รหสโครงการ SUT7-715-59-12-39

รายงานการวจย

การศกษาและใชประโยชนผลตภณฑจากการท าเหมอง (Leonardite) ในการดดซบยาปราบศตรพชทตกคาง

(Studies and utilization of immature coal (Leonardite) to adsorb residual pesticides)

ไดรบทนอดหนนการวจยจาก

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

รหสโครงการ SUT7-715-59-12-39

รายงานการวจย

การศกษาและใชประโยชนผลตภณฑจากการท าเหมอง (Leonardite) ในการดดซบยาปราบศตรพชทตกคาง

(Studies and utilization of immature coal (Leonardite) to adsorb residual pesticides)

คณะผวจย

หวหนาโครงการ อาจารย ดร.อภชน วชเรนทรวงศ

สาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผรวมวจย อาจารย ดร. ชนตถ โชคเจรญรตน

นางสาวอคราภ ฤทธรตน

ไดรบทนอดหนนการวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปงบประมาณ พ.ศ. 2559-2560 ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

พฤศจกายน 2561

ก

กตตกรรมประกาศ

การวจยครงนไดรบทนอดหนนการวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปงบประมาณ 2559-2560 งานวจยนส าเรจลลวงดวยดดวยการไดรบความชวยเหลอจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร และส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาตทใหเงนสนบสนนงานวจย เจาหนาทศนยเครองมอและวทยาศาสตร และหองปฏบตการวศวกรรมสงแวดลอม รวมถงบคคลทใหความชวยเหลอในการด าเนนงานวจย ไดแก คณมานพ จรโคกกรวด คณสนนาฎ นอกกระโทก (เจาหนาทประจ าหองปฏบตการ) ขอขอบคณ คณนาร กลนกลาง (เจาหนาทบรหารงานทวไปประจ าสาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม) ทไดใหค าปรกษาและความชวยเหลอดานการด าเนนการวจยเปนอยางด

ทางคณะผวจยขอขอบพระคณมา ณ โอกาสน

ผวจย

พฤศจกายน 2561

ข

บทคดยอ

ลโอนารไดตจดเปนวสดเหลอใชจากการท าเหมองถานหนทมปรมาณมากและยากตอการจดการซงในปจจบนนยมน าลโอนารไดตมาใชเปนสารปรบปรงดน เพราะมปรมาณกรดฮวมคทสง รวมถงสามารถน ามาประยกตใชเปนวสดดดซบสารอนทรยและอนนทรยได ดงนนงานวจยนจงมวตถประสงคทจะน า ลโอนารไดตมาดดซบสารละลายอาทราซนรวมกบเปนสารปรบปรงดนในพนทการเกษตร เนองจากปจจบนสารอาทราซนยงคงไดรบความนยมในการก าจดวชพชอย ซงสารละลายอาทราซนจะสงผลกระทบตอดนและสามารถปนเปอนสแหลงน าและน าใตดนได งานวจยนไดแบงการทดลองออกเปน 3 การทดลองไดแก (1) การศกษาคณลกษณะของลโอนารไดต (2) การทดลองแบบแบตช (batch studies) ประกอบไปดวย การศกษาระยะเวลาสมผส คาความสามารถในการดดซบ และปจจยทสงผลตอการ ดดซบสารละลายอาทราซน และ (3) การทดลองแบบคอลมน (column studies) ผลจากการศกษาคณลกษณะของลโอนารไดตพบวา ลโอนารไดตมสารอนทรยวตถและคาการแลกเปลยนไออนประจบวกสง มคาความเปนกรดทสง ส าหรบการศกษาแบบแบตชพบวา ระยะเวลาทเขาสสมดลการดดซบคอ 24 ชวโมง สารละลายอาทราซนถกดดซบไดดทคาความเขมขนสงๆ (8.0 มลลกรมตอลตร) ในสภาวะทเปนกรด (pH = 3) และทอณหภมเทากบ 35 องศาเซลเซยส ซงกลไกของการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดตอาจเปนไดทงสองกลไกคอ แบบทางกายภาพ และแบบเคม ส าหรบการศกษาแบบคอลมนพบวาลโอนารไดตทอยกงกลางระหวางชนดนในอตราสวน 1.0: 1.0 มประสทธภาพในการดดซบสารละลายอาทราซนไดดทสด

ค

Abstract

Leonardite is an immature coal from the power plant, which we obtained from

Lampang province, Thailand. It is known to contain relatively high humic substance

making it suitable as the soil conditioner in agricultural aspect and as an adsorbent.

Our objectives were: (1) to determine the physical and chemical properties of

leonardite, (2) to quantify the adsorption efficiency of atrazine from the soil, and (3)

column studies. This experiment was achieved within 24 hours so that the equilibrium

time and isotherm parameters can be determined. Leonardite relatively high cation

exchange capacity (59.89 cmol Kg-1), and high organic matter of 21.62 %. The

mechanism of atrazine adsorption may be deepened on the leonardite’s surface and

it's binding with the functional group of atrazine. The temperature and pH values are

also important factors that affect the adsorption. It was found that atrazine solution

adsorbed well at acidic conditions. For column studies, Leonardite at the middle of

the soil at a ratio of 1.0: 1.0 was the most effective in adsorption of the atrazine

solution. Finally, this study proof that leonardite used in the agricultural field can also

be useful to adsorb atrazine and simultaneously slow the percolating process of

atrazine before contaminating groundwater.

ง

สารบญ

หนา กตตกรรมประกาศ ก บทคดยอภาษาไทย ข บทคดยอภาษาองกฤษ ค สารบญ ง สารบญตาราง ซ สารบญรป ฎ บทท 1 บทน า 1.1 ความส าคญและทมาของปญหาทท าการวจย 1 1.2 วตถประสงคของโครงการวจย 2 1.3 ขอบเขตของโครงการวจย 3 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3 บทท 2 ปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ 2.1 ลโอนารไดต 4 2.2 สารฮวมค 6 2.3 สารก าจดวชพช 7 2.3.1 ภาวะมลพษของดน 7 2.3.2 อนภาคของดนและคณสมบตของสารละลายในดน 8 2.3.3 พฤตกรรมและปฏกรยาของสารก าจดวชพชในดนและกลไกการดดซบ 8 2.3.4 อนภาคของดนและคณสมบตของสารละลายในดน 10 2.3.5 ปจจยทสงผลตอการดดซบสารก าจดวชพชในดน 10 2.3.6 การเคลอนท และคงทนของสารในดน 12 2.4 สารอาทราซน (Atrazine) 12 2.4.1 การใชสารสารอาทราซนในการเกษตร 15

2.4.2 พฤตกรรมในพช 15 2.4.3 สารอาทราซนกบพฤตกรรมในดน 15 2.4.4 การสลายตวของสารอาทราซน 16 2.4.5 ความเปนพษของสารอาทราซน 17 2.5 กระบวนการดดซบ (Adsorption) 19 2.5.1 ลกษณะของแรงดงดดระหวางโมเลกล 20 2.5.2 สมดลการดดซบสาร 22 2.5.3 ไอโซเทอมของการดดซบ 22

จ

สารบญ (ตอ)

หนา 2.5.4 จลนพลศาสตรการดดซบ 25 2.5.5 ปจจยทสงผลตอการดดซบ 27 บทท 3 ระเบยบวธการศกษา 3.1 การเตรยมสารละลายอาทราซนและวสดดดซบ 29 3.1.1 การเตรยมสารละลายอาทราซน 29 3.1.2 การเตรยมวสดดดซบ 29 3.2 การทดลองแบบแบตช (Batch studies) 32 3.2.1 การศกษาจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน 32 3.2.2 การศกษาคาความสามารถในการดดซบ 33 3.2.3 การศกษาปจจยทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน 34 3.3 การเกบสารตวอยางจากการทดลองแบบแบตช 32 3.4 การทดลองแบบคอลมน (column studies) 34 3.4.1 การศกษา breakthrough curve 35 3.4.2 การสกดวสดดดซบ 36 3.5 การเกบสารตวอยางจากการทดลองแบบคอลมน 37 3.6 การวเคราะหสารละลายอาทราซนดวยเทคนค HPLC 37 3.7 เครองมอ อปกรณ และสารเคม 38 3.7.1 การศกษา breakthrough curve 38 3.7.2 อปกรณทใชในการทดลอง 39 3.7.3 สารเคมทใชในการทดลอง 39

ฉ

สารบญ (ตอ)

หนา บทท 4 ผลการศกษาและอภปรายผล 4.1 การศกษาคณลกษณะของวสดดดซบ 41 4.1.1 คณลกษณะของลโอนารไดต 41 4.1.2 คณลกษณะของดนจากพนทการเกษตร 45 4.2 ผลการศกษาแบบแบตช (Batch studies) 46 4.2.1 ระยะเวลาสมผส 46 4.2.2 จลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน 47 4.2.3 ผลการศกษาไอโซเทอมในการดดซบสารละลายอาทราซน 50 4.2.4 ปจจยทสงผลตอการดดซบ 53 4.2.4.1 คาความเขมขนของสารละลายอาทราซน 53 4.2.4.2 คาความเปนกรด-ดาง (pH) 54 4.2.4.3 อณหภม 56 4.3 ผลการทดลองแบบคอลมน (column studies) 57 4.3.1 ผลการศกษาลกษณะ breakthrough curve ในชดทดลองแบบคอลมน 57 4.3.2 ผลการศกษาการสกดสารละลายอาทราซน 61 บทท 5 สรปผลการศกษาและขอเสนอแนะ 5.1 การศกษาคณลกษณะของลโอนารไดต 63 5.2 การศกษาระยะเวลาสมผสและจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน 63 5.3 ไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซน 63 5.4 ปจจยทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน 64 5.5 การดดซบสารละลายอาทราซนในชดทดลองคอลมน 65 5.6 ขอเสนอแนะจากงานวจย 65

ช

สารบญ (ตอ)

หนา รายการอางอง 67 ภาคผนวก ภาคผนวก ก. ปรมาณและมลคาสารก าจดวชพชทมการน าเขาสงสดในประเทศไทย 75 ภาคผนวก ข. การเปรยบเทยบคณสมบตของลโอนารไดตกบงานวจยอน ๆ 77 ภาคผนวก ค. การศกษาระยะเวลาสมดลการดดซบสารละลายอาทราซน 81 ภาคผนวก ง. ขอมลและรายละเอยดการศกษาแบบแบตช 83 ภาคผนวก จ. ลกษณะการทดลองแบบคอลมน 90 ภาคผนวก ฉ. ปจจยทเกยวของกบชดทดลองแบบคอลมน 93 ภาคผนวก ช. ลกษณะของ breakthrough curve 96 ภาคผนวก ซ. การทดสอบวสดดดซบ 110 ประวตนกวจย 114

ฌ

สารบญตาราง

หนา

ตารางท 2.1 คณลกษณะของสารอาทราซน 13 ตารางท 2.2 ขอแตกตางระหวางการดดซบทางกายภาพและเคม 21 ตารางท 2.3 สมการไอโซเทอมแบบตาง ๆ 24 ตารางท 3.1 การวเคราะหคณลกษณะของวสดดดซบ 30 ตารางท 4.1 คณลกษณะของลโอนารไดต 41 ตารางท 4.2 คณลกษณะของดนจากพนทการเกษตร 46 ตารางท 4.3 คาพารามเตอรจากสมการจลนพลศาสตรการดดซบดวยลโอนารไดตทความเขมขน 2.0

มลลกรมตอลตร 49 ตารางท 4.4 คาพารามเตอรจากสมการจลนพลศาสตรการดดซบดวยลโอนารไดตทความเขมขน 4.0

มลลกรมตอลตร 49 ตารางท 4.5 คาคงทจากการวเคราะหลกษณะไอโซเทอมของการดดซบสารละลายอาทราซนดวย

ลโอนารไดต 51

ตารางท 4.6 คาพารามเตอรของการทดลองแบบคอลมนในการดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสด

ดดซบชนดตาง ๆ 58

ตารางท 4.7 รายละเอยดการเดนระบบการทดลองแบบคอลมน 59 ตารางท 4.8 ผลการศกษาการสกดสารละลายอาทราซนทหลงเหลอจากการดดซบในชดทดลองแบบ

คอลมน 61 ตารางท ก.1 ปรมาณและมลคาสารก าจดวชพชทมการน าเขาสงสดของประเทศไทย 76 ตารางท ข.1 ผลการวเคราะหธาตและองคประกอบทางเคมของลโอนารไดต 78 ตารางท ข.2 ผลการเปรยบเทยบคณสมบตของลโอนารไดตกบคามาตรฐานและงานวจยอน ๆ 80 ตารางท ง.1 จลนพลศาสตรการดดซบแบบ pseudo first order ทความเขมขนของสารละลาย

อาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตรตามล าดบ ดวยลโอนารไดต (LND) 84 ตารางท ง.2 จลนพลศาสตรการดดซบแบบ pseudo second order ทความเขมขนของสารละลาย

อาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตรตามล าดบ ดวยลโอนารไดต (LND) 85 ตารางท ง.3 ไอโซเทอมการดดซบแบบแลงเมยรของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต 86

ตารางท ง.4 ไอโซเทอมการดดซบแบบฟรนดชของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต 87

ตารางท ง.5 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบความเขมขนทเปลยนแปลงไป 88 ตารางท ง.6 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบความเปนกรด-ดาง 88 ตารางท ง.7 คา pH ทงกอนและหลงดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต 89 ตารางท ง.8 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบอณหภมทเปลยนแปลงไป 89

ญ

ตารางท ฉ.1 คาความหนาแนนรวมของวสดดดซบประเภทตาง ๆ 94 ตารางท ฉ.2 ปรมาณวสดดดซบทบรรจในคอลมน 95 ตารางท ช.1 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานวสดดดซบชนดผสมเปนเนอ

เดยวกน ในชดทดลองแบบคอลมน 100

ตารางท ช.2 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานวสดดดซบชนดมลโอนารไดตอย

ระหวางกลางชน ในชดทดลองแบบคอลมน 103

ตารางท ช.3 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานดนจากพนทการเกษตรในชด

ทดลองแบบคอลมน 106

ตารางท ช.4 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานทรายออตตาวาในชดทดลองแบบ

คอลมน 108

ตารางท ซ.1 การเปรยบเทยบวสดในการออกแบบการทดลองคอลมน 111

ฎ

สารบญรป

หนา

รปท 2.1 ลกษณะลโอนารไดต 4 รปท 2.2 กระบวนการการสลายตวในสงแวดลอมของสารก าจดวชพช 9 รปท 2.3 สารก าจดวชพชในกลม S-triazine 13 รปท 2.4 แผนภาพแสดงกระบวนการดดซบสารทเกดขนภายในรพรนของวสดดดซบ 19 รปท 2.5 แสดงลกษณะไอโซเทอมการดดซบ 23 รปท 3.1 รปแบบและขนตอนของการด าเนนงานวจย 32 รปท 3.2 ขนตอนการศกษาจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน 33 รปท 3.3 ขนตอนการศกษาลกษณะไอโซเทอมการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดต 33 รปท 3.4 รายละเอยดชดทดลองแบบ column test 35 รปท 4.1 ลกษณะการวเคราะหพนทผวของลโอนารไดตดวยเครองมอวเคราะหแบบ SEM 42 รปท 4.2 แรธาตทเปนองคประกอบของลโอนารไดตดวยเครองมอวเคราะหแบบ XRD 43 รปท 4.3 ลกษณะดนจากพนทท าการเกษตรในจงหวดนครราชสมา 45 รปท 4.4 ระยะเวลาสมผสการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต 47 รปท 4.5 จลนพลศาสตรแบบ pseudo first order ในการดดซบสารละลายอาทราซน 48 รปท 4.6 จลนพลศาสตรแบบ pseudo second order ในการดดซบสารละลายอาทราซน 48 รปท 4.7 ลกษณะไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต 50 รปท 4.8 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตทความเขมขนเรมตน 53 รปท 4.9 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตท pH ตางกน 54 รปท 4.10 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตทอณหภมตางกน 56 รปท 4.11 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซน 58 รปท 4.12 ลกษณะ breakthrough curve ในการดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสดดดซบตาง

ชนดกน 60 รปท ค.1 ระยะเวลาสมดลของการทดลองแบบ preliminary test 82 รปท จ.1 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนโดยใชลโอนารไดตผสมกบดน

จากพนทการเกษตร 91

ฏ

รปท จ.2 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนโดยใหลโอนารไดตอยระหวาง กลางชนกบดนจากพนทการเกษตร 91

รปท จ.3 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนดวยดนจากพนทการเกษตร92 รปท จ.4 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนดวยทรายออตตาวา 92 รปท ช.1 ลกษณะ breakthrough curve ทลโอนารไดตผสมเปนเนอเดยวกนกบดนในพนท

การเกษตร 97 รปท ช.2 ลกษณะ breakthrough curve ทลโอนารไดตอยกงกลางชนระหวางดนในพนท

การเกษตร 98 รปท ช.3 ลกษณะ breakthrough curve ของดนจากพนทการเกษตร 98 รปท ช.4 ลกษณะ breakthrough curve ของทรายออตตาวา 99 รปท ซ.1 กราฟการเปรยบเทยบวสดหนาแปลนในการออกแบบชดทดลองแบบคอลมน 111 รปท ซ.2 กราฟการดดซบสารอาทราซนของยางแตละชนดทระยะเวลา 24 ชวโมง 112

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมส ำคญและทมำของปญหำทท ำกำรวจย

อาชพเกษตรกรรมนบวาเปนอาชพหลกทส าคญของประเทศไทย โดยวตถดบทางการเกษตรทถกสงออกเปนล าดบตนๆ คอกลมพชไร อาทเชน ออย ขาวโพด ขาว และ น าตาลเปนตน ดงน นเพอเปนการรกษาผลผลตทางการเกษตรใหเพยงพอและมากข นส าหรบเปนสนคาสงออก เกษตรกรสวนใหญจงนยมใชสารเคมในพ นทท าการเกษตร เชน ปยเคม และสารเคมปองกนก าจดศตรพชและสตวในสงแวดลอม จากสถตปรมาณและมลคาสารก าจดศตรพชประเภทตาง ๆ ทน าเขาประเทศไทยในชวงระยะเวลา 5 ป (กรมวชาการเกษตร, 2559) จะพบวาปจจบนการใชสารเคมในการก าจดวชพชเปนวธทก าลงไดรบความนยมและใชกนอยางแพรหลายมากกวาการใชสารเคมในการก าจดศตรพชทางการเกษตรอน ๆ อาจเนองมาจากการขาดแคลนแรงงานดานการเกษตรท าใหไมสามารถท างานไดทนกบการเจรญเตบโตของวชพช ประกอบกบเปนวธการทใชงานงาย มตนทนต า และเหนผลเรว (ทศพล, 2545) ส าหรบพชเศรษฐกจอยางเชน ออย และขาวโพด มกนยมปลกในภาคเหนอของประเทศไทย จากงานวจยของพวงรตน และคณะ (2557) พบวามการปนเปอนของสารก าจดวชพชอยาง ไกลโฟเซต พาราควอต และ อาทราซนในพ นทการเกษตรคอนขางมาก ซงสงผลกระทบตอดน แหลงน าทใชอปโภคและบรโภคของประชากรในจงหวดดวย นอกจากน งานวจยยงพบวาสารทสามารถเคลอนทจากทหนงไปยงอกทหนงไดโดยการไหลบาของน าและการชะละลายของหนาดน ซงท าใหเกดการปนเปอนสงคอ สารอาทราซน ดงน นงานวจยน จงมงเนนทจะหาแนวทางในการลดการปนเปอนและวธการปองกนของสารอาทราซนสสงแวดลอม ดวยกระบวนการดดซบ เนองจากกระบวนการดดซบเปนวธการทด าเนนการงาย คาใชจายต า และไมเปนอนตรายตอสงแวดลอมโดยรอบ จงอาจจะชวยชะลอการปนเปอนของสารอาทราซนในสงแวดลอมได

ลโอนารไดต หรอ low rank coal เปนช นดนปนถานหนทถกออกซไดสตามธรรมชาต มลกษณะนมไมแขงตว มสน าตาลออนถงด า (ววฒน และ คณะ, 2552) ลโอนารไดตในประเทศไทยสวนใหญพบไดทแหลงถานหนลกไนต อ าเภอแมเมาะ จงหวดล าปาง ซงเปนสวนทเหลอท งจากการท าเหมอง และมปรมาณคอนขางมาก ยากตอการจดการและก าจด แตในปจจบนเรมมการน า ลโอนารไดตมาใชประโยชนมากข น อาทเชน การน ามาใชเปนวสดดดซบโลหะหนก อยางการดดซบสารหน (Arsenic, As) แคดเมยม (Cadmium, Cd) ตะกว (Lead, Pb) สงกะส (Zinc, Zn) (Sardans et al., 2016 ; Chammui et al., 2014; Zengin, 2013 ; Lao et al., 2005) เปนตน และการดด

2

ซบสารพอลไซคลกอะโรเมตกสไฮโดรคารบอน (Polycyclic aromatic hydrocarbon; PAHs) จากแหลงน า (Zeledon-Toruno et al., 2007) รวมท งการน าลโอนารไดตมาใชเปนสารปรบปรงดนใหกบพ นทการเกษตรอกดวย เนองจากองคประกอบสวนใหญของล โอนาร ไดต เปน สาร ฮวมค (Humic acid) ซงจะประกอบไปดวยกลมของสารอนทรยทมมวลโมเลกลสง ภายในองคประกอบของลโอนารไดตมธาตคารบอน 55 เปอรเซนตโดยน าหนก และมโมเลกลของสารประกอบอนทรยเชงซอนหลายกลมฟงกชน ไดแก กลม carboxyl , hydroxyl และ carbonyl ทมความสามารถในการแลกเปลยนประจบวกไดสง โดยคณสมบตของกรดฮวมคจะชวยเพมปรมาณธาตอาหารทเปนประโยชนแกพช และท าหนาทรกษาโครงสรางของดนใหอมน าและระบายอากาศไดด (ววฒน และ คณะ, 2552) จากงานวจยของ จณตตา (2557) พบวาการน าลโอนารไดตผสมกบปยเคมจะชวยเพมผลผลตใหกบออย นอกจากน ยงพบวาลโอนารไดตเปนสารประกอบทไมมข ว และมความไมชอบน า (Hydrophobic) (Zeledon-Toruno et al., 2007; Lao et al., 2005) รวมถงภายในโครงสรางหลกของลโอนารไดตมลกษณะเปนอะโรเมตกสพอลเมอรของสารประกอบฟนอล ซงจากงานวจยของ Asavasukhi และคณะ (2016) พบวาลโอนารไดตจดเปนสารอนทรยทมโครงสรางขนาดใหญและมวงแหวนอะโรเมตกสเปนสวนประกอบสามารถน ามาดดซบสารอนทรยได ดงน นจะเหนไดวาลโอนารไดตนอกจากจะนยมน ามาใชเปนวสดปรบปรงดนแลวยงสามารถดดซบสารอนทรยและสารอนนทรยในน าไดอกดวย

ส าหรบงานวจยน จะท าการศกษาการดดซบสารอาทราซนดวยลนารไดต โดยจะท าการศกษาคณสมบตของลโอนารไดต และเปรยบเทยบประสทธภาพการดดซบสารละลายอาทราซนระหวาง ลโอนารไดตและลโอนารไดตทผานกระบวนการแปรสภาพทางความรอน (Carbonization) รวมท งศกษาไอโซเทอมของการดดซบ จลนศาสตรของการดดซบ และปจจยแวดลอมทสงผลกระทบตอการดดซบของสารละลายอาทราซน เพอน าไปประยกตใชกบการทดลองแบบคอลมนเพอใชเปนแนวทางในการบ าบดสารอาทราซนทจะปนเปอนในน าใตดนตอไป

1.2 วตถประสงคของโครงกำรวจย

1.2.1 เพอศกษาคณลกษณะพ นฐาน และลกษณะเฉพาะตางๆ ของ Leonardite เชน พ นทผว ภาพถายขนาดและปรมาณรพรนของ Leonardite เปนตน

1.2.2 เพอศกษาประสทธภาพในการถกดดซบของยาปราบศตรพชโดยใช Leonardite 1.2.3 เพอศกษาสภาวะแวดลอม และปรมาณทเหมาะสมของ Leonardite ในการดดซบยา

ปราบศตรพช 1.2.4 เพอศกษาการเคลอนตวของยาปราบศตรพชในช นดนแบบไมอมตวดวยน า โดยการทดลองแบบ Column ในสภาวะทม Leonardite แบบผสมเปนเน อเดยวกนกบดน (Homogenous) และแบบช นก าแพงประดษฐ

3

1.3 ขอบเขตของโครงกำรวจย งานวจยน เปนการศกษาการดดซบยาปราบศตรพชโดยใชลโอนารไดตซงเปนของเหลอใชจาก

การท าเหมอง ซงยาปราบศตรพชทจะใชเปนสารทยงมใชในประเทศไทย เชน สารอาทราซน โดยจะเลอกสารปราบศตรพชมาเพยงชนดเดยว เปนตน โดยท าการศกษาในแบบ lab scale เทาน น

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1.4.1 ทราบถงคณลกษณะทางกายภาพและทางเคมของลโอนารไดต 1.4.2 ทราบถงประสทธภาพของลโอนารไดตในการดดซบสารละลายอาทราซน 1.4.3 ทราบถงสภาวะแวดลอมและปรมาณทเหมาะสมในการดดซบสารละลายอาทราซนโดย

ใชลโอนารไดตเปนวสดดดซบ 1.4.4 ทราบถงประสทธภาพในการดดซบสารอาทราซนโดยการทดลองแบบ Column

studies ในสภาวะทมลโอนารไดตแบบผสมเปนเน อเดยวกนกบดน และแบบแยกช น

4

บทท 2 ปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ

2.1 ลโอนาไดต (Leonardite)

ลโอนารไดต คอดนปนถานหนทเกดจากสองกรณ คอ (1) การผพงตามธรรมชาตของถานหนพช และ (2) ผลตผลทมาจากกระบวนการท าเหมองของแรลกไนต ลโอนารไดตมลกษณะเปนสน าตาลออนถงด า ประกอบไปดวยกรดฮวมก และกรดอนทรย

อน ๆ (Ausavasukhi et al., 2016) ซงจะมคณสมบตแตกตางกนตามแหลงก าเนด แหลงลโอนารไดตขนาดใหญถกพบทมลรฐดาตาเหนอ และไวโอมง ประเทศสหรฐอเมรกา และ บรทรช โคลมเบย ประเทศแคนาดา ส าหรบลโอนารไดตในประเทศไทย พบไดทแองถานหนลกไนตแมเมาะ อ าเภอแมเมาะ จงหวดล าปาง ซงมปรมาณถานหนลกไนตส ารอง 1,139 ลานตนโดยประมาณ และอยภายใตการดแลข อ ง ก า ร ไ ฟ ฟ า ฝ า ย ผ ล ต แ ห ง ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ย ( ว ว ฒ น แ ล ะ ค ณ ะ , 2552) ล ก ษ ณ ะ ข อ ง ลโอนารไดตแสดงไดดงรปท 2.1

รปท 2.1 ลกษณะลโอนารไดต (ววฒน และ คณะ, 2552) จากการศกษาของ Robert (1997) ธาตทเปนองคประกอบหลกของลโอนารไดตประกอบไป

ดวย ธาตคารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) ไนโตรเจน (N) ก ามะถน (S) ออกซเจน (O) และเถาถาน (ash) เปนตน (Robert (1997) อางจาก ณธรรศ, 2557) รวมถงยงประกอบดวยธาตตาง ๆ เชน เหลก (Fe), แคลเซยม (Ca), โซเดยม (Na), แมกนเซยม (Mg) และโพแทสเซยม (K) และแรธาตอกหลายชนด อาทเชน แรยปซม (CaSO42H2O) แรแคลไซท (CaCO3) แรเกาลไนต (Al2O3.2SiO2.2H2O) ไออนซลไฟต (FeS2) และแรควอตซ (SiO2) เปนตน จากขอมลขางตน พบวาลโอนารไดตมองคประกอบทเปน

5 ประโยชนตอการเกษตรคอนขางมาก อกท งยงมธาตอาหารทพชตองการดวยเชน ฮอรโมนออกซน (axin) ดวยเหตน ในปจจบนจงนยมน าลโอนารไดตไปประยกตใชเปนสารปรบปรงดนและฟนฟพ นททางการเกษตร

เนองจากล โอนาร ไดตมสารประกอบของฮวมส (Humus) หรอ สารฮวมก (Humic Substances) เปนองคประกอบประมาณ 30-80 เปอรเซนต ซงประกอบไปดวย กรดฟลวค (Fulvic acid) กรดฮวมก (Humic acid) และฮวมน (Humin) ตามล าดบ (Qian et al, 2016 ; ววฒน และคณะ, 2552) รวมไปถงสารประกอบอนทรยเชงซอนหลายกลมฟงกชน ไดแก กลม คารบอกซล (carboxyl group) กล ม ไฮดรอกซล (hydroxyl group) และกล มคารบอนล (carbonyl group) ท ม ค าความสามารถในการแลกเปลยนประจบวกไดสง แตมรายงานวาลโอนารไดตกมธาตโลหะอนตรายหลายชนดเปนองคประกอบเชนกน ไดแก สตรอนเทยม โครเมยม อารเซนก นเกล และ แบเรยม รวมท งคาความเปนกรดทสง (pH เทากบ 2 ถง 4 โดยประมาณ) (สชาดา, 2556)

