ENVI

242422
Environmental Chemistry

2020_online Distance learning
By Dr. Wachirawan Pimrote

เคมสี ภาวะแวดล้อม Environmental Chemistry

Atmosphere Biosphere

Hydrosphere Geosphere

7/6/2020 Anthrosphere Nuclear
Environmental
chemistry

2

การตรวจสอบคุณภาพสิ่งแวดล้อม

• คุณภาพอากาศ อ้างองิ ตามวธิ ีมาตรฐานสากล
• คุณภาพนา้ หรือตามที่หน่วยงานราชการ
• คุณภาพดนิ และกากตะกอน ของประเทศไทยกาหนด

• คุณภาพเสียง

3 242422_Wachirawan_Envi 7/6/2020

มลภาวะส่ิงแวดล้อม: Environmental Pollution

4 Nuclear Environmental chemistry • Pollution มลพษิ มลภาวะ
• Water Pollution มลพษิ ทางน้า
• Air Pollution มลพษิ ทางอากาศ
• Soil Pollution มลพษิ ทางดนิ
• Noise Pollution มลพษิ ทางเสียง
• Pollute (v)ก่อให้เกดิ มลพษิ
• Pollutant (n)สารพษิ

7/6/2020

ประเภทของสิ่งแวดล้อม

1. ส่ิงแวดล้อมทางธรรมชาติ (Natural Environment)

2. ส่ิงแวดล้อมทม่ี นุษย์สร้างขนึ้ (Man-Made Environment)

7/6/2020 Nuclear
Environmental
chemistry 5

การเกบ็ ตวั อย่าง การรกั ษาตวั อย่าง การวิเคราะหค์ ณุ ภาพส่ิงแวดล้อม

1. คณุ ภาพน้า
2. คณุ ภาพอากาศ
3. คณุ ภาพเสียง
4. คณุ ภาพมลู ฝอย
5. คณุ ภาพดิน
6. คณุ ภาพทางชีววิทยา (ทงั้ พืชและสตั ว)์

คุณภาพอากาศในบรรยากาศ (Ambient Air)

• คุณภาพอากาศในบรรยากาศ
• มลพษิ ทางอากาศจากอุตสาหกรรม
• มลพษิ ทางอากาศจากยานพาหนะ
• มลพษิ หมอกควนั

คุณภาพอากาศจากปล่องระบาย (Stack Air Emission)

Description of the methods: All the tests have
been performed using continuous stack emission
monitoring (CEMS) test methods. Kane-940
continuous analyzer was used to monitor CO,
SO2, CO2, NO and NO2. The Analyzer is designed
to meet the BS EN 50319 standard method. CO,
NO and SO2 is measured using Electrochemical
sensors and CO2 is measured using Non-
Dispersive Infra-Red (NDIR), Method.

ระดบั เสียงและความสั่นสะเทือน (Noise and Vibration)

• มลพษิ ทางเสียงและความส่ันสะเทือน

คุณภาพส่ิงแวดล้อม อาชีวอนามัย และความปลอดภยั ภายในสถานประกอบการ
(Occupational Health and Safety)

คุณภาพนา้ (Water Quality)

• นา้ จืด
• นา้ ทะเล
• นา้ เสียอุตสาหกรรม
• นา้ เสียเกษตรกรรม
• นา้ เสียชุมชน

คุณภาพดนิ และกากตะกอน (Soil and Sludge)

Let’s Do it! เราจะผา่ นไปดว้ ยกนั

13 242422_Wachirawan_Envi 7/6/2020

เครื่องมือทใ่ี ช้ในการวเิ คราะห์ทดสอบ คุณภาพทางสิ่งแวดล้อม

• AAS วเิ คราะห์โลหะหนักทปี่ นเปื้ อนในแหล่งนา้ ดนิ อากาศ เป็ นต้น
• ICP

• UV-VIS ฟอสเฟต ไนเตรท แอมโมเนีย เป็ นต้น

• HPLC ฟี นอล เป็ นต้น

• GC/GC-MS ยาฆ่าแมลง ยาปราบวชั พืช เป็ นต้น

• TOC Total organic carbon

(BOD, COD)

