น้ำมัน และไขมัน ( Oil and Grease ) ในน้ำ และในดิน มาจากไหน ?
น้ำมัน และไขมัน ที่เป็นส่วนทำให้เกิดน้ำเสียในครัวเรือนนั้น เกิดจากการใช้ชีวิตในประจำวัน การประกอบอาหารในครัวเรือน เนย น้ำมันหมู น้ำมันพืช มาการีน และไขมัน อีกทั้งไขมันที่พบได้ในเนื้อสัตว์ ในเมล็ดพืช ถั่ว ผลไม้บางชนิด แม้กระทั่งอยู่ในบริเวณงอกของธัญพืช หากความสามารถในการละลายของไขมันและน้ำมันต่ำ จะลดอัตราการย่อยสลายของจุลินทรีย์
น้ำมัน และไขมัน ที่รวมถึงไขมัน (Fats) น้ำมัน (Oil) และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องที่พบอยู่ในน้ำ เป็นเอสเทอร์ชนิดหนึ่งซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ จัดว่าเป็นสารอินทรีย์ประเภทเดียวกับไข (Wax) ซึ่งน้ำมัน และไขมันที่พบอยู่ในน้ำส่วนใหญ่ มักจะพบในน้ำทิ้ง หรือน้ำเสีย หากสารประกอบเหล่านี้ไม่ถูกกำจัด หรือบำบัดก่อนที่จะปล่อยน้ำเสียแล้ว น้ำมัน และไขมันที่มีอยู่อาจจะรบกวนสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาในน้ำ ผิวดิน และสร้างฟิล์มที่ไม่น่ามอง เป็นคราบไขมันลอยตัวบนผิวน้ำ
น้ำมันก๊าซ (Kerosene) น้ำมันหล่อลื่น (lubricating) และน้ำมันถนน (road oils) ซึ่งได้มากจากน้ำมันปิดตรเลียม และถ่านหิน โอยมีองคืประกอบไฮโดรเจน และคาร์บอนเป็นหลัก หรือที่เรียกว่า สารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon Compounds) โดยน้ำมันเหล่านี้อาจจะมาจากร้านค้า อู่ซ่อมรถ ถนน ซึ่งสามารถเข้าถึงท่อระบายน้ำได้ในปริมาณมาก
วิธีการของ EPA 1664 ใช้ n-hexane เป็นตัวทำละลาย (solvent) ในการสกัด (extraction) น้ำมัน และจาระบี (Oil and Grease) และวัสดุอื่น ๆ ที่ไม่ดูดซับด้วยซิลิกาเจล (Silica gel) ในพื้นผิว และน้ำเกลือ (saline waters) และของเสียจากอุตสาหกรรม
n-hexane ใช้สกัด Hydrocarbons ที่ไม่ระเหยง่าย น้ำมันพืช ไขมันสัตว์ ไข (Waxes) สบู่ และวัสดุอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เชื้อเพลิงปิโตรเลียมและน้ำมันเบนซิน น้ำมันเชื้อเพลิงดีเซล ล้วนถูกสกัดด้วย n-hexane อย่างไรก็ตาม อาจสูญเสียบางส่วนไป เนื่องจากการดำเนินการของตัวทำละลาย (วัสดุที่ระเหยได้ต่ำกว่า 85 °C) Crude บางชนิด และน้ำมันเชื้อเพลิงหนักอาจมีสารประกอบที่ไม่ละลายใน n-hexane ทำให้มีการกู้คืนที่ต่ำ
วิธีการทดสอบที่เป็นที่ยอมรับก่อนหน้านี้ คือ EPA 413.1 และ 418.1 ใช้ Freon (CFC-113) เป็นตัวทำละลายในการสกัด ต่อมา n-hexane ได้รับเลือกให้เป็นตัวทำลายทางเลือก เพราะได้ผลลัพธ์ของการสกัดใกล้เคียงกับ freon มากที่สุด
Total Petroleum Hydrocarbons (TPH หรือส่วนไฮโดรคาร์บอนของ oil and grease) จะถูกกำหนดด้วยการใช้ อินฟราเรดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (Infrared spectrometer) และด้วยวิธีการที่กล่าวมา (EPA 1664) TPH สามารถกำหนดแบบกราวิเมตริกได้
แต่ทั้งนี้ EPA 1664 มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการก่อนหน้าสำหรับวิเคราะห์ TPH เนื่องจากสารระเหยระเหยง่ายจะสูยเสียไปเมื่อตัวทำละลายระเหย