จากทกลาวมาขางตนลโอนารไดตนอกจากจะนยมน ามาใชเปนสารปรบปรงดนแลวยงมการน ามาประยกตใชเปนวสดดดซบสารอนทรยทปนเปอนในแหลงน าอกดวย อาทเชน งานวจย ของ Zeledón et al (2007) ทไดท าการศกษาการก าจด PAHs ออกจากน าโดยใชลโอนารไดตเปนสารดดซบ และพบวาลโอนารไดตสามารถใชเปนสารดดซบ PAHs ในสงแวดลอมได จากผลการศกษายงพบวาการเปลยนแปลงของคาพเอชไมมนยส าคญตอการเปลยนแปลงของคารอยละการดดซบของ PAHs แตอยางไรกตามหนงใน PAHs ท Zeledón และคณะไดศกษา พบวา Fluorene แสดงพฤตกรรมการดดซบทตางออกไปเมอสารละลายมความเปนกรดสง กลาวคอดดซบไดมากข นเมอคาพเอชลดลงและดดซบไดนอยลงเมอคาพเอชเพมข น ท งน เนองจากความสามารถในการละลายน าของ Fluorene น นสงกวา PAHs ชนดอนๆ ประกอบกบความมข วของลโอนารไดตจะลดลงมากกวาเดมเมอคาพเอชลดลง ขณะเดยวกนการดดซบของสาร PAHs ดวยลโอนารไดตน นถกพบวาเกดข นรวดเรวภายใน 2 ชวโมงแรก และเขาสสมดลอยางสมบรณทระยะเวลา 24 ชวโมง และพบวาพฤตกรรมการดดซบของสารท งสองชนดน นอธบายไดดวยไอโซเทรมแบบฟรนดช ซงการทดลองน สรปไดวาปรมาณสารฮวมกทอยภายใน ลโอนารไดตเปนตวแปรทส าคญทสงผลตอประสทธภาพการดดซบ และงานวจยของ Ausavasukhi et al (2016) ทท าการศกษาเกยวกบการดดซบสคองโกเรดในน าเสยดวยลโอนารไดตทผ านกระบวนการคารโบไนเซชนและดนแดง พบวาการทดลองแบบ batch studies ภายใตสภาวะการทดลองทแตกตางกนโดยการเปลยนตวแปรเชนพเอช ความเขมขนเรมตน และเวลาสมผส ประสทธภาพการดดซบสงสดของสยอมบนตวดดซบ ลโอนารไดตและดนแดงทค านวณไดมคา 13.2 - 70.7 มลลกรมตอกรม และ 7.9-58.5 มลลกรมตอกรมตามล าดบ เมอน าลโอนารไดตมากระตนดวยความรอนผานกระบวนการคารโบไนเซชน (carbonization) ท าใหสารพอลไซคลกอะโรเมตกสไฮโดรคารบอนถกเผา และพบวาการเปลยนแปลงพ นผวทางเคมของลโอนารไดตทไดจากการกระบวนการคารโบไนเซชน

6 (carbonization) จะสงผลตอคณลกษณะการดดซบ จากการวจยน พบวา Leo 900 (การคารโบไนเซชนทอณหภม 900 องศาเซลเซยส) ทคา pH ในชวงกวาง มการดดซบสารละลายคองโกเรดไดดทสด นอกจากน ยงมการน าลโอนารไดตมาดดซบสารอนนทรยอกดวย อาทเชน งานวจยของ Chammui et al (2014) ทท าการศกษาการก าจดสารอารเซนก (As+3 และ As+5) ดวยการใชลโอนารไดตเปนวสด ดดซบ โดยท าการเปลยนสภาพทางกายภาพของลโอนารไดตดวยกระบวนการคารโบ ไนเซชน(carbonization) ทอณหภม 400-800 องศาเซลเซยส ส าหรบการทดลองแบบ batch adsorption พบวาลโอนารไดตทอณหภม 450 องศาเซลเซยส มการดดซบสาร As+3 ไดดทสด คอสามารถก าจดสารละลายอารเซนกในน าไดเกอบจะ 100 เปอรเซนต ซงสอดคลองกบไอโซเทอมแบบแลงเมยรและ ฟรนดช รวมถงงานวจยของ Lao et al (2005) ทน าลโอนารไดตมาดดซบโลหะหนก คอ Cd (II) และ Pb (II) พบวาผลการทดลองทไดมความสอดคลองกบไอโซเทอมแบบแลงเมยรและมคาความจในการดดซบสาร Cd (II) และ Pb (II) เทากบ 50.6 และ 250.7 มลลกรมตอกรมตามล าดบ ซงกลไกการดดซบอาจเกดจากแรงของไฟฟาสถตระหวางไอออนของสารละลาย Pb (II) กบพ นทผวของลโอนารไดต นอกน ยงมปจจยอนๆ เกยวของดวย เชน ขนาดพ นทผวและรพรนลโอนารไดต และความมข วของไอออนของสารละลายโลหะ เปนตน

2.2 สารฮวมก อนทรยวตถในดน (soil organic matter) หรอ ฮวมส (humus) มลกษณะเปนสน าตาลปนด า เกดจากการทบถมของซากพชซากสตวทผานกระบวนการของจลชพในการยอยสลายท าใหเกดการเปลยนรปอนทรยสารลงสดน จดเปนสารอนทรยทเสถยร และเปนกลมทใหสารประกอบฮวมก (humic substance) ซงสารฮวมกจะมโครงสรางทซบซอน รปรางไมแนนอน และคงทนตอการยอยสลายโดยจลนทรยมาก โครงสรางหลกจะประกอบดวยสารประกอบ aromatic compound ซงเปนแกนท าใหสลายตวไดยาก นอกจากน สารฮวมกยงมคณสมบตเปนคอลลอยด โดยมขนาดเสนผานศนยกลางของโมเลกลประมาณ 30 x 10 -10 ถง 100 x 10 -10 เมตร ซงการจ าแนกสารฮวมกจะจ าแนกตามคณสมบตการละลายในกรดและในดางทตางกนดงน ฮวมน (humin) จะไมละลายท งในกรดและดาง กรดฟลวก (fulvic) จะมลกษณะเปนโมเลกลทเลกและลายลายไดดในกรด ส าหรบกรดฮวมก (humic) จะมโมเลกลขนาดใหญ ละลายน าไดนอยมากแตสามารถละลายไดบางสวนในสารละลายทเปนกรดและดาง (จณตตา, 2557 ; นทธรา และคณะ, 2553)

กรดฮวมคประกอบดวยธาต คารบอน (C) และออกซเจน (O) เปนสวนใหญ (รอยละ 90 เปอรเซนต) นอกจากน กรดฮวมคยงมองคประกอบของหมคารบอกซล (carboxyl group) ฟนอล (phenol group) และหมคารบอนล (carbonyl group) รวมถงหมฟงกชนอน ๆ ดวย ซงสตรโครงสรางอยางงายของกรดฮวมค คอ C10H12O5N (ไมรวมธาตซลเฟอร; S) คณสมบตของกรดฮวมคคอ สามารถ

7 แลกเปลยนประจบวกไดด เนองจากมคาความจแลกเปลยนไอออนสง (CEC) และท าใหอนภาคจบตวกนเปนโครงสรางทแขงแรง เพราะมแรงยดเหนยวระหวางประจบวก-ลบทสง รวมท งชวยปองกนการระเหยของน าดวย เนองจากเกดการสรางพนธะระหวางประจบวกของกรดฮวมกทดดซบไวกบประจลบของน า สวนประจบวกทหลงเหลออยคอไฮโดรเจน (hydrogen, H2) กสรางพนธะกบอะตอมของออกซเจนในน า (Oxygen, O2) ตอไปเรอย ๆ จงท าใหเกดการอมน าไดมากข น (ณธรรศ, 2557 ; อษา และคณะ, 2557) 2.3 สารก าจดวชพช (Herbicides)

สารก าจดวชพช (herbicides) หมายถง สารปองกนและก าจดศตรพชกลมทใชยาฆาหรอยบย งการเจรญเตบโตของวชพช ท งขณะวชพชงอกและทยงเปนเมลดอย ตลอดจนช นสวนตาง ๆ ของวชพชทขยายพนธได โดยทไมสงผลกระทบตอพชทปลก (Qasem, 2013) เนองจากมการใชงานอยางกวางขวางในภาคการเกษตรจงท าใหเกดการปนเปอนสแหลงน าผวดนและแหลงน าดมคอนขางมาก ประกอบกบสารเหลาน สามารถตกคางไดเปนระยะเวลานาน ดงน นการแยกแยะสวนประกอบทางสารเคมและหาปรมาณสารเคมทตกคางในสงแวดลอมจงเปนสงส าคญเพอทจะสามารถน ามาใชในการก าหนดขอบเขตและคาดการณผลกระทบทมตอมนษยและสงแวดลอมได (Aslam et al., 2013) จากขอมลขางตนสามารถอธบายความสมพนธระหวางดนและสารก าจดวชพชไดดงน

2.3.1 ภาวะมลพษของดน

ภาวะมลพษของดน (soil pollution) หมายถง การปนเปอนของดนดวยสารมลพษ (soil pollutant) ทเกดจากอตราการเพมข นของสารมลพษมากกวาการเสอมสลายตวของสารมลพษ จนท าใหเกดการสะสมของสารมลพษทมากข นและกอใหเกดอนตรายตอสภาวะแวดลอม ซงสารทกอใหเกดภาวะมลพษในดน ไดแก สารก าจดศตรพชและวชพช ปยอนทรยเคม ของเสยจากสารกมมนตรงส และสารเคมจากกระบวนการอตสาหกรรม เปนตน ยกตวอยางเชน การใชสารก าจดวชพชประเภท ไซมาซน อาทราซน คารบารล และไลนรอน ในอตราทสงจะสงผลตอการยบย งจล นทรยประเภทยอยสลายเซลลโลส อยางในกรณทมการใชสารอาทราซนตดตอกนเกน 15 ป จะสงผลกระทบตอเช อราประเภท Fusarium oxysporum, Rhizoctonic solani และ Sclerotium rolfsii ซงอาจสงผลตอการเจรญเตบโตของเช อราพวกเสนใยและผลตภณฑทเกดจากวฏจกรคารบอนลดลง ดวยเหตผลดงกลาวท าใหการสลายตวของอนทรยสารในดนลดลง (คณาจารยภาคปฐพวทยา, 2541; ศภมาส, 2545) ส าหรบการใชสารก าจดศตรพชและวชพชในพ นทการเกษตรหรอพ นทวางเปลา จะท าใหสารเคมเกดการตกคางสสงแวดลอม และสงผลกระทบตอวฏจกรชวภาพของดน รวมถงสงผลกระทบตอระบบหวงโซอาหารดวย ซงความคงทนของสารเคมในดนอาจอยไดเพยง 20-30 ป แตการฟนตวและ

8 การปรบปรงดนใหมความอดมสมบรณน นตองใชระยะเวลานาน ดงน นจงจ าเปนตองศกษาการสะสมและการแพรกระจายของสารมลพษในดน เนองจากการพา และสภาพการเคลอนตวได (mobility) ของสารมลพษซงจะถกควบคมดวยปจจยตาง ๆ ในดน เนองจากน าคอพาหะในการแพรกระจายของสารมลพษสสงแวดลอม (Mishra et al., 2015)

2.3.2 อนภาคของดนและคณสมบตของสารละลายในดน อนภาคของดน ( soil phase) จะประกอบไปด วย อน ภาคท เ ป นของแข ง

(Soil phase) มหนาทประกอบกนเปนโครงรางของมวลดน แบงออกเปน 2 ประเภท คอ อนทรยวตถ และอนนทรยวตถ อนภาคอนนทรยสารจะมขนาดตาง ๆ กน แบงออกเปน 3 กลม ไดแก อนภาคทราย (sand) เปนอนภาคทใหญทสด มขนาดเสนผานศนยกลางประมาณ 0.05-2.00 มลลเมตร อนภาคตะกอน หรอ ทรายแปง (silt) มขนาดเสนผานศนยกลางประมาณ 0.05-0.002 มลลเมตร มลกษณะรวน และอนภาคดนเหนยว (clay) เปนอนภาคทเลกทสด มขนาดเสนผานศนยกลางนอยกวา 0.002 มลลเมตร เปนอนภาคทมพ นผวจ าเพาะมากกวาทราย ภายในมลกษณะเปนแผนของสารประกอบ aluminosilicate ทเรยงซอนกนเปนช น ๆ และมเน อทผวจ าเพาะสง ดงน นอนภาคดนเหนยวจงสามารถดดซบสารตาง ๆ ไดด การศกษาสารคอลลอยดในดน (colloidal properties) สวนใหญจะนยมศกษาในสารละลายของดนเหนยวและอนทรยวตถ เนองจากมศกยภาพของการเกดปฏกรยาคอนขางสง เพราะมสดสวนของปรมาณตอพ นทผวและมอตราการแลกเปลยนประจสง โดยทบรเวณพ นทผวของดนเหนยวและอนทรยวตถจะเปนประจลบ (anion) หมายความวาถาประจหรอโมเลกลของสารทเปนประจลบมาเกาะจะเกดการผลกกนของประจ (repell) แตถาในดนเปนประจบวก (cation) โมเลกลของสารทมประจบวกจะถกดดซบ (absorb) ไวในสารละลายคอลลอยดของดน (colloids) (Yong et al., 2010) เนองจากอนภาคของดนและโมเลกลของสารละลายมประจทแตกตางกน นอกจากน อนภาคทเปนประจลบจะมแนวโนมวาอาจถกชะออกจากดนได ในขณะทอนภาคทเปนประจบวกจะยงคงอยในสารละลายในดน และจะเกดการแลกเปลยนประจบวกภายในชองวางของดน หรอ cation exchange capacity (CEC) ซงเปนความจของดนทจะสามารถดดยดไอออนทมประจไฟฟาทเปนประจบวกได ซงคาทวดไดคดเปน meq (milliequivalennts) ตอ 100 กรมของดน (ทศพล, 2545; คณาจารยภาคปฐพวทยา, 2541)

2.3.3 พฤตกรรมและปฏกรยาของสารก าจดวชพชในดน สารก าจดวชพชมการสะสมในแหลงดน ดงน นจ าเปนตองศกษาพฤตกรรมและการ

สลายตวของสารก าจดวชพช เพอใหทราบถงระยะทางของการเคลอนยายสารก าจดวชพชทจะเกดปฏกรยา และความคงทนทอยในดน ซงจะสงผลตอการฟนฟสภาพของดน เนองจากสารก าจดวชพช

9 สามารถเกดการดดซม (adsorption) เกดการเคลอนยาย (transport / movement) และการยอยสลาย (degradation) ได โดยกระบวนการสลายตวของสารวชพชดงกลาวสามารถอธบายดงรปท2.2

รปท 2.2 กระบวนการการสลายตวในสงแวดลอมของสารก าจดวชพช (HB : herbicides) (ทมา : ดดแปลงจาก Ross and Lembi, 2009) คณสมบตทส าคญของสารก าจดวชพชในดน คอ สภาพการละลายได (solubility) ซงจะเปน

ตวบงช ถงความสามารถในการเคลอนทของสารในน าและดน ความดนไอ (vapor pressure) จะบอกถงศกยภาพในการระเหยของสารก าจดวชพชออกไปจากดน ความสามารถในการดดซบ (sorption to adsorb) จะบงบอกถงความสามารถในการถกดดซบของสารละลายกบสารอนทรยในดน สภาพทมข ว (polarity) ประจ (charge) และคา pH ในสารละลาย รวมท งอตราการใชสารวชพช ซงอาจจะท าใหเกดการตกคางของสารก าจดวชพชในดนได ถาใชในปรมาณทมากเกนเกณฑทก าหนด หรอใชในระยะเวลาทนาน ๆ ยกตวอยางเชนงานวจยของ Henson et al. (1997) (อางจากงานวจยของ สชาดา, 2548) พบวา เมอท าการวดสารอาทราซนในน าทระบายออกมาจาก soil column ความเขมขนของสารอาทราซนจะเพมข นตามอตราการใชทสงข น และปรมาณสารอาทราซนทถกดดซบในดนจะเพมตามอตราการใชงานทสงข น สวนระยะเวลาทตรวจพบสารจะตางกนตามอตราทใช โดยทระยะเวลาการตรวจพบสารอาทราซนเรวข น ทอตราการใชสารสง ๆ

2.3.4 ความสมพนธของสารก าจดวชพชในดนและกลไกการดดซบ

10

การดดซบสารชนดหนง ๆ ในดนสวนใหญจะเกดจากการดดซบน า และไอออนในสารละลายดน โดยการทดนเกดการดดซบสารไดมากหรอนอยจะข นกบพ นทผวจ าเพาะ ซงสงทเปนปจจยในการดดซบสารของดนคอ อนภาคของดนเหนยวและอนทรยวตถ เนองจากมอนภาคทเลก จงท าใหมพ นทผวจ าเพาะในการดดซบสง ประกอบกบการทมประจลบจ านวนมาก ท าใหสามารถ ดดซบไอออนทเปนประจบวกไดด ดงน นในกรณทน าถกดดซบในดนจงอาจเกดในกระบวนการน ไดเนองจากน าเปนสารประกอบทมข ว (polar compound) การดดซบของสารก าจดวชพชในดน แบงออกเปน 2 กระบวนการคอ กระบวนการทางฟสกส ซงจะเกดทบรเวณผวนอกของอนภาคดน อยางเชน การดดซบแบบแรงวลเดอรวาวล และแรงดดซบทางประจไฟฟา ส าหรบกระบวนการ ทางเคมจะเกดจากปฏกรยารวมของหลายกระบวนการทบรเวณพ นทผวภายในทซบซอนของอนภาคดน โดยจะเกดในชวงระยะเวลาทส น ๆ ไดแก การเกดพนธะโคเวเลนท พนธะไฮโดรเจน และกระบวนการแลกเปลยนประจภายใน เปนตน (ศภมาส, 2545; ชยยศ, 2554)

2.3.5 ปจจยทสงผลตอการดดซบสารก าจดวชพชในดน

ปจจยทสงผลตอการดดซบสารก าจดวชพชในดนอธบายไดดงตอไปน (1) ชนดและปรมาณของรปสารละลายคอลลอยดในดน เชน ชนดของแรดนเหนยว ทมพ นทผวมากทสด มความสามารถในการยดเกาะระหวางอนภาคทสง และมประจลบจ านวนมากท าใหเกด ionic double layer กลาวคอดนเหนยวจะมประจสองช น ไดแกช นในทเปนประจลบทผว และช นนอกทเปนประจบวกของแคตไอออนทถกดดซบบนพ นทผวของดนเหนยว ท าใหเกดการแลกเปลยนไอออนในดนได ส าหรบคอลลอยดอนทรย (organic colloidal) ซงไดแก ฮวมส (humus) จะมความสามารถในการดดซบน าไดสง และมประจลบมาก โดยเกดจากหมคารบอกซล (carboxyl) ทมการแตกตวของ H+ นอกจากน คา pH กสงผลตอการดดซบดวย คอถาคา pH สงจะเกดการแตกตวของกรดสงท าใหปรมาณประจลบของคอลลอยดอนทรยสงข น นอกจากน ดนทมอนทรยวตถหรอมสาร humic acid เปนองคประกอบจะมความสามารถในการจบตวหรอยดเกาะไดดกวา และมความสามารถในการแลกเปลยนไอออนประจบวกไดสงกวาดนเหนยว เนองจากบนพ นทผวทผวของอนทรยวตถมประจลบอยจ านวนมาก ท าใหเกดการดงดดสารก าจดวชพชในดนได ดงน นองคประกอบของดนจงมความส าคญตอการดดซบสารก าจดวชพช และการเคลอนยายของสารเคมในดน (สชาดา, 2548) (2) คา pH ในดน การวเคราะหคา pH ในดนจะคลายกบการวเคราะหคา pH ในน า แตจะแตกตางทในดนน นมความเปนกรด 2 ชนด คอ กรดจรง และกรดแฝง ซงเกดจากการแตกตวของประจ โดยทไฮโดรเจนอออน (H+) ทมประจบวก เมอถกดดซบในดนจะเรยกวา สภาพกรดแฝง (potential acidity) ซงจะพบในดนเหนยวมากกวาดนทราย เนองจากภายในดนเหนยวจะมประจลบสงกวาจงมสภาพเปนกรดแฝงสงกวา และจะเกดการปลดปลอยกรดออกมาบางสวน ซงจะคลายกบการ

11 แตกตวของกรดออน ส าหรบไฮโดรเจนอออน (H+) ทไมถกดดซบจะเรยกวา สภาพกรดจรง (activity acidity) โดยคา pH ทวดไดคอเปนกรดจรง ซงจะเกยวของกบสภาพการละลายได (solubility) ของธาต การเจรญเตบโตของพช และจลนทรยในดน (3) คณสมบตของอนภาคหรอประจของสาร ( ionization properties) อนภาคของสารวชพชทเปนประจบวกจะมโมเลกลในการยดเกาะดนไดด เนองจากดนมอนภาคทเปนประจลบ ดงน นคา pH จงมอทธพลตอการเปลยนแปลงประจบางสวนบนพ นทผวอนภาคของวสดดดซบ ซงสารก าจดวชพชแบงออกเปน 4 กลมตามคณสมบตของไอออน คอ กลมกรดออน (weak acid) กลมประจบวก (cationic) กลมเบสออน (weak base) โดยท pH เปนกรดจะมสภาพเปนไอออนบวก และกลมทไมมประจ (nonionic) ซงคา pH จะสงผลตอสารก าจดวชพชประเภทกรดออน ๆ หรอดาง นอกจากน สารเคมทมกลมฟงกชน -OH , -NH2 , -NHR , -CONH2 , -COOR , และ – NR3 และสารทมโมเลกลขนาดใหญจะถกดดซบไดด รวมถงปรมาณอนทรยวตถในดนดวย ถาในดนมปรมาณมากจะดดซบสารเหลาน ไดด รวมท งยงข นกบชนดและปรมาณแรดนเหนยวดวย (4) ความช นในดน (soil moisture) ความช นในดนจะรบกวนการดดยดโมเลกลของสารก าจดวชพชเพราะน าเปนตวแขงขนในการยดเกาะของสารในดน ซงสวนใหญจะเกยวของกบการร ะ เหยขอ งส า รก า จ ด ว ช พ ช ซ ง ก า ร ว เ ค ร า ะห จ า น วนน า ใ นด น ไ ด จ า ก ระด บ คว ามช น (water content) คอสดสวนระหวางปรมาณของน ากบปรมาณของดนทมน าอย ซงหาไดจากการค านวณระดบความช นโดยมวล (mass water content) และ ระดบความช นโดยปรมาตร (volume water content) (5) ความจแลกเปลยนไอออน (Cation exchange capacity ; CEC) หมายถงความสามารถของปรมาณแคตไอออนท งหมดทดนหรอคอลลอยดจะดดยดได มหนวยเปน meq (milliequivalents) ตอ 100 กรมของดน ซงคา CEC สามารถใชเปนหลกเกณฑในการบงบอกลกษณะของเน อดนได โดยทองคประกอบของแรดนเหนยวสงจะมคา CEC สง มกจะเปนเน อดนทละเอยด นอกจากน ดนทมฮวมสเปนองคประกอบมากจะใหคา CEC ทคอนขางสงดวย คาความจในการแลกเปล ยนไอออนบวกของดนจะข นกบชนดของดนน น ๆ เชน ฮวมส มค า CEC เท ากบ 200 ม ลล อคว ว า เลนท (meq) ต อ 100 กร ม มอนตมอร ล โล ไนต ม ค า CEC เท ากบ 100 มลลอคววาเลนท (meq) ตอ 100 กรม และ ไฮดรสออกไซดของเหลกและอลมนม มคา CEC เทากบ 4 มลลอคววาเลนท (meq) ตอ 100 กรม เปนตน (Ross and Lembi, 2009; ทศพล, 2545; ศภมาส, 2545; คณาจารยปฐพวทยา, 2541; ธวชชย, 2540)

2.3.6 การเคลอนทได และความคงทนของสารในดน

12 การเคลอนทของสารก าจดศตรพชในดนจะเกดจากการพาของน าผานดน ซงระหวางการไหลผานในชองดนจะเกดการท าปฏกรยาได อาทเชน การดดซบ การเสอมสลายทางชวะและเคม การดดซมโดยพช เปนตน สารเคมทเคลอนทไดชาจะถกสะสมอยบรเวณผวดน สวนสารเคมอยางพวกไตรอาซนจะถกพาจนเคลอนทเลยช นของรากพช จงท าใหดนเกดการดดยดไวในปรมาณนอยและเกดการชะละลายได ซงการชะละลาย และการไหลบาของน าเปนปจจยส าคญทท าใหสารก าจดศตรพชถกเคลอนยายไปจากดน ส าหรบปจจยทเกยวของกบการเคลอนทไดของสารในดนไดแก ความช นในดน สภาพการละลายไดของสาร และสภาพการดดซบไดของดน เปนตน สวนปจจยทเกยวกบการชะละลายไดของสาร ไดแก ศกยภาพและพลวตของการดดซบ สภาพการละลายไดของสาร การไหลของน าในชองดน การฟงกระจายของอนภาคดนเหนยว และปรมาณน าทไหลผานดน เปนตน การเคลอนยายของสารละลายหรอสารแขวนลอย (ขนาดมากกวา 0.45 ไมครอน) จะข นกบสภาพการละลายไดของสารเปหลก และสามารถเคลอนทไดดวยการแพร (diffusion) ซงการเคลอนทไปกบการไหลของมวล (mass flow) จะเกยวของกบโมเลกลของน าหรอสารลแกนด (ligand) โดยเฉพาะสารลแกนดทเปนอนทรยสาร เชน กรดฟลวค (fulvic acid) และกรดฮวมค (humic acid) เปนหลก (ศภมาส, 2545) 2.4 สารอาทราซน (Atrazine)

สารอาทราซนเปนสารก าจดวชพชทจดอยในกลมของสารไตรอาซน (Triazines) โดยเกดจากสารก าจ ดว ช พชกล มซ ม เมทรคอล ไตรอะซน ( symmetrical triazine) หร อ เอสไตรอะซน (S-triazine) (สกญญา, 2550) สารอาทราซนมโครงสรางหลกทประกอบดวยวงแหวนของไนโตรเจนสามอะตอมสลบกบอะตอมคารบอน เนองจากการทวงแหวนมไนโตรเจนอย 2-3 อะตอมจงเรยกวาอะซน ( azine) แ ล ะ ก า ร จ ด ต า แ ห น ง ข อ ง ไ น โ ต ร เ จ น ท ส ม ด ล ก น จ ง เ ร ย ก ว า เ อ ส ไ ต ร อ ะ ซ น (S-triazine) ซงสารในกลมน จะตางกนทการแทนทในต าแหนงท 2 4 และ 6 ดวยหมคลอรน เมทอกซล และเมทลไธโอ ดงรป 2.3 (พมพภค, 2551) สารอาทราซนถกสงเคราะหข นคร งแรกในป ค.ศ. 1955 โ ด ย Gast Antognini แ ล ะ Day จ า ก น น ไ ด ถ ก น า ม า จ า ห น า ย ใ น เ ช ง พ า ณ ช ย ในป ค.ศ. 1958 และจดเปนสารก าจดวชพชทนยมใชกนมากส าหรบประเทศสหรฐอเมรกา และอก 70 ประเทศทวโลก เนองจากการดดซมของสารอาทราซนทเขาสบรเวณรากของวชพชท าใหเกด การตกคางในดน รวมท งยงท าใหเกดความคงทนในดนและเมอเกดการชะละลายสแหลงน าและแหลงน าใตดนจะท าใหเกดการปนเปอนไดงาย (Douglass et al, 2015) จงท าใหสารอาทราซนถกระงบใชในปต ง แ ต ป ค . ศ . 1991 ใ นประ เทศ แ ถบ ย โ ร ป เ ช นป ร ะ เทศ เ ย อร ม น แล ะ อ ต าล แ ล ะป ค.ศ. 1994 โดย US.EPA (Environment Protection Agency) (Wang, 2003) แตส าหรบในประเทศไทยในปจจบนสารอาทราซนยงคงไดรบความนยมอย ซงอางองไดจากการน าเขาสารก าจดวชพชของประเทศไทย ดงตารางท ก. 1 ซงคณลกษณะเฉพาะของสารอาทราซนสามารถอธบายไดดงตาราง 2.1

13

รปท 2.3 สารก าจดวชพชในกลม Symmetrical triazine (S-triazine) ทมา : Price et al., 2015

ตารางท 2.1 คณลกษณะของสารอาทราซน (Atrazine) ชอสามญ (Chemical name) Atrazine

ชอทางเคม (Chemistry name) 2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine

ชอทางการคา (Trade name) CAS 1912-24-9, ENT 28244, Aatrex, Aatrex 80 W, Atranex, ATratol, Atrazine 80 W, Gasparim, Griffex, Primatol, Vectal

สตรโมเลกล (Molecular formula) C8H14C1N5 น าหนกโมเลกล (Molecular weight) 215.69 กรมตอโมล (g/mol)

สตรโครงสราง (Structural formula )

ลกษณะทางกายภาพ (physical state) ผลกขาวใส ไมมส ไมตดไฟ และไมเปนสารกดกรอน จดเดอดและจดหลอมเหลว (Melting point and boiling point )

จดหลอมเหลว 173-175 องศาเซลเซยส ไมทราบจดเดอด

Log Kow 2.71 Koc (a) 100 Log Kow (b) 2.43 pKa (c) 2.27

14 Henry’s Law Constant 6.13 x 10-8 – 2.45 x 10-7 atm-m3 / mole

ความดนไอ (vapor pressure)

5.7 x 10-8 mmHg ทอณหภม 10 องศาเซลเซยส 3.0 x 10-7 mmHg ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส 1.4 x 10-6 mmHg ทอณหภม 30 องศาเซลเซยส 2.3 x 10-5 mmHg ทอณหภม 50 องศาเซลเซยส และ 0.038 MPa ทอณหภม 50 องศาเซลเซยส (c)

ปรมาตรและขนาด (d) (Molar volume)

169.8 cm3/mol Width 9.6 องสตอม (Ao) Depth 8.4 องสตอม (Ao)

Thickness ~3 องสตอม (Ao)

สภาพการละลาย (solubility)

- ละลายน า 22 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 0 องศาเซลเซยส, 32 มลลกรมตอลตรทอณหภม 25 องศาเซลเซยส 320 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 85 องศาเซลเซยส - ละลายใน N-pentane 360 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส - ละลายใน Petroleum ether 12,000 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส - ละลายใน Methanol 18,000 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส - ละลายใน Ethyl acetate 28,000 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส - ละลายใน Chloroform 52,000 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส - ละลายใน Dimethyl sulfoxide 183,000 มลลกรมตอลตร ทอณหภม 27 องศาเซลเซยส

