เนื้อหาวันที่ : 2011-09-14 09:37:40 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 10386 views

การวัดขนาดอนุภาคฝุ่นแขวนลอยในอากาศ

ปัญหาหลักของมลพิษอากาศในกรุงเทพมหานครเเละปริมณฑล เมืองใหญ่ตามภูมิภาค คือฝุ่นละอองหรืออนุภาคจุลสารขนาดเล็กในอากาศ

พานิช  อินต๊ะ

          ปัญหาหลักของมลพิษอากาศในกรุงเทพมหานครเเละปริมณฑล เมืองใหญ่ตามภูมิภาค เช่น เชียงใหม่ ขอนเเก่น หรือในพื้นที่อุตสาหกรรม เช่น โรงโม่หิน โรงงานไฟฟ้า คือฝุ่นละอองหรืออนุภาคจุลสารขนาดเล็กในอากาศ [1] ข้อมูลจากการศึกษาวิจัยในต่างประเทศ [2, 3] ได้บ่งชี้ความสัมพันธ์เชื่อมโยงที่ชัดเจนของปริมาณอนุภาคจุลสารขนาดเล็ก ต่อการเกิดผลกระทบอันเลวร้ายต่อสุขภาพ ทั้งการเพิ่มจำนวนการเจ็บป่วย เเละเสียชีวิต ทั้งในประชาชนทั่วไป เเละกลุ่มเสี่ยง อันได้เเก่ เด็กเล็ก ผู้สูงอายุ ผู้มีอาการป่วยทางระบบทางเดินหายใจเรื้อรัง เเละโรคหัวใจ หากมีการสูดอนุภาคจุลสารขนาดเล็กเข้าไปในร่างกายมาก สารประกอบอินทรีย์เคมี โลหะหนักต่าง ๆ ที่เป็นส่วนประกอบของมลสาร อาจมีผลที่เป็นอันตราย ต่อระบบทางเดินหายใจ

ซึ่งรายงานการวิจัยทางการแพทย์ [4] บ่งชี้ถึงจุดเชื่อมโยงระหว่าง จำนวน ส่วนประกอบทางเคมี และขนาดของอนุภาคในระดับเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร (Submicron) กับผลกระทบต่อมนุษย์ นอกจากนี้ ปัญหาการปนเปื้อนของอนุภาคแขวนลอยในอากาศยังมีผลกระทบต่อระบบการผลิตในอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถป้องกันได้โดยมีการตรวจสอบ วิเคราะห์ และควบคุมคุณภาพอากาศและสิ่งปนเปื้อนจากอนุภาคขนาดเล็กในระดับเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร โดยจำเป็นต้องมีการใช้เครื่องมือสุ่มวัดตัวอย่างที่ถูกต้องแม่นยำเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง

เพื่อที่จะบ่งชี้ถึงปริมาณและแหล่งที่มาของอนุภาคเหล่านี้ ซึ่งเป็นข้อมูลที่สำคัญเพื่อดำเนินการออกแบบควบคุมและปรับปรุงคุณภาพแวดล้อมในพื้นที่โรงงานรวมถึงการควบคุมการปนเปื้อนของอนุภาคเหล่านี้ในพื้นที่เฉพาะกิจ เช่น ห้องสะอาดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ห้องประกอบอาหารปรุงยา หรือพื้นที่ในโรงพยาบาล เครื่องมือวัดอนุภาคในช่วงขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร จึงมีความสำคัญอย่างมากในการทำงานข้างต้น

ในต่างประเทศมีการประยุกต์ใช้เครื่องวัดอนุภาคลักษณะนี้ในงานหลาย ๆ ประเภท เช่น คุณภาพอากาศภายในอาคาร (Indoor Air Quality) การตรวจวัดปริมาณอนุภาคที่เปิดตรงต่อมนุษย์ (Exposure Monitoring) การตรวจควบคุมสภาพการระบายอากาศ (HVAC Control) การวัดปริมาณมลพิษจากแหล่งเคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่

