สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
การทดสอบสมมติฐานตามหลักสถิติ 2 tailed t-test ได้ถูกน้ามาใช้เพ่ือวิเคราะห์ข้อมูลประสิทธิภาพในการก้าจัด
สารอินทรีย์ของเรซินในน้าตัวอย่างทั้ง 6 จุด ซ่ึงพบว่า ประสิทธิภาพในการก้าจัด DOC ระหว่างเรซินทั้งสองชนิดน้ีไม่แตกต่างกัน
อย่างมีนัยส้าคัญ (p-value > 0.01) แต่ประสิทธิภาพในการก้าจัด TDN ของเรซินชนิด MIEX GOLD สูงกว่าเรซิน MIEX DOC
อย่างมีนัยส้าคัญ (p-value < 0.01) พฤติกรรมของเรซินที่สามารถก้าจัด DOC ได้ดีกว่า TDN นั้น เนื่องมาจาก MIEX resin มี
function group คือ quaternary amide ซึ่งสามารถก้าจดั สารอนิ ทรยี โ์ ดยการแลกเปลี่ยนประจุ และมีความชอบ (affinity) ที่จะ
จับกับสารอินทรีย์กลุ่มที่มีขนาดโมเลกุลเล็กและกลุ่มที่ไม่ชอบน้า (hydrophobic) เช่นสารกลุ่มกรดอินทรีย์ ฮิวมิก (humic) และ
ฟุลวิก (fulvic) เป็นต้น แต่อินทรีย์ไนโตรเจนน้ัน ส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทางชีววิทยาและมีคุณสมบัติคล้ายโปรตีน เช่น
Extracellular polymeric substance (EPS) ซ่ึงสารกล่มุ นม้ี ขี นาดโมเลกุลใหญก่ วา่ สารกลุม่ ฮวิ มิก ท้าใหไ้ ม่สามารถเคลอ่ื นทีเ่ ขา้ ไป
ภายในรูพรุนของเรซินชนิด MIEX DOC ได้ ดังที่ Jutaporn et al. [4] ได้รายงานว่า size exclusion คือกลไกหลักท่ีท้าให้
ประสิทธิภาพในการก้าจัดสารอินทรีย์ของเรซินลดลง งานวิจัยท่ีผ่านมา ได้รายงานว่าเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนเฉล่ียของ MIEX
GOLD และ MIEX DOC คือ 2.35 และ 2.24 µm ตามล้าดับ [3] ด้วยขนาดรูพรุนที่ใหญ่กว่าจึงสามารถอธิบายผลการทดลองที่
MIEX GOLD มปี ระสิทธภิ าพในการก้าจดั TDN ไดส้ ูงกวา่ MIEX DOC ได้
สรุป
งานวิจัยนี้ท้าการศึกษาเปรียบประสิทธิภาพในการก้าจัดสารอินทรีย์ของเรซินชนิด MIEX DOC และ MIEX GOLD จาก
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเรซินชนิด MIEX DOC และ MIEX GOLD สามารถการก้าจัดสารอินทรีย์ละลายน้าในธรรมชาติและ
สารอินทรยี ์จากน้าทงิ้ โรงงานอตุ สาหกรรมได้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ โดยสงั เกตได้จากประสทิ ธิภาพในการก้าจดั DOC และ TDN ตาม
คุณสมบัติของเรซินท้ังสองชนิด โดยที่ปริมาณเรซินท่ีเหมาะสมส้าหรับการก้าจัดสารอินทรีย์ในแม่น้าพอง คือ 3 mL/L ในระยะ
contact time 30 นาที เรซินทั้งสองชนิดมีประสิทธิภาพในการก้าจัด DOC ได้ใกล้เคียงกัน ที่ 54-61% และ 50-62% แต่เรซิน
MIEX GOLD มีประสิทธิภาพการก้าจัด TDN ได้มากกว่า MIEX DOC อย่างมีนัยส้าคัญ (p-value < 0.01) เนื่องจากปัจจัยทาง
กายภาพของ MIEX GOLD ที่มีขนาดรูพรุนใหญ่กว่า จึงสามารถก้าจัดสารอินทรีย์ชนิดที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบซึ่งมีขนาด
โมเลกลุ ใหญ่ไดด้ ีกว่า
เอกสารอา้ งอิง
[1] P.C. Singer, K. Bilyk, Enhanced coagulation using a magnetic ion exchange resin., Water Res. 36 (2002)
4009–22. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00115-X.
[2] P.A. Neale, A.I. Schäfer, Magnetic ion exchange: Is there potential for international development?,
Desalination. 248 (2009) 160–168. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.05.052.
[3] P. Jutaporn, M.D. Armstrong, O. Coronell, Assessment of C-DBP and N-DBP formation potential and its
reduction by MIEX® DOC and MIEX® GOLD resins using fluorescence spectroscopy and parallel factor
analysis, Water Res. 172 (2020) 1–11. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115460.
[4] P. Jutaporn, P.C. Singer, R.M. Cory, O. Coronell, Minimization of short-term low-pressure membrane
fouling using a magnetic ion exchange (MIEX®) resin, Water Res. 98 (2016) 225–234.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.04.007.
[5] APHA, AWWA, WEF, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd ed.,
American Water Works Association, American Public Works Association, Water Environment Federation,
Washington DC., 2017.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 133 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
022
การออกแบบทอ่ ส่งนา้ ประปาและศึกษาความดันเสน้ ทอ่
ของความตอ้ งการใชน้ ้าในระยะ 10 และ 20 ปี
โดยใชโ้ ปรแกรม EPANET 2.0
The Design of Water Supply Piping System and Pressure
Study in 10 and 20 Years By EPANET 2.0 Software
พรี กานติ์ บรรเจิด1 และ วิลาสินี สขุ ขา2
Peerakarn Banjerdkij1 and Wilasinee Sukkhum2
1ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ภาควิชาวศิ วกรรมสิง่ แวดล้อม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์ กรงุ เทพฯ 10900
2นสิ ิตบัณฑิตศกึ ษา ภาควชิ าวศิ วกรรมสง่ิ แวดลอ้ ม คณะวศิ วกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10900
*โทรศัพท์ :+66 637704407, E-mail : [email protected]
บทคดั ย่อ
เน่ืองจากหมู่บ้านเป้าหมายในเขตพ้ืนที่ศึกษา อาเภอขุนหาญ จังหวัดศรีสะเกษ ขาดแคลนน้าอุปโภคบริโภค และไม่มี
ศกั ยภาพด้านแหลง่ นา้ ผวิ ดนิ ซึ่งมหี ลายหมู่บ้านท่นี า้ ประปาเข้าไม่ถึง สาเหตุเพราะไม่มีท่อโครงข่ายที่เข้าไปภายในตัวหมู่บ้านอย่าง
ครอบคลุม เห็นได้ว่าการออกแบบโครงข่ายท่อส่งน้า และการจัดหาแหล่งน้าดิบมีความสาคัญต่อความเพียงพอด้านการอุปโภค
บริโภค การศึกษานี้จึงใช้โปรแกรม EPANET 2.0 เพื่อออกแบบการวางแนวท่อส่งจ่ายน้าประปา พิจารณาถึงความเหมาะสมด้าน
วิศวกรรมและเศรษฐศาสตร์ เน่อื งจากเป็นโปรแกรมท่ีใช้ในการวิเคราะห์การไหลของน้าทางชลศาสตร์ภายใต้แรงดันของระบบท่อ
โครงขา่ ย งานวิจยั นี้จะศกึ ษา การใชโ้ ปรแกรม EPANET 2.0 ในการวางระบบโครงข่ายท่อส่งน้าประปา โดยคานึงถึงระยะเวลาการ
ใชง้ าน 10 และ 20 ปี เพอ่ื ทาการเปรียบเทยี บราคาสาหรบั การวางท่อส่งน้าประปา และเพ่ือให้เกิดความแม่นยาในการวางแนวท่อ
สง่ จ่ายน้าใชโ้ ปรแกรม GIS software ดเู ส้นทางในการวางทอ่ ประปาน้า นอกจากน้ีได้ศึกษาแรงดันในเส้นท่อ เปรียบเทียบระหว่าง
2 สมการ คอื Darcy – Weisbach กบั Hazen – William จากการทดลองเลือกใช้สมการของ Darcy - Weisbach เพราะเป็นวิธี
ที่ดีและเชื่อถือได้มากกว่าสมการของ Hazen – Williams เม่ือเทียบผลที่ได้จากแบบจาลองโดยเลือกใช้สมการของ Darcy-
Weisbach (D - W) กับเกณฑ์ของ กปภ. เกณฑ์ความเร็วของน้าในเส้นท่อ อยู่ในช่วงประมาณ 0.6 - 1.8 ม./วินาที แรงดันน้าใน
ระบบโครงข่ายท่อส่งน้าต้องไม่ต่ากว่า 3 ม. เพื่อให้มีแรงดันเหลือเพียงพอในการส่งน้าเข้าถังน้าใส และการเสียเฮดเน่ืองจากแรง
เสยี ดทานต้องไมเ่ กิน 10 ม./กม.
คา้ สา้ คัญ : ความต้องการใชน้ ้า; ระบบประปา; แรงดนั ; โปรแกรม EPANET 2.0; ระบบโครงข่าย
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 134 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิ งแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
Abstract
Because the target village this case study in the area of Khun Han District Sisaket Province Shortage of
water And without the potential for surface water resources. Which there are many villages where the water
supply is not accessible. The reason is because there is no comprehensive piping system that goes inside the
village. Can see that the water piping system design And procuring raw water resources is important for
consumption sufficiency This study therefore uses EPANET 2.0 program to design the water supply pipeline
layout. Consider the suitability of engineering and economics. Because it is a program used in the analysis of
hydraulic water flow under the pressure of the network pipe system. This research will study Using EPANET
2.0 program for water pipe network system installation By considering the use period of 10 and 20 years in
order to compare the prices for the water supply pipeline And to ensure the accuracy of the water pipe
orientation, use the GIS software program to look at the path for water pipe laying In addition, the pressure in
the pipe is studied. By comparing the two equations, Darcy - Weisbach and Hazen - William, This the
experiment using Darcy - Weisbach equations because they are better and more reliable methods than the
Hazen - Williams equations when comparing the results from the model by choosing Use the equation of
Darcy-Weisbach (D - W) and PWA. criteria. Speed criteria for water in pipe lines Within the range of 0.6 - 1.8
m / s. The water pressure in the water distribution network system must not be less than 3 m. In order to
have enough pressure to send the water into the clear water tank. And head loss due to friction must not
exceed 10 m / km.
Keywords : Water demand; Water supply system; Pressure; EPANET 2.0 program; Piping system
บทนา้
น้ามคี วามสาคญั ต่อการดารงชีวิต สว่ นมากเป็นการใช้น้าเพ่ือการอุปโภค-บริโภค ปัจจุบันความต้องการใช้น้าเพ่ิมมากขึ้น
จึงต้องมีการจัดหาน้าที่สะอาดและวางระบบท่อให้สามารถส่งไปยังพื้นท่ีห่างไกลได้ จึงได้ดาเนินการศึกษาและหาเทคโนโลยีหรือ
แบบจาลองช่วยในการศึกษา ซึ่งมีหลายงานวิจัยใช้แบบจาลอง EPANET ออกแบบระบบโครงข่ายท่อส่งน้าประปา เช่น งานวิจัย
ของธนกิ ร และอรุณ [1] จาลองจ่ายน้าประปาในอาคาร ด้วยโปรแกรม EPANET พบว่าประยุกต์ใช้งานจากระบบท่อส่งน้าประปา
ชุมชนมาใช้กับทอ่ ส่งน้าในอาคารได้ สาโรจน์และคณะ [2] ประยุกต์ใช้โปรแกรม EPANET2.0 และ GIS วิเคราะห์ระบบประปาใน
เขตเทศบาล พบว่าแก้ไขปัญหาน้าประปาและแรงดันไม่ทั่วถึงได้ สิปปนนท์และคณะ [3] นาโปรแกรม EPANET 2.0 จาลอง
โครงข่ายท่อส่งน้า พบว่าช่วยแก้ไขปัญหาแรงดันในท่อต่าได้โดยการจาลองเปล่ียนขนาดท่อ เอกราช [4] ทดสอบประสิทธิภาพ
แรงดันนา้ ของทอ่ สง่ น้า พบว่าใช้เป็นแนวทางในการจัดการการสูญเสียของน้าได้ อังกูร [5] ใช้โปรแกรม EPANET ออกแบบระบบ
ประปาในอาคารสูง ควบคมุ อตั ราการไหลและแรงดนั ในเสน้ ทอ่ โดยใชท้ ฤษฎขี อง Hazen-William ด้วย
ดังน้ันงานวิจัยนี้จึงมีความสนใจการออกแบบระบบท่อส่งน้าประปาและศึกษาแรงดันในเส้นท่อ โดยใช้แบบจาลอง
EPANET 2.0 เพอื่ แก้ไขปญั หาในพนื้ ที่ทีข่ าดแคลนน้าอปุ โภค-บรโิ ภคในพนื้ ท่ชี นบท แบง่ เปน็ 2 สว่ น ดังนี้ 1) การออกแบบระบบทอ่
ส่งนา้ ประปาสาหรบั ความตอ้ งการใชน้ า้ ภายในระยะ 10 และ 20 ปี โดยนาข้อมูลการใช้น้าประปาจาก กปภ.สาขากันทรลักษ์ และ
ข้อมูลจานวนประชากร10 ปีย้อนหลังจากกรมปกครอง มาคานวณหาความต้องการใช้น้าที่เพิ่มข้ึนในระยะ 10 และ 20 ปี ด้วยวิธี
คณิตศาสตร์ (Arithmetic) Pn = Pn (1+r)n 2) ศึกษาแรงดันในเส้นท่อท่ีเหมาะสม โดยใช้แบบจาลองEPANET 2.0 และ
เปรยี บเทยี บกบั สมการ Hazen - Williams และ Darcy – Weisbach เพ่ือตรวจสอบความเป็นไปได้ของแบบจาลอง
อปุ กรณ์และวธิ กี าร
เครือ่ งมือทีใ่ ชใ้ นการออกแบบระบบทอ่ ส่งน้าประปาใช้โปรแกรม EPANET 2.0 เปน็ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ใช้วิเคราะห์การไหล
ของน้าทางชลศาสตร์ภายใต้แรงดันของระบบท่อโครงข่าย การนาข้อมูลเข้าในโปรแกรม EPANET 2.0 เพื่อออกแบบระบบท่อส่ง
นา้ ประปาจะมกี ระบวนการนาเขา้ ขอ้ มูล แสดงรายละเอยี ดดังรูปที่ 1
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 135 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
Backdrop สร้างโครงข่ายท่อสง่ น้า, Input Demand, วางเส้นทอ่ ,
data กา้ หนดจุดจ่ายนา้ Length(m.) Node,Elevation
ศกึ ษาความเช่อื ถอื ได้ นา้ ออกขอ้ มลู ปรบั เทยี บแบบจ้าลอง
(Reliability) และวเิ คราะห์ผล ตามเกณฑ์
รปู ที่ 1 กระบวนการน้าเขา้ ข้อมูลในโปรแกรม EPANET 2.0
วธิ ีการออกแบบระบบท่อส่งนา้ ประปา เลอื กพ้ืนท่กี ารศึกษาบรเิ วณตาบลพราน อาเภอขุนหาญ จังหวัดศรีสะเกษ สาหรับ
ความต้องการใชน้ า้ ภายในระยะเวลา 10 และ 20 ปี นั้น ไดแ้ บ่งวิธกี ารดาเนนิ การศกึ ษาออกเปน็ 5 ข้ันตอน ดังน้ี
1) การเกบ็ รวบรวมข้อมูลเบ้ืองต้น ข้อมูลท่ีต้องการคือ ข้อมูลระบบผลิตน้าประปาและระบบท่อประปาปัจจุบันของการ
ประปาส่วนภูมิภาคสาขาต่างๆ ท่ีอยู่ในพื้นที่อาเภอขุนหาญ จังหวัดศรีสะเกษ ข้อมูลสถิติของจานวนประชากรอาเภอขุนหาญ
จังหวดั ศรีสะเกษในช่วง 10 ปียอ้ นหลงั คอื ปี พ.ศ. 2553 – 2562 และแหลง่ น้าดบิ ทใ่ี ชใ้ นการผลติ นา้ ประปา
2) คาดการณป์ ระชาการและความต้องการใช้นา้ ในอนาคต
3) กาหนดพืน้ ทีจ่ า่ ยน้าและแนวท่อสง่ น้าประปา
4) นาเข้าขอ้ มลู และออกแบบโดยใช้โปรแกรม EPANET 2.0 โดยใส่ค่าที่จาเป็นเพ่อื ใชใ้ นการคานวณ ดงั แสดงในรูปท่ี 2
Node หรอื Junction Pipe การแสดงผล
-Base demand -Length คลิกเพอื่ Run Analyze
-Elevation -Diametrer
-Rt.
รปู ท่ี 2 การใสค่ ่าที่จ้าเป็นเบือต้นและการแสดงผลวิเคราะห์
5) วเิ คราะห์และประเมินราคา
ผลการทดลองและวิจารณ์
จากการรวบรวมข้อมูล สามารถคาดการณ์จานวนประชากร ในเขตพ้ืนที่ศึกษา และคาดการณ์ความต้องการใช้น้าใน
อนาคตดังรูปที่ 3 โดยอัตราการใชน้ ้าประเมนิ จากคา่ สถติ ิการใช้นา้ ของการประปาส่วนภมู ิภาคสาขากันทลักษณ์ ปี พ.ศ.2553-2562
เทา่ กบั 0.53 ลบ.ม./คน/วนั ความต้องการใช้นา้ สงู สุดเท่ากับ 1.3 เท่า ข้อมลู แสดงในตารางท่ี 1
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 136 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิ งแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ตารางที่ 1 จ้านวนผใู้ ช้นา้ และอตั ราการใชน้ า้ กปภ.สาขากนั ทรลกั ษณ์ 10 ปีย้อนหลงั ปี พ.ศ.2553-2562
ล้าดับ ปี พ.ศ. จา้ นวนผู้ใช้น้า ก้าลังการผลติ ปรมิ าณน้าจา้ หน่าย อตั ราการใช้น้า
(ลบ.ม./ราย/วนั )
(ราย) (ลบ.ม./วนั ) (ลบ.ม./เดอื น) (ลบ.ม./วัน)
1 2553 5,255 6,000 87,761 2,925 0.56
2 2554 5,650 0.57
6,000 96,059 3,202
3 2555 6,051 6,000 101,167 3,372 0.56
4 2556 6,733 7,200 104,601 3,487 0.52
5 2557 4,077 4,800 66,294 2,210 0.54
6 2558 4,293 4,800 67,713 2,257 0.53
7 2559 4,593 4,800 66,061 2,202 0.48
8 2560 4,763 4,800 74,088 2,470 0.52
9 2561 4,994 4,800 79,055 2,635 0.53
10 2562 5,144 4,800 85,877 2,863 0.56
5,155.30 5,400.00 82,867.60 2,762.25 0.53
ค่าเฉลย่ี
160.00
130.00
100.00
70.00
40.00
รูปที่ 3 เปรยี บเทยี บการใชน้ ้ากบั กา้ ลงั ผลติ ของระบบประปา
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 137 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
รปู ท่ี 4 ผลการวเิ คราะหแ์ รงดันจากโปรแกรม EPANET 2.0
จากผลการทดลองแรงดนั ในเสน้ ท่อ ของความต้องการใช้น้าภายในระยะ 10 ปีแรก จากโปรแกรม EPANET 2.0 โดยใช้
สมการของ Hazen - Williams และ Darcy – Weisbach พบว่าส่วนใหญ่แรงดันอยู่ในเกณฑ์ที่การประปาส่วนภูมิภาคกาหนดไว้
คือไม่ตา่ กวา่ 3 เมตร ดงั แสดงในตารางท่ี 2
ตารางที่ 1 ผลการวิเคราะห์โครงขา่ ยท่อสง่ น้าโดยใช้โปรแกรม EPANET 2.0 ระยะ 10 ปีแรก (ความต้องการใช้นา้ เฉลี่ยรายวนั )
ระยะท่ี 1 (พ.ศ. 2562 - 2571)
H-W D-W
Pressure (m) 19.70 - 99.04 19.71 - 99.06
Velocity (m/s)
Head loss (m/km) 0.47 - 0.56 0.47 - 0.56
0.08 - 0.15 0.07 - 0.11
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 138 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิ งแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
สรุป
จากผลการทดลอง จะเหน็ ได้วา่ ผลการวิเคราะหข์ องท้งั 2 สมการมีค่าต่างกัน เพราะว่าแต่ละสูตรใช้ค่าสัมประสิทธ์ิความ
ฝืดของท่อแตกต่างกัน เนื่องจากสมการของ Darcy–Weisbach (D-W) ใช้ร่วมกับ Moody Diagram ที่ได้จากการทดลอง
แต่สมการของ Hazen-Williams (H-W) เป็นสูตรเอมไพริกอล การศึกษาครั้งนี้จึงเลือกใช้สมการของ Darcy - Weisbach เพราะ
เป็นวธิ ีทด่ี ีและเชื่อถือได้มากกว่าสมการของ Hazen – Williams เม่ือเทียบผลท่ีได้จากแบบจาลองโดยเลือกใช้สมการของ Darcy-
Weisbach (D - W) กับเกณฑ์ของ กปภ. เกณฑ์ความเร็วของน้าในเส้นท่อ อยู่ในช่วงประมาณ 0.6 - 1.8 ม./วินาที แรงดันน้าใน
ระบบโครงข่ายท่อส่งน้าต้องไม่ต่ากว่า 3 ม. เพ่ือให้มีแรงดันเหลือเพียงพอในการส่งน้าเข้าถังน้าใส และการเสียเฮดเน่ืองจากแรง
เสียดทานต้องไมเ่ กนิ 10 ม./กม.
กติ ติกรรมประกาศ
ขอขอบคุณสาหรับข้อมูลต่างๆ จากบริษัท ทีม คอนซัลต้ิง เอ็นจิเนียริ่ง แอนด์ แมเนจเม้นท์ จากัด (มหาชน), ฝ่ายงาน
วศิ วกรรม การประปาสว่ นภูมิภาค สาขากันทรลักษณ์ และอาจารย์ท่ีปรึกษา
เอกสารอ้างอิง
[1] ธนกิ ร ส่งศรี และอรุณ นาเทียมเขต. 2550. การออกแบบระบบจ่ายน้าประปาภายในอาคารสูงโดยใชโ้ ปรแกรม EPANET.
[2] สาโรจน์ ศรีชัย และคณะ. 2553. การประยุกต์ใช้ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์และโประแกรม EPANET 2.0 ในการศึกษา
และวิเคราะห์ระบบประปาในเขตเทศบาล ตาบลบางระกา อาเภอบางเลน จงั หวัดนครปฐม.
[3] สปิ ปนนท์ กง่ิ กา้ และคณะ. 2560. แบบจาลอง EPANET ระบบโครงข่ายท่อประปา การประปาสว่ นภูมิภาคสาขาพิจติ ร.
[4] เอกราช แลวฤทธิ์. 2557. การทานายความต้องการน้าและประเมินขีดความสามารถระบบโครงข่ายท่อส่งน้าประปาของ
เทศบาลนครราชสมี า.
[5] อังกูร รินทรามี และคณะ. 2547. การวิเคราะห์การออกแบบระบบประปาภายในอาคารสู.ด้วยแบบจาลองคณิตศาสตร์
EPANET.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 139 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
023
ชนดิ และปริมาณขยะบริเวณชายหาดในจังหวัดภเู กต็
Types and Amounts of Litter at Phuket Beaches
จันทินี บญุ ชยั 1 และ กมนรัตน์ ทองนวล2
Chantinee Boonchai1* and Kamonrat Thongnual2
1อาจารย์ คณะเทคโนโลยีและส่งิ แวดลอ้ ม มหาวทิ ยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตภูเก็ต 83120
2นสิ ิตบณั ฑติ ศึกษา ภาควชิ าเทคโนโลยีและการจดั การสงิ่ แวดลอ้ ม คณะเทคโนโลยีและส่งิ แวดล้อม
มหาวิทยาลยั สงขลานครนิ ทร์ วทิ ยาเขตภูเกต็ 83120
*โทรศัพท์ : 086-4758954, E-mail : [email protected]
บทคดั ยอ่
การศึกษาคร้ังนี้ได้ดาเนินการสุ่มเก็บตัวอย่างขยะท่ีตกค้างบริเวณหาดกะรนและหาดป่าตอง ในเดือนมีนาคม-เดือน
พฤษภาคม 2562 โดยแบ่งพื้นท่ีเป็น 2 ส่วน คือ หน้าหาด (แนวน้าข้ึน-ลงถึงพืชปกคลุมชายหาด) และหลังหาด (บริเวณมีพืชปก
คลุมหรือแนวต้นไม้ยืนต้นต่าง ๆ จนถึงสิ่งก่อสร้าง) โดยหาปริมาณและความหนาแน่นของขยะ (ชิ้นต่อตารางเมตร) รวมทั้งดัชนี
ความสะอาดของหาด (Clean-Coast Index: CCI) จากการศึกษาพบว่า หาดกะรนมีปริมาณขยะท้ังหน้า-หลังหาดท้ังหมด
1,375 ช้นิ มีค่าเฉลีย่ ความหนาแน่นขยะ 0.24 ช้ิน/ตร.ม. (หน้าหาด) และ 1.14 ชิ้น/ตร.ม. (หลังหาด) และหาดป่าตองพบปริมาณ
ขยะท้งั หมด จานวน 589 ชิ้น มีคา่ เฉลี่ยความหนาแน่นของปรมิ าณขยะบริเวณหน้า-หลงั หาด 0.25 ช้นิ /ตร.ม. และ 0.52 ชิ้น/ตร.ม.
ตามลาดบั ซึ่งท้ังสองหาดพบประเภทของขยะพลาสตกิ มากท่สี ุด ได้แก่ ก้นบุหร่ีเหมือนกัน โดยดัชนีความสะอาดของหาด (Clean-
Coast Index: CCI) บริเวณหน้าหาดกะรนอยู่ในเกณฑ์สะอาดและบริเวณหลังหาดอยูในเกณฑ์สกปรกมาก หน้าหาดป่าตองอยู่ใน
เกณฑ์อยู่ในเกณฑ์สะอาดปานกลางและหลังหาดอยู่ในเกณฑส์ กปรก ตามลาดับ ผลการศึกษาน้ีบ่งบอกว่าควรมีมาตรการลดการใช้
พลาสติกและการสูบบุหรี่ในบริเวณหาด โดยเฉพาะหลังหาด เพ่ือส่งเสริมการจัดการการท่องเที่ยวและทรัพยา กรธรรมชาติและ
ส่ิงแวดล้อมอยา่ งย่ังยืน
คาสาคัญ : ชายหาดภเู ก็ต; ดัชนีความสะอาดของหาด; ปรมิ าณขยะ
Abstract
This study conducted a random sampling of litter at Karon and Patong Beach between March - May
2019. The study area was divided into two parts namely beachfront (the water line to the vegetation area)
and the back of the beach (the areas that are covered by vegetation and structure). The analysis revealed the
total amount of litter and density per square meter as well as the Clean-Coast Index (CCI). The results of this
study showed that Karon Beach had a total of 1,375 pieces of litter with an average density of 0.24 items/m-2
(beachfront) and 1.14 items/m-2 (behind the beach). Patong Beach had a total of 589 pieces with an average
density at the beachfront being 0.25 items/m-2 and 0.52 items/m-2 behind the beach. In both beaches it was
found that plastic litter was the most abundant with cigarette butts being the most commonly found item.