LD50 3,080 mg/kg ทมา : ทศพล, 2545 Source(a) : Kearney et al. (1998), Source(b) : Llodo et al. (2015) Source(c) : Lesan and Bhandari (2000), Source(d) : Pelekani at al. (2001)

15 หมายเหต : คา LD50 คอ ปรมาณของสารพษคดเปนมลลกรม (mg) ตอกโลกรมของน าหนกสตวทดลอง ทสามารถท าใหสตวทดลองไดรอยละ 50 ของสตวทดลองท งหมด

2.4.1 การใชสารอาทราซนในการเกษตร สารอาทราซนสามาถใชควบคมวชพชท งแบบกอนปลกพชหลก (pre-plant) กอนวชพชงอก (pre emergence) หรอแบบหลงวชพชงอก (post emergence) (พมพภค, 2551) และจดเปนสารเลอกท าลายชนดใชทางดน ซงจะควบคมวชพชใบกวางและวชพชวงศหญา เชน หญานกสชมพ และหญาหางจ งจอก เปนตน และนยมใชกบพชปลกประเภท ออย ขาวโพด ขาวฟาง สปปะรด หนอไมฝรง พชวงศสม กลวย กาแฟ น ามนปาลม และกหลาบ นอกจากน ยงใชเปนสารไมเลอกท าลายในพ นทวางเปลารวมดวย (ทศพล, 2545) จากทกลาวมาขางตนพชไรทนยมใชสารอาทราซนจะสามารถทนทานตอสารเคมได แตสารอาทราซนอาจจะไปท าลายส าหรบพชปลกบางชนดได เชน ผก มนฝรงและพชตระกลถว โดยจะเขาไปยบย งการสงเคราะหแสงของพช (Farruggia et al., 2016) ซงอตราการใชสารอาทราซนโดยเฉลยประมาณ 2.24-4.48 กโลกรมสารออกฤทธตอเฮกตาร (hectare; ha) หรอประมาณ 160-716 กรมสารออกฤทธตอไร (กนกวรรณ, 2553; พมพภค, 2551)

2.4.2 พฤตกรรมในพช

การใชสารผานทางดนท าใหสารอาทราซนสามารถเขาสพชโดยผานทางราก และสามารถผานเขาสทางใบไดเลกนอย จากน นจะเคลอนยายไปสยอดและสะสมในบรเวณเน อเยอเจรญของพช ซงกลไกการท าลายพชของสารอาทราซนจะไปยบย งกระบวนการสงเคราะหแสงของพชท าใหพชมใบซดเหลอง แหงไหม และตายในทสด (ทศพล, 2545)

2.4.3 สารอาทราซนกบพฤตกรรมในดน

จากทกลาวมาในขางตนสารอาทราซนสามารถเคลอนทในดนได และสามารถเกดการปนเปอนในแหลงน าใตดนคอนขางสง ซงสาเหตทท าใหเกดการปนเปอนของสารอาทราซนในแหลงน าและแหลงน าใตดน คอ การชะละลายและการไหลบาของน า ซงปรมาณของสารอาทราซนทสญเสยจากน าไหลบาอยในชวงประมาณ 1.2 – 18 เปอรเซนตของสารท งหมด แตในสภาพทมน าไหลไมมาก เชนฝนตกเปนคร งคราวจะมคานอยกวา 3 เปอรเซนตโดยประมาณ (Wang et al., 2005) ส าหรบคาครงชวตของสารอาทราซนโดยเฉลยจะอยท 60 วน และมความคงทนในดนไดเกน 1 ปหรอมากกวาในสภาพทแหงและเยนและดนทมสภาพเปนกรด ถาหากมการใชสารอาทราซนในพ นทเดมเปนระยะเวลานาน เชนประมาณ 8 - 9 ปกอาจพบการตกคางของสารอาทราซนไดถงสามป การเคลอนทของสารอาทราซนในดนจะเกยวของกบการดดซบของคอลลอยดในดนดวย ถาปรมาณสารอนทรยวตถและ

16 อนภาคดนเหนยวมคาสงจะสงผลใหสามารถดดซบสารอาทราซนไวไดมาก แตการดดซบสารอาทราซนไมใชการดดซบถาวร เนองจากดนสามารถปลอยสารทดดซบออกมาได ซงจะข นกบปจจยภายนอก ตาง ๆ ไดแก ปรมาณการใชสารอาทราซน และคณลกษณะของดน อาทเชน ถาลกษณะของดนเปนชนด clay loam จะเกดการยดเกาะสารอาทราซนไดแนนกวาชนด fine sandy loam รวมไปถง อณหภม ความช น คา pH ของดน คาการละลายน า (คาการละลายน าสงสดคอ 33 มลลกรมตอลตร) และคาสมประสทธการดดยดของสาร (sorption coefficient, Koc) ซงอยในระดบปานกลาง (100 มลลลตรตอกรม) เปนตน (Farruggia et al., 2016 ; Ross and Lembi, 2009) ดงน นกระบวนการดดซบและคายซบของดนจงมผลตอสารอาทราซนในสงแวดลอมและแหลงน าใตดน (Jamil et al., 2010 ; Wabel et al., 2010) ผลจากการศกษาในป ค.ศ. 1995-1998 ไดมการเกบตวอยางน าใตดน จ านวน 131 ตวอยาง ทรฐไอโอวา ประเทศสหรฐอเมรกา พบวามอยางนอย 44 บอทมการปนเปอนของสารอาทราซน จากขอมลสรปไดวาอาจเปนเพราะความคงทนในดนของสารอาทราซนทมากกวาสารก าจดวชพชชนดอน ๆ ในกลมเดยวกน เชน ไซมาซน โพรพรซน และไซยานาซน ท าใหเกดการตรวจพบไดมากกวา (Price et al., 2015) นอกจากน งานวจยของ อรอนงคและคณะ (2554) ยงพบวา มการตกคางของสารอาทราซนในดนของพ นทปลกขาวโพดเล ยงสตวทจงหวดเพชรบรณ ในปรมาณ 0.13-0.18 มลลกรมตอกโลกรม และบรเวณน าทา 4.7 ไมโครกรมตอลตร ซงจากผลการทดลองสรปไดวาสารอาทราซนสามารถเคลอนยายจากบรเวณดนสแหลงน าไดจากการดดซบกบตะกอนของดน 2.4.4 การสลายตวของสารอาทราซน สารอาทราซนสามารถสลายตว ได จากกระบวนการทางกายภาพได เชน การสลายตวดวยแสงภายใตแสงธรรมชาต ทคาความคงทนในดนปานกลาง (t1/2 = 45 วน) ซงจะท าใหโครงรางของสารเปลยนแปลงไปเปนสารประกอบของ 2-chloro-4-isopropylamino-6-amino-s-triazine (DEA) , chlordiamino- s- triazine (DACT) และ 2-chloro-6-ethylamino-4-amino-s-triazine (DIA) (Farruggia et al., 2016) รวมท งสามารถเกดการระเหยได แตเกดในปรมาณนอยมากเมออยในสภาพปกตทวไป ซงการเพมอนทรยวตถจะชวยเพมการยอยสลายของสารอาทราซน ได (สชาดา, 2548) นอกจากน สารอาทราซนยงสามารถยอยสลายทางเคมและชวภาพไดอกดวย โดยการยอยสลายทางชวภาพจะเกดจากการยอยสลายโดยจลนทรยชนด Rhodococcus corallinus ทท าการเปลยนรปของสารประกอบภายในของสารกลม เอสไตรอะซน (S-triazine) แตจลนทรยกลมพวกน ไมสามารถเปลยนรปของสารอาทราซนได (พมพภค, 2551) 2.4.5 ความเปนพษของสารอาทราซน จากขอมลขางตนจะพบวาสารอาทราซนสงผลกระทบตอพช สงมชวตในดน (กลมฟงไจ และแบคทเรยบางชนดในดน) และสงแวดลอมโดยรอบ (ดน และแหลงน าใตดน) ดงน นทาง

17 Environmental Protection Agency (EPA) จงไดระงบใชสารอาทราซนส าหรบพ นททางการเกษตร และจดสารอาทราซนใหอยในระดบความเปนพษประเภท C คออาจเปนสารทกอใหเกดมะเรงแกมนษยได (Ghosh et al.,2012) ซงรายละเอยดความเปนพษของสารอาทราซน อธบายไดดงตอไปน

2.4.5.1 ผลกระทบตอสตวน า และสตวสะเทนบกสะเทนน า เนองจากการไหลบาและการชะละลายท าใหสารอาทราซนสามารถแพรส แหลงน าไดงาย ดงน นอาจท าใหสารอาทราซนสงผลกระทบตอหวงโซอาหารในแหลงน าได เชน แพลงกตอนพชและสตว หอยกาบ และปลา โดยจะสงผลกระทบตอระบบสบพนธ และระบบการเจรญเตบโต อยางในกรณศกษาการวางไขของปลาเทราต (rainbow trout) เมอไดรบสารอาทราซนในปรมาณ 5 และ 50 ไมโครกรมตอลตร พบวาการวางไขลดจ านวนลง ท าใหปรมาณไขปลาทไดลดนอยลงไปดวย (Farruggia et al., 2016) นอกจากน ยงสงผลกระทบตอระบบสบพนธของกบอกดวย โดยจากก า ร ศ ก ษ า ก บ ช น ด American Leopard Frogs พบ ว า เ ม อ ใ ห ส า ร อ า ท ร า ซ น ใ น ป ร ม า ณ 0.1 ไมโครกรมตอลตร ท าใหกบมการเปลยนแปลงทางอวยวะสบพนธเปนแบบสองเพศในตวเดยว (Hayes et al., 2003)

2.4.5.2 ผลกระทบตอมนษย

ส าหร บคน เม อ ได ร บสารอาทราซน ในปรมาณมากจะ เก ดอาการ ปวดทองนอย คลนเหยน อาเจยน และอาจเกดมะเรงไดเมอไดรบสารเปนระยะเวลานาน ส าหรบการยอยสลายท งคนและสตว ปรมาณ 20 เปอรเซนตของสารจะถกขบออกมาภายใน 72 ชวโมง และ 80 เปอรเซนต จะถกดดซมในระบบทางเดนอาหารและเขาสเสนเลอด หลงจากน น 65-75 เปอรเซนต จะถกก าจดในรปของ Urine หรอทางปสสาวะ และอก 15 เปอรเซนต จะถกสะสมในเน อเยอของตบ ไต และปอด (ทศพล, 2545) ดงน นทาง Environmental Protection Agency (EPA) จงไดก าหนดคามาตรฐานของการปนเปอนสารอาทราซนในแหลงน าใหไมเกน 3 ไมโครกรมตอลตร (Wu et al., 2009) และทางสหภาพยโรป (European Community; EU directive) ไดก าหนดคาสงสดของสารก าจดวชพชหน งชนดทยอมรบไดไม เกน 0.1 ไมโครกรมตอลตร (Lupul et al. , 2015; Chingombe et al., 2006)

จากทกลาวมาขางตนจะเหนไดวาผลกระทบจากการใชสารอาทราซนในพ นทการเกษตรน นท าใหเกดการปนเปอนในดน และแหลงน าธรรมชาตได จงมการคดคนวธกา รก าจด สารอาทราซนไมใหปนเปอนสสงแวดลอม อาทเชน การก าจดอาทราซนโดยใชแบคทเรยเซลลอสระและเซลลตรงดวยสารพอลไวนลแอลกอฮอลล (สมนา, 2551) การใชแบคทเรยสายพนธ ADB ในการยอย

18 สลายสารอาทราซน (พมพภค, 2551) การพฒนาตวเรงปฏกรยาโดยการเคลอบเชงกลเพอใชยอยสลายสารอาทราซนทปนเปอนในน าภายใตสภาวะแสงขาว (photocatalysis) (Khamdahsag, P. 2011) เปนตน แตวธการสวนใหญทนยมใชคอ การดดซบ เนองจาก คาใชจายต า และไมสงผลตอสงแวดลอมโดยรอบ โดยจะท าการดดซบดวยวสดดดซบชนดตาง ๆ กน อาทเชน งานวจยของ Wang (2005) ไดท าการศกษาผลกระทบของสารอนทรยในธรรมชาตตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยถานกมมนตแบบเกลด (granular activated carbon; GAC) จากการทดลองในสภาวะแบบแบตช (batch) จากการทดลองพบวา ปรมาณของ GAC ท 10 ไมโครกรมตอกรม มประสทธภาพดดซบสงสด เชนเดยวกบงานวจยของ Chingombe et al (2006) ทไดศกษาการดดซบสารอาทราซนดวยถานกมมนต และ ถานกมมนตสงเคราะหโดยท าการเพมอณหภมและสารเคมเขาไป ไดตวอยางดงน F400 , F400 AN และ F400 NH2 ซงในข นตอนการดดซบแบบแบตช (batch adsorption) พบวาสอดคลองกบสมการของฟรนดช และ F400 AN สามารถดดซบสารละลายอาทราซนไดดทสด ส าหรบงานวจยของ Wabel et al (2010) ไดศกษาพฤตกรรมของสารอาทราซนและมาลาไทออนในดน ดวยกระบวนการดดซบ (Sorption) และการยอยสลาย (Degradation) ในการทดลองแบบ batch experiment ไดทดลองความเขมขนเรมตนของสารอาทราซนและมาลาไทออนท 600 ไมโครกรมตอลตร ในปรมาณ 50 ไมโครโมลตอลตรของสารละลาย CaCl2 และวเคราะหดวยวธ Extraction technique (MAE) โดยใชสารละลาย acetone : hexane ทอตรา 3:2 (v/v) เปนสารชะละลาย ซงพบวาสอดคลองกบสมการแบบ Exponential isotherm มากกวาแบบไอโซเทอรมของ แลงเมยร และฟรนดช เนองจากคา R2 เขาใกล 1 และคา SSE ไมสง และสรปผลไดวาสารละลายอาทราซนมการตกคางในดนมากกวาสารมาลาไทออนตอวน (d-1) เทากบ 0.1053 และมคาครงชวต 68.1 วน สวนงานวจยของ Jamil et al (2011) ไดท าการศกษาไอโซเทอรมการดดซบของสารละลายอาทราซนโดยการเตรยมซโอไลตจากดนเหนยวอยปต (Egyptian kaolin) โดยท าการดดแปรซโอไลตเปน 2 ชนดคอ zeolite x และ zeolite A ใ น ก า ร ด ด ซ บ ส า ร อ า ท ร า ซ น พ บ ว า zeolite x ม ป ร ะ ส ท ธ ภ า พ ใ น ก า ร ดดซบสารละลายอาทราซนไดดกวา zeolite A และสอดคลองกบไอโซเทอรมแบบ Dublin-Radushkevich model เปนตน 2.5 กระบวนการดดซบ (Adsorption) กระบวนการดดซบสารเปนหนงในกระบวนการแยกสาร (separation process) โดยจะแยกสารท ตองการออกจากสารผสมในวฏภาคของไหล (แกส , ไอ , ของเหลว) การดดซบเกด จากแรงกระท า (interaction forces) ระหวางโมเลกลของวสดดดซบ (adsorbent) และสารถกดดซบ

19 (adsorbate) แบงออกเปนการดดซบทางกายภาพ ทมลกษณะเปนแรงดงดดออน ๆ และการดดซบทางเคม ทเกดจากการสรางพนธะทางเคมทแขงแรงกวา ซงกลไกของการดดซบเกดจากการแพรของสารถกดดซบสะสมอยบรเวณพ นผวภายในของวสดดดซบ ท าใหความหนาแนน หรอความเขมขนของสารถกดดซบบนผวของของแขงมคาสงกวาในบรเวณทไกลออกไปในวฏภาคของไหล อธบายไดดงรปท 2.4 โดยทหมายเลข 1 แสดงถงการถายโอนมวลของโมเลกลสารถกดดซบจากวฏภาคของไหลไปยงต าแหนงพ นผวภายนอกของอนภาค หมายเลข 2 คอการแพรภายในอนภาคของสารดดซบ ประกอบดวย การแพรภายในชองวางของรพรน (pore diffusion) หมายเลข 3 คอการแพรไปบนพ นผวภายในรพรน (surface diffusion) และ หมายเลข 4 คอการดดซบบนต าแหนงทเหมาะสมบนพ นผว (adsorption sites) เนองจากการดดซบเปนปรากฏการณพ นผว (surface phenomenon) ดงน นคณลกษณะของวสดดดซบจ าเปนตองมคาพ นทผวจ าเพาะทสง หรอประกอบดวยรพรนขนาดเลกจ านวนมาก เพอใหมพ นทภายในสงตอการดดซบสารตอหนวยน าหนก หรอตอหนวยปรมาตรใหไดในปรมาณมาก ดงน นโครงสรางและสดสวนปรมาตรของรพรนตาง ๆ จะสงผลตอประสทธภาพการดดซบ

1

2

4

3

รปท 2.4 กระบวนการดดซบสารทเกดข นภายในรพรนของวสดดดซบ (ทมา ; ชยยศ, 2554)

2.5.1 ลกษณะของแรงดงดดระหวางโมเลกล (interaction force)

20 จากทกลาวมาขางตน การดดซบเกดจากแรงระหวางโมเลกลของสารถกดดซบกบผวของวสดดดซบ สามารถจ าแนกแรงดงกลาวออกเปน 2 ชนด คอ แรงกายภาพและแรงเคม ซงอธบายไดดงน 2.5.1.1 การดดซบทางกายภาพ (physical adsorption หรอ physisorption) การดดซบแบบกายภาพ คอ การดดซบสารไวบนผวของวสดดดซบดวยแรงกายภาพชนดใดชนดหนง หรอหลายชนดหนงรวมกน มแรงดงดดคอนขางออนและเกยวของกบ แรงแวนเดอรวาลส (van der waals forces) ซงแรงของการดดซบแบบกายภาพแบงไดเปน แรงดงดดระหวางข ว แรงดงดดระหวางประจ และ แรงดงดดมวลระหวางโมเลกลระหวางสารถกดดซบกบผวของวสดดดซบ

นอกจากน ถาสารดดซบแสดงความมข วหรอมประจบนพ นผวของแขงกท าใหเกดสนามไฟฟาสถต (electrostatic field) แผออกจากพ นผวของวสดดดซบได ซงแรงจากสนามไฟฟาจะท าใหเกดการเหนยวน าสงผลใหเกดสภาพมช วในโมเลกลของสารถกดดซบ และท าใหแรงของการดดซบมคาเพมข น โดยลกษณะของวสดดดซบสามารถจ าแนกได 3 ประเภทดงน

(1) กลมทไมมไอออน ไมมประจหรอไมมข ว เชน แกรไฟต (2) สารทมประจบวก เชน สารทมหม OH เปนองคประกอบ

(3) สารทมประจลบ เชน สารทมหม =O หรอ =CO แบงเปน 4 ประเภทดงน

- ล กษณะพนธะแบบซกม า (σ bonds) ได แก กล มของก าซ เฉ อย ไฮโดรคารบอนอมตว

- พนธะแบบพาย (π bonds) ไดแก สารอะโรมาตก สารไฮโดรคารบอนไมอมตว สารอเทอร สารเอมน

- แสดงประจบวกบรเวณดานนอกของโมเลกล - มหมฟงกชนทมความหนาแนนของอเลกตรอนและแสดงประจบวก ไดแก

โมเลกลทมหม –OH หรอ =NH เปนตน ขอสงเกตส าหรบลกษณะของการดดซบแบบกายภาพ คอ เกดการดดซบข น

ไดดทอณหภมปกต สามารถเกดข นไดท งบนผวของวสดดดซบโดยตรง และเกดข นบนช นของโมเลกลของสารถกดดซบทสะสมบนผวของตวดดซบ โดยไมจ ากดจ านวนโมเลกลของสารถกดดซบทซอนทนกน จงมกเรยกการดดซบลกษณะน วา การดดซบหลายช น (multilayer adsorption) และทส าคญการดดซบทางกายภาพเปนกระบวนการทผนกลบได ท าใหสามารถน ากลบมาใชไดใหมเมอสารดดซบทใชเกดการอมตว

21

2.5.1.2 การดดซบทางเคม (chemical adsorption หรอ chemisorption) การดดซบทางเคม คอ การเกดพนธะทางเคมหรอการใชอเลกตรอนรวมกนระหวางโมเลกลของสารถกดดซบกบผวของตวดดซบ ซงแรงยดเหนยวจะเกยวของเกยวกบการแลกเปลยนของอเลกตรอน น าไปสการสรางพนธะเคมระหวางสารถกดดซบและพ นทผวของวสดดดซบ ดงน นแรงดงดดจงมคามากกวาการดดซบทางกายภาพ (specificity) การดดซบทางเคมมกจะเกดไดดหรอเกดข นไดเรวทอณหภมสง ๆ และจะเกดข นเฉพาะบนผวของตวดดซบเทาน น กลาวคอ จะเกดการดดซบแบบช นเดยว (monolayer adsorption) ความรอนในการดดซบแบบเคมจะสงกวาทางกายภาพ ซงขอแตกตางระหวางการดดซบทางกายภาพและทางเคมสามารถสรปไดดงตารางท 2.2 ตารางท 2.2 ขอแตกตางระหวางการดดซบทางกายภาพและทางเคม (ชยยศ, 2554)

ลกษณะความแตกตาง การดดซบทางกายภาพ การดดซบทางเคม

1. คาความรอนการดดซบ

ต า (อยในชวง 20-40 กโลจลตอโมล และมคาใกลเคยงกบคาความรอนของการควบแนนของสารถกดดซบ)

สง (มากกวา 80 กโลจลตอโมล เทยบเทาคาความรอนของปฏกรยาเคม)

2. สภาพจ าเพาะของการ ดดซบ

ไมเจาะจง (สารดดซบหนง ๆ สามารถดดซบสารไดหลายชนด)

มความจ าเพาะเจาะจงสง (เลอกดดซบสารบางชนดข นกบสภาพของเคมพ นผว)

3. ลกษณะการดดซบบน พ นผวของสารดดซบ

เปนแบบช นเดยว หรอหลายช นและไมมการแตกตวของสารถก ดดซบ

เปนแบบช นเดยวเทาน น และอาจเกดการแตกตวของสารถกดดซบได

4. อณหภมของการดดซบ

ดดซบไดดในชวงอณหภมต า ดดซบไดดในชวงอณหภมทกวาง

5. แรงดงดดของการ ดดซบ

ไมมการแลกเปลยนอเลกตรอน แมอาจเกดสภาพมข วของสารถกดดซบจากการกระจายความหนาแนนของอเลกตรอน

มการแลกเปลยนอเลกตรอนซงน าไปสการสรางพนธะเคม ระหวางโมเลกลของสารดดซบและสารถกดดซบ

6. สภาพผนกลบได การดดซบสามารถผนกลบไดและมพลงงานกระตนของการดดซบต า

การดดซบเปนแบบไมผนกลบและมพลงงานของการกระตนของการดดซบสง

22

7. อตราเรวของการ ดดซบ

เรว และถกควบคมโดยความตานทานการถายโอนมวลภายในรพรนของสารดดซบ

ชา และถกควบคมโดยข นตอนของปฏกรยาเคมบนพ นผวภายในของสารดดซบ

2.5.2 สมดลการดดซบสาร (Adsorption Equilibria)

สมดลการดดซบสารบงบอกถงลกษณะไอโซเทอมของความสามารถในการดดซบสารทสภาวะสมดล โดยแสดงความสมพนธระหวางปรมาณการดดซบตอหนวยน าหนกของวสดดดซบในสารละลายทสมผส และมความสมดลกบสารดดซบ หรอกลาวไดวาสมดลการดดซบจะเกดข นเมออตราการดดซบและการคายการดดซบเทากน โดยทคาความเขมขนของสารทถกดดซบในน าเทากบความเขมขนในวสดดดซบทอณหภมคงทหนง ๆ และลกษณะไอโซเทอมเปนตวแทนในการอธบายความสมดลทเกดข น

2.5.3 ไอโซเทอมของการดดซบ (Adsorption isotherms) ไอโซเทอมของการดดซบ คอ กราฟแสดงความสมพนธระหวางปรมาณของสารทถกดดซบตอหนวยน าหนกของวสดดดซบในสภาวะสมดล จากการศกษาของ Giles และคณะ พบวาสามารถจ าแนกลกษณะไอโซ เทอมการดดซบของ เหลว ได เปน 4 แบบ (S, L, H และ C) แสดงดงรปท 2.5 ซงพจารณาจากลกษณะของกราฟทออกมาจากจดก าเนด ส าหรบแบบ S ลกษณะของกราฟจะโคงออกจากแกน X สวนแบบ L จะโคงเขาหาแกน X ซงท งสองแบบน จะมลกษณะคลายกบไอโซเทอมชนดท 3 และ 1 ในการจ าแนกลกษณะไอโซเทอมของการดดซบกาซตามล าดบ ส าหรบไอโซ เทอมแบบ H จะแสดงล กษณะของแร งด ง ด ด ระหว า ง โ ม เ ลก ล ของสารด ดซ บ และ สารถกดดซบทมคาสง ท าใหลกษณะกราฟทไดมความชนสงทความเขมขนต า สวนไอโซเทอมแบบ C จะมลกษณะเปนเสนตรงตลอดชวงความเขมขนของสารถกดดซบในสารละลาย

23

รปท 2.5 ลกษณะไอโซเทอมการดดซบสารละลาย (Xu et al., 2013)

สมการการดดซบสามารถแบงไดเปน 3 วธหลกคอ วธทางจลนพลศาสตร (kinetic approach) , วธทางอณหภมศาสตร ( thermodynamic approach) และ ทฤษฎศกยพลงงาน (potential theory) ในความเปนจรงวสดทน ามาดดซบจะมโครงสรางของรพรนและพ นผวทคอนขางซบซอน ดงน นจงมการปรบเปลยนสมการเพอใหสามารถน ามาใชในการอธบายหรอท านายสมดลการดดซบภายใตสภาวะตาง ๆ ได สามารถอธบายไดดงตอไปน

2.5.3.1 สมการไอโซเทอมแบบวธจลนพลศาสตร มดงน (1) ไอโซเทอมแบบแลงเมยร (Langmuir equation) ใชส าหรบอธบายการดดซบโมเลกลแบบช นเดยว และใชในการอธบายการดดซบของระบบดดซบทางกายภาพ และทางเคม เนองจากมรปแบบสมการทงาย โดยมสมมตฐานการดดซบดงน

- โมเลกลจะถกซบบนพ นททจ ากดของผววสดดดซบ - แตละพ นทของวสดดดซบเหมาะกบโมเลกลทเปน monolayer - พ นทผวของวสดดดซบจะจ ากดปรมาณของโมเลกลทจะดดซบ

- พล งงานของการดดซบจะเหมอนกนทก ๆ พ นท ของวส ดดดซบ (homogeneous surface) จากสมการในตารางท 2.6 เมอน ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางคา qe และ Ce จะไดกราฟเสนตรง ซงสามารถหาคา qmax ไดทจดตดแกน y และคา K ไดจากคาความชนของกราฟ (2) ไอโซเทอมแบบ BET (Brunauer, Emmett และ Teller) เปนการดดซบแบบหลายช น ซงอยใตสมมตฐานเชนเดยวกบสมการของแลงเมยร คอ พลงงานของการดดซบจะมคาคงทไมข นกบปรมาณการดดซบทเพมข น (homogenous surface) และไมมแรงกระท าในแตละช นระหวางสารถกดดซบกบวสดดดซบ นอกจากน ยงใชอธบายในการค านวณหาคาพ นทผวจ าเพาะของสารดดซบดวย

2.5.3.2 สมการไอโซเทอมแบบวธอณหพลศาสตร มดงน (1) ไอโซเทอมแบบกบส (Gibbs isotherm) ใชอธบายความสมพนธระหวางความดนพ นทผวของช นดดซบกบปรมาณของการดดซบ จากไอโซเทอมของกบสสามารถน ามาประยกตเปนไอโซเทอมแบบอน ๆ ได ข นกบรปแบบสมการสถานะของพ นผวของการดดซบ ซงแสดงความสมพนธระหวางความดนเชงพ นผว และความเขมขนของสารถกดดซบบนพ นผว

24 (2) ไอโซเทอมเสนตรง (linear isotherm) เปนการดดซบบรเวณพ นผวในแบบอดมคต คอ โมเลกลของสารถกดดซบไมมขนาด และความเขมขนมคานอยท าใหไมมแรงกระท าตอกน ซงความดนของช นดดซบจะผนตรงกบจ านวนโมล หรอโมเลกลของสารถกดดซบบนพ นทรวมของการดดซบ (3) ไอโซเทอมแบบโวลเมอร (Volmer isotherm) จะมลกษณะคลายไอโซเทอมแบบแลงเมยรแตโมเลกลของสารถกดดซบจะมขนาด และแตกตางทตวคงทของการดดซบ โดยทคาคงท b จะมคาลดลงเมอปรมาณการดดซบเพมข น และทความดนเดยวกนปรมาณของการดดซบจากสมการโวลเมอรมคานอยกวาสมการแบบแลงเมยร

2.5.3.3 สมการไอโซเทอมแบบทฤษฎศกยพลงงาน เปนการน าแนวคดเกยวกบสนามแรงดงดดมาประยกตใชกบระบบดดซบแบบแกส โดยทช นคอนทวรของพลงงานการดดซบ (adsorption potential contour) น ามาแทนทกบช นของการดดซบ และปรมาตรสะสมของช น ดดซบจะข นกบศกย หรอพลงงานการดดซบ เมอน ามาเขยนกราฟจะไดเปน กราฟคณลกษณะ(characteristics curve) ซ งจะแปรผนตรงกบระบบดดซบของแกสและสารดดซบคหน ง ๆ ไอโซเทอมแบบทฤษฎพลงงาน ไดแก ไอโซเทอมแบบดบนน-ราดชเควช (Dubinin-Radushkevich ; DR) สามารถบงบอกถงประเภทลกษณะการดดซบไดวาเปนแบบกายภาพหรอแบบเคม พจารณาไดจาก

