การวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile organic compounds, VOCs) ในอากาศแบบ online analysis

 

 

การวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ระเหยง่าย 

(Volatile organic compounds, VOCs)

ในอากาศแบบ online analysis 

 

 

          จากบทความที่ผ่านมาแสดงให้เห็นถึงแหล่งที่และอันตรายที่เกิดจากการได้รับสาร VOCs  (https://bit.ly/3teg83O) ตลอดจนมาตรฐานการวิเคราะห์เพื่อควบคุมและแจ้งเตือนต่อประชาชน (https://bit.ly/2YyqNIA)   แต่ในปัจจุบันการายงานค่ามลพิษในอากาศด้วย ดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) จะรายงานโดยการวัดคุณภาพอากาศต่อเนื่องด้วยพารามิเตอร์ต่างๆ ดังนี้

               -ก๊าซโอโซน (O3) เฉลี่ย 1 ชั่วโมง

               -ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) เฉลี่ย 1 ชั่วโมง

               -ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เฉลี่ย 8 ชั่วโมง

               -ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เฉลี่ย 24 ชั่วโมง

               -ฝุ่นละอองขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน (PM10) เฉลี่ย 24 ชั่วโมง

               -ฝุ่นละอองขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอน (PM2.5) เฉลี่ย 24 ชั่วโมง

 

          พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นการเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์แบบต่อเนื่อง ณ สถานีตรวจวัดอากาศ ซึ่งจะสามารถรายงานผลได้ทันท่วงที ค่าที่วัดได้เป็นค่าที่ใกล้เคียงกับปัจจุบัน  จึงทำให้การเฝ้าระวังและแจ้งเตือนต่อประชาชนให้สามารถดูแลปกป้องตัวเองได้อย่างทันท่วงที โดยเฉพาะกลุ่มคนมีปัญหาสุขภาพ เด็ก และคนชรา

 

          แต่สำหรับการตรวจวัดสาร VOCs เป็นการตรวจวัดโดยการเก็บตัวอย่าง ณ จุดเก็บตัวอย่างแล้วนำมาวิเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการซึ่งทำให้ใช้เวลาในวิเคราะห์และรายงานผลนาน ยากต่อการเฝ้าระวังและประกาศแจ้งเตือนต่อประชาชนที่อาจจะได้รับผลกระทบต่อสุขภาพ  ดังนั้นการจัดตั้งระบบการวิเคราะห์สาร VOCs แบบต่อเนื่องและรายงานผลแบบทันท่วงทีจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรายงานคุณภาพอากาศเพื่อเฝ้าระวัง  และเป็นแนวทางในการแก้ไขปัญหาต่อไป

 

          ระบบการวิเคราะห์สาร VOCs แบบออนไลน์ จำเป็นต้องอาศัยระบบการเก็บตัวอย่างอากาศแบบต่อเนื่องเพื่อนำตัวอย่างเข้าสู่ระบบเพื่อหาชนิดและปริมาณของสารสาร VOCs ที่ตรวจพบและรายงานผลการวิเคราะห์  

 

          เนื่องจากสาร VOCs ในอากาศมีความเจือจางและปริมาณ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งไม่สูงมากนัก ระบบการเก็บตัวอย่างอากาศก่อนการวิเคราะห์จึงใช้การดูดซับ (Absorption) สาร VOCs มาใช้ในการเพิ่มความเข้มข้นก่อนการวิเคราะห์  โดยระบบนี้จะดูดตัวอย่างอากาศผ่านตัวดูดซับที่อุณหภูมิต่ำเพื่อให้เฉพาะสาร VOCs ถูกดูดซับไว้  หลังจากที่สาร VOCs ถูกดูดซับไว้ตามเวลาที่กำหนดแล้วจะหยุดดูดตัวอย่างอากาศและชะสาร VOCs ที่ถูกดูดซับไว้โดยการให้ความร้อนและใช้แก๊สเฉื่อยพาเข้าสู่ระบบ GC เพื่อวิเคราะห์และรายงานผลต่อไป

 

 

          

รูปแสดงการดูดตัวอย่างอากาศผ่านตัวดูดซับ(ซ้าย) และการชะตัวอย่างออกจากตัวดูดซับ (ขวา)

 

 

          สำหรับระบบการวิเคราะห์สาร VOCs ในอากาศแบบต่อเนื่องทันท่วงที จำเป็นจะต้องมีการเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ตลอดเวลาเพื่อรายงานค่าความเข้มข้นของสาร VOCs ที่ตรวจวิเคราะห์ได้ให้ใกล้เคียงกับเวลาปัจจุบันมากที่สุด เนื่องจากปริมาณสาร VOCs ในอากาศ หรือในบรรยากาศมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามกิจกรรมที่เกิดขึ้นบริเวณนั้นๆ เช่น บริเวณริมถนนจะตรวจพบปริมาณสารเบนซีนมากขึ้นตามช่วงเวลาที่มีการใช้รถยนต์มากขี้น เป็นต้น

 

