (resin) ไดแ้ ก่ เซลลูโลสเวสเตอร์ (Cellulose ester) โพลไี วนลิ คลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคโี ลไนไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรองชนิดน้มี ขี นาด Pore size นอ้ ยมาก ดังนั้น สามารถเกบ็ อนุภาคทีมขี นาดเลก็ มากถงึ 0.001 ไมครอน มีความต้านทานตอ่ ดา่ ง และกรดที่เจอื จางสารละลายอินทรียบ์ างชนิด ละลายได้ดใี นอะซีโตนคลอโรฟอรม์ มีคณุ สมบตั ใิ น การเก็บ มลพิษได้ดี ไมด่ ดู ซับความชน้ื มีข้อเสียคือเปราะ ฉกี ง่าย ความต้านทานต่อการไหล อากาศสูง 1.5 กระดาษกรองชนดิ ซลิ เวอร์เมมเบรน (Silver membrane filter) เป็นกระดาษทที่ ามาจากเรซนิ แตม่ ีส่วนผสมของแรเ่ งิน เหมาะสาหรับการเกบ็ ตัวอยา่ ง ควอทซ์ 1.6 กระดาษกรองชนดิ นิวคลีพอร์ (Nuclepore filter) มลี กั ษณะเหมอื นกระดาษกรองชนดิ เมมเบรน แตโ่ ครงงสร้างแตกตา่ งกันคอื ใส มรี ู Pore size สมา่ เสมอ ความต้านทานต่อการไหลอากาศสงู ไมเ่ ปราะฉกี ง่าย

2. หลอดบรรจุของเหลว (Impingers) 11 มีลกั ษณะเปน็ แกว้ ทรงกระบอกภายในบรรจขุ องเหลว เชน่ นา้ หรือ สารเคมอี นื่ ซึง่ ทาหนา้ ที่จับมลพิษใหส้ ะสมอยใู่ นของเหลวนัน้ หลอดแก้วนี้ประกอบด้วยชอ่ งสาหรับ อากาศเขา้ ซึ่งเชอื่ มตอ่ กบั หลอดแก้วยางขนาดเล็ก มปี ลายอีกขา้ งหน่งึ จ่มุ อยใู่ ตข้ องเหลวและ ชอ่ งอากาศซึ่งต่อเชอื่ มกับเครือ่ งดูดอากาศมลพษิ ซึง่ ปะปนอย่ใู นอากาศนนั้ จะถูกของเหลว จับไว้ อากาศส่วนทเ่ี หลือกจ็ ะถกู ดูดผ่านเครอ่ื งดดู อากาศออกไป ปลายของหลอดแกว้ ซึ่งจุม่ อยูใ่ ตข้ องเหลวมีหลายลักษณะ เพอื่ ความเหมาะสมของมลพิษท่ถี กู เกบ็ หลอดแก้วบรรจุ ของเหลวมีหลายแบบ เช่น 2.1 Midget impingers (หลอดแกว้ ขนาดเลก็ ) ส่วนปลายของหลอดแก้ว ถกู ทาใหเ้ รยี วเลก็ ลงซึ่งเหมาะสาหรบั การเกบ็ อนภุ าค ก๊าซและไอระเหย 2.2 Fritted glass bubbler มีลักษณะเปน็ แกว้ ทรงกระบอก สว่ นปลายขา้ งหลอดแก้วมีลักษณะเป็นรพู รุนเพ่อื ให้อากาศ ท่ไี หลผ่านช้าลง และเกิดฟองอากาศ 147 เลก็ ๆจานวนมาก เป็นการเพมิ่ พนื้ ทีผ่ ิวของอากาศ ซ่ึงจะ ช่วยใหม้ ลพษิ ในอากาศสามารถละลายในของเหลวได้ดขี ้ึน หลอดแกว้ ชนิดนเ้ี มอ่ื ใชใ้ นการเก็บ ตวั อยา่ งมลพิษทเ่ี ป็นสารกัดกร่อนนานเขา้ จะทาใหป้ ระสทิ ธภิ าพลดลง เพราะรพู รุนจะใหญข่ ึ้น ข้อเสียของหลอดแกว้ ชนดิ นี้คอื ทาความสะอาดยาก ทั้ง Midget impingers และ Fritted glass bubbler เหมาะสมสาหรบั กา๊ ซและไอระเหย โดยท่ีก๊าซและไอระเหยจะทาปฏกิ ริ ิยากบั สารละลายที่ ใช้เกบ็ ตัวอยา่ ง โดยผา่ นกระบวนการที่ เรียกวา่ Chemical absorption 3. หลอดบรรจสุ ารดดู ซบั (Adbsorption tube) เป็นหลอดแกว้ ขนาดเลก็ เส้นผา่ ศูนยก์ ลางประมาณ 5 ม.ม. หรอื อาจมีขนาดเลก็ กวา่ ปลายท้ังสองปิดภายในหลอดแก้ว จะมีสารดดู ซบั (Adsorbents ) ซง่ึ เป็นของแขง็ มีรูพรุน เช่น ผงถา่ น หรือซิลิกา้ เจล ซงึ่ มชี ่อื เรียกวา่ Activated charcoal tube หรอื Silicagel tube Activated charcoal tube เหมาะสาหรับการเกบ็ มลพิษท่ีมจี ดุ เดอื ด (Bolling point ) สงู กว่า 0 0C ประสทิ ธภิ าพการดดู ซบั จะลดลงเมือ่ มลพษิ นน้ั มีจดุ เดือดตา่ ลง เหมาะสาหรบั ดูดซับไอระเหย ได้ดกี ว่าซลิ กิ า้ เจล

