เครื่องมือการเก็บตัวอย่างอากาศ

รายงาน เคร่อื งมอื การเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ เสนอ ผศ. ดร. นุจรยี ์ แซ่จวิ จัดทาโดย นางสาว วรรณวษิ า เพชรบูรณ์ 6240311374 สาขาอาชวี อนามัยและความปลอดภยั รายงานการศึกษาค้นควา้ นี้เปน็ สว่ นหน่งึ ของรายวชิ า (924-209) สุขศาสตร์อตุ สาหกรรม มหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์ วิทยาเขตสุราษฎร์ธานี ปีการศึกษา 2/2563

ก คำนำ รายงานเล่มนจ้ี ัดทาขน้ึ เพ่ือเป็นสว่ นหนึ่งของ รายวิชา 924-209 สขุ ศาสตร์อตุ สาหกรรม ของสาขาอาชวี อนามัยและความปลอดภยั ชัน้ ปีที่ 2 โดยมีวัตถุประสงค์ใน กา รจัด ทาขึ้นเ พื่ อให้ ควา มรู้ ใน เรื่ อง ของเ ครื่ องมือการเ ก็บตัว อย่า งอา กา ศ แก่ผู้ท่ีสนใจ โดยในรายงานฉบับน้ีท่านจะได้รับความรู้อย่างเต็มเป่ียมในเร่ืองของเครื่องมือการเก็บตัวอย่าง อากาศ หลกั การทางานของเคร่ืองมือการเก็บตวั อย่างอากาศ ข้อดี-ขอ้ เสยี ของเคร่ืองมือการเก็บตวั อยา่ งอากาศ แตล่ ะชนิด และมรี ูปภาพของเคร่ืองมอื การเก็บตวั อย่างอากาศเพ่ือให้ผู้อา่ นเขา้ ใจมากย่ิงขนึ้ ผู้จัดทาหวงั ว่า รายงานเล่มนจ้ี ะเปน็ ประโยชนแ์ กผ่ ู้อ่าน หรือนักเรียน นักศึกษาที่กาลงั หาข้อมูล เรอื่ งนี้อยู่ หากมขี ้อแนะนาหรือข้อผิดพลาดประการใด ผจู้ ดั ทาขอน้อมรบั ไว้และขออภัยมา ณ ทนี่ ี้ดว้ ย ผูจ้ ดั ทา วรรณวษิ า เพชรบรู ณ์ 19 มีนาคม 2564

ข สำรบญั หนำ้ ก เรอ่ื ง ข คำนำ 1 สำรบัญ 2 มลพิษทางอากาศ 11 เครือ่ งมอื ท่ีใช้ในการเกบ็ ตัวอย่างมลพิษทางอากาศ 12 การเก็บตัวอยา่ งมลพิษทเี่ ปน็ อนภุ าค 15 เคร่อื งมอื สาหรบั การเกบ็ ตวั อย่างมลพษิ ทางอากาศทเ่ี ปน็ อนภุ าคโดยการกรอง เครือ่ งมอื สาหรับการเกบ็ ตัวอย่างมลพิษทางอากาศที่อาศัยแรงโนม้ ถ่วงของโลกในการแยกขนาด ของอนภุ าค

1 1 กำรเกบ็ ตัวอย่ำงอำกำศ มลพษิ ทางอากาศอาจแบ่งได้ 2 ประเภท คือ 1. อนุภำค (Particulates) หมายถงึ สารทกุ ชนดิ ไมว่ า่ จะอยู่ในรูปของแขง็ หรอื ของเหลวทสี่ ามารถแขวนลอยอยู่ในบรรยากาศได้ใน ระยะเวลาใดเวลาหน่ึง และอาจเข้าสูร่ ะบบทางเดินหายใจคนได้ อนภุ าคของแข็ง เช่น ฝนุ่ ฟมู ควนั ข้ีเถ้า เส้นใย อนุภาคของเหลว ได้แก่ ละออง (mist) และหมอก (fog) -ฝุน่ (Dust) หมายถึง อนุภาคของสารอนิ ทรยี ์หรืออนนิ ทรยี ์ ทีเ่ กดิ จากการขดั ตัด กระแทก เจาะ ทุบวตั ถุ ฯลฯ ทาใหว้ ัตถุแตกออกและชิ้นสว่ นที่มขี นาดเล็กฟุ้งกระจายข้ึนสอู่ ากาศ ฝนุ่ มตี ้ังแตส่ ามารถมองเห็น ด้วยตาเปลา่ จนถึงขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเหน็ ได้ด้วยตาเปลา่ อยา่ งไรกต็ ามฝุ่นท่ีนักสุขศาสตร์ฯ สนใจคือ ฝุ่นทสี่ ามารถถูกหายใจเขา้ สูท่ างเดนิ หายใจได้หรือท่เี รียกวา่ Inhalable dust -ฟูม (Fume) เกดิ จากการระเหย (evaporation) การควบแนน่ (condensation) และเกดิ ปฏิกริ ยิ า ทางเคมีในขณะที่ของแข็งหลอมเหลว เช่น โลหะหลอมเหลวนน้ั วตั ถสุ ามารถอยู่ไดท้ ง้ั 3 สถานะ สว่ นที่อยู่ในสถานะก๊ซ (gas phase) คือ ส่วนทวี่ ตั ถุกลายเป็นไอระเหย สว่ นนี้จะทาปฏิกริ ิยากบั ออกซิเจน กลายเป็นโลหะออกไซด์ และควบแน่นกลายเป็นของแข็งเม่ือกระทบกับความเย็นรอบๆ แว็กซ์ (wax) หรือ พลาสติกก็สามารถหลอมเหลวกลายเป็นฟูมได้ ดว้ ยลักษณะการเกดิ เชน่ นท้ี าให้ฟูมเป็นอนภุ าคท่ีขนาดเล็กมาก กลา่ วคือมีขนาตระหวา่ ง 1-0.0001 ไมโครเมตร

2 2 -ควนั (Smoke) เกดิ จากการเผาไหม้ที่ไมส่ มบูรณข์ องสารอินทรยี โ์ ดยทวั่ ไปขนาดของควันมกั เลก็ วา่ 0.5 ไมโครเมตร สาหรบั อนุภาคที่อย่ใู นสถานะของเหลว ได้แก่ -ละออง (Mist) เกิดจากการที่ของเหลวถูกอดั ใหแ้ ตกกระจายออก (Atomization) กลายเปน็ อนภุ าคทม่ี ขี นาดเล็กแขวนลอยในอากาศ โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่กว่า 5 ไมโครเมตร -หมอก (Fog) เกิดจากการกลั่นตัวกลายเป็นของเหลวของสารท่อี ยูใ่ นสถานะก๊าซ เมื่อก๊าซนน้ั มี ความเขม้ ขน้ สงู มาก ๆ เช่น ของเหลวอินทรยี ์ท่ีถูกตม้ จนเดือดกลายเป็นไอลอยตวั ขึ้นไปกระทบกบั ความเย็น จงึ กลน่ั ตวั เป็นของเหลวโดยทว่ั ไปมขี นาดเล็กกวา่ หรอื เท่ากับ 0.25 ไมโครเมตร แขวนลอยในอากาศ 2. กำ๊ ซและไอ ก๊าซ หมายถึง สภาวะของของไหลทไี่ รร้ ปู ทรงของสารเคมีที่อาจเปลยี่ นแปลงไปส่สู ภาวะของเหลว หรอื ของแข็ง โดยผลรว่ มกนั ระหวา่ งการเพ่มิ ความดันและการลดอณุ หภมู ิ ไอ หมายถงึ สภาวะการเปน็ ก๊าซของสาร ซง่ึ โดยปกติแลว้ ภายในอุณหภูมหิ ้องและความดันปกติ จะอย่ใู นสภาวะของแข็งหรือของเหลว ไอน้ันจะทาใหเ้ ปลีย่ นแปลงกับไปเป็นสภาวะของแข็งหรือของเหลวได้ โดยการเพ่ิมความดนั หรอื ลดอุณหภมู ิ เครอื่ งมือท่ใี ชใ้ นกำรเกบ็ ตวั อย่ำงมลพิษทำงอำกำศ การเก็บตวั อยา่ งอากาศ ตอ้ งพิจารณาถงึ ประเภทของมลพษิ ทางอากาศ ชนดิ ของสารปนเปือ้ น ท่แี ขวนลอยในอากาศ ดงั น้ันในทน่ี ้ีจึงแบง่ การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศออกเปน็ 2 ประเภท คอื การเกบ็ ตัวอย่างอากาศสาหรับสารปนเป้อื นทเี่ ป็นอนภุ าค และการเก็บตัวอยา่ งอากาศสาหรบั สารปนเปือ้ นท่ี เปน็ ไอระเหยและกา๊ ช ท้งั น้ีเพื่อประโยชนใ์ นการเลือกเครื่องมือและอุปกรณท์ ี่เหมาะสมกับการเก็บตัวอย่าง อากาศ เพ่ือการวเิ คราะหห์ าปริมาณของมลพิษน้ันๆ ปจั จุบันเครอ่ื งมือท่ีใช้ในการเก็บตวั อยา่ งมีมากมาย หลายประเภท แตล่ ะประเภททไี่ ดร้ ับการพฒั นาใหม้ ปี ระสิทธภิ าพในการใช้งาน สามารถแบ่งออกไดด้ งั น้ี 1. เครอื่ งมือชนิดทอี่ ่ำนคำ่ โดยตรง (Direct reading instruments) เคร่ืองมอื ที่รวมเอาการเก็บตวั อย่างและวิเคราะห์ไว้ในเครื่องมือนั้นๆ สามารถแสดงผลการตรวจวดั ในเชงิ ปรมิ าณไดท้ ันทีทท่ี าการตรวจวัดโดยแสดงทหี่ น้าปัด เครอื่ งบันทกึ หรือแสดงผลทีต่ ัวกลางทเี่ กี่ยวข้องกับ การเกบ็ ตัวอย่างอากาศ เชน่ หลอดตรวจวดั ฯลฯ