The Clean-Coast Index (CCI) at the beachfront of Karon Beach was classified as clean while the back of the
beach being dirty. Patong beachfront CCI was medium while the back of the beach was categorized as dirty.
This study shows that there should be measures to reduce plastic use and smoking in the beach area
especially behind the beach to promote sustainable management of tourism and natural resources.
Keywords : Phuket Beach; Clean-Coast Index; amount of litter
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 140 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
บทนา
ประเทศไทยเป็น 1 ใน 6 ของประเทศท่ีปล่อยขยะลงสู่ทะเลมากที่สุดในโลก โดยมีปริมาณ 1.03 ล้านตันต่อปี [1] จาก
การศึกษาของกรมควบคุมมลพิษ พบว่าขยะทะเลส่วนใหญ่มาจากกิจกรรมบริเวณชายฝั่งถึงร้อยละ 80 และร้อยละ 20 เกิดจาก
กิจกรรมในทะเล ซึ่งสาเหตุมาจากการทิ้งขยะในชุมชน แหล่งท่องเท่ียว การประกอบอาชีพทางทะเล ส่งผลกระทบโดยตรงต่อ
ทัศนยี ภาพ คุณภาพสิ่งแวดล้อม และอุตสาหกรรมการท่องเท่ียว [2] โดยเฉพาะอย่างยิ่งจังหวัดภูเก็ตที่เป็นเมืองแห่งการท่องเท่ียว
สาคัญของประเทศไทย การจัดการขยะบริเวณชายหาดในปัจจุบันยังไม่มีการบันทึกปริมาณและประเภทของขยะอย่างเป็นระบบ
อันเนื่องมาจากการเก็บขนโดยองค์การปกครองส่วนท้องถิ่นในพื้นท่ี ซ่ึงรวมไปกับขยะในแหล่งชุมชนและสถานท่ีสาธารณะอ่ืนๆ
ดว้ ยเหตุนี้ การศึกษาปรมิ าณของขยะบรเิ วณชายหาดจงึ เป็นส่งิ สาคัญในการวิเคราะห์กิจกรรมท่ีเป็นปัญหา เพื่อเป็นแนวทางในการ
จดั การขยะบรเิ วณชายหาด
การจัดการขยะอย่างมีประสิทธิภาพจาเป็นจะต้องมีข้อมูลพ้ืนฐานเพ่ือสนับสนุนนโยบายและการบัง คับใช้มาตรการ
งานวจิ ัยนจี้ งึ มวี ัตถปุ ระสงคเ์ พ่อื ศกึ ษาหาปรมิ าณขยะทตี่ กค้างบริเวณหาดกะรนและหาดป่าตอง จังหวดั ภูเก็ต เพ่ือนาไปเปน็ แนวทาง
ในการจดั การ
อปุ กรณ์และวิธีการ
ดาเนินการสุ่มเก็บตัวอย่างขยะบริเวณหาดกะรนและหาดป่าตอง ในเดือนมีนาคม-เดือนพฤษภาคม 2562 หาดละ 3 คร้ัง
คร้ังละ 3 แถว ความกว้างแถวละ 4 เมตร กระจายทั่วหาด โดยแบ่งพื้นท่ีเป็น 2 ส่วน คือ หน้าหาด (แนวน้าข้ึน-ลงถึงบริเวณที่มีพืชปก
คลมุ ชายหาด) และหลังหาด (บรเิ วณทม่ี ีพืชปกคลมุ หรือแนวต้นไม้ยืนตน้ ตา่ ง ๆ จนถึงส่งิ กอ่ สร้าง) (รูปท่ี 1)
รปู ที่ 1 ตัวอยา่ งการสมุ่ เกบ็ ขยะบริเวณหาด
ใช้วิธีการเก็บตัวอย่างขยะบนชายหาดตามแบบของ Cheshire, et al. (2009) [3] ซ่ึงมีการแบ่งขยะจากการเก็บตัวอย่างออกเป็น
77 ชนดิ แบง่ เป็นกล่มุ ใหญ่ ๆ ได้ 9 ประเภท ได้แก่ พลาสตกิ โฟมพลาสตกิ กระดาษ แกว้ /เซรามกิ ผ้า โลหะ ยาง ไม้ และประเภท
อ่นื ๆ โดยหาความหนาแน่นของขยะ (ชนิ้ ตอ่ ตารางเมตร) จากพื้นทเ่ี กบ็ ตวั อยา่ ง แล้วคานวณหาดัชนีความสะอาดของหาด (Clean-
Coast Index: CCI) โดยใชว้ ิธกี ารของ Alkalay, et al. (2007) [4] โดยมีสตู ร ดงั นี้
CCI = (ปริมาณขยะทพ่ี บ (ชิ้น)) * ค่าคงท่ี =20
พนื้ ที่เก็บตวั อยา่ ง (ตร.ม)
การแปลผลค่าดัชนีความสะอาดบริเวณชายหาดใช้เกณฑ์ดังตารางที่ 1 และทาใช้ Paired t-test ในการวิเคราะห์ทางสถิติเพ่ือ
เปรียบเทยี บความแตกต่างของปริมาณขยะบริเวณหนา้ และหลงั ชายหาด
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 141 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ตารางที่ 1 การเปรียบคา่ ดชั นีความสะอาดบริเวณชายหาด
ดัชนีความสะอาด เกณฑ์ นิยาม
ไมพ่ บเหน็ ขยะ
0 – 2 สะอาดมาก ไม่เหน็ ขยะคลอบคลมุ พื้นท่ี
พบเศษขยะบา้ งจานวนน้อย
2 – 5 สะอาด มเี ศษขยะมากมายบนชายฝั่ง
ชายหาดถูกปกคลมุ ไปดว้ ยเศษพลาสติก
5 – 10 ปานกลาง
10 – 20 สกปรก
มากกวา่ 20 สกปรกมาก
หาดกะรนมีความยาว 3,331 เมตร เก็บตัวอย่างจากพื้นที่ 2689.52 ตร.ม. หาดป่าตองมีความยาวทั้งหมด 2,530 เมตร
เกบ็ ตัวอย่างจากพนื้ ท่ี 2,028.6 ตร.ม. (รปู ท่ี 2)
รปู ท่ี 2 ตาแหน่งจดุ เกบ็ ตวั อย่างขยะบรเิ วณหาดกะรนและหาดป่าตอง
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
จากการศึกษาพบว่า หาดกะรนมีปรมิ าณขยะจากการเก็บตวั อย่างทั้งหมด 1,375 ชน้ิ เปน็ ขยะประเภทพลาสติกมากทสี่ ุด
จานวน 1,142 ช้ิน พบบริเวณหน้าหาดจานวน 371 ช้ิน และบริเวณหลังหาดจานวน 771 ช้ิน (รูปที่ 3) นอกจากน้ียังพบก้นบุหร่ี
จานวน 118 ชิ้น ที่หน้าหาด และ 387 ชิ้น ที่หลังหาด (รูปที่ 4) หาดป่าตองพบปริมาณขยะจากการเก็บตัวอย่างทั้งหมด
จานวน 589 ชนิ้ เปน็ ขยะประเภทพลาสติกมากท่ีสดุ จานวน 440 ชิน้ (รูปที่ 5) พบบริเวณหนา้ หาดจานวน 315 ชิ้น นอกจากนี้ยังมี
กน้ บุหร่ีจานวน 74 ช้นิ ทหี่ นา้ หาด และ 52 ช้ิน ทหี่ ลังหาด (รูปที่ 6)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 142 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
รูปที่ 3 ปรมิ าณประเภทขยะบรเิ วณหน้า-หลงั หาดกะรน
รูปที่ 4 ชนิดขยะบรเิ วณหน้า-หลงั หาดกะรน 5 อันดบั แรก
รปู ท่ี 5 ปรมิ าณประเภทขยะบรเิ วณหน้า-หลังหาดปา่ ตอง
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 143 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
รูปท่ี 6 ชนิดขยะบรเิ วณหนา้ -หลงั หาดปา่ ตอง 5 อนั ดับแรก
พบว่าหาดกะรนมีค่าเฉลี่ยความหนาแน่นของขยะ 0.24 ชิ้น/ตร.ม. (หน้าหาด) และ 1.14 ช้ิน/ตร.ม. (หลังหาด) มีดัชนี
ความสะอาดบรเิ วณหนา้ หาด 4.79 อยูใ่ นเกณฑ์สะอาด บริเวณหลงั หาด 22.74 อย่ใู นเกณฑ์สกปรกมาก หาดปา่ ตองมีคา่ เฉลยี่ ความ
หนาแน่นของปริมาณขยะบริเวณหน้า-หลังหาด 0.25 ชิ้น/ตร.ม. และ 0.52 ชิ้น/ตร.ม. ตามลาดับ ซึ่งหน้าหาดมีดัชนีความสะอาด
5.03 อยู่ในเกณฑ์สะอาดปานกลาง และหลังหาด 10.35 อยู่ในเกณฑ์สกปรก โดยความหนาแน่นของปริมาณขยะหน้า-หลัง
หาดกะรนและหาดป่าตองมีความแตกต่างกนั อย่างมีนยั สาคญั ทางสถติ ิ (ตารางท่ี 2)
ตารางท่ี 2 ค่าเฉลีย่ ความหนาแน่น และดชั นคี วามสะอาดของหาดกะรนและหาดป่าตอง
หาดกะรน หาดป่าตอง
หลังหาด
หน้าหาด 1.14 หน้าหาด หลังหาด
0.24 22.74
(ชน้ิ /ตร.ม.) 4.79 สกปรกมาก 0.25 0.52
CCI สะอาด
ความสะอาด -2.493 5.03 10.35
t
0.037 ปานกลาง สกปรก
P-value
-2.645
0.033
คา่ ความเชื่อมนั่ ร้อยละ 95
หาดทั้งสองมีความหนาแน่นของขยะที่หลังหาดมากกว่าหน้าหาดและอยู่ในเกณฑ์สกปรกถึงสกปรกมาก โดยขยะที่พบ
มากทสี่ ดุ คอื กน้ บุหรี่ อยใู่ นประเภทขยะพลาสติก เปน็ ท่นี ่าสังเกตวา่ หาดป่าตองมีมาตรการปลอดบุหรี่ จึงอาจส่งผลให้พบปริมาณ
ก้นบุหรี่น้อยกว่าหาดกะรน ดัชนีความสะอาดของหาดป่าตองอยู่ที่ปานกลางถึงสกปรก เป็นไปได้ว่าเป็นผลมาจากจานวนนักท่อง
เที่ยและกิจกรรมบริเวณหาดที่มีมากและหลากหลาย มีพื้นท่ีนันทนาการและการบริการแก่นักท่องเที่ยวกระจายอยู่ตลอดหาด
ในขณะท่ีหาดกะรนมีบรเิ วณหนา้ หาดที่อยูใ่ นเกณฑส์ ะอาด แตห่ ลงั หาดอยูใ่ นเกณฑ์สกปรกมาก อาจเปน็ เพราะหาดมีความยาวมาก
ทาให้กิจกรรมหนา้ หาดกระจายตวั ออกไป แตใ่ นบรเิ วณหลงั หาดสว่ นใหญเ่ ปน็ แนวต้นไม้ท่ีขนึ้ ตามธรรมชาติ ไม่มกี ารจัดการ ปรบั ภมู ิ
ทัศน์หรือกั้นเขตแนว ทาให้ผ้ใู ชพ้ ้ืนท่ีเข้าไปทากจิ กรรมอยา่ งไมเ่ ป็นระเบยี บและเกิดการลกั ลอบทงิ้ ขยะตามโคนตน้ ไม้หรือพุม่ ไม้ได้
ผลจากการศึกษานี้มีความคล้ายคลึงกับข้อมูลจากงานวิจัยของ Munari et al., 2016 [5] ซ่ึงประเภทขยะที่พบมากท่ีสุด
บริเวณชายหาด นอร์เวสเทิร์นเอเดรียติก เป็นพลาสติก โดยชนิดของขยะท่ีพบมากท่ีสุด คือ ก้นบุหร่ี ซึ่งขยะส่วนใหญ่มีแหล่งท่ีมา
จากกิจกรรมบรเิ วณชายฝ่ัง ได้แก่ กิจจกรรมนัทนาการบิเวณชายหาด เช่นเดียวกับ Simeonova and Chuturkova, 2018 [6] ที่
ไดท้ าการเกบ็ ตัวอยา่ งขยะบริเวณชายฝง่ั ของทะเลดาของสาธารณรัฐบลั แกเรยี
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 144 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ผลการศึกษาน้ีบ่งชี้วา่ ควรมีมาตรการลดการใช้พลาสตกิ และห้ามการสบู บุหรีใ่ นบรเิ วณหาด โดยเฉพาะพ้นื ทห่ี ลังหาด โดย
อาจกาหนดจุดยกเว้นให้เหมาะสมและมีภาชนะรองรับขยะก้นบุหร่ีอย่างมิดชิด พร้อมท้ังมาตรการลงโทษและการบังคับใช้อย่าง
เครง่ ครดั เพอ่ื สง่ เสริมการจดั การการขยะในแหลง่ ทอ่ งเท่ียวและใช้ประโยชน์ทรัพยากรธรรมชาติและสงิ่ แวดลอ้ มอย่างย่งั ยืน
สรุป
หาดท้ังสองมีความหนาแน่นของขยะที่หลังหาดมากกว่าหน้าหาดและอยู่ในเกณฑ์สกปรก โดยขยะที่พบมากท่ีสุด คือ
พลาสติกและก้นบุหรี่ เป็นที่น่าสังเกตว่าหาดป่าตองมีมาตรการปลอดบุหร่ี จึงอาจส่งผลให้พบปริมาณก้นบุหร่ีน้อยกว่าหาดกะรน
ผลการศึกษานี้บ่งบอกว่าควรมีมาตรการลดการใช้พลาสติกและการสูบบุหร่ีในบริเวณหาด โดยเฉพาะหลังหาด เพื่อส่งเสริมการ
จัดการการทอ่ งเทีย่ วและทรพั ยากรธรรมชาติและสิง่ แวดล้อมอยา่ งยงั่ ยืน
กติ ตกิ รรมประกาศ
ขอขอบคณุ ดร.จันทินี บุญชัย อาจารย์ท่ีปรึกษาที่ได้ให้คาปรึกษาช้ีแนะแนวทาง ให้คาแนะนา รวมท้ังแก้ไขจนบทความ
สาเรจ็ ลุรว่ งไปไดด้ ้วยดี
ขอบคุณสโมสรโรตาร่ีปา่ ตอง และคณะเทคโนโลยีและสิง่ แวดลอ้ ม ทีไ่ ด้ใหท้ ุนสนบั สนนุ สาหรบั การวิจัยในครงั้ น้ี
เอกสารอา้ งอิง
[1] Jambeck, J. R., Geyer, R., Wilcox, C., Siegler, T. R., Perryman, M., Andrady, A., Narayan, R., and Law, K. L.
2015. Plastic waste inputs from land into ocean. Science. 347(6223): 768-771.
[2] กรมควบคุมมลพิษ, 2550. คู่มือการประเมินดัชนีคุณภาพส่ิงแวดล้อมชายหาดท่องเท่ียว. (ออนไลน์) เข้าถึงได้จาก
http://www.pcd.go.th/public/publications/print_water.cfm?task=beach&fbclid (วนั ท่ี 12 กมุ ภาพันธ์ 2563).
[3] Cheshire, A.C., Adler, E., Barbière, J., Cohen, Y., Evans, S., Jarayabhand, S., et al. 2009. UNEP/IOC
Guidelines on Survey and Monitoring of Marine Litter. UNEP Regional Seas Reports and Studies, No. 186;
IOC Technical Series No. 83: xii + 120 pp.
[4] Alkalay, R., Pasternak, G., and Zask, A. 2007. Clean-coast index-A new approach for beach cleanliness
assessment. Ocean & Coastal Management. 50(5–6): 352–362.
[5] Munari, C., Corbau, C., Simeoni, U., and Mistri, M. (2016). “Marine litter on Mediterranean shores:
Analysis of composition, spatial distribution and sources in north-western Adriatic beaches.” Waste
Management, Pergamon, 49, 483–490.
[6] Simeonova, A,. and Chuturkova, R (2018). “Marine litter accumulation along the Bulgarian Black Sea
coast: Categories and predominance” Waste management, 84, 182-193.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 145 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
024
แนวทางการปรับปรุงสานกั งานสีเขียว : กรณศี กึ ษา
อาคาร 19 มหาวิทยาลยั ราชภฏั สกลนคร
Green Office Improvement Guidelines : A Case Study of
Building 19, Sakon Nakhon Rajabhat University
ณฐั พร จิระวัฒนาสมกุล1* จิตตรา ใยวงั หน้า2 พรสวสั ดิ์ อันทะปญั ญา3 อาภาพร แสนหมู 4
อมรรัตน์ แท่งทอง5 และ ภัทรลภา ฐานวเิ ศษ6
Nathaporn Jirawattanasomkul1* Jittra Yaiwangna2 Pornsawat Aunthapanya3 Arpaporn Seanhoom4
Amonrat Thangthong5 and Phatlapha Thanwised6
1*, 5 อาจารย;์ 2,3,4 นักศกึ ษา สาขาวชิ าวทิ ยาศาสตรส์ ง่ิ แวดลอ้ ม คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏสกลนคร
สกลนคร 47000
2 ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ คณะวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั สกลนคร สกลนคร 47000
*โทรศพั ท์ : 098-9344289, โทรสาร : 042-970029, E-mail : [email protected]
บทคัดย่อ
งานวิจัยน้ีมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและประเมินสานักงานภายในอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) มหาวิทยาลัยราชภัฏ
สกลนคร โดยประเมนิ ตามเกณฑ์มาตรฐานสานกั งานสีเขียว และเสนอแนวทางปรบั ปรุง เพ่อื ใหเ้ ข้าเกณฑม์ าตรฐานสานกั งานสเี ขียว
ภายใต้รายละเอียดการประเมนิ 6 หมวด ได้แก่ หมวดท่ี 1 การกาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนินงานและการปรับปรุงอย่าง
ตอ่ เนื่อง หมวดที่ 2 การสอ่ื สารและสรา้ งจิตสานึก หมวดที่ 3 การใช้ทรัพยากรและพลงั งาน หมวดท่ี 4 การจัดการของเสีย หมวดท่ี
5 สภาพแวดลอ้ มและความปลอดภัย และหมวดท่ี 6 การจัดซ้อื และจัดจ้าง จากการประเมนิ สภาพสานักนักงานสีเขยี วภายในอาคาร
19 พบวา่ ได้คะแนนรวม เท่ากับ 102 คะแนน จากคะแนนเต็ม 253 คะแนน คิดเป็น ร้อยละ 40.31 ซ่ึงอยู่ในระดับท่ีไม่ผ่านการ
รบั รอง ซงึ่ พบว่าแตล่ ะหมวดได้คะแนนอย่ใู นระดบั น้อยมาก โดยเฉพาะหมวดที่ 1 ได้คะแนน เท่ากับ 18 คะแนน จากคะแนนเต็ม
76 คะแนน และหมวดที่ 6 ได้คะแนน เท่ากับ 0 คะแนน จากคะแนนเต็ม 24 คะแนน ซ่ึงหากต้องการให้ผ่านเกณฑ์สานักงาน
สีเขียว ผูบ้ รหิ ารมหาวิทยาลัยฯ ควรกาหนดนโยบายท่ีเป็นแบบแผนที่ชัดเจน กาหนดวัตถุประสงค์และมาตรการในการดาเนินการ
รวมถงึ การแต่งตงั้ คณะกรรมการในการดาเนินงานเพอ่ื เข้าสู่เกณฑ์การเปน็ สานักงานสเี ขียวตอ่ ไป
คาสาคญั : สานักงานสเี ขยี ว; มาตรฐานสานกั งานสเี ขียว; ภาวะโลกรอ้ น
Abstract
This research to study and evaluate the office in Building 19, sakon nakhon rajabhat university
according to the green office evaluation criteria. The green office evaluation criteria are divided into
6 categories for the consideration, e.g., policy formulation planning operations and constant updates,
communication and awareness raising, the use of resource and energy, waste management, environment and
safety and procurement and employment. From the assessment of the current building condition showed
building 19, sakon nakhon rajabhat university get 102 points from all points, accounted for 40.32 percent
which is at a level that is not approved. In which each category has a very low rating especially category
1 scored 18 points out of a total of 76 points and category 6 scored 0 points out of a total of 24 points .
Which, if wanting the building to pass the green building criteria university administrators should policies
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 146 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
obviously to appoint an operating committee, define objectives and measure action measures to be a green
building.
