ปริมาณออกซิเจนในน้ำ และเครื่องมือวิเคราะห์หาปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ

ออกซิเจนเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการดำรงชีวิตเนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งพืช และสัตว์ย่อมต้องการออกซิเจนเพื่อใช้ในการหายใจ และเจริญเติบโต โดยปัจจัยหลักขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดันบรรยากาศ และความเค็ม ซึ่งสัมพันธ์กันดังนี้ ออกซิเจนละลายในน้ำได้น้อยเมื่ออุณหภูมิสูง เช่นเดียวกับน้ำที่มีความเค็มสูงจะมีออกซิเจนละลายในน้ำได้น้อย แต่สำหรับความดันบรรยากาศเมื่อความดันบรรยากาศสูงจะส่งผลให้ออกซิเจนละลายในน้ำได้ดีอย่างเป็นนัย

Dissolved Oxygen หรือที่รู้จักกันว่า DO คือปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำทั้งหมด โดยปกติแหล่งของออกซิเจนเหล่านี้ได้มาจากบรรยากาศ การสังเคราะห์แสงของพืชที่อาศัยอยู่ในน้ำ หรือจากขบวนการเคมีอื่นๆ ในน้ำโดยแหล่งน้ำบางแหล่งมีแร่ธาตุทำปฏิกิริยากันทำให้เกิดออกซิเจนละลายในน้ำ

แหล่งน้ำตามธรรมชาติจะพบค่า DO อยู่ที่ประมาณ 5-7 มิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) โดยค่าน้ำที่ดีจะต้องพบค่า DO อยู่ที่ 5-8 mg/L ส่วนน้ำเสียจะพบค่า DO อยู่ที่ 3 mg/L หรือต่ำกว่า จากข้างต้นจะเห็นว่าปริมาณออกซิเจนในน้ำมีความสำคัญโดยตรงต่อสัตว์น้ำมาก เช่น ปลา ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังนี้

ปริมาณค่าดีโอ (DO) mg/L	สภาพความเป็นอยู่ของปลา
ต่ำกว่า 4 mg/L	ปลาตายหมด
ต่ำกว่า 4 -6 mg/L	มีเพียงปลาจำนวนน้อยมากๆ ที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้
ต่ำกว่า 6.5 – 9.5 mg/L	ปลาใหญ่สามารถอยู่ได้ แต่ปลาเล็กไม่สามารถ
ต่ำกว่า 9.5 – 12 mg/L	ปลาทุกชนิดสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้

วิธีการทดสอบหาปริมาณออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen) 

1.ใช้หลักการวิเคราะห์ทางเคมี หรือการไตเตรต (Titration)

โดยใช้หลักการที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนกับปริมาณออกซิเจนในน้ำตัวอย่าง ไอโอดีนที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยาพอดีกับออกซิเจนที่อยู่ในน้ำทั้งหมด เรียกวิธีนี้ว่า วิธีวิเคราะห์ Winkler ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุด โดยในปัจจุบันได้ถูกดัดแปลงให้สามารถใช้วิเคราะห์น้ำจากบริเวณที่แตกต่างกัน หรือถูกใช้เพื่อวัดปริมาณออกซิเจนในน้ำที่ระดับความลึกต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอ่างเก็บน้ำ หรือแม่น้ำ

2.ใช้เครื่องวัดปริมาณออกซิเจน หรือดีโอมิเตอร์ (DO Meter) / วิธีเมมเบรนอิเล็กโทรด

โดยอาศัยหลักการที่ออกซิเจนเคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนของอิเล็กโทรด ซึ่งภายในอิเล็กโทรดจะประกอบด้วยขั้วแคโทด และแอโนดจุ่มอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ (โพแทสเซียมคลอไรด์) ออกซิเจนที่เคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนเข้ามาจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันที่แคโทด และเกิดออกซิเดชันที่ขั้วแอโนด ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณออกซิเจนที่ซึมผ่านเข้ามาทำให้เราสามารถหาปริมาณออกซิเจนในน้ำได้ในหน่วยการวัดมิลลิกรัมต่อลิตร วิธีนี้ถูกจัดว่าเป็นวิธีที่สะดวกสำหรับการวัดค่าออกซิเจนในน้ำในการลงภาคสนาม เนื่องจากการใช้งานที่ง่าย สะดวก รวดเร็ว และให้ผลที่ถูกต้องแม่นยำสูง โดยในปัจจุบันมีให้เลือกหลายแบบทั้งแบบพกพา หรือแบบติดตั้งเป็นระบบเพื่อควบคุมตลอดเวลา

ประเภทของเซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen sensors)

            ประเภทของเครื่องมือการหาปริมาณออกซิเจนในน้ำโดยจัดแบ่งตามชนิดของเซ็นเซอร์ประกอบด้วย 2 ประเภท ได้แก่ Optical sensors และ Electrochemical Sensors ดังนี้

1. Optical Sensors : เซ็นเซอร์ชนิดนี้ไม่ต้องใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ในการหาปริมาณออกซิเจนในน้ำ แต่จะอาศัยหลักการ Luminescent ของแสงที่จำกัดความยาวคลื่น และควบคุมค่าความเข้มของแสงให้ตกกระทบผ่านเลนส์ จากนั้นสามารถคำนวณผลค่าออกซิเจนในน้ำจากค่าความแตกต่างความเข้มแสงระหว่างทางส่งไป-กลับ ทำให้ได้ผลการวัดที่เสถียร และแม่นยำ อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ดูแลรักษาง่าย แต่ราคาค่อนข้างสูง
2. Electrochemical Sensors : เซ็นเซอร์ชนิดนี้ภายในจะประกอบด้วยขั้วแคโทด และขั้วแอโนด สารละลายอิเล็กโทรไลต์ และเมมเบรน โดยแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้-   Galvanic Sensors เซ็นเซอร์ชนิดนี้ใช้วัสดุตะกั่วกับทอง หรือตะกั่วกับเงิน เป็นขั้วแคโทด โดยใช้หลักการโพลาไลซ์ สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าเพื่อทำปฏิกิริยาได้ด้วยตัวเอง ดังนั้นเซ็นเซอร์ชนิดนี้จึงไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่-   Polarographic Sensors เซ็นเซอร์ชนิดนี้ใช้วัสดุทอง ทองคำขาว หรือพาลาเดียม เป็นขั้วแคโทด และจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าจากภายนอก (แบตเตอรี่) เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้กับ Polarographic cell

    

วิธีการดูแลรักษาหัววัดเซ็นเซอร์แบบ Electrochemical

–   ไม่ควรปล่อยให้อิเล็กโทรไลต์แห้ง หมั่นเติมอย่างสม่ำเสมอ

–   ควรใส่การ์ดป้องกันเมมเบรนฉีกขาดขณะวัดตัวอย่าง

–   เมื่อไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานให้ทำความสะอาดหัววัดด้วยน้ำกลั่นแล้วเก็บแบบแห้ง

วิธีการเลือกซื้อเครื่องมือสำหรับหาปริมาณออกซิเจนในน้ำ

แบ่งตามประเภทของเครื่องมือ และการใช้งาน ดังนี้

1. เครื่องมือหาปริมาณออกซิเจนแบบตั้งโต๊ะ เป็นเครื่องมือวัดคุณภาพน้ำเหมาะสมกับใช้งานในห้องปฏิบัติการ มีฟังก์ชันหลากหลาย สามารถปรับตั้งค่าได้ตามความต้องการของผู้ใช้งาน
2. เครื่องมือหาปริมาณออกซิเจนแบบภาคสนาม เป็นเครื่องมือวัดคุณภาพน้ำที่นิยมใช้กันมากเหมาะสมกับใช้งานภาคสนาม ใช้งานง่าย สะดวก รวดเร็ว และให้ผลที่ถูกต้องแม่นยำ
3. เครื่องมือหาปริมาณออกซิเจนแบบออนไลน์ (ติดตั้งระบบ) เป็นเครื่องมือวัดคุณภาพน้ำเหมาะสมกับการใช้งานแบบควบคุมต่อเนื่อง งานระบบ

*** หมายเหตุ วิธีการที่ดีที่สุดสำหรับการหาปริมาณออกซิเจนในน้ำ คือ การสุ่มลงพื้นที่ และนำตัวอย่างกลับมาวัดในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากการวัดหน้างานอาจทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำเปลี่ยนแปลงได้จากหลายปัจจัยแวดล้อม

ประโยชน์ด้านต่างๆ ของการหาปริมาณออกซิเจนในน้ำ

การวัดหาปริมาณออกซิเจนในน้ำมีความสำคัญเป็นอย่างมากต่ออุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เนื่องจากปริมาณออกซิเจนในน้ำส่งผลโดยตรงต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ รวมถึงส่งผลต่อมาตรฐานน้ำดื่ม และการนำน้ำมาใช้อุปโภคบริโภคอีกด้วย

ระดับค่าดีโอ (DO) mg/L	คุณภาพของน้ำ	การใช้ประโยชน์จากน้ำ
8 – 9	คุณภาพดี	สามารถใช้ในการอุปโภคและบริโภค
6.7 – 8	เริ่มมีการปนเปื้อน	ใช้สำหรับการอุปโภคได้เท่านั้น
4.5 – 6.7	การปนเปื้อนปานกลาง	ใช้ในเกษตรกรรม และอุตสาหกรรม
ต่ำกว่า 4.5	มีการปนเปื้อนอยู่มาก	พืชและสัตว์น้ำเริ่มได้รับอันตราย สามารถใช้ประโยชน์ได้น้อย
ต่ำกว่า 4	น้ำอยู่ในสภาวะวิกฤติ	พืชและสัตว์น้ำได้รับอันตราย ใช้ประโยชน์จากน้ำไม่ได้
ต่ำกว่า 2	น้ำอยู่ในสภาวะวิกฤติขั้นสุด	พืชและสัตว์น้ำไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ และใช้ประโยชน์จากน้ำไม่ได้เลย

 

pH Meter คือเครื่องมือที่ให้ความละเอียดและถูกต้องแม่นยำสูง

เครื่อง pH meter มีหลายแบบ เช่น แบบปากกา แบบมือถือ แบบตั้งโต๊ะ หรือแบบติดตั้ง ซึ่งการวัดค่า pH โดยใช้เครื่อง pH Meter นั้นจะเหมาะกับการใช้ในงานอุตสาหกรรมมากที่สุด หากมีการเลือกเครื่องมือวัดให้ตรงกับประเภทของการใช้งาน

 

เครื่องวัด pH Meter จาก ฮานนา

บริษัท ฮานนา อินสทรูเม้นท์ส (ประเทศไทย) จำกัด

ผู้ผลิตเครื่องมือวัดชั้นนำ

“เพราะเราเป็นผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดสำหรับคุณ“

WITH GREAT PRODUCTS, COME GREAT RESULTS.

 

Email Addresses

info@hannathaicom

 

CONTACT US

Line : @hannathailand

FB : HannaThailand