สมการในตารางท 2.6 เมอน ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง ln qe และ ε2 จะไดสมการ

เสนตรง ซงคา ε หาไดจากสมการท 2.1

ε2 = RTln (1+1/Ce) (2.1) จากน นสามารถหาคาคงท ln qs ไดจากจดตดแกน y และ คา Kad ไดจากคาความชน และน ามาหาคา E (พลงงาน ; KJ/mol) ไดดงสมการท 2.2 (Piccin et al., 2011)

E = 1

√2Kad (2.2)

ถาคา E มคานอยกวา 8 KJ/mol หมายความวา การดดซบน นเปนแบบกายภาพ (physical adsorption) แตถาคาE อยระหวาง 8-16 KJ/mol แสดงวาการดดซบน นเปนแบบเคม (chemical adsorption) (Blanes et al., 2011)

2.5.3.4 สมการไอโซเทอมแบบสหสมพนธ มดงน

(1) สมการฟรนดช (Freundlich isotherm) ใชอธบายขอมลของการดดซบในชวงความเขมขนปานกลาง และไมสามารถใชอธบายไอโซเทอมแบบเสนตรงทมความดนต าได ไอโซเทอมแบบฟรนดชจะมพลงงานการดดซบบนพ นผวมคาไมคงท (heterogeneous surface) ซง

25 สามารถแบงพ นทผวของการดดซบไดตามระดบของพลงงาน โดยแตละกลมจะเกดการดดซบทเปนอสระตอกน จากสมการในตารางท 2.6 เมอเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางคา log qe และ log Ce จะไดกราฟเสนตรง สามารถหาคา Kf ไดจากจดตดแกน y และคา 1/n ไดจากความชนของกราฟ เมอพจารณาคาคา 1/n จะไดผลสรปวา

ถาคา 1/n เทากบ 1 แสดงวาไอโซเทอมการดดซบเปนแบบเสนตรง ถาคา 1/n นอยกวา 1 แสดงวาความสามารถการดดซบทบรเวณพ นผวของวสดดดซบมปรมาณทจ ากด และ ถาคา 1/n มากกวา 1 แสดงวาบรเวณพ นผวของวสดดดซบมปรมาณมากพอส าหรบการดดซบ (กนกวรรณ พาลกา, 2553) (2) สมการซปส (Sips isotherm) หรอสมการแบบแลงเมยร-ฟรนดช เปนการน าไอโซเทอมแบบฟรนดชมาดดแปลง เนองจากสมการแบบฟรนดชไมสามารถอธบายลกษณะ การดดซบทความดนหรอความเขมขนสง ๆ ได ซงจะมลกษณะคลานไอโซเทอมแบบแลงเมยร แตจะมการเพมคา n เขาไปในสมการ จงเปนสมการแบบ 3 ตวแปร แตขอจ ากดของสมการแบบซปสคอไมสามารถอธบายไอโซเทอมเสนตรงทความดนต า ๆ ได จากสมการในตารางท 2.6 เมอน ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางคา qe และ Ce จะไดสมการแบบ non linear และคาคงท Qs, ns และ Ks

ซงคาคงทสามารถบงบอกถงลกษณะของไอโซเทอมไดกลาวคอ ถาคา ns มคามากกวาแสดงวามความสอดลองกบสมการแบบแลงเมยร และถาคา Qs หรอ Ks มคาใกลเคยงหรอเทากบ 0 กราฟทไดจะสอดคลองกบสมการฟรนดช (Belhachemi and Addoun, 2011) (3) สมการทอธ (Toth isotherm) เปนสมการทสามารถใชอธบายถงไอโซเทอมเสนตรงทความดนต า และแสดงคาคงททความดนสงได นอกจากน สมการของทอธยงประกอบไปดวยตวแปร 3 ตวแปร ดงน นจงสมามารถอธบายสมดลของระบบในกรณทมปรมาณของสารถกดดซบในจ านวนมากได (4) สมการแบบแทมก น (Tampkin isotherm) วสดดดซบจะมลกษณะคลายก บ ไอ โซ เทอมแบบฟร นด ช ซ ง ค า เ ฉพาะจะข น ก บชน ดของว สด ด ดซ บ ( ช ย ยศ , 2554; เดชา, 2552) ส าหรบการพจารณาความเหมาะสมของลกษณะของไอโซเทอมชนดตาง ๆ สามารถหาไดคาสมประสทธการถดถอย (regression coefficient , R2) ทมคาสงทสด จากขอมลขางตนสามารถสรปสมการไอโซเทอมไดดงตารางท 2.3 โดยพจารณาจากรปรางของไอโซเทอมเปนหลก ดงน

25

ตารางท 2.3 สมการไอโซเทอมแบบตาง ๆ

Isotherm Eqution Plot ค าอธบาย

Linear qe = K’HCe qe กบ Ce qe คอ ปรมาณตวถกดดซบบนผวของสารดดซบตอปรมาณสารดดซบทสภาวะสมดล (มลลกรมตอกรม) qm คอ ปรมาณสารทถกดดซบสงสดบนผวของสารดดซบสภาวะสมดล (มลลกรมตอกรม) Ce คอ ความเขมขนของตวถกดดซบทสภาวะสมดล (มลลกรมตอลตร) b คอ คาคงทกบพลงงานในการดดซบ Kf คอ คาคงทของระบบ n คอ คาความหนาแนนการดดซบ qs คอ ความเขมขนอมตวของสารทถกดดซบในน า (มลลกรมตอลตร) KBET คอ คาคงทสมดลการดดซบของ BET

𝜀 คอ ศกยการดดซบ t คอ คาพารามเตอรของสมการ (มคานอยกวา 1)

Langmuir Ce/qe = (1/bqm)+(Ce/qm) Ce/qe กบ Ce

BET Cs

q (1-Cs ) =

KBET-1

(qm)(KBET) Cs+

1

qmKBET

Cs

q (1-Cs ) กบ

1

qmKBET

DR ln (qe) = ln (qs) – K adε2 ln (qe) กบ ε2

Freundlish qe = KFCe 1/n log qe กบ log Ce

Sips qe = qm(KLCe) 1/n

1+(KLCe) 1/n q/qm กบ KLCE

Toth qe = qm(KLCe)

{1+(KLCe)t]1/t q/qm กบ KLCE

Tempkin qe = (RT/bT) ln AT + (RT/bT) ln Ce qe กบ ln Ce

ทมา : ชยยศ , 2554 ; เดชา, 2552

24

25

2.5.4 จลนพลศาสตรการดดซบ แบบจ าลองจลนพลศาสตรของการดดซบแบงออกเปน 2 ประเภทคอ แบบจ าลอง

ปฏกรยาการดดซบ (adsorption reaction model) ทใชอธบายกลไกการดดซบระหวางสารถกดดซบและวสดดดซบ แบงออกเปน 2 สมการคอ pseudo-first order และ pseudo-second order และแบบจ าลองการแพรของการดดซบ (adsorption diffusion model) ทอธบายถงสมการการแพรภายในรพรนของวสดดดซบ รายละเอยดและสมการสามารถอธบายไดดงน

2.5.4.1 แบบจ าลองปฏกรยาการดดซบ (adsorption reaction model)

(1) สมการปฏกรยาอนดบทหนงเทยม (pseudo-first order) แบบจ าลองอนดบหนงเทยมใชอธบายอตราการดดซบของเหลว – ของแขง

โดยทจลนศาสตรการดดซบอนดบปฏกรยาทหนงอยในสภาวะการดดซบทสมดล ความเขมขนของสารละลายจะแปรผนตรงกบเวลาของการดดซบ นอกจากน ยงพจารณาถงสมดลการผนกลบของโมเลกลสารอนทรยทถกดดซบระหวางพ นผวของเหลวและของแขงดวย รวมท งยงสามารถประยกตใชกบการดดซบในระบบทซบซอนได สามารถค านวนหาอตราเรวในการดดซบไดจากสมการท 2.3

(dqt/dt) = K1(qe-qt) (2.3) เมออนทเกรตสมการท 2.3 ทเวลา t = 0 ถง t = t และ qt = 0 ถง qt = qt จะไดดงสมการท 2.4 qt = qe (1-exp (-k1t)) (2.4) จากสมการท 2.4 เมอจดใหอยในสมการเสนตรงจะไดดงสมการท 2.5 ln (qe-qt) = ln qe – K1t (2.5) เมอ qt คอ ปรมาณของสารทถกดดซบตอมวลของวสดดดซบทระยะเวลา t (มลลกรมตอกรม) qe คอ ปรมาณของสารทถกดดซบตอมวลของวสดดดซบทระยะเวลาสมดล (มลลกรมตอกรม) K1 คอ คาคงทของปฏกรยาเทยมอนดบท 1 (นาท-1) t คอ เวลาใด ๆ (นาท) จากสมการท 2.5 เมอน ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง qt และ t จะไดคาคงท qe และ K1 โดยคา K1 จะข นกบความเขมขนเรมตนของสารทถกดดซบ และจะลดลงเมอความเขมขนของสารทถกดดซบในสารละลายเพมข น

(2) สมการปฏกรยาอนดบทสองเทยม (pseudo-second order) แบบจ าลองอนดบสองเทยมใชอธบายการดดซบบนพ นผวของวสดดดซบ

ภายใตสมมตฐาน กลาวคอ เมอเวลาผานไปการดดซบบนวสดดดซบจะคงท และจ านวนต าแหนงบน

26

พ นผวของวสดดดซบทเกดพนธะท งหมดจะข นกบปรมาณของสารทถกดดซบเมอเขาสสภาวะสมดลสมการปฏกรยาอนดบสองเทยมแสดงไดดงสมการท 2.6

(dqt/dt) = K2 (qe-qt)2 (2.6) เมออนทเกรตสมการท 2.6 ทเวลา t = 0 ถง t = t และ qt = qt จะไดดงสมการท 2.7 qt = (qt

2 k22t) / (1+ qe K2t) (2.7) จากสมการท 2.7 เมอจดใหอยในสมการเสนตรงจะสามารถแบงออกไดเปน 4 แบบดงสมการท 2.8 -2.11 (Markandeya et al., 2015) แบบท 1 t/qt = (1/k2 qe

2) + ((1/ qe)t) (2.8)

จากสมการท 2.8 น ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง t/qt และ t

แบบท 2 t/qt = (1/k2 qe2) (1/t) + (1/ qe) (2.9)

จากสมการท 2.9 น ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง 1/qt และ 1/t แบบท 3 1/t = (k2 qe

2)/ qt - (kqe2/ qe) (2.10)

จากสมการท 2.10 น ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง 1/(qt - qt) และ t แบบท 4 1/(qt - qt) = 1/qt + (k2t) (2.11)

จากสมการท 2.8-2.11 เมอเขยนกราฟเสนตรงจะไดคาคงท K2 และ qe (Shukla and Kisku, 2015) ซงคา K2 คอ คาคงทของปฏกรยาเทยมอนดบท 2 (กรมตอมลลกรม-นาท) โดยทคา K2 จะข นกบปจจยการดดซบ ไดแก ความเขมขนของสารทถกดดซบ คา pH ของสารละลาย อณหภม และอตราการกวน (พวงรตนและคณะ, 2557)

27

2.5.4.2 แบบจ าลองการแพรของสารถกดดซบในวสดดดซบ ( intraparticle diffusion model) กลไกการแพรของการดดซบ แบงออกเปน 3 ข นตอน กลาวคอ ข นตอนแรก เปนการแพรของโมเลกลไปยงบรเวณพ นผวของวสดดดซบ (external diffusion) ข นตอนทสอง โมเลกลของสารถกดดซบเคลอนทไปยงภายในรพรนของวสดดดซบ ( internal diffusion, intra-particle diffusion) และข นตอนทสาม จะเกดการดดซบ (adsorption process) แบบจ าลองน อธบายลกษณะการเคลอนทของสารถกดดซบแพรกระจายเขาไปยงรพรนและเกดการดดซบ ซงแสดงไดดงสมการท 2.12

qt = Kit1/2 + C (2.12) เมอ Ki คอ คาคงทอตราเรวในการดดซบของการแพรในรพรน (มลลกรมตอกรม-นาท)

จากสมการท 2.9 เมอเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวาง qt และ t1/2 จะไดคาความชนของกราฟเทากบ Ki และจดตดแกน y คอ คา C ซงคา C จะบงบอกถงผลกระทบจากความหนาของช นฟลมกลาวคอ ถาคา C มคามาก แสดงวาความหนาของช นฟลมมผลตอการดดซบมาก

2.5.5 ปจจยทสงผลตอการดดซบ

ปจจยทสงผลตอกระบวนการดดซบ คอ ธรรมชาตของตวดดซบและตวถกดดซบ ซงอธบาย ไดดงน 2.5.5.1 วสดดดซบ สามารถอธบายไดดงน

จากทกลาวมาขางตนจะเหนไดวาถาตองการดดซบสารในปรมาณทมากจ าเปนตองใชวสดดดซบทมพ นทผวจ าเพาะสง นอกจากโครงสรางของรพรนจะสงผลตอการดดซบแลว เคมพ นผวของสารดดซบ สมบตความเปนข วและหมฟงกชนตาง ๆ กสงผลเชนกน ซงลกษณะของวสดดดซบทมผลตอการดดซบอธบายไดดงน (1.) พ นทผวและโครงสรางของรพรน เนองจากพ นทผวเปนคณสมบตอยางหนงทมผลตอความสามารถของโมเลกลทเปนตวดดซบในการดดซบ นนคอความสามารถในการดดซบจะเพมข นเมอพ นทผวของโมเลกลทเปนตวดดซบมากข น นอกจากน โครงสรางของรพรนกมสวนชวยใหพ นทผวมความสามารถในการดดซบไดเพมข น เพราะ ถาขนาดโมเลกลของสารทถกดดซบสามารถเขาไปในรพรนของโมเลกลของตวดดซบไดการดดซบกจะมประสทธภาพมากข น (2.) ขนาดของวตถ ในกรณทโมเลกลเปนตวดดซบไมมรพรนน นพ นทผวจะเพมข นเมอขนาดลดลงท าใหความสามรถในการดดซบเพมข น (3.) เคมทผวหนา หมฟงกชนนอลเฉพาะทอยบนผวของโมเลกลทเปนตวดดซบจะมคณสมบต ทมผลตอกระบวนการดดซบ

28

2.5.5.2 สารทถกดดซบ สามารถอธบายไดดงน (1.) ความสามารถในการละลาย ถาสารละลายมความสามารถในการละลายไดสงจะเปนตวบงช ถงปฏกรยาของตวท าละลายและตวถกละลาย ท าใหการแพรขยายการดดซบลดลง เพราะกอนทจะเกดกระบวนการดดซบข นจะตองเกดการท าลายพนธะของตวถกละลายและตวท าละลายกอน (2.) น าหนกโมเลกลและขนาดของโมเลกล ถาน าหนกของโมเลกลและขนาดของโมเลกลของสารทถกดดซบเพมข นความสามารถในการดดซบจะเพมข น เพราะการเพมน าหนกของโมเลกลจะเปนผลท าใหความสามารถในการละลายลดลง (3.) ความมข วของโมเลกล ความสามารถในการดดซบจะลดลงเมอความมข วเพมข น เพราะการเพมความมข วจะท าใหความสามารถในการละลายเพมข น (4.) คาของ pH ถา [H+] ลดลง อตราการดดซบจะเรวและมาก เพราะเมอ [H+] เพมข นและยงสามารถเกาะตดผวคารบอนไดด ท าใหคารบอนมสภาพเปนกลางเสมอ เนองจากคารบอนทเปนชนดไมมข วคอนขางจะมประจลบเลกนอย จงท าใหโมเลกลทไมมข วของสารในน ามาเกาะตดทผวคารบอนไดด (5.) ผลของอณหภม ถาอณหภมเพมข น อตราเรวของการดดซบจะเพมข น แตความสามารถในการดดตดผวจะลดลง เนองจากการดดซบเปนปฏกรยาแบบคายความรอน (สนทด, 2552)

29

บทท 3 วธด ำเนนกำรวจย

การศกษาการใชประโยชนจากวสด เหลอใชจากโรงไฟฟาถานหน ( Leonardite) ในการ

ดดซบอาทราซน มวตถประสงคเพอศกษาประสทธภาพและปจจยตาง ๆ ทจะสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต รวมถงการใชประโยชนของลโอนารไดตในการดดซบสารละลายอาทราซนในการทดลองแบบคอลมน ซงรายละเอยดการทดลองสามารถอธบายไดดงน 3.1 กำรเตรยมสำรละลำยอำทรำซนและวสดดดซบ

3.1.1 กำรเตรยมสำรละลำยอำทรำซน

การเตรยมสารละลายมาตรฐานอาทราซนจะเตรยมทความเขมขน 100 มลลกรม ตอลตร (Stock solution) โดยท าการช งผงอาทราซน ปรมาณ 0.1 กรม และน ามาละลายใน สารอะซโตนไนไตรท (Acetonitrile) ปรมาณ 1,000 มลลลตร และเกบ stock solution ของสารละลายอาทราซนไวทอณหภม 4 องศาเซลเซยส

3.1.2 กำรเตรยมวสดดดซบ วสดดดซบทใชในการทดลองจะประกอบไปดวย

1) ลโอนารไดต (LND) ลโอนารไดตทจะน ามาใชในการทดลองไดรบความอนเคราะหจากโรงไฟฟาเหมองถานหนแมเมาะ อ.แมเมาะ จ.ล าปาง โดยน าตวอยางลโอนารไดตไปอบใหแหงดวยตอบทอณหภม 105 องศาเซลเซยส เปนระยะเวลา 3 ชวโมง เพอไลความชน จากนนท าการบดลโอนารไดตขนาดใหญใหมขนาดเลกดวยเครองบดไฟฟา แลวท าการใสตวอยางลโอนารไดต ประมาณ 50 กรม ในเครองรอนคดขนาด (Sieve size) ปรบความเรวเครองเขยาเทากบ 60 รอบตอนาท เปนระยะเวลา 10 นาท ซงการทดลองครงนไดใชตะแกรงเบอร 40, 60, 80, 100 และถาดรอง (pan) จากนนท าการคดเลอกและเกบตวอยางลโอนารไดตทไดจากการคดขนาดไวททปราศจากความชนเพอใชในการทดลองตอไป ส าหรบการศกษาคณสมบตพนฐานและลกษณะเฉพาะของลโอนารไดต สามารถอธบายไดดงตารางท 3.1

2) ดนจากพนทการเกษตร สมเกบตวอยางดนจากพนทท าการเกษตร และน าดนทงหมดมาผสมกน จากนนน าไปอบใหแหงดวยตอบทอณหภม 105 องศาเซลเซยส เปนระยะเวลา 3 ชวโมง เพอไลความชนและน าดนทปราศจากความชนมาคดขนาด ซงขนาดทเลอกใชจะอยในชวง 10 เมช (mesh) (ขนาด 2 มลลเมตร) จากนนท าเกบตวอยางดนไวททปราศจากความชนเพอใชในการทดลองตอไป ส าหรบ การวเคราะห

30

คณลกษณะทางกายภาพของดนประกอบไปดวย คาความเปนกรด-ดาง (pH) รอยละความชน (% moisture) ชนดของดน (soil texture) อนทรยวตถในดน (organic matter; OM) และการแลกเปลยนแคตไอออน (cation exchange capacity ; CEC) ซงวธวเคราะหแสดงไดดงตารางท 3.1 ตำรำงท 3.1 การวเคราะหคณลกษณะของวสดดดซบ

คณลกษณะ เครองมอทใชในกำรวเครำะห วธกำรวเครำะห/มำตรฐำน

1.ความชน (%) เครองมอทใชคอ Universal Oven (ภายใตอณหภมท 103-105 องศาเซลเซยส)

อางองมาตรฐานการวเคราะหของ ASTM D 2216

2. คาความเปน กรด-ดาง (pH)

เครองมอทใชวเคราะหคอ pH meter

อางองมาตรฐานการวเคราะหของ ASTM 4972

3 ขเถา (Ash, %) เครองมอวเคราะห TGA /DSC 1 (ภายใตชนบรรยากาศของ N2 ทอณหภม 50-900 องศาเซลเซยส)

อางองการวเคราะหของ Thermogravimetric Analysis (TGA)

4.ขนาดรพรนและพนทผวในการดดซบ

เครองมอวเคราะห Quantachrome autosorb automated (ภายใตชนบรรยากาศของ N2 ทอณหภม 110 องศาเซลเซยส)

อางองการวเคราะหของ Brunauer, Emmett and Teller (BET)

5. C, H, O, N (%) เครองมอวเคราะห 628S / CHN628 LECO

วเคราะหปรมาณ Carbon, Hydrogen, Oxygen , Nitrogen , Sulfer

6.ปรมาณธาตองคประกอบทอยในตวอยาง

เครองมอวเคราะห ED-XRF (XGT-5200 ,Horiba) ท x-ray tube volume เทากบ 50 KV

อางองการวเคราะหของ X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF)

7.โครงสรางของผลก และองคประกอบของธาตทมอยในตวอยาง

เครองมอวเคราะห XRD D2

Phaser, Bruker ท 2θ (15O- 80O) และ Cu Tube เทากบ 1.54184 องสตรอม [A O]

อางองการวเคราะหของ X-ray powder diffraction (XRD)

31

8.ภาพถายอนภาคของ Leonardite

เครองมอวเคราะห Scanning Electron Microscope (JEOL/JSM-6010)

วเคราะหแบบ Scanning Electron Microscope (SEM)

9.CEC สงตวอยางวเคราะห อางองการวเคราะหของ Ammonium saturation method

10. อนทรยวตถในดน (OM) สงตวอยางวเคราะห อางวธวเคราะหของ Walkey and Black ตามมาตรฐาน ASTM D 2974-87

32

ส าหรบการศกษาสภาวะแวดลอม ระยะเวลาทเหมาะสมตอการดดซบ และประสทธภาพในการดดซบสารอาทราซนจะไดจากการทดลองแบบ batch studies จากนนจะน ามาประยกตใชในการทดลองแบบคอลมน (column studies) ซงสามารถอธบายขนตอนการด าเนนงานไดดงรปท 3.1 รปท 3.1 รปแบบและขนตอนของการด าเนนงานวจยในขนตอน batch studies และcolumn studies

3.2 กำรทดลองแบบแบตช (Batch studies)

3.2.1 กำรศกษำจลนพลศำสตรกำรดดซบสำรละลำยอำทรำซน การศกษาจลนพลศาสตรของสารอาทราซนมวตถประสงค เพออธบายถงแบบจ าลองการเกดปฏกรยาเคมในกระบวนการดดซบระหวางวสดดดซบและสารอาทราซน การทดลองนจะท าการทดลองทระยะเวลาตงแต 2 , 4 , 8 , 12 , 22 , 28 , 34 , 46 , 58 และ 73 ชวโมง โดยน าวสดดดซบบรรจลงในขวดชนด EPA ขนาด 40 มลลลตร ตอปรมาตรสารอาทราซน 25 มลลลตร จากนนท าการเขยาดวยเครอง reciprocating shaker ท 200 รอบตอนาท ซงการทดลองนจะทดลองทอณหภมหอง จากนนท าการเกบ

ขนตอนกำรทดลอง

กำรทดลองแบบแบตช

การศกษาจลนพลศาสตร

การศกษาปจจยทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน

- ศกษาคาความเขมขนเรมตนของสารละลาลายอาทราซน

- ศกษาคาความเปนกรด-ดาง

- ศกษาอณหภม

การศกษาไอโซเทอมการดดซบ

สารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต

การศกษา

breakthrough curve

กำรทดลองแบบคอลมน

การสกดสารอาทราซน

จากวสดดดซบ

33

ตวอยางไปวเคราะหดวยเครองมอวเคราะห HPLC และท าการทดลองทงสน 3 ซ า ซงรายละเอยดการทดลองแสดงไดดงรปท 3.2

รปท 3.2 ขนตอนการศกษาจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน 3.2.2 กำรศกษำคำไอโซเทอมในกำรดดซบ

การศกษาไอโซเทอมมวตถประสงคเพอศกษาลกษณะและประสทธภาพการดดซบของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต ซงจะท าการเกบน าตวอยางทระยะเวลา 24 ชวโมง จากนนน าไปวเคราะหปรมาณสารอาทราซนดวยเครอง HPLC โดยท าการทดลองทงสน 3 ซ า รายละเอยดแสดงไดดงรปท 3.3

รปท 3.3 ขนตอนการศกษาลกษณะไอโซเทอมการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดต

เตรยมสารอาทราซนทความเขมขน 4.0 มลลกรมตอลตร

ชงวสดดดซบในปรมาณตางๆกน คอ 0.2 , 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2 และ1.4 กรม

จากนนน าไปเขยาทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท และท าการเกบ

สารละลายตวอยางไปวเคราะห

เตรยมสารอาทราซนทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร

ชงวสดดดซบ (ลโอนารไดต) ในปรมาณตางๆกน คอ 0.2, 0.4 และ 0.8 กรม

จากนนน าไปเขยาทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท และท าการเกบสารละลาย

ตวอยางทระยะเวลาตางกนไปวเคราะหดวยเครองมอวเคราะห HPLC

34

3.2.3 กำรศกษำปจจยทสงผลตอกำรดดซบสำรละลำยอำทรำซน (effects of adsorption) การทดลองหาปจจยทสงผลตอการดดซบสารอาทราซน ไดแก ศกษาความเขมขนเรมตน

ศกษาความเปนกรด-ดาง และ ศกษาอณหภมทสงผลตอการดดซบสารอาทราซน ซงทก ๆ การทดลองจะท าการทดลองทงสน 3 ซ า และเกบสารละลายตวอยางท 24 ชวโมง ไปวเคราะหหาปรมาณสารละลายอาทราซนดวยเครองมอวเคราะห HPLC โดยมรายละเอยดดงตอไปน

1) การศกษาคาความเขมขนทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน การศกษาผลของคาความเขมขนของสารละลายอาทราซนจะศกษาทความ

เขมขน 8.0, 4.0, 2.0, 1.0, 0.5 และ 0.25 มลลกรมตอลตร และปรมาณวสดดดซบท 0.4 กรม จากนนท าการเกบน าตวอยางและน าไปวเคราะหหาปรมาณสารอาทราซนตอไป 2) การศกษาผลของคาความเปนกรด-ดาง (pH) ทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน

การทดลองนจะก าหนดคาพเอชในการทดลองเปน 3 , 5 , 7 , 9 และ 11 ทอณหภมหอง โดยจะเลอกใชความเขมขนของสารละลายอาทราซนเทากบ 2.0 มลลกรมตอลตร และปรมาณสารดดซบ 0.4 กรม จากนนเกบน าตวอยางและน าไปวเคราะหหาปรมาณสารอาทราซนตอไป

3) การศกษาผลของอณหภมทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน การศกษาผลของอณหภมทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนจะศกษาทความเขมขน 2.0 มลล กร มตอล ตร และปรมาณวสดด ดซบท 0.4 กรม ท อณหภม ระหว า ง 15, 20 , 25, 30, 35, 40, 45 และ 50 องศาเซลเซยส โดยน าวสดดดซบบรรจลงในขวดรปชม พ (Erlenmeyer flask) ขนาด 250 มลลลตรโดยทปรมาตรของสารอาทราซนเทากบ 100 มลลลตร จากนนท าการเขยาดวยเครอง orbital shaker ท 200 รอบตอนาท ตลอดการทดลอง จากนนท าการเกบน าตวอยางและน าไปวเคราะหหาปรมาณสารอาทราซนตอไป 3.3 กำรเกบสำรตวอยำงจำกกำรทดลองแบบแบตช (Batch studies) การเกบสารตวอยางจากขวด EPA Vials และ Erlenmeyer flask ไปวเคราะหดวยเครองมอวเคราะห HPLC สามารถอธบายไดดงขนตอนตอไปน

1) ท า ก า รด ด ส า รต ว อย า ง จ า กขว ด EPA vials ห ร อ Erlenmeyer flask ใ นป ร ม า ต ร 1 มลลลตรส าหรบการวเคราะหดวย HPLC แลวบรรจสารตวอยางลง Micro centrifuge tube ขนาด 1 มลลลตร

2) น าสารตวอยางไปปนเหวยงดวยเครอง Centrifuge ทความเรวรอบ 14,000 รอบตอนาท เปนระยะเวลา 10 นาท เพอแยกตะกอนของวสดดดซบออกจากสารละลายอาทราซน

35

3) เนองจากสารอาทราซนจะไมถกดดซบกบวสดชนด nylon (Ghosh et al., 2012) จงท าการกรองสารตวอยางดวย Nylon filter 0.45 ไมครอน (µm) ผานทางกระบอกฉดยา จากนนบรรจลงขวด vials เพอน าไปวเคราะหดวยเครอง HPLC ตอไป 3.4 กำรทดลองแบบคอลมน (column studies)

การทดลองแบบคอลมน ม ว ตถประสงค เ พ อ ศกษาการน าล โอนาร ไดต มาประย กต ใชกบสถานการณทสารละลายอาทราซนมการปนเปอนกบดนในพนทการเกษตร และปองกน ไม ให ส ารอาทราซน เก ดการปนเป อนส แหล งน า ใต ด น รวมถ งการศ กษาประส ทธ ภ าพ ใน การดดซบสารอาทราซนดวยวสดดดซบชนดทแตกตางกน ซงคอลมนทใชในการทดลองเปนคอลมนชนดอะครลกเนองจากวสดประเภทอะครลกจะไมเกดการดดซบสารละลายอาทราซน (Topp et al., 1992) โดยคอลมนทเลอกใชมขนาดเสนผานศนยกลาง 7.4 เซนตเมตร ความสง 30 เซนตเมตรระยะหางระหวาง sampling port 5 เซนตเมตร มลกษณะการไหลแบบหนงทศทาง ดงรปท 3.4 การทดลองแบบคอลมนจะใชอณหภมหอง และเกบตวอยางสารละลายบรเวณชองทางน าออกดานลาง โดยจะควบคมการไหลของสารละลายดวยปมชนดรด (Peristaltic Pump)

