Oil and Grease in Water Analysis

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

เทคโนโลยีและวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการตรวจวัด

การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดิน (Oil and Grease) เป็นกระบวนการสำคัญที่ใช้ในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, การบำบัดน้ำเสียในโรงงานอุตสาหกรรม, และการฟื้นฟูพื้นที่ที่ปนเปื้อนจากน้ำมัน วิธีการวิเคราะห์ที่รวดเร็วและมีความแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นในการปฏิบัติตามกฎระเบียบและหลีกเลี่ยงค่าปรับจากการปล่อยของเสียที่ไม่ตรงตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อม

ในอดีต การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินส่วนใหญ่ใช้วิธีการอินฟราเรด (IR) โดยการสกัดน้ำมันจากตัวอย่างด้วยสารละลายฟรีออน (Freon) ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายจนกระทั่งมีการแบนสารฟรีออนในปี 1995 ภายใต้ข้อตกลงของมอนทรีออล (Montreal Protocol) ซึ่งทำให้ต้องมีการพัฒนาและปรับปรุงวิธีการทดสอบน้ำมันในน้ำและดินใหม่ ๆ วิธีการที่พัฒนาขึ้นในปี 1999 คือ วิธี ASTM D 7066-04 ที่ใช้สารทำละลาย S-316 ซึ่งเป็นสารที่เป็นมิตรต่อโอโซนและสามารถใช้ร่วมกับการวิเคราะห์อินฟราเรดเพื่อทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินตามวิธี ASTM D 7066-04

วิธีการทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินตาม ASTM D 7066-04 เป็นมาตรฐานใหม่ที่ทดแทนการใช้สารฟรีออน ซึ่งวิธีนี้มีขั้นตอนการสกัดที่คล้ายคลึงกับวิธีการที่เคยใช้งานมาก่อน เช่น วิธี U.S. EPA 413.2 และ 418.1 แต่ใช้สารทำละลาย S-316 ซึ่งมีคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไม่ต้องใช้การระเหยสารในการทดสอบ อีกทั้งยังสามารถนำไปใช้ในภาคสนามได้โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาห้องปฏิบัติการหรือการทดสอบในห้องทดลองที่มีราคาแพงและใช้เวลานาน

วิธีการที่ใช้ใน ASTM D 7066-04 มีขั้นตอนการสกัดที่ง่ายและรวดเร็ว โดยเริ่มจากการกรดสกัดตัวอย่างแล้วเติมสารทำละลาย S-316 จากนั้นทำการเขย่าตัวอย่างและใช้หัวกรวยแยก (separatory funnel) เพื่อแยกสารทำละลายออกจากตัวอย่าง หลังจากนั้นจะนำตัวอย่างที่ได้ไปวัดด้วยเครื่องวิเคราะห์อินฟราเรด เช่น InfraCal TOG/TPH Analyzer จาก Wilks Enterprise ซึ่งเป็นเครื่องมือที่เหมาะสำหรับการทดสอบในภาคสนามเนื่องจากความสะดวกในการใช้งานและความแม่นยำในการวัดผล

ประโยชน์และความสะดวกในการใช้งาน

การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินในภาคสนามด้วย เครื่องมือวิเคราะห์อินฟราเรด ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ต้องการการทดสอบอย่างรวดเร็ว เช่น แท่นขุดเจาะน้ำมันในทะเล การทดสอบน้ำมันในน้ำที่มาจากกระบวนการผลิต หรือแม้กระทั่งการตรวจสอบน้ำเสียจากอุตสาหกรรม การวิเคราะห์ในภาคสนามช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วโดยไม่ต้องรอผลจากห้องปฏิบัติการ ซึ่งอาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์

เครื่องมือ InfraCal TOG/TPH Analyzer จาก Wilks Enterprise ซึ่งใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดแบบฟิลเตอร์ตายตัว (fixed filter infrared) ช่วยให้การทดสอบในภาคสนามสามารถทำได้ง่ายและรวดเร็ว ไม่จำเป็นต้องใช้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง โดยผลลัพธ์สามารถได้ภายในเวลาเพียง 10-15 นาที ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน เช่น ในการทดสอบน้ำเสียที่มาจากโรงงานอุตสาหกรรมหรือการตรวจสอบน้ำมันในน้ำจากกระบวนการผลิตน้ำมัน โดยไม่ต้องรอผลจากห้องปฏิบัติการที่มีค่าใช้จ่ายสูง

การเปรียบเทียบวิธีการวิเคราะห์น้ำมันและไขมันต่าง ๆ

การเลือกวิธีการทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินนั้นมีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา โดยเฉพาะเรื่องความแม่นยำและความสอดคล้องกับวิธีการที่ใช้ก่อนหน้านี้ เช่น วิธีการกรัมเมตริก (gravimetric method) ที่ใช้ใน EPA Method 1664A ซึ่งวัดน้ำหนักของน้ำมันที่แยกออกจากตัวอย่างด้วยสารละลายเฮกเซน (hexane) หลังจากที่น้ำมันถูกระเหยออกจากตัวอย่าง แต่การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดไม่ต้องใช้การระเหยสาร ทำให้สามารถวัดผลน้ำมันที่ยังคงอยู่ในสารละลายได้โดยตรง

การใช้ วิธีการอินฟราเรด ในการทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินนั้นมีความแม่นยำสูง โดยวัดค่าการดูดซึมของแสงอินฟราเรดที่คลื่นความยาว 3.4 μm ซึ่งสัมพันธ์กับกลุ่ม C-H ที่อยู่ในสารประกอบไฮโดรคาร์บอน การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดสามารถให้ค่าที่สอดคล้องกับน้ำหนักของสารไฮโดรคาร์บอนในตัวอย่างได้ ซึ่งในกรณีของน้ำมันจากแหล่งน้ำมันจะมีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างค่าการดูดซึมอินฟราเรดและน้ำหนักของน้ำมัน

การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินด้วย วิธีการอินฟราเรด ภายใต้ ASTM Method D 7066-04 และการใช้ เครื่องมือ InfraCal TOG/TPH Analyzer เป็นทางเลือกที่สะดวกและมีประสิทธิภาพในการทดสอบทั้งในห้องปฏิบัติการและในภาคสนาม เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้การทดสอบน้ำมันและไขมันในน้ำและดินสามารถทำได้รวดเร็วและแม่นยำ ลดค่าใช้จ่ายในการส่งตัวอย่างไปยังห้องปฏิบัติการ และช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานในพื้นที่สามารถตรวจสอบความสอดคล้องกับกฎระเบียบได้อย่างทันเวลา การวิเคราะห์ในภาคสนามนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมมลพิษและการปฏิบัติตามกฎระเบียบต่าง ๆ โดยไม่ต้องรอผลจากห้องปฏิบัติการที่มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน

InfraCal 2 Analyzers: มาตรฐานในการวัดน้ำมันในน้ำและดิน

InfraCal 2 Analyzers เป็นเครื่องมือที่ใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดสำหรับการวัดน้ำมันและไขมันในน้ำและดิน โดยได้รับการพัฒนาและใช้งานมานานกว่า 10 ปี ซึ่งมีการใช้ในหลายอุตสาหกรรมทั่วโลก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและการผลิตน้ำมัน เครื่องมือเหล่านี้มีชื่อเสียงในด้านความทนทานและความเชื่อถือได้สูง ซึ่งสามารถทำงานได้ดีแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง เช่น บนแท่นขุดเจาะน้ำมันในทะเล

เครื่อง InfraCal 2 Analyzer มีขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา และสามารถใช้งานด้วยแบตเตอรี่ ทำให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมภาคสนาม เครื่องมือนี้ใช้เทคนิคการวัดการดูดซับแสงอินฟราเรด โดยวัดที่ความยาวคลื่น 3.4 ไมครอน (หรือ 2930 cm^-1) ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่เฉพาะสำหรับการดูดซับของไฮโดรคาร์บอน เช่น ไขมัน น้ำมัน และไขมันที่ถูกสกัดออกจากน้ำเสียหรือดินด้วยตัวทำละลายที่เหมาะสม การดูดซับพลังงานอินฟราเรดในตัวอย่างมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มข้นของน้ำมันและไขมันในน้ำเสีย

เครื่อง InfraCal 2 TOG/TPH Analyzer สามารถเก็บข้อมูลการสอบเทียบหลายชุดและมีระบบการป้องกันรหัสผ่านสำหรับการตั้งค่าเครื่อง เพื่อความปลอดภัยและการควบคุมที่ดีขึ้น รุ่นที่อัพเดตของ InfraCal ซึ่งได้รับการใช้งานทั่วโลกสำหรับการวัดน้ำมันในน้ำ มีความไวที่เพิ่มขึ้น รวมถึงหน้าจอสัมผัสที่รองรับหลายภาษาและการเก็บข้อมูลภายใน เครื่องสามารถส่งออกข้อมูลได้โดยตรงผ่าน USB ไปยังคอมพิวเตอร์หรือแฟลชไดรฟ์

Infracal2 ATR-SP

เครื่องวิเคราะห์ InfraCal 2 ATR-SP ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดสารที่สามารถสกัดออกจากตัวทำละลาย (น้ำมันและไขมัน) โดยการวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดในน้ำหรือดิน โดยใช้ตัวทำละลายเช่น เฮกเซน, เพนเทน, ไซโคลเฮกเซน หรือ Vertrel MCA ในกระบวนการสกัด เครื่องมือนี้ใช้ตัวตรวจจับที่มาพร้อมกับตัวกรองที่ความยาวคลื่น 3.4 μm (2940 cm^-1) เพื่อวัดความเข้มข้นของน้ำมันและไขมัน ATR-SP สามารถใช้ได้ทั้งกับวิธีการ EPA 1664 รวมถึง ASTM D7066 และ EPA 413.1 และ 418.1 ด้วย

เครื่อง ATR-SP ใช้หลักการที่ว่าน้ำมันและไขมันสามารถสกัดออกจากน้ำหรือดินได้ผ่านการใช้ตัวทำละลายและกระบวนการสกัดที่เหมาะสม ไฮโดรคาร์บอนที่ถูกสกัดออกมาจะดูดซับพลังงานอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นเฉพาะ และปริมาณพลังงานที่ถูกดูดซับจะสัมพันธ์กับความเข้มข้นของไฮโดรคาร์บอนในตัวทำละลาย เครื่องสามารถสอบเทียบเพื่อให้ผลลัพธ์ในหน่วยที่ต้องการ เช่น %, ppm, mg/L หรือ mg/kg

หน้าจอสัมผัสของเครื่องมาพร้อมกับความสามารถในการสอบเทียบหลายระดับ, คู่มือการสอบเทียบ, ฐานข้อมูลผู้ใช้หลายระดับ, หลายภาษาให้เลือกตามความชอบของผู้ใช้, ระบบเตือนภัยเมื่อเกินค่าต่ำ/สูง และมีการจัดเก็บการวัดในประวัติการใช้งานเพื่อให้สามารถเรียกคืนหรือส่งออกข้อมูลไปยังแฟลชไดรฟ์หรือพอร์ตอนุกรม

การทำงานของ InfraCal 2 Analyzers

การวัดน้ำมันในน้ำ หรือ TPH (Total Petroleum Hydrocarbons) ในดิน ด้วย InfraCal 2 Analyzer ใช้เวลาเพียงไม่ถึง 15 นาทีในการทดสอบ และสามารถทำได้โดยบุคลากรที่ได้รับการฝึกฝนเพียงเล็กน้อย เครื่องมือเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดที่ผ่านการทดสอบในสนามเพื่อให้ได้ผลการทดสอบที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในระดับ ppm (ส่วนในล้าน) หรือแม้กระทั่งในระดับเปอร์เซ็นต์ (เปอร์เซ็นต์น้ำมันในน้ำหรือดิน)

คุณสมบัติเด่นของ InfraCal 2 Analyzer

1. ทนทานและใช้งานง่าย: เนื่องจากมีการออกแบบที่ไม่มีกลไกที่เคลื่อนไหว ทำให้ InfraCal 2 Analyzer เป็นเครื่องมือที่ทนทานต่อการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น ในงานบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมการผลิตน้ำมันหรือการฟื้นฟูพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนของน้ำมัน
2. ผลการทดสอบที่รวดเร็ว: การทดสอบแต่ละครั้งสามารถให้ผลได้ในเวลาไม่เกิน 15 นาที ซึ่งเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่ต้องการการทดสอบแบบเร่งด่วน
3. การใช้งานที่ง่าย: เครื่องมือเหล่านี้ออกแบบมาให้ใช้งานง่าย โดยไม่จำเป็นต้องมีผู้เชี่ยวชาญทางด้านเทคนิคในการใช้งาน จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่ต่างๆ เช่น แท่นขุดเจาะน้ำมัน โรงงานอุตสาหกรรม และพื้นที่ฟื้นฟูดินที่ปนเปื้อน
4. การเก็บข้อมูลและความปลอดภัย: InfraCal 2 Analyzer รุ่นล่าสุดมีฟีเจอร์ใหม่ เช่น การเก็บข้อมูล การถ่ายโอนข้อมูล และการตั้งค่าการป้องกันด้วยรหัสผ่าน เพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน