แวะไปเยี่ยมเว็บไซต์ของวิทยาศาสตร์การแพทย์ เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมได้ครับ

น้ำดื่ม น้ำใช้ และการตรวจคุณภาพ

 

น้ำดื่มสะอาดเป็นปัจจัยพื้นฐานที่สำคัญของการดำรงชีวิต เครื่องกรองน้ำหยอดเหรียญของประเทศไทยช่วยเพิ่มโอกาสการเข้าถึงน้ำดื่มราคาถูกได้ทั้งประเทศ (รูปเครื่องกรองถูกเผยแพร่ใน wilkipedia ด้วย)

การกรองน้ำเพื่อดื่มหรือใช้ประกอบอาหาร โดยทั่วไป ใช้ 3 ขั้นตอน คือ ดูดซับด้วยคาร์บอน ทำให้น้ำไม่กระด้าง และกรองแบคทีเรีย ด้วยเรซิน ดังนี้

(บ้านทีมีเด็กเล็ก ผู้ป่วย ผู้สูงอายุ อาจต้องเพิ่มขั้นตอนอื่นๆในการทำลายจุลินทรีย์ชนิดอื่น เช่น ไวรัส ด้วย แสง ยู-วี หรือเติมโอโซน (ozone) เป็นต้น)

 

การกรองน้ำดื่ม น้ำใช้ 3 ขั้นตอน

  1. ผงคาร์บอน

·         ใช้เป็นสารดูดซับ สิ่งปนเปื้อนที่เป็นสารอินทรีย์ (พวกนี้มีผลต่อสี รส และกลิ่นของน้ำ)

·         ผงคาร์บอนที่นิยมใช้มากที่สุด คือ แอคติเวเต็ท คาร์บอน (ถ้าโดยความหมาย คือ คาร์บอนที่ถูกเตรียมให้มีความว่องไวมากในการดูดซับ) ถ้ามองดูจากภายนอกผงคาร์บอนเหล่านี้ก็ไม่ต่างอะไรกับผงถ่านไม้ที่เผาแล้วบด แต่เขามีวิธีการเตรียมเฉพาะ เช่นวิธีทางกายภาพที่ใช้ความร้อน และให้อยู่ในบรรยากาศที่มีสภาวะอ็อกซิเดชั่น (รายละเอียดเพิ่มเติม เช่นวิธีทางเคมี ดูหัวข้อ การผลิต (Production) คลิกที่นี่ ) วิธีดังกล่าวทำให้ผงถ่านมีรูพรุนมากมาย ทำให้สามารถดูดซับหรือจับสิ่งปนเปื้อนในน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ

·         แอคติเวเต็ทคาร์บอน แบ่งได้เป็นหลายชนิดตามคุณสมบัติทางกายภาพ (คลิก) แต่รูปแบบที่นิยมนำมาใช้ในการกรองน้ำมี 2 แบบ คือ แบบเม็ดแกรนูล (granulated activated carbon, GAC) ซึ่งมีขนาดประมาณ 1 มม. (ใหญ่กว่าแบบผง 10-100 เท่า ชนิดนี้จึงมีพื้นที่ผิวน้อยกว่า)   และแบบผง (powdered activated carbon, PAC) [วิธีการแยกทำโดยการใช้ตะแกรงร่อนในขนาดรูที่กำหนด ส่วนที่ค้างบนตะแกรงจะเป็น GAC และส่วนที่ตกไปอยู่ข้างล่างจะเป็น PAC]

·         แบบผงมีพื้นที่ผิวมาก ดูดซับได้เร็วและมีประสิทธิภาพดี แต่ถ้าใช้งานอย่างต่อเนื่องอาจแพงเนื่องจากความสามารถขจัดได้น้อยกว่า GAC และค่าใช้จ่ายในการใช้ (operating cost) สูงกว่า

·         สิ่งที่ต้องติดตามคือ ผงคาร์บอนมีพอเพียงที่จะดูดซับสิ่งปนเปื้อนดังกล่าวในน้ำหรือไม่ (คือน้ำดังกล่าวสกปรกมากน้อยเพียงไร) ถ้าผงคาร์บอนดูดซับสิ่งปนเปื้อนไว้มาก ก็ต้องหมั่นไล่ออก โดยดันน้ำออกไปอีกทางคือย้อนกลับ (backwash)

 

2. เรซิน

·         เรซินมักเตรียมมาจากโพลีเมอร์ของสารอินทรีย์ เป็นเม็ดขนาด 1-2 มม. สีขาวหรือเหลือง มีรูที่ผิวที่จับหรือปล่อยไอออน (ส่วนสารอื่นที่อาจนำมาใช้ในการแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อทำน้ำบริสุทธิ์ คือ  zeolite  ดูรูปไปที่ http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Zeolite-ZSM-5-3D-vdW.png)

 

·         ใช้กำจัดสิ่งปนเปื้อน ชนิดอนินทรีย์ที่มีประจุ

·         ไอออนจากสิ่งปนเปื้อนจะแลกเปลี่ยนกับไอออนที่อยู่บนผิวเรซิน ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปผิวของเรซินจะเก็บสิ่งปนเปื้อนไว้ และจำเป็นต้องทำความสะอาดสม่ำเสมอ ด้วยการใช้สารละลาย(ขึ้นกับชนิดของเรซิน โดยทั่วไปใช้สารละลายเกลือแกง) ที่จะคืนประจุให้