ISO 17025

การเกบ็ ตวั อย่างนา้ เพ่ือการวเิ คราะห์ ภาคสนาม

7/6/2020 Instrumentation for chrmical analysis, WP 15

ตวั อย่างดิน

วิธีการรกั ษาตวั อย่างดิน

parameter container preservative Holding time

โลหะหนัก ยกเว้น พลาสติกหรือ แก้ว แช่เยน็ ที่ 4 ± 2 ๐C 180 วนั
Cr, Hg
Cr 30 วนั ก่อนเตรียมตวั อย่าง
4 วนั หลงั เตรียมตัวอย่าง
Hg แก้ว 28 วนั
14 วนั ก่อนเตรียมตัวอย่าง
สารป้องกนั กาจดั 40 วนั หลงั เตรียมตัวอย่าง
ศัตรูพืชและสัตว์
17
7/6/2020 Instrumentation for chrmical analysis, WP

มาตรฐานคุณภาพดนิ ทใี่ ช้ประโยชน์เพ่ือการอยู่อาศัยและเกษตรกรรม

ดชั นีคุณภาพดนิ หน่วย ค่ามาตรฐาน วธิ ีตรวจวัด

โลหะหนัก มลิ ลกิ รัม ≤ 27 ICP-AES, AAS
สารหนู As
แคดเมยี ม Cd / ≤ 812 หรือวธิ ีอ่ืนทก่ี รมควบคุม
ตะกวั่ Pb กโิ ลกรัม ≤ 750 มลพษิ เห็นชอบ
โครเมียม Cr ≤ 640
ปรอท Hg mg/kg 18
ซีลเี นียม Se
≤ 610

7/6/2020 ≤ 10,000

Instrumentation for chrmical analysis, WP

มาตรฐานคุณภาพดนิ ทใี่ ช้ประโยชน์เพ่ือการอยู่อาศัยและเกษตรกรรม

ดชั นีคุณภาพดนิ หน่วย ค่ามาตรฐาน วธิ ีตรวจวดั
ยาฆ่าแมลง
มิลลกิ รัม ≤ 110 GC, GC/MS
คลอเดน / ≤ 120 หรือวธิ ีอ่ืนทกี่ รมควบคุม
ดดี ีที กโิ ลกรัม ≤ 12,000 มลพษิ เห็นชอบ
2,4-ดี
ดลิ ดริน ≤ 1.5
ลนิ เดน ≤ 29
เฮปตาคลอร์
≤ 5.5

7/6/2020 Instrumentation for chrmical analysis, WP 19

มลพษิ ทางเสียง (Noise pollution)

ทม่ี าของมลพษิ ทางเสียง

1. สิ่งประดษิ ฐ์ เป็ นเสยี งทเี่ กดิ จากเครอื่ งใชไ้ มส้ อย ยานพาหนะ เครื่องจกั ร
เครื่องยนต์ ฯลฯ ทดี่ งั เกนิ ขดี ความปลอดภยั

2. ธรรมชาติ เป็ นเสยี งทเี่ กดิ ขนึ้ เองตามธรรมชาติ เชน่ ฟ้าผ่า ฟ้า
ร้อง ภูเขาไฟระเบดิ ฯลฯ

คณุ ภาพของเสยี งมอี ยู่ 2 อย่างคือความถี่และความดงั ของเสียง โดยความดงั ของเสียมหี น่วยวดั เป็ น “เดซิเบล”
(decibel) ระดบั ของเสียงทเี่ หมาะกบั มนุษย์ต้องไม่เกนิ 30 db แต่เสียงส่วนใหญ่มกั จะดงั มากกว่า 30 db และไม่มที างที่
จะทาให้ลดลงมาได้

ดงั น้ัน จงึ มกี ารกาหนดข้นั สูงของเสียงไว้ เช่น เสียงของยานพาหนะดงั ไม่เกนิ 75 db
เมื่อวดั จากตวั ยานพาหนะ 7 เมตร แต่โรงงานอุตสาหกรรม (ในต่างประเทศ) ไม่เกนิ 85 db

7/6/2020 Nuclear
Environmental
chemistry 20

อนั ตรายของเสียง

1. ร่างกาย ทาให้หูพิการ/อวัยวะบางอย่างเส่ือม หรือผิดปกติ

เช่น นอนไม่หลบั หัวใจเต้นแรง โลหิตหมุนเวยี นมากขึน้ กรด
ในกระเพาะอาหารหลั่งมากกว่าปกติ บุคลิกภาพเปลี่ยน คลื่นไส้
อาเจยี น ท้องเฟ้อ ฯลฯ

2. จติ ใจ อารมณ์เปลย่ี นแปลง อาจจะคล้มุ คลง่ั เครียด

3. การงาน ผดิ พลาด/ประสิทธิภาพเส่ือมถอย ขาดสมาธิ ฯลฯ

7/6/2020 Nuclear 21
Environmental
chemistry

22 242422_Wachirawan_Envi 7/6/2020

Time it takes for garbage to
decompose in the environment:

garbage Decompose time

Glass Bottle 1 million years

Plastic Beverage 450 years

Bottles

Aluminum Can 80-200 years

Foamed Plastic Cups 50 years

Plastic Bag 10-20 years

Waxed Milk Carton 3 months

Apple Core 2 months

Orange or Banana Peel 2-5 weeks

Paper Towel 2-4 weeks

Compostable packages 2-12 weeks

23

7/6/2020 Nuclear Environmental chemistry

มลพษิ ทางอากาศ (Air pollution)

บรรยากาศ (Atmosphere) หมายถึง อากาศท้งั หมดทอี่ ยู่รอบตัวเรา
และห่อหุ้มโลกเราไว้ โดยอยู่ในช่วง 800 - 960 กิโลเมตรจากผิวโลก
ประกอบด้วย อากาศ ฝ่ ุน ละออง เขม่า ควนั ไฟ เชื้อโรค

7/6/2020 Nuclear 24
Environmental
chemistry

องค์ประกอบของอากาศ

78% N2

21% O2 +1%smAar,ll0, .v0a3r%iabCleO2
amounts of water vapor
7/6/20 25
20 Nuclear
Environmental
chemistry

มลพษิ ทางอากาศ (Air pollution)

อากาศเสีย หรือ “มลพษิ ทางอากาศ” หมายถึง ส่วนประกอบของอากาศซ่ึง
เปลี่ยนแปลงไปโดยมีปริมาณของ ฝ่ ุนละออง ก๊าซ กล่ิน หมอกควัน ไอ ไอน้า
เขม่าและกัมมันตภาพรังสีอยู่ในปริมาณท่ีสูงกว่าระดับปกติ เป็ นเวลานานพอ ท่ี
จะทาให้เกดิ อนั ตรายแก่มนุษย์ สัตว์ พืช หรือทรัพย์สินต่าง ๆ

7/6/2020 Nuclear 26
Environmental
chemistry

มลพษิ ทางอากาศจาแนกได้เป็ น 3 ประเภท

1.) สารอนินทรีย์

NO , NO2 , SO2 , SO3 , CO , และ H2S , HF , NH3 , Cl2
2.) สารอนิ ทรีย์

Hydrocarbon : Methane, Octane , Benzene, Ethylene

และ Aldehyde, Acetone

Pesticide : Chlorinated Hydrocarbon , Benzopyrene ,

3.) particulates

ของแข็ง : ควนั เขม่า ฝ่ ุน ขีเ้ ถ้า คาร์บอน ตะกว่ั asbestos

ของเหลว : ละอองนา้ ละอองนา้ มนั ไอของกรดต่าง ๆ

7/6/2020 Nuclear 27
Environmental
chemistry

กล่มุ แก๊สอ่ืนๆ ทท่ี าให้เกดิ มลพษิ ทางอากาศ

Particulates (ฝ่ ุนละออง ละอองเกษร ควนั ขเี้ ถ้า)

- อนุภาคทแี่ ขวนลอยในอากาศ (ของแขง็ ของเหลว)
- เกดิ ตามธรรมชาติ
- เกดิ จากการกระทาของมนุษย์ ทาให้เกดิ ปัญหาต่อสุขภาพโดยเฉพาะระบบหายใจ ปัญหา

ของการมองเห็น

PM 10, PM 2.5 มะเร็งปอด โรคซึมเศร้า COVID 19

7/6/2020 Nuclear 28
Environmental
chemistry

PM 2.5 Air pollution

• AIRVISUAL, AIR4THAI, DUST BOY

• PM 2.5 ไม่เกนิ 25 ไมโครกรัมต่อตารางเมตร (g/m3) (Thai)

• AQI (Air Quality Index) US ไม่เกนิ 50 ดชั นีคุณภาพอากาศ

• PM2.5 การเผาใหม้ยานพาหนะ เผาทางการเกษตรและอุตสาหกรรม

• PM10 มผี ลต่อระบบทางเดนิ หายใจและปอด

• CO การเผาไหม้เชื้อเพลงิ ทไี่ ม่สมบูรณ์ รวมตัวเมด็ เลือดแดง อ่อนเพลยี หัวใจทางานหนัก

