ดินเป็นพื้นฐานที่สำคัญของระบบนิเวศน์ โดยเป็นแหล่งหมุนเวียนสารอาหาร น้ำ และอากาศซึ่งส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด ดังนั้นคุณภาพของดินจึงส่งผลกระทบโดยตรงต่อสภาพแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตในบริเวณนั้นๆ กิจกรรมของมนุษย์เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้คุณภาพของดินเกิดความเปลี่ยนแปลง และเสื่อมคุณภาพ//เช่น/การทิ้งของเสียจากครัวเรือน การเกษตรกรรม และแหล่งอุตสาหกรรมที่ไม่ผ่านการบำบัด เป็นต้น  ดังนั้นการตรวจสอบคุณภาพของดินเพื่อป้องกัน หรือวางแผนแก้ไขปรับปรุงคุณภาพดินให้เหมาะสมจึงจำเป็นอย่างยิ่งเพื่อให้ระบบนิเวศน์ยังคงอยู่อย่างสมดุล

          สารอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile Organics Compounds, VOCs) เป็นกลุ่มสารที่สามารถปนเปื้อนได้ในดิน  โดยมากเกิดจากของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม หรือการทิ้งขยะปนเปื้อนผิดวิธี  ซึ่งอาจจะทำให้สาร VOCs จากดินถูกชะสู่แหล่งน้ำบนดินและใต้ดินและส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตเป็นวงกว้าง

          การวิเคราะห์สาร VOCs ในตัวอย่างดินโดยทั่วไปจะใช้การสกัดร่วมกับการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี (Gas Chromatography, GC) โดยการสกัดสาร VOCs สามารถใช้ได้หลากหลายวิธีซึ่งเทคนิค Solid Phase Micro Extraction (SPME) เป็นเทคนิคหนึ่งที่ได้รับความนิยมเนื่องจากเป็นวิธีที่ไม่ใช้สารละลายอินทรีย์ในการสกัด ช่วยลดของเสียที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการและลดขั้นตอนในการเตรียมตัวอย่างลงอีกด้วย  

          เทคนิค SPME เป็นเทคนิคการเตรียมตัวอย่างหรือสกัดตัวอย่างโดยใช้ตัวดูดซับ(Absorbent) หรือ ไฟเบอร์ (Fiber) ที่มีความจำเพาะเจาะจง(Selective)ต่อสาร VOCs ที่ต้องการวิเคราะห์ ขั้นตอนการสกัดเริ่มจากชั่งตัวอย่างใส่ในขวดแล้วปิดฝาให้สนิท จากนั้นให้ความร้อนกับขวดตัวอย่างและนำไฟเบอร์เข้าไปสกัดสาร VOCs ที่ระเหยออกมาจากตัวอย่าง โดยสาร VOCs จะถูกดูดซับที่ไฟเบอร์  จากนั้นจึงนำไฟเบอร์ไปให้ความร้อนที่ส่วนฉีดสารของเครื่อง GC เพื่อชะสาร VOCs เข้าสู่ระบบ GC เพื่อแยกและวิเคราะห์ถัดไป  ซึ่งในกระบวนการชะสาร VOCs เข้าสู่ระบบ GC โดยปกติจะใช้อุณภูมิคงที่ทำให้สาร VOCs ถูกชะอย่างช้าๆ ส่งผลให้พีกของสาร VOCs ในโครมาโทแกรมของการวิเคราะห์มีลักษณะ tailing ยากต่อการอินทิเกรต จึงได้มีการพัฒนาระบบ SPME-trap ขึ้นมาเพื่อลดปัญหานี้ เนื่องจาก trap ถูกออกแบบมาให้มีขนาดเล็กและควบคุมอุณหภูมิให้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและทั่วถึง และยังสามารถสกัดซ้ำหลายครั้งได้ (Multi-Step Enrichment, MSE) เพื่อเพิ่ม Sensitivity ในการวิเคราะห์ได้อีกด้วย โดยระบบ SPME จะเพิ่มขั้นตอนการสกัดเป็น 2 ขั้นตอนการก่อนการนำตัวอย่างเข้าสู่ระบบ GC ดังรูป

รูปที่ 1 แสดงขั้นตอนการทำงานของเทคนิค SPME-trap

                  การวิเคราะห์สาร VOCs ด้วยเทคนิค SPME-trap และ SPME-trap with MSE ช่วยให้การวิเคราะห์สาร VOCs มีช่วงกว้างมากขึ้นเมื่อเทียบกับเทคนิค SPME แบบเดิมอีกทั้งยังสามารถตรวจวัดสารได้จำนวนชนิดมากขึ้น ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการตรวจวัดโปรไฟล์ จัดกลุ่มสาร VOCs ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ สำหรับหาแหล่งมาได้  และ Sensitivity ที่เพิ่มมากขึ้นช่วยให้ในการ Identified ร่วมกับระบบ GC-MS ที่มีฐานข้อมูลทำได้ง่ายมากยิ่งขึ้นอีกด้วย

อ่านบทความเพิ่มเติม : www.scispec.co.th/app/2021TH/AN21_Centri_VOCsSoil.pdf

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง : https://www.scispec.co.th/ASE.html