12 ส่วนซลิ ิก้าเจลมีข้อจากดั คอื ในบรรยากาศท่มี ีความช้ืน ซลิ กิ า้ เจลจะดดู ซบั ไอนา้ ได้ดกี ว่าไอระเหยของสารอนิ ทรยี ์ ดงั นน้ั ประสิทธิภาพในการ ดดู ซบั มลพิษจะลดลงเมื่อ อากาศมีความชน้ื สงู เวลาใชใ้ หต้ ัดปลายทงั้ สองขา้ งออก โดยปลายข้างหนึง่ ตอ่ เข้ากับ เคร่ืองเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ สว่ นปลายอกี ข้างหน่ึงเปน็ ทางเข้าของอากาศ เมอ่ื อากาศซึ่งมี มลพิษปนอยู่ ผา่ นเขา้ ไปในหลอดแก้วน้ี สารที่บรรจุในหลอดแกว้ จะดดู ซบั มลพษิ ไว้ ดังนน้ั เม่อื เกบ็ ตัวอย่าง เสรจ็ แล้ว จะต้องนาหลอดแก้วนสี้ ง่ หอ้ งปฏบิ ตั ิการเพ่ือวเิ คราะหห์ า ชนดิ และปรมิ าณของมลพิษที่ ตอ้ งการทราบ 148 4. ถุงเก็บตัวอย่างอากาศ (Sampling bag) ใชส้ าหรบั เก็บตัวอย่างมลพิษ ทางอากาศที่เป็นกา๊ ซและไอ มอี ยูห่ ลายขนาด ทาจาก พลาสติกชนิดตา่ งๆ เชน่ Mylar Teflon หรอื Scotch park ลักษณะของถงุ จะมีวาว์ลหรือล้ิน ปิดเปิด เพื่อเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ หรือถา่ ย ตัวอย่างทีม่ ีมลพษิ สู่เคร่ืองวิเคราะห์ผล

13 • เครอ่ื งมอื ตรวจปรับความถูกตอ้ งของเครอ่ื งเก็บตวั อยา่ งอากาศ (Pump calibrator) อุปกรณท์ ใ่ี ชใ้ นการตรวจปรบั ความถกู ตอ้ งของเครอ่ื งเก็บตวั อย่างอากาศ สามารถแบง่ ได้ ดังน้ี - วดั ปริมาตรโดยตรง เชน่ Spirometer, Bubble meter, Wet-test meter - วัดอัตราการไหลเชิงปริมาณ เชน่ Rotameter - วัดอตั ราการไหลเชิงมวล เช่น Thermal meter - วดั ความเรว็ ของการไหล เชน่ Pitot tube

