บทนำ

          ไมโครพลาสติก คือพลาสติกที่มีขนาดอนุภาคระหว่าง 1 ไมโครเมตรถึง 5 มิลลิเมตร ที่เกิดจากการย่อยสลายหรือแตกหักของพลาสติกชิ้นใหญ่  หรือเกิดจากความตั้งใจผลิตให้กลายเป็นไมโครพลาสติกเพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์บางประเภท เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีอนุภาคขนาดเล็ก ยากต่อการคัดแยกหรือกำจัด ทำให้เกิดการปนเปื้อนไมโครพลาสติกในสิ่งแวดล้อมทั้งในอากาศ น้ำ และดิน ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตได้

          เกลือ จัดเป็นเครื่องปรุงรสที่มนุษย์บริโภคเป็นอันดับต้นๆ ซึ่งผลิตจากวัตถุดิบธรรมชาติไม่ว่าทั้งจากภูเขาหรือทะเล ซึ่งเป็นแหล่งที่อาจเกิดการปนเปื้อนไมโครพลาสติกได้ แม้จะผ่านขั้นตอนหรือกระบวนการผลิต แต่ในบางครั้งการกำจัดอนุภาคของไมโครพลาสติกออกจากวัตถุดิบอาจจะทำได้ยากเนื่องจากอนุภาคของไมโครพลาสติกมีขนาดเล็กเกินกว่าจะกรองออกได้ ทำให้การตรวจวิเคราะห์การปนเปื้อนไมโครพลาสติกในผลิตภัณฑ์เกลือ   มีความสำคัญ เพื่อเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจให้กับผู้บริโภคในการเลือกรับประทาน

          ในปัจจุบันยังไม่มีวิธีมาตรฐานที่ใช้ในการวิเคราะห์เพื่อหาชนิดและปริมาณของไมโครพลาสติก จึงมีงานวิจัยที่ใช้เทคนิคการวิเคราะห์ได้หลากหลายรูปแบบ เช่น Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) หรือไพโรไลซิส (Pyrolysis) เป็นต้น สำหรับเทคนิค Thermal Desorption, TD เป็นอีกเทคนิคที่กำลังได้รับความสนใจนำมาใช้ในการวิเคราะห์ไมโครพลาสติก เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดเรื่องขนาดของอนุภาคเหมือนเทคนิค FTIR และสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างที่ผ่านการกรองมาแล้วได้โดยตรง ช่วยลดการสูญเสียตัวอย่างระหว่างขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างได้

          ในบทความนี้จะกล่าวถึงการใช้เทคนิค TD ร่วมกับเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปคโตรมิทรี  (Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS) ในการวิเคราะห์เพื่อหาปริมาณไมโครพลาสติกในเกลือจำนวน 5 ตัวอย่างได้แก่ Laboratory-grade sodium chloride, Table salt (brand A), Table salt (brand B), Himalayan rock salt และ Celtic Sea salt  โดยสามารถวิเคราะห์สารอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile Organic Compounds, VOCs) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไมโครพลาสติกหรือสารเติมแต่งในไมโครพลาสติกแต่ละชนิด โดยมีลักษณะเฉพาะทำให้สามารถวิเคราะห์ไมโครพลาสติกได้ทั้งการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ(Qualitative) และเชิงปริมาณ (Quantitative)

รูปที่ 1 ขั้นตอนการทำงานของเทคนิค Thermal Desorption

          เทคนิค Thermal Desorption (TD) เป็นเทคนิคการนำเข้าตัวอย่างเพื่อวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Gas Chromatography ซึ่งสามารถใช้ในการวิเคราะห์สารอินทรีย์ระเหยง่าย หรือสารอินทรีย์กึ่งระเหยในตัวอย่างของแข็ง ของเหลว หรือแก๊สได้ โดยการวิเคราะห์ด้วยระบบ TD-GC ช่วยเพิ่มความไวในการวิเคราะห์เมื่อเทียบกับเทคนิค Headspace (HS) หรือ Solid Phase Micro Extraction (SPME) เนื่องจากเทคนิค TD ใช้ตัวดูดซับเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารที่สนใจก่อนจะชะสาร VOCs เข้าสู่ระบบ GC อย่างรวดเร็ว ดังแสดงขั้นตอนการทำงานในรูปที่ 1

วิธีการเตรียมตัวอย่าง

 รูปที่ 2 การเตรียมตัวอย่าง

1. ชั่งตัวอย่างเกลือ 20 กรัมลงบนกระดาษกรองชนิด quartz microfiber ขนาด 0.3 μm แล้วนำไปวางบนชุดกรอง ดังรูปที่ 2 จากนั้นล้างด้วยน้ำชนิด Microplastic-free Milli-Q™ เพื่อละลายเกลือ
2. ล้างกระดาษกรองด้วย hydrogen peroxide, acetone, และ ultra-pure water เพื่อกำจัดสารอินทรีย์ปนเปื้อนอื่นๆ
3. นำกระดาษกรองไปอบที่ 100 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 30 นาที
4. นำกระดาษกรองม้วนและใส่ในหลอดบรรจุตัวอย่าง ดังแสดงในรูปที่ 3