รปท 3.4 รายละเอยดชดทดลอง column test

36

ส าหรบวสดดดซบทจะน ามาใชในการทดลองแบบ Column studies แบงออกเปนดงน

A และ AA คอ ดนจากพนทการเกษตรผสมเปนเนอเดยวกนกบลโอนารไดตในอตรา 1.0 : 1.0 และ 1.0 : 0.5 ตามล าดบ B และ BB คอ ดนจากพนทการเกษตรและลโอนารไดต ทอตรา 1.0 : 1.0 และ 1.0 : 0.5 ตามล าดบ (โดยมลโอนารไดตอยระหวางกลาง) C คอ ดนจากพนทการเกษตร D คอ ทรายออตตาวา (Ottawa sand) 3.4.1 กำรศกษำ Breakthrough curve การศกษา Breakthrough curve จะท าการทดลองเปรยบเทยบระหวาง สาร tracer ส าหรบก า ร ท ด ล อ ง น ค อ ส า ร โ บ ร ไ ม ด ( KBr) ท ค ว า ม เ ข ม ข น 2. 5 ม ล ล ก ร ม ต อ ล ต ร แ ล ะ สารอาทราซน (ATZ) ทความเขมขน 10 มลลลกรมตอลตร โดยวสดดดซบทใชคอ A, B, C และ D และปลอยใหสารละลายไหลผานคอลมนแบบไมอมตวดวยน า (Unsaturated) ดวยอตราไหล 2.4 ลตรตอนาท ท าการเกบตวอยางสารละลายทบรเวณปลายทอทก ๆ 1 ชวโมง ซงขนตอนการเตรยมการทดลองมดงตอไปน 1) บรรจวสดดดซบททราบความหนาแนน (กรมตอ ลบ.ม) ลงในคอลมน 2) ท า ก า ร equilibrate ด ว ย electrolyte ( ส า ห ร บ ก า รท ดล อง น ค อ แคล เ ซ ย ม คลอไรด; CaCl2) เปนระยะเวลา 840 นาท 3) หลงจากนนท าการปลอยสารละลายทตองการศกษา (ในการทดลองนคอโพแทสเซยมโบรไมด; KBr หรอสารอาทราซน; Atrazine) เปนระยะเวลา 420 นาท เขาสคอลมน 4) ท าชะสารออก (background solution) ดวยแคลเซยมคลอไรด (CaCl2) เปนระยะเวลา 1,260 นาท ส าหรบการทดลองสารละลายโพแทสเซยมโบรไมด และ 2,100 นาท ส าหรบการทดลองสารละลายอาทราซน 5) การวเคราะหสารโพแทสเซยทโบรไมด (KBr) จะวเคราะหดวยเครองมอวเคราะหแบบ Ion Chromatography (IC) และวเคราะหความเขมขนของสารอาทราซนดวยเครองมอวเคราะหแบบ HPLC

37

3.4.2 กำรสกดสำรอำทรำซนจำกวสดดดดซบ จากการทดลองแบบคอลมนท าการวเคราะหปรมาณสารอาทราซนทหลงเหลออยในวสดดดซบดวยเทคนคแบบ liquid-liquid phase extraction ซงดดแปลงจากการทดลองของ Murphy (2009) โดยมขนตอนดงตอไปน 1) ว ส ด ด ดซ บท ผ า นการทดลองแบบคอล มน 85 กร ม น า มาสก ดด ว ยส า ร เอทลอะซเตต (ethyl acetate) 40 มลลลตร และ เตมสาร Anhydrous sodium sulpate ในปรมาณ 1 กรม 2) จากนนเขยาดวยเครองเขยาเปนเวลา 3 ชวโมง 3) น า ethyl acetate ไประเหยใหแหงทอณหภมหอง 4) เตมสารละลาย Acetonitrile ปรมาณ 10 มลลลตร แลวน าไปวเคราะหผลดวยเครองมอวเคราะห HPLC

นอกจากนท าการวเคราะหคา moisture content ดวยเชนกน โดยหลงจากการทดลองคอลมนน าว สดด ดซบมาผสมกนและน าต วอย า งท ทร าบน าหนกท แนนอนประมาณ 5 กรม ไปอบในตอบท อณหภม 105 องศาเซลเซยส เปนระยะเวลา 3 ชวโมง ท าการชงน าหนกจนกวา จะไดคาน าหนกทคงท และค านวนหาคาปรมาณความชน 3.5 กำรเกบสำรตวอยำงจำกกำรทดลองแบบคอลมน กำรศกษำ Breakthorugh curve เรมเกบน าตวอยางทระยะเวลาตงแต 630 นาท เปนตนไป จากบรเวณปลายทอน าออก ทก ๆ ชวโมงจนถงระยะเวลา 2,520 นาท ส าหรบสารละลายโพแทสเซยมโบรไมดและ 3,360 นาท ส าหรบสารละลายอาทราซน จากนนน าขอมลทไดมาสรางกราฟเปรยบเทยบระหวางสารละลายอาทราซนและสาร tracer (สารโบรไมด) เพอวเคราะหลกษณะของการไหลของสารในวสดดดซบตางชนดกน 3.6 ก ำ ร ว เ ค ร ำ ะ ห ส ำ ร ล ะ ล ำ ย อ ำ ท ร ำ ซ น ด ว ย เ ท ค น ค High Performance Liquid Chromatography (HPLC) การว เ คราะหปร มาณสารละลายอาทราซน ด วย เทคน ค High Performance Liquid Chromatography (HPLC) โดยมรายละเอยดทเลอกใชตลอดทงการทดลอง ดงตอไปน สภำวะทใชในกำรทดลอง

ส าหรบสารชะ (Mobile phase) จะใชสารอะซโตนไนไตรล (Acetonitrile ชนด HPLC grade) และน าดไอออน (DI Water) ในอตราสวน 60 ตอ 40 และใชคอลมนชนด ACE C-18 (5 ไมครอน; µm) ขนาด 4.6 x 250 มลลเมตร

38

กำรใชเครองมอวเครำะห HPLC เมอเปดเครองมอวเคราะหแลวท าการตงคาระบบ โดยใหสาร inject ท 20 ไมโครลตร

(µl) เลอก UV-VIS Detector ทความยาวคลน 220 นาโนเมตร และท าการไลอากาศในระบบโดยปรบอตราไหล (Flow rate) เปน 5 มลลลตรตอนาท หลงจากนนปรบคาอตราการไหลทจะท าการวเคราะหตวอยางเทากบ 1 มลลลตรตอนาท รอใหกราฟ baseline คงท จงท าการฉดสารละลายตวอยางเพอหาคาความเขมขนของสารโดยเทยบกบคามาตรฐาน (standard curve) 3.7 เครองมอ อปกรณ และสำรเคม 3.7.1 เครองมอทใชในกำรทดลอง มดงน 1) เคร องร อนคดแยกขนาด ( sieve shaker) ชนด AS200 digit ความถ 50 Hz, 230 V ± 5 % รน D-42781 ยหอ Retsch HAAN, Germany 2) เครองเขยาสาร Orbital Shaker ยหอCertomat, B.Braun Biotech Inter National 3) เครองเขยาสาร Reciprocating Shaker ยหอ Heidolph UNIMAX 1010 4) เครองบดหยาบ ความถ 50 HZ ก าลง 750 W รน Gmbh D-42781 ยหอ Retsch HAAN, Germany 5) เครองชงสารความละเอยดทศนยม 4 ต าแหนง รน ML204 ยหอ Mettler Toledo

6) เครองเหวยงตะกอน (Micro Centrifuge) สามารถเหวยงตะกอนไดสงสด 14,000 รอบตอนาท รน NF 048 MC ยหอ NUVE 7) เครองวดความเปนกรด-ดาง (pH meter) รน 744 pH meter ยหอ Metrohm 8) ตอบลมรอน (Universal Oven) ยหอ Memmert 9) เครองมอว เคราะห High Performance Liquid Chromatography (HPLC) รน HPLC 1260 Infinity software ทใชคอ chem station open lab ยหอ Agilent Technologies 10) เครองวเคราะห X-ray powder diffraction (XRD) รน D2 Phaser ยหอ Bruker 11) เครองวเคราะห X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF) รน XGT5200 ยหอ Horiba 12) เครองวเคราะห C, H, O, N และ S รน CHN 628 และ 628 S ยหอ LECO 13) เครองวเคระหพลงงานและปรมาณ รน TGA/DSC 1 ยหอ Mettler Toledo 14) เ ค ร อ ง Scanning Electron Microscope ใ ช ว เ ค ร า ะห ธ า ต แ ล ะถ า ย ภ า พ แบบ EDX รน JSM-6010 ยหอ JEOL 15) เครอง Ion Chromatography (IC) รน ICS-5000

39

3.7.2 อปกรณทใชในกำรทดลอง 1) คอลมภอะครลก ขนาด 30 cm x 5.4 cm 2) HPLC Column ACE C-18 (5 µm) ขน าด 4. 6 x 250 mm ขอ ง Advanced Chromatography Technologies Ltd. (ACE)

3) Micro Centrifuge Tube ขนาด 1.5 ml 4) EPA Vials ขนาด 40 ml 5) Nylon syringe filter ขนาด 0.45 µm 6) กระบอกฉดยา ขนาด 5 ml 7) Vials ขนาด 1.5 ml 8) อปกรณเครองแกวตาง ๆ 9) Peristaltic Pump ชนด Shenchen pump YZ 1515 X รน BT 100 N 10) สายยางชนด Viton ขนาด 1.6 mm

3.7.3 สำรเคมทใชในกำรทดลอง

1) สารปราบศตรพชอาทราซน (Atrazine) ทมความบรสทธรอยละ 98.1 ผลตโดยบรษท Chem service 2) Methanol (MeOH) ชนด HPLC Grade ผลตโดยบรษท RCI labscan 3) Acetonitrile ชนด HPLC Grade ผลตโดยบรษท RCI labscan 4) Sodium hydroxide (NaOH) ความบรสทธรอยละ 98 ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 5) Sodium chloride (NaCl) ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 6) Hydrochloric Acid (HCl) ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 7) Potassium hydrogen phthalate (KHP) ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 8) Potassium dihydrogen phthalate (KH2PO4) ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 9) Sodium tetraborate ( Na2B4O7) ย ห อ Carlo ERBA Reagents จ า ก บ ร ษ ท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล

40

10) Sodium bicarbonate (NaHCO3) ย ห อ Carlo ERBA Reagents จ ากบ ร ษ ท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 11) Dichloromethane, CH2Cl2 ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล 12) Ethyl Acetate (C4H8O2) ยหอ Carlo ERBA Reagents จากบรษท Integration in Dasit Group S.P.A. จากประเทศ อตาล

41

บทท 4 ผลการวจย

4.1 การศกษาคณลกษณะของวสดดดซบ

4.1.1 คณลกษณะของลโอนารไดต (LND) การศกษาองคประกอบของลโอนารไดต ไดท าการวเคราะหลกษณะทางกายภาพ และ

องคประกอบเคม เพอน าขอมลตาง ๆ มาใชประกอบการตดสนใจในการเลอกใชลโอนารไดตมาเปนวสดดดซบสารละลายอาทราซน โดยขอมลทไดจากการวเคราะหแสดงในตารางท 4.1

ตารางท 4.1 คณลกษณะของลโอนารไดต (Leonardite)

คณลกษณะ หนวย คาทได moisture เปอรเซนต 7.11 pH (lnd : น า) - 2.85 pH (lnd : KCl) - 2.34 % C เปอรเซนต 16.54 % H เปอรเซนต 3.12 % O เปอรเซนต 26.67 % N เปอรเซนต 0.88 % S เปอรเซนต 4.35 Chemical composition - SiO2 - Si3 - Al2O3 - Fe2O3 - CaO

เปอรเซนต

43.89 21.80 19.18 9.96 2.76

CEC (Cation exchange capacity ) cmol/kg 59.89 OM (Organic matter) เปอรเซนต 40.53 BET surface area ตร.ม ตอกรม 13.59 Pore volume ลบ.ม ตอกรม 7.5512x 10-2 Pore dimeter นาโนเมตร 21.648

42

ซงขอมลทไดจากจากตารางท 4.1 สามารถเปรยบเทยบคณสมบตของลโอนารไดตกบคามาตรฐานจาก International Humic Substances Society (IHSS) และงานวจยอน ๆ ไดดงตารางในภาคผนวก ข.1 และสามารถสรปผลการทดลองไดดงตอไปน

4.1.1.1 คณลกษณะทางกายภาพ

1. ลกษณะการวเคราะหพ นทผวของลโอนารไดต การวเคราะหพ นทผวของลโอนารไดต จะพบวาลโอนารไดตมพ นทผวประมาณ 13.59 ตร.ม ตอกรม ปรมาตรของรพรนเทากบ 7.5512 x 10-2 ลบ.ม ตอกรม และขนาดของรพรนเทากบ 21.648 นาโนเมตร และเมอจ าแนกขนาดของรพรนจะพบวาลโอนารไดตจดเปนรพรนขนาดกลาง คอมขนาดรพรนอยระหวาง 2-50 นาโนเมตร ซงรพรนกลางและขนาดใหญจะมบทบาทตอการดดซบคอนขางนอย แตจะท าหนาทเปนทางผาน (path way) ใหสารละลายอาทราซนเขาไปยงบรเวณโพรงดานในของลโอนารไดต ซงอยลกเขาไปในโครงสรางภายในของอนภาค (ชยยศ ต งสถตยกลชย, 2554) โดยทพ นทผวและรพรนมความส าคญตอการดดซบของสารละลาย กลาวคอ การดดซบของสารละลายจะเกดข นไดด ทวสดดดซบมพ นทผวจ าเพาะสง และมรพรนขนาดเลกเปนจ านวนมาก นอกจากน ความสามารถในการดดซบ ยงข นกบ ขนาดการกระจายตวของขนาดรพรน และ เคมพ นผวของสารดดซบอกดวย ซงจะรวมถงคณสมบตของสารมข ว และหมฟงกชนตาง ๆ ( surface functionality) ทปรากฏบนพ นผวดวย

ก.) ลโอนารไดต ข.) ก าลงขยาย 50 เทา ค.) ก าลงขยาย 100 เทา

รปท 4.1 ลกษณะสณฐานของลโอนารไดตดวยเครองมอวเคราะหแบบ SEM

43

จากลกษณะรปถายในรปท 4.1 (ข.) ทก าลงขยาย 50 เทา ลโอนารไดตมลกษณะสณฐานเปนรปสเหลยม เรยงกนไมเปนระเบยบ และเมอท าการขยายรปเปน 100 เทา จะพบวาเกดรอยแตกในสวนของบรเวณพ นทผวทวท งช นงาน และมชองวางจ านวนมากระหวางรอยแตก ซงการเกดของรอยแตกอาจเกดจากการเผาใหความรอนทอณหภมสงในกระบวนการผลต เนองจากลโอนารไดตเปนวสดเหลอใชทไดจากการท าไฟฟาโดยใชถานหนลกไนตเปนวสดหลก ส าหรบการวเคราะหองคประกอบของธาตดวยเครองวเคราะหแบบ XRD (X-ray diffraction) พบวาแรธาตท เปนองคประกอบหลกไดแกควอตซ (Quartz) และ ยปซม (Gypsum) แสดงไดดงรปภาพท 4.2

รปท 4.2 แรธาตทเปนองคประกอบของลโอนารไดตจากเครองมอวเคราะหแบบ XRD 4.1.1.2 คณลกษณะทางเคม

1. คาความช น (moisture, %) จากตารางท 4.1 จะพบวา คาความช น (moisture, %) ของลโอนารไดตทไดจากการวเคราะหโดยการน าไปอบทอณหภม 105 องศาเซลเซยส มคาเทากบ 7.11 เปอรเซนต เมอน ามาค านวณหาปรมาณของของแขงท งหมดจะไดเทากบ 92.89 เปอรเซนต ซงสอดคลองกบการว เคราะหปรมาณเถาดวยเครองมอว เคราะหแบบ Thermogravimetric Analysis โดยพบวา ลโอนารไดตท ไดจากการทดลองมการเปลยนแปลงน าหนกในชวงแรกท อณหภม 50 - 105 องศาเซลเซยส ในปรมาณ 94 เปอรเซนต โดยประมาณ ซงเกดจากการสญเสยของน าทดดซบอยบนพ นผวของลโอนารไดต ส าหรบอณหภม 103-180 องศาเซลเซยส มคาเทากบ 85 เปอรเซนตโดยประมาณ ซงเกดจากสารอนทรยทระเหยงายบางสวน และทอณหภม 850-900 องศาเซลเซยส มคาประมาณ 60 เปอรเซนต ซงมคาใกลเคยงกบงานวจยของ Ausavasukhi et al (2016) และ

44

Chammui et al (2014) คอทอณหภมประมาณ 300 – 900 องศาเซลเซยส เกดการสญเสยของสารประกอบอนทรยและธาตประกอบอน ๆ ประมาณ 40.55 เปอรเซนต แสดงไดวาสารอนทรยวตถทเปนองคประกอบอยาง กรดฮวมค ฟลวค และฮวมนไดเปลยนเปนองคประกอบของคารบอนและเกดการสลายตวทความรอนสง ๆ ดงน นการเปลยนสภาพดวยความรอนโดยผานกระบวนการ คารบอไนเซชนจะท าใหโครงสรางของสารอนทรยในลโอนารไดตเกดการเปลยนแปลง และอาจจะสงผลตอการดดซบได เนองจากรพรนมมากข น (Ausavasukhi et al., 2016) 2. คา pH การว เคราะหคา pH ท ไดจากวธการใชล โอนารไดตตอโพแทสเซยม คลอไรด (KCl) และน าทอตราสวนเทากน จะพบวาคา pH ทไดจากลโอนารไดตตอสารโพแทสเซยมคลอไรดจะมคาความเปนกรดทต ากวาประมาณ 0.2-0.5 ของหนวย pH ซ งการใชโพแทสเซยม คลอไรด (KCl) จะท าใหทราบถงปรมาณกรดจรงและกรดแฝง รวมถงชวยลดคาแปรปรวนทอาจเกดจากปรมาณของเกลอทสามารถละลายออกมาได จากงานวจยจะพบวาคา pH ของลโอนารไดตตอน าและโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) มคาเทากบ 2.85 และ 2.34 ตามล าดบ แสดงใหเหนวาลโอนารไดตมคาความเปนกรดแก (strong acid) (pH < 4.5) อาจเพราะลโอนารไดตเกดการปลดปลอยความเปนกรดในรปของสารละลายไดสง โดยคา pH จะสงผลตอการดดซบของสารละลายอาทราซนได เนองจากคา pH มผลโดยตรงตอการแลกเปลยนไอออนของวสดดดซบ และสภาพการละลายไดของธาตหลายชนด ท าใหเกดคาการดดซบสงสดเมอวสดดดซบมคา pH ทต า นอกจากน การทดลองทไดยงมความสอดคลองกบงานวจยของ สชาดา (2556) ทไดท าการศกษาคณสมบตทางเคม จากเหมองแมเหมาะ จงหวดล าปาง โดยคา pH ทวเคราะหไดจากการใชลโอนารไดตตอน าและโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) คอ 3.90 และ 3.58 ตามล าดบ และงานวจยของ ณธรรศ สมจนทร(2557) จณตตา สกจปาณนจ (2557) และ Ratanaprommanee et al. (2014) ดวย ซงแสดงดงตารางท ข.2 อาจเนองมาจากลโอนารไดตทใชในการทดลองเปนแหลงเดยวกน ท าใหคา pH ทวดไดไมมความแตกตางกนนากนก นอกจากน การน าลโอนารไดตมาใชเปนสารปรบปรงดนจะตองค านงถงคา pH ดวยเนองจากคา pH จะสงผลกระทบตอดนและพชเพาะปลกได ส าหรบคาทเหมาะสมของปยอนทรยจะอยในชวงระหวาง 5.5-8.5 (สชาดา, 2556) 3. คาความจแลกเปลยนแคทไอออน (Cation exchange capacity, CEC) คาความจแลกเปลยนแคทไอออน (CEC) ของลโอนารไดตทไดจากงานวจยพบวามคาประมาณ 59.89 ซโมลตอกโลกรม (cmol/kg) ซงถอวามคา CEC คอนขางสง สอดคลองกบงานวจยทแสดงไดดงตาราง ค.2 คา CEC ของลโอนารไดตทสงจะบงบอกถงปรมาณของสารฮวมส เปอรเซนตอนทรยวตถ และก าลงบฟเฟอรทสง เชนเดยวกบการทดลองของ Ratanaprommanee et al. (2014) ทอธบายถงการปลดปลอยโปรตอน (H+) จากธาตอะลมเนยม (Al) ของลโอนารไดตเมอถกละลายในน า และท าใหเกดการแลกเปลยนดงสมการท 4.1

45

Al3+(aq) + H2O (l) Al(OH)2(aq) + H+

(aq) (4.1)

นอกจากน คา CEC ทสงข นอาจท าใหการดดซบของสารอาทราซนจะลดลง เนองจากสารอาทราซน มลกษณะเปนโปรโทเนต (protonated) กลาวคอเกดการเตมโปรตอน (H+) ใหกบอะตอมบนพ นทผวของสารอาทราซนแลวท าใหเกดคกรดข น ซงจะเกดไดในกรณทคา pH นอยกวาคา pKa (Salavestrini et al., 2010) ดงน นหมฟงกชนนอลของลโอนารไดตอาจมผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนได

4. ปรมาณอนทรยวตถในลโอนารไดต จากการทดลองพบวาปรมาณอนทรยวตถของลโอนารไดตมปรมาณคอนขางสงถง 40.53 เปอรเซนต ซงสอดคลองกบคาความจในการแลกเปลยนไอออนทวเคราะหไดกอนหนาซงคาปรมาณอนทรยวตถจะสอดคลองกบคาความจแลกเปลยนแคทไอออน (CEC) กลาวคอ ถาวสดดดซบมคาอนทรยวตถในปรมาณมาก จะท าใหคา CEC ในวสดดดซบเพมข นดวย ดงน นการจะน าลโอนารไดตมาใชเปนสารปรบปรงดน อาจจะชวยเพมธาตอาหารและท าใหคณสมบตของดนในพ นทการเกษตรไดดข น โดยเฉพาะดนทไมสามารถดดซบน าไดอยางเชน ดนทราย หรอดนในพ นทแหงแลง เปนตน

4.1.2 คณลกษณะของดนจากพนทท าการเกษตร ดนทน ามาใชท าการทดลองไดรบความอนเคราะหมาจากพ นทการเพาะปลกออย ใน

จงหวดนครราชสมาแสดงไดดงรปท 4.3 จากน นน าดนทไดไปศกษาคณลกษณะตาง ๆ ซงแสดงไดดงตารางท 4.2

รปท 4.3 ดนจากพ นทท าการเกษตร ในจงหวดนครราชสมา

46

ตารางท 4.2 คณลกษณะของดนจากพ นทการเกษตร

คณลกษณะ หนวย คาทได moisture % 0.35 pH (lnd : น า) - 5.64 pH (lnd : KCl) - 4.63 CEC (Cation exchange capacity ) cmol/kg 1.72 OM (Organic matter) เปอรเซนต 1.73 Soil texture Sand % w/w 88.47 Silt % w/w 11.53 clay % w/w 0.00

จากตารางท 4.2 จะพบวาคาความช นของดนทตรวจพบไดมคาเทากบ 0.35

เปอรเซนต หรอ 0.0035 กรมตอกรม (โดยน าหนก) แสดงวามดนมความแหงคอนขางสง (มคาต ากวา 0.05 กรมตอกรม) (Fares et al., 2016) และเมอพจารณารวมกบลกษณะของเน อดนจะพบวาดนสวนใหญเปนแบบดนทราย เนองจากดนทรายจะมความอมน าทต า และมอนภาคทมพ นผวจ าเพาะ (specific area) นอยทสด ประกอบกบมคาความจในการแลกเปลยนไอออนและปรมาณสารอนทรยทต า ดงน นความสามารถในการดดซบสารจงมคานอย (ศภมาส, 2545) และเมอพจารณาคณลกษณะทางเคมจะพบวาคา pH ของดนมคาความเปนกรดออน (pH อยระหวาง 4 ถง 6) ดงน นการทดลองน พอจะคาดคะเนในเบ องตนไดวาดนจากพ นทการเกษตรทน ามาศกษาอาจจะไมเกดการดดซบสารอาทราซน หรออาจเกดไดในปรมาณทคอนขางนอยมาก

4.2 ผลการศกษาแบบแบชต (Batch studies)

4.2.1 ระยะเวลาสมผส (contact time) จากการทดลองหาระยะเวลาสมผ สการดดซบสารละลายอาทราซนดวย

ลโอนารไดต (LND) ในปรมาณตางกน คอ 0.2 , 0.4 และ 0.8 กรม ทความเขมขนของสารอาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร กราฟแสดงความสมพนธระหวางคา C/C0 และระยะเวลาสมผสแสดงไดดงรปท 4.4 จากการทดลองพบวาลโอนารไดต มการดดซบไดดในชวงแรก ๆ และเมอระยะเวลาผานไปท 22 ชวโมงจนถง 48 ชวโมง เกดการดดซบสารเพมข นอยางชา ๆ จากผลการทดลองการดดซบสารละลายอาทราซนเบ องตน พบวาลกษณะแนวโนมของระยะเวลาสมดลในการดดซบสารละลายอาทราซนคอ 24 ชวโมง ดงภาคผนวก ค.1 สอดคลองกบงานวจยของ Zeledon et al. (2005) ท

47

ท าการศกษาการดดซบสาร PAHs ในน าดวยล โอนาร ไดต พบวาระยะเวลาเขาส สมดลคอ 24 ชวโมง เชนเดยวกบงานวจยของ Llado et al. (2015) ทไดท าการศกษาระยะเวลาสมผสในการ ดดซบสารละลายอาทราซนดวยถานกมมนต จากการศกษาพบวาสารละลายอาทราซนเรมเขาสระยะเวลาสมดล ท 1500 นาท หรอประมาณ 25 ชวโมง และงานวจยของ Jamil et al. (2011) ทศกษาการดดซบสารอาทราซนดวยซโอไลตดดแปรรวมกบดนเหนยว จะพบวาระยะเวลาทเขาสสมดลในการดดซบคอ 24 ชวโมงเปนตนไป และงานวจยของ Yue (2017) ทศกษาการดดซบสารอาทราซนในดน ผลการทดลองพบวาระยะเวลาในการสมผสสารเรมเขาสสมดลทระยะเวลา 24 ชวโมงเชนกน ดงน นในการศกษาคาไอโซเทอมของการดดซบและปจจยทสงผลตอการดดซบจะเลอกใชทระยะเวลาสมผสเทากบ 24 ชวโมง

(ก) (ข)

รปท 4.4 ระยะเวลาสมผสการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดตทความเขมขน (ก) และ (ข) คอ 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร ตามล าดบ

4.2.2 จลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน

แบบจ าลองจลนพลศาตรการดดซบสามารถอธบายไดถงลกษณะการเคลอนทของโมเลกลหรอการแพรของสารตามระยะเวลาทเปลยนแปลงไป ยกตวอยางเชน โมเดลแบบ Pseudo first order Pseudo second order และ intraparticle diffusion เปนตน ดงน นจากการทดลองท 4.2.1 จงไดน าขอมลไปหาคาจลนพลศาสตรการดดซบ ตามสมการในตารางท 2.6 ซงกราฟแสดงอนดบการเกดปฏกรยาการดดซบแบบ Pseudo first order และ Pseudo second order อธบายไดดงน

จากผลการศกษาทระยะเวลาสมดลของการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตและลโอนารไดตทผานกระบวนการคารโบไนเซชน ทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร สามารถหาคาจลนพลศาสตรของปฏกรยาไดดงตอไปน

48

4.2.2.1 Pseudo first order จากสมการในตารางท 2.6 น าไปสรางกราฟแสดงความสมพนธระหวาง qt

กบระยะเวลาทเปลยนแปลงไป (non-linear) ไดดงรปท 4.5 โดยทคา K1 คอคาคงทของการเกดปฏกรยา (ตอนาท)

(ก) (ข)

รปท 4.5 จลนพลศาตรการดดซบแบบ Pseudo first order โดยท (ก) และ (ข) คอทความ

เขมขนของสารละลายอาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร ตามล าดบ

4.2.2.2 Pseudo second order จากสมการในตารางท 2.6 น าไปสรางกราฟแสดงความสมพนธระหวาง t/qt กบ

ระยะเวลาทเปลยนแปลงไป (non-linear)ไดดงรปท 4.6 โดยทคา K1 คอคาคงทของการเกดปฏกรยา (กรมตอมลลกรมตอนาท)

(ก) (ข)

รปท 4.6 จลนพลศาตรการดดซบแบบ Pseudo second order โดยท (ก) และ (ข) คอท

ความเขมขนของสารละลายอาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร ตามล าดบ

49

เมอน าคาทไดจากการเขยนกราฟขางตนไปหาคาพารามเตอรของเกดปฏกรยาการ ดดซบแบบ Pseudo first order และ Pseudo second order ทความเขมขนของสารละลาย อาทราซนเทากบ 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร สามารถแสดงไดดงตารางท 4.3 และ 4.4 ตามล าดบ ตารางท 4.3 ค าพาราม เตอรจากสมการจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน ทความเขมขน 2.0 มลลกรมตอลตร ดวยลโอนารไดต (LND)

parameter ลโอนารไดต 0.2 กรม ลโอนารไดต 0.4 กรม ลโอนารไดต 0.8 กรม Pseudo first order (non-linear form) qt (mg/g) 0.066 0.055 0.038 K1 (min-1) 0.197 0.127 0.080 R2 0.926 0.979 0.993 Pseudo second order (linear form) qe (mg/g) 0.042 0.048 0.041 K2 (min-1) 3.626 1.946 1.319 R2 0.972 0.994 0.998