Keywords : Green office; Green Office Standard; Global Warming
บทนา
ในปัจจุบันสภาวะภูมิอากาศของโลกมีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก สาเหตุหลักมาจากภาวะโลกร้อน (Global
Warming) โดยสังเกตได้จากการที่อุณหภูมิของโลกมีค่าสูงขึ้นเรื่อยๆ ซ่ึงสาเหตุหลักของปัญหาน้ีเกิดจากก๊าซเรือนกระจก
(Greenhouse Gas) [1] ดังนน้ั หนว่ ยงานภาครฐั จึงช่วยผลกั ดันใหเ้ กิดการแกไ้ ขปญั หาสิ่งแวดลอ้ ม เพ่ือลดปัญหาการเกิดก๊าซเรือน
กระจก โครงการสานกั งานสีเขียว (Green Office) ของกรมควบคุมมลพิษถือเป็นโครงการหนึ่งท่ีจัดข้ึนมา เพ่ือสนับสนุนให้ลดการ
ใชพ้ ลงั งาน ทรัพยากรธรรมชาตติ ่างๆ และลดการปล่อยกา๊ ซเรอื นกระจกสชู่ ัน้ บรรยากาศ โดยสานกั งานต่างๆ ถือเป็นอกี หนึ่งสาเหตุ
ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) และปรากฏการณ์โลกร้อน ท่ีกาลังกลายเป็นวิกฤติด้านส่ิงแวดล้อมที่
สาคญั และส่งผลกระทบอย่างกวา้ งขวางทงั้ ในประเทศและทั่วโลก
อาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร เป็นอีกหนึ่งอาคารที่ใช้พลังงานค่อนสูง ไม่ว่าจะเป็นไฟฟูา
หรือน้า ส่วนใหญเ่ ป็นกิจกรรมการเรยี นการสอน การอบรม และการประชมุ เม่อื เทียบกบั การใชพ้ ลงั งานของอาคารอ่ืนๆ [2] ดังน้ัน
งานวิจัยนี้จงึ สนใจที่จะสารวจและประเมินสานกั งานภายในอาคาร 19 เพ่ือเสนอแนวทางปรับปรุงให้เข้าเกณฑ์มาตรฐานสานักงาน
สีเขยี ว [3]
อุปกรณ์และวิธกี าร
งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงสารวจเพื่อหาแนวทางปรับปรุงสานักงานท่ีอยู่ภายในอาคาร 19 ให้เข้าเกณฑ์มาตรฐานสานักงาน
สีเขียวของกรมส่งเสริมคุณภาพส่ิงแวดล้อม ซึ่งเป็นภาพรวมของสานักงาน โดยเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยน้ี คือ แบบตรวจสอบรายการ
(Checklist) และทาการประเมินสานักงานภายในอาคาร 19 มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร ซึ่งประกอบไปด้วย 6 หมวด ได้แก่ การ
กาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนนิ งานและการปรับปรุงอย่างตอ่ เนือ่ ง การสื่อสารและสรา้ งจติ สานึก การใช้ทรัพยากรและพลังงาน
การจัดการของเสยี สภาพแวดลอ้ มและความปลอดภัย และการจดั ซื้อและจัดจ้าง [4] จากนั้นทาการประเมินให้คะแนนตาม Checklist
ซึ่งจะประเมนิ ตามหมวดต่างๆ ดังหวั ข้อ ต่อไปน้ี
หมวดที่ 1 การกาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนินงานและการปรับปรงุ อย่างต่อเนอื่ ง
หมวดท่ี 1.1 การกาหนดนโยบาย ส่ิงแวดล้อม เปาู หมายและแผนงานดา้ นส่ิงแวดลอ้ ม
หมวดที่ 1.2 การแต่งตัง้ คณะทางานด้านส่งิ แวดล้อม
หมวด 1.3 การระบปุ ระเด็นปญั หาทรัพยากรและสิง่ แวดลอ้ ม
หมวด 1.4 กฎหมายและข้อกาหนดอ่นื ๆ ด้านส่งิ แวดล้อม
หมวด 1.5 การจัดการก๊าซเรอื นกระจก
หมวด 1.6 แผนงานโครงการทีน่ าไปสูก่ ารปรบั ปรงุ อย่างตอ่ เน่ือง
หมวด 1.7 การตรวจประเมินสานกั งานสีเขียวภายในสานกั งาน (สาหรับหนว่ ยงานท่ตี ่ออายุการรบั รอง)
หมวด 1.8 การทบทวนโดยฝุายบริหาร
หมวดที่ 2 การสอ่ื สารและสรา้ งจติ สานกึ
หมวด 2.1 การฝกึ อบรมใหค้ วามรู้และประเมินความเข้าใจ
หมวด 2.2 การรณรงคแ์ ละประชาสมั พนั ธ์แก่พนักงาน
หมวดที่ 3 การใชพ้ ลงั งานและทรพั ยากร
หมวดท่ี 3.1 การใชน้ ้า
หมวด 3.2 การใช้พลังงาน (เชื้อเพลงิ )
หมวด 3.3 การใชพ้ ลงั งาน (ไฟฟาู )
หมวดที่ 3.4 ทรัพยากรอ่นื ๆ
หมวด 3.5 การจดั ประชมุ และนทิ รรศการ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 147 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
หมวดท่ี 4 การจัดการของเสีย
หมวด 4.1 การจัดการของเสียในสานกั งาน
หมวด 4.2 การจัดการนา้ เสยี ในสานักงาน
หมวดท่ี 5 สภาพแวดลอ้ มและความปลอดภัย
หมวด 5.1 อากาศในสานกั งาน
หมวด 5.2 แสงในสานกั งาน
หมวด 5.3 เสยี ง
หมวด 5.4 ความน่าอยู่
หมวด 5.5 การเตรียมพร้อมตอ่ ภาวะฉุกเฉนิ
หมวดท่ี 6 การจัดซอื้ และจัดจา้ ง
หมวด 6.1 การจัดซอ้ื วสั ดุอปุ กรณ์ และการจัดจา้ งในสานกั งาน
หมวด 6.2 การจัดจ้างทเี่ ป็นมติ รกับสงิ่ แวดล้อม
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
การวิเคราะหข์ ้อมลู จะทาการแยกตามหมวดหมูท่ ไ่ี ด้กาหนดในเกณฑ์ประเมินของกรมสง่ เสริมคณุ ภาพส่งิ แวดล้อม โดยจะ
ระบคุ ะแนนทีไ่ ดแ้ ละคะแนนเตม็ กากบั ไว้ในแต่ละขอ้ ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 คะแนนทไ่ี ด้ในแต่ละหมวดหมู่
หมวด/ตวั ชี้วดั คะแนนทไ่ี ด้ คะแนนเตม็
หมวดที่ 1 การกาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนินงานและการปรับปรุงอยา่ ตอ่ เน่อื ง 20
8
1.1 การกาหนดนโยบายสิ่งแวดลอ้ ม 4 8
8
1.2 คณะทางานด้านสิ่งแวดลอ้ ม 0 12
8
1.3 การระบุประเด็นปญั หาทรัพยากร และสิง่ แวดลอ้ ม 2 4
1.4 กฎหมายและข้อกาหนดอืน่ ๆที่เกยี่ วข้อง 4 8
1.5 ขอ้ มูลก๊าซเรือนกระจก 8 8
16
1.6 แผนงานโครงการทีน่ าไปส่กู ารปรบั ปรุงอย่างตอ่ เนื่อง 0
12
1.7 การตรวจประเมินสานักงานสีเขียวภายในสานักงาน (สาหรับ 0 20
20
หนว่ ยงานทข่ี อต่ออาย)ุ 9
1.8 การทบทวนฝุายบริหาร 0 8
8
หมวดท่ี 2 การสอ่ื สารและสรา้ งจติ สานึก
12
2.1 การอบรมให้ความรูแ้ ละประเมนิ ความเข้าใจ 0 4
2.2 การรณรงคแ์ ละประชาสมั พันธแ์ ก่พนักงาน 5
หมวดท่ี 3 การใชท้ รพั ยากรและพลงั งาน
3.1 การใชน้ ้า 7
3.2 การใชพ้ ลงั งาน 10
3.3 การใช้ทรัพยากรอน่ื ๆ 16
3.4 การประชมุ และการจดั นทิ รรศการ 4
หมวดท่ี 4 การจัดการของเสีย
4.1 การจัดการของเสีย 4
4.2 การจัดการนา้ เสีย 5
หมวดที่ 5 สภาพแวดล้อมและความปลอดภัย
5.1 อากาศในสานักงาน 7
5.2 แสงในสานักงาน 3
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 148 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
หมวด/ตวั ชี้วัด คะแนนทไี่ ด้ คะแนนเต็ม
5.3 เสยี ง 0 8
5.4 ความนา่ อยู่ 11 16
5.5 การเตรียมพรอ้ มต่อสภาวะฉกุ เฉิน 12 12
หมวดที่ 6 การจดั ซ้ือและจัดจา้ ง
6.1 การจัดซ้อื สินคา้ 0 12
6.2 การจดั จา้ ง 0 12
102 253
รวมคะแนนทงั้ หมด
สรปุ
สรุปจากการประเมินสานกั งานภายในอาคาร พบวา่ อาคาร 19 มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร มีคะแนนอยู่ที่ 102 คะแนน
จากคะแนนทั้งหมด 253 คะแนน คดิ เปน็ ร้อยละ 41.31 ดังแสดงในตารางที่ 2 ซ่ึงอยู่ในระดับท่ีไม่ผ่านการรับรอง โดยแต่ละหมวด
ยังไดค้ ะแนนอยใู่ นระดับน้อยมาก โดยเฉพาะหมวดที่ 1 ได้คะแนน เทา่ กับ 18 คะแนน จากคะแนนเต็ม 76 คะแนน และหมวดท่ี
6 ได้คะแนนเท่ากับ 0 คะแนน จากคะแนนเต็ม 24 คะแนน ซ่ึงหากต้องการให้อาคารผ่านเกณฑ์อาคารสีเขียว ผู้บริหาร
มหาวิทยาลัยฯ ควรกาหนดนโยบายที่เป็นแบบแผนท่ีชัดเจน เพ่ือแต่งต้ังคณะกรรมการดาเนินงาน กาหนดวัตถุประสงค์และ
มาตรการในการดาเนนิ การเพอ่ื การเป็นสานกั งานสีเขียวตามมาตรฐานสานกั งานสเี ขียวของกรมส่งเสรมิ คุณภาพสง่ิ แวดล้อม
ตารางท่ี 2 คะแนนรวมแตล่ ะหมวดหมู่ นา้ หนกั คะแนน คะแนนทีไ่ ด้
หมวด (รอ้ ยละ) ทงั้ หมด 18
1. การกาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนนิ งาน และการ 20 76
ปรบั ปรงุ อย่างตอ่ เน่อื ง
2. การส่ือสารและสรา้ งจติ สานึก 20 24 5
3. การใช้ทรพั ยากรและพลังงาน 15 61 37
4. การจัดการของเสยี 15 16 9
5. สภาพแวดล้อมและความปลอดภยั 15 52 33
6. การจดั ซอื้ และจัดจา้ ง 15 24 0
100 253 102
รวม
จากผลการทดลองพบว่าปัจจัยท่มี ีผลต่อการคะแนนในการประเมินสานักงานสีเขียวภายในอาคาร 19 เพื่อให้เข้าเกณฑ์
การประเมนิ สานกั งานเขยี วนนั้ แบ่งออกเป็น 3 สว่ น คือ
1. นโยบาย เนื่องจากอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) ยังไม่มีการกาหนดนโยบายส่ิงแวดล้อม หรือเปูาหมายและแผนงาน
ดา้ นส่งิ แวดล้อมของอาคาร 19 จากผบู้ รหิ ารสูงสุดขององค์กร
2. บคุ คล เนือ่ งจากอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) มีผู้ใช้บริการเป็นจานวนมาก จึงยากต่อการควบคุมหรือประชาสัมพันธ์
ไดอ้ ย่างทวั่ ถงึ เพราะบางคนหรอื บางหนว่ ยงานไม่ใช่ผ้ใู ช้บรกิ ารประจาของอาคาร 19
ขอ้ 1 และ ขอ้ 2 สอดคลอ้ งกบั การศึกษาของ ณฐั พล เขตกระโทก (2556) [5] ที่กล่าวว่า การท่ีบุคคล เช่น ผู้บริหารของ
องค์กรหรือผู้รับผิดชอบ ขาดความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับอาคารสีเขียว หรือการไม่ให้ความสาคัญเก่ียวกับปัญหาด้านพลังงานและ
ส่งิ แวดลอ้ ม การออกแบบอาคารท่ไี ม่เหมาะสม จึงมผี ลทาให้กระบวนการตา่ งๆล่าชา้ หรอื ไมเ่ กดิ ขน้ึ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 149 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
3. งบประมาณ เน่ืองจากการทาสานักงานสเี ขยี ว ค่อนขา้ งท่ีจะใช้งบประมาณในการใช้จ่ายค่อนข้างสูง เช่น การรณรงค์/
ประชาสมั พันธ์ การอบรม/การให้ความรู้ การซ้ือวสั ดุและครภุ ณั ฑท์ เ่ี ปน็ มติ รต่อสิ่งแวดล้อม เป็นต้น ซ่ึงสอดคล้องกับการศึกษาของ
กชกร อาจน้อย และปิยนุช เวทย์วิวรณ์ (2557) [6] ท่ีกล่าวว่า ปัญหาและอุปสรรคที่ทาให้เจ้าของโครงการส่วนใหญ่ไม่พัฒนา
สานกั งานสีเขียว คือ ตน้ ทุนในการพัฒนา ท่ีอาจมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าอาคารทั่วไป ขาดทางเลือกของวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่เป็นไปตาม
มาตรฐาน และตลาดกย็ งั ไมต่ อบรบั ในเรือ่ งนี้มากนกั
แนวทางการปรับปรุงสานักงานภายใน 19 อาคารเรียนรวม มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร เพ่ือให้ผ่านเกณฑ์
ของกรมสง่ เสริมคุณภาพส่ิงแวดล้อม
เพ่ือใหผ้ า่ นเกณฑข์ องกรมสง่ เสริมคุณภาพส่งิ แวดล้อมในแตล่ ะหมวด ปฏิบตั ิไดด้ งั นี้
หมวดท่ี 1. การกาหนดนโยบาย การวางแผนการดาเนินงานและการปรับปรุงอย่างต่อเน่ือง ควรมีวิธีปฏิบัติให้ผ่าน
เกณฑข์ องกรมส่งเสรมิ คณุ ภาพสิง่ แวดลอ้ ม ดังน้ี
1. กาหนดนโยบายส่งิ แวดล้อม ซึง่ ตอ้ งไดร้ ับการอนุมัติจากผู้บริหารสูงสุดขององค์กร เพื่อส่ือสารให้แก่บุคคลภายในและ
ภายนอกให้รับรู้ และกาหนดเปาู หมาย แผนงานด้านสิ่งแวดล้อมอย่างชัดเจน
2. ประกาศแตง่ ตงั้ คณะกรรมการสงิ่ แวดล้อมที่มีความร้คู วามเข้าใจในเรือ่ งสิ่งแวดล้อม
3. รวบรวมกิจกรรมของสานักงานเพื่อระบุปัญหาสิ่งแวดล้อม และประเมินเพื่อจัดลาดับความสาคัญของปัญหา
สง่ิ แวดล้อม พร้อมท้งั สรปุ รายการปญั หาสงิ่ แวดลอ้ มทีม่ ีนัยสาคัญ เพอ่ื ดาเนนิ การตามมาตรฐาน หรือหาแนวทางการแกไ้ ขครบถว้ น
4. จัดทารายการกฎหมายท่ีครอบคลุมปัญหาสิ่งแวดล้อมและบริบทของสานักงาน และรวบรวม ทบทวนกฎหมาย เพื่อ
ประเมนิ ความสอดคลอ้ งของกฎหมายอย่างน้อยปลี ะ 1 ครง้ั
5. เก็บข้อมูลการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นรายเดือน ปริมาณก๊าซเรือนกระจกจะต้องมีแนวโน้มลดลง และต้องสื่อสาร
แนวโน้มการปลอ่ ยก๊าซเรือนกระจกใหพ้ นักงานรบั ทราบอย่างต่อเน่อื ง
6. กาหนดแผนงานท่ีนาไปสู่การปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ดาเนินการตามแผนที่กาหนดไว้ มีการติดตามตรวจสอบ และ
กาหนดแนวทางเพอื่ ให้เกดิ ความตอ่ เนื่องของโครงการ
7. การทบทวนฝุายบริหาร จะต้องมีผู้บริหารเข้าร่วมประชุม พร้อมท้ังตัวแทนของแต่ละฝุายท่ีมีความเกี่ยวข้องกับการ
ดาเนินงาน และจัดทารายงานการประชมุ ทบทวนฝาุ ยบริหาร ถา่ ยภาพเพอ่ื แสดงให้เหน็ วา่ มกี ารประชมุ จริง
หมวดที่ 2. การสือ่ สารและสรา้ งจิตสานกึ ควรมวี ธิ ปี ฏบิ ัติให้ผา่ นเกณฑข์ องกรมสง่ เสรมิ คุณภาพส่ิงแวดลอ้ ม ดงั น้ี
1. กาหนดหลักสตู รและแผนการอบรมเรอื่ งการปลกู จิตสานึก สรา้ งความตระหนัก และการควบคุมปัญหาสิ่งแวดล้อมแก่
พนกั งาน
2. กาหนดแผนการสอ่ื สาร กาหนดผูร้ ับผิดชอบและแนวทางส่ือสารด้านสิ่งแวดล้อมท้ังภายในและภายนอกอาคาร มีการ
สือ่ สารในรูปแบบต่างๆพรอ้ มทั้งกาหนดแนวทางการรบั เรอ่ื งร้องเรยี น
หมวดที่ 3. การใช้ทรัพยากรและพลงั งาน ควรมีวธิ ีปฏิบัติให้ผ่านเกณฑข์ องกรมสง่ เสรมิ คณุ ภาพส่งิ แวดลอ้ ม ดงั น้ี
1. การกาหนดมาตรการการประหยัดน้า ประชาสัมพันธ์เพ่ือให้ความรู้แก่พนักงาน และจัดทารายงานสรุปการใช้น้า
ประจาเดือน
2. การกาหนดมาตรการการประหยัดไฟฟูา ประชาสัมพนั ธ์เพอื่ ให้ความรแู้ กพ่ นกั งาน และจดั ทารายงานสรุปการใช้ไฟฟูา
ประจาเดือน พรอ้ มท้ังควบคุมหน่วยงานภายนอกทเ่ี ขา้ มาใชบ้ รกิ าร ใหป้ ฏบิ ตั ติ ามมาตรการของอาคาร
3. ใช้การสือ่ สารผ่านเทคโนโลยี รณรงค์การเดินหรอื การใช้จักรยานเดินทางมาทางาน และจดั ทารายงานสรปุ การใชน้ ้ามัน
เชอื้ เพลงิ ประจาเดอื น
4. กาหนดมาตรการประหยัดการใช้ทรพั ยากร (กระดาษ หมกึ พมิ พ์ อุปกรณ์เคร่ืองเขียน วัสดุอุปกรณ์สานักงาน) และติด
ปูายรณรงคใ์ นบรเิ วณใช้งาน พรอ้ มทง้ั จดั ทารายงานสรุปการใช้กระดาษประจาเดือน
5. ใชส้ ่อื อิเลก็ ทรอนิกส์ในการสง่ ข้อมูลเพ่ือเตรียมการประชุม และเลือกใช้วัสดทุ เ่ี ปน็ มติ รกับส่ิงแวดล้อมในทุกข้ันตอนของ
การจัดประชุม
หมวดท่ี 4. การจดั การของเสยี ควรมวี ิธปี ฏบิ ัติให้ผา่ นเกณฑ์ของกรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม ดังนี้
1. จัดการนาวัสดุที่ใช้แล้วบางชนิดนากลับมาใช้ซ้า จัดทาปูายบ่งชี้ประเภทขยะ คัดแยกขยะแต่ละประเภท และบันทึก
ปริมาณขยะรายเดือนเปน็ ประจาทกุ เดือน
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 150 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
2. ต้องมีการบาบัดน้าเสียครบทุกจุดที่ปล่อยน้าเสียและมีการดูแลทาความสะอาดอย่างสม่าเสมอ ตรวจสอบ ปรับปรุง
ซ่อมแซมระบบบาบัดน้าเสยี ให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพอยู่เสมอ ตรวจสอบการรั่วไหลของน้าเสียอย่างสม่าเสมอเพ่ือ
ปูองกันการปนเปื้อนของน้าเสียไปยังแหล่งอื่นๆ และตรวจสอบคุณภาพน้าทิ้งตามที่กฎหมายกาหนด (หากมีพื้นที่ของอาคาร
มากกวา่ 5,000 ตร.ม. ตามประกาศกระทรวงทรพั ยากรธรรมชาติและส่ิงแวดล้อมเร่ือง กาหนดมาตรฐานควบคุมการระบายน้าทิ้ง
จากอาคารบางประเภทและบางขนาด 2548 กาหนด)
หมวดที่ 5. สภาพแวดลอ้ มและความปลอดภยั ควรมีวิธปี ฏิบตั ใิ หผ้ ่านเกณฑข์ องกรมส่งเสริมคุณภาพส่ิงแวดล้อม ดังนี้
1. จัดทาแผนการดูแลรักษาและกาหนดหน้าที่ความรับผิดชอบตามแผนการดูแลรักษา ได้แก่ เครื่องปรับอากาศ เคร่ือง
ถา่ ยเอกสาร เครื่องพิมพเ์ อกสาร (Printer) เคร่ืองฟอกอากาศ ห้อง พืน้ ห้อง เพดาน มา่ น มูล่ี พรมปูพ้ืนห้อง อุปกรณ์เครื่องใช้ต่างๆ
(ขนึ้ อย่กู บั สานักงาน)
2. ตรวจวดั ความเขม้ ของแสงประจาปี และผลการตรวจจะต้องผา่ นตามที่มาตรฐานกาหนด หรือมีการตรวจวัดความเข้ม
ของแสงประจาปี แต่ผลการตรวจไม่ผ่านตามท่ีมาตรฐานกาหนด ต้องมีมาตรการในการแก้ไขและปฏิบัติตามาตรการนั้นอย่าง
ครบถ้วน
3. กาหนดมาตรการรองรบั เพอื่ จดั การเสียงดังที่มาจากภายในสานักงาน เช่น ดูแลอุปกรณ์ท่ีเกดิ เสียงดงั ในสานกั งานอยา่ ง
ตอ่ เนอื่ งตามความถ่ีได้กาหนดข้นึ อย่างเหมาะสม และสอ่ื สารไปยังผู้รบั เหมาก่อสร้างหากเสียงนน้ั รบกวนพนักงานภายในสานกั งาน
4. จัดทาแผนผังของสานกั งานทัง้ ในตัวอาคารและนอกอาคาร โดยจะต้องกาหนดพื้นท่ีใช้งานอย่างชัดเจน กาหนดหน้าท่ี
ความรบั ผดิ ชอบของเจา้ หนา้ ทอ่ี ยา่ งเหมาะสมท้ังพ้นื ทเี่ ฉพาะและพ้ืนทท่ี ัว่ ไป และมีการกาหนดแผนงานการเพ่ิมพื้นท่ีสีเขียว และคง
รกั ษาไว้ของสานักงาน รวมไปถงึ มกี ารปฏบิ ัติจรงิ ตามแผนงาน
5. จัดทาแผนระงับเหตฉุ กุ เฉินท่ีเป็นปัจจุบัน กาหนดแผนการฝึกอบรมและฝึกซ้อมอพยพหนีไฟเบื้องต้น พนักงานทุกคน
จะต้องเขา้ ฝึกซอ้ มอย่างนอ้ ยปีละ 1 คร้ัง พร้อมแสดงหลกั ฐาน เชน่ ใบรับรองการอบรม ภาพถา่ ย เป็นตน้
หมวดท่ี 6. การจดั ซอื้ และจดั จ้าง ควรมีวิธปี ฏบิ ตั ใิ ห้ผา่ นเกณฑข์ องกรมสง่ เสริมคุณภาพส่ิงแวดลอ้ ม ดังน้ี
1. คัดเลือกสินค้าที่เป็นมิตรกับส่ิงแวดล้อม จัดทาบัญชีรายการสินค้าท่ีเป็นมิตรกับส่ิงแวดล้อมท่ีผ่านการคัดเลือกและ
อนมุ ตั ิ และคานวณการซ้อื สินคา้ ท่เี ปน็ มิตรกับสิ่งแวดล้อม
2. คัดเลือกหน่วยงานหรือบุคคลท่ีเหมาะสม โดยหน่วยงานเหล่านั้นจะต้องได้การรับรองมาตรฐานด้านการจัดการ
ส่งิ แวดลอ้ มระดบั ประเทศหรอื ระดับสากล และพนักงานของหน่วยงานนั้นจะตอ้ งไดร้ ับการฝึกอบรมด้านการใช้ทรัพยากร พลังงาน
และการจัดการส่งิ แวดล้อมอย่างมปี ระสิทธิภาพ
ขอ้ เสนอแนะ
1. ปัจจุบันอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร ยังไม่มีนโยบายท่ีชัดเจนในเรื่องการจัดทา
สานกั งานสเี ขยี ว ดังนั้น ผบู้ ริหารมหาวทิ ยาลัยฯควรกาหนดนโยบายที่เป็นแบบแผนที่ชัดเจน เพ่ือแต่งต้ังคณะกรรมการดาเนินงาน
วตั ถปุ ระสงค์และมาตรการในการดาเนนิ การเพื่อการเป็นสานักงานสีเขยี ว
2. ในการทาโครงการสานกั งานสีเขียว ควรตรวจสอบสานกั งานที่มีภายในอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม) ให้ครบถ้วน เพ่ือ
ประชาสมั พันธว์ ตั ถุประสงค์ของโครงการให้แตล่ ะสานักงานทราบอยา่ งชัดเจน และปฏบิ ัติไปในแนวทางเดียวกัน
กติ ติกรรมประกาศ
ขอขอบพระคุณ สาขาวิทยาศาสตร์ส่ิงแวดล้อม และศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร ท่ีให้ความอนุเคราะห์ในเรื่องของสารเคมีและห้องปฏิบัติการ ขอขอบคุณ ฝุายอาคารสถานที่
มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร ที่ให้ความอนุเคราะห์ข้อมูล และขอขอบคุณบุคลากรทุกท่านในอาคาร 19 (อาคารเรียนรวม)
มหาวิทยาลัยราชภฏั สกลนคร ที่ให้ความอนุเคราะห์ใชส้ ถานที่และใหข้ ้อมูลตา่ งๆทตี่ ้องใช้ในงานวจิ ัย
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 151 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
เอกสารอ้างอิง
[1] ณฐั ภพ นมิ่ ปติ ิวนั และคณะ. 2553. ภาวะโลกร้อนกับสถานการณด์ า้ นพลงั งานของประเทศ. Executive Journal.
(สบื คน้ 19 มีนาคม 2562).
จาก https://www.bu.ac.th/knowledgecenter/executive_journal/30_2/pdf/aw17.pdf
[2] ฝาุ ยอาคารสถานท่ี. 2562. สถิติการใช้พลังงาน.มหาวิทยาลยั ราชภัฏสกลนคร. (สบื ค้น 20 เมษายน 2562).
[3] สยาม อรุณศรีมรกตและคณะ. 2562. มาตรฐานสานักงานสีเขียว (Green Office Standard). พิมพ์ครั้งที่ 1 พ.ศ. 2562
(20 April 2019).จาก สานักพมิ พม์ หาวทิ ยาลัยมหิดล.
[4] กรมส่งเสริมคุณภาพส่ิงแวดล้อม, 2562. เกณฑ์การประเมินสานักงานสีเขียว 2019. (สืบค้น 10 มีนาคม 2562). จาก
http://www.datacenter.deqp.go.th/service-portal/g-green/greenoffice/downloadgreenoffice2019/
[5] นายณัฐพล เขตกระโทก. 2556. แนวทางการปรับปรุงอาคารตามมาตรฐานอาคารเขียว: กรณีศึกษาอาคารบรรณสาร
และส่อื การศกึ ษา มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีสรุ นารี. (สบื ค้น 19 มนี าคม 2562). จาก
http://www.sutir.sut.ac.th:8080/sutir/bitstream/123456789/5018/1/AbstractTh-Eng.pdf
[6] กชกร อาจน้อย และ ปิยนุช เวทย์วิวรณ์.(2557).ปัญหาและอุปสรรคในการพัฒนาอาคารเขียว:กรณีศึกษาอาคาร
ในประเทศไทย. ฉบับที่ 90 ปีท่ี 27 ตุลาคม - ธันวาคม 2557. (สืบค้นเม่ือ19 มีนาคม 2562). จาก https://www.tci-
thaijo.org/index.php/kuengj/article/view/.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 152 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
025
การวิเคราะห์คณุ ลกั ษณะของสารอดุ ตนั ของเมมเบรนในถังปฏิกรณ์
ชีวภาพเพ่อื การบา้ บัดน้าเสียเย่อื และกระดาษ
Characterization of Foulants in Membrane Bioreactor
for Pulp and Paper Wastewater Treatment
ปณิธาน จฑู าพร1* ขนิษฐา ภจู านงค์1 กติ ิยศ ตัง้ สจั จวงศ2์ และ วสั สา คงนคร3
Panitan Jutaporn1* Kanidta Poojamnong3 Kitiyot Tungsudjawong2 and Watsa Khongnakorn3
1*อาจารย;์ 1นสิ ิตบณั ฑติ ศึกษา สาขาวชิ าวิศวกรรมส่ิงแวดล้อม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ และ ศนู ย์วจิ ยั ดา้ นการจัดการสิ่งแวดลอ้ มและ
สารอนั ตราย (EHSM) มหาวิทยาลยั ขอนแกน่ ขอนแก่น 40002
3อาจารย์ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยสี ิ่งแวดลอ้ ม คณะวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลพระนคร แขวงบางซือ่ เขตบางซอื่ กรงุ เทพ 10800
3ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ศูนยว์ จิ ยั ความเป็นเลิศดา้ นวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยเี มมเบรน ภาควชิ าวิศวกรรมโยธา
คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั สงขลานครนิ ทร์ ต.หาดใหญ่ อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90110
*โทรศพั ท์ : 062-167-8688, โทรสาร : 0-4320-2571 ต่อ 105, E-mail : [email protected]
บทคดั ยอ่
ถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (Membrane bioreactor, MBR) เป็นทางเลือกท่ีน่าสนใจในการบาบัดน้าเสียเยื่อและ
กระดาษ เน่ืองจากมีประสิทธิภาพในการบาบัดน้าเสียให้มีคุณภาพมากเพียงพอต่อการนาเอากลับไปใหม่ แต่อย่างไรก็ตามการ
อดุ ตันของเมมเบรนนั้นถอื เป็นปัญหาสาคัญที่เกิดขึ้นกับระบบ MBR งานวิจัยน้ีมีวัตถุประสงค์เพ่ือศึกษาคุณลักษณะของสารอุดตัน
แบบย้อนกลับได้และย้อนกลับไม่ได้ของ UF เมมเบรน ในระบบ MBR โดยมีการควบคุมพารามิเตอร์ที่ใช้ในการดาเนินระบบ คือ
ปริมาณสารแขวนลอยในถังเติมอากาศ (mixed liquor suspended solids: MLSS) ต้ังแต่ 3,980-7,300 mg/L และใช้การทา
ความสะอาดเมมเบรนดว้ ยวิธีการทางกาย (DI -BW) และเคมี (NaOH-BW) เพื่อจาแนกประเภทและคุณลกั ษณะของสารอุดตันด้วย
เทคนิค fluorescent excitation-emission matric (EEM) สารอินทรีย์ในตวั อยา่ งท้งั หมดนน้ั ปรากฏ fluorescent peak ท้งั หมด
4 peaks คอื peak A, C, T1 และ T2 สามารถจาแนกคณุ ลกั ษณะไดเ้ ปน็ กลมุ่ สารอินทรยี ค์ ลา้ ย fulvic, humic, และ protein ชนิด
1 และ 2 ตามลาดับ ผลการศึกษาน้าเสียก่อนเข้าระบบน้ันมีค่าความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์ของ peak A และ C (humic และ
fulvic) สูง คิดเป็น 81% ของความเข้มแสงรวมท้ัง 4 ตาแหน่ง องค์ประกอบของสารอุดตันแบบย้อนกลับได้ (DI-BW) และแบบ
ย้อนกลับไม่ได้ (NaOH-BW) พบความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์ของสารอินทรีย์กลุ่มโปรตีน (T1 และ T2 ) เพ่ิมสูงขึ้นเป็น 31-32%
และ 57-76% ตามลาดับ ซง่ึ จะเหน็ ได้ว่าสารกลุ่มโปรตนี ถือเป็นสาเหตุหลักในการอุดตนั ของเมมเบรนในระบบ MBR
ค้าส้าคญั : นา้ เสยี เยอื่ และกระดาษ; ถังปฏกิ รณ์ชวี ภาพเมมเบรน; การอดุ ตัน; ฟลอู อเรสเซนส์
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 153 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
Abstract
Membrane bioreactor (MBR) is an attractive technology to achieve high quality effluent for water
reuse in eucalyptus pulp and paper (P&P) industries, but membrane fouling is still a challenging factor that
restricts its application. This study aims to investigate behavior and characteristics of reversible and
irreversible fouling of the submerged ultrafiltration (UF) MBR for treating eucalyptus P&P wastewater. MBR
experiments with different mix liquor suspended solid (MLSS) concentrations, ranging from 3,980-7,300 mg/L
were performed. Foulants were cleaned from membrane using backwashing with DI water and subsequently
NaOH solution, then were characterized using fluorescent excitation-emission matric (EEM) analysis. Foulants
characterization revealed presence of 4 fluorescent peaks, including peaks A, C, T1 and T2 which
corresponded to humic-like, fulvic-like, protein-like type 1 and 2 substances, respectively. Raw wastewater
was enriched in humic and fulvic-like substances (peak A and C), which can be calculated as 81% of the sum
of 4 fluorescent peaks. Proteinaceous content (peak T1 and T2) of reversible (DI-BW) and irreversible (NaOH-
BW) foulants increased to 31-32% and 57-76%, respectively. Thus, protein-like substances were more
important to membrane fouling in MBR system.
Keywords : Pulp and paper wastewater; MBR; membrane; fouling; fluorescent
บทนา้
อตุ สาหกรรมผลติ เยอ่ื และกระดาษน้ันถอื ได้ว่าเปน็ หนง่ึ ในอุตสาหกรรมหลักของประเทศไทย ท่ีกอ่ ใหเ้ กิดน้าเสยี ในปรมิ าณ
มากจากกระบวนการผลิต กระบวนการบาบัดนา้ เสยี ที่นิยมใชใ้ นอุตสาหกรรมผลิตกระดาษส่วนใหญ่ คือ การบาบัดด้วยวิธีการทาง
ชวี ภาพ (biological treatment) เชน่ ระบบบาบัดแบบตะกอนเร่ง (activated sludge, AS) เป็นต้น ลักษณะเด่นของน้าเสียจาก
อตุ สาหกรรมผลิตเย่ือและกระดาษ คือ มีปริมาณสารอินทรีย์สูงและมีสีน้าตาลเข้ม ซ่ึงสีในน้าเสียน้ีมีองค์ประกอบหลักมาจากสาร
กลุ่มลิกนินและแทนนินที่ถูกฟอกและล้างออกจากเยื่อไม้ซ่ึงเป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิต ซ่ึงระบบบาบัดน้าเสียทางชีวภาพ
โดยท่ัวไปสามารถกาจัดสารอินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่สารกลุ่มลิกนินและแทนนินมีโครงสร้างทางเคมีท่ีซับซ้อนและย่อย
สลายได้ยาก [1] ทาให้การบาบัดนา้ เสียดว้ ยระบบบาบดั ทางชวี ภาพเพียงอย่างเดยี วอาจไม่ใชท่ างเลอื กท่ีเหมาะสมที่สุดในการกาจัด
สอี อกจากนา้ เสยี ชนิดนี้
ในปัจจุบัน มีเทคโนโลยีที่สามารถประยุกต์ใช้เมมเบรนเข้ามาผสมผสานร่วมกับระบบตะกอนเร่ง คือระบบถังปฏิกรณ์
ชีวภาพเมมเบรน (membrane bioreactor, MBR) จึงสามารถบาบัดน้าเสียให้กลับมามีคุณภาพมากเพียงพอท่ีจะสามารถนา
กลบั มาใช้ใหมไ่ ด้ ระบบบาบัดนา้ เสียแบบถังปฏกิ รณ์ชีวภาพเมมเบรน โดยทั่วไปใช้เมมเบรนชนิดไมโครฟลิ เตรชน่ั (microfiltration,
MF) หรือเมมเบรนชนิดอัลตราฟิลเตรชั่น (ultrafiltration, UF) เพื่อแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้าเสีย โดยไม่ต้องพ่ึงถัง
ตกตะกอน จึงสามารถเลี้ยงตะกอนจุลินทรีย์ได้เป็นจานวนมากโดยไม่ต้องเพิ่มปริมาตรของถังเติมอากาศ (aeration tank) ทาให้
ระบบถงั ปฏิกรณช์ วี ภาพเมมเบรน สามารถรับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ (organic loading) ได้สูง จึงเพ่ิมความสามารถในการย่อย
สลายสารอินทรียท์ ่ยี อ่ ยสลายยาก ตะกอนจุลินทรีย์มีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของเมมเบรนไม่สามารถไหลออกจากระบบได้ ระบบถัง
ปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน จึงสามารถแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้าเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทาให้ได้น้าผ่านการบาบัดแล้ว
(effluent) ทม่ี ีคณุ ภาพสงู อีกท้งั ยงั ประหยดั พลงั งานและสารเคมีอกี ด้วย [2]
ถึงแม้วา่ การบาบัดน้าเสยี ดว้ ยระบบ MBR มขี ้อดีหลายอย่าง แต่ข้อจากัดท่ีสาคัญของการใช้งานระบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพ
เมมเบรน คือ การอุดตันของเมมเบรน (membrane fouling) ซ่ึงเกิดจากการสะสมของสารอุดตัน (foulant) ท่ีไม่สามารถผ่านเม
มเบรนออกไปไดท้ ั้งท่ีบรเิ วณบนพ้ืนผิวและภายในรูพรนุ ของเมมเบรน [3] การอุดตันของเมมเบรนน้นั สามารถสังเกตและตรวจวัดได้
จากการลดลงของอตั ราการซมึ ของน้าผ่านเมมเบรน (flux) โดยการอดุ ตันน้ันถือเป็นปัญหาหลักของการใช้งานระบบเมมเบรนและ
คา่ ใช้จา่ ยในการเดนิ ระบบ เน่ืองจากการอดุ ตันทาใหค้ ่าความสามารถของการไหลของนา้ ผ่านเมมเบรน (permeability) ลดลง และ
ตอ้ งใชพ้ ลงั งานแรงดนั มากขน้ึ อกี ท้ังยงั ทาใหต้ ้องมีการทาความสะอาดเมมเบรนบ่อยข้ึน หากแบ่งตามพฤติกรรมของการอุดตันต่อ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 154 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
การทาความสะอาด สามารถแบ่งการอุดตันได้เป็นสองประเภทคือ (1) การอุดตันแบบย้อนกลับได้ (reversible fouling) ซ่ึง
สามารถกาจดั ออกจากเมมเบรนไดด้ ้วยกระบวนการทาความสะอาดทางกายภาพ เช่น การล้างย้อนด้วยน้า การพักเมมเบรน และ
การเปา่ ด้วยฟองอากาศ (air scouring) เปน็ ตน้ [4] และ (2) การอุดตนั แบบยอ้ นกลบั ไมไ่ ด้ (irreversible fouling) ซ่งึ ต้องทาความ
สะอาดเมมเบรนด้วยสารเคมเี ท่าน้ัน [4]
งานวิจัยน้ีมีวัตุประสงค์เพ่ือศึกษาคุณลักษณะของสารอุดตันแบบย้อนกลับได้และย้อนกลับไม่ได้ ในระบบถังปฏิกรณ์
ชวี ภาพเมมเบรน เพื่อบาบัดน้าเสียเยื่อและกระดาษ พารามิเตอร์ในการดาเนินงานที่ทาการศึกษาและควบคุม ได้แก่ ปริมาณสาร
แขวนลอยในถงั เตมิ อากาศ (mixed liquor suspended solids: MLSS) และใช้การทาความสะอาดเมมเบรนในรปู แบบต่างๆ เพ่ือ
จาแนกประเภทการอุดตนั ท่เี กิดขึ้น การศกึ ษาคณุ ลักษณะของสารอินทรีย์สารอินทรีย์ที่ทาให้เกิดการอุดตัน (organic foulant) ใช้
เทคนิค fluorescent excitation-emission matric (EEM) spectroscopy
อุปกรณ์และวิธกี าร
นา้ เสยี เย่อื และกระดาษท่ีใช้ในการทดลอง เป็นน้าเสียท่ีเกิดจากกระบวนการต้มเย่ือ ฟอกเยื่อ และล้างเยื่อกระดาษ จาก
โรงงานกระดาษท่ีใช้ไม้ยูคาลิปตัสเป็นวัตถุดิบ โดยน้าเสียตัวอย่างมีค่าซีโอดี (COD) 752 mg/L, บีโอดี (BOD5) 282 mg/L และ สี
(color) 752 ADMI สาหรับตะกอนจุลินทรีย์ท่ีใช้ในการทดลองได้จากถังสูบตะกอนกลับ ซ่ึงมีค่าความเข้มข้นของ MLSS เท่ากับ
6,080 mg/L และมีอัตราส่วน MLVSS/MLSS 0.79 เมมเบรนท่ีใช้เป็นชนิด UF รูปแบบเส้นใยกลวง (hollow fiber) ขนาดรูพรุน
0.04 µm ตัวเมมเบรนนนั้ ผลติ ข้นึ จาก polyvinylidene fluoride (PVDF) ซง่ึ ตวั เมมเบรนน้ีมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.95 mm ระบบ
MBR มีพน้ื ท่ีผิวของเมมเบรนทัง้ หมด 36.76 cm2 ซงึ่ ควบคุมการเติมอากาศให้มีค่าออกซิเจนละลายน้า ≥2.0 mg/L การเดินระบบ
เปน็ แบบทิศทางการไหลจากนอกเข้าในภายใต้แรงดูด (vacuum pressure) คงที่ 7.25 psi เป็นระยะเวลา 3 ช่ัวโมง การล้างย้อน
น้ันทาโดยการสูบน้าล้างย้อนชนิดที่ต้องการ ได้แก่ น้า Deionized (DI), สารละลาย NaOH ท่ี pH 10.5 ไหลผ่านเมมเบรนในทิศ
ทางการไหลจากในออกนอกดว้ ยแรงดนั ท่ี 13 psi กระบวนการทางานของระบบ MBR ได้ถกู แสดงไว้ดังรปู ที่ 1
การวิเคราะห์สารอินทรีย์ (dissolved organic matter, DOM) ด้วยเทคนิค 3D fluorescence excitation-
emission matrix (EEM) spectroscopy ใช้เคร่ืองมือ FP-8200 Spectro fluorometer (Jasco, Japan) ตามวิธีวิเคราะห์โดย
Jutaporn et al. [5] และใช้เทคนิคเลือกจุดสูงสุดของแผนภาพ fluorescent EEM ในตาแหน่งต่างๆ (peak picking) เพื่อ
เปรยี บเทียบตาแหน่ง peak ของตวั อยา่ ง กับงานวิจัยท่เี กี่ยวข้องเพื่อระบุชนิดและคุณสมบัติของสารอินทรีย์ที่สามารถระบุได้ โดย
รายงานเปน็ คา่ ความเขม้ แสงฟลูออเรสเซนส์ (fluorescent intensity) ในหน่วย Raman Unit (RU) ดงั แสดงไว้ในตารางที่ 1
P Feed pump Pressure gauge
PP Peristaltic pump
Permeate tank
Feed tank UF modules Digital Scale
MBR 1 L
รปู ที่ 1. แผนภาพการทางานของระบบ UF MBR ทีใ่ ช้ในการบาบดั นา้ เสียเย่ือและกระดาษ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 155 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ตารางท่ี 1 ตา้ แหนง่ peak และชนิดของสารอนิ ทรยี ์ทีส่ ามารถระบุได้จากการวิเคราะห์ fluorescent EEM
Peak Excitation/ สารอนิ ทรีย์ทร่ี ะบุได้ [อา้ งอิง]
Emission (nm/nm)
A 250/450 สารอนิ ทรีย์ทมี่ าจากภาคพน้ื ดนิ มคี ุณสมบัติคล้ายกรดฟลูวคิ
(terrestrial-derived fulvic-like DOM) [6]
C 350/450 สารอนิ ทรีย์ทมี่ าจากภาคพ้ืนดิน มคี ณุ สมบตั ิคล้ายฮิวมกิ
(terrestrial-derived humic-like DOM) [6]
T1 275/340 สารอินทรีย์ทม่ี าจากจลุ ินทรยี ์ มคี ณุ สมบัติคล้ายโปรตีน tryptophan
(microbial-derived protein-like DOM) [6]
T2 230/370 สารอนิ ทรยี ์ทม่ี าจากจลุ ินทรีย์ มคี ณุ สมบัตคิ ล้ายโปรตนี tryptophan
(microbial-derived protein-like DOM) [7]
ผลการทดลองและวิจารณ์SpecificFlux(cm3/cm2/min/psi)
การอดุ ตนั ของเมมเบรนในระบบ MBR
การอุดตันของเมมเบรนในระบบ MBR น้ัน สามารถตรวจวัดได้ โดยเปรียบเทียบระหว่างค่า flux จาเพาะเริ่มต้น (Jso)
และค่า flux จาเพาะของระบบ MBR หลงั จากการกรองนา้ 3 ชว่ั โมง (Jst) โดยมีการทดลองท้ังหมด 6 ชุด ท่ี MLSS ในช่วง 3,980-
7,300 mg/L เพ่อื ศกึ ษาอทิ ธพิ ลของ MLSS ตอ่ การอุดตันของเมมเบรนในระบบ MBR จากผลการทดลองจาก พบว่า ค่า Jso เฉล่ีย
ของทั้ง 6 ชุดการทดลอง คือ 0.0135 ±0.0003 cm3/cm3/min/psi เม่ือปริมาณของ MLSS ในระบบเพิ่มสูงข้ึน จุลชีพสามารถ
ยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ์ไดด้ ีขน้ึ แตใ่ นขณะเดียวกันปริมาณของสารอุดตัน (foulant) ในระบบก็เพ่ิมสูงขึ้นตามไปด้วย ซ่ึงส่งผลทาให้
ทาให้คา่ flux ของนา้ ทกี่ รองไดล้ ดลง จากการทดลองชุดที่ MLSS = 3,980 mg/L และ 7,300 mg/L ทาให้เกิดการลดลงของ flux
เทา่ กับ 61% และ 87% ตามลาดบั จึงสามารถสันนิษฐานได้วา่ สารอุดตนั ทสี่ าคญั ในระบบ MBR น้ี ถูกสรา้ งข้ึนจากจลุ ชพี ภายในถงั
มากกว่าที่จะเข้าสู่ระบบจากน้าเสียดิบก่อนการบาบัด ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยในอดีตที่รายงานว่าสารอุดตันหลักในระบบ MBR
เพ่อื การบาบดั น้าเสียน้ัน คือ สารกลุ่มโพลีเมอร์ท่ีจุลินทรีย์สร้างข้ึน (extracellular polymeric substances, EPSs) ไม่ว่าจะเป็น
ในรปู แบบสารแขวนลอยหรือสารละลายจากเซลล์ของจุลินทรีย์ (soluble microbial products, SMPs) [8]
JsJoso JsJtst
0.016
0.014
0.012
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
0.000
3985 4320 5630 6780 6940 7300
MLSS(mg/L)
รปู ที่ 2. ค่า flux จาเพาะเรม่ิ ต้น (Jso) และคา่ flux จาเพาะของระบบ MBR หลงั จากการกรองนา้ 3 ชั่วโมง (Jst)
จากการทดลองทง้ั หมด 6 ชดุ ที่ MLSS ในชว่ ง 3,980-7,300 mg/L
การวิเคราะหค์ ุณลกั ษณะสารอินทรียด์ ว้ ยเทคนคิ ฟลอู อเรสเซนต์ EEM spectroscopy
ผลการวิเคราะห์น้าเสียเย่ือและกระดาษก่อนเข้าระบบ (feed, รูปที่ 3a) สังเกตเห็น fluorescent peak ท้ังหมด 4
peaks คือ peak A, C, T1 และ T2 ซ่ึงสามารถจาแนกคุณลักษณะของ peak ทั้ง 4 ดังกล่าว เปรียบเทียบกับงานวิจัยในอดีต เป็น
กลุ่มสารอินทรีย์คล้าย fulvic, humic และ protein 1 และ 2 ตามลาดับ [6,7] เมื่อเปรียบเทียบความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์
(fluorescent intensity) ณ ตาแหนง่ ต่างๆ จะเห็นไดว้ า่ ตาแหนง่ peak C มีความเขม้ แสงสูงท่สี ดุ ซ่งึ สารอนิ ทรีย์ที่ปรากฏการเรือง
แสงฟลอู อเรสเซนตท์ ่ีตาแหนง่ peak C เปน็ กลุม่ สารอินทรีย์กลุ่ม humic ตาแหน่งท่ีพบความเข้มแสงรองลงมา คือ peak T1 และ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 156 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
T2 (โปรตนี tryptophan) สว่ นตาแหน่งทสี่ ังเกตพบความเข้มแสงต่าท่ีสุดคือ peak A (สารอินทรีย์กลุ่ม fulvic) แสดงให้เห็นว่าน้า
เสียเยื่อและกระดาษก่อนการบาบัดมีองค์ประกอบท่ีเป็นสารอินทรีย์ในกลุ่ม humic มากที่สุด เนื่องจากสารกลุ่ม humic นั้นเป็น
สารอินทรียห์ ลักทสี่ ามารถพบได้ในธรรมชาติ และละลายออกจากเน้ือไมแ้ ละเปลอื กไม้ในกระบวนการตม้ เยือ่ เพื่อผลิตกระดาษ
เมอ่ื เปรียบเทยี บระหวา่ ง feed และ permeate (รูปท่ี 3b) ของระบบ MBR น้นั สามารถสงั เกตได้ว่า เม่ือผ่านการบาบัด
แล้วน้าเสียนั้นมีองค์ประกอบสารอินทรีย์ท่ีเปล่ียนไป คือ มีความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์ของสารอินทรีย์ในกลุ่มโปรตีนต่า
ปรากฏการณน์ ้แี สดงให้เห็นว่าสารอินทรีย์ในกลุ่มโปรตีนสามารถถูกย่อยสลายด้วยกระบวนการทางชีวภาพได้ง่ายกว่าสารอินทรีย์
กลุ่ม humic นอกจากน้ีแล้ว UF เมมเบรนนั้นยังมีความสามารถในการคัดแยกสารอินทรีย์ในกลุ่มโปรตีน เน่ืองจากโดยทั่วไปแล้ว
สารกลมุ่ โปรตีนมขี นาดใหญ่กวา่ รพู รุนของเมมเบรน สอดคลอ้ งกับงานวจิ ัยที่ได้วิเคราะห์คุณลักษณะสารอินทรีย์ในแหล่งน้าท่ีมีการ
ปล่อยน้าทิ้งจากฟาร์ม ระบุว่าสารอินทรีย์ในกลุ่มโปรตีนนั้นสามารถถูกย่อยสลาย และเปล่ียนรูปไปเป็นสารอินทรีย์ในกลุ่มของ
humic ทาใหค้ วามเข้มแสงฟลอู อเรสเซนสข์ องสารอนิ ทรยี ก์ ล่มุ humic เพิม่ สงู ข้ึน [9]
รูปท่ี 3(c) และ (d) แสดงสารอินทรีย์ท่ีได้จากการล้างย้อนเมมเบรนในการทดลอง MBR ท่ีมีปริมาณ MLSS = 7,300
mg/L ด้วยน้า DI (DI-BW) และสารละลาย NaOH (NaOH-BW) ตามลาดับ ซ่ึงน้าล้างย้อนจาก DI-BW และ NaOH-BW เป็น
ตัวแทนของสารอุดตันแบบย้อนกลับได้ และย้อนกลับไม่ได้ ตามลาดับ จากการสังเกตสัญญาณความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์ ณ
ตาแหนง่ peak A, C, T1 และT2 ท้งั ใน DI-BW และ NaOH-BW พบวา่ ในสารอดุ ตนั แบบยอ้ นกลบั ได้ (DI-BW) ยังคงมีองค์ประกอบ
เป็นสารอินทรีย์กลุ่ม humic และ fulvic (peak A และ C) และสามารถเห็นสารอินทรีย์กลุ่มโปรตีน (peak T1 และ T2) เพิ่มขึ้น
อย่างชัดเจน แสดงว่าสารกลุ่มโปรตีนมีการสะสมอยู่บนผิวของเมมเบรนได้มากกว่าสารกลุ่ม humic และมีความสาคัญในการ
ก่อให้เกิดการอุดตันมากกว่า เมื่อเทียบกับน้า feed ที่มีสารกลุ่มคล้ายโปรตีนปริมาณเพียงเล็กน้อย ปรากฏการณ์นี้ยิ่งสังเกตได้
ชัดเจนมากขึ้นในสารอุดตนั แบบย้อนกลบั ไมไ่ ด้ (รปู ที่ 3(d), NaOH-BW) ซ่งึ พบ fluorescent intensity ณ ตาแหนง่ peak T1 และ
T2 เป็นหลัก
(a) Feed (b) Permeate
T1 C T1 C
T2 A T2 A
(c) DI-BW (d) NaOH-BW
T1 C T1 C
T2 A T2 A
รปู ที่ 3. แผนภาพ Fluorescent EEM cT2ontour แสดงคณุ ลักษณะของสารอินทรีย์ทีพ่ บในระบบ MBR ในการทดลองที่ MLSS
7,300 mg/L (a) นา้ เสียกระดาษและเย่ือกระดาษกอ่ นเขา้ ระบบ MBR (feed), (b) น้า permeate, (c) สารอุดตันทไ่ี ดจ้ ากการล้าง
ย้อนเมมเบรนด้วยนา้ DI (DI-BW) และ (d) สารอดุ ตันท่ีได้จากการลา้ งยอ้ นเมมเบรนด้วยสารละลาย NaOH (NaOH-BW)
การเปรียบเทียบองค์ประกอบของสารอุดตันแบบย้อนกลับได้และแบบย้อนกลับไม่ได้ แสดงให้เห็นว่าสารอินทรีย์กลุ่ม
humic และ fulvic น้ัน เกิดการสะสมอยู่บนเมมเบรนน้อยกว่าสารอินทรีย์กลุ่มโปรตีน และยังมีการยึดเกาะกับเมมเบรนเพียง
หลวมๆ จงึ สามารถถูกกาจัดออกจากเมมเบรนไดโ้ ดยการทาความสะอาดทางกายภาพ [10] แตส่ ารอินทรยี ก์ ลุ่มโปรตีน มีการจับตัว
กับเมมเบรนอย่างเหนียวแน่นกว่า จึงต้องใช้การทาความสะอาดด้วยสารเคมี NaOH ผลการทดลองดังกล่าวสอดคล้องกับ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 157 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ผลงานวิจยั ทร่ี ายงานวา่ สารอนิ ทรีย์กล่มุ โปรตีนนี้ประกอบไปด้วยสาร soluble microbial product (SMP) ท่ีมีคุณสมบัติเป็นสาร
โพลีเมอร์เหนยี ว เป็นสารหลักท่ีกอ่ ใหเ้ กดิ การอุดตนั ของเมมเบรนในระบบ MBR [11]
ค่า fluorescent intensity ของสารอินทรีย์ในน้า feed และ น้าใส (supernatant) จากถัง aeration tank แสดงไว้ดัง
รูปภาพที่ 4(a) ในน้า feed มีค่า fluorescent intensity ณ ตาแหน่ง peak C สูงที่สุด คือ 1.145 RU ตามด้วย peak A, T2 และ
T1 ทีม่ ีค่า fluorescent intensity รองลงมา ท่ี 0.338, 0.188 และ 0.163 RU ตามลาดับ จงึ สามารถเปรยี บเทียบเชิงปริมาณได้ว่า
น้าเสียเย่ือและกระดาษนั้นมีองค์ประกอบของสารอินทรีย์ในกลุ่ม humic และ fulvic (peak C และ A) มากท่ีสุด คิดเป็น 81%
ของความเข้มแสงรวมของสารอินทรียท์ ั้ง 4 ตาแหน่ง เน่ืองจากสารกลุ่มนีอ้ ยู่ในไมย้ คู าลิปตัสซึ่งเปน็ วัตถดุ ิบหลกั ในกระบวนการผลิต
ส่วนในน้า supernatant ท่ี MLSS 4,320 mg/L น้ันมีค่า fluorescent intensity ณ ตาแหน่ง peak C สูงท่ีสุด คือ 1.618 RU
รองลงมาพบ peak A มีค่า 0.237 RU และพบ peak T2 มากกว่า peak T1 มีค่า 0.040 และ 0.006 RU ตามลาดับ หาก
เปรียบเทียบกันระหว่าง feed และ supernatant จะพบว่ากลุ่มสาร humic และ fulvic (peak A และ C) ใน supernatant มี
ปรมิ าณมากกว่าใน feed ซ่งึ อธิบายได้วา่ เกดิ การยอ่ ยสลายกลมุ่ สารอินทรยี โ์ ปรตีน (peak T1และ T2) และเปลีย่ นโปรตนี ไปเปน็ สาร
กล่มุ humic ทาให้มีปริมาณสารอนิ ทรยี ์กลมุ่ humic มากข้ึน
รูปท่ี 4(b) แสดง ค่า fluorescent intensity ของนา้ permeate ท่ผี ่านการกรองด้วยเมมเบรนในระบบ MBR ท่ีปริมาณ
MLSS 3,980-7,300 mg/L ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ามีค่าความเข้มแสงของสารอินทรีย์ในกลุ่ม humic (peak Aและ C) มาก
ที่สุด คือ 85-95% ของความเข้มแสงรวมของสารอินทรีย์ท้ังหมด แสดงให้เห็นว่าสารอินทรีย์ในกลุ่มของ humic นั้นสามารถไหล
ผา่ นรพู รุนของเมมเบรนได้ดี และสารอินทรีย์ในกลุ่มของโปรตีน (peak T1และT2) ใน permeate น้ันมีปริมาณระหว่าง 5.0-16%
ซง่ึ มปี ริมาณลดลงเมอ่ื เทยี บกบั คา่ ใน feed (19%) แสดงใหเ้ ห็นวา่ โปรตีนนัน้ ถกู ย่อยสลายดว้ ยจลุ ินทรยี ์ และ/หรือ ถกู กาจดั ดว้ ยการ
กรองของเมมเบรน ซึ่งทาให้โปรตีนน้ันสะสมกันอยู่ท่ีรูพรุนและผิวของเมมเบรนทาให้เกิดการอุดตัน ซ่ึงการวิเคราะห์น้าล้างย้อน
เมมเบรนสามารถแสดงคุณลักษณะของสารอดุ ตันได้
ผลการล้างย้อนด้วย permeate รูปที่ 4(c) พบปริมาณสารอินทรีย์ในกลุ่มของ humic และโปรตีนท่ี 84.68% และ
15.32% ตามลาดับ ซึ่งผลการวิเคราะห์น้ีไม่สามารถแสดงความแตกต่างในด้านองค์ประกอบของสารอุดตันได้อย่างชัด เน่ืองจาก
ปริมาณสารอนิ ทรยี ์ตงั้ ต้นในน้า permeate มีคา่ สูง ดงั นัน้ ในการทดลองชุดถดั ไป จึงได้ทาการล้างย้อนเมมเบรนที่อุดตันด้วยน้า DI
(DI-BW) ซึ่งพบค่าความเขม้ แสงของสารอินทรยี ์กล่มุ โปรตนี คิดเป็น 31-32% ของความเข้มแสงรวมของสารอินทรีย์ท้ังหมด ผลการ
วเิ คราะหน์ ี้บ่งชี้ไดว้ า่ โปรตีนนั้นสะสมอยู่ภายในรพู รนุ และบนผิวของเมมเบรนจรงิ และบางส่วนสามารถล้างย้อนด้วยน้า DI ได้ รูปที่
4(d) แสดงค่า fluorescent intensity ของสารอินทรีย์ท่ีถูกล้างออกจากเมมเบรนด้วยการล้างย้อนด้วยสารละลาย NaOH pH
10.5 (NaOH-BW) และจากผลการวเิ คราะห์ พบวา่ สารอินทรีย์กลุ่มโปรตีนและกลุ่ม humic มีค่าความเข้มแสงเป็น 57-76% และ
24-43% ของความเข้มแสงรวมของสารอินทรีย์ทั้งหมด ตามลาดับ จึงเป็นได้ว่าสารอุดตันแบบย้อนกลับไม่ได้น้ันในท่ีน้ีมีความเข้ม
แสงของสารโปรตนี มากกว่าสารกลมุ่ humic ซึ่งแสดงใหเ้ หน็ ว่าโปรตนี เป็นสาเหตหุ ลกั ในการอดุ ตนั แบบย้อนกลับไมไ่ ดข้ องเมมเบรน
และการล้างย้อนด้วยวธิ ีการทางเคมีนน้ั มปี ระสทิ ธิภาพในการกาจัดโปรตนี ออกจากเมมเบรนมากกว่าการลา้ งยอ้ นทางกายภาพ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 158 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
2.5 2.5 (b)
(a) Permeate
Fluorescent intensity(RU) 2.0 2.0
Fluorescent intensity(RU)
1.5 1.5
1.0 1.0
0.5 0.5
0.0 0.0
3980
Feed Sample AreationTank 4320 6780 7300
2.5 MLSS(mg/L)
(d)
Permeate and DI-BW (c) 3.0 NaOH-BW
PeakC
Fluorescent intensity(RU) 2.0 Fluorescent intensity(RU) PeakA PeakT22
Permeate-BW DI-BW
PeakT11
1.5
2.0
1.0 DI-BW
0.5 1.0
0.0 0.0
3980
3980 4320 7300 4320 6780 7300
MLSS(mg/L) MLSS(mg/L)
รปู ท่ี 4. ค่าความเข้มแสงฟลูออเรสเซนส์ ณ ตาแหน่ง peak A, C, T1 และ T2ของสารอินทรยี จ์ ากตวั อย่าง (a) น้าเสยี เย่อื กระดาษ
ก่อนเขา้ ระบบ MBR (feed) และ นา้ ใสในถังเตมิ อากาศ (supernatant); (b) น้า permeate; (c) น้าจากการล้างยอ้ นดว้ ย
permeate และ น้า DI (permeate and DI-BW); และ(d) นา้ จากการล้างยอ้ นดว้ ยสารละลาย NaOH (NaOH-BW)
สรุป
ในระบบ MBR เพ่ือบาบัดน้าเสียเยื่อและกระดาษ เม่ือปริมาณ MLSS เพ่ิมสูงข้ึน ทาให้ปริมาณของสารอุดตันในระบบ
เพ่ิมสูงขึ้นด้วย ซ่ึงส่งผลทาให้ทาให้ค่า flux ของน้าท่ีกรองได้ลดลง จากผลการวิเคราะห์ข้อมูลด้วย fluorescent EEM ทั้งหมด
แสดงให้เห็นวา่ ในน้าเสียดบิ นั้นมีสารกล่มุ humic อยใู่ นปรมิ าณมาก และพบว่ากลุ่มสารท่ีทาให้เกิดการอุดตันเป็นสารอินทรีย์กลุ่ม
โปรตีนนั้นมีความสาคัญมากกว่าสารกลุ่ม humic โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารกลุ่มโปรตีนชนิด tryptophan ที่มาจากแบคทีเรีย เป็น
องคป์ ระกอบหลักของสารอุดตนั แบบยอ้ นกลบั ไม่ได้
เอกสารอ้างอิง
[1] Hubbe M.A., Metts J.R., Hermosilla D., Blanco M.A., Yerushalmi L., Haghighat F., Lindholm-Lehto P.,
Khodaparast Z., Kamali M., Elliott A., 2016. Wastewater Treatment and Reclamation: A Review of Pulp
and Paper Industry Practices and Opportunities. BioResources. 11: 7953–8091.