 รูปที่ 3 หลอดบรรจุตัวอย่าง

วิธีการเตรียมสารมาตรฐาน

 ชั่งไมโครพลาสติกมาตรฐานลงบนกระดาษกรอง น้ำหนัก 0.1-1.2 มิลลิกรัม (แยกชนิดของพลาสติก) ประกอบด้วย

• Polyethylene Terephthalate (PET)
• Polyvinyl Chloride (PVC)
• Nylon-6
• Polystyrene (PS)

แล้วนำไปผ่านขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างเช่นเดียวกันกับตัวอย่างเกลือ แล้วนำไปวิเคราะห์เพื่อหาสารที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของไมโครพลาสติกชนิดนั้นๆ

ผลการวิเคราะห์

1. การวิเคราะห์วิเคราะห์เพื่อหา Marker Compound

          การวิเคราะห์วิเคราะห์ Marker Compound เพื่อนำมาใช้ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ โดยพิจารณาความจำเพาะเจาะจงและขนาดของสัญญาณ ดังแสดงในรูปที่ 4 โครมาโทแกรมของการวิเคราะห์พลาสติกทั้ง 4 ชนิด ซึ่งมี Marker compound แตกต่างกัน สามารถสรุปได้ ดังตารางที่ 1

รูปที่ 4 โครมาโทแกรมแสดงผลการวิเคราะห์ของพลาสติกแต่ละชนิด

          เมื่อนำมาขนาดสัญญาณของ Marker Compound ของพลาสติกแต่ละชนิดที่ได้ทำการทดสอบและน้ำหนักของพลาสติกมาตรฐานมาเขียนความสัมพันธ์เชิงเส้น ให้ค่า R² อยู่ในช่วง 0.993-0.996 ดังแสดงในตารางที่ 1 และ รูปที่ 5

ตารางที่ 1 Marker Compound ของพลาสติกแต่ละชนิด

รูปที่ 5 กราฟมาตรฐานของพลาสติกมาตรฐานแต่ละชนิด

2. การวิเคราะห์ปริมาณไมโครพลาสติกในตัวอย่างเกลือ

          จากการวิเคราะห์ตัวอย่างเกลือ ทั้ง 4 ชนิด และตัวอย่างควบคุม (Control) 1 ชนิด โดยในตัวอย่างควบคุมไม่พบ Marker Compound ของพลาสติกที่ทำการทดสอบ แต่ในตัวอย่างสามารถพบ Marker Compound ของพลาสติกบางชนิดได้ดังแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ผลการวิเคราะห์ไมโครพลาสติกในตัวอย่าง

สรุปผลการวิเคราะห์

          สำหรับการวิเคราะห์ไมโครพลาสติกในตัวอย่างเกลือด้วยเทคนิค TD-GC/MS สามารถทำได้ทั้งการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณโดยใช้ขนาดสัญญาณของสาร Marker Compound ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของพลาสติกนั้นๆ ซึ่งสามารถตรวจวัดได้ต่ำสุดถึง 0.0001 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของไมโครพลาสติกชนิด PVC แม้ว่าในปัจจุบันยังไม่มีเกณฑ์กำหนดเป็นค่ามาตรฐานแต่ด้วยความสามารถในการเพิ่มความเข้มข้นของสารก่อนการวิเคราะห์ของเทคนิค TD และระบบ Re-collection จะทำให้สามารถรองรับการตรวจวัดได้ในทุกระดับความเข้มข้น พร้อมทั้งรักษาตัวอย่างที่มีคุณค่าไว้เพื่อนำมาวิเคราะห์ซ้ำได้

          แม้ว่าขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างจะเหมือนกันกับการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคอื่นๆ แต่เทคนิค TD-GC/MS ไม่มีการเคลื่อนย้ายตัวอย่างออกจากกระดาษกรองในขั้นตอนสุดท้าย ช่วยลดการสูญเสียตัวอย่างระหว่างขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างลงได้  และเทคนิค TD-GC/MS ยังไม่มีข้อจำกัดเรื่องขนาดของอนุภาคของไมโครพลาสติกพลาสติก ทำให้สามารถรองรับงานวิเคราะห์ในระดับนาโนพลาสติกได้ในอนาคตอีกด้วย

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม : https://www.scispec.co.th/contact.html

ขอบคุณที่อ่านนะคะ