          การศึกษาคุณสมบัติและลักษณะทางกายภาพของอนุภาคที่จะทำการวัด ค่าที่ได้จะขึ้นอยู่กับวิธีการ และชนิดของเครื่องมือวัด โดยคุณสมบัติทั่วไปที่สนใจ ได้แก่ ความเข้มข้นเชิงมวลและจำนวนของอนุภาค พื้นที่ผิว และการกระจายของขนาดอนุภาค เป็นต้น และค่าที่วัดได้สามารถนำไปเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน เพื่อทำการควบคุมปริมาณของอนุภาคไม่ให้มีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ หรือมีผลกระทบน้อยที่สุด เครื่องวัดขนาดอนุภาคเป็นเครื่องมือที่มีความจำเป็นในการศึกษาคุณสมบัติและลักษณะทางกายภาพของอนุภาค

โดยเครื่องวัดขนาดอนุภาคที่มีอยู่ในปัจจุบันมีวิธีการและหลักการทำงานอยู่หลายอย่าง เช่น วิธีการแพร่ของอนุภาค (Diffusion Method) เช่น Diffusion Battery วิธีการจากแรงเฉื่อย (Inertial Method) เช่น Cascade Impactor วิธีการการเคลื่อนตัวตามหลักการอากาศพลศาสตร์ภายใต้แรงโน้มถ่วง (Aerodynamic Method) เช่น Aerodynamic Particle Sizer วิธีการกระจายแสงของอนุภาค (Light Scattering Method) เช่น Optical Particle Sizer และวิธีการทางไฟฟ้า (Electrical Method) เช่น Differential Mobility Analyzer ทุกวิธีการมีการนำมาใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความถูกต้องแม่นยำและมีสะดวกรวดเร็วในการวัด และเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับวัดขนาดอนุภาคที่มีขนาดเล็กในช่วง 1-1000 ไมโครเมตร ดังแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 วิธีการวัดขนาดอนุภาคจุลสารและย่านขนาดที่สามารถวัดได้ [5]

          ในบทความฉบับนี้จะนำเสนอรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการวัดขนาดฝุ่นละอองลอยในอากาศแบบต่าง ๆ เพื่อเป็นแนวทางสำหรับผู้ที่สนใจสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเครื่องวัดขนาดฝุ่นละอองต่อไปได้

ลักษณะเฉพาะของอนุภาค
          อนุภาคที่ล่องลอยอยู่ในอากาศหรือก๊าชมีอยู่ 2 สถานะคือ ของแข็ง และของเหลว โดยมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลอากาศแต่มีขนาดเล็กกว่า 1000 ไมโครเมตร อนุภาคที่กระจายอยู่ในอากาศเรียกรวม ๆ ว่า ละออง (Aerosol) มีชื่อเรียกต่าง ๆ กันไปอีก เช่น ฝุ่น (Dust) ควัน (Smoke) หมอก (fog) ไอ (Fume) ตามประเภทหรือชนิดของอนุภาคซึ่งเป็นไปตามขนาด รูปร่าง และลักษณะอื่น ๆ ที่แตกต่างกัน รายละเอียดลักษณะของอนุภาคแสดงในรูปที่ 1 ก และ ข
 

รูปที่ 1 ขนาดของอนุภาค

          ในการแยกประเภทของละอองโดยทั่วไปมักใช้ค่าขนาดของอนุภาคและความเร็วในการตกตะกอน อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 100 ไมโครเมตร จะมีการตกตะกอนค่อนข้างเร็วมาก (ระดับวินาที ถึงนาที) ส่วนอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร จะมีการตกตะกอนค่อนข้างช้าถึงช้ามาก (ระดับชั่วโมง ถึง วัน) จนในบางครั้งถือว่าเป็นประเภทลอยถาวร

