12.10.2014 Views

Development of a Test Kit to Determine Sulfide in Field Water

Development of a Test Kit to Determine Sulfide in Field Water

Development of a Test Kit to Determine Sulfide in Field Water

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

37<br />

การพัฒนาชุดทดสอบซัลไฟด์สําหรับการตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ในนําตัวอย่างภาคสนาม<br />

<strong>Development</strong> <strong>of</strong> a <strong>Test</strong> <strong>Kit</strong> <strong>to</strong> <strong>Determ<strong>in</strong>e</strong> <strong>Sulfide</strong> <strong>in</strong> <strong>Field</strong> <strong>Water</strong><br />

คณิตา ตังคณานุรักษ์ ณัชฌิทชา ทรงคํา* และ นิพนธ์ ตังคณานุรักษ์<br />

วิทยาลัยสิงแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ บางเขน กรุงเทพมหานคร 10903<br />

*Email: haiay@hotmail.com<br />

บทคัดย่อ<br />

งานวิจัยนี มีวัตถุประสงค์เพื อศึกษาชุดทดสอบซัลไฟด์ได้พัฒนาขึ นเพื อใช้ในการตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ของนํ า<br />

ตัวอย่างในภาคสนาม ชุดทดสอบนี สามารถใช้ได้ง่าย รวดเร็ว มีความแม่นยํา ความถูกต้องสูง และใช้สารเคมีในปริมาณน้อยซึ ง<br />

สามารถลดปริมาณสารเคมีที เป็นอันตรายจากห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ทางสิงแวดล้อมได้ หลักการของชุดทดสอบ คืออาศัย<br />

หลักการเกิดปฏิกิริยาระหว่างซัลไฟด์ เฟอริกคลอไรด์ และ dimethyl p-phenylenediam<strong>in</strong>e ทําให้เกิดเป็นเมทิลีนบลู สีที เกิด<br />

จากเฟอริกคลอไรด์สามารถกําจัดได้โดยการเติมไดแอมโมเนียมฟอสเฟต จากการศึกษาพบว่าสภาวะที เหมาะสมในการเกิดสีฟ้า<br />

คือ นํ าตัวอย่าง 7.5 มิลลิลิตร สารละลายเอมีน-ซัลฟิวริก 0.5 มิลลิลิตร กรดซัลฟิวริก 0.5 มิลลิลิตร ไอร์ออน (III) คลอไรด์ 3 หยด<br />

และไดแอมโมเนียมฟอสเฟต 1.6 มิลลิลิตร ความเข้มของสี และความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ มีความสัมพันธ์กัน<br />

เป็นเส้นตรง ที ระดับความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร ในการพัฒนาชุดทดสอบซัลไฟด์ภาคสนาม มี 2 แบบ โดย<br />

แบบแรกจะอ่านค่าความเข้มข้นของซัลไฟด์จากแผ่นเทียบสีซัลไฟด์ และแบบที สองจะอ่านค่าความเข้มข้นของซัลไฟด์จากจํานวน<br />

หยดของ เมทิลีนบลูซึ งให้สีเท่ากับสีจากหลอดทดลองมาตรฐาน แล้วเปรียบเทียบกับตารางความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์และจํานวนหยดของเมทิลีนบลู โดยชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ในภาคสนามในแบบแรกจะง่ายต่อการ<br />

วิเคราะห์ รู้ผลเร็ว แต่แบบที สองให้ผลของความเข้มข้นของซัลไฟด์ที ละเอียดกว่า โดยประสิทธิภาพของชุดทดสอบนี ได้ผ่านการ<br />

ตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ซัลไฟด์จากชุดทดสอบซัลไฟด์โดยการเก็บตัวอย่างนํ าเสียจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขต<br />

บางเขน เปรียบเทียบผลกับวิธีมาตรฐาน (ยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรี และโพเทนทิออเมตริก) พบว่า ไม่แตกต่างกัน<br />

อย่างมีนัยสําคัญ ดังนัน ชุดทดสอบที พัฒนาขึ นจึงมีศักยภาพที จะใช้ในการตรวจวัดปริมาณของซัลไฟด์ในตัวอย่างนํ าภาคสนาม<br />

โดยให้ผลที มีความถูกต้องและน่าเชื อถือ<br />

คําสําคัญ: ชุดทดสอบซัลไฟด์ dimethyl p-phenylenediam<strong>in</strong>e ไอร์ออน (III) คลอไรด์<br />

Abstract<br />

A sulfide test kit was developed for the determ<strong>in</strong>ation <strong>of</strong> sulfide <strong>in</strong> samples <strong>of</strong> field water. The test kit was<br />

simple <strong>to</strong> use, quick, precise and accurate, and required only a small amount <strong>of</strong> reagent, reduc<strong>in</strong>g the amount <strong>of</strong><br />

hazardous waste <strong>in</strong> the environmental analysis labora<strong>to</strong>ry. The pr<strong>in</strong>ciple <strong>of</strong> measurement was based on the color<br />

from methylene blue produced by a reaction between sulfide, iron (III) chloride, and dimethyl<br />

p-phenylenediam<strong>in</strong>e. Iron (III) chloride can be removed by the addition <strong>of</strong> di-ammonium phosphate. The optimal<br />

conditions for blue color formation were 7.5 mL <strong>of</strong> water sample, 0.5 mL <strong>of</strong> am<strong>in</strong>e-sulfuric, 0.5 mL <strong>of</strong> sulfuric acid<br />

(1+1), 3 drops <strong>of</strong> ferric chloride, and 1.6 mL <strong>of</strong> di-ammonium phosphate. The color <strong>in</strong>tensity and sulfide concentration<br />

were l<strong>in</strong>early related with<strong>in</strong> the range <strong>of</strong> 0.25-10.00 ppm <strong>of</strong> sulfide. The water sulfide test kit conta<strong>in</strong>ed two k<strong>in</strong>ds <strong>of</strong><br />

tests. The first was the determ<strong>in</strong>ation <strong>of</strong> the sulfide content by consultation with a standard color sheet. The second<br />

was a record<strong>in</strong>g <strong>of</strong> the number <strong>of</strong> methylene blue drops that gave the same color as the test<strong>in</strong>g sample solution<br />

compared with the table <strong>of</strong> relationships between concentrations <strong>of</strong> standard sulfide and methylene blue drops. The<br />

first test kit was easy <strong>to</strong> use and the second gave good details <strong>of</strong> the sulfide content. The efficiency <strong>of</strong> this test kit was<br />

validated by analyz<strong>in</strong>g waste water from Kasetsart University (Bang Khen campus) and compar<strong>in</strong>g the results with the


38 วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

standard methods (UV-Visible spectropho<strong>to</strong>metry and Potentiometric). No significant difference was found. Therefore,<br />

the test kit has the potential <strong>to</strong> determ<strong>in</strong>e sulfide <strong>in</strong> field water with precision and reliability.<br />

Keywords: <strong>Sulfide</strong> test kit, Dimethyl p-phenylenediam<strong>in</strong>e, Iron (III) chloride<br />

บทนํา<br />

“นํ า” แม้เพียงได้ยินก็ให้ความสุขทางใจ รู้สึกเย็น<br />

สบาย ชุ่มฉํ า โดยธรรมชาติแล้วนํ าเป็นทรัพยากรธรรมชาติที<br />

ใช้แล้วไม่หมดสิ น (Non-exhaust<strong>in</strong>g Natural Resource) ซึ ง<br />

นํ าเป็นสารประกอบที พบมากถึง 3 ใน 4 ส่วนของพื นโลก<br />

หรือประมาณร้อยละ 75 ปกติมนุษย์และสิงมีชีวิตอื น ๆ ใช้นํ า<br />

ในการดํารงชีวิตทังทางด้านอุปโภคและบริโภค นอกจากนี นํ า<br />

ยังมีประโยชน์ในทางอ้อมอีกมากมาย เช่น ใช้ในการเกษตร<br />

กรรม อุตสาหกรรม คมนาคม เป็นแหล่งผลิตพลังงาน<br />

ตลอดจนนันทนาการ ซึ งการใช้ประโยชน์ของมนุษย์เหล่านี ทํา<br />

ให้เกิดนํ าเสีย และซัลไฟด์เป็นตัวการตัวหนึ งที ทําให้เกิดนํ าเสีย<br />

โดยมีสาเหตุเกิดจากปฏิกิริยารีดักชันของซัลเฟต การย่อย<br />

สลายของสารอินทรีย์ และขบวนการผลิตของโรงงาน<br />

อุตสาหกรรม [2]<br />

มลพิษทางนํ าเป็นปัญหาสําคัญที ก่อให้เกิดผลเสียต่อ<br />

ภาวะสมดุลของระบบนิเวศน์ และยังส่งผลกระทบมาถึงมนุษย์<br />

โดยตรง เนื องจากนํ าเสียเป็นนํ าที มีสิงเจือปนต่างๆ ในปริมาณสูง<br />

ไม่ว่าจะเป็นกรด ด่าง ของแข็ง สารแขวนลอย และสารอินทรีย์<br />

ต่างๆ โดยเฉพาะการย่อยสลายของสารอินทรีย์แบบไร้<br />

ออกซิเจนจะทําให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ งปริมาณ<br />

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในนํ าสามารถใช้เป็นตัวบอกอย่างคร่าวๆ ได้<br />

ว่านํ าในแหล่งนํ านันอยู ่ในสภาวะที มีออกซิเจนละลายอยู ่น้อย<br />

มากและมีสภาพเป็นกรดเพียงใด [3] จะส่งผลให้นํ าเสียมีกลิน<br />

เหม็น ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นก๊าซที ไม่มีสีแต่จะมีกลินรุนแรง<br />

หากมีความเข้มข้นของซัลไฟด์เพียง 0.05 มิลลิกรัมต่อลิตรขึ น<br />

ไปก็จะได้กลินของซัลไฟด์แล้ว และถ้าได้รับซัลไฟด์ความ<br />

เข้มข้นตังแต่ 0.1 มิลลิกรัมต่อลิตรขึ นไป ก็จะเป็นอันตรายต่อ<br />

สุขภาพของมนุษย์ได้ เช่น ทําให้เกิดปัญหาต่อระบบทางเดิน<br />

หายใจ และเกิดอาการคลื นไส้ ปวดหัวได้ [4]<br />

โดยทัวไปการตรวจวิเคราะห์ซัลไฟด์สามารถทําได้หลาย<br />

วิธี เช่น วิธีไอโอโดเมตริก (Iodometric method) วิธีตรวจวัดสี<br />

(Colorimetric method) วิธีโพเทนทิออเมตริก (Potentiometric<br />

method) แต่วิธีเหล่านี เป็นวิธีที ต้องวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการซึ ง<br />

ต้องใช้เวลานาน ตลอดจนใช้เทคโนโลยี และต้นทุนสูง การเตรียมชุด<br />

ทดสอบซัลไฟด์จึงมีความจําเป็นในการออกปฏิบัติภาคสนาม เพื อ<br />

ความสะดวกในการตรวจวัด<br />

ผู้วิจัยได้เห็นถึงความสําคัญของการตรวจวัด<br />

ปริมาณซัลไฟด์ในนํ า การวิจัยครังนี จึงมีจุดมุ่งหมายที จะ<br />

เตรียมชุดทดสอบเป็นการตรวจวัดที ง่าย สามารถทําได้ ณ<br />

แหล่งนํ านัน รู้ผลที ถูกต้องและแม่นยําในเวลาอันรวดเร็ว ใช้<br />

สารเคมีปริมาณน้อยเพื อลดผลกระทบต่อสิงแวดล้อมอีกทาง<br />

หนึ ง ไม่ต้องใช้อุปกรณ์และเครื องมือที ราคาแพง ซึ งชุด<br />

ทดสอบยังสามารถตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ได้ครอบคลุม<br />

ในช่วงตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

วัตถุประสงค์<br />

1. เพื อศึกษาการเตรียมชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ในนํ าเสีย<br />

ภาคสนามและทดสอบความใช้ได้ของชุดทดสอบ<br />

2. เพื อประเมินการใช้งานจริงของชุดทดสอบในการตรวจวัด<br />

ปริมาณซัลไฟด์ในแหล่งนํ าจริงเปรียบเทียบกับวิธี ยูวี-<br />

วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรี และวิธีโพเทนทิออเมตริกซึ ง<br />

เป็นวิธีมาตรฐาน<br />

วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ<br />

วิจัยนี มีวัตถุประสงค์เพื อพัฒนาชุดทดสอบปริมาณ<br />

ซัลไฟด์ในนํ าตัวอย่างภาคสนาม โดยอาศัยปฏิกิริยาอาศัย<br />

หลักการเกิดปฏิกิริยาระหว่างซัลไฟด์ เฟอริกคลอไรด์ และ<br />

dimethyl p-phenylenediam<strong>in</strong>e ทําให้เกิดเป็นเมทิลีนบลู<br />

สําหรับสีที เกิดจากเฟอริกคลอไรด์สามารถกําจัดได้โดยการ<br />

เติมสารละลายแอมโมเนียมฟอสเฟตซึ งจะทําได้สารสีฟ้า<br />

สารเคมีที ใช้ในการวิจัย คือ สารละลายกรดเอมีน-<br />

ซัลฟิวริก สารละลายกรดซัลฟิวริก (1+1) สารละลายเฟอริก-<br />

คลอไรด์หรือไอร์ออน (III) คลอไรด์ สารละลายไดแอมโมเนียม<br />

ไฮโดรเจนฟอสเฟต และสารละลายเมทิลีนบลู เครื องมือที ใช้ใน<br />

การตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ คือ เครื องยูวี-วิสิเบิลสเปกโทร-<br />

โฟโตมิเตอร์ เพื อตรวจวัดความเข้มของสีและความเข้มข้นของ<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ และเครื องโพเทนชิโอมิเตอร์กับ<br />

ขัวไฟฟ้าไอออนเลือกจําเพาะซัลไฟด์แบบรวม เพื อตรวจวัด<br />

ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ งานวิจัยนี<br />

เริมต้นโดยการศึกษาปริมาณของสารต่างๆ ที เหมาะสมในการ<br />

เกิดปฏิกิริยาที ระดับความเข้มข้นของซัลไฟด์ตังแต่ 0.25-<br />

10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร คือ ศึกษาปริมาณสารละลายกรด<br />

เอมีน-ซัลฟิวริก สําหรับสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ใช้


วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

39<br />

ปริมาตร 7.5 มิลลิลิตร การเตรียมแผ่นเทียบสีปริมาณซัลไฟด์<br />

และกราฟมาตรฐานจากสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ที ระดับ<br />

ความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร ด้วยสภาวะที<br />

เหมาะสม สังเกตสีของสารละลาย จากนันระบุความเข้มข้น<br />

ของซัลไฟด์ออกเป็นช่วง ๆ ที เห็นสีที แตกต่างกันและถ่ายรูป<br />

พร้อมทังนําสารละลายไปวัดค่าดูดกลืนแสงด้วยเครื อง<br />

ยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ที ความยาวคลื น 664 นาโน<br />

เมตร [1] เขียนกราฟระหว่างค่าดูดกลืนแสงกับความเข้มข้น<br />

ของซัลไฟด์ เพื อศึกษาความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างความเข้ม<br />

สีของสารละลายกับความเข้มข้นของซัลไฟด์ สําหรับการเทียบ<br />

สีมาตรฐานด้วยการมองเห็นโดยการหยดสารละลายเมทิลีน<br />

บลูลงในหลอดเปรียบเทียบกับหลอดมาตรฐานจนสีเท่ากับ<br />

หลอดมาตรฐาน และบันทึกจํานวนหยดสารละลายเมทิลีนบลู<br />

มาเปรียบเทียบกับตารางความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้น<br />

ของซัลไฟด์และจํานวนหยดของสารละลายเมทิลีนบลู การดูสี<br />

เปรียบเทียบให้ดูหลอดทดลองตามขวาง แล้วทดสอบความ<br />

ใช้ได้ของชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ โดยการประเมินผลทาง<br />

สถิติ คือ ทดสอบความแม่นยําด้วยสารละลายมาตรฐาน<br />

ซัลไฟด์และนํ าตัวอย่างจากท่อนํ าทิ งระบบปิด แล้วนําผลที<br />

ได้มาคํานวณค่าเบี ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ (Relative<br />

Standard Deviation, % RSD) และทดสอบความถูกต้องด้วย<br />

การใช้ชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ ในภาคสนามเปรียบเทียบ<br />

กับวิธีมาตรฐานโพเทนทิออเมตริก และวิธียูวี-วิสิเบิล<br />

สเปกโทรโฟโตเมทรี สําหรับกราฟมาตรฐานของวิธีโพเทนทิ<br />

ออเมตริกเตรียมจากสารละลายซัลไฟด์ไอออนความเข้มข้น<br />

100 มิลลิกรัมโดยนําสารละลายซัลไฟด์ไอออน ปริมาตร 50<br />

มิลลิลิตร เติมสารละลาย AAR (Alkal<strong>in</strong>e Antioxidant<br />

Reagent) จํานวน 0.5 มิลลิลิตร เขย่าให้เข้ากัน นําไปวัดค่า<br />

ศักย์ไฟฟ้าด้วยเครื องโพเทนชิโอมิเตอร์กับขัวไฟฟ้าไอออน<br />

เลือกจําเพาะซัลไฟด์แบบรวม ซึ งแต่ละความเข้มข้นทําซํ า 3<br />

ครัง<br />

ผลการวิจัย<br />

ชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ในภาคสนามมี 2<br />

ลักษณะ คือ ชุดที 1 เทียบหาความเข้มข้นซัลไฟด์จากแผ่น<br />

เทียบสี และชุดที 2 เทียบหาความเข้มข้นของซัลไฟด์จาก<br />

จํานวนหยดของเมทิลีนบลู กล่าวคือ ชุดที 1 ทําการทดสอบหา<br />

ปริมาณซัลไฟด์จากหลอดทดลองเพียงหลอดเดียว สามารถรู้<br />

ผลได้ทันที โดยการสังเกตสีของสารละลายจากการพิจารณา<br />

ด้วยสายตาเทียบสีของหลอดทดลองกับแผ่นเทียบสีปริมาณ<br />

ซัลไฟด์ สําหรับชุดที 2 ทําการทดสอบหาปริมาณซัลไฟด์จาก<br />

หลอดทดลอง 2 หลอด โดยหลอดทดลองที 1 เป็นการทําให้<br />

ซัลไฟด์เกิดสารประกอบเชิงซ้อนสีฟ้า และหลอดทดลองที 2<br />

หยดสารละลายเมทิลีนบลูลงในตัวอย่างเพื อให้เกิดสีฟ้าเท่ากับ<br />

หลอดทดลองที 1 แล้วนําจํานวนหยดไปเทียบกับตาราง<br />

มาตรฐานของความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์และจํานวนหยดของสารละลาย<br />

เมทิลีนบลูที เตรียมไว้<br />

จากการศึก ษ า ส ภ า ว ะ ที เ ห ม า ะ ส ม ใ น ก า ร<br />

เกิดปฏิกิริยาระหว่างซัลไฟด์ เฟอริกคลอไรด์ และ dimethyl<br />

p-phenylenediam<strong>in</strong>e ทําให้เกิดเป็นเมทิลีนบลู สีที เกิดจาก<br />

เฟอริกคลอไรด์สามารถกําจัดได้โดยการเติมสารละลาย<br />

แอมโมเนียมฟอสเฟตซึ งจะทําเป็นกรดฟอสเฟอริกในปฏิกิริยา<br />

ซึ งได้ผลดังนี<br />

1) ศึกษาปริมาณของสารต่างๆที เหมาะสมในการ<br />

เกิดปฏิกิริยาในการทําให้เกิดเป็นเมทิลีนบลู โดยอาศัยการ<br />

สังเกตความเข้มสีของสารละลายกับความเข้มข้นของซัลไฟด์<br />

สีที เกิดขึ นอาศัยสมบัติการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนระหว่าง<br />

dimethyl p-phenylenediam<strong>in</strong>e ไอร์ออน (III) คลอไรด์<br />

ซัลไฟด์ไอออน และแอมโมเนียมฟอสเฟต จากการศึกษาความ<br />

เข้มข้นของซัลไฟด์ที เหมาะสมสําหรับชุดทดสอบโดยการ<br />

พิจารณาด้วยสายตา และนําไปวัดค่าดูดกลืนคลื นแสงด้วย<br />

เครื องยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ ที ความยาวคลื น 664<br />

นาโนเมตร พบว่าปริมาณซัลไฟด์ ที ระดับความเข้มข้นตังแต่<br />

0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร สภาวะที เหมาะสมในการเกิดสี<br />

ของการหาปริมาณซัลไฟด์ด้วยแผ่นเทียบสีคือ สารละลาย<br />

มาตรฐานซัลไฟด์ที ความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัม<br />

ต่อลิตร, สารละลายเอมีน-ซัลฟิวริก 0.5 มิลลิลิตร ไอร์ออน (III)<br />

คลอไรด์ 3 หยด และไดแอมโมเนียมฟอสเฟต 1.6 มิลลิลิตร<br />

และสําหรับการหาปริมาณซัลไฟด์ด้วยจํานวนหยดของเมทิลี<br />

นบลู คือ สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ที ความเข้มข้นตังแต่<br />

0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร กรดซัลฟิวริก 0.5 มิลลิลิตร<br />

ไอร์ออน (III) คลอไรด์ 3 หยด และไดแอมโมเนียมฟอสเฟต<br />

1.6 มิลลิลิตร<br />

1.1 เตรียมแผ่นเทียบสีปริมาณซัลไฟด์ที ระดับ<br />

ความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

เตรียมสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ที<br />

ระดับความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร แล้วนํา<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์แต่ละความเข้มข้น 7.5 มิลลิลิตร<br />

เติมกรดเอมีน-ซัลฟิวริก 0.5 มิลลิลิตร หยดไอร์ออน (III)<br />

คลอไรด์ จํานวน 3 หยด ปิดจุกหลอดทดลองให้แน่นแล้วควํ า<br />

ไปมาช้าๆ 1 ครัง แล้วเติมสารละลายไดแอมโมเนียม<br />

ไฮโดรเจนฟอสเฟต 1.6 มิลลิลิตร ปิดจุกแล้วเขย่าช้าๆ 1 ครัง


40 วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

โดยความเข้มของสีที ได้จะมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของ<br />

ซัลไฟด์ และนํามาเขียนความสัมพันธ์เชิงเส้น และถ่ายภาพสี<br />

ของสารละลาย ดังแสดงในภาพที 1 เขียนกราฟแสดง<br />

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าดูดกลืนแสงและความเข้มข้นของ<br />

ซัลไฟด์ได้กราฟดังแสดงในภาพที 2 และมีค่าสัมประสิทธิ<br />

สหสัมพันธ์เท่ากับ 0.997 แสดงว่า ค่าดูดกลืนแสงและความ<br />

เข้มข้นของซัลไฟด์มีความสัมพันธ์เชิงเส้น<br />

ภาพที 1 แผ่นเทียบสีปริมาณซัลไฟด์ที ระดับความเข้มข้น<br />

0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

1.2 การเตรียมตารางความสัมพันธ์ระหว่าง<br />

ความเข้มข้นของซัลไฟด์และจํานวนหยดของสารละลายเมทิ -<br />

ลีนบลู<br />

เตรียมหลอดทดลองมาตรฐานซึ งเป็นหลอดที<br />

ทําให้เกิดสี (หลอดทดลองที 1) โดยการเตรียมสารละลาย<br />

มาตรฐานซัลไฟด์ที ระดับความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร แล้วนําสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์แต่ละ<br />

ความเข้มข้นมา 7.5 มิลลิลิตร เติมกรดเอมีน-ซัลฟิวริก 0.5<br />

มิลลิลิตร หยดไอร์ออน (III) คลอไรด์ จํานวน 3 หยด ปิดจุก<br />

หลอดทดลองให้แน่นแล้วควํ าไปมาช้าๆ 1 ครัง แล้วเติม<br />

สารละลายไดแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 1.6 มิลลิลิตร<br />

ปิดจุกแล้วเขย่าช้าๆ 1 ครัง และเตรียมหลอดทดลองเพื อ<br />

เปรียบเทียบสีของเมทิลีนบลู (หลอดที 2) โดยการเตรียม<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ที ระดับความเข้มข้นตังแต่ 0.25-<br />

10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร แล้วนําสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์แต่<br />

ละความเข้มข้นมา 7.5 มิลลิลิตร เติมกรดซัลฟิวริก (1+1) 0.5<br />

มิลลิลิตร หยดไอร์ออน (III) คลอไรด์ จํานวน 3 หยด ปิดจุก<br />

หลอดทดลองให้แน่นแล้วควํ าไปมาช้าๆ 1 ครัง แล้วเติม<br />

สารละลายไดแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 1.6 มิลลิลิตร<br />

ปิดจุกแล้วเขย่าช้าๆ 1 ครัง รอประมาณ 3-15 นาที แล้วหยด<br />

สารละลายเมทิลีนบลูลงในหลอดเปรียบเทียบเพื อเปรียบเทียบ<br />

กับหลอดมาตรฐาน โดยหยดสารละลายเมทิลีนบลูให้สีของ<br />

หลอดเปรียบเทียบเท่ากับสีของหลอดมาตรฐาน แล้วบันทึก<br />

จํานวนหยดของสารละลายเมทิลีนบลูที หยดไปมาเขียนเป็น<br />

ตารางความความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของซัลไฟด์<br />

และจํานวนหยดของสารละลายเมทิลีนบลู ดังแสดงใน<br />

ตารางที 1<br />

ภาพที 2 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าดูดกลืนแสง<br />

และความเข้มข้นของซัลไฟด์


วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

41<br />

ตารางที 1 ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารละลาย<br />

มาตรฐานซัลไฟด์และจํานวนหยดของสารละลาย<br />

เมทิลีนบลู<br />

ความเข้มข้น<br />

ของซัลไฟด์<br />

(มิลลิกรัมต่อลิตร)<br />

จํานวนหยดของ<br />

สารละลายเมทิลีนบลู<br />

0.25 0.02 มิลลิลิตร<br />

0.50 0.04 มิลลิลิตร<br />

1.00 1 หยด + 0.03 มิลลิลิตร<br />

1.50 2<br />

2.00 3<br />

2.50 4<br />

3.00 5<br />

3.50 6<br />

4.00 7<br />

4.50 8<br />

5.00 9<br />

5.50 10<br />

6.00 11<br />

6.50 12<br />

7.00 13<br />

7.50 15<br />

8.00 16<br />

8.50 17<br />

9.00 18<br />

9.50 19<br />

10.00 20<br />

1.3 การวิเคราะห์หาปริมาณซัลไฟด์ด้วยวิธี<br />

มาตรฐานโพเทนทิออเมตริก<br />

กราฟมาตรฐานเตรียมจากสารละลาย<br />

มาตรฐานซัลไฟด์ไอออน 100 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยการชัง<br />

ผลึกโซเดียมซัลไฟด์ 0.0244 กรัม ละลายนํ าและปรับปริมาตร<br />

เป็น 100 มิลลิลิตร แล้วนํามาเตรียมความเข้มข้น 0.1, 0.5,<br />

1.0, 2.0, 3.0, 5.0, 7.0, และ 10.0 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยในแต่<br />

ละความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ จะเติม<br />

สารละลาย AAR ซึ งเตรียมจากโซเดียมไฮดรอกไซด์ กรด<br />

เอทิลีนไดเอมีนเตตระอะซิติก และกรดแอสคอร์บิก ปริมาตร<br />

0.5 มิลลิลิตรเขย่าให้เข้ากัน และนําไปวัดค่าศักย์ไฟฟ้าด้วย<br />

เครื องโพเทนชิโอมิเตอร์กับขัวไฟฟ้าไอออนเลือกจําเพาะ<br />

ซัลไฟด์แบบรวม แล้วนําค่าศักย์ไฟฟ้ าทีวัดได้กับความ<br />

เข้มข้นของสารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ไอออนมาเขียน<br />

กราฟมาตรฐานระหว่างค่าศักย์ไฟฟ้ าและความเข้มข้นของ<br />

ซัลไฟด์โดยแกนตังแทนค่าศักย์ไฟฟ้าที วัดได้ ส่วนแกนนอน<br />

แทนค่า – log [S 2- ] จะได้กราฟมาตรฐานความเข้มข้นของ<br />

สารละลายมาตรฐานซัลไฟด์ และมีค่าสัมประสิทธิสหสัมพันธ์<br />

(R 2 ) เท่ากับ 0.991 ดังแสดงในรูปที 3<br />

ภาพที 3 กราฟมาตรฐานซัลไฟด์จากวิธีโพเทนทิออเมตริก


42 วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

1.4 การตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ในตัวอย่าง<br />

นํ าทิ ง<br />

การตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ โดยเก็บตัวอย่าง<br />

นํ าทิ งจากอาคารจอดรถ 50 ปี ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์<br />

บางเขน กรุงเทพมหานคร จํานวน 1 จุด จากการทดสอบ<br />

ความแม่นยําด้วยนํ าทิ งตัวอย่างทําการทดสอบซํ า 7 ครัง<br />

พบว่า ปริมาณซัลไฟด์ในนํ าทิ งตัวอย่างที ตรวจวัดจากชุด<br />

ทดสอบปริมาณซัลไฟด์มีค่าที เท่ากัน โดยความเข้มข้นของ<br />

ซัลไฟด์ที อ่านจากแผ่นเทียบสีและตารางความสัมพันธ์ระหว่าง<br />

ความเข้มข้นของซัลไฟด์และจํานวนหยดของสารละลาย<br />

เมทิลีนบลู เท่ากับ 25-35 และ 30 มิลลิกรัมต่อลิตร และเมื อ<br />

ทดสอบด้วยวิธี ยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรีของชุดทดสอบ<br />

มีค่าความเบี ยงเบนมาตรฐาน (standard diviation: SD)<br />

เท่ากับ 28.91 + 0.035 มิลลิกรัมต่อลิตร และเมื อทํามาทดสอบ<br />

กับวิธีมาตรฐานโพเทนทิโอเมตริก มีค่ามีค่าความเบี ยงเบน<br />

มาตรฐานเท่ากับ 32.76+ 0.162 มิลลิกรัมต่อลิตร แสดงถึง<br />

ความสอดคล้องกับวิธีมาตรฐานสูงซึ งปริมาณซัลไฟด์ที ได้จาก<br />

ชุดทดสอบที พัฒนาขึ นและวิธีมาตรฐานไม่มีความแตกต่าง<br />

อย่างมีนัยสําคัญ<br />

1.5 ทดสอบความใช้ได้ของชุดทดสอบ<br />

ความเที ยงของชุดทดสอบทําได้โดย ใช้<br />

ชุดทดสอบวิเคราะห์ปริมาณซัลไฟด์ในสารละลายมาตรฐาน<br />

ซัลไฟด์เข้มข้น 0.25, 0.50, 1.00, 2.00, 3.00, 5.00, 7.00,<br />

และ 10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยทดสอบด้วยชุดทดสอบทัง 2<br />

แบบ แต่ละความเข้มข้นซํ า 7 ครัง พบว่า ทุกความเข้มข้น<br />

ให้ผลการทดลองซํ าทัง 7 ครังเช่นเดิมทุกครัง นอกจากนี<br />

ทดสอบความเที ยงโดยใช้ตัวอย่างนํ า 1 ตัวอย่างจากอาคาร<br />

จอดรถ 50 ปี ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ บางเขน<br />

กรุงเทพมหานคร โดยทําการทดสอบที แหล่งเก็บตัวอย่างซํ า 7<br />

ครัง ด้วยวิธีมาตรฐานโดยเทียบหาความเข้มข้นจากกราฟ<br />

มาตรฐานซัลไฟด์ได้ทังวิธียูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรี และ<br />

วิธีโพเทนทิออเมตริก และจากผลการทดลองพบว่า การ<br />

วิเคราะห์ซํ าทัง 7 ครัง โดยใช้ชุดทดสอบให้ผลเช่นเดิมทัง 7<br />

ครัง แสดงว่าชุดทดสอบนี ให้ผลการวิเคราะห์ที มีทังความเที ยง<br />

และความแม่น ดังในแสดงในตารางที 2<br />

ตารางที 2 ปริมาณซัลไฟด์จากการวิเคราะห์ด้วยชุดทดสอบซัลไฟด์ วิธียูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรีและวิธีโพเทนทิออเมตริก<br />

ตัวอย่าง<br />

1 สารละลายมาตรฐาน 0.25<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

2 สารละลายมาตรฐาน 0.50<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

3 สารละลายมาตรฐาน 1.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

4 สารละลายมาตรฐาน 2.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

5 สารละลายมาตรฐาน 3.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

6 สารละลายมาตรฐาน 5.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

7 สารละลายมาตรฐาน 7.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

8 สารละลายมาตรฐาน 10.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร<br />

9 ตัวอย่างนํ าทิ งจาก<br />

ระบบท่อปิด<br />

แผ่นเทียบสี<br />

ผลการทดลองการหาปริมาณซัลไฟด์ 7 ครัง (มิลลิกรัมต่อลิตร)<br />

ชุดทดสอบซัลไฟด์<br />

จํานวนหยดของสารละลาย<br />

เมทิลีนบลู<br />

วิธียูวี-วิสิเบิล<br />

สเปกโทรโฟโตเมทรี<br />

วิธี<br />

โพเทนทิออเมตริก<br />

0.25 0.25 0.25 + 0.011 0.255 + 0.252<br />

0.50 0.50 0.522 + 0.024 0.462 + 0.755<br />

1.00 1.00 0.094 + 0.052 0.854 + 0.416<br />

1.50-2.00 2.00 2.177 + 0.030 1.859 + 0.472<br />

2.50-3.50 3.00 3.128 + 0.085 3.113 + 0.603<br />

4.00-6.50 5.00 4.971 + 0.029 4.975 + 0.451<br />

7.00-10.00 7.00 6.836 + 0.074 7.895 + 0.404<br />

7.00-10.00 10.00 9.770 + 0.079 10.005 + 0.451<br />

25-35 30.00 28.91 + 0.035 32.76+ 0.162


วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ปีที 13 ฉบับที 3 กรกฎาคม – กันยายน 2554<br />

43<br />

สรุปและอภิปรายผล<br />

การวิจัยนี ได้พัฒนาชุดทดสอบปริมาณซัลไฟด์ที<br />

สามารถตรวจวัดซัลไฟด์ได้ในระดับความเข้มข้น 0.25-10.00<br />

มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ งในชุดทดสอบสามารถวัดปริมาณซัลไฟด์<br />

ได้ทังแบบหยาบและละเอียด โดยการวัดปริมาณซัลไฟด์แบบ<br />

หยาบ คือจะสามารถใช้แผ่นเทียบสีที เกิดขึ นจากการทํา<br />

ปฏิกิริยาของสารต่าง ๆ โดยการใช้สายตาเทียบสีว่าสีที เกิด<br />

ขึ นอยู ่ในช่วงแถบสีใดก็จะอ่านค่าปริมาณซัลไฟด์ได้เป็นช่วง<br />

ของความเข้มข้นซัลไฟด์ซึ งสามารถรู้ผลได้รวดเร็ว และการวัด<br />

ปริมาณซัลไฟด์แบบละเอียด คือการใช้สารเมทิลีนบลูหยดลง<br />

ในหลอดเปรียบเทียบเพื อเปรียบเทียบสีให้เท่ากับหลอด<br />

มาตรฐาน โดยชุดทดสอบจะอ่านค่าปริมาณซัลไฟด์ได้ละเอียด<br />

ในช่วงความเข้มข้นของซัลไฟด์ที ห่างกันเพียง 0.5 มิลลิกรัม<br />

ต่อลิตร ซึ งเป็นข้อดีของชุดทดสอบ เพราะในเวลาเพียงไม่กี<br />

นาทีสามารถทราบถึงความเข้มข้นของซัลไฟด์ในตัวอย่างนํ า<br />

ได้ทันทีและยังมีความละเอียดด้วย จากผลการวิจัยพบว่า ชุด<br />

ทดสอบสามารถตรวจวัดปริมาณซัลไฟด์ได้ที ระดับความ<br />

เข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยสีฟ้ าของ<br />

ซัลไฟด์ที เกิดขึ นมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับค่าดูดกลืนแสงที<br />

ระดับความเข้มข้นตังแต่ 0.25-10.00 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยมี<br />

ค่าสัมประสิทธิสหสัมพันธ์ (R 2 ) เท่ากับ 0.997 และกราฟ<br />

มาตรฐานของปริมาณซัลไฟด์มีค่าสัมประสิทธิสหสัมพันธ์<br />

เท่ากับ 0.991 มีค่าเบี ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์อยู ่ในเกณฑ์ที<br />

ยอมรับได้ แสดงถึงความสอดคล้องกับวิธีมาตรฐานสูงซึ ง<br />

ปริมาณซัลไฟด์ที ได้จากชุดทดสอบที พัฒนาขึ นและวิธี<br />

มาตรฐานไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสําคัญ<br />

สําหรับการพัฒนาชุดทดสอบด้วยวิธีอื นๆ เช่น วิธี<br />

ไอโอโดเมตริก ซึ งวิธีนี จะอาศัยปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนและ<br />

ซัลไฟด์ แต่ปริมาณของไอโอดีนจะต้องมีมากเกินพอและต้อง<br />

ทราบปริมาณที แน่นอนที เติมลงไปในสารละลายในสภาวะที<br />

เป็นกรด ซัลไฟด์จะถูกออกซิไดส์ไปเป็นซัลเฟอร์แล้วไทเทรต<br />

ไอโอดีนส่วนที เหลือจากปฏิกิริยาด้วยสารละลายมาตรฐาน<br />

โซเดียมไทโอซัลเฟต เพื อหาปริมาณของไอโอดีนส่วนที ทํา<br />

ปฏิกิริยากับซัลไฟด์ แล้วจึงคํานวณเทียบกลับเพื อหาปริมาณ<br />

ซัลไฟด์ต่อไป จากวิธีดังกล่าว การวิเคราะห์หาไอโอดีนส่วนที<br />

เหลือจากที ทําปฏิกิริยากับซัลไฟด์นัน ไอโอดีนที เหลือสามารถ<br />

สลายตัวได้ง่าย อาจทําให้ผลการวิเคราะห์อาจจะมีการ<br />

คลาดเคลื อนได้<br />

ดังนันการพัฒนาชุดทดสอบโดยวิธีเมทิลีนบลูจึง<br />

เป็นวิธีที ถูกเลือกนํามาเป็นวิธีที ใช้ในการพัฒนาชุดทดสอบ<br />

เนื องจากสามารถหาปริมาณซัลไฟด์ได้ทังแบบหยาบและ<br />

ละเอียด และสารที ใช้ทําปฏิกิริยาเป็นสารที มีความเสถียร จึง<br />

ทําให้มีอายุการใช้งานได้นาน ตลอดจนมีวิธีการปฏิบัติที ง่าย<br />

ไม่ซับซ้อน สามารถใช้งานได้สะดวก และให้ผลที ถูกต้องและ<br />

แม่นยํา แต่ถ้าหากพบปริมาณซัลไฟด์มากกว่า 10 มิลลิกรัม<br />

ต่อลิตร หรือให้สีที เข้มกว่าสีที อยู ่ในแถบสี และมีจํานวนหยด<br />

สารละลายเมทิลีนบลูมากกว่าในตารางเปรียบเทียบให้ทําการ<br />

เจือจางนํ าตัวอย่างก่อนทดสอบแล้วนําค่าที ได้คูณแฟกเตอร์<br />

การเจือจางเพื อคํานวณความเข้มข้นที ถูกต้อง<br />

เอกสารอ้างอิง<br />

[1] ไพฑูรย์ หมายมันสุข. 2548. การวิเคราะห์ซัลไฟด์ในนํา.<br />

กรุงเทพฯ: สํานักวิจัยและพัฒนาสิงแวดล้อม<br />

โรงงาน. กรมโรงงานอุตสาหกรรม.<br />

[2] Nielsen, A.H.,J. Vollertsen and H. Jacobsen. 2003.<br />

“Determ<strong>in</strong>ation <strong>of</strong> K<strong>in</strong>etics and S<strong>to</strong>ichiometry<br />

<strong>of</strong> Chemical <strong>Sulfide</strong> Oxidation <strong>in</strong> Wastewater<br />

<strong>of</strong> Sewer Networks.” Environ, Sci. Technol.<br />

37 : 3853-3858.<br />

[3] Delago, S., M. Alvarcz, L.E. Rodriguez – Gomez and<br />

E.Aguiar. 1999. “H 2 S Generation <strong>in</strong> A<br />

Reclaimed Urban Wastewater Pipe. Cast<br />

Study : Tenerife (Spa<strong>in</strong>).” Wat. Res. 33 (2)<br />

: 539-547.<br />

[4] The OceanicInstitute and The University <strong>of</strong> Hawaii.<br />

2002.” The hazardes <strong>of</strong> hydrogen sulfide.”<br />

Center for Tropical and Subtropical<br />

Aguaculture. 13 (3) : 6-7.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!