          การเก็บตัวอย่างอากาศเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ได้อย่างต่อเนื่อง เป็นความท้าทายในการออกแบบระบบการเก็บตัวอย่างเนื่อง  เพราะในทุกครั้งที่ต้องชะสาร VOCs เข้าสู่ระบบ GC ต้องหยุดเก็บตัวอย่างก่อน ทำให้การเก็บตัวอย่างขาดความต่อเนื่อง  แต่ด้วยระบบของ TT24-7™  มีการเก็บตัวอย่างอากาศตลอดเวลาผ่านตัวดูดซับ 2 ชุดสลับกันไปมาชุด (twin-trap) ทำให้สามารถเก็บตัวอย่างอากาศพร้อมกับการวิเคราะห์ผลได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ  ดังตัวอย่างการตรวจติดตามคุณภาพของอากาศในแหล่งชุมชนแห่งหนึ่งในประเทศอังกฤษ ซึ่งอยู่ใกล้กับโรงพยาบาลและถนน โดยใช้เวลาในการเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ต่อเนื่องถึง 30 ชั่วโมง ในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ที่มีอากาศหนาวเย็น  เป็นระบบการเก็บตัวอย่างอากาศที่สามารถเก็บตัวอย่างอากาศและวิเคราะห์ผลได้อย่างต่อเนื่อง หรือ เลือกช่วงเวลาในการวิเคราะห์ได้ ทำให้สามารถตรวจติดตามปริมาณสาร VOCs ที่ปนเปื้อนในอากาศได้อย่างต่อเนื่อง และให้ผลการวิเคราะห์แสดงความเข้มข้นของสาร VOCs ณ เวลาที่ใกล้เคียงกับเวลาจริงมากที่สุด (Near Real-time) เหมาะกับการตรวจติดตามมลพิษในอากาศตามจุดควบคุมต่างๆ เช่น แหล่งชุมชน แหล่งอุตสาหกรรม สถานที่เก็บสารเคมี  เป็นต้น เพื่อให้ทราบถึงความเข้มข้นสาร VOCs ที่ปนเปื้อนในอากาศตามช่วงเวลาต่างๆ เพื่อเฝ้าระวัง หรือ แจ้งเตือนให้กับผู้เกี่ยวข้องทราบ

 

รูปแสดงการทำงานของระบบ TT24-7™

 

          สาร VOCs ที่ตรวจพบและตรวจติดตามต่อเนื่อง 30 ชั่วโมง ได้แก่ โพรเพน (Propane) นอร์มอลบิวเทน (n-Butane) ไอโซบิวเทน (Isobutane) เบนซีน (Benzene)   โดยพบว่าช่วงเวลากลางวันพบสาร VOCs ปริมาณมากกว่าในช่วงกลางคืน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารเบนซีนที่มีแหล่งกำเนิดจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์  ที่ตรวจพบในช่วงกลางวันมากกว่าช่วงกลางคืนอย่างเห็นได้ชัด และปริมาณสาร โพรเพน และ นอร์มอลบิวเทน ตรวจพบในปริมาณที่มีความสัมพันธ์กันไปในทิศทางเดียวกัน ทั้งนี้เนื่องมาจากสารทั้งสองชนิดนี้มีแหล่งกำเนิดเดียวกันซึ่งมาจากการเผาไหม้ของแก๊ส LPG สำหรับทำความร้อนของครัวเรือน

 

กราฟแสดงความเข้มข้นของสาร VOCs ณ ที่ตรวจพบตามช่วงเวลาต่างๆ

 

          การวิเคราะห์สาร VOCs ในอากาศแบบทันท่วงทีมีประโยชน์ในการเฝ้าระวังมลพิษในอากาศที่เกิดจากสาร VOCs เพื่อให้การแจ้งเตือนต่อประชาชนที่อาจได้รับผลกระทบได้อย่างรวดเร็ว  นอกจากนี้ยังสามารถนำวิธีการวิเคราะห์แบบทันท่วงทีเพื่อการแจ้งเตือนการรั่วไหลของสาร VOCs ที่อาจเกิดในโรงงานอุตสาหกรรมได้  นอกเหนือจากการแจ้งเตือนแล้ว การเฝ้าระวังโดยการเก็บข้อมูลการวิเคราะห์ตลอดเวลานั้นยังสามารถนำไปสู่การวางแผนกำจัดสาร VOCs ให้น้อยลงหรือหมดไปได้อีกด้วย

 

          นอกเหนือจากการตรวจติดตามคุณภาพของอากาศแล้ว การวิเคราะห์สาร VOCs แบบต่อเนื่องยังสามารถใช้ตรวจติดตามบริเวณสถานที่เก็บสารอันตรายต่างๆ เพื่อตรวจสอบการรั่วไหลได้ หรือ การตรวจในโรงงานหรือสถานประกอบการที่ต้องมีการควบคุมปริมาณสาร VOCs ก็สามารถนำไปตรวจติดตามการปล่อยสาร VOCs ออกสู่สิ่งแวดล้อมได้เช่นเดียวกัน

 

หากมีข้อสงสัยหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติมสามารถสอบถามได้ที่

บริษัท ซายน์ สเปค จำกัด โทร 02-4548533

หรือทาง FB: SciSpec

ขอบคุณค่ะsmile

 

Ratimarth Boonlorm