ส่วนการแยกประเภทของละอองจะแบ่งตามรูปลักษณะ ได้แก่ ควัน (ละอองที่มีขนาดตั้งแต่ 0.1 ไมโครเมตร ถึง 1 ไมโครเมตร ปกติถ้าเป็นของเหลวจะมีรูปร่างกลม ถ้าเป็นของแข็งจะมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากอนุภาคควันมีขนาดเล็กจึงแขวนลอยอยู่ได้นาน และมีการเคลื่อนที่แบบบราวเนี่ยน) ฝุ่น (ละอองที่มีขนาดตั้งแต่ 1 ไมโครเมตร ถึง 100 หรือ 200 ไมโครเมตร หรือใหญ่กว่า

อนุภาคฝุ่นมีรูปร่างไม่แน่นอน ค่าขนาดจึงเป็นค่าเฉลี่ยของด้านต่าง ๆ ของแต่ละอนุภาค) ไอระเหย (ละอองที่มีขนาดตั้งแต่ 0.1 ไมโครเมตร ถึง 1 ไมโครเมตร เกิดจากกระบวนการ เช่น การระเหิด การกลั่นตัว มีการตกตะกอนช้ามาก และเคลื่อนที่แบบบราวเนี่ยน) และหมอก (ละอองที่มีขนาดระหว่าง 2 - 200 ไมโครเมตร ส่วนละอองน้ำที่มีขนาดใหญ่กว่า 200 ไมโครเมตร จะจัดอยู่ในประเภทของเม็ดฝน) คุณสมบัติที่สำคัญของละอองที่ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคแสดงไว้ในรูปที่ 2

รูปที่ 2 ลักษณะของอนุภาคตามขนาด [6]

          ปกติฝุ่นละอองจะมีอนุภาคที่มีขนาดต่าง ๆ กันกระจายอยู่ และการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของฝุ่นละอองมักจะเปลี่ยนแปลงตามการกระจายของขนาดอนุภาค ดังนั้นการประมาณค่าคุณสมบัติของฝุ่นละอองนั้น สามารถทำได้โดยการประมาณค่าการกระจายตัวของขนาดอนุภาค (Particle Size Distribution) ความหนาแน่นของอนุภาค (Particle Density) เป็นค่าที่อธิบายถึงมวลของอนุภาคต่อปริมาตรของแต่ละอนุภาค ความเข้มข้นเชิงมวล (Mass Concentration) เป็นค่าที่อธิบายถึงมวลของอนุภาคต่อปริมาตรอากาศ และความเข้มข้นเชิงจำนวน (Number Concentration) เป็นค่าที่อธิบายถึงจำนวนของอนุภาคที่กระจายอยู่ในฝุ่นละอองต่อปริมาตรอากาศ 

การกระจายของขนาดอนุภาค เป็นการวัดจำนวนของอนุภาคในแต่ละขนาด ตั้งแต่อนุภาคที่มีขนาดเล็ก ๆ จนถึงอนุภาคที่มีขนาดใหญ่ ๆ ที่กระจายอยู่ทั่วทั้งระบบทางฝุ่นละอองได้เป็นความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนกับขนาดของอนุภาค การกระจายของขนาดอนุภาคจะถูกอธิบายโดยฟังก์ชันการกระจายแบบ Lognormal โดย  kth  ชั่วขณะของฟังก์ชันการกระจายแบบ lognormal และ fk หาได้จากสมการที่ 1

                             (1)

          เมื่อ  คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค,  คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางค่ากลางเรขาคณิตชั่วขณะของ kth (ถ้า k = 0 สำหรับการกระจายเชิงจำนวน (Number Weighting Distribution) k = 1 สำหรับการกระจายเชิงพื้นที่พื้นผิว (Surface Area Weighting Distribution) และ k = 2 สำหรับการกระจายเชิงปริมาตร หรือ มวล (Volume or Mass Weighting distribution)), และ  คือ การเบี่ยงเบนมาตรฐานเรขาคณิต หาได้จากสมการที่ 2

                                 (2)