[2] Escobar I.C., Van Der Bruggen B. 2015. Fouling control on microfiltration/ultrafiltration membranes:
Effects of morphology, hydrophilicity, and charge. J. Appl. Polym. Sci. 132: 1-20.
[3] Gkotsis P.K., Banti D.C., Peleka E.N., Zouboulis A.I., Samaras P.E. 2014. Fouling issues in Membrane
Bioreactors (MBRs) for wastewater treatment: Major mechanisms, prevention and control strategies.
Processes. 2: 795–866.
[4] Khan S.J., Hankins N.P., Shen L.C. 2016. Submerged and Attached Growth Membrane Bioreactors and
Forward Osmosis Membrane Bioreactors for Wastewater Treatment. in Emerging Membrane
Technology for Sustainable Water Treatment. Elsevier B.V.
[5] Jutaporn P., Singer P.C., Cory R.M., Coronell O. 2016. Minimization of short-term low-pressure
membrane fouling using a magnetic ion exchange (MIEX®) resin. Water Res. 98: 225–234.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 159 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
[6] Coble P.G. 1996. Characterization of marine and terrestrial DOM in seawater using excitation-emission
matrix spectroscopy. Mar. Chem. 51: 325–346.
[7] Rodríguez-vidal F.J., García-valverde M., Ortega-azabache B. 2020. Characterization of urban and
industrial wastewaters using excitation-emission matrix (EEM) fluorescence: Searching for specific
fingerprints. J. Environ. Manage. 263: 1-10.
[8] Li Z., Song W., Liu F., Ding Y., You H., Liu H., Qi P., Jin C. 2018. The characteristic evolution of soluble
microbial product and its effects on membrane fouling during the development of sponge membrane
bioreactor coupled with fiber bundle anoxic bio-filter for treating saline wastewater. Bioresour.
Technol. 266: 51–59.
[9] Yan L., Liu Q., Liu C., Liu Y., Zhang M., Zhang Y., Zhang Y., Gu W. 2019. Effect of swine biogas slurry
application on soil dissolved organic matter (DOM) content and fluorescence characteristics,
Ecotoxicol. Environ. Saf. 184: 1-9.
[10] Wang Z., Ma J., Tang C.Y., Kimura K., Wang Q., Han X. 2014. Membrane cleaning in membrane
bioreactors, J. Memb. Sci. 468: 276–307.
[11] Subhi N., Henderson R., Stuetz R.M., Chen V., Le-Clech P. 2011. Potential of fluorescence excitation
emission matrix (FEEM) analysis for foulant characterisation in membrane bioreactors (MBRs), Desalin.
Water Treat. 34: 167–172.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 160 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
026
การศกึ ษาผลลพั ธด์ ้านการใช้พลังงานจากการดาเนนิ โครงการ
อนรุ กั ษพ์ ลังงานและสง่ิ แวดลอ้ มในสถานศึกษาพน้ื ที่
กรุงเทพมหานคร นนทบุรี และสมทุ รปราการ
A Study of the Energy Consumption Results of Energy
Conservation in Schools in the Bangkok,
Nonthaburi and Samut Prakan
นโคทร ศรีจันทร์1* จารุวรรณ วงคท์ ะเนตร2 อัจฉรา อัศวรจุ กิ ลุ ชยั 3 และ ศรณั ยา สุจรติ กลุ 4
Nakothon Srichan1* Jaruwan Wongthanate2 Achara Ussawarujikulchai3 and Saranya Sucharitakul4
1*นักศึกษาบัณฑติ ศึกษา คณะสิ่งแวดลอ้ มและทรัพยากรศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยมหดิ ล นครปฐม 73170
2รองศาสตราจารย์ ดร. คณะสิง่ แวดล้อมและทรพั ยากรศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยมหดิ ล
3ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร. คณะสง่ิ แวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลยั มหดิ ล
4ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร. คณะสิ่งแวดล้อมและทรพั ยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
*โทรศพั ท์ : 090-7371907 โทรสาร : 02-7081601, E-mail : [email protected]
บทคดั ย่อ
งานวิจัยครั้งน้ีเพื่อศึกษาผลลัพธ์จากการดาเนินงานด้านการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อมในโรงเรียน โดยมี
กลุ่มเป้าหมายเป็นโรงเรียนในเขตพ้ืนที่กรุงเทพมหานคร นนทบุรีและสมุทรปราการ จานวน 40 โรงเรียน ที่มีการดาเนินงานด้าน
บรหิ ารจัดการพลังงานและสิ่งแวดล้อมอยา่ งเปน็ ระบบ โดยงานวจิ ัยตอ้ งการศกึ ษาผลลัพธ์จากการดาเนินงาน ซง่ึ วัดจากปรมิ าณการ
ใช้ไฟฟา้ ตอ่ จานวนนักเรียน (กิโลวัตต์-ช่ัวโมง/คน/ปี) และปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อพ้ืนท่ีท่ีใช้ในการเรียนการสอน (กิโลวัตต์-ชั่วโมง/
ตารางเมตร/ปี) ตลอดจนวเิ คราะหข์ อ้ มลู ด้านกายภาพท่เี กีย่ วข้องกบั การใชพ้ ลังงานในโรงเรียน อาทิ คา่ ความสว่างในห้องเรียนและ
สานักงาน อุณหภูมิในหอ้ งปรบั อากาศและความชน้ื ในหอ้ งปรับอากาศ
ผลการสารวจพบว่าทุกโรงเรียนที่เข้าร่วมงานวิจัย มีนโยบาย มาตรการ ตลอดจนมีคณะทางานด้านอนุรักษ์พลังงาน ซ่ึง
บุคลากรและนักเรียนมีส่วนร่วมในการดาเนินงานอย่างต่อเนื่อง จากการวิเคราะห์ข้อมูลการใช้พลังงานของโรงเรียนกลุ่มตัวอย่าง
พบวา่ ค่ามัธยฐานของการใช้พลังงานตอ่ พื้นที่เทา่ กบั 79.87 กโิ ลวัตต์-ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปีและค่ามัธยฐานของการใช้พลังงาน
ตอ่ จานวนนักเรยี นเทา่ กับ 406.7 กิโลวตั ต์-ชว่ั โมงตอ่ คนตอ่ ปี สว่ นการสารวจดา้ นกายภาพพบวา่ ในห้องเรยี นและหอ้ งสานกั งานมคี ่า
ความสวา่ งเฉล่ีย 351.06 ลักซ์ มีการต้ังอุณหภูมิในห้องปรับอากาศเฉล่ีย 27.64 องศาเซลเซียส และมีความช้ืนในห้องปรับอากาศ
เฉลี่ย 51.56% นอกจากน้ียังพบว่ากลุ่มโรงเรียนท่ีสังกัดสานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.) มีการใช้พลังงาน
ไฟฟา้ ต่อจานวนนกั เรยี นนอ้ ยกวา่ กลุ่มโรงเรียนทสี่ ังกดั สานกั งานคณะกรรมการส่งเสรมิ การศกึ ษาเอกชน (สช.) อยา่ งมีนยั สาคญั
งานวิจัยนี้เสนอให้มีการศึกษาเพ่ิมเติม โดยเพิ่มจานวนกลุ่มตัวอย่างโรงเรียนมากข้ึน เพื่อความแม่นยาของข้อมูลและ
สามารถนาผลวจิ ยั เปรียบเทียบและอา้ งองิ กบั กลุ่มโรงเรยี นท่มี คี วามหลากหลายข้นึ
คาสาคญั : อนุรกั ษพ์ ลงั งาน; โรงเรียน; การใชพ้ ลังงานตอ่ จานวนนักเรียน; การใชพ้ ลงั งานตอ่ พน้ื ที่; คา่ ความสวา่ ง; อณุ หภูมิ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 161 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
Abstract
This research aims to study the result of energy and environment conservation operation in school.
The targeted schools were 40 schools located in Bangkok, Nonthaburi and Samut Prakan which energy and
environment administration has been done systematically. In addition, electricity consumption per quantity of
student (kilowatt-hour/person/year) as well as electricity consumption per learning area (kilowatt-hour/square
meter/year) were determined to study the operational result. Moreover, energy consumption in school for
instance classroom and office brightness, temperature and humidity were physically analyzed.
The results showed that every school which participate has policies, measures and energy
conservation team which every student and staff continuously participate. Additionally, the energy
consumption data of each school were analyzed and found that the median of energy consumption per area
was 79.87 kilowatt-hour/square meter/year and the median of energy consumption per student was 406.7
kilowatt-hour/person/year. Likewise, physical researching found that an average brightness in classroom and
office was 351.06 Lux in the conditioned room with average temperature of 27.64 degree centigrade and
51.56 % humidity. Furthermore, the schools under Office of the Basic Education Commission (OBEC) has
significantly lower energy consumption per student than the school under Office of the Private Education
Commission (OPEC).
In conclusion, this research suggests that more study should be proceeded by increasing the group of
participated school in order to increase data’s accuracy and to be able to compare the results with more
variety of reference schools.
Keywords : energy conservation; school; electricity consumption per quantity of student;
electricity consumption per learning area; brightness; temperature
บทนา
สถานศึกษาถอื เป็นสถานทบี่ ม่ เพาะและพัฒนาเยาวชนของประเทศเพื่อการพฒั นาของประเทศในดา้ นต่างๆ โดยจะเห็นได้
ว่าในปัจจุบันโรงเรียนได้มีการเรียนการสอนโดยมีหลักสูตรที่หลากหลาย จึงส่งผลให้มีการใช้ทรัพยากรด้านต่างๆ เพื่อตอบสนอง
กิจกรรมในหลักสูตรท่ีหลากหลายเพ่ิมมากข้ึน นอกจากนี้โรงเรียนยังมีการพัฒนาด้านกายภาพเพ่ิมเติมอีกด้วย อาทิเช่นการสร้าง
อาคารเรยี นเพื่อรองรบั ห้องเรยี นพิเศษเพิม่ เตมิ การพฒั นาสอ่ื การเรียนที่ทนั สมยั เปน็ ต้น ดว้ ยปัจจัยดังกล่าวส่งผลให้โรงเรียนมีการ
ใช้พลังงานในกิจกรรมต่างๆ เพ่ิมข้ึนอย่างต่อเน่ือง โดยเฉพาะพลังงานไฟฟ้า ซ่ึงส่วนใหญ่เกิดจากกิจกรรมการเรียนการสอนผ่าน
อปุ กรณอ์ านวยความสะดวกต่างๆ อาทิเช่น เคร่อื งประอากาศ หลอดไฟฟ้าแสงสว่างและเคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ประเภทตา่ งๆ เป็นตน้ ส่งผล
ใหโ้ รงเรยี นมภี าระคา่ ใช้จ่ายดา้ นพลังงานเพิ่มสูงข้ึนอยา่ งต่อเนอ่ื ง
ด้วยปัญหาข้างต้น ทาให้โรงเรียนจาเป็นจะต้องหาแนวทางในการลดใช้พลังงาน โดยอาศัยกระบวนการด้านการอนุรักษ์
พลังงานและส่ิงแวดล้อมอย่างเป็นระบบ ประกอบด้วยการมีนโยบายด้านอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อมที่ชัดเจน แต่งตั้ง
คณะทางานด้านอนรุ กั ษ์พลงั งานในโรงเรยี น รวมท้งั มกี ารสรา้ งมาตรการเพื่อส่ือสารไปยังผู้ปฏิบัติอย่างท่ัวถึง ตลอดจนมีการบูรณา
การสอดคล้องกับการดาเนินงานส่วนต่างๆของโรงเรียน เช่นฝ่ายอาคารสถานที่ ฝ่ายจัดซื้อจัดจ้าง ฝ่ายกิจการนักเรียนและฝ่าย
วิชาการ เป็นต้น [1]
ดังน้นั ในการวิจยั ครงั้ น้ีมีวัตถุประสงค์เพอ่ื ศกึ ษาและประเมินผลลัพธ์จากการดาเนนิ งานอนุรกั ษพ์ ลงั งานในโรงเรียน ในเขต
กรุงเทพมหานคร นนทบุรีและสมุทรปราการ โดยมุ่งไปยังกลุ่มตัวอย่างโรงเรียนท่ีได้รับรางวัลสถานศึกษาดีเด่นด้านพลังงานและ
สิ่งแวดล้อมระหว่างปีการศึกษา 2551 – 2560 จานวน 40 โรงเรียน ซ่ึงถือเป็นกลุ่มตัวอย่างท่ีมีระบบบริหารจัดการด้านอนุรักษ์
พลังงานและส่ิงแวดล้อมท่ีมีมาตรฐานและเป็นที่ยอมรับจากหน่วยงานด้านการจัดการพลังงาน ท้ังน้ีในกระบวนการวิจัยจะศึกษา
ผลลัพธ์จากการดาเนินงานอย่างเป็นระบบ สู่การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการศึกษาปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อจานวน
นักเรียน (กโิ ลวัตต์-ชวั่ โมง/คน/ป)ี และปริมาณการใช้ไฟฟ้าตอ่ พน้ื ทที่ ่ใี ช้ในกระบวนการเรยี นการสอน (กิโลวัตต์-ช่วั โมง/ตารางเมตร/
ปี) ตลอดจนวิเคราะห์ข้อมลู ดา้ นกายภาพที่เก่ียวข้องกับการใช้พลังงานในโรงเรียน อาทิ ปริมาณแสงสว่างในอาคารเรียน อุณหภูมิ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 162 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
และความชื้นท่ีเหมาะสมในห้องปรับอากาศ เพื่อนาข้อมูลมาใช้สาหรับเปรียบเทียบและอ้างอิงการดาเนินงานด้านการอนุรักษ์
พลงั งานและสง่ิ แวดลอ้ มของโรงเรยี นอ่ืนๆ ท้งั ในและนอกพืน้ ท่ีได้ในอนาคต
อุปกรณแ์ ละวธิ ีการ
ในการวิจยั ครง้ั นี้ ผูว้ จิ ัยได้มีการดาเนนิ งานแบง่ เป็น 4 ข้นั ตอน (รูปท่ี 1) ดังนี้
1. คัดเลือกกลุ่มตัวอย่างประชากร โดยใช้วิธีคัดเลือกแบบเจาะจงสาหรับโรงเรียนที่เข้าร่วมโครงการสถานศึกษาดีเด่นด้าน
พลังงานและส่ิงแวดล้อม ระหว่างปี 2551 - 2560 และได้รับรางวัลในระดับ 5 ดาว จานวน 40 โรงเรียน จากจานวนท้ังสิ้น
52 โรงเรียน
2. ออกแบบเครือ่ งมอื ทีใ่ ช้ในการสารวจ ในการวจิ ยั ครั้งนไี้ ดท้ าการออกแบบสารวจ 2 รูปแบบดังน้ี
2.1.1 แบบสารวจการใช้ไฟฟ้าในโรงเรยี นจานวน 3 ปีการศึกษา (ปีการศึกษาที่ได้รับรางวัล 5 ดาวและต่อเนื่องอีก 2 ปี
การศึกษา)
2.1.2 แบบสารวจเชิงกายภาพ โดยเป็นการค่าความแสงสว่าง อุณหภูมิและความช้ืน ในห้องเรียนและห้องสานักงาน
โดยเคร่ืองวัดแสงแบบดิจิตอล (Lux meter) และเครื่องวัดคาร์บอนไดออกไซด์ อุณหภูมิและความช้ืนในอากาศ
(CO2/Temp/RH Indoor Air Quality Meter)
3. ลงพื้นที่เพื่อเก็บและรวบรวมข้อมูล ติดต่อนาส่งหนังสือขอความอนุเคราะห์ลงพื้นที่เก็บข้อมูลการใช้พลังงานในโรงเรียน
จานวน 40 แห่ง
4. วิเคราะห์ข้อมูลวจิ ัย แบง่ การวิเคราะห์ออกเปน็ 2 กลุ่มดงั น้ี
4.1.1 วิเคราะห์การใช้ไฟฟ้าต่อจานวนนักเรียนและการใช้ไฟฟ้าต่อพ้ืนท่ี โดยนาข้อมูลการใช้พลังงานของโรงเรียนใน
กลุ่มตัวอย่างมาคานวณหาค่ามัธยฐาน (Median) ค่าเฉลี่ย (Mean) โดยเปรียบเทียบผลการวิจัยโดยใช้ t-test
และ ANOVA [2] [4]
4.1.2 การวิเคราะห์เชิงกายภาพ ประกอบด้วยการวิเคราะห์ด้านแสงสว่าง อุณหภูมิและความชื้น โดยการเทียบอ้างอิง
ตามมาตรฐานสากล [3] ดงั แผนภาพแสดงข้ันตอนการดาเนนิ งานวิจยั ตอ่ ไปน้ี
คดั เลือกกลุ่มตวั อยา่ งประชากร
ออกแบบเคร่ืองมอื ในการสารวจ
ลงพืน้ เพอ่ื เกบ็ รวบรวมข้อมลู เชิงคณุ ภาพและกายภาพ
วิเคราะห์ข้อมลู
การใชไ้ ฟฟ้าในโรงเรยี น ข้อมูลเชงิ กายภาพ
การใชต้ ่อจานวนนักเรยี น การใช้ตอ่ พน้ื ที่ แสงสว่าง
ANOVA t-test อณุ หภูมิ
ความช้นื
รูปที่ 1 วิธกี ารดาเนินการ
วิจัย วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 163
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
จากการเก็บข้อมลู การใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ ในโรงเรียนท่ีเข้าร่วมงานวิจัย ผลการศึกษาพบว่าค่าเฉลี่ยของพื้นที่ส่วนห้องเรียน
และสานักงานในเรียนทั้งหมดเท่ากับ 11,416.24 ตารางเมตรและค่าเฉลี่ยของการใช้พลังงานไฟฟ้าเท่ากับ 93,2135.39 กิโลวัตต์-
ช่ัวโมง โดยค่ามัธยฐานของการใช้พลังงานต่อพ้ืนท่ีเท่ากับ 79.87 กิโลวัตต์-ช่ัวโมงต่อตารางเมตรต่อปีและค่ามัธยฐานของการใช้
พลังงานต่อจานวนนกั เรียนเท่ากับ 406.7 กิโลวัตต์-ชว่ั โมงตอ่ คนตอ่ ปี
เมอื่ แบ่งกลุม่ โรงเรยี นตามสงั กดั หนว่ ยงานพบวา่ กลมุ่ โรงเรยี นทสี่ ังกัดสานักงานคณะกรรมการการศึกษาขน้ั พน้ื ฐาน (สพฐ.)
มีค่าเฉล่ียของการใช้พลังงานต่อพ้ืนท่ีเท่ากับ 63.39 กิโลวัตต์-ช่ัวโมงต่อตารางเมตรต่อปีและมีค่าเฉลี่ยการใช้พลังงานต่อจานวน
นักเรยี นเทา่ กบั 244.72 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อคนต่อปี ในส่วนกลมุ่ โรงเรียนที่สังกัดสานักงานคณะกรรมการส่งเสริมการศึกษาเอกชน
(สช.) มีค่าเฉลี่ยของการใช้พลังงานต่อพื้นที่เท่ากับ 113.51 กิโลวัตต์-ช่ัวโมงต่อตารางเมตรต่อปีและมีค่าเฉล่ียการใช้พลังงานต่อ
จานวนนักเรียนเท่ากับ 442.65 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อคนต่อปี (ตารางที่ 1) จากการเปรียบเทียบข้อมูลการใช้พลังงานแบ่งตาม
หนว่ ยงานทีโ่ รงเรยี นสังกดั โดยใช้ t-test พบว่าท้ัง 2 กล่มุ มคี วามแตกต่างอย่างมนี ัยสาคัญทางสถิติท่ีระดับความเชื่อมั่น 95% ทั้งนี้
จากการเปรียบเทียบประสทิ ธภิ าพการใช้พลังงานในกลุม่ งานวิจยั ทีเ่ ก่ียวข้องกับสถาบนั การศกึ ษา พบว่ามคี วามใกล้เคียงกบั งานวิจัย
ของสรญา กังวาน (2557) [2] ที่ได้มีการประเมินสมรรถนะด้านการใช้พลังงานในอาคารของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ท่ีมีค่ามัธย
ฐานของค่าดัชนีการใช้พลังงานต่อพ้ืนที่เท่ากับ 70.59 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปีและมีค่ามัธยฐานของค่าดัชนีการใช้
พลังงานต่อคนเท่ากับ 1,089.31 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อคนต่อปี อย่างไรก็ตามสาเหตุที่งานวิจัยอ้างอิงมีการใช้พลังงานต่อหัวมากกว่า
เน่ืองจากในระดับมหาวทิ ยาลยั มีการใช้เครอื่ งปรับอากาศในสัดส่วนที่สูง ส่งผลให้มีการใช้พลังงานต่อหัวท่ีสูงกว่าการใช้พลังงานใน
โรงเรียนทั่วไป
นอกจากนี้ยังพบว่าภายในห้องเรียนและห้องสานักงานท่ัวไป มีค่าความสว่างในพื้นท่ีเฉล่ียเท่ากับ 351.06 ลักซ์ ส่วนใน
หอ้ งทม่ี ีการปรับอากาศ พบวา่ มอี ณุ หภมู ิเฉลยี่ เทา่ กบั 27.64 องศาเซลเซียส และในหอ้ งปรับอากาสมีความชืน้ เฉลย่ี เทา่ กบั 51.56%
(ตารางที่ 2) ซึง่ อยู่ในเกณฑม์ าตรฐานเม่อื เทยี บกบั มาตรฐานของ ASHRAE [2] อย่างไรก็ตามงานวิจัยนเ้ี สนอให้มีการศึกษาเพิ่มเติม
โดยเพิ่มจานวนกลุ่มตัวอย่างโรงเรียนมากขึ้น เพ่ือความแม่นยาของข้อมูลและสามารถนาผลวิจัยเปรียบเทียบและอ้างอิงกับ
กลุ่มเปา้ หมายทหี่ ลากหลายข้นึ
ตารางที่ 1 ตารางเปรยี บเทยี บการใชไ้ ฟฟ้าในโรงเรียนกลุ่มตัวอย่าง
การใชไ้ ฟฟ้าตอ่ ปี คา่ เฉลี่ย หนว่ ยงานท่สี งั กัด
สพฐ. สช.