การวิเคราะห์น้ำมัน และไขมัน ในการวิเคราะห์จะมีการตรวจสอบค่า pH ของตัวอย่าง และจะมีการทำให้สารละลายมีสภาวะ pH ต่ำกว่า 2 โดยจะทำการเติมกรดด้วยไฮโดรคลอริก (HCl) หรือกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ตัวอย่างทั้งหมดต้องเก็บในที่เย็นหลังการเก็บ (≤6°C) Oil and grease ทั้งหมดที่ถูกเก็บมาจะถูกสกัดด้วย n-hexane จากนั้นตัวอย่างที่ทำการสกัดแล้วจะถ่ายโอนไปยังกรวยแยก โดยทำการผสมส่วนประกอบทั้งหมดโดยการเขย่า แล้วปล่อยทิ้งไว้เพื่อให้สารละลายทั้งหมดแยกชั้นกันเป็น 2 เฟส
ได้เป็นเฟสอินทรีย์อยู่ด้านบน และด้านล่างเป็นเฟสของน้ำ ซึ่งจะถูกถ่ายโอนออกในภาชนะใส่ตัวอย่างเดิม ส่วนชั้นอินทรีย์หรือชั้น hexane ยังคงอยู่ในกรวยแยก และจะถูกถ่ายโอนผ่านกรวยที่มี โซเดียมซัลเฟต เพื่อขจัดน้ำส่วนเกินออกจากสารสกัด รวบรวมในภาชนะที่มีการชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้าแล้ว (ขวด หรือถ้วยระเหย) เพื่อระเหย hexane ออก
ส่วนเฟสของน้ำที่ถูกปล่อยออกจากกรวยแยกในภาชนะใส่ตัวอย่างเดิม จะต้องผ่านแระบวนการมากกว่า 2 ครั้ง เพื่อสกัดสารประกอบ oil and grease ทั้งหมดสำหรับการวิเคราะห์ เมื่อรวบรวมสารสกัทั้งสามส่วนแล้ว จะนำสารละลายทั้งไปไประเหย hexane ออก แล้วชั่งน้ำหนักภาชนะที่ชั่งน้ำหนักล่วงหน้าเป็นน้ำหนักคงที่ ความแตกต่างของมวล คือปริมาณน้ำมัน และไขมันในตัวอย่างที่เก็บรวบรวม
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของห้องปฏิบัติการ สำหรับการวิเคราะห์นี้ให้ดีขึ้น และเป็นแบบอัติโนมัติ QuataRed Ecospec ได้พัฒนาเทคโนโลยีการทดสอบ สำหรับการวิเคราะห์น้ำมันในน้ำ (Oil in water), น้ำมันในดิน (Oil in soil), ปริมาณน้ำมันทั้งหมดภายในจาระบี (TOG; Total oil in grease) และหาปริมาณปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนทั้งหมด (TPH; Total petroleum hydrocarbons)
ที่จะสามารถวิเคราะห์ทรัพยากรน้ำ และดินได้ โดย QuantaRed Technologies GmbH มีวิธีการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D7678 ได้ผลการวิเคราะห์ภายในไม่กี่วินาที และมีความแม่นยำสูง (unrivaled precision)
ใช้เทคโนโลยี Quantum Cascade Laser (QCL) เป็นเทคนิคการวิเคราะห์แบบ อินฟราเรดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (Infrared spectrometer) แต่ QCL ให้ประสิทธิภาพ power output ของความยาวคลื่นจำเพาะสูงกว่า conven ทำให้สามารถตรวจจับสิ่งปนเปื้อนในของเหลวได้อีกด้วย (trace contaminate in liquids)
ECOSPEC ถูกออกแบบมา เพื่อวัดปริมาณน้ำมัน และปริมาณไขมันในตัวอย่างของเหลว เช่น น้ำเสียจากผู้ผลิต อุตสาหกรรม (produced- or waste-water) เมื่อเทียบกับเทคนิคการวัดแบบอื่น ๆ แล้ว ECOSPEC เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (eco-friendly )ปราศจากสาร CFCs (CFC-free extraction) ซึ่งก็คือ สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbon) ทดสอบได้รวร็ว และใช้งานง่าย และยังเป็นเทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตร (patented technology) ช่วยให้สามรถวัดน้ำมัน และไขมัน ในช่วงความเข้มข้นต่ำดเกว่า ppm ภายในระยะเวลาการวัดที่สั้นอีกด้วย
CFCs หรือ Chlorofluorocarbon เป็นสารประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้นมิได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีแหล่งกำเนิดจากโรงงานอุตสาหกรรมและอุปกรณ์เครื่องใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ แอร์ในรถยนต์ และจากสเปรย์ฉีดพ่น
สาร CFC มีองค์ประกอบเป็น คลอรีน ฟลูออไรด์ และโพรวีน ซึ่งเป็นสารที่สามารถทำลายโอโซนชั้นบรรยากาศของโลกได้ ส่งผลให้รังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสียูวี ส่งมายังโลกได้มากกว่าปรกติและเป็นอันตรายต่อมนุษย์ เช่น ก่อให้เกิดเป็นมะเร็งผิวหนังได้
ขั้นตอน และการดำเนินการ (Principles of operation ) สำหรับเครื่องทดสอบ ECOSPEC
ปริมาณน้ำมัน และไขมันของน้ำ หรือดิน จะถูกสกัดด้วยไซโคลเฮกเซน (cyclohexane)หรือ ไซโคลเพนเทน (cyclopentane) และน้ำที่เหลืออยู่ในสารสกัด จะถูกจับด้วยโซเดียมซัลเฟต จากนั้น สารสกัดที่ปราศจากน้ำจะถูกวิเคราะห์ด้วย QCL Infrared Absorbance Spectroscopy โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ ECOSPEC Oil in Water
cartridges สำหรับการทดสอบมีพร้อมใช้งาน (Ready-made) สำหรับวัด Total Oil and Grease (TOG) หรือ Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) ง่ายต่อการใช้งาน และการวิเคราะห์
Key features
- ใช้เทคโนโลยี QCL-IR (Based on QCL-IR technolog)
- ออกแบบมาเพื่อวัดปริมาณน้ำมันและไขมันในน้ำหรือในดิน (Designed to quantify oil and grease in water or soil)
- การสกัดปราศจาก Chlorofluorocarbon (CFC-free extraction)
- ความแม่นยำสูง (High precision (SD: 0.05 mg/L below 10 mg/L))
- ช่วงการวัดกว้าง (Wide measurement range (0 – 2000 mg/L))
- การออกแบบที่ทนทานและพกพาสะดวกอย่างเต็มที่ (Fully portable, rugged design)
Applications
- การสำรวจและผลิตน้ำมัน (Oil exploration and production)
- โรงกลั่น (Refinery)
- กระบวนการจัดการน้ำ (Water processing)
- การบำบัดน้ำเสีย (Waste water treatment)
- การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของน้ำและดิน (Environmental monitoring of water and soil)
กระบวนการอัตโนมัตินี้ช่วยลดปริมาณตัวทำละลายที่ใช้ในกระบวนการสกัด ดังนั้นจึงช่วยลดของเสียอันตราย ปริมาณตัวทำละลายที่ลดลงยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับนักวิเคราะห์อีกด้วย นอกจากนี้ ความเป็นไปได้ของการเกิดอิมัลชันจะถูกตัดออก ลดความแปรปรวน และเร่งความสมบูรณ์ของขั้นตอนการสกัด
ทั้งนี้ บริษัท เคมีเคิลเฮ้าส์ แอนด์ แล็ป อินสทรูเม้นท์ จํากัด เป็นผู้จำหน่ายเครื่องทดสอบน้ำมัน ปิโตรเลียม และเครื่องทดสอบอื่น ๆ อีกมายมาย รวมทั้งเครื่องทดสอบ ECOSPEC ที่จะช่วยให้ท่านวิเคราะห์ หาปริมาณน้ำมัน และไขมันในน้ำ หรือ ดิน (oil and grease in water or soil) ได้
หากมีความสนใจ หรือข้อสงสัยเพิ่มเติม สามารถติดต่อสอบถามได้ที่ ptsales@chemihouse.com
หรือ Add line ที่ QR Code ด้านล่าง
ขอบคุณรูปภาพจาก news.trueid.net/detail/zmRRR0nwzvVm และ www.naewna.com/local/640048
ขอบคุณข้อมูลจาก www.caltestlabs.com/analytical-services/oilgreaseanalyses