ตารางท 4.4 ค าพาราม เตอรจากสมการจลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซน ทความเขมขน 4.0 มลลกรมตอลตร ดวยลโอนารไดต (LND)

parameter ลโอนารไดต 0.2 กรม ลโอนารไดต 0.4 กรม ลโอนารไดต 0.8 กรม Pseudo first order (non-linear form) qt (mg/g) 0.107 0.090 0.070 K1 (min-1) 0.197 0.151 0.086 R2 0.849 0.942 0.986 Pseudo second order (linear form) qe (mg/g) 0.068 0.063 0.070 K2 (min-1) 3.618 2.726 0.691 R2 0.952 0.987 0.997

50

จากกราฟขางตนเมอพจารณาจากคาสหสมพนธของสมการถดถอยเชงเสน ( linear regression, R2) จะพบวาการดดซบของสารละลายอาทราซนดวยล โอนาร ไดต ( LND) และ ลโอนารไดตทผานกระบวนการคารโบไนเซชน (CLND) ทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรม ตอลตร มความสอดคลองกบปฏกรยาอนดบทสองเทยม จากผลการทดลองสรปไดวาท เวลาเปลยนแปลงไปจนเรมเขาสระยะเวลาทสมดล การดดซบสารอาทราซนดวยวสดดดซบท งสองชนดเปนการแพรบนพ นผวภายในอนภาค (surface diffusion) และอาจมลกษณะการดดซบเปนแบบเคม (Sakulthaew et al., 2017) ซงจะมปจจยอน ๆ มาเกยวของกบการดดซบดวย อาทเชน ความเขมขน อณหภม และคาความเปนกรด-ดางเปนตน

4.2.3 ผลการศกษาไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต

4.2.3.1 การศกษาคาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนดวย ลโอนารไดต

จากการศกษาทระยะเวลาสมดล ณ อณหภมหองไดท าการเตรยมสารละลายอาทราซนท ความเขมขน 1.0, 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร โดยใชปรมาณลโอนารไดตต งแต 0.2 ถง 1.4 กรม จากน นน าไปเขยาทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ซงกราฟความสมพนธคาความสามารถในการดดซบและลกษณะไอโซเทอมแสดงไดดงรปท 4.7 จากผลการทดลองขางตนสามารถน ามาศกษาลกษณะไอโซเทอมส าหรบการ ดดซบไดท งแบบแลงเมยร (Langmuir) และฟรนดช (Freundlish) ดงสมการในตารางท 2.6 จากน นน ามาเขยนกราฟแสดงความสมพนธแบบเสนตรงจะไดคาคงท ซงแสดงไดดงตารางท 4.5

(ก) (ข)

รปท 4.7 ลกษณะไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดตท (ก) ไอโซเทอมการดด

ซบแบบแลงเมยร และ (ข) ไอโซเทอมการดดซบแบบฟรนดช

51

ตารางท 4.5 คาคงทจากการวเคราะหลกษณะไอโซเทอมของการดดซบสารละลายอาทราซนดวย ลโอนารไดต

ความเขมขน (มลลกรมตอ

ลตร)

Langmuir isotherm Freundlich isotherm

qmax (มลลกรมตอกรม)

KL (ลตรตอมลลกรม)

R2 kf

(มลลกรมตอกรม)

1/n (มลลกรมตอ

ลตร) R2

1 8.474 0.017 0.969 0.143 1.013 0.972

2 0.879 0.161 0.997 0.122 0.921 0.994

4 1.529 0.071 0.992 0.101 0.968 0.990

เมอพจารณาจากคาสมประสทธสหสมพนธ หรอ คา R2 (คา R2 เปนคาทบงช ถงขอมลทไดจากการศกษาไอโซเทอมของแตละชนดวาแบบใดดกวากน โดยทคา R2 ทเขาใกล 1 แสดงวาสอดคลองกบไอโซเทอมการดดซบชนดน น ๆ เหมาะทจะน าไอโซเทอมชนดน นมาอธบายลกษณะการ ดดซบ) จากตารางท 4.7 พบวาคา R2 ของท งสองไอโซเทอมมคาใกลเคยงกน โดยการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดตทความเขมขน 1.0 มลลกรมตอลตรมความสอดคลองกบไอโซเทอมแบบฟรนดช แสดงวาการดดซบทเกดข นอยใตสมมตฐานทวาพ นผวของตวดดซบไมเปนเน อเดยวกน (heterogeneous) พลงงานการดดซบมการกระจายตวเปนแบบเลขช ก าลง และการดดซบบนพ นผวของวสดดดซบเปนแบบหลายช น (multilayer) สวนทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร มความสอดคลองกบไอโซเทอมแบบแลงเมยรมากกวา แสดงไดวาการดดซบสารละลายอาทราซนดวย ลโอนารไดตอยภายใตสมมตฐานทวา ลกษณะการดดซบบนพ นผวเปนแบบช นเดยว (monolayer) และแรงดดซบเปนแบบแรงวลเดอรวาวล โดยมคาความจสงสดในการดดซบสารละลายเทากบ 0.879 และ 1.529 มลลกรมตอกรมตามล าดบ และเมอพจารณาคาตวแปรทสภาวะสมดลของแลงเมยร (separation factor or equilibrium parameter, RL) จากสมการท 4.2

RL = 1/(1+bC0) (4.2)

จะพบวาคา RL ของความเขมขนท 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตรมคาเทากบ 0.7623 และ 0.7788 ลตรตอมลลกรมตามล าดบ ซงคาทไดอยระหวาง 0 และ 1 (0< RL<1) แสดงวาลกษณะของการดดซบสอดคลองกบไอโซเทอมแบบแลงเมยร กลาวคอ พ นผวการดดซบเปนแบบช นเดยว สามารถเกดการผนกลบได และพลงงานของการด ดซบจะเหมอนกนทก ๆ พ นทของวสด

52

ดดซบ (homogeneous surface) (Sakulthaew et al., 2017) จากตารางจะเหนไดวาคา R2 ของ ไอโซเทอมท งสองแบบแตกตางกนเพยงเลกนอย ดงน นจงไดท าการวเคราะหเ พมเตมส าหรบ ไอโซเทอมแบบฟรนดช โดยจะพบวาคาความหนาแนนในการดดซบ (n) ระหวางลโอนารไดต กบสารละลายอาทราซนทความเขมขน 1.0, 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร มคา n เทากบ 0.9871, 1.0857 และ 1.033 ตามล าดบ ซงคา n จะอธบายถงความเขมขนทสงผลตอการดดซบกลาวคอ ถาคา n นอย การดดซบจะเกดไดดทความเขมขนสง ๆ ดงน นจงสอดคลองกบผลการทดลองทได ส าหรบคา 1/n ทไดจากสมการมคาเทากบ 1.013, 0.921 และ0.968 มลลกรมตอลตรตามล าดบ จะพบวาทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร มคานอยกวา 1 (เมอคา 1/n >1) แสดงวา ปรมาณพ นผวของ ลโอนารไดตมปรมาณจ ากดทจะใชส าหรบดดซบสารละลายอาทราซน สวนทความเขมขน 1.0 มลลกรมตอลตรมคา 1/n มากกวา 1 แสดงไดวา บรเวณพ นผวของลโอนารไดตมปรมาณมาก ท าใหสามารถดดซบสารละลายอาทราซนไดอก

จากการศกษาลกษณะของไอโซเทอมการดดซบสรปไดวา ปรมาณของวสดดดซบและคาความเขมขนของสารละลายเปนปจจยทส าคญตอการดดซบ (อธบายไดดงหวขอท 4.2.4.1) กลาวคอถาความเขมขนสงแตปรมาณวสดดดซบมคานอยกวา คาความสามารถการดดซบจะเกดไดนอยกวา จากตารางท 4.5 จะพบวาคา R2 ของสมการแบบแลงเมยร และฟรนดช ไมไดแตกตางกนมากนกอาจเปนเพราะ ลโอนารไดตทน ามาใชเปนวสดดดซบไมไดผานกระบวนการทท าใหบรสทธ ซงจะมธาตและองคประกอบตาง ๆรวมอยดวย จงอาจท าใหลกษณะของไอโซเทอมทไดน นแตกตางกน ดงน นจะเหนไดวา การกระจายตว ขนาดของรพรน หมฟงกชนทท าปฏกรยากบคารบอน และปรมาณธาตทอยในวสดดดซบ (Laldo et al., 2015) มผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน ซงกลไกทเกดข นอาจเปนไดท งการดดซบสารรวมกบการแลกเปลยนระหวางประจ โดยการดดซบอาจเกดจากการเคลอนทของสารละลาย อาทราซนผานช นฟลมของน าทลอมรอบลโอนารไดต จากน นเกดการแพรกระจายของสารเขาบรเวณรพรนของลโอนารไดต ซงลโอนารไดตมขนาดรพรนเทากบ 21 นาโนเมตร สวนสารละลายอาทราซนม ขนาดเทากบ 0.85 นาโนเมตร (Rambubu et al., 2011) จะเหนไดวาสารละลายอาทราซนมขนาดเลกกวาลโอนารไดตจงอาจท าใหเกดการแพรของสรพรนของลโอนารไดตได ส าหรบกลไกการแลกเปลยนระหวางประจอาจเกดจากลโอนารไดตมข วหรอมประจลบบนพ นผวมการท าปฏกรยาแบบพนธะพาย

(π- bond) กบสารเกดการท าปฏกรยาดวยพนธะไฮโดรเจนระหวางกลมอะมโนของสารอาทราซนกบ กลมคารบอนลของลโอนารไดต (Lapworth et al., 2005) นอกจากน ยงพบวาบรเวณพ นผวอนภาคของลโอนารไดตจะท าหนาทเปนตวเชอมระหวางสารกลมหลก เชน กลมคารบอกซล กลมคารบอนล และไอออนของโลหะทอยในโครงสรางของลโอนารไดต ประกอบกบลโอนารไดตมคาความเปนกรดคอนขางสง จงอาจสงผลตอการเกดปฏกรยาดวยเชนกน กลาวคอ เมอคาความเปนกรด-ดาง สง จะท าใหคา CEC และมพ นทในการดดซบไอออนของสารทสง จงสงผลใหเกดการเปลยนแปลงประจบางสวนระหวางบนพ นผวของลโอนารไดตกบโมเลกลของสารละลายอาทราซนได (สชาดา กรณา , 2548) ซง

53

งานวจยน สอดคลองกบงานวจยของ Kovaios et al (2011). ทท าการศกษาการดดซบสารอาทราซน ดวยกรดฮวมค จากงานวจยพบวาอาจเกดกระบวนการแลกเปลยนไอออนระหว างโมเลกลของ กรดฮวมคกบสารละลายอาทราซนได

4.2.4 ปจจยทสงผลตอการดดซบ 4.2.4.1 ความเขมขนของสารละลายอาทราซนเรมตน การศกษาผลของความเขมขนเรมตนของสารอาทราซนโดยใชลโอนารไดต

เปนวสดดดซบ ไดท าการทดลองโดยใชปรมาณลโอนารไดต 0.4 กรม ทความเขมขนตางกนต งแต 0.25 ถง 8.00 มลลกรมตอลตร ท าการเขยาทอณหภมหองเปนระยะเวลา 24 ชวโมง และทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาความสามารถการดดซบและคาความเขมขนของสารละลายอาทราซนแสดงไดดงรปท 4.8

รปท 4.8 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตทความเขมขนเรมตน ตางกน

ผลการทดลองพบวา คาความสามารถในการดดซบทความเขมขนเทากบ 8.0

มลลกรมตอลตร เทากบ 0.14 มลลกรมตอกรม อธบายไดวา การเปลยนแปลงความเขมขนจะสงผลตอปรมาณการดดซบ กลาวคอ ปรมาณการดดซบจะเพมข นอยางรวดเรวทความเขมขนต า ๆ จากน น จะเพมข นอยางชา ๆ จนเขาสคาคงท เมอพจารณาจากกราฟจะพบวาในชวงแรก (ทความเขมขนต ากวา 2.0 มลลกรมตอลตร) ลกษณะการดดซบเรมเ พมข นอยางรวดเรว อาจเกดจากสารละลาย อาทราซนไดแพรเขาสบรเวณพ นผวของลโอนารไดต จนถงทความเขมขนท 2.0-8.0 มลลกรม ตอลตร โดยลกษณะการดดซบเรมจะเพมข นเรอย ๆ และเรมเกดข นอยางชา ๆ ทความเขมขน 8.0 มลลกรมตอลตร ซงสอดคลองกบงานวจยของ Laldo et al (2015) ทศกษาการใชถานกมมนตในการดดซบสารอาทราซน จะพบวาทความเขมขนสง ๆ คาการดดซบกเพมมากข น ซงอาจเนองมาจาก

54

เมอความเขมขนของสารละลายอาทราซนเรมเพมมากข น พ นทผวดดซบของลโอนารไดตเร มลดลง (สชาดา กรณา, 2548) ท าใหอตราการดดซบของลโอนารไดตลดลง และเมอเกดการดดซบจนเตม รพรนแลว ปรมาณการดดซบจะเกดข นอยางชา ๆ และเรมคงทจนไมสามารถเกดการดดซบข นไดอก เชนเดยวกบงานวจยของ Jamil et al (2011) ทพบวาพ นทผวของวสดดดซบมผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน ซงการทดลองน คาดวาถาเพมปรมาณของความเขมขนข นลกษณะของกราฟอาจมแนวโนมทคาความสามารถในการดดซบจะเพมข นเชนกน

4.2.4.2 คาความเปนกรด-ดาง (pH)

คาความเปนกรด-ดาง (คา pH) นบวาเปนปจจยทส าคญตอการดดซบสารละลายอาทราซน ดงน นการทดลองน จงไดท าการหาคา pH ทแตกตางกน (pH = 3-11) ทปรมาณลโอนารไดตเทากบ 0.4 กรม และความเขมขนของสารละลายอาทราซนเทากบ 2.0 มลลกรมตอลตรท าการเขยาทอณหภมหองเปนระยะเวลา 24 ชวโมง ทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาความสามารถการดดซบและคา pH แสดงไดดงรปท 4.9

รปท 4.9 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตท pH ตางกน

จากผลการทดลองพบวาคาการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดตมประสทธภาพดทคาความเปนกรดแก (pH = 3) เนองจากสารละลายอาทราซนมคาความเปน เบสออน (Shirmardi et al., 2016) จงท าใหลโอนารไดตทมคาความเปนกรดสง (พจารณาจากตารางท 4.1) สามารถดดซบสารละลายอาทราซนทคาความเปนเบสออนได ประกอบกบคา pKa ของสารละลายอาทราซนทมคานอย (pKa = 1.68) จงท าใหเกดการแตกตวและใหโปรตอนไดด จากทกลาวมาขางตนลโอนารไดตมประจลบจ านวนมาก จงท าใหอาจเกดการแตกตว (dissociation) ไดบางสวนจากสารประกอบกลมคารบอกซล ท าใหสารละลายทไดมคาความเปนกรด ดงสมการท 4.2 ซงกลไกการดดซบอาจเกดจากปฏกรยาการเตมโปรตอน (protonation) ของกลมเอมน (amine group) บนอนภาค

55

ของลโอนารไดตท าใหเกดอนตรกรยาแบบแรงดงดดทางไฟฟาสถตยบนพ นผวของลโอนารไดต (Ausavasukhi et al., 2015) ท าใหสารอาทราซนอยรปของไอออนมากข น เกดประจบวกทมากข น จงเกดการดดซบไดมากข น (Yue et al., 2016) โดยกลไกดงกลาวจะท าใหเกดการดดซบแคตไอออนของสารได ซงแสดงไดดงสมการท 4.3 และจากงานวจยของ Masset et al. (2000) ทไดท าการศกษาอทธพลของกรดฮวมคใน goethite ในการดดซบสารโคบอลต (Co (II)), สตรอนเซยม (Sr (II)) และ ซลเนยม (Se (IV)) ไดอธบายวา กลไกการดดซบอาจเกดจากการแลกเปลยนลแกนดบนพ นผวของวสดไดมการ coordinate (surface-coordinate) ท าใหกลมแอนไอออน (anionic group) ของกรดฮวมคจะเขาไปแทนทหม OH- บน goethite ซงงานวจยน อาจมลกษณะคลายกนกลาวคอ มการแลกเปลยนและแทนทระหวางหมคารบอนลของลโอนารไดตและหมอะมโนของสารละลายอาทราซน (Wei et al., 2017) นอกจากน โมเลกลของอนทรยวตถในลโอนารไดตยงมประจบวกอยบางสวนจงอาจท าใหสามารถดดซบแอนไอออนไดเชนกน (ไกรศร ทองเสมยน , 2551) ประกอบกบโมเลกลของกรดฮวมคจะมหมฟงกชนคารบอกซลก (Carboxylic , -COOH group) และฟนอลก (Phenolic or Phynyl, - C6H3OH group) เปนองคประกอบหลกซงจะสงผลตอความสามารถในการแลกเปลยนประจและการเปลยนแปลงคา pH ของลโอนารไดตได (ววฒน และคณะ, 2552)

R-COOH R-COO- + H+ (4.2) R-C-NH2 + H+ R-C-NH3

+ (4.3) นอกจากน ยงพบวาออกซเจนของหมคารบอนลจะมความเปนลบ สวนหมคารบอนจะ

มความเปนบวกจงท าใหสามารถเกดการดงดดอเลกตรอนจากพนธะ C-H ของสารอาทราซนทมฤทธเปนเบสได ประกอบกบกรดฮวมคท เปนองคประกอบของลโอนาร ไดตมคณสมบตท ไมชอบน า (hydrophobic) ซงอาจท าใหเกดปฏกรยากบสารละลายอาทราซนไดดวยพนธะไฮโดรเจนได (Kovaios et al., 2011; Wang et al., 2011) และจากผลการทดลองยงพบอกวาคาความเปนกรด-ดางทสง จะท าใหคา CEC ทไดมคาสงตามไปดวย ดงน นจงสงผลใหลโอนารไดตมพ นทผวดดซบไอออนของสารละลายอาทราซนไดคอนขางสง (สชาดา กรณา, 2548) และเมอคา pH เปนเบสจะพบวาแนวโนมของคาการดดซบมคาลดลง อาจเปนเพราะทสภาวะเปนเบสสารละลายอาทราซนมประจลบมากข น (OH-) จงท าใหอาจเกดการแยงชงระหวางประจลบของสารละลายอาทราซนได (Ausavasukhi et al., 2015)

Carboxlic group

56

4.2.4.3 อณหภม การทดลองหาคา อณหภมท ส งผลตอการดดซบสารอาทราซนดวย ลโอนารไดตไดท าการทดลองทคาความเขมขนของสารอาทราซน 1.0 และ 2.0 มลลกรมตอลตร โดยใชปรมาณลโอนารไดตจ านวน 0.4 กรม และท าการทดลองทอณหภม 15 ถง 50 องศาเซลเซยส ใชความเรวรอบในการเขยาท 200 รอบตอนาท กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนและอณหภมแสดงไดดงรปท 4.10 จากผลการทดลองพบวา ทอณหภม 15 องศาเซลเซยสเปนตนไป คาการดดซบเรมเพมสงข นจนถงอณหภมท 35 องศาเซลเซยส และพบวาคาการดดซบสารอาทราซนดทสดหลงจากน นคาการดดซบเรมลดต าลงทอณหภม 40 และ 45 องศาเซลเซยส และมแนวโนมทเรมสงข นอกทอณหภม 50 องศาเซลเซยส อาจเปนเพราะกระบวนการดดซบเปนแบบคายความรอน และเมอคาความรอนสงข นทอณหภมหนง ๆ อาจเกดการคายซบของสารละลายอาทราซนบางสวนจงท าใหคาการดดซบสารลดลงเพยงเลกนอย (Kovaios et al., 2011) ซงสอดคลองกบงานวจยของ Sebata et al. (2013) ทท าการดดซบสารอาทราซนดวยเปลอกถวลสงโดยจะพบวาทอณหภม 25-30 องศาเซลเซยสมคาความจในการดดซบสารไดดทสด ซงอธบายวาจะเกดการคายซบสงเมอคาการดดซบสารมคาต า นอกจากน ยงพบวาทอณหภมสงข นอาจจะสงผลตอโมเลกลของกรดอะมโนทเปนองคประกอบโครงสรางของกรดฮวมคในลโอนารไดตใหลดลงได (Canieren et al., 2017) จงอาจสงผลใหประสทธภาพดดซบสารละลายอาทราซนทลดลง เมออณหภมสงข น

รปท 4.10 ความสมพนธการดดซบสารอาทราซนดวยลโอนารไดตทอณหภมแตกตางกน

57

4.3 ผลการทดลองแบบคอลมน (column studies) การทดลองแบบคอลมนม ว ตถประสงค เ พอศกษาประสทธภาพในการดดซบสาร

อาทราซนรวมกบดนจากพ นทการเกษตรท งแบบผสมเปนเน อเดยวกนและแบบแยกช น กลาวคอเปนการน าเอาล โอนาร ไดตมาประยกต ใชกบดนในพ นทการเกษตร ในสภาวะไม อมตวดวยน า (unsaturated) โดยคาดวาลโอนารไดตจะท าหนาทดดซบสารละลายอาทราซนไมใหเกดการปนเปอนสแหลงน าและแหลงน าใตดนรวมกบใชเปนวสดปรบปรงดน ส าหรบการศกษาการดดซบในรปแบบของคอลมน จะท าการศกษาลกษณะ breakthrough curve และการสกดสารทอย ในวสดดดซบ รายละเอยดสามารถอธบายไดดงน

4.3.1 ผลการศกษาลกษณะ breakthrough curve ในชดทดลองแบบคอลมน ในข นตอนการศกษาน จะศกษาความสามารถของวสดดดซบในการดดซบสารละลายอาทราซน ซงลกษณะการบรรจวสดดดซบจะแบงออกเปน 2 แบบคอ แบบทหนง น าดนผสมกบลโอนารไดตในอตราสวน 0.5 : 1.0 และ 1.0 : 1.0 สวนแบบทสองเปนการน าลโอนารไดตมาบรรจกงกลางช นระหวางดนเพอจ าลองลกษณะการดดซบในพ นทจรงโดยใชอตราสวนท 0.5 : 1.0 และ 1.0 : 1.0 นอกจากน ยงศกษาการดดซบสารละลายอาทราซนกบดนจากพ นทการเกษตรดวยเพอศกษาลกษณะการดดซบของดนในสภาวะจรง และการดดซบกบทรายออตตาวา เพอเปรยบเทยบลกษณะการดดซบกบวสดดดซบชนดอน ๆ เนองจากทรายออตตาวามขนาดเทา ๆ กนท าใหความหนาแนนเทากนตลอดการทดลอง ลกษณะการทดลองแสดงไดดงรปท 4.11 จากน นท าการปลอยสารละลายอาทราซนใหไหลผานคอลมนตามแรงโนมถวง กลาวคอมลกษณะการไหลเปนแบบ down-flow ไมมการปรบคา pH และท าการทดลองทอณหภมหอง ส าหรบขอมลในการทดลองการดดซบแบบคอลมนแสดงไดดงตารางท 4.6 และ 4.7

58

รปท 4.11 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนโดย ก.) ลโอนารไดตอยกงกลางระหวางช นดนจากพ นทการเกษตร และ ข.) ลโอนารไดตผสมเปนเน อเดยวกนกบดนจากพ นทการเกษตร และการบรรจดนจากพ นทการเกษตรและทรายออตตาวาเพยงอยางเดยว

ตารางท 4.6 คาพารามเตอรของการทดลองแบบคอลมนในการดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสดดดซบชนดตาง ๆ

พารามเตอร หนวย คาทใชในการทดลอง

หมายเหต

อตราการไหล มลลลตรตอนาท

2.4 อางองจากภาคผนวก ช

คา pH - ไมมการปรบคา

pH จ าลองการทดลองส าหรบพ นทการเกษตร

อณหภม องศาเซลเซยส อณหภมหอง จ าลองการทดลองส าหรบพ นทการเกษตร

คาความเขมขน มลลกรมตอลตร

10 อางองจากงานวจยของ Siripat et al., 2009

น าหนกของวสดดดซบ กรมตอกรม 0.5 : 1.0 และ 1.0 : 1.0

อางองจากภาคผนวก ช

ก.

ข.

59

ตารางท 4.7 รายละเอยดการเดนระบบการทดลองแบบคอลมน

สารละลาย ลกษณะการเดนระบบ ระยะเวลาทดลอง

สารตดตาม (KBr) 1. CaCl2 – equilibrate 2. KBr – tracer test 3. CaCl2 – leaching (สารชะละลาย)

840 นาท 420 นาท 840 นาท

รวมปรมาณทใช 2,520 นาท

สารละลายอาทราซน (ATZ) 1. CaCl2 – equilibrate 2. ATZ – tracer test 3. CaCl2 – leaching (สารชะละลาย)

840 นาท 420 นาท

2,100 นาท รวมปรมาณทใช 3,360 นาท

เมอบรรจวสดดดซบลงในคอลมนแลว ข นตอนตอไปคอการเดนระบบการดดซบแบบ

คอลมนโดยท าการปลอยใหสารละลายไหลไปเรอย ๆ จนครบปรมาตรทก าหนด การทดลองน ไดใชสารละลายแคลเซยมคลอไรด (CaCl2) เปนสารอเลกโตรไลต (eletrolyte) เนองจากตองการปรบสภาพของวสดดดซบใหเหมอนกบสภาวะของดนทวไป กลาวคอท าใหวสดดดซบมความช น และใชเปนตวพาสารละลายใหเคลอนท (advection) กลาวคอ เมอท าการปลอยสารละลายจะท าใหสารเกดการแทนทในสวนทเปนสารแคลเซยมคลอไรด โดยจะใชสารละลายโพแทสเซยมโบรไมด (KBr) เปนสารตดตาม (tracer test) เพอเปรยบเทยบลกษณะของกราฟเบรคทร (breakthrough curve) กบสารละลายอาทราซน จากน นท าการเกบตวอยางทก ๆ 1 ชวโมง ทบรเวณปลายทอเพอท าการศกษาลกษณะกราฟเบรคทรของสารละลายอาทราซน ส าหรบลกษณะ breakthrough curve ท เปรยบเทยบระหวางสารตดตามและสารละลายอาทราซนแสดงดงภาคผนวก ซ และผลจากการศกษาลกษณะกราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราสวนความเขมขนของปรมาณสารละลายอาทราซนทผานวสดดดซบชนดตาง ๆ ตอความเขมขนเรมตน เทยบกบระยะเวลาทผานไป แสดงไดดงรปท 4.17 จากผลการทดลองพบวา การเคลอนตวของสารละลายจะข นกบคา Koc และ Kd กลาวคอ ดนทมปรมาณอนทรยคารบอนสงจะสามารถดดซบสารเคมทปนเปอนไดมาก รวมถงความไมชอบน า (hydrophobic) ของวสดดดซบกสงผลตอการทดลองเชนกน (Wang et al., 2011) จากกราฟในภาคผนวก ช จะเหนไดวาสารตดตาม (KBr) จะเคลอนตวออกมาเรวกวาสารละลายอาทราซน และเรมคงททกระบวนการชะสาร เนองจากสารตดตามสวนใหญจะไมเกดการดดซบในดน และเมอเปรยบเทยบกบสารละลายอาทราซนจะพบวา ทวสดดดซบเปนทรายออตาวา (type D) มการเคลอนตวออกมากอน เนองจากทรายออตตาวามขนาดอนภาคทเทา ๆ กน และไมเกดการดดซบสารละลายอาทราซน จงใชเทยบเปน Blank ของการทดลองน ดงน น

60

เมอพจารณาจากรปท 4.12 จะพบวาดนจากพ นทการเกษตร (type C) เกดการดดซบสารอาทราซนไดในปรมาณทนอยมาก ซงอาจเปนเพราะวาดนทใชทดลองเปนดนทราย ท าใหการอมน าการดดตดของสาร และการแลกเปลยนประจไอออนบวกเกดไดนอยกวาชนดดนเหนยว แตส าหรบลโอนารไดตทมกรดฮวมคในปรมาณมาก จะสงผลใหสามารถแลกเปลยนประจบวกไดสง ดงน นจงมผลใหเกดการดดซบสารละลายอาทราซนไดมากกวา และเมอเปรยบเทยบคาการดดซบสารละลายอาทราซนจะพบวาวสดดดซบแบบบรรจลโอนารไดตอยกงกลางช นมคาการดดซบทดกวาการน ามาผสมเปนเน อเดยวกน รวมท งอตราสวนทบรรจกสงผลตอการดดซบสารดวยเชนกน กลาวคอ ถาอตราสวนของลโอนารไดตมปรมาณทมากกวาดนจะท าใหเกดการดดซบสารไดมากกวาอตราสวนทนอยกวา จากผลการทดลองสามารถสรปไดดงน วสดชนด B (1.0 : 1.0) > BB (1.0 : 0.5) > AA (1.0 : 0.5) > A (1.0 : 1.0) > B (1.0 : 0.5) > C (ดนจากพ นทการเกษตร) > D (Ottawa sand) จากกราฟจะเหนไดวาวสดดดซบชนด A มคามากกวาชนด AA อาจเนองมาจากการเคลอนตวของสารละลายอาทราซนในขณะน นสมผสกบดนมากกวา จงท าใหคาการดดซบของสารมคาทมาก เมอเปรยบเทยบวสดชนด AA ทมอตราสวนนอยกวา ส าหรบการทดลองทมลโอนารไดตบรรตอยกงกลางช นจะพบวาในอตราสวน 1.0 : 1.0 มคาการดดซบทมากกวาในอตราสวน 1.0 : 0.5 แสดงไดวาปรมาณลโอนารไดตทมากกวาสามารถดดซบสารอาทราซนไดมาก

รปท 4.12 ลกษณะ breakthrough curve ในการดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสดดดซบชนดตางกน หมายเหต วสดทผสมเปนเน อเดยวกนคอ ชนด A และ AA

วสดชนดทบรรจลโอนารไดตอยกงกลางคอลมน คอ ชนด B และ BB

61

4.3.2 ผลการศกษาการสกดสารละลายอาทราซน การสกดสารละลายอาทราซนจากวสดดดซบมวตถประสงคเ พอศกษาปรมาณของ

สารอาทราซนทหลงเหลออย ในวสด ดดซบแตละชนด โดยหลงจากกระบวนการดดซบในชด ทดลองแบบคอลมน จะน าวสดดดซบแตละชนดมาสกดดวยสารเอทลอะซเตต (Ethyl acetate) และ อะซโตนไนไตรล (Acetonitrile) ซงผลการทดลองแสดงไดดงตารางท 4.8 ตารางท 4.8 ผลการศกษาการสกดสารละลายอาทราซนทหลงเหลอจากการดดซบในชดทดลองแบบคอลมน

ล าดบท วสดดดซบ ความเขมขนเฉลย (มลลกรมตอกรม)

1 A – ดนจากพ นทการเกษตรผสมกบลโอนารไดตเปนเน อเดยวกนในอตราสวน 1.0 : 1.0

1.9809

2 AA - ดนจากพ นทการเกษตรผสมกบลโอนารไดตเปนเน อเดยวกนในอตราสวน 1.0 : 0.5

0.1250

3 B – ดนจากพ นทการเกษตรโดยม ลโอนารไดตอยกงกลางช น ในอตราสวน 1.0 : 1.0

Top soil 0.0409 LND 1.0138 Bottom of soil 0.0292

4 BB - ดนจากพ นทการเกษตรโดยม ลโอนารไดตอยกงกลางช น ในอตราสวน 1.0 : 0.5

Top soil 0.0001 LND 0.0013 Bottom of soil 0.0000

5 C – ดนจากพ นทการเกษตร 0.0000 6 D - ทรายออตตาวา (Ottawa sand) 0.0000

จากตารางท 4.8 ความเขมขนเฉลยคดจากสารอาทราซนทอยในวสดดดซบท งหมดในคอลมนจะพบวา หลงจากกระบวนการดดซบแบบคอลมน ดนจากพ นทการเกษตรและทรายออตตาวา ไมเกดการดดซบสารละลายอาทราซน ส าหรบดนจากพ นทการเกษตรทผสมเปนเน อเดยวกนกบลโอนารไดตในอตราสวน 1.0 : 1.0 (A) มคาสารละลายอาทราซนปนเปอนอยมากกวาวสดดดซบชนดทผสมเปนเน อเดยวในอตราสวน 1.0 : 0.5 (AA) แสดงวาปรมาณของลโอนารไดตสงผลตอการดดซบสารละลาย อาทราซนมากกวาดนจากพ นทการเกษตรเพยงอยางเดยว ส าหรบดนทมลโอนารไดตอยบร เวณกงกลางช นในอตราสวนทเทากน (B) พบวาบรเวณช นของลโอนารไดตมสารละลายอาทราซนมากทสด รองลงมาคอ ดนช นบน และช นลางตามล าดบ เชนเดยวกบชนดทใชในอตราสวน 1.0 : 0.5 (BB) ทพบวาลโอนารไดตดดซบสารละลายอาทราซนไดมากทสด

62

จากการศกษาปรมาณสารละลายอาทราซนทตกคางในวสดดดซบ จะพบวาลโอนารไดตม

ประสทธภาพในการดดซบไดดกวาดนจากพ นทการเกษตร และทรายออตตาวา เนองจาก

ลโอนารไดตประกอบดวยกรดฮวมคจ านวนมาก ท าใหสามารถดดซบสารละลายอาทราซนไดมาก

นอกจากน ยงพบวาชนดของดนกมผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยเชนกน กลาวคอ ถาเปนดน

ประเภทดนทรายจะเกดการดดซบสารไดคอนขางนอยกวาดนประเภทดนเหนยว เนองจากดนเหนยวจะ

มองคประกอบของฮวมสซงจะท าใหมความสามารถดดยดสารไดดกวา เกดการแลกเปลยนไอออนประจ

บวกไดสงกวา ประกอบกบดนทใชในการทดลองน นเปนประเภทดนทราย ท าใหไมเกดการดดซบ

สารละลายอาทราซนหรออาจจะเกดไดแต ในปรมาณทนอยมาก ส าหรบทรายออตตาวา

(Ottawa sand) จดเปนดนทรายทมขนาดและพ นทผวเทากนท งหมดดงน นในการทดลองน จงใชเปนตว

เปรยบเทยบระหวางวสดดดซบแตละชนดซงจะพบวาทรายออตตาวาไมดดซบสารละลายอาทราซน

63

บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

จากการศกษาคณลกษณะของล โอนาร ไดตและล โอนาร ไดตท ผ านกระบวนการ

คารโบไนเซชน เพอเปรยบเทยบประสทธภาพการดดซบสารละลายอาทราซนในการทดลองแบบแบตช (batch) โดยท าการศกษา ระยะเวลาสมผส จลนพลศาสตร ลกษณะไอโซเทอมการดดซบ และปจจยทสงผลตอการดดซบ รวมทงศกษาการน าลโอนารไดตมาประยกตใชในชดทดลองแบบคอลมนเพอทดสอบการดดซบสารละลายอาทราซนรวมกบดนจากพนทการเกษตร จากการศกษาขางตนสามารถสรปผลการทดลองไดดงตอไปน 5.1 การศกษาคณลกษณะของลโอนารไดต 5.1.1 จากการศกษาคณสมบตจะพบวา ล โอนารไดตมสารอนทรยวตถและคาการแลกเปลยนไออนประจบวก (cation exchange capacity) ทคอนขางสง คอ 40.53 เปอรเซนต และ 59.89 cmol ตอกโลกรม และพบวาลโอนารไดตมคาความเปนกรดทสง คออยระหวาง 2.3 ถง 2.8 เมอท าการวเคราะหปรมาตรรพรนและพนผวพบวาเปนรพรนขนาดกลาง (mesopore) คอมคาเทากบ 21.648 นาโนเมตร 5.2 การศกษาระยะเวลาสมผสและจลนพลศาสตรของการดดซบสารละลายอาทราซน 5.2.1 ระยะเวลาสมผสสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต คอ ทระยะเวลา 24 ชวโมง 5.2.2 การดดซบของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต มความสอดคลองกบปฏกรยาอนดบทสองเทยม จากผลการทดลองสรปไดวาทเวลาเปลยนแปลงไปจนเรมเขาสระยะเวลาทสมดล การดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสดดดซบทงสองชนดเปนการดดซบแบบเคม ทมปจจยอน ๆ มาเกยวของอาท เชน คา pH อณหภม และความเขมขนของสาร เปนตน 5.3 ไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซน

จากการน าลโอนารไดตและลโอนารไดตทผานกระบวนการคารโบไนเซชนมาทดสอบการดดซบสารลายอาทราซน พบวาความสามารถในการดดซบสามารถอธบายไดจากลกษณะของ ไอโซเทอม ซงรายละเอยดมดงตอไปน

5.3.1 ความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนทความเขมขน 1.0 มลลกรมตอลตรด วยล โอนาร ไดตพบว า สอดคลองกบ ไอโซ เทอมแบบฟรนดช โดยมค าความจของการ ดดซบสงสดเทากบ 0.143 มลลกรมตอกรม สวนทความเขมขน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร พบวามความสอดคลองกบไอโซเทอมแบบแลงเมยร โดยมคาความจของการดดซบสงสดเทากบ 0.879 และ

64

1.529 มลลกรมตอกรมตามล าดบ จะพบวามความสอดคลองกบไอโซเทอมแบบฟรนดช ซงปรมาณของวสดดดซบและคาความเขมขนมผลตอคาความสามารถการดดซบสารละลายอาทราซน 5.3.2 ลโอนารไดตมประสทธภาพในการดดซบสารอาทราซนไดคอนขางด เนองจากมพนทผวจ าเพาะและปรมาณสารอนทรยวตถและคา CEC ทคอนขางสง คอ 21.648 นาโนเมตร และ 59.89 cmol ตอกโลกรมตามล าดบ 5.3.3 ส าหรบกลไกการดดซบแบบกายภาพภาพ อาจเกดจากการแพรกระจายของสารเขาบรเวณรพรนของลโอนารไดต สวนกลไกการดดซบแบบเคม อาจเกดจากการใชอเลกตรอนรวมกนระหวางอะตอมครวมพนธะระหวางสารอาทราซนและหมคารบอนลของลโอนารไดต 5.4 ปจจยทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซน ปจจยทมผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต ไดแก คาความเขมขนของสารละลายอาทราซน คาความเปนกรด-ดาง (pH) และอณหภม โดยท าการศกษาทระยะเวลาสมดลของการดดซบ อธบายไดดงน 5.4.1 คาความเขมขนเรมตนของสารละลายอาทราซน จากการศกษาพบวาเมอความเขมขนของสารละลายอาทราซนมากขน ท าใหความสามารถในการดดซบสารดวยลโอนารไดตมากขน โดยจะพบวาความสามารถในการดดซบจะเรมเขาสจดสมดลทความเขมขนสง ๆ และมคาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนท 8.0 มลลกรมตอลตรเทากบ 0.14 มลลกรมตอกรม 5.4.2 คาความเปนกรด-ดาง (pH) ลโอนารไดตมความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนไดดทสภาวะเปนกรด โดยจะพบวาท pH ของสารละลายเทากบ 3 คาความสามารถการดดซบเทากบ 0.082 มลลกรมตอกรม ซงกลไกการดดซบอาจเกดจากปฏกรยาการเตมโปรตอน (protonation) ของกลมเอมน (amine group) บนอนภาคของลโอนารไดตท าใหเกดอนตรกรยาแบบแรงดงดดทางไฟฟาสถตยบนพนผวของ ลโอนารไดต ท าใหสารอาทราซนอยรปของไอออนมากขน เกดประจบวกทมากขน จงเกดการดดซบไดมากขน

5.4.3 อณหภมทสงผลตอการดดซบ จากผลการทดลองพบวา ทอณหภม 15 องศาเซลเซยสเปนตนไป คาการดดซบเรมเพมสงขนจนถงอณหภมท 35 องศาเซลเซยส และมคาความสามารถในการดดซบเทากบ 0.034 มลลกรมตอกรม หลงจากนนคาการดดซบเรมลดต าลงท อาจเปนเพราะเกดจากการคายซบของสารละลาย

65

5.5 การดดซบสารละลายอาทราซนในชดทดลองคอลมน การศกษาในชดทดลองแบบคอลมนแบงออกเปน 3 การทดลองไดแก ผลการศกษา Breakthrough curve ของสารละลายอาทราซนเทยบกบสารตดตาม (KBr) การศกษารอยละการไดกลบคนของสาร (Percentage atrazine recovery) และการสกดสารอาทราซนในวสดดดซบ ซงอธบายไดดงน 5.5.1 การศกษา Breakthrough curve ของสารละลายอาทราซน ผลการศกษาพบวา ส าหรบสารตดตามจะไมเกดการดดซบในวสดดดซบ และลกษณะการเคลอนตวของสารตดตามจะออกมาเรวกวาสารละลายอาทราซน สวนสารอาทราซนจะพบวาวสดดดซบชนดทน าลโอนารไดตบรรจกงกลางระหวางชนดนในอตราสวน 1.0 : 1.0 มคาความสามารถในการดดซบไดดทสด รองลงมาคอ ดนทผสมกบลโอนารไดตเปนเนอเดยวกนในอตราสวน 1.0 : 1.0 วสดดดซบชนดทน าลโอนารไดตบรรจกงกลางระหวางชนดนในอตราสวน 1.0 : 0.5 และ 1.0 : 1.0 ตามล าดบ สวนดนจากพนทการเกษตรเกดการดดซบสารไดแตในปรมาณทนอยมาก และในสวนของทรายออตตาวาไมเกดการดดซบสารละลายอาทราซน 5.5.2 การศกษาการสกดสารอาทราซนในวสดดดซบ จากการศกษาพบวา ดนจากพนทการเกษตร และทรายออตตาวาไมมตกคางของสารอาทราซน สวนดนทผสมเปนเนอเดยวกนกบลโอนารไดตและแบบทมลโอนารไดตอยบรเวณกงกลางชนในอตราสวน 1.0 : 1.0 มสารอาทราซนตกคางมากทสด 5.6 ขอเสนอแนะจากงานวจย 5.6.1 ควรท าการศกษาคณลกษณะของลโอนารไดตทผานกระบวนการคารโบไนเซชนเพมเตม อาทเชน คาสารอนทรยวตถ และคา CEC เปนตน

5.6.2 ส าหรบการศกษาอณหภมทสงผลตอการดดซบควรจะท าการวเคราะหตวอยางโดยทนทเพอปองกนความคลาดเคลอนของการดดซบ 5.6.3 ควรวเคราะหคณลกษณะของลโอนารไดตเพมเตมในดานของการน ามาใชเปนสารปรบปรงดน เนองจากลโอนารไดตมคาความเปนกรดสง จ าเปนตองเปลยนแปลงกอนน าไปใชเปนวสดปรบปรงดน 5.6.4 อาจจะท าการศกษาการดดซบยาปราบศตรพชชนดอน ๆ โดยใชลโอนารไดตเปนวสดดดซบ 5.6.5 การดดซบสารละลายอาทราซนเปนเพยงกระบวนการถายยายสารจากบรเวณหน งไปยงบรเวณวสดดดซบ ซงสารอาทราซนยงคงสภาพอยไมไดสลายไป ดงนนอาจจะท าการศกษาเพมเตมใน

66

สวนของการก าจดและท าลาย อาท เชน การใชกระบวนการ Photocatalysic, Photolysis, Biodegradation และ Incineration รวมกบการดดซบดวย 5.6.6 ควรศกษาการเปลยนรป (Metabolite) ของสารละลายอาทราซนทถกดดซบดวย

67

รายการอางอง

กนกวรรณ พาลกา. (2553). การศกษาประสทธภาพการดดซบและการปลดปลอยอาทราซน ของดนร วนในพ นท ปล กข าว โด เล ย งส ต ว ต าบลหล กด าน อา เภอน าหนาว จงหวด เพชรบรณ . ปรญญาวทยาศาสตรบณฑต สาขาวทยาศาสตรส งแวดลอม มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. ไกรศร ทองเสมยน (2551). ความสามารถในการดดซบไนโตรเจนและฟอสฟอรสของดนตอระบบ การปลกมนสาปะหลงอนทรย . วทยาศาสตรมหาบณฑต (วทยาศาสตรสงแวดลอม) คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. คณาจารยภาควชาปฐพวทยา ภาควชาปฐพวทยา คณะเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. (2548). ปฐพวทยาเบองตน . พมพครงท 10, กรงเทพฯ : ส านกพมพ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 547 หนา. เครอขายเตอนภยสารเคมก าจดศตรพช (Thailand Pesticide Alert Network: Thai-PAN). รายงาน สรปการน าเขาวตถอนตรายทางการเกษตรป พ.ศ.2558 และ 2557 [ออนไลน] ไดจาก : http://www.thaipan.org/node/826 จณตตา สกจปาณนจ. (2557). ผลของกรดฮวมกทสกดจากลโอนารไดตตอการเตบโตและปรมาณ ธาตอาหารของออย. ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต (พฤกษศาสตร) สาขาพฤกษศาสตร ภาควชาพฤกษศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. จนทรจรส เรยวเดชะ. (2553). โอกาสและทางเลอกของเกษตรกรบนเสนทางสายโซอปทาน.

พมพครงท 1. กรงเทพฯ : กรงเทพฝายเกษตร ส านกงานกองทนสนบสนนการวจย, เอส เอม ทาวเวอร. 312 หนา.

ชยยศ ตงสถยถกลชย. (2554). กระบวนการดดซบสาร, นครราชสมา : ส านกพมพมหาวทยาลย เทคโนโลยสรนาร. มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร. 736 หนา. ณธรรศ สมจนทร. (2557). การปรบปรงคณภาพลโอนารไดตสาหรบการผลตปยหมก. วทยานพนธ วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาปฐพศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. เดชา ฉตรศรเวช. (2552).กระบวนการดดซบ .พมพครงท 1. กรงเทพฯ : ส านกพมพจฬาลงกรณ มหาวทยาลย. 226 หนา. ทศพล พรพรหม. (2545). สารกาจดวชพช : หลกการและกลไกการทาลาย. พมพครงท 1 ส านกพมพ

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 274 หนา. ธวชชย รตนชเลศ.(2540). เทคโนโลยสารกาจดวชพช (herbicide technology). กรงเทพ ฯ : รวเขยว.259 หนา. นทธรา สรรมณ กนกพร สวางแจง มยรา อารกจเสร และ กมลชนก พานชการ. (2553). บทบาท ของกรดฮวมกและฟลวกในดนของพนทเกษตรกรรมตอการดดซบจลธาตอาหารในดน

68

และโลหะทเปนพษ : กรณศกษาภมภาคตะวนตกของประเทศไทย. สถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยศลปากร. ปรนทร เตมญารศลป (2551). การเตรยมและการวเคราะหคณลกษณะเฉพาะของถานกมมนตจาก ไผตง และไผหมาจ.วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาเคมอนนทรย ภาควชาเคม มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. พฒนศกด แดงบตรด ขนษฐา แกวอน รวนทร สทธะนนท และ โกวทย ปยะมงคลา. (2557).

การดดซบสยอมเมททลนบลโดยใชแกลบแบบตรงในคอลมน . วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ 24. 398-408.

พมพภค หบเงน.(2551). การยอยสลายและการบาบดทางชวภาพของดนทมการปนเปอนสาร อาทราซน.วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาปฐพวทยา ภาควชาปฐพวทยา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

พวงรตน ขจตวชยานกล จรภทร อนนตภทรชย ธนพล เพญรตน. (2557). โครงการการยอยสลาย พาราควอทในดนดวยทรายซลกา-แลคเคส และประยกตใชกบถงกรองในระบบผลตนาสะอาด. รายงานวจย. มหาวทยาลยนเรศวร.

ววฒน โตธรกล พลยทธ ศขสมต และ จนดารตน โตกมลธรรม. (2552). เอกสารงานวจยการเตรยม สารประกอบเกลอฮวเมตจากดนปนถานหน จากเหมองลกไนต แมเมาะ จงหวดลาปาง. ส านกงานอตสาหกรรมพนฐานและการเหมองแรเขต 3 (ภาคเหนอ) กรมอตสาหกรรมพนฐานและการเหมองแร กระทรวงอตสาหกรรม.

ศภมาศ พนชศกดพฒนา. (2545). ภาวะมลพษของดนจากการใชสารเคม . พมพครงท 3. กรงเทพ ฯ:ส านกพมพมหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 327 หนา. สนทด ศรอนนตไพบรณ. (2552). ระบบบาบดนาเสย wastewater treatment system. กรงเทพฯ : ทอป. 560 หนา. สายรง นพขนทด.(2554). การกาจดสยอมรแอคทฟจากนาเสยดวยหนดนดาน. วทยานพนธ

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมส งแวดลอม มหาวทยาลยเทคโนโลย สรนาร.

สกญญา จนทรเจก. (2550). การตกคางของสารเอนโดซลแฟน และสารอะทราซนในนาและ ตะกอนดนในนาปาสก . วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต คณะวทยาศาสตรและ เทคโนโลย มหาวทยาลยธรรมศาสตร. สชาดา กรณา. (2548). การดดซบสารอาทราซนและอะลาคลอรใน 4 ชดดน. วทยานพนธ วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาปฐพวทยา ภาควชาปฐพวทยา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. สชาดา โภชาดม. (2556). สมบตทางเคมและการแจกกระจายของอารซนกในลโอนารไดตจาก เหมองแมเมาะ จงหวดลาปาง. ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต (ปฐพวทยา) สาขา ปฐพวทยา ภาควชาปฐพวทยา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

69

สมนา สรพฒนากล. (2551). การกาจดอาทราซนดวยวธการทางชววทยาจากนาสาหรบ เกษตรกรรมซมผานดนดวยเซลลอสระและเซลลตรง. ปรญญาวทยาศาสตรดษฎบณฑต สาขาวชาการจดการสงแวดลอม มหาวทยาลยจฬาลงกรณ. ส านกงานเศรษฐกจและการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ . ปรมาณและการนาเขาสารกาจด ศตรพช. [ออนไลน] ไดจาก : http://www.oae.go.th/ewt_news.php?nid=146 อรอนงค ผวนล ศภมาศ พนชศกดพฒนา นพนธ ตงคณานรกษ บงกชรตน ปตยนต และน าเยน

ศรพฒน. (2554). การตกคางและเคลอนยายสารกาจดวชพชอะทราซนในดนปลกขาวโพดเลยงสตวตะกอนดน และนาทาบรเวณลมนาหวยกะโปะ อาเภอนาหนาว จงหวดเพชรบรณ. การประชมวจยวชาการของมหาวทยาลยเกษตรศาสตร 49, 1-4 กมภาพนธ, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพ ฯ.

อษา จกราช พรพนา โพธนาม และ ฤด โคตรชาร. (2557). คณสมบตทางเคม ชวภาพและการสะสม กรดฮวมคในดนทไดรบพชปยสดในระบบการปลกมนสาปะหลง . แกนเกษตร 42, 693-699. Ausavasukhi, A. , Kampoosaen, C. , & Kengnok, O. (2016) . Adsorption characteristics of Congo red on carbonized leonardite. Journal of Cleaner Production. 143, 506-514. Aslam, M. , Alam, M. & Rais, S. (2013) . Detection of atrazine and simazine in ground water of Delhi using high performance liquid chromatography with ultraviolet detector. Current World Environmental. 8, 323-329. Belhachemi, M. & Addoun. F. (2011). Comparative adsorption isotherms and modeling of methylene blue onto activated carbons. Appl Water Sci. 1, 111-117. Blanes, P., Sala, L., Garcia, S., Gonzalez, J., Frascaroh, M., Harada, M., Cong, C., Niwa, Y.,

Matulewicz, C. , Prado H. , Cortadi, A. & Gattuso, M. ( 2011) . Biosorption of trivalentchromium from aqueous solution by red seaweed Polysiphonia nigrescens. Journal of Water Resource and Protection. 3, 832-843.

Canieren, O. , Karaguzwl, C. & Aydin, A. (2017) . Effect of physical pre-enrichment on humic Substance recovery from leonardite. Physicochem. Probl. Miner. Process. 53, 502-514. Chammui, Y. , Sooksamiti, P. , Naksata, W. , Thiansem, S. , & Arqueropanyo, O. (2014) . Removal of arsenic from aqueous solution by adsorption on Leonardite. Chemical Engineering Journal. 240, 202-210. Chingombe, P., Saha, B. & Wakeman, R.J. (2006). Sorption of antrazine on conventional

and surface modified activated carbons. Journal of Colloid and Interface Science. 302, 408-416.

70

Doulati, B. & Sozudogru OK, S. (2011) . Comparison of kinetics desorption of heavy metals (Cd,Zn and Pb) in soils formed from different parent materials in the presence of leonardite. Soil And Water Pollution.

Douglass, J. , Radosevich, M. & Tuovinen, O. (2015) . Molecular analysis of atrazine- degrading bacteria and catabolic genes in the water column and sediment of a created wetland in an agriculture /urban watershed. Ecological Engineering. 83, 405-412.

Fares, A. , Awal, R. & Bayabil, H. (2017). Soil water content sensor response to organic matter content under laboratory conditions. Sensors. 16, 1239, 1-11.

Farruggia, F. , Rossmeisl, C. , Hetrick, J. & Biscoe, M. ( 2016) . Refined ecological risk assessment for atrazine. United States Environmental Protection Agency. Washinton D.C. USA.

Gibert, O. Hernandez, M. Vilanova, E. and Cornella, O. (2012). Guidelining protocol for

soil column experiments assessing fate and transport of trace organics. The research from the European Union seventh framework programme under Grant Agreement no. 308339. DEMEAU.

Ghosh, R. and Singh, N. , (2012) . Managing metolachlor and atrazine leaching losses using lignite fly ash. Ecotoxicology and Environmental Safety. 84, 243-248.

Hayes, T., Haston, K., Tsui, M., Hoang, A., Haeffele, C. & Vonk, A. (2003). Atrazine-induced hermaphroditism at 0.1 ppb in American Leopard Frogs : Laboratory and field evidence. Environmental Health Perspectives. 111, 568-575.

Jamil, T., Allah, T., Ibrahim, H. & Saleh, T. (2010). Adsorption and isothermal model of atrazine by zeolite prepared from Egyptian kaolin. Solid State Sciences. 13, 198-203.

Kearney, P and Roberts, T. ( 1998) . Pesticide remediation in soils and water. New York : Wiley.

Katanyoo, S., Naksata, W., Sooksamiti, P., Thiansem, S. & Arquero, O. (2011). Adsorption of Zinc ion on leonardite prepared from coal waste. Oriental Journal of Chemistry. 28, 373-378.

Khamdahsag, P. (2011). Improvement of ZnO by textural modification and metal doping for atrazine photocatalysis. Degree of doctor of Philosophy program in Environmental Management. Chulalongkorn University.

71

Kovaios, L., Paraskeva,C., & Koutsoukos, P.(2011).Adsorption of atrazine from aqueous electrolyte solutions on humic acid and silica. Journal of Colloid and Interface Science, 356, 277-285.

Lao, C., Zeledon, Z., Gamisans, X. & Sole, M. (2005). Sorption of Cd (II) and Pb (II) from aqueous solution by a low-rank coal (leonardite).Separation and Purification Technology. 45, 79-85.

Lapworth, D., Gooddy, D., Harrison, I., Kim, A. & Vane, C. (2005). Collidal phase transport of pesticides : A review with special reference to major UK aquifers. British Geogical Survey Internal Report, IR/05/131. 31 pp.

Lesan, H. M. and Bhandari, A. ( 2000) . Evolution of atrazine binding to surface soils.Conference on Hazardous Waste Research. 76-89.

Llado, J., Lao-Luque, C., Ruiz, B. & Fuente, E. (2015). Role of activated carbon properties in atrazine and paracetamol adsorption equilibrium and kinetics. Process safety and Environmental. 95, 51-59. Lloyd, Dhanial. ( 2000) . Preparation of pH buffer solution. AnalChem Resources. Available from : http://delloyd.50megs.com/ Lupul, I. , Yperman, J. , Carleer, R. & Gryglewicz, G. (2015) . Adsorption of atrazine on

hemp stem- based activated carbons with different surface chemistry. Adsorption. 21, 489-498.

Markandeya., Shukla, S.P. & Kisku, G.C. (2015). Linear and non-linear kinetic modeling for adsorption of disperse dye in batch process. Research Journal of Environmental Toxicology, 9, 320-331.

Masset, S. , Monteil-Rivera, F. , Dupont, L. , Dumonceau, J. & Aplincourt, M. (2000) . Influence of humic acid on sorption of Co ( II) , Sr ( II) , amd Se ( IV) on goethite. Agronomie, 20, 525-535.

Metcalf and Eddy Inc. (2003). Waste water engineering: treatment and reuse. 4th edition. Boston, McGraw-Hill.

Mishra, R. , Mohammad, N. & Roychoudhary, N. (2015) . Soil pollution: Causes, effects and control. P.O. RFRC, India. Tropical Forest Research Institute.13.

Murphy, I. ( 2009) . Uptake and degradation of atrazine utilizaing phytoremediation technology with Switchgrass ( Panicum virgatum) . Master thesis of scince. Toxicology. Iowa State University.

Olivella, M. A. , Sole, M. , Gorchs, R. , Lao, C & Delasheras, F. ( 2011) . Geochemical characterization of a spanish leonardite coal. Arch.Min.Sci, 56, 789-804.

72

Piccin. J., Dotto. G. & Pinto. L. (2011). Adsorption isotherms and thermochemical data of FD&C red no 40 binding by chitosan. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 28, 295-304.

Pelekani, C. and Snoeyink, V. (2001) . A kinetic and equilibrium study of competitive adsorption between atrazine and congo red dye on activated carbon: the importance of pore size distribution. Carbon 39, 25-37.

Price, A., Kelton, J. & Sarunaite, L. (2015). Herbicides, Physiology of Action, and Safety. Intech chapters published. 342 p. Available from : http: / / www. intechopen. com/ books/ how- to- link/ herbicides- physiology- of-action-and-safety

Qasem, J. (2013). Herbicide Resistant Weeds: The technology and weed Management, herbicides current Research and Case Studies in Use, Dr. Andrew Price (Ed. ) , InTech. Available from : https: / /www. intechopen. com/books/herbicides-current- research- and- case- studies- in- use/ herbicide- resistant- weeds- the-technology-and-weed-management.

Qian, S., Ding, W., Li, Y., Liu, G., Sun, J. & Ding, Q. (2016). Characterization of humic acids derived from Leonardite using a solid- state NMR spectroscopy and effects of humic acids on growth and nutrient uptake of snap bean. Chemical Speciation & Bioavailability. 27, 156-161.

Rambabu, N., Guzman, C., Soltan, J., & Himabindu, V. (2011). Adsorption characteristics of atrazine on granulated activated carbon and carbon nanotubes.Chem. Eng. Technol. 35, 272-280.

Ratanaprommanee, C. & Shutsrirung, A. (2014). X-ray and scanning electron microscopy characterization of leonardite. iGRC. 113-117.

Ross, A. and Lembi, A. ( 2009) . Applied weed science: including the ecology and management of invasive plants. 3rd edition. Upper Saddle River, N.J. : Pearson Prentice Hall. 561 p.

Sakulthaew. C., Chokejaroenrat. C., Poapolathep, A., Satapanajaru. T. & poapolathep. S. (2017). Chemophere. 184, 1168-1174.

Salvestrini, S. , Sagliano, P. , Lovino, P. , Capasso, S & Colella, C. ( 2010) . Atrazine adsorption by acid- activated zeolite- rich tuffs. Applied Clay Sxience. 49, 330-335.

73

Sardans, M. , Gamisans, X. , Dorado, A. & Luque, C. (2016) .Exploring arsenic adsorption at low concentration onto modified leonardite. Water Air Soil Pollutant. 227:128.

Sebata, E., Moyo, M., Guyo, U., Ngano, N.P., Nyamunda, B.C., Chigondo, F., Chitsa, V. & Shumba, M. (2013). Adsorptive removal of atrazine from aqueous solution using Bambara groundnut hulls ( Vigna Subterranean) . International Journal of Engineering Research & Technology, 2, 312-321.