          เมื่อ   คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิตเชิงจำนวน หรือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยการนับ n คือจำนวนอนุภาคในช่วงขนาดหนึ่ง ๆ และ N เป็นจำนวนช่วงขนาดที่พิจารณา การกระจายของขนาดอนุภาคสามารถแบ่งกลุ่มของอนุภาคตามขนาดของอนุภาคออกเป็น 3 กลุ่มด้วยกัน ได้แก่ (i) กลุ่ม Nuclei Mode จะเป็นส่วนของอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 50 นาโนเมตร อนุภาคส่วนใหญ่จะเป็นอนุภาคเดี่ยว ๆ ซึ่งมาจากแหล่งกำเนิด เช่น การเผาไหม้ การสันดาปภายในของเครื่องยนต์ อนุภาคกลุ่มนี้จะแสดงเป็นการกระจายของขนาดอนุภาคเชิงจำนวน (Number-Weighted Particle Size Distribution)

เพราะอนุภาคกลุ่มนี้มีขนาดที่เล็กและมีมวลต่อหนึ่งอนุภาคน้อยมาก (ii) กลุ่ม Accumulation Mode เป็นกลุ่มของอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 50-1000 นาโนเมตร ซึ่งอนุภาคในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่จะมาจากการเกาะรวมตัวกันของอนุภาคในกลุ่มแรกซึ่งทำให้ขนาดอนุภาคใหญ่ขึ้น อนุภาคกลุ่มนี้จะแสดงเป็นการกระจายของขนาดอนุภาคเชิงมวล (mass-weighted particle size distribution)

เนื่องจากมีขนาดใหญ่และมีมวล  และ (iii) กลุ่ม Coarse mode เป็นกลุ่มของอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1000 นาโนเมตร ซึ่งเกิดจากการตกตะกอน  การรวมตัวกันของอนุภาคในสองกลุ่มแรก อนุภาคกลุ่มนี้จะแสดงเป็นการกระจายของขนาดอนุภาคเชิงจำนวน หรือ มวล (number or mass-weighted particle size distribution) ลักษณะทั่วไปของการกำเนิดและการกระจายของขนาดอนุภาคแสดงไว้ในรูปที่ 3

รูปที่ 3  ที่มาและลักษณะการกระจายของขนาดอนุภาค [2]

หลักการวัดขนาดอนุภาค
           การวัดหาขนาดอนุภาคสามารถทำได้โดยอาศัยหลักการทางกายภาพหลายวิธี เช่น
           1)  วิธีการแพร่ของอนุภาค
           Diffusion Battery แสดงไว้ในรูปที่ 4 เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยการแพร่ (diffusion) ของอนุภาคเล็กออกจากกระแสการไหลแบบราบเรียบ (laminar flow) ของของไหล การฝังตัว (deposition) ของอนุภาคใน Diffusion battery สามารถทำนายได้โดยการใช้ความสัมพันธ์ของการสูญเสียจากการแพร่ (diffusion losses) กับขนาดของอนุภาค ขนาดและความยาวของท่อ Diffusion battery สามารถประยุกต์ใช้กับขนาดอนุภาคจาก 0.002 ถึง 0.2 ไมโครเมตร มันสามารถทำงานโดยการต่อแบบอนุกรม หรือ ขนานกันเพื่อให้ได้ข้อมูลที่เกี่ยวกับการกระจายขนาดอนุภาคทั้งหมด

รูปที่ 4  Diffusion battery

           2)  วิธีการจากแรงเฉื่อย
           Cascade impactor แสดงไว้ในรูปที่ 5 การทำงานจะอาศัยความเฉื่อยของการเคลื่อนที่ของอนุภาค โดยจะให้อากาศไหลผ่านเข้าช่องเล็กและมีแผ่นแบนวางขวางตรงทางออก อนุภาคที่มีขนาดใหญ่มีความเฉื่อยสูงจะตกกระทบที่แผ่นแบนเพราะไม่สามารถเคลื่อนที่อ้อมผ่านแผ่นแบนไปได้