·         เรซินมี 2 ชนิด คือ เรซินที่กำจัดไออนประจุบวก หรือแคทไอออนเรซิน (cation resin) ที่จะแลกประจุบวก เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม และเรเดียม กับ เรซินที่กำจัดไออนประจุบวกหรือแอนไอออนเรซิน (anion resin) ที่ใช้กำจัดแอนไอออน เช่น ไนเตรท อาร์ซีเนท อาร์ซีไนท์ และครอเมท

·         ในเครื่องกรองน้ำที่มีจำหน่ายทั่วๆไป จะใช้เรซินชนิดแคทไอออนเรซินชนิดเดียว เพื่อทำให้น้ำไม่กระด้าง โดยส่วนใหญ่กำจัดแคลเซียมและแมกนีเซียมออกไป (แต่ในขั้นตอนการผลิตน้ำในการเตรียมยาและอุตสาหกรรม จะใช้ 2ท่อ คือแคทไอออนเรซิน และแอนไอออนเรซิน)

·         ในการคืนประจุ สำหรับเรซินทั้งสองชนิดจะใช้น้ำเกลือแกง โดยกรณีเรซินประจุบวก ไอออนของโซเดียมจะไล่ที่ไอออนประจุบวกออกจากบริเวณแลกเปลี่ยนไอออน ส่วนเรซินชนิดแอนไอออน ไอออนคลอไรด์จะไล่ที่ไอออนประจุลบจากบริเวณแลกเปลี่ยนไอออน

·         ขั้นตอนการแลกเปลี่ยนประจุนี้ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อน้ำไม่มีฝุ่นผงที่จะมาสะสมบนเรซิน และจำกัดประสิทธิภาพการทำงานดังกล่าว

 

หน้าตาและสีของเรซินคล้ายกับน้ำตาลแร่ (ระวังอย่ากินผิด)

เรซิน

 

น้ำตาลแร่

 

แต่น้ำตาลแร่ ทั้งหอมทั้งหวาน (ถ้าตักพรวดๆๆ โดยไม่ดม ก็สมควรให้ธรรมชาติลงโทษบ้าง)

 

3. เซรามิค

  •  เป็นการกรองตามขนาด โดยเฉพาะจุลินทรีย์ซึ่งส่วนใหญ่คือแบคทีเรีย ปกติการใช้รูกรองขนาด 0.45 ไมครอน ก็สามารถกำจัดแบคทีเรียที่ปนเปื้อนได้แล้ว ท่อกรองเซรามิคโดยทั่วไปมีขนาดรูกรอง 0.3 ไมครอน ดังนั้นสามารถกรองน้ำให้ปราศจากแบคทีเรีย ได้
  • อย่างไรก็ตาม ไวรัสที่นำโรคผ่านทางน้ำดื่ม (ไวรัสโปลิโอ, ไวรัสตับอักเวบเอ, ไวรัสโรตา ฯลฯ) มีขนาดเล็กมากสามารถผ่านรูกรองนี้ได้ แต่เนื่องจากไวรัสเหล่านี้ไม่พบบ่อยโดยทั่วไป เว้นแต่มีการปนเปื้อนจากผู้ป่วย

 

การประกอบเครื่องกรองน้ำ

ถ้าเครื่องกรองน้ำของคุณเป็นชนิดที่ต่อตรงจากปลายก๊อกน้ำ ก็ไม่ยุ่งยากอะไร เพียงแต่ให้มั่นใจว่าเกลียวต่อของเครื่องตรงกับเกลียวต่อปลายก๊อกน้ำที่คุณจะต่อ 

เครื่องกรองน้ำของผม เป็นชนิด 3 ขั้นตอนข้างต้น ก็ต่อดังนี้ ขอใช้รูปแทนคำอธิบาย (ลองทายว่า แต่ละภาพผู้เขียนหมายถึงอะไรบ้าง อืม..อย่างนี้ น่าจะสนุกกว่าบอกกันตรงๆ)

 

 

 

 

การส่งตรวจเพื่อตรวจสอบคุณภาพน้ำ

  • สถานที่ส่งตัวอย่าง ทุกจังหวัดจะมี ศูนย์วิทยาศาสตร์การแพทย์ ในจังหวัดพิษณุโลกก็สามารถส่งมาที่ คณะวิทยาศาสตร์การแพทย์ ซึ่งสถานที่บริการอยู่ที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สุขภาพ แวะไปเยี่ยมเว็บไซต์ของวิทยาศาสตร์การแพทย์ เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติมได้ครับ
  • สิ่งที่อยากเน้น คือระวังการปนเปื้อนการเก็บตัวอย่างน้ำ ใช้ภาชนะสะอาด ก้เอาขวดพลาสติกน้ำดื่มที่ยังไม่เปื้อน (อ้อ..ต้องไม่ใช่ขวดที่ดื่มจากปาก หรือหลอดดูด เพราะอาจปนเปื้อนได้จากแบคทีเรียที่อาศัยตามปกติในช่องปากหรือระหว่างการจับต้อง)

 อ้างอิงและข้อมูลเพิ่มเติม ศึกษาได้จาก

  1. Safe Drinking water is Essential. National Academy of Sciences. http://www.drinking-water.org/html/en/Treatment/Adsorption-and-Ion-Exchange-Systems-technologies.html
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Zeolite
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Water_softening
  4. http://en.wikipedia.org/wiki/Activated_Carbon
  5. http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_exchange_resin