14 เครอ่ื งมือสาหรบั การเกบ็ ตวั อยา่ งมลพิษทางอากาศทเ่ี ปน็ อนุภาคโดยการกรอง 1. ชอ่ งเปดิ ใหอ้ ากาศเขา้ (Air inlet) ปกติจะต่อทอ่ นาอากาศเขา้ ลักษณะจะเป็นชอ่ งปดิ แบบรูกลมเพอ่ื ให้ฝ่นุ สามารถกระจายตวั ไปตามพน้ื ท่ีหนา้ ตดั ของตวั กรองได้อยา่ งสมมาตร 2. อปุ กรณส์ ะสมอนุภาค (Collector) ประกอบด้วยตวั กรองอนภุ าค (Filter) หรอื กระดาษ กรองและตลบั ใสต่ วั กรอง (Casette filter holder) ตวั กรองอนภุ าค (Filter) เป็นอปุ กรณท์ ใ่ี ชใ้ นการเกบ็ สะสมอนุภาคสาหรับนามาวเิ คราะหต์ อ่ ไป โดยตลบั ใส่ตวั กรอง จะทาหน้าท่รี องรับไม่ให้ตัวกรองรว่ งหลน่ ฉกี ขาด หรือเสยี หายขนาดใชง้ าน 3. ส่วนเช่ือมตอ่ (Connector) ไดแ้ ก่ ข้อตอ่ และสายยาง/พลาสติกเชือ่ มตอ่ ระหวา่ ง ดา้ นหลัง ของตลับใสต่ วั กรอง (Air outlet) กับป๊มั ดดู อากาศ สายพลาสติกนีจ้ ะตอ้ งไมม่ ีรูรั่ว และ ไมท่ า ปฏิกริ ยิ าเคมีกบั อนุภาคท่ตี อ้ งการเก็บ เช่น ตัวอยา่ งสายยางนาอากาศชนิด Tigon tube

15 4. อุปกรณว์ ดั อัตราการไหลของอากาศและปม๊ั ดดู อากาศ (Air flow meter & Pump) ประกอบด้วยมเิ ตอรว์ ัดอตั ราการไหลของอากาศ (Air flow meter) สว่ นควบคุมการไหล ของอากาศ (Flow control value) และปมั๊ ดูดอากาศ (Personal pump) ปจั จุบนั มีมิเตอรว์ ดั อัตรา การไหลของอากาศทง้ั แบบท่ีเปน็ โรตามิเตอร์ หรอื แบบลูกลอย และแบบตัวเลขดจิ ิตอล ติดตั้ง รวมอยใู่ นส่วนของป๊มั ดูดอากาศ โรตามิเตอร์ 5. อุปกรณส์ าหรับคดั แยกขนาดฝนุ่ Cyclone สาหรับคัดแยกขนาดฝ่นุ ท่มี ขี นาดเล็กกว่า 10 ไมครอน มีหลายชนดิ แต่ละชนิดต้องใช้ อัตราการไหลของอากาศทีแ่ ตกตา่ งกัน เช่น Nylon cyclone อัตราการไหลของอากาศ 1.7 ลติ ร ต่อนาที, HD cyclone อัตราการไหลของอากาศ 2.2 ลติ ร ตอ่ นาที, Aluminum Cyclone อตั ราการไหลของอากาศ 2.5 - 2.8 ลิตร ตอ่ นาที ฯลฯ Aluminum Cyclone Nylon cyclone

16 Aluminum Cyclone Nylon cyclone ลกั ษณะและหลักการทางานของ cyclone เป็นอปุ กรณท์ อี่ าศยั หลกั การหมุนวนของ อากาศในสว่ นของ cyclone ทีม่ รี ูปทรงกระบอก และทรงกรวย โดยอากาศถูกดงึ เข้ามานนั้ จะมี ทิศทางในแนวเส้นสมั ผัสกับเส้นรอบวงของ ทรงกระบอก ช่องเขา้ ของอากาศที่อยบู่ รเิ วณด้านบนของ cyclone ทาให้เกดิ การหมุนวนสอง ชัน้ ของอากาศขน้ึ อากาศที่จะเข้ามาหมุนวนชดิ ผนงั ของ cyclone มที ศิ ทางดิ่งลง แลว้ จึงหมุน วนย้อนกลบั ขึ้นดา้ นบน โดยหมนุ วนอยูท่ แี่ กนกลางของ cyclone ขึ้นไปส่ทู างออกซ่งึ มี กระดาษกรองดกั อยู่ ขณะท่เี คลอื่ นทไี่ ปกบั อากาศอนุภาคอาจชนเข้ากับผนังของ cyclone และตดิ อยูบ่ นผวิ น้ัน หรอื อาจตกลงสู่ดา้ นล่างเนอื่ งจากมวลมากและไมส่ ามารถเปล่ียนทศิ ทางการไหลมากับอากาศได้ ดังน้นั จงึ มีเพียงอนุภาคขนาดเลก็ ที่ยงั คงสามารถ เคลื่อนทตี่ าม กระแสอากาศได้ และเคลือ่ นทม่ี าเกาะอย่บู นกระดาษกรอง ซึง่ จะถูกนาไปวิเคราะห์ ตอ่ ไป 6. คลิปยดึ อปุ กรณ์ Cassettes Holder clip สาหรบั บรรจุตลับใสต่ วั กรอง (Casette filter holder) และมคี ลิปหนบี เพือ่ ติดตั้งในขณะทาการเก็บตวั อย่างอากาศ 7. ขาตง้ั Tri-pot

17 • เครอ่ื งมือสาหรบั การเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทางอากาศ ที่อาศยั แรงโนม้ ถว่ งของโลกในการแยกขนาดของอนุภาค เครอ่ื งมอื ทใี่ ชใ้ นการประเมนิ ฝนุ่ ฝา้ ย เครือ่ งมือท่ใี ช้ในการเก็บตัวอย่างฝนุ่ ฝ้ายในอากาศตามมาตรฐานทท่ี าง OSHA กาหนด คือ Vertical Elutriator (Lumsden-Lynch Vertical Elutriator) 1. Elutriators เป็นอปุ กรณเ์ ก็บตัวอย่างอากาศชนิดอนุภาคที่อาศัยแรงโนม้ ถ่วงของโลกในการแยกขนาด ของอนภุ าค โดยทั่วไปอนภุ าคท่มี ขี นาดใหญ่กว่า 3 ไมโครเมตร จะถูกแยกออก ดังน้ันโดยทั่วไปจงึ ใชอ้ ุปกรณ์นใี้ น การวเิ คราะห์ Respirable dust และ Thoracic dust อปุ กรณป์ ระเภทนม้ี ี 2 ชนดิ คอื Vertical และ Horizontal 2. Vertical Elutriator เปน็ อปุ กรณ์ท่ี OSHA ไดก้ าหนดให้ใช้ในการเก็บตัวอยา่ งอากาศเพือ่ วิเคราะหห์ าปริมาณฝุน่ ฝา้ ยใน อากาศ ทางเขา้ ของอากาศมีเสน้ ผ่านศูนยก์ ลาง 2.7 ซม และทางออกสกู่ ระดาษกรองมขี นาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง 3.7 ซม ความสูงของ Elutriator เทา่ กับ 70 ซม และเส้นผา่ นศนู ย์กลาง เท่ากบั 15 ซม. ทางานด้ายอตั ราการไหลของเทา่ กบั 7.4 ลิตร/นาที ความเร็วลมภายใน Elutriator เท่ากับความเรว็ ปลายของอนภุ าคท่ีมี Aerodynamic diameter 15 ไมโครเมตร กล่าวคือ อนภุ าคท่ี ไปถงึ กระดาษกรอง ควรมีขนาดไม่เกนิ 15 ไมโครเมตร อยา่ งไรกต็ ามเนอื่ งจากทางเข้าของอากาศ ซ่งึ มีขนาดเพยี ง 2.7 ซม. ทาให้อากาศไหลเขา้ สู่ Elutriator ในลกั ษณะเป็นลาอากาศ (jet) 3. Horizontal Elutriator อากาศไหลเข้าสู่ Elutriator ในทศิ ทางทขี่ นานกบั พืน้ ผา่ นช่องวา่ งแคบระหวา่ งชอ่ งของแผน่ สะสมอนภุ าค ทวี่ างเรียงกนั อยหู่ ลายแผน่ อย่างชา้ ๆ อนุภาคทีม่ ีความเร็วปลายมากกว่า อตั ราสว่ นของช่องว่างระหว่างแนว และเวลาท่ใี ชใ้ นการเคล่อื นที่จะตกลงสแู่ ผ่นสะสมอนุภาค อนุภาคขนาดเลก็ ที่สามารถเคลอ่ื นทผ่ี ่านแผน่ สะสม อนภุ าคได้จะถกู ดกั จับด้วยกระดาษกรอง สาหรบั การเตรียมเคร่อื งมอื และอุปกรณ์ในการประเมินฝุ่นฝา้ ยใช้ หลักการเดียวกนั การตรวจวดั อนภุ าคอน่ื ๆ

18 ข้อสงั เกต ในการเลือกใช้เครอ่ื งมือชนิดใดชนิดหนึ่งข้นึ กับวัตถปุ ระสงค์ของการตรวจวัดด้วย นัน่ คือ หากต้องการตรวจวดั เพือ่ ดกู ารปฏบิ ัติตามกฎหมายตอ้ งใชว้ ิธที ่ีเปน็ มาตรฐาน เชน่ การประเมนิ ความเขม้ ข้นของฝนุ่ ทัว่ ไปในอากาศตอ้ งเกบ็ ตวั อย่างอากาศดว้ ยวิธีมาตรฐานและ นาไปช่งั นา้ หนกั ดว้ ยเครือ่ งชงั่ เพื่อคานวณหาความเขม้ ข้น ไม่สามารถใชเ้ ครอื่ งมอื อ่านคา่ โดยตรง ไดแ้ ม้จะมีเครอ่ื งมืออา่ นคา่ โดยตรงอยู่ • การปรบั ความถกู ตอ้ งของอัตราการไหลของอากาศ การปรับความถกู ต้องของอตั ราการไหลของอากาศ มวี ตั ถุประสงคเ์ พอื่ ใช้ในการ ปรบั อตั ราการไหลของอากาศของปม๊ั เก็บตัวอยา่ งอากาศให้ไดต้ ามทก่ี าหนดไวใ้ น วิธีการ มาตรฐานซึง่ จะใช้คา่ อัตราการไหลของอากาศน้ไี ปใช้ในการคานวณคา่ ความ เขม้ ข้นของมลพษิ ทางอากาศทเี่ ป็นอนุภาค เพ่อื เปรยี บเทยี บกบั คา่ มาตรฐานตอ่ ไป อปุ กรณท์ ใี่ ชป้ ระกอบด้วย - หลอดแกว้ (Burette) ขนาด 1,000 ml. - สายยางนาอากาศยาวประมาณ 1 เส้น - บีกเกอรข์ นาด 250 ml. ใส่น้าสบูป่ ระมาณ ¼ ของบกี เกอร์ - ขาตั้ง และ ทย่ี ึดหลอดแก้ว (Clamp) - ป๊ัมเกบ็ ตวั อย่างอากาศ - กระดาษกรองตามชนดิ ทก่ี าหนดตามมาตรฐาน - ตลับยึดกระดาษกรอง (Filter holder) - นาฬิกาจบั เวลา - cyclone และ Calibration chamber กรณีการเกบ็ ตวั อย่างอนุภาคที่มีขนาดเลก็ กว่า 10 ไมครอน

บรรณานกุ รม การประเมนิ และการเกบ็ ตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศ. (2561). [ออนไลน]์ . เข้าถึงได้จาก : http://envocc.ddc.moph.go.th/uploads/Menu/rayong/air.pdf (วนั ท่ีคน้ ขอ้ มูล : 17 มนี าคม 2564) พรพมิ ล กองทิพย.์ (2543). สุขศาสตรอ์ ุตสาหกรรม (ตระหนกั ประเมนิ ควบคมุ ). ภาควิชา อาชีวอนามยั และความปลอดภยั คณะสาธารณสขุ ศาสตรม์ หาวทิ ยาลัยมหดิ ล (วันท่คี ้นข้อมูล : 17 มีนาคม 2564) วนั ทนี พนั ธป์ ระสทิ ธ์ิ.(ม.ป.ป.). หลกั การประเมนิ และกลวธิ ีการเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศ. เอกสารประกอบการอบรม. (เอกสารอดั สาเนา) (วันท่คี ้นขอ้ มูล : 17 มนี าคม 2564)