• NO2 มใี นธรรมชาติและการกระทาของมนุษย์ ผลกระทบต่อการมองเห็น การหายใจ

• O3 ช้ันบรรยากาสผวิ โลก ระคายเคืองตาและการหายใจ การทางานของปอดลดลง

• SO2 มใี นธรรมชาตแิ ละการเผาไหม้เชื้อเพลงิ (S) เยื่อบุตา ผวิ หนัง

ทางเดนิ หายใจ หลอดลมอกั เสบ 7/6/2020

29 ElectroChemistry, WP

การตรวจวดั ฝ่ ุน

30 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

ฝ่ นุ ละออง(Particulate)

ฝ่ ุนละอองในอากาศ คือ กล่มุ ของมวลสารอนุภาคเลก็ ๆ อาจเป็ นของเหลวหรือ
ของแขง็ ทก่ี ระจดั กระจายในบรรยากาศ ขนาดของอนุภาคมตี ้งั แต่ 1 ไมครอนถงึ หลายๆ
ร้อยไมครอน

ฝ่ ุนละอองทส่ี าคญั คือขนาดทส่ี ามารถสูดหายใจเข้าไปในร่างกายได้ ซึ่งมี
ขนาดต้งั แต่ 0.1 จนถึง 10 ไมครอน ซ่ึงฝ่ นุ ละอองนีจ้ ะแขวนลอยในบรรยากาศได้
นานกว่าขนาดอื่นๆ ทาให้บรรยากาศขุ่นมัว

31 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

เราแบ่งชนิดฝ่ ุนตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ทส่ี าคญั ได้ 2 ประเภท

- Total Suspended Particulates (TSP):ฝ่ ุนละอองทมี่ ขี นาดเลก็ กว่า 100 ไมครอน(ฝ่ ุนราคาญ)
- Particles less than 10 um in diameter (PM10) ฝ่ ุนละอองทม่ี ีขนาดเลก็ กว่า 10 ไมครอน เนื่องจากมี

ขนาดเลก็ พอทจ่ี ะเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจส่วนล่างและถุงลมปอดของมนุษย์ได้เป็ นผลให้เกดิ โรค
ทางเดินหายใจโรคปอดต่าง ๆ เกดิ การระคายเคืองและทาลายเย่ือหุ้มปอด

32 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

Particulate Size Classifications

• How small is 10 microns and 2.5 microns?

Human Hair PM-2.5
70 Microns
PM-10 2.5 Microns
7/6/2020
10 Microns

33 Instrumentation for chrmical analysis, WP

34

ขนาดของฝ่ ุนมผี ลต่ออวยั วะต่างๆในร่างกาย

Particles > 10 um

Collect in upper
part of respiratory system

35 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

Gravimetric-High Volume

ขนาดของฝ่ ุนมผี ลต่ออวยั วะต่างๆในร่างกาย

Particles 1-10 um

Collect in middle part of
respiratory system--the
tracheobronchial region

36 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

ขนาดของฝ่ ุนมผี ลต่ออวยั วะต่างๆในร่างกาย

Particles < 1 um

Collect in most
remote portions of
lungs-- the air sacs
( or alveoli )

37 Instrumentation for chrmical analysis, WP 7/6/2020

NIOSH nO. 0500, 0600

เคร่ืองมือตรวจวดั ทางอากาศ PM10

PM 2.5

38 ElectroChemistry, WP 7/6/2020

smoke + fog ปัญหาของเมืองใหญ่

1. London or classical smog ออกไซด์ของซัลเฟอร์
และ particulates เกดิ มากในฤดูหนาวตอนเช้าตรู

2. Los Angeles or photochemical smog

- โอโซน ออกไซด์ของไนโตรเจน และ ไฮโดรคาร์บอน

- เกดิ ในฤดูร้อน โดยเฉพาะตอนเทย่ี ง

7/6/2020 Nuclear 39
Environmental
chemistry

หมอกควนั Smog

NO, CO, SO2
H2SO4, NO2,O3

Pb,Cd

7/6/2020 winterNuclear 40

Environmental

chemistry

Typical Variations with Time in the Concentration of
Air Pollutants on a Smoggy Day

7/6/20 4N1uclear Environmental chemistry
20

17.7

ภาวะโลกร้อน

"ภาวะโลกร้อน" (Global warming) หมายถงึ อณุ หภูมิของ
โลกทเี่ พม่ิ สูงขนึ้ เนื่องจากสภาวะเรือนกระจก (Green house effect)

7/6/2020 Nuclear 42
Environmental
chemistry

แก๊สเรือนกระจก Greenhouse gaes

แก๊สเรือนกระจก CO2, CFC, CH4, N2O ไอนา้ พลงั งาน
ความร้อน
ถูกดูดซับ
บรรยากาศช้ัน Troposhere

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม : เป็ นผลจากปริมาณพลงั งานความร้อน
อุณหภูมิพืน้ ผวิ โลกเพมิ่ ขนึ้ ภูมอิ ากาศแปรปรวน ทาลายผลติ ผลการเกษตร ภยั พบิ ตั ทิ างธรรมชาตจิ ะรุนแรง

Nuclear 14
Environmental
274/306/20 chemistry

สาเหตุหลกั : จากการทม่ี นุษย์ได้เพมิ่ ปริมาณก๊าซเรือนกระจก
ได้แก่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลงิ ต่างๆทม่ี ี
คาร์บอนเป็ นส่วนประกอบ เพ่ือการขนส่ง การอุตสาหกรรม และการผลติ
ไฟฟ้า เป็ นต้น

2744/06/20 Nuclear
Environmental
chemistry

กิจกรรมของมนษุ ย์ เป็ นสาเหตสุ าคญั ที่กอ่ ใหเ้ กิดการเพิ่มข้ึนของ
ปรมิ าณกา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ ในวงจรคารบ์ อนของโลก

ป่ าไม้ ท้ังเป็ นแหล่ง ดูดซับและ •• การพฒั นาด้านเศรษฐกจิ
ปล่อย CO2 •• การผลติ
• การใช้พลงั งาน
การตดั ไม้ทาลายป่ า + เผาป่ า ปล่อย
CO2

การอุตสาหกรรม
คมนาคมขนส่ ง

นับเป็ นสาเหตุสาคญั ของการปล่อย

ก๊าซ CO2

7/6/2020 Nuclear IPCC (2005)
Environmental
chemistry 45

“กำ๊ ซเรอื นกระจก” (Greenhouse Gas)

ก๊าซเรือนกระจกทสี่ าคัญ มอี ยู่ในธรรมชาติ • ไอนำ้
ไมม่ ใี นธรรมชาติ
ไอนา้ • โอโซน (O3)
• คำรบ์ อนไดออกไซด์ (CO2)
• มเี ทน (CH4)
• ไนตรสั ออกไซด์ (N2O)
• ซลั เฟอรเ์ ฮกซะฟลอู อไรด์

(SF6)
• ไฮโดรฟลอู อโรคำรบ์ อน

(HFCs)

• เปอรฟ์ ลอู อโรคำรบ์ อน (PFCs)

• คลอโรฟลอู อโรคำรบ์ อน
(CFCs)

7/6/2020 Nuclear 46
Environmental
chemistry

1. การเปลยี่ นแปลงสภาพแวดล้อม

1) น้าแข็งและหิมะละลาย
-น้าแขง็ ที่ขั้วโลกละลาย

-หิมะบนยอดเขาละลาย

ปี 2536 ปี 2543

© NASA Earth Observatory © NASA Earth Observatory

7/6/2020 Nuclear
Environmental
chemistry
47

2) เกดิ การเปลย่ี นแปลงของลม

- เกิดพายุ ท่ีรนุ แรงและบ่อยครงั้ ข้ึน Nuclear
- ระดบั นา้ ทะเลสูงข้ึน Environmental
chemistry
- สภาพอากาศท่ีเปล่ียนแปลงอย่าง
รวดเรว็ ฤดูกาลเปล่ียนแปลง

- ระบบนิเวศในทะเลและชายฝ่ังทะเล
เกิดความเสียหาย

427/806/20

3) วฏั จกั รนำ้ เปลยี่ นแปลง

- ฝนตกหนกั ข้ึนในบางจุด เกิดนา้ ท่วมเฉียบพลัน
- ฝนไม่กระจายตวั เกิดภาวะแหง้ แลง้ ท่ียาวนานในบางพ้ืนท่ี

247/906/20 Nuclear
Environmental
chemistry

4) ผลกระทบตอ่ ระบบนเิ วศและพชื พรรณบนบกและในทะเล

- การเปล่ียนแปลงเขตของพืชพรรณและการปะปน
กนั ของพืช และสตั วช์ นิดตา่ งๆ ในแตล่ ะภมู ิภาค

- การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ
- ปะการงั ฟอกขาว

7/6/20 Nuclear
20 Environmental
chemistry

50