ส่วนอนุภาคที่มีขนาดเล็กพอจะเคลื่อนที่ผ่านแผ่นแบนไปได้พร้อมกับกระแสการไหลของของไหล  การทำงานของ Cascade impactor สามารถนำมาต่อกันเป็นหลายๆ ชั้นได้ถ้าต้องการแยกขนาดอนุภาคต่างๆ Cascade impactor เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมการไหลของอากาศง่าย ใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน แต่ถ้าใช้งานไปนานๆ จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องลดลงเนื่องจากการตกตะกอนที่แผ่นแบนมากขึ้น  จำเป็นต้องมีการทำความสะอาดเป็นช่วงๆ

รูปที่ 5  Cascade impactor

           3)  วิธีการกระจายแสงของละออง
           เครื่องมือที่ใช้เทคนิคการกระจายแสงมีความไวในการวัดมากที่สุดสำหรับการวัดความเข้มข้นละอองและขนาดอนุภาค  อนุภาคเดี่ยวขนาดเล็กเท่ากับ 1 ไมโครเมตร จะผลิตสัญญาณแสงรังสีหักเหที่สามารถตรวจจับได้ เทคนิคการกระจายแสงมีข้อดี คือ มีการรบกวนระบบการไหลของอนุภาคน้อยมากและจะให้ข้อมูลทันทีทันใดซึ่งเหมาะสำหรับการวัดอย่างต่อเนื่อง

ข้อเสียของเครื่องวัดประเภทนี้คือ การกระเจิงแสงอาจจะมีความไวในการเปลี่ยนแปลงน้อยในดัชนีการหักเห เช่น มุมการกระเจิงแสง ขนาดอนุภาค หรือ รูปร่างอนุภาค ซึ่งจะทำให้ข้อมูลที่ได้ความไม่ชัดเจน หรือ ผลการวัดที่ไม่ถูกต้อง วิธีการวัดแบบ optical จะมีความแตกต่างจากวิธีการ microscopy คือ อนุภาคจะไม่ถูกรบกวนและไม่มีความจำเป็นที่ต้องทำการถ่ายภาพของพวกมัน และเทคนิคนี้สามารถวัดขนาดอนุภาคได้ตั้งแต่  0.03 - 20 ไมโครเมตร  ลักษณะโครงสร้างและการทำงานแสดงไว้ในรูปที่ 6

รูปที่ 6  Optical measurement

           4)  วิธีการทางไฟฟ้า
           วิธีการนี้ใช้พื้นฐานคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอนุภาคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิจัยที่เกี่ยวกับละออง  โดยเฉพาะในย่านขนาดอนุภาคน้อยกว่า 1 ไมโครเมตร เครื่องวิเคราะห์การเคลื่อนตัวทางไฟฟ้า (Electrical Mobility Analyzer, EMA) อย่างง่ายแสดงไว้ในรูปที่ 7 อนุภาคละอองจะถูกนำเข้าไปตามท่อที่อยู่ตรงกลางระหว่าง 2 แผ่นขนานที่มีประจุตรงข้ามกัน โดยจ่ายแรงดันให้ทั้งสองแผ่น

อนุภาคที่มีประจุบวกและลบทั้งหมดจะเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นและสะสมตัว ส่วนอนุภาคที่ไม่ประจุจะเคลื่อนผ่านออกไปโดยไม่มีการสะสมตัวบนแผ่น การเปรียบเทียบมวลตัวอย่างเมื่อไม่มีแรงดันบนแผ่นกับแรงดันที่แตกต่างกัน จะสามารถหาสัดส่วนของอนุภาคที่ไม่ได้รับการอัดประจุ ขนาดของอนุภาคสามารถถูกวิเคราะห์หาได้จากสมการที่ขึ้นอยู่กับความเข้มของสนามไฟฟ้า ความเร็วของกระแสการไหลและระยะทางการเคลื่อนตัวของอนุภาค

รูปที่ 7  เครื่องวิเคราะห์การเคลื่อนตัวทางไฟฟ้าอย่างง่าย

           ถ้าอนุภาคได้รับประจุโดยวิธีการอัดประจุแบบแพร่ภายใต้เงื่อนไขการควบคุมที่แน่นอน  ประจุบนอนุภาคที่รู้ขนาด และ การเคลื่อนตัวทางไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะจะสอดคล้องกับขนาดอนุภาคทั้งหมด  ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้การกระจายของขนาดอนุภาคสามารถหาได้โดยการวัดการกระจายของการเคลื่อนตัวทางไฟฟ้า ซึ่งเป็นหลักการของเครื่องวิเคราะห์ละอองด้วยไฟฟ้า (Electrical Aerosol Analyzer, EAA) ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดย [7, 8] EAA ประกอบด้วยเครื่องอัดประจุละออง (aerosol charger) เครื่องวิเคราะห์การเคลื่อนตัว (mobility analyzer) และ เครื่องวัดกระแส อิเล็กโทรมิเตอร์ (electrometer current sensor) ลักษณะโครงสร้างแสดงไว้ในรูปที่ 8

รูปที่ 8  เครื่องวิเคราะห์ละอองด้วยไฟฟ้า (Electrical Aerosol Analyzer) [5]

           การวัดจะทำโดยให้อนุภาคเคลื่อนที่เข้าไปในเครื่องที่อัตราการไหลคงที่ และ ผ่านเข้าไปในเครื่องอัดประจุด้วยวิธีการแพร่แบบไอออนขั้วเดี่ยว (unipolar ion diffusion charger) และ จากนั้นการวัดการเคลื่อนตัวของอนุภาคจะกระทำโดยเครื่องวิเคราะห์การเคลื่อนตัว

การกระจายขนาดจะได้มาจากการกระจายการเคลื่อนตัวที่วัดได้  เครื่องวิเคราะห์การเคลื่อนตัวที่ใช้จะมีลักษณะเป็นทำนองเดียวกับที่ [6] ได้อธิบายไว้ คืออนุภาคที่ได้รับการอัดประจุ จะเคลื่อนที่เป็นมุมเหผ่านเข้าไปในกระแสอากาศแบบราบเรียบในคอนเดนเซอร์รูปทรงกระบอก (cylinder condenser) และ อนุภาคเหล่านั้นที่ไม่ตกตะกอน หรือ สะสมตัว จะถูกตรวจสอบ หรือ วัดโดยใช้เครื่องวัดกระแสอิเล็กโทรมิเตอร์ ที่ติดตั้งอยู่ด้านล่างของคอนเดนเซอร์ การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าการตกตะกอนของอนุภาคบนอิเล็กโทรดด้านใน (collector rod) และการวัดกระแสจะสอดคล้องกับกระแสอิเล็กโทรมิเตอร์ ซึ่งจะสามารถแปลงสัญญาณออกมาเป็นการกระจายการเคลื่อนตัวได้ 

อิเล็กโทรมิเตอร์สามารถวัดกระแสจาก 2(10-15 - 10-10 A  เครื่องมือนี้สามารถวัดขนาดอนุภาคจาก 0.003 ถึง 1 ไมโครเมตร และใช้เวลาประมาณ 2 นาทีในการวัด เครื่องมือนี้ถูกใช้ในการศึกษาการกระจายขนาดอนุภาคในย่านขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร วิธีการวัดทางไฟฟ้าเป็นวิธีการที่ถูกใช้อย่างกว้างขวาง และยอมรับว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่ง สำหรับการวัดขนาดอนุภาคระดับเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร

บทสรุป
           คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญของอนุภาคที่ลอยอยู่ในอากาศมีความสำคัญมากในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับวิทยาการของอนุภาค  การควบคุมมลพิษทางอากาศ  และกิจกรรมอนามัย  ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการศึกษาคุณสมบัติต่างๆ ของอนุภาคมวลสารขนาดเล็กที่ลอยอยู่ในอากาศ เพื่อทำการตรวจสอบวิเคราะห์และควบคุมคุณภาพอากาศและสิ่งปนเปื้อนจากอนุภาคขนาดเล็ก และเพื่อทำการควบคุมปริมาณของอนุภาคไม่ให้มีผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

เครื่องวัดขนาดอนุภาคเป็นเครื่องมือที่มีความจำเป็นในการศึกษาคุณสมบัติและลักษณะทางกายภาพของอนุภาคเครื่องมือระดับสูงที่ใช้วิเคราะห์อนุภาคมีหลายชนิด เช่น วิธีการแพร่ของอนุภาค (diffusion method)  วิธีการจากแรงเฉื่อย (inertial method)  วิธีการการเคลื่อนตัวตามหลักการอากาศพลศาสตร์ภายใต้แรงโน้มถ่วง (aerodynamic method)  วิธีการกระจายแสงของอนุภาค (light scattering method) และวิธีการทางไฟฟ้า (electrical method)

สำหรับในประเทศไทย การวัดขนาดอนุภาคจุลสารขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร และอุปกรณ์เครื่องวิเคราะห์ ยังไม่มีการนำมาใช้อย่างแพร่หลาย หรือ ยังไม่มีการศึกษาและพัฒนาเกี่ยวกับเครื่องวัดลักษณะดังกล่าวนี้อย่างจริงจัง ซึ่งอาจจะมีสาเหตุมาจากราคาเครื่องมือที่แพงมาก

แม้แต่เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคที่มีการใช้งานและจำหน่ายเป็นส่วนมากภายในประเทศ ส่วนใหญ่ล้วนนำเข้ามาจากต่างประเทศแทบทั้งสิ้น และเป็นเทคนิคและเครื่องมือที่วัดได้ความละเอียดของขนาดระดับหนึ่งเท่านั้น ทั้งยังมีราคาจำหน่ายในราคาสูงโดยประมาณในหลักหลายแสนถึงหลายล้านบาทต่อชุดอุปกรณ์เมื่อเทียบกับราคาวัสดุที่ใช้

บทความนี้เป็นสรุปรายงานผลสถานภาพเทคโนโลยีและแนวทางในการศึกษาถึงหลักการทำงานและโครงสร้างของเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคแบบใช้หลักการการเคลื่อนตัวทางไฟฟ้าในปัจจุบัน ซึ่งเป็นพื้นฐานที่สำคัญและสามารถที่จะนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเครื่องวิเคราะห์อนุภาคขนาดเล็กต่อไปได้

เอกสารอ้างอิง
           1. http://www.pcd.go.th, information & services, Industrial Air Emission Data Base for Thailand, access on February 2003.

           2. COMEAP., Quantification of the effects of air pollution on health in the United Kingdom. Dept. of Health, Committee on Medical Effects of Air Pollution, The Stationery Office, London, 1998.

           3. Pope, C. A., Dockery, D. W., Schwartz, J., Review of epidemiological evidence of health effects of particulate air pollution. Inhol. Toxicol., 1995, 7, 1-18.

           4. Seaton, A. et al., Particulate air pollution and acute health effects. Lancet, 1995, 345, 176-178.

           5. Tammet, H., Mirme, A. and Tamm, E. Electrical aerosol spectrometer of Tartu University. Atmospheric Research. 62 (2002): 315 - 324.

           6. Hinds, W. C. Aerosol Technology. John Wiley & Sons. New York. (1999).

           7. Liu , B. Y. H. and Pui , D. Y. H. On the performance of the electrical aerosol analyzer. Journal of Aerosol Science. 6 (1975): 249-264.

           8. Knutson, E. O. and Whitby, K. T. Aerosol classification by electric mobility: apparatus, theory, and applications. Journal of Aerosol Science. 6 (1975): 443-451.

 

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด