การวิเคราะห์ปริมาณโลหะในเส้นด้ายไหมโดยเทคนิคนิวตรอนแอกติเวชัน |
วรรณา วิมลวัฒนาภัณฑ์1 อรพรรณ ลีลานุพัฒน์1 รุ่งอรุณ สายศรี1 และ ประทีป มีศิลปะ2
1สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
2สถาบันหม่อนไหมแห่งชาติเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ
|
เทคนิคการวิเคราะห์เชิงก่อกัมมันตภาพรังสีด้วยนิวตรอนหรือนิวตรอนแอกติเวชัน (Neutron Activation Analysis : NAA) เป็นเทคนิคที่มีความน่าเชื่อถือและมีสภาพไวในการวิเคราะห์ปริมาณธาตุสูงมากเมื่อเทียบกับวิธีวิเคราะห์อื่น ๆ สามารถประยุกต์ใช้วิเคราะห์ตัวอย่างได้หลากหลายประเภท(1-2) ทั้งนี้สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้พัฒนาเทคนิค NAA เพื่อประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบวิเคราะห์หาปริมาณโลหะหนักในผ้าไหมเป็นครั้งแรกในประเทศไทย(3) โดยความร่วมมือกับสถาบันหม่อนไหมแห่งชาติฯ เป็นผู้จัดหาตัวอย่างผ้าไหมจากแหล่งต่าง ๆ ซึ่งผลการวิจัยได้เผยแพร่ไว้แล้วในบทความคราวก่อน เรื่องการวิเคราะห์ปริมาณโลหะในผ้าไหมโดยเทคนิคทางนิวเคลียร์ (ดู http://www.tint.or.th/nkc/nkc 5004/nkc5004t.html)
อนึ่ง เพื่อให้ได้ข้อมูลครบถ้วน อันจะเป็นประโยชน์ต่อสถาบันหม่อนไหมแห่งชาติฯ ในการตรวจสอบเบื้องต้นถึงคุณภาพผ้าไหมด้านปริมาณโลหะโดยเทียบเกณฑ์กำหนดของสินค้าสิ่งทอส่งออก สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) จึงได้วิเคราะห์โลหะในตัวอย่างวัตถุดิบคือ เส้นด้ายไหม อีกด้วย ดังผลการทดลองที่จะได้แสดงไว้ในบทความนี้
วิธีการ
ตัวอย่างเส้นด้ายไหมที่ทำการวิเคราะห์ มี 5 ตัวอย่าง (5 สี) ได้แก่ สีเหลือง แดง น้ำเงิน และ ดำเนินการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค INAA โดยใช้ตัวอย่างละประมาณ 100 มิลลิกรัม (ทำซ้ำ 3) ตามเงื่อนไขในการวิเคราะห์ดังแสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 เงื่อนไขในการวิเคราะห์โลหะในเส้นด้ายไหม |
นิวตรอนฟลักซ์ |
เวลาในการอาบรังสี |
เวลาการสลาย กัมมันตรังสี |
เวลาที่ใช้ในการวัดรังสี |
โลหะที่ตรวจวิเคราะห์ |
~ 4x1011 n/cm2.sec |
1 วัน |
1-2 วัน |
30 นาที |
As, Au, K |
|
2 สัปดาห์ |
1 ชั่วโมง |
Ag, Cr, Fe, Hg, Sb, Zn |
|
ผลการทดลองและวิจารณ์ผล
การวิเคราะห์เชิงปริมาณของโลหะในเส้นด้ายไหม ได้ผลการวิเคราะห์ดังแสดงในตารางที่ 2 และรูปที่ 1 ปริมาณโลหะหนักที่วิเคราะห์ได้อาจแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่มีในปริมาณมาก (major components) ได้แก่ Fe, K และ Zn โดยมีค่าเฉลี่ย 261, 123 และ 51มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หรือ ppm) ตามลำดับ ส่วนโลหะอื่นจะอยู่ในกลุ่มที่มีในปริมาณน้อย (trace metals) โดยมีค่าน้อยกว่า 0.5 มิลลิกรัม/กิโลกรัม ทั้งนี้สังเกตได้ว่าเส้นไหมสีเหลือง (ไหมธรรมชาติ) มีปริมาณโลหะต่าง ๆ ค่อนข้างสูงเทียบกับไหมสีอื่น ๆ โดยเฉพาะ Ag, As และ Zn ส่วนเส้นไหมสีน้ำเงินพบว่ามีปริมาณโลหะ Au และ Hg สูงที่สุด แต่มีปริมาณ Sb ต่ำกว่าไหมสีอื่น ๆ อย่างเด่นชัด เส้นไหมสีทองมีปริมาณโลหะมีค่า คือ Au ต่ำกว่าไหมสีอื่น ๆ อย่างมาก แต่มี Fe ในปริมาณมากที่สุด ส่วนเส้นไหมสีน้ำตาลมี Cr สูงสุด ในขณะที่เส้นไหมสีแดงมี K สูงถึงประมาณ 2 เท่าของไหมสีอื่น ๆและของค่าเฉลี่ย
อนึ่งตารางที่ 3 แสดงค่าเฉลี่ยเปรียบเทียบระหว่างปริมาณโลหะในเส้นไหม ผ้าไหม รวมทั้งแสดงค่ามาตรฐานโลหะหนักเป็นพิษบางตัวที่มีกำหนดสำหรับสิ่งทอ(4) พบว่าโดยทั่วไปปริมาณโลหะในเส้นไหมมีค่าต่ำกว่าในผ้าไหมมากหลายเท่า ยกเว้น Hg, Sb และ Zn ที่มีค่าใกล้เคียงกัน ทั้งนี้อาจเป็นนัยบ่งชี้ว่าปริมาณโลหะต่าง ๆ ในผ้าไหมนั้นนอกจากมาจากเส้นไหมที่ใช้ทอผ้าแล้ว อาจมาจากวัตถุดิบอื่น ๆ และหรือกระบวนการต่าง ๆ ในขั้นตอนการผลิตผ้าไหม
ตารางที่ 2 ปริมาณโลหะในตัวอย่างเส้นด้ายไหม |
โลหะ |
ปริมาณความเข้มข้นในหน่วย มิลลิกรัม/กิโลกรัม (ppm) |
เส้นไหม
สีเหลือง |
เส้นไหม
สีทอง |
เส้นไหม
สีแดง |
เส้นไหม
สีน้ำเงิน |
เส้นไหม
สีน้ำตาล |
Mean ? SD |
Ag |
0.071 |
0.014 |
0.048 |
0.021 |
0.012 |
0.033 ? 0.026 |
As |
0.103 |
0.034 |
0.021 |
0.027 |
0.027 |
0.042 ? 0.034 |
Au |
0.062 |
0.011 |
0.020 |
0.116 |
0.034 |
0.049 ? 0.042 |
Cr |
0.090 |
0.140 |
0.180 |
0.350 |
0.440 |
0.24 ? 0.15 |
Fe |
200 |
387 |
291 |
232 |
196 |
261 ? 80 |
Hg |
0.017 |
0.014 |
0.019 |
0.030 |
0.022 |
0.020 ? 0.006 |
K |
129 |
131 |
246 |
34 |
76 |
123 ? 80 |
Sb |
0.183 |
0.176 |
0.170 |
0.018 |
0.029 |
0.12 ? 0.08 |
Zn |
70.2 |
61.0 |
31.7 |
33.2 |
59.4 |
51.1 ? 17.5 |
|
|
รูปที่ 1 เปรียบเทียบปริมาณโลหะในเส้นไหมสีต่าง ๆ |
ตารางที่ 3 ค่าเฉลี่ยปริมาณโลหะในเส้นไหม ผ้าไหม และค่ามาตรฐานในสิ่งทอ(4) |
โลหะ |
ปริมาณความเข้มข้นในหน่วย มิลลิกรัม/กิโลกรัม (ppm) |
Oko-Tex Standard 100 (ppm) |
เสันด้ายไหม [5] |
ผ้าไหม [51] |
Ag |
0.033 ? 0.026 |
0.13 ? 0.08 |
- |
As |
0.042 ? 0.034 |
0.18 ? 0.10 |
0.2-1.0 |
Au |
0.049 ? 0.042 |
0.062 ? 0.111 |
- |
Cr |
0.24 ? 0.15 |
1.90 ? 1.30 |
1.0-2.0 |
Fe |
261 ? 80 |
3,030 ? 1,829 |
- |
Hg |
0.020 ? 0.006 |
0.024 ? 0.015 |
0.02 |
K |
123 ? 80 |
1,173 ? 964 |
- |
Sb |
0.12 ? 0.08 |
0.073 ? 0.176 |
- |
Zn |
51.1 ? 17.5 |
58.8 ? 47.9 |
- |
|
หมายเหตุ : ตัวเลขใน [ ] คือจำนวนตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย
บทสรุป
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้พัฒนาการใช้เทคนิค INAA วิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในผ้าไหม(3)และในเส้นไหม(5) โดยความร่วมมือกับสถาบันหม่อนไหมแห่งชาติฯ นอกจากนี้ยังได้ประยุกต์ใช้ในงานบริการวิเคราะห์ตัวอย่างอื่นที่เกี่ยวข้อง อาทิ ผงไหมและดักแด้ไหม(6) เทคนิค NAA จึงสามารถใช้เป็นทางเลือกให้ผู้ผลิตสินค้าผ้าไหมส่งออก (หรือผลิตภัณฑ์ไหมอื่น ๆ) ที่ต้องการใช้บริการวิเคราะห์โลหะหนักต่อไป
การอ้างอิง |
- International Atomic Energy Agency, Industrial and Environmental Applications of Nuclear Analytical Techniques, IAEA-TECDOC-1121, 1999, IAEA, Vienna, Austria.
- Witkoska, E., Szczepaniak, K., Biziuk, M. Some Applications of Neutron Activation Analysis: A Review. J. Radioanal. and Nuc. Chem., 2005, 265, 1, 141-150.
- วรรณา วิมลวัฒนาภัณฑ์ อรพรรณ ลีลานุพัฒน์ วุฒิชัย จันทรโชติ และ สัญญา เทศทอง การวิเคราะห์ปริมาณโลหะในผ้าไหมโดยเทคนิคการอาบนิวตรอน. ใน การประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ครั้งที่ 2 สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ, 19-22 สิงหาคม 2550, 10 หน้า.
- Oko-Tex Standard 100, http://www.thaitextile.org /co-lab/default.htm, Accessed on 26 February 2008.
- Wimolwattanapun, W., Leelanupat, O, Saisri, R, Meesilpa, P., 2008. Determination of Metals in Silk Yarn by Neutron Activation Analysis. Proceedings of the Siam Physics Congress 2008, 20-22 March 2008, Nakorn Rajsima, Thailand.
- Wimolwattanapun, W., Chantarachot, W., Meekhanthong, S., Tedthong, S., Laoharojanaphand, S., 2006. Elemental analysis of silk caterpillars. Proceedings of the 32nd Congress on Science and Technology of Thailand, 10-12 October 2006, Queen Sirikit National Convention Center, Bangkok, Thailand.
|
| |
|
|
