เมื่อโลกกำลังร้อนขึ้น...การตรวจวัดก๊าซเรือนกระจกจึงไม่ใช่เรื่องไกลตัว

     การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) เป็นวิกฤตที่ส่งผลกระทบต่อชีวิตสาเหตุหลักมาจากก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse gases: GHGs) ซึ่งได้แก่ มีเทน (CH4​),  คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2​), และไนตรัสออกไซด์ (N2​O) ก๊าซเหล่านี้มีส่วนสำคัญในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน 

ทำไมต้องวัดปริมาณก๊าซเหล่านี้?

     การตรวจวัดก๊าซเหล่านี้อย่างแม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างมากต่อทั้งเรื่องของสิ่งแวดล้อม พลังงาน และภาคการเกษตร ซึ่งการที่เราจะรู้ได้ว่าก๊าซเหล่านี้มีปริมาณเท่าไหร่ ต้องอาศัยเครื่องมือที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพสูง หนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิเคราะห์ก๊าซเรือนกระจกก็คือ แก๊สโครมาโทกราฟี (Gas Chromatography: GC)

หลักการพื้นฐานของแก๊สโครมาโทกราฟี (Gas Chromatography: GC)

     หลักการของ GC อาศัยความแตกต่างของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารแต่ละชนิดกับ Stationary Phase ที่บรรจุอยู่ใน Column โดยมี Carrier Gas ทำหน้าที่เป็นวัฏภาคเคลื่อนที่ Mobile Phase เพื่อนำพาสารตัวอย่างให้เคลื่อนที่ผ่านคอลัมน์ เมื่อฉีดตัวอย่างก๊าซผสมเข้าไปในเครื่อง GC สารแต่ละชนิดจะใช้เวลาในการเดินทางผ่านคอลัมน์ไม่เท่ากัน สารที่มีแรงยึดเหนี่ยวกับวัฏภาคคงที่สูงจะเคลื่อนที่ช้ากว่า ทำให้สารแต่ละชนิดแยกตัวออกจากกันในที่สุด

การเลือกใช้ Detector สำหรับการวิเคราะห์ GHGs

การเลือกใช้ตัวตรวจวัด (Detector) ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำและมีความไวสูง โดยทั่วไปในการวิเคราะห์ก๊าซเรือนกระจกจะใช้ตัวตรวจวัดดังนี้

• TCD (Thermal Conductivity Detector): ใช้หลักการวัดความสามารถในการนำความร้อนของแก๊สที่ไหลผ่าน มีความไวพอสมควรสำหรับก๊าซเรือนกระจกหลักอย่าง คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2​)

• FID (Flame Ionization Detector): ใช้การเผาไหม้สารประกอบคาร์บอนเพื่อให้แตกตัวเป็นไอออน ทำให้มีความไวสูงมากสำหรับ มีเทน ($CH$4​)

• ECD (Electron Capture Detector): มีความไวสูงมากสำหรับสารที่มีคุณสมบัติในการจับอิเล็กตรอนได้ดี จึงเหมาะสำหรับการตรวจวัด ไนตรัสออกไซด์ (N2​O)

การวิเคราะห์ GHGs ด้วย GC ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและมีความไวสูง ทำให้สามารถตรวจวัดปริมาณก๊าซได้แม้ในระดับความเข้มข้นต่ำ ข้อมูลที่ได้จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การติดตามแหล่งกำเนิดและการแพร่กระจายของก๊าซเรือนกระจก รวมถึงการประเมินประสิทธิภาพของมาตรการลดการปล่อยก๊าซเพื่อรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

ผลวิเคราะห์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี

เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี (GC) เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงในการตรวจวัดก๊าซเรือนกระจกในตัวอย่างอากาศ ด้วยความสามารถในการแยกและตรวจวัดที่ระดับความเข้มข้นต่ำ ดังที่แสดงใน รูปที่ 1 และ 2 ซึ่งเป็นโครมาโทแกรมที่ได้จากการวิเคราะห์ก๊าซเรือนกระจกมาตรฐาน

• รูปที่ 1 (Chromatogram FID): แสดงผลการตรวจวัด มีเทน (CH4​) และ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2​)

• รูปที่ 2 (Chromatogram ECD): แสดงผลการตรวจวัด ไนตรัสออกไซด์ (N2​O)

ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำนี้ช่วยให้สามารถติดตามแนวโน้มและประเมินผลกระทบของก๊าซเรือนกระจกต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการวางแผนและดำเนินมาตรการเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อย่างเป็นรูปธรรมและน่าเชื่อถือ อ่านเพิ่มเติมฉบับเต็มได้ที่ www.scispec.co.th/app/2025TH/AN25-GC-GHG.pdf