33 เครอ่ื งมอื ประเภทนี้มีข้อดแี ละขอ้ จำกดั ดังน้ี ขอ้ ดี - สามารถประมาณคา่ ความเข้มขน้ ของมลพษิ ทางอากาศได้ทนั ที - บางชนิดสามารถบนั ทึกความเขม็ ขน้ มลพิษทางอากาศได้อยา่ งต่อเนื่องตลอดเวลา - ลดปัญหาขั้นตอนและเวลาในการทางาน - ลดปัญหาขอ้ ผิดพลาดทเ่ี กิดจากการเกบ็ ตวั อย่างและวเิ คราะหต์ วั อย่าง - ลดปัญหาการใช้เคร่ืองมือไม่ถกู ต้องจากบุคคลท่ีไม่ไดร้ ับการฝึก - เครื่องมือบางชนิดถูกออกแบบมาใหม้ รี ะบบเตือนภัย โดยสามารถแสดงออกในรูปของแสง หรอื เสียง ทงั้ นเี้ พื่อเตือนผูป้ ฏิบตั ิงานให้ทราบถึงสภาวะทีเ่ ปน็ อันตราย ขอ้ จากดั - ราคาแพง -_ - - อาจต้องท่าการตรวจปรบั ความถูกต้องบ่อย ดงั น้นั การขาดเคร่ืองมือตรวจปรับความถูกต้องจงึ เป็นปญั หา ต่อการใชเ้ ครื่องมือประเภทน้ีมาก เครอื่ งมือท่ีอำ่ นผลกำรตรวจวัดทำงหน้ำปัด ทนี่ ยิ มใช้ได้แก่ 1. เคร่ืองมือท่ีอาศยั หลักการกระจายของแสง (Light scattering) สาหรบั การเก็บและวเิ คราะห์ อนภุ าคในอากาศ เชน่ เครอ่ื งมือทต่ี รวจวดั ปริมาณฝนุ่ ท่เี ขา้ ถึงถุงลมปอด ชนดิ ที่อ่านคา่ ได้ทนั ที

4 2. เครอ่ื งมือท่ีอาศัยหลักการแตกตวั เป็นไอออน (Ionization) สาหรบั การตรวจวัดก๊าซและไอ เช่นเคร่อื งวัด voc 3. เครอ่ื งมือท่ีอาศยั หลักการวัดความเข้มขน้ ของแสง (Photometry) สาหรบั การตรวจวัดก๊าซและไอ เช่นเครือ่ ง Miran vapor analyzer 4. เคร่อื งมือที่อาศัยหลักการแยกชน้ั ของกา๊ ซโดยการซมึ ผ่านวตั ถุดดู ซับ chromatography) เช่น Portable GC

5 เครือ่ งมอื ทีอ่ ำ่ นคำ่ โดยตรงที่แสดงผลตัวกลำง เคร่ืองมอื ท่ีอา่ นคา่ โดยตรงทแี่ สดงผลตัวกลาง ท่นี ิยมใช้ได้แก่ หลอดตรวจวดั (Detector tube) จะต้องใชก้ ับเคร่ืองเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศร่วมดว้ ยเป็นชนิด Squeeze bulb หรอื Hand piston pump หรอื Peristallic pump เปน็ ต้น ภายในหลอตตรวจวัดบรรจสุ าร Silica gel ,Activated alumina, Silica sand, Silica glass อยา่ งใดอย่างหน่งึ สารเหลา่ นีถ้ ูกดดู ซบั ดว้ ยสารเคมที ่จี ะทาปฏกิ ิรยิ าเฉพาะเจาะจงกบั มลพิษทต่ี ้องการเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ ทาใหเ้ กดิ การเปลี่ยนสอี ย่างรวดเร็วและชัดเจน ทาใหท้ ราบปริมาณความเขม็ ข้นของมลพิษได้ เมื่อต้องการใช้ หลอดตรวจวดั ใหต้ ดั ปลายทง้ั สองออก ปลายด้านหน่ึงของหลอดตอ่ กบั ช่องอากาศเข้าของเคร่ืองเก็บตวั อยา่ ง อากาศชนิดท่กี ลา่ วมาแล้ว สว่ นปลายอีกดา้ นหน่ึงของหลอดตรวจวัดเป็นช่องให้อากาศเขา้

6 ขอ้ ควรระวังในการใช้หลอดตรวจวัด ซึ่งสามารถทาให้เกิดค่าทีผ่ ิดพลาดได้ คือ -Pump stroke -การสวมหลอดตรวจวดั เขา้ กับเคร่อื งมอื ไมถ่ ูกต้อง -การใชใ้ นท่ีท่ีมอี ุณหภูมิและความชืน้ สูง -การสวมหลอดตรวจวัดเขา้ กับเครื่อง ถ้าไม่แนน่ จะทาให้อากาศรว่ั ไหลออกภายนอก -สารเคมีในหลอดตรวจวันหมดอายุ 2. เครือ่ งมือเก็บตัวอย่ำงอำกำศผำ่ นอุปกรณ์ทเี่ ป็นตวั กลำงในกำรเก็บและวิเครำะหท์ ำง หอ้ งปฏบิ ัตกิ ำร โดยทัว่ ไปจะอาศยั หลักการแทนทอ่ี ากาศ เชน่ Personal air sampler pump หรอื High volume pump ซ่ึงชดุ เคร่อื งมอื ดังกล่าวประกอบดว้ ย 1. เครือ่ งมือเก็บตัวอยา่ งอากาศ ไดแ้ ก่ -ทางเขา้ ของอากาศ (air inlet) -อปุ กรณ์ควบคมุ การไหลอากาศ (air flow controller) เป็นสว่ นท่คี วบคมุ อัตราการไหลของอากาศผา่ นเคร่ือง -มาตรวัดอตั ราการไหลของอากาศ (air flow rmeter) เป็นสว่ นท่วี ดั อัตราการไหลอากาศ ทาให้ทราบว่า ขณะที่เกบ็ ตวั อยา่ งอากาศอัตราการไหลของอากาศเท่าใด เพ่อื ใช้ในการคานวณหาปรมิ าตรอากาศทผ่ี า่ นเครื่อง เก็บตวั อยา่ งอากาศ มาตรวัดนจ้ี ะต้องคงท่ีตลอดเวลาท่ีเก็บตัวอย่างอากาศ -เครอื่ งดดู อากาศ (air mover) เป็นอปุ กรณท์ ี่ดูดอากาศให้ไหลผ่านอุปกรณ์เก็บตวั อยา่ งอากาศ -ทางออกของอากาศ (air outlet) -สวทิ ซค์ วบคุมการเปิด-ปิดเคร่ืองมือ 2. อุปกรณ์สะสม (Collection devices) 1. อุปกรณส์ ะสมอนภุ าค ได้แก่ กระดาษกรอง ซงึ่ มโี ครงสร้างท่เี ปน็ รูพรนุ มรี ปู ร่างภายนอกท่สี ามารถวัดได้ คอื ความหนาและพื้นที่หน้าตัดที่อากาศไหลผา่ น กระดาษกรองมีหลายชนดิ และส่ิงทแี่ ตกต่างกันของ กระดาษกรอง คือ โครงสร้างภายในโดยกระดาษกรองจะถูกบรรจไุ ว้ภายในตลับยึดกระดาษกรอง (Casete filter holder) โดยมีแผน่ รองกระดาษกรอง (Support pad หรอื back up filter) รองรบั อยู่อาจใชร้ ว่ มกบั cyclone ก็ได้ หลกั การทางานของอปุ กรณส์ ะสมอนภุ าคอาศยั หลกั การกรองหลักแรงดึงดูดของโลกและ หลักแรงสศู่ นู ยก์ ลาง

7 ตลบั ยดึ กระดาษกรองอาจเป็นชนดิ 2 ช้นั หรือ 3 ช้นั ประกอบด้วยสว่ นท่ใี หอ้ ากาศเข้าและอากาศออก อากาศจะถกู ดูดโดยเครอื่ งดดู อากาศผา่ นตลับยดึ กระดาษกรองส่วนทใ่ี ห้อากาศเขา้ อากาศทม่ี มี ลพิษก็จะติด อยู่บนแผน่ กระดาษกรองท่ีอยู่ภายใน ซง่ึ เมื่อนาไปวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ จะทาให้ทราบปริมาณสารพษิ ในอากาศได้ กระดาษกรองทใี่ ช้กนั อย่างแพร่หลายมหี ลายชนดิ คอื 1.1 กระดาษกรองชนิดเซลลโู ลส (Cellulose filter paper) ทาจากเยื่อเซลลูโลส คุณสมบัติของกระดาษกรองชนิดนี้ มีส่วนประกอบของขีเ้ ถ้าข้นั ตา่ ไมฉ่ กี ขาดงา่ ย ดูดซับความช้ืน มีความตา้ นทานตอ่ การไหลของอากาศสงู และมรี าคาแพง 1.2 กระดาษกรองชนิดใยแกว้ (Glass fiber filter) ทาจากใยแก้วละเอียด คุณสมบัตขิ องกระดาษกรองชนดิ น้ี คอื ไม่ดูดความชนื้ ทนต่อความรอ้ น ไม่ทาปฏกิ ิริยา กับมลพิษทีเ่ ก็บ มคี วามต้านทานต่อการไหลของอากาศต่า กระดาษกรองชนิดน้ี มสี ว่ นประกอบของ ซิลิกา้ อย่ดู ว้ ย ดังน้นั ในการเก็บตวั อย่างอากาศ ถา้ ต้องการวิเคราะห์หาซลิ ิก้าก็ไม่ควรใช้กระดาษกรองชนิดนี้ เพราะจะทาให้ผลการวเิ คราะหผ์ ดิ พลาดได้ 1.3 กระดาษกรองชนดิ พลาสติก (Plastic fiber filter) ทาจากไย Ultra fine หรอื perchlorvinyl มคี ุณสมบตั ิเหมือน Glass fiber filter มปี ระสทิ ธภิ าพ ในการเกบ็ สงู และต้านทานต่อการไหลของอากาศค่อนขา้ งตา่ ละลายน้าไดด้ ีในตัวทาละลายบางชนิด ดงั น้นั จงึ งา่ ยต่อการวิเคราะห์ ข้อเสยี คือ มีความยืดหยนุ่ ตา่ ฉีกขาดง่าย ประสทิ ธิภาพการเกบ็ จะลดลง เม่อื อากาศมีละอองของเหลว (Liquid droplets) ปนอยู่ 1.4 กระดาษกรองชนิดเมมเบรน (Membrane filter) ทาจากเรซิน (resin) ไดแ้ ก่ เซลลูโลสเอสเตอร์ (Cellulose ester) โพลีไวนลิ คลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคโี ลไนไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรองชนดิ นี้มขี นาด Pore Size นอ้ ยมาก ดงั นนั้ สามารถเก็บอนภุ าคท่ี มขี นาดเลก็ มากถงึ 0.001 ไมครอน มคี วามตา้ นทานต่อด่างและกรดท่เี จือจาง สารละลายอนิ ทรียบ์ างชนดิ ละลายได้ดใี นอะซโี ตนคลอโรฟอรม์ มีคุณสมบัตใิ นการเกบ็ มลพษิ ได้ดี ไม่ดูดซับความชนื้ มขี ้อเสีย คือ เปราะฉีกง่าย ความต้านทานต่อการไหลอากาศสูง

8 1.5 กระดาษกรองชนดิ ซลิ เวอร์เมมเบรน (Silver membrane filter) เปน็ กระดาษทท่ี ามาจากเรซิน แต่มีส่วนผสมของแรเ่ งนิ เหมาะสาหรบั การเกบ็ ตวั อย่างควอทซ์ 1.6 กระดาษกรองชนิดนวิ คลีพอร์ (Nudepare filter) มีลกั ษณะเหมือนกระดาษกรองชนิดเมมเบรน แต่โครงงสร้างแตกต่างกันคือ ใสมรี ู Pore size สม่าเสมอ ความตา้ นทานต่อการไหลอากาศสูง ไมเ่ ปราะฉีกง่าย เกณฑ์ในกำรเลือกกระดำษกรอง มีกระดาษกรองหลายชนดิ ที่กลา่ วมาแล้วและแตล่ ะชนิดมีคุณสมบตั ิเฉพาะตวั นักสขุ ศาสตร์จงึ ต้อง เลือกใช้ให้เหมาะสมสาหรบั อนุภาคของสารปนเปือ้ นแตล่ ะชนิด ปจั จยั ทั่วไปทต่ี ้องพจิ ำรณำในกำรเลอื กกระดำษกรอง ได้แก่ -ราคา -สามารถหาซือ้ ได้ง่าย -มีประสิทธภิ าพในการเกบ็ อนุภาคชนิดและขนาดทีต่ ้องการ เชน่ รบู นกระดาษกรองมขี นาดที่เหมาะสม สาหรับการเก็บอนภุ าคในขนาดทีต่ อ้ งการ -ความคงทนของกระดาษกรองในสภาพแวดล้อมที่เก็บตวั อย่าง เชน่ การเกบ็ ตวั อยา่ งอากาศท่ีมีอุณหภูมสิ ูงมาก กระดาษกรองต้องสามารถทนความรอ้ นได้ดี ขอ้ จำกดั สำหรบั กำรวิเครำะห์ตัวอย่ำง กระดาษกรองต้องไม่รบกวนหรอื ทาใหผ้ ลการวิเคราะห์ผิดไป เช่น หากต้องการเก็บตวั อย่างอากาศ เพอื่ วเิ คราะหห์ าซลิ ิก้าจะใช้กระดาษกรองชนิด Glass fiber ไมไ่ ด้ เน่อื งจากการใช้กระดาษกรองชนิดน้ีมซี ลิ กิ า้ เป็นส่วนผสมดว้ ย 2. หลอดบรรจุของเหลว (Impingers) มีลักษณะเป็นแก้วทรงกระบอกภายในบรรจุของเหลว เชน่ น้าหรือสารเคมีอน่ื ซึง่ ทาหนา้ ทีจ่ บั มลพษิ ใหส้ ะสมอยู่ในของเหลวน้นั หลอดแก้วน้ี ประกอบด้วยช่องสาหรบั อากาศเขา้ ซง่ึ เช่ือมต่อกับหลอดแกว้ ยาง ขนาดเลก็ มปี ลายอีกขา้ งหนึง่ จ่มุ อยู่ใต้ของเหลวและช่องอากาศซ่ึงตอ่ เชอ่ื มกบั เคร่ืองดดู อากาศ มลพษิ ซึง่ ปะปน อยู่ในอากาศน้นั จะถกู ของเหลวจับไว้ อากาศส่วนทเ่ี หลือก็จะถกู ดูดผา่ นเคร่ืองดูดอากาศออกไป ปลายของ หลอดแก้วซง่ึ จุ่มอยใู่ ต้ของเหลวมีหลายลกั ษณะ เพื่อความเหมาะสมของมลพิษท่ถี ูกเกบ็ หลอดแกว้ บรรจุ ของเหลวมหี ลายแบบ เช่น

9 2.1 Midget impingers (หลอดแกว้ ขนาดเล็ก) สว่ นปลายของหลอดแก้วถูกทาให้เรยี วเล็กลง ซ่งึ เหมาะสาหรับการเกบ็ อนภุ าคก๊าซและไอระเหย 2.2 Fritted glass bubbler มีลักษณะเป็นแกว้ ทรงกระบอก สว่ นปลายข้างหลอดแกว้ มีลกั ษณะเปน็ รูพรุนเพื่อให้อากาศทไี่ หลผา่ นช้าลง และเกิดฟองอากาศเลก็ ๆจานวนมาก เปน็ การเพม่ิ พื้นทผี่ ิวของอากาศ ซึง่ จะช่วยใหม้ ลพษิ ในอากาศสามารถ ละลายในของเหลวไดด้ ีขึ้น หลอดแกว้ ชนดิ นเ้ี ม่ือใช้ในการเกบ็ ตวั อยา่ งมลพษิ ทเ่ี ปน็ สารกัดกร่อนนานเข้า จะทาใหป้ ระสทิ ธิภาพลดลง เพราะรูพรุนจะใหญ่ข้นึ ข้อเสยี ของหลอดแกว้ ชนดิ น้ี คือ ทาความสะอาดยาก ทั้ง Midget irmingers และ Fritted glass bubbler เหมาะสมสาหรบั กา๊ ชและไอระเหย โดยทก่ี า๊ ซและไอระเหยจะทาปฏิกริ ยิ ากับสารละลายท่ีใชเ้ ก็บตัวอยา่ ง โดยผ่านกระบวนการเรียกวา่ Chemical absorption 3. หลอดบรรจสุ ำรดูดซับ (Adbsorption tube) เป็นหลอดแก้วขนาดเล็ก เสน้ ผ่าศนู ยก์ ลางประมาณ 5 ม.ม. หรอื อาจมีขนาดเล็กกวา่ ปลายทั้งสองปดิ ภายในหลอดแก้วจะมีสารดูดซับ (Adsorbents) ซ่งึ เป็นของแข็งมีรูพรุน เชน่ ผงถ่านหรือซลิ ิก้าเจล ซึ่งมีชื่อเรยี กวา่ Activated charcoal tube หรือ Slicagel tube

10 Activated charcoal tube เหมาะสาหรับการเกบ็ มลพิษท่ีมีจุดเดือด (Boling point) สูงกวา่ 0 องศาเซลเซยี ส ประสทิ ธิภาพการดูดซับจะลดลงเมอื่ มลพิษนน้ั มีจุดเดือดต่าลง เหมาะสาหรับดดู ซบั ไอระเหย ได้ดีกว่าซิลิกา้ เจ ลสว่ นซิลกิ า้ เจลมีข้อจากัด คือในบรรยากาศทีม่ คี วามช้นื ซิลิกา้ เจลจะดดู ซับไอน้าไดด้ ีกวา่ ไอระเหยของสารอนิ ทรยี ์ ดังนั้นประสิทธิภาพในการดูดซับมลพิษจะลดลงเม่ืออากาศมีความชื้นสงู วธิ ใี ช้ ตดั ปลายทั้งสองข้างออก โดยปลายขา้ งหนึ่งต่อเขา้ กับเคร่ืองเก็บตวั อยา่ งอากาศ สว่ นปลายอกี ขา้ งหน่ึงเป็นทางเข้าของอากาศ เมอื่ อากาศซ่ึงมมี ลพษิ ปนอยูผ่ ่านเขา้ ไปในหลอดแก้วนี้ สารทีบ่ รรจใุ นหลอดแก้วจะดูดซับมลพิษไว้ ดงั น้ันเมื่อเก็บตัวอยา่ งเสรจ็ แล้วจะตอ้ งนาหลอดแกว้ นี้ ส่งหอ้ งปฏบิ ตั ิการเพื่อวิเคราะห์หาชนิดและปริมาณของมลพษิ ท่ีต้องการทราบ 4. ถุงเก็บตัวอย่ำงอำกำศ (Sampling bang) ใชส้ าหรับเก็บตัวอย่างมลพิษทางอากาศทเี่ ปน็ ก๊าซและไอ มอี ยหู่ ลายขนาด ทาจากพลาสตกิ ชนิดต่างๆ เชน่ Mylar Teflon หรอื Scotch park ลักษณะของถงุ จะมวี าวล์หรือล้นิ ปิดเปิด เพอ่ื เก็บตัวอย่างอากาศ หรอื ถา่ ยตวั อย่างทีม่ ีมลพิษสู่เครอื่ งวเิ คราะหผ์ ล 3. เครอ่ื งมือตรวจปรบั ควำมถกู ต้องของเครือ่ งเก็บตัวอยำ่ งอำกำศ (Pump calibrator)

11 อุปกรณ์ที่ใชใ้ นการตรวจปรับความถูกต้องของเคร่ืองเก็บตัวอยา่ งอากาศ สามารถแบง่ ได้ ดงั น้ี -วัดปรมิ าตรโดยตรง เชน่ Sirometer, Bubble meter, Wet-test meter -วัดอัตราการไหลเชงิ ปริมาณ เชน่ Rotameter -วัดอัตราการไหลเชิงมวลเช่น Thermal meter -วัดความเรว็ ของการไหล เชน่ Pitot tube กำรเกบ็ ตัวอยำ่ งมลพิษทเ่ี ปน็ อนภุ ำค อนภุ าค (Particulate) คือ สารทกุ ชนิดในรูปของแข็ง หรอื ของเหลวทีแ่ ขวนลอยอย่ใู นอากาศ และมีโอกาสท่ีผู้ปฏิบตั งิ านในบรเิ วณน้นั จะหายใจเข้าสรู่ ะบบทางเดนิ หายใจได้ ซ่ึงอนั ตรายท่ีเกิดขนึ้ อยูก่ ับขนาด และความเข้มของอนุภาค โดยขนาดของอนุภาคจะเปน็ ตวั กาหนดตาแหนง่ ของระบบทางเดินหายใจท่ีอนุภาค จะไปเกาะติตอยู่ ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) ไดจ้ าแนก ประเภทของอนุภาคตามขนาดของอนุภาคที่มผี ลกระทบต่อสขุ ภาพ โดยแบง่ อนุภาคออกเปน็ 3 ประเภท คือ 1. อนภุ าคที่สามารถเขา้ สู่ระบบทางเดนิ หายใจส่วนต้นได้ (Inhalable Particulate Matter IPM) หมายถงึ อนภุ าคท่ีอาจก่อให้เกิดอนั ตรายเม่อื สะสมในบรเิ วณต่างๆของระบบทางเดนิ หายใจ ซึ่งจะเปน็ อนภุ าค ที่มขี นาดเส้นผา่ ศนู ยก์ ลางเล็กกว่า 100 ไมครอน 2. อนุภาคท่ีสามารถเขา้ สู่ระบบทางเดินหายใจส่วนตน้ ได้ (Thoracic Particulate Matter: TPM) หมายถึง อนภุ าคท่ีอาจก่อใหเ้ กิดอนั ตรายเมอื่ สะสมอยบู่ นตาแหน่งใดๆ ของท่อลมและบริเวณแลกเปลยี่ นก๊าซ ของปอด ซง่ึ จะเป็นอนภุ าคที่มีขนาดเสน้ ผ่าศูนย์กลางเลก็ กวา่ 25 ไมครอน 3. อนุภาคทส่ี ามารถเขา้ สู่ระบบทางเดนิ หายใจบริเวณแลกเปล่ยี นก๊าซ (Respirables Particulate Mater: RPM) อนภุ าคที่อาจก่อให้เกดิ อันตรายเมือ่ สะสมอยู่ในบริเวณท่ีมีการแลกเปล่ยี นก๊าซของปอด ซึ่งจะเป็นอนภุ าคที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่า 10 ไมครอน Particulate

12 กำรเก็บตวั อย่ำงมลพิษทำงอำกำศทเี่ ปน็ อนุภำค แบ่งออกไดด้ ังนี้ 1. การเกบ็ ตวั อยา่ งมลพิษทางอากาศที่เป็นอนภุ าคทง้ั หมด (Total particulate) หรือฝ่นุ รวม (Total dust) 2. การเก็บตวั อยา่ งมลพิษทางอากาศที่เป็นอนุภาคขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน (Respirable particulate) หรอื ฝ่นุ ขนาดท่ีสามารถเข้าถงึ และสะสมในถุงลมของปอดได้ (Respirable dust) เคร่ืองมือสำหรับกำรเกบ็ ตัวอย่ำงมลพิษทำงอำกำศท่ีเปน็ อนภุ ำคโดยกำรกรอง 1. ชอ่ งเปดิ ให้อากาศเขา้ (Air inlet) ปกตจิ ะต่อท่อนาอากาศเข้า ลักษณะจะเป็นช่องปิดแบบรูกลม เพ่ือให้ฝนุ่ สามารถกระจายตัว ไปตามพน้ื ทหี่ น้าตัดของตวั กรองได้อยา่ งสมมาตร 2. อุปกรณ์สะสมอนภุ าค (Collector) ประกอบดว้ ยตัวกรองอนภุ าค (Filter) หรอื กระดาษกรองและตลบั ใสต่ ัวกรอง (Casette filter holder) เปน็ อุปกรณท์ ี่ใชใ้ นการเกบ็ สะสมอนุภาคสาหรับนามาวเิ คราะห์ต่อไป โดยตลบั ใสต่ วั กรองจะทาหน้าที่รองรบั ไมใ่ หต้ วั กรองรว่ งหล่น ฉกี ขาด หรือเสียหายขนาดใชง้ าน

13 3. สว่ นเช่ือมตอ่ (Connector) ได้แก่ ขอ้ ต่อและสายยาง / พลาสติกเช่อื มต่อระหวา่ งดา้ นหลังของ ตลับใส่ตวั กรอง (Air outlet) กบั ป้มั ดูดอากาศ สายพลาสติกนีจ้ ะต้องไม่มรี รู ่วั และไม่ทาปฏกิ ิริยาเคมีกับ อนุภาคท่ตี ้องการเกบ็ เช่น ตัวอย่างสายยางนาอากาศชนดิ Tigon tube 4. อปุ กรณว์ ดั อตั ราการไหลของอากาศและบ้ัมดดู อากาศ (Air flow meter & Pump) ประกอบด้วยมิเตอรว์ ัดอัตราการไหลของอากาศ (Air flow meter) ส่วนควบคุมการไหลของอากาศ (Flow control value) และปมั้ ดูดอากาศ (Personal pump) ปัจจุบันมีมิเตอร์วัดอัตราการไหลของอากาศ ทง้ั แบบท่เี ปน็ โรตามเิ ตอร์ หรือแบบลูกลอย และแบบตวั เลขดิจิตอลติดต้ังรวมอยู่ในสว่ นของป้ัมดูดอากาศ

14 5. อุปกรณส์ าหรบั คัดแยกขนาดฝุ่น Cyclone สาหรับคดั แยกขนาดฝุน่ ทมี่ ีขนาดเล็กกวา่ 10 ไมครอน มหี ลายชนิด แตล่ ะชนิดต้องใช้อตั ราการไหลของอากาศ ทแ่ี ตกต่างกนั เช่น Nylon Cydore อตั ราการไหลของอากาศ 1.7 ลิตรตอ่ นาที HD cyclone อัตราการไหล ของอากาศ 2.2 ลติ รตอ่ นาที, Aluminum Cyclone อัตราการไหลของอากาศ 2.5 -2.8 ลติ รตอ่ นาที ฯลฯ ลักษณะและหลักการทางานของ cyclone เป็นอุปกรณ์ท่ีอาศัยหลกั การหมุนวนของอากาศ ในส่วนของ cyclone ทมี่ รี ปู ทรงกระบอกและทรงกรวย โดยอากาศถูกดึงเข้ามานน้ั จะมีทิศทางในแนว เสน้ สัมผัสกับเส้นรอบวงของทรงกระบอก ชอ่ งเข้าของอากาศที่อยบู่ ริเวณด้านบนของ cyclone ทาให้เกดิ การหมนุ วนสองชั้นของอากาศข้นึ อากาศทจ่ี ะเข้ามาหมนุ วนชิดผนงั ของ cyclone มที ิศทางด่ิงลง แล้วจงึ หมุนวนย้อนกลบั ข้นึ ด้านบนโดยหมนุ วนอยู่ทแี่ กนกลางของ cyclone ข้นึ ไปสูท่ างออก ซงึ่ มี กระดาษกรองดกั อยู่ ขณะทีเ่ คลื่อนทไ่ี ปกับอากาศอนุภาคอาจชนเขา้ กบั ผนงั ของ cyclone และติดอยู่บนผวิ นนั้ หรอื อาจตกลงสูด่ ้านลา่ งเนื่องจากมวลมากและไมส่ ามารถเปลย่ี นทศิ ทางการไหลมากบั อากาศได้ ดงั น้นั จึงมเี พยี งอนุภาคขนาดเลก็ ท่ยี ังคงสามารถเคลื่อนที่ตามกระแสอากาศได้ และเคล่ือนที่มาเกาะอยบู่ น กระดาษกรอง ซ่ึงจะถูกนาไปวเิ คราะห์ต่อไป

15 6. ตลิปยดึ อุปกรณ์ Cassettes Holder clip สาหรับบรรจตุ ลบั ใสต่ ัวกรอง (Casette filter holder) และมีคลปิ หนบี เพ่ือติดตั้งในขณะทาการเก็บตวั อยา่ งอากาศ 7. -ขาต้งั Tri-pot เครื่องมือสำหรับกำรเกบ็ ตัวอย่ำงมลพิษทำงอำกำศทอ่ี ำศยั แรงโนม้ ถว่ งของโลกในกำรแยกขนำด ของอนุภำค เคร่ืองมือทใี่ ช้ในกำรประเมนิ ฝนุ่ ฝ้ำย เครื่องมือท่ีใชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่างฝุน่ ฝ้ายในอากาศตามมาตรฐานท่ีทาง OSHA กาหนด a Vertical Elutriator (Lumsden-Lynch Vertical Elutriator)

16 Elutriators เปน็ อปุ กรณ์เก็บตัวอยา่ งอากาศชนิดอนภุ าคท่ีอาศยั แรงโนม้ ถ่วงของโลกในการแยกขนาดของอนภุ าค โดยทั่วไปอนุภาคท่ีมขี นาดใหญก่ ว่า 3 ไมโครเมตร จะถูกแยกออก ดังน้ันโดยทั่วไปจงึ ใช้อุปกรณ์น้ีใน การวิเคราะห์ Respirable dust และ Thoracic dust อุปกรณป์ ระเภทน้ีมี 2 ชนดิ คือ Vertical และ Horizontal Vertical Elutriator เป็นอปุ กรณ์ที่ OSHA ได้กาหนดใหใ้ ชใ้ นการเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศเพอื่ วิเคราะหห์ าปรมิ าณฝุ่นฝา้ ย ในอากาศ ทางเข้าของอากาศมเี สน้ ผา่ นศูนยก์ ลาง 2.7 ซม. และทางออกสกู่ ระดาษกรองมีขนาดเส้นผา่ น ศนู ยก์ ลาง 3.7 ซม. ความสงู ของ Elutriator เทา่ กบั 70 ซม. และเส้นผ่านศนู ยก์ ลางเท่ากับ 15 ซม. ทางานต้ายอัตราการไหลของเทา่ กับ 7.4 ลิตร / นาที ความเรว็ ลมภายใน Elutiator เทา่ กบั ความเรว็ ปลายของ อนุภาคทีม่ ี Aerodynamic diameter 15 ไมโครเมตร กล่าวคอื อนภุ าคที่ไปถึงกระดาษกรอง ควรมขี นาด ไม่เกนิ 15 ไมโครเมตร อย่างไรกต็ ามเนื่องจากทางเขา้ ของอากาศซ่ึงมขี นาดเพยี ง 2.7 ซม. ทาใหอ้ ากาศไหล เข้าสู่ Elutiator ในลักษณะเป็นลาอากาศ (jet) Horizontal Elutriator อากาศไหลเข้าสู่ Eutriator ในทิศทางทีข่ นานกับพ้นื ผ่านช่องว่างแคบระหว่างช่องของแผ่นสะสม อนุภาคท่วี างเรยี งกันอยู่หลายแผน่ อย่างชา้ ๆ อนุภาคทม่ี ีความเรว็ ปลายมากกว่าอัตราส่วนของชอ่ งว่างระหว่าง แนวและเวลาท่ีใชใ้ นการเคลื่อนท่ีจะตกลงสู่แผ่นสะสมอนุภาคอนุภาคขนาดเลก็ ทส่ี ามารถเคลื่อนที่ผ่านแผ่น สะสมอนภุ าคได้ จะถกู ดักจับดว้ ยกระดาษกรอง สาหรบั การเตรียมเคร่ืองมือและอปุ กรณ์ในการประเมนิ ฝนุ่ ฝา้ ยใชห้ ลกั การเดียวกันการ ตรวจวัดอนุภาคอื่นๆ ข้อสังเกต ในการเลือกใชเ้ ครือ่ งมือชนดิ ใดชนิดหน่ึงขึ้นกบั วตั ถปุ ระสงค์ของการตรวจวดั ด้วย นน่ั คือ หากตอ้ งการตรวจวัดเพ่ือดกู ารปฏบิ ตั ิตามกฎหมายต้องใชว้ ิธที เ่ี ป็นมาตรฐาน เชน่ การประเมินความเขม้ ขน้ ของฝุน่ ท่ัวไปในอากาศ ต้องเก็บตวั อย่างอากาศด้วยวธิ ีมาตรฐานและนาไปชั่งนา้ หนักดว้ ยเคร่ืองช่งั เพอื่ คานวณหาความเข้มข้น ไม่สามารถใช้เคร่ืองมืออา่ นค่าโดยตรงไดแ้ ม้จะมเี ครือ่ งมอื อ่านคา่ โดยตรงอยู่

เอกสำรอ้ำงองิ กำรเกบ็ ตัวอย่ำงมลพษิ ทำงอำกำศ. (ม.ป.ป.). [ออนไลน์]. เข้าถงึ ไดจ้ าก : http://envocc.ddc.moph.go.th. (วันทีค่ ้นข้อมลู : 18 มนี าคม 2564).