ต่อจานวนนกั เรียน (kWh/person/year) 406.7 244.72 442.65
ตอ่ ขนาดพน้ื ที่ (kWh/m3/year) 79.87 63.39 113.51
ตารางที่ 2 ตารางแสดงข้อมลู การสารวจด้านกายภาพ ทส่ี ารวจได้ เกณฑม์ าตรฐาน
การสารวจ (หนว่ ย) 351.06 300 – 500 LUX
27.64
คา่ ความสวา่ งในห้องเรยี นและสานกั งาน (ลกั ซ)์ 51.56 ≥25 ◌C
อณุ หภูมใิ นห้องปรับอากาศ (องศาเซลเซียส) 60%RH
ความช้นื ในหอ้ งปรับอากาศ (%)
สรปุ
จากการวจิ ัยสรุปได้ว่า ผลลัพธ์ทไ่ี ดจ้ ากการดาเนินงานอนุรักษ์พลังงานและสง่ิ แวดลอ้ มในโรงเรยี นอย่างเป็นระบบ ซ่ึงเป็น
ตัวสะทอ้ นถึงการมแี นวทางในการบริหารจัดการพลังงานท่ีดี พบว่ามีการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อพื้นที่เฉล่ีย 79.87 กิโลวัตต์-ช่ัวโมงต่อ
ตารางเมตรต่อปี และมีการใชพ้ ลงั งานต่อนกั เรียนเทา่ กบั 406.7 กิโลวัตต์-ช่ัวโมงต่อคนต่อปี อีกท้ังยังพบว่าโรงเรียนที่มีการบริหาร
จัดการด้านพลังงานที่ดีน้ัน จะมีผลลัพธ์เชิงกายภาพ ซึ่งประกอบด้วยการใช้แสงสว่างในห้องเรียนและห้องสานักงาน การกาหนด
อุณหภูมิในหอ้ งปรบั อากาศและความชืน้ ในห้องปรบั อากาศ อยู่ในเกณฑท์ ี่เหมาะสม ตามมาตรฐานของ ASHARE 55-2010 [3]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 164 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
นอกจากนี้ยังพบวา่ หน่วยงานท่โี รงเรยี นสงั กัด ซึ่งจะมีบรบิ ทท่แี ตกตา่ งกัน เป็นปัจจยั ทีส่ ่งผลให้มีผลลัพธ์ในการใช้พลังงาน
ไฟฟ้าที่แตกตา่ งกัน
กิตตกิ รรมประกาศ
ขอขอบพระคุณคณะส่ิงแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ในการสนับสนุนเครื่องมือในการสารวจ
ตลอดจนทนุ สนับสนนุ การนาเสนอผลงานวิจัย รวมทั้งเจ้าหน้าท่ีและเพ่ือนร่วมรุ่นหลักสูตรเทคโนโลยีการจัดการส่ิงแวดล้อม (ภาค
พิเศษ) ท่ีให้คาแนะนาและกาลงั ใจเสมอมาและขอขอบพระคณุ คณะครแู ละผบู้ รหิ ารโรงเรียนทเี่ ขา้ รว่ มงานวจิ ัยทัง้ 40 โรงเรยี น ที่ให้
ความร่วมมือในการตอบแบบสอบถามและอานวยความสะดวกในการลงพืน้ ท่เี ก็บขอ้ มูลใหส้ าเร็จลลุ ว่ งไปไดด้ ว้ ยดี
เอกสารอา้ งองิ
[1] ศันสนีย์ กีรติวิริยาภรณ์. (2560). ถอดรหัสสถานศึกษาดีเด่นด้านพลังงาน: คู่มือขับเคลื่อนการอนุรักษ์พลังงานและสิง
แวดลอ้ มในโรงเรยี น. กรงุ เทพฯ. การไฟฟา้ นครหลวง.
[2] สรญา กังวาน. (2557). การเทียบสมรรถนะด้านการใช้พลังงานในอาคารของมหาวิทยาลัย:กรณีศึกษา จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลยั . วิทยานพิ นธป์ ริญญาสถาปัตยกรรมศาสตรมหาบัณฑติ , สาขาวิชาสถาปตั ยกรรม บัณฑติ วิทยาลัย จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลยั .
[3] American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), The American
Institute of Architects, Illuminating Engineering Society of North America, U.S.Green Building Council, U.S.
Department of Energy. Advanced Energy Design Guide for Large Hospital Buildings; 2011.
[4] Hernandez, P., Burke, K, and Lewis, J. O. Development of energy performance benchmarks and Building
energy rating for non-domestic building : An example for Lrish primary school. Energy and Building 40
(2008) : 249 – 254.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 165 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
027
การวเิ คราะหเ์ บนโซเอไพรนี ในน้าผวิ ดนิ จังหวดั ภเู ก็ตโดยการสกดั
ดว้ ยของแข็งรว่ มกบั เทคนคิ แก๊สโครมาโทกราฟ-ี แมสสเปกโตรเมตรี
Determination of Benzo(a)pyrene in Surface Water in
Phuket by Solid-Phase Extraction and Gas
Chromatography-Mass Spectrometry
นฤมล ลาธรกจิ 1 ธราวี ทวีกาญจน2์ วรวทิ ย์ วงศ์นริ ามยั กลุ 3 และ อารีย์ ชดู า4*
Nareumon Lamthornkit1 Tarawee Taweekarn2 Worawit Wongniramaikul3 and Aree Choodum4*
1นิสิตบณั ฑติ ศึกษา; 2นสิ ิตบณั ฑติ ศกึ ษา; 3รองศาสตราจารย;์ 4*รองศาสตราจารย์
คณะเทคโนโลยแี ละส่งิ แวดล้อม มหาวทิ ยาลัยสงขลานครนิ ทร์ วิทยาเขตภูเกต็ 83120;
*โทรศัพท์ : 0873940859, E-mail : [email protected]
บทคัดย่อ
เบนโซเอไพรีน (Benzo(a)pyrene; BaP) เป็นสารประกอบกลุ่มโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic
Aromatic Hydrocarbons; PAHs) ท่ีองค์กรวิจัยโรคมะเร็งนานาชาติ (International Agency for Research on Cancer;
IARC) จัดให้อยู่ในกลุ่ม 2B หรือเป็นสารที่อาจจะก่อมะเร็งในมนุษย์ได้ (Probable human carcinogen) เนื่องจากจังหวัดภูเก็ต
เป็นเมอื งทอ่ งเทยี่ วท่สี าคัญของประเทศไทย จึงมกี ารประกอบกจิ กรรมที่เกี่ยวขอ้ งกับการใช้นา้ มันเชื้อเพลิงมากมาย ดังนั้นแหล่งน้า
ผิวดินในจังหวัดภูเก็ตจึงมีโอกาสปนเป้ือนสารเบนโซเอไพรีนในปริมาณสูง งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ปริมาณสาร
เบนโซเอไพรีนในน้าผิวดินในพื้นท่ีจังหวัดภูเก็ตด้วยการเตรียมตัวอย่างน้าผิวดินด้วยเทคนิคการสกัดของแข็ง (Solid phase
extraction; SPE) โดยใช้ตัวดูดซับชนิด C18 และวิเคราะห์ด้วยเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรเมตรี (Gas
Chromatography-mass spectrometry; GC-MS) จากการศึกษาพบว่า เทคนิคดังกล่าวมีกราฟความสัมพันธ์ของค่าการ
ตอบสนองจากการตรวจวัดและความเขม้ ข้นของสารเบนโซเอไพรีนทเี่ ปน็ เสน้ ตรง (Linear range) ต้งั แต่ 10 ถงึ 100 ไมโครกรัมต่อ
ลิตร (R2 = 0.9995) มีขีดจากัดของการตรวจวัด 4.85±0.07 ไมโครกรัมต่อลิตร และมีขีดจากัดของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ
16.17±0.25 ไมโครกรัมต่อลิตร ผลการทดสอบร้อยละของการได้กลับคืน (%Recovery) จากการวิเคราะห์ spiked sample ท่ี
ความเข้มข้น 50 ไมโครกรัมต่อลิตร จานวน 3 ซ้า พบว่า มีค่าเท่ากับ 84 – 88% เม่ือประยุกต์ใช้วิธีดังกล่าวสาหรับวิเคราะห์
ปริมาณสารเบนโซเอไพรีนในตัวอย่างน้าผิวดินจังหวัดภูเก็ต จานวน 10 จุด พบว่า ตรวจพบเบนโซเอไพรีนปนเป้ือนในน้าทะเล 8
จุด ต้งั แต่ 19±2 ถงึ 195±8 ไมโครกรัมต่อลติ ร และในนา้ จืด 2 จดุ เทา่ กับ 55±4 และ 45.7±0.7 ไมโครกรัมต่อลิตร เน่ืองจากสาร
เบนโซเอไพรีนละลายนา้ ได้นอ้ ย การตรวจพบเบนโซเอไพรนี ในตวั อยา่ งนา้ ผิวดินชี้ใหเ้ ห็นวา่ อาจมกี ารปนเปอื้ นเบนโซเอไพรีนในดิน
ตะกอนและ/หรือสิง่ มีชวี ติ ในนา้ ในพื้นทจี่ ังหวัดภูเกต็ ซ่งึ จาเปน็ ตอ้ งศึกษาวิจยั ตอ่ ไปในอนาคต
ค้าสา้ คัญ : เบนโซเอไพรีน; น้าผิวดนิ ; โพลไี ซคลกิ อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน; SPE-GC-MS
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 166 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
Abstract
Benzo(a)pyrene (BaP) is a toxic polycyclic aromatic hydrocarbon which is classified as Group 2B
(probable human carcinogen) by International Agency for Research on Cancer. Since Phuket is a famous
tourist destination, there are various service and tourism activities related to fuel usage, surface water in
Phuket thus has a potential to be contaminated with BaP. The analysis of BaP in surface water in Phuket is
then very important. Therefore, the determination of BaP in Surface Water in Phuket was investigated by using
solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed a linear
relationship in the range of 10-100 µg L-1 with good correlation coefficient (R > 0.99). The limit of detection
(LOD) and limit of quantitation (LOQ) were 4.85±0.07 and 16.17±0.25 µg L-1, respectively. The spiked sample
(50 µg/L) provided %recovery in the range of 84 – 88% indicating a good accuracy of the method. When the
developed method was applied for the determination of BaP in 10 surface water samples, BaP was found in
all samples including 8 seawater samples (19±2 to 195±8 µg L-1) and 2 surface water samples (55±4 and
45.7±0.7 µg L-1). Since BaP is a non-polar substance and less soluble in water, these results indicated that BaP
may contaminate in sediment and/or aquatic organisms.
Keywords : Benzo(a)pyrene; Surface Water; Polycyclic aromatic hydrocarbon; SPE-GC-MS
บทน้า
เบนโซเอไพรีน (Benzo(a)pyrene; BaP; C20H12) เป็นสารประกอบกลุ่มโพลีไซคลิกไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic
Aromatic Hydrocarbons; PAHs) เกิดจากปฏิกิรยิ าการเผาไหมท้ ่ไี ม่สมบรู ณ์ของนา้ มันเชอ้ื เพลงิ และกิจกรรมของมนุษย์ เชน่ การ
รั่วซึมของน้ามันปิโตรเลียมระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง การเผากาจัดขยะของเสีย [1] เบนโซเอไพรีนสามารถทาลายระบบ
ภูมิคุ้มกันและการได้รับอย่างต่อเนื่องอาจทาให้เกิดความเป็นพิษต่อระบบของร่างกาย [2] องค์กรวิจัยโรคมะเร็งนานาชาติ
(International Agency for Research on Cancer; IARC) จดั สารเบนโซเอไพรีนอยู่ในกลุ่ม 2B ซ่ึงอาจจะก่อโรคมะเร็งในมนุษย์
ได้ (Probable human carcinogen) [3, 4] เบนโซเอไพรีนยังส่งผลต่อส่ิงมีชีวิตในน้า โดยสามารถทาลายระบบประสาท ระบบ
สืบพันธ์ุ และยับย้ังการเจริญเติบโตของปู [5, 6] เป็นพิษต่อปลิงทะเล [7] และหอย [8] และยังก่อปัญหาต่อความหลากหลายเชิง
นิเวศทางทะเล สามารถทาลายเซลล์ส่ิงมีชีวิตในน้าทะเลได้ โดยสามารถเข้าสู่เซลล์ผ่านการออสโมซิสและแทรกซึมเข้าเซลล์ได้ดี
เนื่องจากสามารถละลายไดด้ ีในไขมัน ทาให้เกิดการยับย้ังการส่งผา่ นสารในระดบั เซลล์ สารนี้ยังมีสมบัติไม่ละลายน้าจึงสามารถปก
คลุมผิวหนา้ ของนา้ ทาให้การถ่ายเทออกซเิ จนระหวา่ งอากาศและน้าน้อยลงสง่ ผลต่อคณุ ภาพน้าอยา่ งยิ่ง [9, 10]
เนื่องจากจังหวัดภูเก็ตเป็นเมืองท่องเท่ียวที่สาคัญของประเทศไทย จึงมีการประกอบกิจกรรมด้านการท่องเท่ียวและ
บริการท่ีหลากหลาย เช่น เรือนาเท่ียว โรงแรม ร้านอาหารและการประมง ซึ่งล้วนแต่มีความจาเป็นต้องใช้น้ามันเชื้อเพลิงทั้งส้ิน
ดังน้นั แหล่งนา้ ผวิ ดินในจงั หวัดภเู กต็ จงึ มีโอกาสปนเป้ือนสารเบนโซเอไพรนี ในปรมิ าณสูง ซ่งึ อาจนาไปสู่การปนเปอ้ื นเบนโซเอไพรีน
ในดินตะกอนและสง่ิ มีชีวิตในน้าได้ การวเิ คราะห์หาสารเบนโซเอไพรนี ในนา้ ผวิ ดินในจงั หวัดภเู กต็ จึงมคี วามสาคญั อย่างยิ่ง
เน่ืองจากสารเบนโซเอไพรีนท่ีพบในธรรมชาติมักมีความเข้มข้นต่ามาก จึงต้องใช้เทคนิคในการวิเคราะห์ข้ันสูง ได้แก่
เทคนคิ High Performance Liquid Chromatography (HPLC) [11] และ Gas Chromatography-mass spectrometry (GC-
MS) [12] โดยเทคนิคการวิเคราะหด์ ว้ ย GC-MS สามารถให้ข้อมูลโครงสร้างและมีความไววิเคราะห์สูงเหมาะสาหรับการวิเคราะห์
สารปริมาณน้อย [12] แต่จาเป็นตอ้ งใช้รว่ มกับเทคนิคการเตรียมตัวอย่างเพื่อลดการรบกวนจากสารอ่ืนในตัวอย่าง ได้แก่ การสกัด
ด้วยของเหลว (liquid-liquid extraction; LLE) [13] การสกัดด้วยของแข็ง (Solid phase extraction; SPE) [12] เป็นต้น
เทคนคิ SPE มีขอ้ ได้เปรียบกว่าเทคนิค LLE เน่ืองจากใช้ตัวทาละลายอินทรีย์ในปริมาณน้อยกว่าจึงลดของเสียสู่สิ่งแวดล้อมได้ อีก
ทั้งยงั มีตวั ดดู ซับ เชน่ C18 ที่มจี าหนา่ ยเชงิ พาณชิ ย์ที่หาซอื้ ได้งา่ ย สามารถนามาใชไ้ ด้ทนั ที
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 167 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพ่ือศึกษาหาสภาวะท่ีเหมาะสมสาหรับวิเคราะห์ปริมาณสารเบนโซเอไพรีนโดยใช้
เทคนิค GC-MS ร่วมกับการเตรียมตัวอย่างด้วยเทคนิค SPE โดยใช้ C18 เป็นตัวดูดซับและประยุกต์ใช้วิธีการดังกล่าวสาหรับ
วเิ คราะห์ปริมาณเบนโซเอไพรีนในนา้ ผิวดินในพน้ื ทจี่ งั หวัดภูเก็ต
อุปกรณ์และวธิ กี าร
สารเคมีและอปุ กรณ์
สารมาตรฐานเบนโซเอไพรีน ความบริสุทธิ์ 99.99% จาก บริษัท Sigma-Aldrich (ประเทศจีน) โทลูอีน (AR grade)
ไดร้ ับจากบริษัท Fisher chemical (ประเทศอังกฤษ) ใช้ตวั ดดู ซับของแข็งชนดิ C18 ขนาด 6 มิลลิลติ ร นา้ หนัก 500 มลิ ลกิ รัม ยี่ห้อ
VertiPakTM เตรียมสารละลายมาตรฐานเบนโซเอไพรีนในโทลูอีน ความเข้มข้น 1000 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็น Stock standard
solution และเจือจางให้ความเข้มข้นที่ต้องการด้วยโทลูอีน และวิเคราะห์ด้วยเคร่ือง Gas chromatograph mass
spectrometer ร่นุ 5977B ของบรษิ ทั Agilent Technologies Inc. (ประเทศสหรฐั อเมริกา)
การศกึ ษาสภาวะทีเ่ หมาะสมของการวเิ คราะห์ดว้ ย GC-MS
ศึกษาตัวทาละลายทีเ่ หมาะสมสาหรบั สารเบนโซเอไพรีน ไดแ้ ก่ อะซโิ ตน โทลอู ีน ไดคลอโรมีเทน และเอทิลอะซีเตต โดย
ใช้สภาวะเร่ิมต้นจากผลการศึกษาเบื้องต้นร่วมกับข้อมูลจากรายงานก่อนหน้า [12, 14] โดยใช้อุณหภูมิของหัวฉีด 300 องศา
เซลเซยี ส อุณหภมู ิของคอลมั นเ์ ร่ิมตน้ ที่ 150 องศาเซลเซียส คงท่ี 0 นาที และเพม่ิ อณุ หภมู ิด้วยอัตรา 20 องศาเซลเซียสต่อนาที ถึง
อุณหภูมสิ ดุ ทา้ ย 300 องศาเซลเซยี ส และคงทไ่ี ว้ 10 นาที ใช้อตั ราไหลของแก๊สฮีเลียม 1 มิลลิลิตรต่อนาที อุณหภูมิ transfer line
150 องศาเซลเซยี ส อณุ หภมู ิของ Ion source ชนิด Electron Impact 230 องศาเซลเซียส โดยเลือกใช้ตวั ทาละลายท่ีเหมาะสมที่
ให้พื้นท่ีใต้กราฟมากที่สุดสาหรับการทดลองต่อไป ศึกษาหาสภาวะท่ีเหมาะสมของ GC-MS โดยการเปล่ียนแปลงปัจจัยที่ศึกษา
และคงทปี่ จั จัยอ่นื ไว้ และเลือกสภาวะท่ีใหพ้ ื้นทใ่ี ตก้ ราฟมากทสี่ ุดเปน็ สภาวะทเี่ หมาะสม ดังรายละเอยี ดท่สี รุปไวใ้ นตารางท่ี 1
การสกดั เบนโซเอไพรีนในนา้ ดว้ ยเทคนิค SPE
สกัดเบนโซเอไพรีนในน้าด้วยเทคนิค SPE โดยใช้ตัวดูดซับ C18 ขนาด 6 มิลลิลิตร โดยต่อเข้ากับ SPE Vacuum
Manifold และปรับสภาพตัวดูดซับ (Conditioning) ดว้ ยน้าบริสุทธ์ิสงู (Ultrapure water) ปริมาตร 5 มิลลิลิตร จากน้ันโหลดน้า
ตัวอยา่ งปริมาตร 200 มลิ ลิลิตรผา่ นตัวดดู ซับ C18 (Loading) ด้วยอัตราการไหล 2 มิลลิลิตรต่อนาที และปล่อยให้อากาศไหลผ่าน
ตัวดูดซับ จนแห้ง (Drying) แล้วจึงชะ (Elution) สารเบนโซเอไพรีนออกด้วยโทลูอีนปริมาตร 10 มิลลิลิตร ด้วยอัตราการไหล 2
มลิ ลลิ ิตรต่อนาที และเก็บสารละลายสว่ นทีผ่ า่ นออกมา นาไประเหยจนแหง้ ด้วยเคร่อื งระเหยสญุ ญากาศ แล้วจึงละลายด้วยโทลูอีน
ปรมิ าตร 1 มิลลิลติ ร เพอื่ นาไปวิเคราะหด์ ว้ ยเคร่ือง GC-MS
การศกึ ษาสมรรถนะและการพสิ จู นก์ ารใชไ้ ดข้ องวิธี
ศึกษาสมรรถนะของเทคนิค GC-MS สาหรับวิเคราะห์เบนโซเอไพรีน ได้แก่ ช่วงความเป็นเส้นตรง (Linear range) โดย
เตรียมสารละลายมาตรฐานเบนโซเอไพรีนท่ีความเข้มข้น 10 – 100 ไมโครกรัมต่อลิตร และนาไปวิเคราะห์ด้วย GC-MS โดยใช้
สภาวะที่เหมาะสมและเลอื กใชโ้ หมดการวเิ คราะห์แบบ Selected Ion Monitoring (SIM) เพื่อวิเคราะห์เชิงปริมาณท่ี Retention
time ของสารเบนโซเอไพรีน (8.48 นาท)ี และเลือกเลขมวลต่อประจุ (m/z) ของ BaP เทา่ กับ 250, 252 [15]
นาค่าการตอบสนองจากการวิเคราะห์ (Abundance) มาสร้างกราฟมาตรฐานเทียบกับความเข้มข้นของสารละลาย
มาตรฐาน โดยช่วงความเป็นเส้นตรง คือ ช่วงความเข้มข้นของของสารละลายมาตรฐาน ท่ีมีความสัมพันธ์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์
สหสัมพันธ์ (Correlation Coefficient; R ) มากกว่า 0.99 ศึกษาความไวของการวิเคราะห์จากค่าความชัน (slope) ของกราฟ
มาตรฐาน ศึกษาขีดจากัดของการตรวจวัด (Limit of Detection; LOD) โดยใช้วิธี IUPAC ซ่ึงคานวณจากสามเท่าของส่วน
เบยี่ งเบนมาตรฐานของการวิเคราะห์ blank 10 ครั้ง หารด้วยความชันของกราฟมาตรฐาน (m) (LOD = 3SDBlank/m) [16] ศึกษา
ขีดจากัดของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ (Limit of Quantitation; LOQ) โดยใช้วิธีการเดียวกัน โดย LOQ = 10SDBlank/m [16]
และศึกษาความถูกต้องของวิธีในเทอมของร้อยละของการได้กลับคืน (%recovery) โดยการเติมสารมาตรฐาน (spiked) ท่ีความ
เข้มข้น 50 ไมโครกรัม ในตัวอย่าง P4 เนื่องจากคาดว่ามีการปนเปื้อนของสารเบนโซเอไพรีนน้อยท่ีสุด และมีการรบกวนจากเรือ
และชุมชนนอ้ ย จานวน 3 ซ้า โดยมเี กณฑ์ทีย่ อมรับได้อยู่ท่ี 70 – 110% [17]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 168 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
การวิเคราะห์ตวั อยา่ งจรงิ
เก็บตวั อย่างน้าผิวดินในพน้ื ทจ่ี ังหวัดภูเก็ตท่มี ีกจิ กรรมทีเ่ กย่ี วขอ้ งกับการใช้นา้ มนั เชือ้ เพลงิ จานวนมาก ได้แก่ อา่ วฉลอง ซึ่ง
เป็นทา่ เทียบเรอื ที่สาคัญของภูเก็ต โดยเกบ็ ตัวอยา่ งน้าทะเล จานวน 5 จุด ดังแสดงในรูปที่ 1 (จุดที่ C1 เป็นท่าเทียบเรือคลองมุดง,
C2 ปากคลองมุดง), C3 ท่าเทียบเรืออา่ วฉลอง และ C4, C5 เปน็ แหล่งนา้ ทงิ้ ชุมชนลงสู่ทะเล) และคลองปากบางซง่ึ เปน็ คลองน้าจืด
ที่ไหลผ่านชมุ ชนในพืน้ ทตี่ าบลปา่ ตองและไหลลงส่ทู ะเลบริเวณหาดป่าตอง โดยเกบ็ ตัวอยา่ งน้าจดื 2 จุด (P4, P5 แหล่งน้าท้ิงชุมชน
ลงส่ทู ะเล) และน้าทะเล 3 จุด (P1 เป็นท่าเรือประมง, P2 ปากคลองปากบาง และ P3 ท่าเทียบเรือรับส่งนักท่องเที่ยว) โดยบรรจุ
ตวั อยา่ งน้าที่เก็บในขวดแกว้ สีชาแบบเตม็ ขวด เก็บรกั ษาภายในกลอ่ งโฟมท่ีมีน้าแข็งบรรจุอยู่ระหว่างการเดินทาง และเก็บรักษาใน
ตู้เย็นท่ีอุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียสระหว่างรอวิเคราะห์ ก่อนวิเคราะห์จะกรองตัวอย่างน้าด้วยกระดาษกรองชนิด Cellulose
acetate (ขนาดรพู รนุ 2.5 ไมโครเมตร) และนาไปสกดั เบนโซเอไพรีนด้วยเทคนิค SPE แล้วนาไปวิเคราะห์ด้วยเคร่ือง GC-MS โดย
ใช้สภาวะท่เี หมาะสม
ตารางท่ี 1 การศึกษาสภาวะ GC-MS ทเ่ี หมาะสมสา้ หรับการวเิ คราะหส์ ารเบนโซเอไพรนี
ปัจจยั ที่ศึกษา ช่วงทศ่ี ึกษา สภาวะทเี่ หมาะสม
ตวั ทาละลายทเี่ หมาะสม อะซโิ ตน โทลูอนี ไดคลอโรมเี ทน เอทลิ อะซีเตต โทลอู นี
อุณหภมู ิของหัวฉีด 280-320 องศาเซลเซียส 300 องศาเซลเซยี ส
อุณหภูมิของคอลมั น์
อุณหภมู เิ รม่ิ ต้น 140-170 องศาเซลเซียส 160 องศาเซลเซยี ส
ระยะเวลาเรม่ิ ตน้ 0-3 นาที 1 นาที
อัตราการเพมิ่ อณุ หภมู ิ 10-30 องศาเซลเซียสตอ่ นาที 25 องศาเซลเซยี สตอ่ นาที
อุณหภูมสิ ดุ ทา้ ย 290-320 องศาเซลเซียส 290 องศาเซลเซยี ส
ระยะเวลาคงท่ี 6-12 นาที 6 นาที
อัตราการไหลของแก๊สฮเี ลียม 1-2.5 มลิ ลลิ ิตรตอ่ นาที 1 มิลลลิ ิตรต่อนาที
รปู ที่ 1 พื้นท่ีศึกษา (a) อา่ วฉลอง และ (b) คลองปากบางจังหวัดภูเก็ต
ผลการทดลองและวิจารณ์
สภาวะท่เี หมาะสมสาหรับวเิ คราะหเ์ บนโซเอไพรีนด้วย GC-MS
ผลการศึกษาสภาวะท่ีเหมาะสมสาหรับวิเคราะห์เบนโซเอไพรีนโดยใช้ GC-MS (รูปท่ี 2) พบว่า ตัวทาละลายชนิด
อะซโิ ตนและโทลอู นี ให้พืน้ ที่ใต้กราฟของเบนโซเอไพรีนใกล้เคียงกันและมีคา่ มากกวา่ ตัวทาละลายไดคลอโรมีเทนและเอทิลอะซีเตต
(รูปท่ี 2a) อย่างไรก็ตามงานวิจัยนี้เลือกใช้ตัวทาละลายโทลูอีนเนื่องจากอะซิโตนมีจุดเดือดต่า จึงระเหยเร็วมาก ทาให้ผลการ
วิเคราะห์มีความเท่ยี งตรงนอ้ ยกว่า (%RSD สูงกวา่ ) ผลการศึกษาอุณหภูมิท่ีเหมาะสมของหัวฉีด พบว่า เม่ือเพ่ิมอุณหภูมิของหัวฉีด
จาก 280 ถึง 310 องศาเซลเซียส พ้ืนที่ใต้กราฟมีค่าเพ่ิมขึ้น แล้วจึงคงท่ีที่อุณหภูมิ 310 ถึง 320 องศาเซลเซียส (รูปที่ 2b)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 169 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ชี้ให้เห็นว่า สารเบนโซเอไพรนี ระเหยได้ดีท่ีสดุ ท่ีอณุ หภมู ิอยา่ งนอ้ ย 310 องศาเซลเซียส เน่ืองจากสารเบนโซเอไพรีนมีจุดเดือดอยู่ท่ี
495 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตามวัสดุที่ใช้บริเวณหัวฉีดสามารถทนได้สูงสุดที่อุณหภูมิ 320 องศาเซลเซียส ดังน้ันจึงเลือกใช้
อุณหภมู ิของหัวฉดี ที่ 300 องศาเซลเซียสเพ่อื ยืดอายุของวสั ดดุ งั กลา่ ว ผลการศึกษาอุณหภูมิของคอลัมน์แสดงดังรูปท่ี 2c-g และได้
สรุปไวด้ ังตารางท่ี 1 ในขณะที่การศึกษาอัตราไหลที่เหมาะสมของแก๊สพา พบว่า อัตราไหลท่ีให้ประสิทธิภาพของการแยกสูงที่สุด
(ค่าความกว้างของเพลททางทฤษฎี (Height Equivalent to a Theoretical Plate; HETP) น้อยท่ีสุด) คือ 2.5 มิลลิลิตรต่อนาที
(รูปที่ 2i) แต่อัตราไหลดังกล่าวให้พื้นที่ใต้พีคของเบนโซเอไพรีนน้อยที่สุด (รูปที่ 2h) เน่ืองจากการวิเคราะห์สารเบนโซเอไพรีนใน
ตัวอย่างจริง จะใช้ควบคู่กับการเตรียมตัวอย่างแบบ SPE จึงมีการกาจัดตัวรบกวนไประดับหนึ่งแล้ว การวิเคราะห์สารจึงอาจไม่
จาเปน็ ต้องทาทส่ี ภาวะท่มี ีการแยกท่ีมีประสทิ ธิภาพดที ่ีสุดก็ได้ ดังนัน้ จึงเลือกใช้อัตราไหลของแก๊สพา 1 มลิ ลิลติ รตอ่ นาทเี ปน็ สภาวะ
ทเ่ี หมาะสมเพอื่ ให้สามารถวิเคราะหส์ ารท่คี วามเขม้ ขน้ ต่าได้โดยประหยัดปริมาตรของแก๊สพาที่ใช้ในการวิเคราะห์เพื่อลดค่าใช้จ่าย
ในการวิเคราะห์ลงได้
การวิเคราะหส์ ารมาตรฐานเบนโซเอไพรีนทีส่ ภาวะท่ีเหมาะสมใช้ระยะเวลาในการวิเคราะห์ท้ังหมด 11.30 นาที โดยเบน
โซเอไพรีนจะถูกหนว่ งไวใ้ นคอลมั น์ (retention time) 8.48 นาที ดงั แสดงโครมาโทแกรมในรปู ท่ี 3a-b ซึ่งมีแมส สเปกตรัมดังรูปท่ี
3c-d โดยมีช่วงความเป็นเส้นตรง 10-100 ไมโครกรัมต่อลิตร (R² = 0.9995) มีความไววิเคราะห์ 3533±56 a.u./(µg L-1) และมี
สมการสาหรับการหาปริมาณเบนโซเอไพรีน y = (3533±56)x + (187±3) มีขีดจากัดของการตรวจวัด 4.85±0.07 ไมโครกรัมต่อ
ลติ ร และขดี จากัดของการวเิ คราะห์เชงิ ปริมาณ 16.17±0.25 ไมโครกรมั ตอ่ ลติ ร
ผลการวเิ คราะหต์ วั อย่างจริง
ผลการวิเคราะห์ตัวอย่างจริง (ตารางที่ 2) พบว่า บริเวณคลองปากบางมีการปนเปื้อนสารเบนโซเอไพรีนสูงที่สุด (195±8
ไมโครกรัมต่อลิตร) จากจุดเก็บตัวอยา่ งที่ P1 ซงึ่ เป็นบริเวณจุดจอดเรอื หางยาวของคลองปากบาง โดยสารเบนโซเอไพรีนท่พี บในจุด
ดังกล่าวน่าจะเกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของน้ามันเชื้อเพลิงจากเรือ ในขณะท่ีจุดเก็บตัวอย่าง P2 (บริเวณเชื่อมต่อระหว่าง
คลองปากบางและอ่าวป่าตอง) มีความเข้มข้นของสารเบนโซเอไพรีนรองลงมา (92±3 ไมโครกรัมต่อลิตร) สูงกว่าบริเวณ P3, P4
และ P5 ซึ่งไม่มเี รือหางยาวสัญจรผา่ น (60±2, 55±4 และ 45.7±0.7 ไมโครกรัมต่อลติ ร ตามลาดบั ) จงึ คาดวา่ สารเบนโซเอไพรนี ท่ี
จุด P2 นา่ จะเกยี่ วข้องกบั จากการเผาไหม้ท่ีไม่สมบูรณข์ องนา้ มันเชอ้ื เพลงิ ของเรอื หางยาวท่สี ัญจรผา่ นไปมา ในขณะที่ P3, P4 และ
P5 น่าจะเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ (ชุมชนบริเวณริมคลอง) ในขณะท่ีความเข้มข้นของสารเบนโซเอไพรีนบริเวณอ่าวฉลอง พบ
การปนเปอ้ื นบรเิ วณจดุ เก็บตัวอย่าง C1 (จดุ จอดเรือหางยาวของคลองมุดงค์) และ C3 (ท่าเทียบเรอื อ่าวฉลอง) 70±3 ไมโครกรัมต่อ
ลิตร ซ่ึงน่าจะเกิดจากการเผาไหม้ท่ีไม่สมบูรณ์ของน้ามันเชื้อเพลิงเรือเช่นเดียวกัน ในขณะที่จุดเก็บตัวอย่าง C2, C4 และ C5 พบ
การปนเปอ้ื นของสารเบนโซเอไพรีน 43.1±0.7, 25±3 และ 19±2 ไมโครกรัมต่อลติ ร ตามลาดบั นอกจากน้ีการศกึ ษาประสิทธิภาพ
ของระบบด้วยการทดสอบ %recovery จากการวิเคราะห์ (spiked sample) โดยการเติมสารมาตรฐานลงในตัวอย่างน้าจืดที่ P4
ความเข้มขน้ 50 ไมโครกรมั ตอ่ ลิตร พบวา่ มี %recovery เท่ากับ 84-88% และคา่ %RSD เทา่ กบั 3.53% ชี้ให้เห็นวา่ วธิ ีวเิ คราะห์
มีความถูกตอ้ งและความเทยี่ งตรงดมี าก
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 170 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
รูปท่ี 2 ผลการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมส้าหรับการวิเคราะห์สารเบนโซเอไพรีนด้วย GC-MS (a) ตัวท้าละลายที่เหมาะสม
(b) อุณหภูมิของหัวฉีด (c) อุณหภูมิเริ่มต้นของคอลัมน์ (d) ระยะเวลาเริ่มต้น (e) อัตราการเพ่ิมอุณหภูมิ (f) อุณหภูมิ
สดุ ทา้ ยของคอลัมน์ (g) ระยะเวลาสดุ ทา้ ย (h) อตั ราการไหลของแกส๊ พา (i) อัตราการไหลของแก๊สพา (HETP)
รูปที่ 3 (a) โครมาโทแกรมของแบลงค์ (b) โครมาโทแกรมของสารเบนโซเอไพรนี ความเข้มข้น 10 มลิ ลิกรัมต่อลติ ร
(c) แมส สเปกตรมั ของแบลงค์ (d) แมส สเปกตรัมของสารเบนโซเอไพรีน ความเขม้ ข้น 10 มลิ ลกิ รัมต่อลิตร
ตารางท่ี 2 ผลการวเิ คราะห์สารเบนโซเอไพรีนในตัวอย่างจรงิ ความเข้มขน้ ของ BaP
อา่ วฉลอง ความเขม้ ขน้ ของ BaP คลองปากบาง (µg/L)
(µg/L) 195±8
C1 70±3 P1 92±3
C2 43.1±0.7 P2 60±2
C3 70±3 P3 55±4
C4 25±3 P4 45.7±0.7
C5 19±2 P5
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 171 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
สรุป
งานวจิ ยั น้ไี ด้ศึกษาหาสภาวะทเี่ หมาะสมสาหรับการวิเคราะห์สารเบนโซเอไพรีนโดยใช้ GC-MS โดยพบว่า เมื่อวิเคราะห์
สารเบนโซเอไพรีนท่ีสภาวะดังกล่าวจะให้ช่วงความเป็นเส้นตรง 10-100 ไมโครกรัมต่อลิตร มีความไววิเคราะห์ 3533±56 a.u./
(µg L-1) มีขีดจากัดของการตรวจวัด 4.85±0.07 ไมโครกรัมต่อลิตร และขีดจากัดของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ 16.17±0.25
ไมโครกรัมต่อลิตร เม่ือประยุกต์ใช้สภาวะดังกล่าวร่วมกับเทคนิค SPE เพ่ือวิเคราะห์ตัวอย่างน้าผิวดินบริเวณอ่าวฉลองและคลอง
ปากบาง จงั หวัดภเู ก็ต จานวน 10 จุด (แหลง่ นา้ ทะเล 8 จุด และแหลง่ นา้ จดื 2 จุด) พบวา่ มกี ารปนเป้ือนสารเบนโซเอไพรีนในช่วง
ความเข้มข้น 19 ถงึ 195 ไมโครกรมั ต่อลิตร และ มี %recovery เทา่ กบั 84 -88% ชใี้ ห้เห็นว่าวิธีวเิ คราะห์มคี วามถูกต้องสงู
กติ ติกรรมประกาศ
งานวิจยั นไ้ี ดร้ บั การสนับสนุนทนุ วจิ ยั จากกองทุนวิจยั คณะเทคโนโลยแี ละสิง่ แวดล้อม มหาวทิ ยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยา
เขตภูเกต็ และบณั ฑติ ศกึ ษา มหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์
เอกสารอา้ งองิ
[1] Wen-Jun, Hong a et al, (2016). “Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and alkylated PAHs in the
coastal seawater, surface sediment and oyster from Dalian, Northeast China”. Ecotoxicology and
Environmental Safety 128: 11-20.
[2] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). (1995). “toxicological profile for polycyclic
aromatic hydrocarbons (PAHs)”. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services; P.1.
[3] IARC-WHO, (1987). “IARC directory of on-going research in cancer epidemiology 1985”: edited by C.S.
Muir and G. Wagner, 756 pp. Sci. Of. To. Environ. 61 (279-279).
[4] Xiang, N., Jiang, C.and Yang, T.(2018). “Occurrence and distribution of Polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAHs) in seawater, sediments and corals from Hainan Island”, China.158: 8-15.
[5] Gao, D., Lin, J., Ou, K., Chen, Y., Li, H., Dai, Q., Yu, Z., Zuo, Z., Wang, C., (2018). “Embryonic exposure to
benzo(a)pyrene inhibits reproductive capability in adult female zebrafish and correlation with DNA
methylation”. Environ. Pollut. 240: 403–411.
[6] Yu, N., Ding, Q. and Li, E. (2018). “Growth, energy metabolism and transcriptomic responses in Chinese
mitten crab to benzo[α]pyrene (BaP) toxicity”.203: 150-158
[7] Li, Zhou et al, (2016). “Toxic effects in juvenile sea cucumber Apostichopus japonicas (Selenka)
exposure to benzo[a]pyrene” Fish & Shellfish Immunology 59:357-381.
[8] Liu, Pan et al, (2015). “Differential gene expression analysis of benzo(a)pyrene toxicity in the clam,
Ruditapes philippinarum” Ecotoxicology and Environmental Safety 115: 126-136.
[9] L.R. Vieira, A. Sousa, M.F. Frasco, I. Lima, F. Morgado, L. Guilhermino. (2008). “Acute effects of
Benzo[a]pyrene, anthracene and a fuel oil on biomarkers of the common goby Pomatoschistus microps
(Teleostei, Gobiidae)”, Sci. Total Environ. 87e100.
[10] S. Wahidulla, Y.R. (2010). “Rajamanickam, Detection of DNA damage in fish Oreochromis mossambicus
induced by co-exposure to phenanthrene and nitrite by ESI-MS/MS”, Environ. Sci. Pollut. Res. 17:
441e452.
[11] Yong-Hong Chen et al, (2012). “Evaluation of benzo [a] pyrene in food from China by High –
Performance Liquid Chromatography – Fluorescence” Public Health, 9: 4159-4169.
[12] Jiping, Ma. Ronghui, Xiao. (2010). “Determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons in
environmental water samples by solid-phase extraction using multi-walled carbon nanotubes as
adsorbent coupled with gas chromatography–mass spectrometry” Journal of Chromatography A, 5462-
5469.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 172 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
[13] Simon R, Palme S, Anklam E. (2006). “Method validation for determination of the 15 European Priority
polycyclic aromatic hydrocarbons in primary smoke condensates by gas chromatography/mass
spectrometry: Interlaboratory study”. 89(3): 773-81.
[14] Ledesma, E., et al, (2015). Spanish smoked meat products: Benzo(a)pyrene (BaP) contamination and
moisture.37: 87-94.
[14] Klaus, Mittendorf., et al, (2010). “Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAHs) and
Aliphatic Hydrocarbons in Oysters by GC-MS/MS”. Thermo Fisher Scientific.
[15] Ledesma, E., et al, (2015). Spanish smoked meat products: Benzo(a)pyrene (BaP) contamination and
moisture.37: 87-94.
[16] International Union of Pure and Applied chemistry (IUPAC). (2005). “Validation of Analytical Procedures:
Text and Methodology”.
[17] AOAC (2016). Appendix K: Part I: AOAC Guidelines for Single Laboratory Validation of Chemical Methods
for Dietary Supplements and Botanicals
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 173 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
028
การสงั เคราะห์วัสดสุ าหรับดดู ซบั สไตรีนในอากาศ
Synthesis of Adsorbent for Styrene in Air
บษุ กร เกลย้ี งเกลา1 อารีย์ ชดู า2 และ วรวิทย์ วงศ์นิรามยั กุล3*
Bussakorn Kleangklao1 Aree Choodum2 and Worawit Wongniramaikul3*
1นิสติ บณั ฑิตศกึ ษา คณะเทคโนโลยีและสิง่ แวดล้อม มหาวทิ ยาลยั สงขลานครนิ ทร์ วทิ ยาเขตภเู ก็ต 83120;
2รองศาสตราจารย์ คณะเทคโนโลยแี ละสิ่งแวดลอ้ ม มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตภเู ก็ต 83120;
3*รองศาสตราจารย์ คณะเทคโนโลยแี ละสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยสงขลานครนิ ทร์ วิทยาเขตภเู กต็ 83120
และศนู ย์ความเปน็ เลศิ ด้านการจดั การสารและของเสียอันตราย (ศสอ.) กรุงเทพมหานคร 10330;
โทรศพั ท์ : 088-180-0697, E-mail : [email protected]
บทคดั ยอ่
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาสภาวะท่ีเหมาะสมในการสังเคราะห์ตัวดูดซับที่ทาจากแกรฟีนออกไซด์ผสมกับผงวุ้น ซึ่งถือเป็น
วัสดุจากธรรมชาติ ยอ่ ยสลายได้ทางชวี ภาพและหาได้ง่ายตามท้องตลาด ตัวดูดซับท่ีสังเคราะห์ข้ึนน้ัน จะนาไปใช้ในการดูดซับสาร
สไตรีนที่ปนเป้ือนในอากาศ โดยใช้วิธีการดูดซับแบบพาสซีฟ (passive sampling) และนามาวิเคราะห์ด้วยเทคนิคแก๊สโครมา
โทกราฟีแมสสเปกโทรเมทรี (Gas Chromatography - Mass Spectrometry, GC-MS) สภาวะในการสังเคราะห์ตัวดูดซับท่ี
ศึกษาได้แก่ ปรมิ าณผงวุ้น ปริมาณแกรฟีนออกไซด์ อุณหภูมิและเวลาในการอบแห้ง ผลการศึกษาพบว่าสภาวะท่ีเหมาะสมในการ
สังเคราะห์วัสดุดูดซับ คือ ปริมาณผงวุ้นท่ีใช้ 3 กรัม ปริมาณแกรฟีนออกไซด์ 200 มิลลิกรัม อุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการอบแห้ง
คือ 140 องศาเซลเซียส และ 1 ชวั่ โมง 30 นาที ตามลาดับ ซึ่งวัสดุดูดซับผสมท่ีได้จากผงวุ้นผสมแกรฟีนออกไซด์น้ัน จะมีลักษณะ
เป็นของแขง็ สดี า มีรูพรุนสงู สามารถนามาใชใ้ นการดูดซับสารสไตรีนไดอ้ ยา่ งมปี ระสิทธิภาพ และเป็นมิตรต่อสง่ิ แวดลอ้ ม
คาสาคัญ : ตวั ดดู ซับ; สไตรีน; แกรฟีนออกไซด์
Abstract
This research was to determine the optimum conditions of adsorbent synthesis for styrene in the air.
The adsorbent was produced from the mixture of graphene oxide and agar powder. The agar was
incorporated as support material, due to the advantages of naturally derived and biodegradable substance,
including easy-to-find in marketplace. Styrene was trapped on the developed adsorbent by a passive
sampling method and then thermally desorbed before analysis by gas chromatography-mass spectrometer
(GC-MS) at properly analytical condition. The experimental results showed that the optimum synthesized
condition for the adsorbent was 3 g agar powder with 200 mg graphene oxide, drying temperature of 140°C
and the drying time of 1.5 hr. The composited adsorbent of agar and graphene oxide was a black solid with
high porosity. This adsorbent also showed the high performance of styrene adsorption with its
environmentally friendly property.
Keywords : adsorbent; styrene; grapheme oxide
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 174 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
บทนา
สไตรีนจัดอยู่ในกลุ่มของสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ท่ีใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมการผลิตพลาสติก
ยาง พอลิเมอร์และการเคลือบผิวไฟเบอร์กลาส เป็นต้น โดยสไตรีนสามารถระเหยสู่อากาศได้ในปริมาณท่ีสูงมากถึง 10 % จาก
กระบวนการสเปรย์หรือการเคลือบผิววัสดุ [1] ทาให้สามารถเข้าสู่ร่างกายของคนงานผ่านระบบทางเดินหายใจ การได้รับสไตรีน
เพียงปรมิ าณเล็กน้อย สามารถทาใหเ้ กดิ อนั ตรายต่อระบบประสาท (neurotoxic) ความผดิ ปกติของระบบเลือด (hematological)
ความผิดปกตทิ างพนั ธกุ รรม (cytogenetic) และการเกิดโรคมะเร็ง (carcinogenic) ในมนุษย์ [2]
ดังน้ัน การผลิตวัสดุสาหรับดูดซับสารสไตรีนจึงมีความสาคัญท้ังในแง่การใช้ประโยชน์ในการกาจัดสไตรีนที่ปนเป้ือนใน
อากาศ หรือการใช้เพือ่ การเกบ็ ตวั อย่างสไตรนี ไปวเิ คราะห์ปรมิ าณในหอ้ งปฏบิ ัติการ
แกรฟีนออกไซด์ เปน็ วัสดกุ ึ่งโลหะที่มีช้ันอะตอมของคาร์บอนท่ีเรียงตัวต่อกันเป็นโครงสร้างรูปหกเหล่ียมด้วยพันธะโคเว
เลนต์ท่ีมีความแข็งแรง และเป็นวัสดุที่มีสมบัติเชิงกลเก่ียวกับการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอน และพ้ืนที่ผิวจาเพาะสูง นอกจากน้ี ยัง
สามารถเป็นวสั ดุทนี่ าความรอ้ นได้ดี [3] อีกด้วย และเนือ่ งจากสมบตั ทิ ดี่ ีเหล่าน้ี ทาให้ในปัจจุบัน แกรฟีนออกไซดเ์ ป็นทน่ี ยิ มนาไปใช้
งานอย่างหลากหลาย เช่น ระบบนาส่งยา (drug delivery) [4] เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) [5] และ การดูดซับสารอินทรีย์
ระเหยงา่ ย [6] เป็นต้น ซ่ึงในปัจจุบันมีงานวิจัยท่ีนาแกรฟีนออกไซด์มาผสมกับพอลิเมอร์ และสารประกอบทางเคมีเพ่ือที่จะนามา
สังเคราะห์เป็นวัสดดุ ดู ซับขน้ึ มากมาย [7-9] อย่างไรกต็ าม การนาสารเคมมี าใชเ้ ป็นวัสดผุ สมในการสังเคราะหต์ วั ดูดซับนั้น สามารถ
ก่อให้เกิดปญั หาของเสียอนั ตรายขน้ึ หลังการใชง้ านตัวดดู ซบั ได้
ดงั นน้ั งานวิจัยน้ี จึงมีวัตถปุ ระสงคเ์ พอื่ ทีจ่ ะสงั เคราะห์วัสดุดูดซับสาหรับสารสไตรีนในอากาศ โดยจะอยู่ในรูปวัสดุดูดซับ
ผสมระหว่างสารแกรฟนี ออกไซดแ์ ละวุน้ ซึ่งเปน็ วสั ดุที่ไดจ้ ากธรรมชาติ หาไดง้ า่ ยตามทอ้ งตลาด ตน้ ทนุ ต่าและสามารถยอ่ ยสลายได้
ในธรรมชาตหิ ลังการใชง้ าน จึงเปน็ วัสดทุ ีถ่ ือเป็นมิตรตอ่ สงิ่ แวดล้อม
อปุ กรณแ์ ละวิธกี าร
1. สารเคมีและเคร่ืองมอื
สารเคมีที่ใช้ในการศึกษาท้ังหมด ได้แก่ สารสไตรีน (styrene) ความบริสุทธิ์ ≥99% (Sigma-Aldrich, Netherlands)
ตัวทาละลายเฮกเซน (hexane) (J.T. Baker, USA) แกรฟีนออกไซด์ (graphene oxide) (Sigma Aldrich, USA) และผงวุ้น
(agar powder) ย่หี อ้ นางกวัก (บริษทั ส.ไทยฮวด จากัด, ประเทศไทย) สารสไตรนี จะถูกเตรียมในรูปสารละลายมาตรฐาน (stock
solution) โดยทาการเจือจางในเฮกเซน ก่อนนาไปทาให้อยู่ในรูปของก๊าซ โดยการให้ความร้อนท่ีอุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส
เป็นเวลา 30 นาที และฉีดเข้าขวดตัวอย่าง (vessel) โดยเลือกใช้ความเข้มข้นของสารสไตรีน คือ 100 ppmv ตลอดการทดลอง
ในขณะท่ีวนุ้ และแกรฟนี ออกไซดจ์ ะเตรยี มรูปสารละลาย โดยใช้น้าปราศจากไอออน (Ultrapure water type I) ท่ีผลิตด้วยระบบ
ทานา้ ปราศจากไอออน (Merck, Darmstadt, Germany)
2. การสงั เคราะหว์ ัสดุดูดซบั
การสงั เคราะห์วัสดดุ ดู ซับมกี ระบวนการแสดงดงั รูปที่ 1 กล่าวคือ นาแกรฟนี ออกไซด์และผงวุ้นมาละลายในน้าปราศจาก
ไอออนและกวนผสมท่ีอุณหภูมิ 95 องศาเซลเซียส จนละลายเป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงเทวุ้นใส่หลอดพลาสติก ขนาด
50 มลิ ลิลติ ร เพอ่ื ขนึ้ รูปตวั ดดู ซบั และตั้งไว้ที่อุณหภูมหิ อ้ งประมาณ 1 ช่ัวโมงจนเกดิ เป็นเจลวุ้น (hydrogel) นาเจลวนุ้ ทีไ่ ดไ้ ปแชแ่ ขง็
เปน็ เวลา 24 ชว่ั โมง จากนั้นนามาตั้งท้ิงไวท้ ีอ่ ุณหภูมหิ อ้ งเพื่อใหน้ า้ แขง็ ละลาย หลังจากน้ัน จะนาเจลท่ีได้มาตัดแบ่งโดยมีความหนา
1 เซนตเิ มตร นาไปอบแห้งจะไดเ้ ปน็ วัสดดุ ูดซบั (xerogel) ตามท่ีต้องการ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 175 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
รปู ท่ี 1 กระบวนการสังเคราะห์ตัวดูดซับ
3. การดูดซบั สารสไตรีนและการวเิ คราะห์
วัสดุดูดซับที่ได้จากการสังเคราะห์นั้น จะถูกใช้ในการดูดซับสารสไตรีนด้วยวิธีการเก็บตัวอย่างแบบพาสซีฟ (passive
sampling) โดยการแขวนวัสดดุ ูดซับในขวดตัวอยา่ ง (vessel) ปรมิ าตร 1,500 มิลลิลิตร ซง่ึ ภายในบรรจสุ ารมาตรฐานสไตรีนความ
เข้มข้น 100 ppmV และต้งั ทง้ิ ไว้เปน็ เวลา 3 วัน เพื่อให้กระบวนการดูดซับเข้าสู่สมดุล เม่ือครบกาหนดแล้ว จึงนาวัสดุดูดซับไปทา
การคายการดูดซับด้วยการให้ความรอ้ น (thermal desorption) ท่ีอุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 20 นาที และวิเคราะห์
หาปริมาณสารสไตรีนด้วยเคร่ืองแก๊สโครมาโทกราฟีแมสสเปกโทรมิเตอร์ (gas chromatography - mass spectrometer,
GC-MS) รนุ่ 5977B (Agilent Technologies Inc., USA) คอลมั น์ชนิด HP-5MS capillary column ขนาดความยาว 30 เมตร ×
เสน้ ผ่านศนู ยก์ ลาง 0.25 มิลลเิ มตร × ความหนาฟิล์ม 0.25 ไมโครเมตร โดยใชส้ ภาวะในการวิเคราะห์ คือ อุณหภูมิส่วนนาเข้าสาร
120 องศาเซลเซียส อัตราการไหลของแก๊สฮีเลียม 1 มิลลิลิตรต่อนาที อุณหภูมิคอลัมน์เร่ิมต้นที่ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา
1 นาที อตั ราการเพิม่ อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซยี สต่อนาที อุณหภูมิสุดท้าย 120 องศาเซลเซียส และคงที่ไว้ 1 นาที ระบบการแตก
ไอออนเป็นแบบ electron ionization (70 eV) และวิเคราะห์สเปกตรัมดว้ ยโหมด full scan (50 – 550 amu)
ผลการทดลองและวิจารณ์
วัสดุดูดซับที่พัฒนาขึ้นมีลักษณะเป็นของแข็งทรงกระบอกสีดา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร สูง 1 เซนติเมตร
และมีความเป็นรูพรุนสูง (แสดงดังรูปท่ี 2) ซ่ึงแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติท่ีดีของการเป็นวัสดุดูดซับ เนื่องจากวัสดุดูซับชนิดนี้ เป็น
ไฮโดรเจลท่ีสังเคราะห์ด้วยกระบวนการ freezing/thawing ซึ่งเป็นกระบวนการเชื่อมต่อสายโมเลกุลพอลิเมอร์แบบกายภาพ
(physical cross-linking) ท่ีให้รูพรุนขนาดใหญ่ [10] นอกจากน้ี เพื่อให้กระบวนการดูดซับมีประสิทธิภาพสูงท่ีสุด พารามิเตอร์ท่ี
ส่งผลต่อคุณลักษณะของวัสดุดูดซับท่ีสังเคราะห์ได้ จึงถูกศึกษาในงานวิจัยน้ี ซึ่งได้แก่ ปริมาณผงวุ้น ปริมาณแกรฟีนออกไซด์
อุณหภูมิและเวลาในการอบแหง้ วัสดุดดู ซบั
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 176 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
รปู ท่ี 2 ลักษณะของวสั ดดุ ดู ซบั ทสี่ งั เคราะหไ์ ด้
1. ปรมิ าณผงวุน้
วุ้นเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพชนิดหน่ึงท่ีประกอบด้วยโมเลกุลของพอลิแซ็กคาไรด์ 2 ชนิด ได้แก่ อะกาโรแพ็คติน
(agaropectine) และอะกาโรส (agarose) ซึ่งมีโครงสร้างหลักเหมือนกัน กล่าวคือ เป็นพอลิเมอร์สายยาวของกาแลคโตส
(galactose-based backbone) [11] โดยความเขม้ ข้นของวุน้ ที่ใช้ในการผลิตเจลพอลิเมอร์จะส่งผลโดยตรงต่อโครงสร้างของ
เจลพอลิเมอร์และอณุ หภูมใิ นการเกิดเจลพอลิเมอร์ [12] ดังน้ันในงานวิจยั นี้ ปรมิ าณวุน้ ที่เหมาะสมในการผลิตวัสดุดูดซับจึงถูก
ศึกษาในรปู ของน้าหนกั ผงวุน้ 1, 1,.5, 2, 3 และ 3.5 กรมั (ต่อปริมาตรนา้ 50 มิลลิลิตร) ตามลาดับ โดยในขั้นตอนการศึกษาน้ี
จะเลอื กใช้วัสดดุ ูดซับทส่ี ังเคราะห์จากวุ้นเพียงอย่างเดียว (ปราศจากการเติมแกรฟีนออกไซด)์ เพ่อื ใหท้ ราบประสิทธิภาพในการ
ดูดซบั สารสไตรนี ของพอลิเมอรว์ นุ้ โดยตรง ผลการศกึ ษาแสดงในรปู ท่ี 3
รปู ที่ 3 ประสทิ ธภิ าพการดดู ซับสารสไตรนี ในอากาศของวัสดดุ ดู ซบั ที่สงั เคราะห์
โดยใชผ้ งว้นุ ปราศจากแกรฟีนออกไซด์ในปรมิ าณทีแ่ ตกตา่ งกัน
จากผลการทดลองในรูปท่ี 3 พบว่า วัสดุดูดซับท่ีได้จากการใช้ผงวุ้นหนัก 1 และ 1.5 กรัม จะไม่สามารถดูดซับ
สารสไตรีนได้ เนื่องจากในโครงสร้างของวัสดุดูดซับจะประกอบด้วยสายพอลิเมอร์ของอะกาโรสท่ีพันกันเป็นเกลียว (helical
fiber) [13] ซึ่งอะกาโรสเปน็ พอลแิ ซ็กคาไรด์ชนิดที่ไม่มีประจุ (non-ionic polysaccharide) [11] จึงเป็นส่วนสาคัญในการดูด
ซับโมเลกลุ ท่ีไม่มีขว้ั ของสารสไตรีน (low hydrophobicity) การมีผงวุ้นและอะกาโรสในปริมาณที่ต่าเกินไป ทาให้พ้ืนที่ส่วนท่ี
เกดิ การดดู ซับ (active sites) จงึ มีไม่เพียงพอท่ีจะทาใหเ้ กดิ การดดู ซับสารสไตรีนได้ แต่เม่ือมีการเพ่ิมปริมาณผงวุ้นมากข้ึนเกิน
กวา่ 1.5 กรมั อะกาโรสจะมีปริมาณสงู ขึน้ จนสามารถทาให้วัสดุดูดซับท่ีผลิตได้เกิดการดูดซับสารสไตรีนได้ อย่างไรก็ตาม การ
เพ่ิมขึน้ ของปริมาณผงวุ้นมากเกินกว่า 3 กรัม จะทาให้ประสิทธิภาพในการดูดซับลดลง เนื่องจากปริมาณผงวุ้นที่สูงเกินไป จะ
เพมิ่ ความหนาแน่นของสายพอลิเมอร์ให้สูงขึ้นจนทาให้ไม่มีพื้นที่ให้โมเลกุลของน้าแทรกตัวเข้าไปในช่องว่างได้ รูพรุนของวัสดุ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 177 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ดดู ซับทเ่ี กดิ ข้ึนจากการไล่น้าในขนั้ ตอนการผลิตไฮโดรเจลและซีโรเจลจึงน้อยลง ทาให้ประสิทธิภาพในการดูดซับสารสไตรีนลดลง
ดังนั้น ปริมาณผงวุ้นทเี่ หมาะสมในการสังเคราะห์วัสดุสาหรับดูดซับสารสไตรีน คือ 3 กรัม ซ่ึงจะใช้ในการศึกษาผลของปริมาณผง
แกรฟีนออกไซดท์ ่ีมตี ่อการดดู ซับสารสไตรีนต่อไป
2. ปรมิ าณแกรฟนี ออกไซด์
แกรฟีนออกไซด์เป็นวัสดุนาโนชนิดคาร์บอน (carbon nanomaterials) ที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในการนามาใช้
เป็นวัสดดุ ูดซับ โดยเฉพาะอย่างย่ิงสาหรบั สารอนิ ทรยี ร์ ะเหยงา่ ยในอากาศ [14] เน่อื งจากมพี ้ืนท่ีผิวจาเพาะสูงถึง 236.4 g/m2 [15]
มีความแข็งแรง และนาความร้อนและนาไฟฟ้าได้ดี [16] ซึ่งในหลายงานวิจัยมีการบ่งช้ีว่า พ้ืนที่ผิวจาเพาะของวัสดุดูดซับชนิดแก
รฟืนออกไซด์จะยิ่งสูงขึ้น เม่ือมีการนาแกรฟีนออกไซด์มาทาเป็นวัสดุผสม (composite materials) [17,18] ดังนั้น ในงานวิจัยนี้
จึงมีการนาแกรฟีนออกไซด์มาผสมกับวุ้น เพื่อทาเป็นวัสดุดูดซับ โดยทาการศึกษาปริมาณแกรฟีนออกไซด์ที่เหมาะสมในรูปของ
น้าหนักของผงแกรฟีนออกไซดใ์ นช่วง 50, 100, 150, 200 และ 250 มิลลกิ รมั กรัม ตามลาดับ ตอ่ ปริมาณผงวุ้น 3 กรมั สาหรับการ
สงั เคราะหว์ ัสดุดูดซับ
จากผลการศึกษาการดดู ซบั สารสไตรีน (แสดงดังรูปท่ี 4) พบว่า เม่ือใช้ปริมาณแกรฟีนออกไซด์ในการสังเคราะห์มากขึ้น
จะทาใหป้ รมิ าณสไตรนี ทีด่ ูดซับไดเ้ พิม่ สงู ขึ้น เนื่องจากปริมาณแกรฟีนออกไซด์ท่ีเพ่ิมข้ึน จะมีส่วนในการเพิ่มพ้ืนที่ผิวจาเพาะให้แก่
วัสดุดดู ซับ ซึ่งเป็นการบ่งชี้วา่ สมบตั ดิ า้ นการมีพ้ืนท่ีผิวจาเพาะท่ีสูงของแกรฟีนออกไซด์จะส่งผลต่อกลไกการดูดซับมากกว่าสมบัติ
ด้านความมีข้ัวสูง (low hydrophobicity) ท่ีเกิดจากการมีอยู่ของหมู่ออกซิเจนบนพื้นผิวของแกรฟีนออกไซด์เอง [14] อย่างไรก็
ตาม การเพ่ิมปริมาณของแกรฟีนออกไซด์มากเกินกว่า 200 มิลลิกรัม จะส่งผลต่อโครงสร้างของวัสดุดูดซับ กล่าวคือ จะเป็นการ
เพ่ิมความพรุนให้แก่วัสดุดูดซับมากเกินไป จนกระท่ังวัสดุดูดซับเกิดการเปราะและแตกหักได้ง่าย ส่งผลกระทบต่อการขึ้นรูปเพ่ือ
นาไปใชง้ าน รวมถึงลดสมบตั ิด้านความเท่ียง (precision) ของปริมาณสารสไตรีนที่ดูดซับได้ ดังนั้น การปริมาณแกรฟีนออกไซด์ที่
เหมาะสม ซ่งึ จะนาไปใช้ในการสังเคราะห์วัสดุดูดซับสารสไตรีนจึงถูกแนะนาที่ 200 มิลลิกรัม สาหรับนาไปใช้ในการศึกษาผลของ
อุณหภมู อิ บแหง้ ตอ่ การสังเคราะหว์ ัสดุดูดซับต่อไป
รปู ท่ี 4 ประสทิ ธภิ าพการดดู ซับสารสไตรีนในอากาศ โดยใชป้ ริมาณแกรฟนี ออกไซด์ทีแ่ ตกต่างกนั
3. อณุ หภูมิอบแห้ง
โดยทัว่ ไปแลว้ วัสดุดูดซบั ประเภท xerogel หรือ aerogel จะมีอากาศเปน็ องคป์ ระกอบมากถึง 90 – 99% ซ่ึงมีส่วนช่วย
ใหว้ สั ดุดดู ซบั มีความหนาแน่นต่าและมีความเป็นรูพรุนสูง [19] ซ่ึงในการผลิตวัสดุดูดซับประเภทน้ี จาเป็นต้องใช้การให้ความร้อน
แก่วสั ดดุ ูดซับ เพอื่ กาจดั ตวั ทาละลายหรือนา้ ออกจากโครงสรา้ งของ hydrogel ดังน้นั ผลของอุณหภูมใิ นการอบแหง้ จึงมีส่วนสาคญั
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 178 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ต่อโครงสร้างของวัสดุดูดซับ ซึ่งในงานวิจัยนี้ ผลของอุณหภูมิของการอบแห้งต่อความสามารถในการดูดซับสารสไตรีนจึงถูก
ศึกษาในช่วง 140, 150, 160, 170 และ 180 องศาเซลเซียส โดยใช้ปรมิ าณผงวุ้น 3 กรัม แกรฟีนออกไซด์ 200 มิลลิกรัม และ
เวลาอบแหง้ ท่ี 1 ช่ัวโมง 30 นาที ผลการศึกษาแสดงดังรูปท่ี 5
รูปที่ 5 ประสทิ ธภิ าพการดดู ซับสารสไตรนี ในอากาศทีอ่ ณุ หภมู ิอบแห้งตา่ งๆ
จากผลการศึกษาในรูปท่ี 5 พบว่า ปริมาณสไตรีนท่ีดูดซับได้ด้วยวัสดุดูดซับ ซึ่งเตรียมโดยใช้อุณหภูมิอบแห้ง
140 และ 150 องศาเซลเซียส มีปริมาณไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสาคัญ จึงเป็นการบ่งช้ีว่า น้าสามารถถูกกาจัดออกจาก
โครงสร้างของวัสดุดูดซับของแข็งได้อย่างสมบูรณ์ต้ังแต่อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียสเป็นต้นไป อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิใน
การอบแห้งสูงกว่า 150 องศาเซลเซียส ปริมาณสไตรีนที่ดูดซับจะมีน้อยลง ท้ังน้ีเน่ืองจากการใช้อุณหภูมิในการอบแห้งท่ีสูง
เกนิ ไป จะทาใหโ้ ครงสรา้ งรูพรุนเกิดการเสียสภาพ (collapse of porosity) [20] ซ่ึงสังเกตเห็นได้จากกายภาพของวัสดุดูดซับ
เกดิ การหดตัว และบางสว่ นเกิดการหลอมละลาย ดงั นัน้ อุณหภมู ทิ เี่ หมาะสมในการอบแห้งวัสดุดูดซับจึงถูกเลือกที่ 140 องศา
เซลเซียส เพื่อเปน็ การประหยัดค่าใช้จ่ายในดา้ นพลงั งานสาหรบั การเตรยี มวสั ดดุ ดู ซับ (cost effectiveness) ตอ่ ไป
4. เวลาอบแหง้
ในการใหค้ วามรอ้ นแก่วสั ดดุ ดู ซบั เพอื่ กาจดั น้าหรือตวั ทาละลายออกจากโครงสรา้ งของวัสดุดูดซับและเกิดการแทนที่
ด้วยอากาศ นอกเหนือจากการให้ความร้อนท่ีอุณหภูมิท่ีเหมาะสมแล้ว เวลาในการให้ความร้อนเป็นอีกปัจจัยหนึ่งท่ีส่งผล
โดยตรงตอ่ ความเปน็ รูพรนุ ของวัสดดุ ูดซับ ดังน้นั ในการวิจยั นี้ จึงได้ทาการศึกษาผลของเวลาในการอบแห้งวัสดุดดู ซับที่ 1, 1.5,
2 และ 2.5 ชั่วโมง โดยใช้ปริมาณผงวุ้น 3 กรัม ปริมาณแกรฟีนออกไซด์ 200 มิลลิกรัม และอุณหภูมิอบแห้งที่ 140 องศา
เซลเซียส ผลการศึกษาในรูปท่ี 6 พบว่า การให้ความร้อนแก่วัสดุดูดซับเป็นเวลา 1 ชั่วโมงนั้น ไม่สามารถกาจัดน้าออกจาก
โครงสร้างของวัสดุดูดซับไดท้ งั้ หมด ทาใหพ้ ืน้ ผิวสัมผัสในการดูดซับสารสไตรีนมีน้อย ปริมาณสารสไตรีนที่ดูดซับจึงมีค่าต่า แต่
เม่ือเพิ่มเวลาในอบแห้งเป็น 1.5 ชั่วโมง พลังงานความร้อนที่ให้แก่วัสดุดูดซับมีเพียงพอท่ีจะระเหยน้าออกจากโครงสร้างของ
วัสดุดูดซบั ได้หมด ทาให้วสั ดสุ ามารถดดู ซับสารสไตรนี ไดม้ ากขึ้น อย่างไรก็ตาม การอบแห้งวัสดุดูดซับนานเกิน 1.5 ชั่วโมง จะ
ทาให้โครงสร้างรูพรุนเกิดการเสียสภาพจากความร้อนได้เช่นเดียวกับการใช้อุณหภูมิที่สูงเกินไป สารสไตรีนท่ีดูดซับได้จึงมี
ปรมิ าณลดลง ดังนั้น เวลาท่ีเหมาะสมในการอบแห้งวัสดดุ ูดซบั ผสมจึงถูกแนะนาที่ 1.5 ชว่ั โมง
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 179 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
รูปท่ี 6 ประสทิ ธิภาพการดดู ซับสารสไตรนี ในอากาศทเี่ วลาอบแหง้ ต่างๆ
สรุปผล
งานวจิ ยั นี้ จะทาการศกึ ษาสภาวะทีเ่ หมาะสมในการสังเคราะห์วัสดุดูดซบั สารสไตรนี ในอากาศ โดยวสั ดุดูดซับท่ีพัฒนาข้ึน
นี้ เป็นวัสดุดูดซับผสมของผงวุ้นและแกรฟีนออกไซด์ ซึ่งมีข้อดีเหนือวัสดุดูดซับคาร์บอนทั่วไปหลายประการ เช่น ไม่จาเป็นต้องมี
การเตมิ สารเชอ่ื มพันธะพอลเิ มอร์ (crosslinking agent) เน่ืองจากแกรฟีนออกไซด์สามารถเชื่อมตอ่ กนั โดยตรงได้ดว้ ยแรงแวนเดอร์
วาลส์ เป็นตน้ วสั ดุดดู ซบั ทสี่ งั เคราะห์ได้จะมลี กั ษณะเป็นของแข็งสีดาทรงกลม มคี วามเป็นรูพรุนสูง ซ่ึงจากผลจากการศึกษาพบว่า
สภาวะในการสังเคราะห์วสั ดุดูดซบั ทเ่ี หมาะสม คือ ใชป้ ริมาณผงวุ้นกับแกรฟีนออกไซด์หนัก 3 กรัม และ 200 มิลลิกรัมตามลาดับ
โดยนาไปอบแห้งที่อณุ หภูมิ 140 องศาเซลเซยี ส เปน็ เวลา 1 ช่ัวโมง 30 นาที วัสดุดดู ซบั ท่ีพฒั นาขนึ้ นี้ สามารถนามาใชใ้ นการดดู ซบั
สารสไตรีนได้อยา่ งมีประสทิ ธภิ าพ และยังเป็นมติ รต่อสงิ่ แวดล้อม เนื่องจากผลติ ข้ึนจากวนุ้ ท่เี ปน็ วสั ดุธรรมชาตแิ ละยอ่ ยสลายไดด้ ้วย
กระบวนการทางชีวภาพ
กิตติกรรมประกาศ
งานวิจัยน้ีได้รับทุนสนับสนุนจากกองทุนวิจัยคณะเทคโนโลยีและส่ิงแวดล้อม มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขต
ภูเก็ต ศนู ย์ความเปน็ เลศิ ดา้ นการจัดการสารและของเสียอันตราย (ศสอ.) และสานักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัย
และนวัตกรรม (สกสว.) (MRG 5180093)
เอกสารอา้ งองิ
[1] Prado, C. , Ibarra. I., and Periago, J.F. 1997. Evaluation of Styrene in Air by Thermal Desorption-gas
Chromatography. Journal of Chromatography A. 778: 225 – 262.
[2] Rene, E.R., Montes, M., Veiga, M.C. and Kennes, C. 2011. Styrene Removal from Polluted Air in One and
Two-liquid Phase Biotrickling Filter: Steady and Transient-state Performance and Pressure Drop Control.
Bioresource Technology. 102: 6791 – 6800.
[3] Yanwu, Z., Shanthi, M., Weiwei, C., Xuesong, L., Jiwon, S., Jeffrey, R. P. and Rodney, S. R. 2010.
Graphene and Graphene Oxide: Synthesis, Properties, and Applications. Advanced materials. 22(35):
3906-3924.
[4] Yang, K., Li, Y., Tan, X., Peng, R. and Liu, Z. 2013. Behavior and toxicity of graphene and its
functionalized derivatives in biological systems. Small. 9: 1492–1503.
[5] Li, X. M., Zhu, H. W., Wang, K. L., Cao, A. Y., Wei, J. Q., Li, C. Y., Jia , Y, Li, Z, Li, X and Wu D. 2010.
Graphene-on-silicon schottky junction solar cells. Advanced Materials. 22: 2743–2748.
[6] Lian, Y., Long, W., Weicheng, X., Limin, C., Mingli, F., Junliang, Wu. and Daiqi, Ye. 2018. Adsorption of
VOCs on reduced graphene oxide. Journal of Environmental Sciences. 67: 171-178.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 180 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
[7] Yao, G., Bi, W. and Liu, H. 2020. pH-responsive magnetic graphene oxide/poly(NVI-co-AA) hydrogel as an
easily recyclable adsorbent for cationic and anionic dyes. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and
Engineering Aspects. 588: 124393.
[8] Segovia-Sandoval, S. J., Pastrana-Martínez, L. M., Ocampo-Pérez, R., Morales-Torres, S., Berber-Mendoza,
M. S. and Carrasco-Marín, F. 2020. Synthesis and characterization of carbon xerogel/graphene hybrids
as adsorbents for metronidazole pharmaceutical removal: Effect of operating parameters. Separation
and Purification Technology. 237: 116341.
[9] Chullasat, K., Nurerk, P., Kanatharana, P., Kueseng, P., Sukchuay, T. and Bunkoed, O. 2017. Hybrid
monolith sorbent of polypyrrole-coated graphene oxide incorporated into a polyvinyl alcohol cryogel
for extraction and enrichment of sulfonamides from water samples. Analytica Chimica Acta. 961: 59-66.
[10] Choodum, A., Malathong, K., NicDaeid, N., Limsakul, W. and Wongniramaikul, W. 2016. A cost effective
hydrogel test kit for pre and post blast trinitrotoluene. Forensic Science International. 266: 202-208.
[11] Raphael, E., Avellaneda, C. O., Manzolli, B. and Pawlicka, A. 2010. Agar-based films for application as
polymer electrolytes. Electrochimica Acta. 55(4): 1455-1459.
[12] Nayara, V. T., Weilandab, J. D., Nelsona, C. S. and Hodge, A. M. 2012. Elastic and viscoelastic
characterization of agar. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 7: 60-68.
[13] Seow, W. Y. and Hauser, C. A. E. 2016. Freeze–dried agarose gels: A cheap, simple and recyclable
adsorbent for the purification of methylene blue from industrial wastewater. J. Environmental
Chemical Engineering. 4(2): 1714-1721.
[14] Kumar, V., Leeb, Y. S., Shinb, J. W., Kim, K. H., Kukkar, D. and Tsang, Y. F. 2020. Potential applications of
graphene-based nanomaterials as adsorbent for removal of volatile organic compounds. Environment
International. 135: 105356.
[15] Yu, L., Wang, L., Xu, W., Chen, L., Fu, M., Wu, J. and Ye, D. 2018. Adsorption of VOCs on reduced
graphene oxide. J. Environ. Sci. 67: 171–178.
[16] Ali, I., Basheer, A. A., Mbianda, X. Y., Burakov, A., Galunin, E., Burakova, I., Mkrtchyan, E., Tkachev, A. and
Grachev, V. 2019. Graphene based adsorbents for remediation of noxious pollutants from wastewater.
Environment International. 127: 160-180.
[17] Sun, X., Xia, Q., Zhao, Z., Li, Y. and Li, Z. 2014. Synthesis and adsorption performance of MIL-
101(Cr)/graphite oxide composites with high capacities of n-hexane. Chem. Eng. J. 239: 226–232.
[18] Zheng, Y., Chu, F., Zhang, B., Yan, J. and Chen, Y. 2018. Ultrahigh adsorption capacities of carbon
tetrachloride on MIL-101 and MIL-101/graphene oxide composites. Micropor. Mesopor. Mater. 263:
71–76.
[19] Zhao, W., Zhang, H., Liu, J., Xu, L., Wu, H., Zou, M., Wang, Q., He, X., Li, Y. and Cao, A. 2018. Controlled
air‐etching synthesis of porous‐carbon nanotube aerogels with ultrafast charging at 1000 A g− 1. Small.
14(40): 1802394.
[20] Lee, J. H. and Park, S. J. 2020. Recent advances in preparations and applications of carbon aerogels: A
review. Carbon. 163: 1-18.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 181 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
029
การตดิ ตามความสมบูรณ์พชื พรรณบรเิ วณป่าเศรษฐกจิ ครอบครัว
ด้วยสารวจระยะไกล: กรณศี ึกษาอาเภอกสุ มุ าลย์ จงั หวดั สกลนคร
Healthy Vegetation Monitoring of Private Forest using
Remote Sensing: A Case Study of Kusuman District,
Sakon Nakhon Province
ประวทิ ย์ สวุ รรณรงค์
Prawit Suwannarong
ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร สกลนคร 47000
*โทรศพั ท์ : 0-4297-0030, โทรสาร : 0-4297-0029, E-mail : [email protected]
บทคดั ยอ่
การวจิ ัยนมี้ วี ัตถุประสงคเ์ พ่อื ตดิ ตามการเปลีย่ นแปลงความอุดมสมบรู ณ์พืชพรรณของป่าเศรษฐกิจครอบครัวบริเวณบ้าน
โคกสะอาด ตาบลอุ่มจาน อาเภอกุสุมาลย์ จังหวัดสกลนคร ในฤดูแล้งด้วยดัชนีเน้นภาพพืชพรรณ (อีวีไอ) จากระบบดาวเทียม
เซนติเนล 2 และเปรียบเทียบกับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงกับข้อมูลอุทก-อุตุนิยมวิทยาจากชุดข้อมูลการวิเคราะห์ใหม่อีอาร์เอ 5
ผลการศึกษาพบว่าบริเวณพ้ืนที่ศึกษามีพ้ืนที่ป่าความอุดมสมบูรณ์มากเฉลี่ย 14.5 ไร่ (ร้อยละ 3.7) ป่าความอุดมสมบูรณ์เฉล่ีย
135.3 ไร่ (รอ้ ยละ 35) ปา่ ค่อนข้างสมบูรณ์เฉลี่ย 231.7 ไร่ (ร้อยละ 59) และป่าไม่สมบูรณ์เฉล่ีย 9.5 ไร่ (ร้อยละ 2.4) นอกจากนี้
พบว่าพ้นื ทปี่ ่าทคี่ วามอดุ มสมบรู ณ์มีแนวโนม้ ลดลง ซ่ึงสอดคลอ้ งกบั แนวโน้มการเปลีย่ นแปลงของอณุ หภูมิ ปรมิ าณฝน การระเหยท่ี
มแี นวโนม้ และปริมาณความชน้ื ในดนิ ระดบั ลกึ ป่าเศรษฐกิจครอบครวั จึงไดร้ ับผลกระทบจากการเปลย่ี นแปลงสภาพอากาศ
คาสาคญั : ดัชนีเนน้ ภาพพืชพรรณ; อีวไี อ; การเปล่ยี นแปลงโลก; ภมู ิอากาศ; ทรัพยากรธรรมชาต;ิ ระบบนิเวศ
Abstract
The objective of this research was to investigate the change tendency of the vegetation of private
forest at Ban Khok Sa-at, Umchan, Kusuman District, Sakon Nakhon Province in dry season using the Enhanced
Vegetation Index (EVI) from Sentinel-2 system and to compare the vegetation change with the tendency of
hydrometeorology data from ERA5 system. The results indicated that the average area of high-healthy
vegetation of 14.5 Rai (3.7%), healthy vegetation of 135.3 Rai (35%), middling-healthy vegetation of 231.7 Rai
(59%) and unhealthy vegetation of 9.5 Rai (2.4%). Moreover, the tendency of the vegetation of private forests
had a tendency to decrease in keeping with the change tendency of temperature, precipitation, evaporation,
and deep-layer soil moisture. The private forest is therefore affected by climate change.
Keywords : Enhanced vegetation index; EVI; Global change; Climate; Natural resources; Ecosystem
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 182 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
full papers proceeding NEC19
Related Publications
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
full papers proceeding NEC19
- 1 - 50
- 51 - 100
- 101 - 150
- 151 - 200
- 201 - 250
- 251 - 300
- 301 - 350
- 351 - 400
- 401 - 450
- 451 - 500
- 501 - 550
- 551 - 598
Pages: