เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับเก็บตัวอย่างอากาศ

924-209 INDUSTRIAL HYGIENE Prince of Songkla University,surat thani campus Air pollution เคร่อื งมอื และอปุ กรณสาํ หรบั เกบ็ ตัวอยางอากาศ นางสาว ซากนี ะ โชครักษ์ 6240311352

มลพษิ ทางอากาศ มลพิษทางอากาศ (Air pollution) เป็นภาวะอากาศท่มี ีสารมลพิษ (Air pollutant)เจอื ปน อยูใ่ นปรมิ าณทสี่ งู กวา่ ระดับปกติเป็นเวลายาวนานสามารถทําใหเ้ กิดอันตรายตอ่ สภาพ แวดลอ้ มทง้ั มนษุ ย์สัตว์ สิ่งของ หรอื ทรพั ยากรตา่ ง ๆ โดยทัว่ ไป สาเหตุการเกิดปญั หามลพษิ ทางอากาศสว่ นใหญ่เกดิ จากมนษุ ยเ์ ป็นผ้กู ่อ ไม่วา่ จะเป็นการปลอ่ ยอากาศเสยี จากโรงงาน อุตสาหกรรมลงสู่บรรยากาศ การปล่อยมลพษิ จากทอ่ ไอเสยี รถยนตก์ ารเผาไหม้ในทโี่ ล่ง มลพษิ ทางอากาศอาจแบง่ ได้2 ประเภท คอื 1.อนภุ าค (Particulates) หมายถึง สารทกุ ชนิดไมว่ ่าจะอยู่ในรูปของแข็ง หรอื ของเหลวที่สามารถแขวนลอยอยใู่ นบรรยากาศได้ในระยะเวลาใดเวลาหน่งึ และอาจเข้าสู่ ระบบ ทางเดนิ หายใจคนได้ อนภุ าคของแข็ง เชน่ ฝุ่น ฟมู ควนั ข้ีเถา้ เส้นใย อนภุ าค ของเหลว ได้แกล่ ะออง(mist) และ หมอก(fog) 2.ก๊าซ และไอ กา๊ ซ หมายถึง สภาวะของของไหลทไี่ รร้ ูปทรงของสารเคมที อ่ี าจเปล่ยี นแปลงไปสู่ สภาวะของเหลว หรือของแข็ง โดยผลร่วมกนั ระหวา่ งการเพิ่มความดันและการลดอุณหภูมิ ไอ หมายถึง สภาวะการเปน็ ก๊าซของสารซึ่งโดยปกตแิ ล้ว ภายในอณุ หภูมหิ อ้ ง และ ความดนั ปกตจิ ะอยใู่ นสภาวะของแข็งหรอื ของเหลว ไอนั้นจะทาํ ให้เปล่ยี นแปลงกบั ไปเป็น สภาวะของแข็ง หรอื ของเหลวไดโ้ ดยการเพ่มิ ความดนั หรอื ลดอุณหภูมิ

เคร่ืองมอื ที่ใชใ้ นการเกบ็ ตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศ การเกบ็ ตวั อย่างอากาศ ต้องพิจารณาถึงประเภทของมลพิษทางอากาศ ชนิดของ สารปนเป้ือนทีแ่ ขวนลอยในอากาศ ดงั น้ันในทีน่ จี้ งึ แบ่งการเก็บตวั อย่างอากาศออกเป็น 2 ประเภท คอื การเกบ็ ตวั อย่างอากาศสําหรบั สารปนเปอื้ นที่เปน็ อนภุ าคและการเก็บตวั อย่าง อากาศสําหรบั สารปนเปือ้ นท่เี ปน็ ไอระเหยและก๊าซ ทั้งนี้เพ่ือประโยชน์ในการเลอื กเครือ่ งมอื และอุปกรณ์ทเ่ี หมาะสม กบั การเก็บตัวอย่างอากาศเพอื่ การวเิ คราะหห์ าปรมิ าณของมลพษิ นั้นๆ ปัจจุบนั เครอ่ื งมือที่ใช้ในการเกบ็ ตวั อยา่ งมีมากมายหลายประเภท แต่ละประเภทกไ็ ด้ รบั การพฒั นาให้มีประสิทธิภาพในการใช้งาน สามารถแบ่งออกไดด้ งั นี้ 1.เครอ่ื งมอื ตรวจวดั ทส่ี ามารถอ่านค่าได้โดยตรง (Direct Reading Instrument) 2.เครอื่ งมอื และอุปกรณเ์ ก็บตัวอย่างอากาศ เพื่อนาํ ไปวิเคราะหห์ าปรมิ าณความเข้มขน้ สารเคมีทเ่ี ราต้องการทราบในห้องปฏบิ ตั ิการ (Indirect Reading Instrument) เคร่อื งมือและอปุ กรณท์ ่ใี ชใ้ นการตรวจวดั มลพิษทางอากาศชนดิ อา่ นค่าได้โดยตรง (Direct Reading Instrument) เคร่อื งมือสามารถเก็บและวเิ คราะห์ตัวอย่างหาปริมาณสารไดภ้ ายในเครือ่ งเดยี วกัน โดยการอ่านคา่ ได้โดยตรงจากสเกลหรอื อาจแสดงเป็นตัวเลข หรอื โดยการวดั ความยาวของ แถบสหี รือความเขม้ ของแถบสี 1)เครอ่ื งมอื ตรวจวัดปริมาณฝนุ่ และอนุภาคของแขง็ ชนิดอา่ นค่าได้โดยตรง หลกั การ ทาํ งานเคร่ืองจะดูดอากาศในบรเิ วณที่ต้องกาตรวจวัดเข้าสูส่ ่วนวเิ คราะหภ์ ายในเคร่ือง (Chamber)และจะทําการวิเคราะห์โดยใชห้ ลักการหักเหของแสงหรอื ใช้ลําแสงเลเซอร์ในการ วเิ คราะห์ปรมิ าณอนภุ าค แล้วแปลผลปรมิ าณความเขม้ ข้นของฝนุ่ โดยแสดงค่าเป็นตัวเลข มี หนว่ ยเปน็ มลิ ลิกรมั ต่อลูกบาศก์เมตร (mg/m3)

2) เคร่อื งมอื ตรวจวดั ปรมิ าณความเข้มขน้ ของสารเคมีชนิดทเ่ี ป็นกา๊ ซหรอื ไอใน บรรยากาศการทํางาน (Ambient Air Analyzer) โดยมหี ลกั การทาํ งาน คอื เครอ่ื งจะดดู อากาศในบรเิ วณท่ีตอ้ งการตรวจวัดเขา้ สสู่ ว่ นวิเคราะหภ์ ายในเคร่อื ง (Chamber) และทาํ การ วิเคราะหโ์ ดยใช้แสงอนิ ฟราเรดในการตรวจวดั แลว้ แปลผลปริมาณความเข้มขน้ ของกา๊ ซหรือ ไอโดยแสดงค่าเป็นตัวเลข มีหน่วยเป็นส่วนในล้านส่วน (ppm) เปน็ ต้น 3) เครือ่ งมือตรวจวัดปรมิ าณความเขม้ ข้นของสารเคมชี นิดทเ่ี ปน็ ก๊าซหรือไอในบรรยากาศ การทาํ งานแบบ Hand Pump แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คอื กระบอกสูบ (Piston Pump) และ บีบ (Bellow ) หลักการทาํ งานผใู้ ชจ้ ะต้องออกแรงบบี หรอื กระบอกสบู เพอ่ื ให้อากาศไหลเขา้ สตู่ ัวเครอ่ื ง โดยท่วั ไปความจอุ ากาศภายในเครือ่ งมือทง้ั 2 ชนิดนี้เท่ากับ 100 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร

4) หลอดปฏิกิรยิ า (Detector tube) หรือหลอดตรวจวัด เปน็ อุปกรณ์ทใี่ ชใ้ นการตรวจวัด ปริมาณความเข้มข้นก๊าซ และไอระเหยของสารเคมีภายในหลอดบรรจสุ ารเคมที เี่ ป็นตัวชี้วัด สําหรบั ปฏกิ ิริยากับสารทต่ี อ้ งการตรวจวดั โดยอาศยั หลักการเปล่ยี นสขี องสารตวั ช้ีวัดภายใน หลอด (Colorimetric Indicator) ซึ่งระยะการเปลีย่ นสจี ะเป็นสัดส่วนกับระดับความเขม้ ขน้ ของ สารเคมที ม่ี อี ยู่ในอากาศหลอดปฏิกิรยิ าจะตอ้ งใชร้ ่วมกบั เครื่องมือดดู อากาศชนิด Hand Pump กล่าวคอื อากาศทมี่ ีสารเคมที ่เี ราตอ้ งการตรวจวดั จะถกู ดูดโดย Hand Pump ผ่านสารตัวช้ีวดั และทาํ ปฏกิ ริ ยิ าเกิดการเปลี่ยนสีของสารภายในหลอด ทําใหเ้ ราสามารถอ่านคา่ ความเข้มข้น ของสารเคมตี ามระยะการเปล่ียนแปลงของสใี นหลอดปฏกิ ิริยา

เครือ่ งมอื และอปุ กรณ์ท่ใี ช้ในการเกบ็ ตวั อย่างมลพษิ ทางอากาศเพ่ือนําไปวเิ คราะห์ใน หอ้ งปฏบิ ตั ิการ (Indirect Reading Instruments) เครอื่ งมือและอปุ กรณ์ทใ่ี ชใ้ นการเกบ็ ตวั อย่างมลพิษทางอากาศ เพอ่ื นาํ ไปวิเคราะห์ใน หอ้ งปฏิบตั กิ ารทางเคมี (Indirect Reading Instruments) มีหลายชนิด ขึน้ อยกู่ บั ชนดิ ของ มลพษิ ท่จี ะตรวจวิเคราะห์ 1. เคร่อื งมือและอุปกรณ์ท่ใี ช้ในการเกบ็ ตัวอยา่ งมลพษิ ทางอากาศชนิดทีเ่ ปน็ อนุภาค 1.1เครอื่ งมอื เก็บตัวอยา่ งมลพิษทางอากาศชนดิ ตดิ ตวั บคุ คล (Personal Air Sampling Pump) การทํางานของเครอ่ื งอาศัยพลังงานจากแบตเตอร่ี ภายในตวั เครอ่ื งนี้จะ มปี มั๊ ดูดอากาศและมกี ารควบคุมการไหลของอากาศใหม้ ีอตั ราคงท่ี และสามารถปรบั อตั รา การไหลของอากาศได้ เช่น 1 ลติ รต่อนาที หรอื 1.5 ลติ รต่อนาที เปน็ ตน้ 1.2 อุปกรณส์ าํ หรบั ใช้ในการเกบ็ ตัวอย่างอากาศ -อปุ กรณค์ ดั แยกขนาดฝนุ่ (Cyclone) ในการเก็บตัวอย่างมลพิษทางอากาศชนดิ ทเี่ ป็น ฝุ่นนน้ั หากตอ้ งการทราบคา่ ความเขม้ ขน้ ของปริมาณฝนุ่ ท่ีมขี นาดเลก็ กวา่ 10 ไมครอน ซ่ึง เปน็ ฝุ่นทม่ี ีขนาดเลก็ สามารถเขา้ ถึงและสะสมในถงุ ลมของปอดได้ (Respirable dust) จะ ตอ้ งใช้อปุ กรณใ์ นการคดั แยกขนาดฝุ่น

-กระดาษกรองสาํ หรับเกบ็ ตัวอยา่ งอากาศ เป็นตวั กลางสาํ หรบั ดักจบั มลพิษเพ่อื นาํ ไป วิเคราะห์ ซึ่งจะมหี ลายชนดิ ใหเ้ ลือกใชต้ ามวัตถุประสงคก์ ารใช้งาน ได้แก่ กระดาษกรองชนดิ PVC (Polyvinyl chloride) สาํ หรบั เก็บตวั อยา่ งฝ่นุ กระดาษกรองชนิด Mixed cellulose ester สาํ หรับเกบ็ ตัวอย่างโลหะหนัก เช่น ตะกวั่ เป็นต้น กระดาษกรองทใี่ ช้กันอย่างแพร่หลายมี หลายชนิด คอื 1 กระดาษกรองชนิดเซลลูโลส (Cellulose filter paper) ทาํ จากเยอ่ื เซลลโู ลส คุณสมบตั ิ ของกระดาษกรองชนดิ นี้มสี ่วนประกอบของข้ีเถา้ ขน้ั ตํ่า ไมฉ่ กี ขาดงา่ ย ดูดซับความชื้น มี ความต้านทานตอ่ การไหลของอากาศสงู และมรี าคาแพง 2 กระดาษกรองชนดิ ใยแก้ว (Glass fiber filter) ทําจากใยแกว้ ละเอยี ด คุณสมบัติของ กระดาษกรองชนดิ น้คี อื ไม่ดดู ความช้นื ทนตอ่ ความรอ้ น ไม่ทําปฏกิ ริ ยิ ากับมลพษิ ท่เี ก็บ มี ความต้านทานตอ่ การไหลของอากาศต่ํา กระดาษกรองชนดิ น้มี สี ่วนประกอบของซิลิกา้ อยู่ ดว้ ย 3 กระดาษกรองชนดิ พลาสติก (Plastic fiber filter) ทําจากใย Ultra fine หรอื perchlorvinyl มคี ณุ สมบตั ิเหมอื น Glass fiber filter มปี ระสทิ ธภิ าพในการเก็บสูงและ ต้านทานต่อการไหลของอากาศคอ่ นข้างตา่ํ ละลายนํ้าได้ดีในตัวทําละลายบางชนิด 4 กระดาษกรองชนดิ เมมเบรน (Membrane filter) ทําจากเรซนิ (resin) ไดแ้ ก่ เซลลโู ลสเอสเตอร์ (Cellulose ester) โพลไี วนลิ คลอไรด์ (Polyvinyl chloride) อะคีโลไน ไตรล์ (Acrylonitrile) กระดาษกรองชนดิ นี้มขี นาด Pore size น้อยมาก 5 กระดาษกรองชนดิ ซิลเวอรเ์ มมเบรน (Silver membrane filter) เป็นกระดาษท่ีทํามาจาก เรซิน แต่มีสว่ นผสมของแร่เงนิ เหมาะสําหรับการเกบ็ ตวั อย่าง ควอทซ์ 6 กระดาษกรองชนิด นวิ คลพี อร์ (Nuclepore filter) มีลกั ษณะ เหมอื น กระดาษกรองชนิดเม มเบรน แตโ่ ครงงสร้างแตกต่างกนั คอื ใส มรี Pู ore size สมํ่าเสมอ ความตา้ นทานตอ่ การ ไหลอากาศสงู ไมเ่ ปราะฉกี งา่ ย

-ตลบั ยดึ กระดาษกรอง (Filter holder) สาํ หรับจบั ยดึ กระดาษกรอง ซึ่งมหี ลายชนิด และหลายขนาดขน้ึ กบั วัตถุประสงคข์ องการใชง้ าน ตลบั ยึดกระดาษกรองอาจเป็นชนดิ 2 ชัน้ หรือ 3 ช้ัน ประกอบด้วยสว่ นท่ีใหอ้ ากาศ เขา้ และออก อากาศจะถกู ดดู โดยเครอื่ งดูดอากาศผา่ นตลับยดึ กระดาษกรองสว่ นที่ให้ อากาศเข้า อากาศทมี่ ีมลพิษกจ็ ะติดอยู่บนแผ่นกระดาษกรองทีอ่ ย่ภู ายใน ซงึ่ เมื่อนําไป วเิ คราะห์ทาง ห้องปฏิบตั กิ ารจะทําใหท้ ราบปริมาณสารพิษในอากาศได้ 2.เครอ่ื งมอื และอุปกรณ์ที่ใชใ้ นการเกบ็ ตัวอยา่ งมลพิษทางอากาศชนิดทเี่ ปน็ กา๊ ซและ ไอ 2.1 เครอ่ื งมอื เก็บตัวอย่างอากาศชนิดตดิ ตัวบุคคล (Persona Air Sampling Pump) และเปน็ ชนิดอตั ราดูดต่ํา หรอื สามารถปรับใหเ้ ปน็ อตั ราดูดตา่ํ ได้ เป็นเครื่องมอื ทไ่ี มท่ ําใหเ้ กดิ ประกายไฟขณะใชง้ าน เน่อื งจากสารเคมีทเ่ี ราไปเก็บตัวอยา่ งบางชนดิ อาจเปน็ สารไวไฟ หรือ ระเบิดเมื่อถกู ประกายไฟ

2.2 อปุ กรณส์ าํ หรบั ใช้ในการเก็บตวั อยา่ งอากาศ อปุ กรณ์สําหรับปรับอัตราการไหลของอากาศ เพอื่ ใหไ้ ดค้ ่าอตั ราการไหลของอากาศ ตามทีก่ าํ หนดไว้ในการเกบ็ ตวั อยา่ งสารเคมีชนิดนนั้ ๆ เชน่ 200 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตรต่อนาที ตวั กลางสําหรับใชใ้ นการดกั จบั มลพษิ มีหลายชนดิ เชน่ หลอดผงถา่ น (Charcoal tube) หลอดซิลิกาเจล (Silica gel tube) กระดาษกรองและสารดดู กลนื เป็นตน้ Midget Impinger สําหรบั บรรจุตวั กลางทีเ่ ปน็ สารดกั จับมลพษิ ทางอากาศ ถุงเก็บตัวอยา่ งอากาศ (Sampling bag) ใชส้ าํ หรับเกบ็ ตวั อยา่ งมลพษิ ทางอากาศที่ เป็นกา๊ ซและไอ มอี ย่หู ลายขนาด ทําจากพลาสตกิ ชนิดตา่ งๆเช่น Mylar Teflon หรือ Scotch park ลักษณะของถุงจะมวี าวลห์ รอื ลิ้นปิดเปิด เพือ่ เกบ็ ตวั อย่างอากาศหรือถา่ ย ตวั อยา่ งทม่ี ีมลพิษสู่เครือ่ งวเิ คราะห์ผล