Shirmardi, M., Alavi, N., Lima, E., Takdastan, A., Mahvi, A., & Babaei, A. (2016). Removal of Atrazine as an organic micro- pollutant from aqueous solutions: a comparative study. Process Safety and Environmental Protection, 103, 23-35.

Shukla, M. & Kisku, G.C. (2015). Linear and non-linear kinetic modeling for adsorption of disperse dye in batch process. Research Journal of Environmental Toxicology. 9, 320-331.

Topp, E. and Smith, W. (1992). Sorption of the herbicides atrazine and metolachlor to selected plastics and silicone rubber. Journal of Environmental Quality. 21, 316-317. Wabel, M. , Nasser, G. , Turki, A. M. & Saeid, M. H. (2010) . Behavior of atrazine and

malathion pesticides in soil : Sorption and Degradation process. Journal of Applied Science. 10, 1740-1747.

Wang G. (2003). Temperature dependence on activated carbon adsorption of atrazine. Journal of The Chinese institute of environmental engineering. 13, 45-53.

Wang G. (2005). Effects of natural organic matter on adsorption capacity for atrazine by activated carbon. Journal of the Chinese institute of environmental engineering. 15, 81-89.

Wang, X. , Guo, X. , Yang, Y. , Tao, S. & Xing, B. ( 2011) . Sorption mechanisms of phenanthrene, lindane and atrazine with various humic acid fractions from a single soil sample. Environ.Sci.Technol. 45, 2124-2130.

Wu, M., Quirindongo, M., Sass, J., & Wetzler, A. (2009). How the EPA is ignoring atrazine contamination is surface and drinking water in the central United States Natural Resources Defense Council.

Xu, Z. , Cai, J. , & Pan, B. (2013) . Mathematically modeling fixed-bed adsorption in aqueous systems. Journal of Zhejiang University- SCIENCE A ( Applied Physics & Engineering). 14, 155-176.

74

Yong, R. , Pusch, R. & Nakano M. (2010) . Containment of high- lavel radioactive and hazardous solid wastes with clay barriers. Spon press. USA and Canada.

Yue, L., Ge, C., Feng, D., Yu, H., Deng, H. & Fu, B. (2017). Adsorption- desorption behavior of atrazine on agricultural soil in China. Journal of Environmental Sciences. 57, 180-189.

Zadaka, D. , Nir, S. , Radain, A. & Mishael, Y. (2009) . Atrazine removal from water by polycation-clay composites : Effect of dissolved organic matter and comparison to activated carbon. Water Research. 43, 677-683.

Zeledon-Toruno, Z., Luque, C., Heras, F. & Sole-Sardans, M. (2007). Removal of PAHs from water using an immature coal (lronardite). Chemosphere. 67, 505-512.

Zengin G. (2013) . Effective removal of zine from an aqueous solution using Turkish leonardite-clinoptiolite mixture as a sorbent. Environ Earth Sci. 70, 3031-3041.

ภาคผนวก ก

ปรมาณและมลคาสารก าจดวชพชทมการน าเขาสงสด 5 อนดบแรก ของประเทศไทย

76

ตารางท ก. 1 ปรมาณและมลคาสารก าจดวชพชทมการน าเขาสงสด 5 อนดบแรกของประเทศไทย ในป พ.ศ.2557 และ 2558

ป/ล าดบท (Year/No.)

ชอสามญ (Common name)

ปรมาณสาร (kg)

มลคา (ลานบาท)

ป 2559 :

1 Glyphosate-

isopropylammonium

63,166,211.70 4,531

2 Paraquat dichloride

21,325,348.00 2,712 3 2,4-D-dimethylammonium

6,790,052.00 466 4 atrazine

4,104,988.00 576 5 ametryn

3,597,009.00 583 ป 2558 :

1 Glyphosate-

isopropylammonium

38,518,328.00 2,039

2 Paraquat dichloride

21,765,581.00 2,035 3 2,4-D-dimethylammonium

4,335,664.00 273 4 atrazine

3,391,209.00 444 5 ametryn

3,346,267.00 491 ทมา : เครอขายเตอนภยสารเคมก าจดศตรพช (Thailand Pesticide Alert Network: Thai-PAN)

ภาคผนวก ข

การเปรยบเทยบคณสมบตของลโอนารไดตกบคามาตรฐานและงานวจยอน ๆ

78

ตารางท ข. 1 ผลการวเคราะหธาตและองคประกอบทางเคมของลโอนารไดต

ธาต

ประกอบ

ทางเคม

งานวจยทใชลโอนารไดต จาก อ.แมเมาะ จ.ล าปาง งานวจยทใชลโอนารไดตจากแหลงอน ๆ

คา

มาตรฐาน

จาก IHSS

จากการ

ทดลอง

Ausavasukhi et al., 2015

Chammui

et al.,

(2014)

Rattanarommanee(a)

et al., (2014)

Tandon

(2012)

Katanyoo

et al.,

(2011)

สชาดา (2556)

Gordes Mining

Company, Turkey

อางองจาก Zengin (2013)

Balina,CZ

อางองจาก

Doulati

et al (2011)

(CZ ; Czech

Republic)

Torrelapaja,

Spain

อางองจาก M.A

Olivella et al

(2011)

% C 16.54 - - - - - - 50-60 55.33 47.8 -

% H 3.12 - - - - - - 2.5-5.0 4.66 3.0 -

% O 26.67 - - - - - - 30-50 30.72 46.0 -

% N 0.88 - - - - - 0.59 2.0-3.0 1.14 0.8 1.11

% S 4.35 - - - - - 3.50 0.3-0.5 - 2.4 0.97

% P - - - - - - 0.10 - - - 0.004

% K 1.45 - - - - 0.25 0.50 1.10 (b) - - 0.02

% Fe 6.97 - - - - 0.62 10.55 0.86 (b) - - 0.48

% Ca 1.97 - - - - 0.88 2.27 1.42 (b) - - 1.68

% Mg - - - - - 0.36 0.39 - - - 0.36

ตารางท ข. 1 ผลการวเคราะหธาตและองคประกอบทางเคมของลโอนารไดต (ตอ)

ธาต

ประกอบ

ทางเคม

งานวจยทใชลโอนารไดต จาก อ.แมเมาะ จ.ล าปาง งานวจยทใชลโอนารไดตจากแหลงอน ๆ

คา

มาตรฐาน

จาก IHSS

จากการ

ทดลอง

Ausavasukhi et al., 2015

Chammui

et al.,

(2014)

Rattanarommanee(a)

et al., (2014)

Tandon

(2012)

Katanyoo

et al.,

(2011)

สชาดา (2556)

Gordes Mining

Company, Turkey

อางองจาก Zengin (2013)

Balina,CZ

อางองจาก

Doulati

et al (2011)

(CZ ; Czech

Republic)

Torrelapaja,

Spain

อางองจาก M.A

Olivella et al

(2011)

SiO2 (%) 43.89 19.13 ± 2.83

44.37 35.19 35.00 29.445 - - - - -

SO3 (%) 21.80 9.65 ± 1.16 17.72 - - - - - - - -

Al2O3 (%) 19.18 9.73 ± 0.54 20.75 10.85 17.00 15.527 - - - - -

Fe2O3

(%)

9.96 5.52 ± 0.33

10.62 7.00 3.00 4.528 - - - - -

CaO (%) 2.76 2.07 ± 0.87 2.24 4.77 1.00 2.561 - - - - -

TiO2 (%) 0.61 0.38 ± 0.07 0.67 0.46 - 0.244 - - - - -

MgO (%) - 0.88 ± 0.12 1.58 0.92 2.00 3.537 - - - - -

(a) คาเฉลยของลโอนารไดตจากแมเหมาะแหลงท 2 และ 3 (b) คาทไดเกดจากการน าลโอนารไดตมาผสมกบ Climoptilolite (แรธาตชนดหนงในซโอไลต)

คามาตรฐานจาก IHSS อางองจากงานวจยของ สชาดา (2556)

80

ตารางท ข. 2 ผลการเปรยบเทยบคณสมบตของลโอนารไดตกบคามาตรฐานจาก International

Humic Substances Society (IHSS) และงานวจยอน ๆ

Leonardite

source

Reference Moisture

(%)

pH (a)

CEC

(meq/100 g)

Organic

matter (%)

IHSS Standard Pertuit et al. (2001)

อางจากงานวจยของ สชาดา (2556)

11.85 3.58 95.51 65.68

New Maxico Pertuit et al (2001) 12.41 4.18 63.78 27.53

Utha-mined Dudley et al (2004)

(อางจาก สชาดา, 2556)

13.07 3.90 114.80 55.0

SEPHU® , Zaragoza ,

Spain

Lao et al (2005) 30 - 2.87 -

SEPHU® , Zaragoza ,

Spain

Zeledon et al (2007) 30 - 287 62

Torrelapaja ,Spain Olivella et al (2011) 16.4 - - 62

Gordes Mining

Company, Manisa,

Turkey

Zengon G (2013) 25-30 6-6.5 - 65

งานวจยทใชลโอนารไดต จาก อ.แมเมาะ จ.ล าปาง

การทดลอง 8.13 2.85 59.89 21.62

อางองจาก ณธรรศ , 2557 - 2.82 - 30.80

อางองจาก จณตตา , 2557 - 2.91 57.00 38.10

อางองจาก สชาดา, 2556 - 3.90 55.20 27.10

อางองจาก Ratanaprommanee et al., 2014 - 2.44 (b)

- 25.14(b)

อางองจาก Chammui et al.,2014 8.47 – 8.72 - - 31.68 (c)

อางองจาก Ausavasukhi et al ., 2015 9.44 ± 1.31 - - 41.05 ± 1.16

(a) pH meter (Leonardite : H2O)

(b) คาเฉลยของลโอนารไดตจากแมเหมาะแหลงท 2 และ 3

(c) Organic matter and moisture

81

ภาคผนวก ค

การศกษาระยะเวลาสมดลการดดซบของสารละลายอาทราซน

(Preliminary test)

82

การทดลองระยะเวลาสมดลการดดซบของสารละลายอาทราซน (preliminary test)

การศกษาระยะเวลาสมดลและเวลาทสงผลตอการดดซบของสารละลายอาทราซนดวย

ลโอนารไดตไดท าการทดลองทระยะเวลา 5 , 17.30 , 24 และ 48 ชวโมง เพอศกษาระยะเวลาทเขาสสมดลในการดดซบ โดยทความเขมขนของสารอาทราซนททดลองคอ 1.0 , 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตร และปรมาณลโอนารไดตทใชทดลองคอ 0.4 กรม โดยท าการเขยาดวยเครอง reciprocating shaker ทความเรวรอบ 200 rpm ภายใตอณหภมหอง ซงผลการทดลองแสดงไดดงภาพท ค.1

รปท ค.1 ระยะเวลาสมดลของการดดซบสารละลายอาทราซนโดยใชลโอนารไดตเปน

วสดดดซบ

83

ภาคผนวก ง

ขอมลและรายละเอยดจากการศกษาแบบแบตช (Batch experiments)

84

1. จลนพลศาสตรการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต (LND)

ตาราง ง.1 จลนพลศาตรการดดซบแบบ Pseudo first order ทความเขมขนของสารละลาย

อาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตรตามล าดบ ดวยลโอนารไดต (LND)

ระยะเวลา

(hours)

LND = 0.2 กรม LND = 0.4 กรม LND = 0.8 กรม

qt (1) qt (2) qt (3) qt (1) qt (2) qt (3) qt (1) qt (2) qt (3)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0.0804 0.0544 0.0933 0.0600 0.0523 0.0600 0.0402 0.0381 0.0418 4 0.0877 0.0690 0.0973 0.0682 0.0587 0.0711 0.0440 0.0400 0.0448 8 0.1004 0.0829 0.1099 0.0723 0.0678 0.0749 0.0479 0.0444 0.0459 12 0.1085 0.0935 0.1181 0.0760 0.0722 0.0788 0.0480 0.0458 0.0474 22 0.1216 0.1135 0.1307 0.0822 0.0785 0.0852 0.0499 0.0486 0.0510 28 0.1348 0.1183 0.1399 0.0872 0.0801 0.0887 0.0501 0.0495 0.0513 34 0.1391 0.1257 0.1365 0.0881 0.0827 0.0888 0.0518 0.0504 0.0510 46 0.1629 0.1225 0.1516 0.0893 0.0841 0.0915 0.0523 0.0504 0.0527 58 0.1259 0.1302 0.1578 0.0944 0.0902 0.0954 0.0519 0.0520 0.0535 73 0.1594 0.1382 0.1626 0.0859 0.0908 0.0978 0.0564 0.0525 0.0545

ระยะเวลา

(hours)

LND = 0.2 กรม LND = 0.4 กรม LND = 0.8 กรม

qt (1) qt (2) qt (3) qt (1) qt (2) qt (3) qt (1) qt (2) qt (3)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0.1296 0.0703 0.1643 0.1020 0.0876 0.1202 0.0740 0.0706 0.0784 4 0.1397 0.1047 0.1817 0.1109 0.0892 0.1284 0.0806 0.0748 0.0846 8 0.1644 0.1257 0.1874 0.1205 0.1033 0.1328 0.0840 0.0770 0.0870 12 0.1656 0.1354 0.2020 0.1263 0.1158 0.1468 0.0863 0.0795 0.0899 22 0.1935 0.1712 0.2312 0.1421 0.1310 0.1560 0.0940 0.0865 0.0944 28 0.2278 0.1837 0.2400 0.1579 0.1372 0.1621 0.0979 0.0901 0.0965 34 0.2406 0.1957 0.2443 0.1615 0.1479 0.1666 0.0981 0.0932 0.0973 46 0.2450 0.1798 0.2588 0.1659 0.1454 0.1700 0.0990 0.0926 0.0991 58 0.2158 0.2006 0.2760 0.1594 0.1540 0.1773 0.1001 0.0958 0.1006 73 0.2376 0.2175 0.2841 0.1687 0.1600 0.1835 0.1015 0.0984 0.1035

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

85 ตาราง ง.2 จลนพลศาตรการดดซบแบบ Pseudo second order ทความเขมขนของสารละลาย

อาทราซน 2.0 และ 4.0 มลลกรมตอลตรตามล าดบ ดวยลโอนารไดตท (LND)

ระยะเวลา

(hours)

LND = 0.2 กรม LND = 0.4 กรม LND = 0.8 กรม

t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3) t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3) t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 24.87 36.74 21.44 33.33 38.23 33.31 49.75 52.49 47.83 4 47.49 60.43 42.82 61.14 71.00 58.64 94.64 104.05 92.93 8 86.58 104.95 79.14 120.21 128.22 116.14 181.64 195.85 189.62 12 125.63 145.78 115.44 179.34 188.79 173.12 283.82 297.73 287.76 22 215.36 230.76 200.34 318.64 333.64 307.23 525.34 539.07 513.79 28 259.61 295.78 250.25 401.35 437.04 394.58 698.09 706.89 682.22 34 321.73 355.84 327.80 507.60 540.87 503.65 862.87 888.11 877.27 46 392.16 521.33 421.46 715.74 759.31 698.59 1222.39 1267.49 1212.31 58 677.64 654.90 540.60 903.14 945.19 894.12 1644.17 1641.82 1595.39 73 715.39 825.64 701.46 1328.28 1255.81 1166.77 2020.79 2170.98 2093.47

ระยะเวลา

(hours)

LND = 0.2 กรม LND = 0.4 กรม LND = 0.8 กรม

t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3) t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3) t/qt (1) t/qt (2) t/qt (3)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 15.43 28.45 12.18 19.61 22.83 16.63 27.04 28.31 25.52 4 28.62 38.19 22.01 36.06 44.83 31.14 49.61 53.45 47.28 8 48.66 63.64 42.70 66.37 77.46 60.26 95.20 103.88 91.95 12 72.47 88.66 59.39 94.98 103.67 81.76 139.03 150.90 133.42 22 113.67 128.49 95.16 154.84 168.00 141.02 233.92 254.25 232.99 28 122.90 152.43 116.68 177.27 204.15 172.69 286.14 310.92 290.03 34 141.29 173.74 139.15 210.46 229.88 204.02 346.70 364.76 349.48 46 187.78 255.89 177.74 277.27 316.43 270.51 464.66 496.95 464.02 58 268.77 289.18 210.12 363.89 376.61 327.09 579.68 605.18 576.81 73 307.22 335.57 256.94 432.80 456.16 397.80 719.10 741.89 705.03

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

86

2. ไอโซเทอมการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต (LND)

ตาราง ง.3 ไอโซเทอมการดดซบแบบแลงเมยรของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต (LND)

ความ

เขมขน

1/qe 1/Ce

1 2 3 1 2 3

1.0

มลลกรมตอ

ลตร

14.0686 14.9858 19.2329 2.5455 2.3383 1.8330 22.9182 23.4603 26.0099 3.7970 3.5779 2.8873 31.2062 31.2538 34.8333 5.1969 5.1655 3.6697 39.4973 38.8423 43.8070 6.6086 7.2645 4.3286 47.1729 47.1585 53.3279 8.8062 8.8264 4.7299 55.5190 55.7825 63.1870 10.3166 9.8995 4.9542 63.8352 64.0417 73.2348 11.8707 11.4851 5.0804

2.0

มลลกรมตอ

ลตร

8.7391 8.3914 8.4389 0.9801 1.0180 1.0125 11.8219 12.1741 12.6321 1.7174 1.6092 1.4946 16.0466 16.2519 16.5846 2.2725 2.1789 2.0468 20.3999 20.1245 20.9076 2.7244 2.8936 2.4682 24.1171 24.0120 25.5338 3.6086 3.7056 2.7090 28.1189 28.1762 29.4742 4.3734 4.3080 3.2558 32.2875 32.3468 34.1476 4.9684 4.8911 3.3812

4.0

มลลกรมตอ

ลตร

4.8607 4.6582 4.5005 0.4712 0.4876 0.5024 7.1386 6.9292 6.7558 0.6550 0.6854 0.7144 9.1765 9.0054 9.5148 0.8675 0.9066 0.8028 11.0161 11.1739 10.9988 1.1584 1.1058 1.1645 13.1181 13.3776 13.2403 1.3911 1.2853 1.3386 15.1405 15.4049 15.2532 1.6728 1.5332 1.6098 17.1360 17.5163 17.5238 1.9995 1.7511 1.7469

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

87 ตาราง ง.4 ไอโซเทอมการดดซบแบบฟรนดชของสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต (LND)

ความ

เขมขน

Log qe Log Ce

1 2 3 1 2 3

1.0

มลลกรมตอ

ลตร

-1.1483 -1.1757 -1.2840 -0.4058 -0.3689 -0.2632 -1.3602 -1.3703 -1.4151 -0.5794 -0.5536 -0.4605 -1.4942 -1.4949 -1.5420 -0.7157 -0.7131 -0.5646 -1.5966 -1.5893 -1.6415 -0.8201 -0.8612 -0.6363 -1.6737 -1.6736 -1.7270 -0.9448 -0.9458 -0.6748 -1.7444 -1.7465 -1.8006 -1.0135 -0.9956 -0.6950 -1.8051 -1.8065 -1.8647 -1.0745 -1.0601 -0.7059

2.0

มลลกรมตอ

ลตร

-0.9415 -0.9238 -0.9263 0.0087 -0.0077 -0.0054 -1.0727 -1.0854 -1.1015 -0.2349 -0.2066 -0.1745 -1.2054 -1.2109 -1.2197 -0.3565 -0.3382 -0.3111 -1.3096 -1.3037 -1.3203 -0.4353 -0.4614 -0.3924 -1.3823 -1.3804 -1.4071 -0.5573 -0.5689 -0.4328 -1.4490 -1.4499 -1.4694 -0.6408 -0.6343 -0.5127 -1.5090 -1.5098 -1.5334 -0.6962 -0.6894 -0.5291

4.0

มลลกรมตอ

ลตร

-0.6867 -0.6682 -0.6533 0.3268 0.3119 0.2990 -0.8536 -0.8407 -0.8297 0.1838 0.1641 0.1461 -0.9627 -0.9545 -0.9784 0.0617 0.0426 0.0954 -1.0420 -1.0482 -1.0413 -0.0639 -0.0437 -0.0662 -1.1179 -1.1264 -1.1219 -0.1433 -0.1090 -0.1267 -1.1801 -1.1877 -1.1834 -0.2234 -0.1856 -0.2068 -1.2339 -1.2434 -1.2436 -0.3009 -0.2433 -0.2423

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

88

3. การศกษาปจจยทสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต

ตาราง ง.5 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบความเขมขนทเปลยนแปลงไป

ความเขมขน

(มลลกรมตอลตร)

qe Ce

1 2 3 1 2 3

0.25 0.0111 0.0118 0.0116 0.2252 0.2142 0.2175 0.5 0.0207 0.0179 0.0191 0.2958 0.3400 0.3216 1.0 0.0424 0.0425 0.0422 0.4631 0.4605 0.4647 2.0 0.0688 0.0704 0.0663 0.8515 0.8241 0.8911 4.0 0.1082 0.0947 0.0996 2.1589 2.3726 2.2942 8.0 0.1346 0.1523 0.1432 5.7406 5.4602 5.6088

ตาราง ง.6 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบคาความเปนกรด-ดางทเปลยนแปลงไป

pH qe Ce

1 2 3 1 2 3

3 0.0625 0.0765 0.0695 0.7988 0.5741 0.6854 5 0.0684 0.0812 0.0954 0.7015 0.4983 0.2729 7 0.0665 0.0823 0.0725 0.7322 0.4825 0.6369 9 0.0691 0.0787 0.0700 0.6933 0.5325 0.6774 11 0.0575 0.0807 0.0702 0.8731 0.5035 0.6764

89 ตาราง ง.7 คา pH ทงกอนและหลงดดซบสารละลายอาทราซนดวยลโอนารไดต

pH กอนการดดซบ หลงการดดซบ

1 2 3 control 1 2 3 control

3 3.87 3.87 3.87 3.87 3.07 3.05 3.05 4.10

5 5.33 5.33 5.33 5.33 3.09 3.07 3.06 5.57

7 7.25 7.25 7.25 7.25 3.00 3.03 3.01 7.27

9 9.71 9.71 9.71 9.71 3.12 3.12 3.12 9.52

11 11.08 11.08 11.08 11.08 3.39 3.39 3.42 10.93

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

ตาราง ง.8 คาความสามารถในการดดซบสารละลายอาทราซนกบคาอณหภมทเปลยนแปลงไป

อณหภม (เซลเซยส)

ความเขมขนอาทราซน

1.0 มลลกรมตอลตร

ความเขมขนอาทราซน

2.0 มลลกรมตอลตร

1 2 3 1 2 3

15 13.3168 13.3721 13.4920 8.4783 7.7029 7.6146 20 23.7321 21.1207 23.0250 21.3552 20.5058 19.6366 25 24.4704 18.0830 24.1496 22.8430 19.9052 21.4940 30 33.2884 35.8255 37.0941 22.9305 23.8337 23.2198 35 28.5802 25.0432 30.4750 15.9100 20.7434 22.1363 40 14.4593 15.5366 14.1285 11.2302 11.4060 10.5268 45 20.0307 19.0557 19.4364 11.5190 10.7022 11.9624 50 22.5410 22.9930 22.2644 14.1939 14.5442 14.3783

หมายเหต : ท าการทดลองทงสน 3 ซ า

90

ภาคผนวก จ

ลกษณะการทดลองแบบคอลมน

91

ลกษณะการทดลองแบบคอลมนดวยวสดดดซบแบบตาง ๆ

รปท จ.1 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนโดยใชลโอนารไดตผสมกบดน

จากพนทการเกษตร

รปท จ.2 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนโดยใหลโอนารไดตอยระหวาง

กลางชนกบดนจากพนทการเกษตร

92

รปท จ.3 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนดวยดนจากพนทการเกษตร

รปท จ.4 การทดลองดดซบแบบคอลมนของสารละลายอาทราซนดวยทรายออตตาวา

93

ภาคผนวก ฉ

ปจจยทเกยวของกบชดทดลองแบบคอลมน

94

ปจจยทเกยวของกบชดทดลองแบบคอลมน

1. การบรรจวสดดดซบในคอลมนทดลอง

ในการทดลองแบบคอลมนจ าเปนตองทราบความหนาแนนรวมของวสดดดซบคา 𝜃v (volumetric

water content) และปรมาตรชองวางของรพรนเพอใชประกอบในการออกแบบชดทดลองแบบคอลมน

ขอมลดงกลาวแสดงไดดงตารางท ฉ.1 โดยปรมาตรของรพรนสามารถหาไดจากสมการท ฉ.1 และปรมาตร

ของคอลมนทใชทดลองมคาเทากบ 1,290 ลบ.ซม.

ปรมาตรของรพรน = θv x ปรมาตรของคอลมน (ฉ.1)

ตารางท ฉ.1 คาความหนาแนนรวมของวสดดดซบประเภทตาง ๆ

ชนดของวสดดดซบ

Bulk density θv ปรมาตรของรพรน

คาทได

(กรมตอลบ.ซม)

คาทได

(กรมตอลบ.ซม.) คาทได (ลบ.ซม.)

1. ลโอนารไดต 0.7356 0.0930 119.970

2. ดนจากพนทการเกษตร 0.6967 0.0956 123.324

3. ทรายออตตาวา

(ottawa sand) 0.7048 0.0935 120.615

จากตาราง ฉ.1 เมอเปรยบเทยบคา bulk density และปรมาตรรพรนของวสดดดซบแตละชนดจะ

พบวาปรมาณของวสดดดซบทบรรจในคอลมนแสดงไดดงตาราง ฉ.2

95

ตารางท ฉ.2 ปรมาณวสดดดซบทบรรจในคอลมน

วสดดดซบ อตราสวน ปรมาณทใช (กรม) ชนด A Soil : LND = 1.0 : 1.0 923.83 ชนด AA Soil : LND = 1.0 : 0.5 686.60 ชนด B Soil : LND : Soil = 0.5 : 1.0 : 0.5 923.83 ชนด BB Soil : LND : Soil = 0.5 : 0.5 : 0.5 699.15 ชนด C - 898.74 ชนด D - 909.19

หมายเหต ชนด A และ AA คอ ดนในพนทการเกษตรผสมกบลโอนารไดตเปนเนอเดยวกน

ชนด B และ BB คอ ดนในพนทการเกษตรทมลโอนารไดตอยระหวางกลาง

ชนด C คอ ดนในพนทการเกษตรเพยงอยางเดยว

ชนด D คอ ทรายออตตาวา (ottawa sand) ในพนทการเกษตรเพยงอยางเดยว

2. การหาอตราไหล

การหาอตราไหล หาไดจากสมการท ฉ .2 โดยอางองเวลาจะคาการดดซบทสมดลคอ

24 ชวโมงและปรมาตรของคอลมนเทากบ 1,290 ลบ.ซม.

HRT = V/Q (ฉ.2)

เมอแทนคาสมการจะได 1,290 (ลบ.ซม.) ตอ 24 ชวโมง เทากบ 53.75 ลบ.ซม.ตอชวโมง หรอ

0.89 มลลลตรตอนาท แตจากการทดลองเบองตนพบวาวสดดดซบชนด A และ AA เกดการอดตนภายใน

บรเวณคอลมน ประกอบกบงานวจยของ อรอนงคและคณะ (2554) พบวาคาการซมน าของดนทท าการ

เพาะปลกขาวโพดอยระหวาง 1.57 ถง 6.05 เมตรตอชวโมง ส าหรบดนลาง (15-30 เมตร) และดนบน

(0-15 เมตร) ดงนนจงเลอกอตราไหลใหครอบคลมส าหรบการทดลองทจะใชลโอนารไดตอยบรเวณกงกลาง

ของคอลมนดวย ซงอตราไหลทเลอกใชในการทดลองคอ 2.4 มลลลตรตอนาท

96

ภาคผนวก ช

ลกษณะของ Breakthrough

97

ลกษณะของ Breakthrough curve ของวสดชนดตาง ๆ

1. ดนในพนทการเกษตรผสมกบลโอนารไดตเปนเนอเดยวกน

เปนการผสมลโอนารไดตกบดนจากพนทการเกษตรใหเปนเนอเดยวกนในอตราสวน 1.0 : 0.5 และ

1.0 : 1.0 กราฟแสดงความสมพนธระหวางสารตดตามและสารอาทราซนแสดงไดดงรปท ช.1

รปท ช.1 ลกษณะของ breakthrough curve ทลโอนารไดตผสมเปนเนอเดยวกนกบดนในพนท

การเกษตร

2. ดนในพนทการเกษตรทมลโอนารไดตอยระหวางกลาง

เปนการผสมลโอนารไดตกบดนจากพนทการเกษตรโดยใหลโอนารไดตอยบรเวณกงกลางของชน

คอลมนทดลองในอตราสวน 0.5 : 1.0 และ 1.0 : 1.0 กราฟแสดงความสมพนธระหวางสารตดตามและ

สารอาทราซนแสดงไดดงรปท ช.2

98

รปท ช.2 ลกษณะของ breakthrough curve ทลโอนารไดตอยกงกลางชนระหวางดนใน

พนทการเกษตร

3. ดนในพนทการเกษตร

เปนการบรรจดนจากพนทการเกษตรเพยงอยางเดยว กราฟแสดงความสมพนธระหวางสารตดตาม

และสารอาทราซนแสดงไดดงรปท ช.3

รปท ช.3 ลกษณะของ breakthrough curve ของดนจากพนทการเกษตร

99

4. ทรายออตตาวา (Ottawa sand)

เปนการบรรจทรายออตตาวา (Ottawa sand) เพยงอยางเดยว กราฟแสดงความสมพนธระหวาง

สารตดตามและสารอาทราซนแสดงไดดงรปท ช.4

รปท ช.4 ลกษณะของ breakthrough curve ของทรายออตตาวา (Ottawa sand)

100 ตารางท ช.1 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานวสดดดซบชนดผสมเปนเนอเดยวกน ในชดทดลองแบบคอลมน

ล าดบ KBr A AA

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

1 0 0.0000 0 0.0000 0 0.0000 2 42 0.0000 42 0.0000 42 0.0000 3 84 0.0000 84 0.0000 84 0.0000 4 126 0.0000 126 0.0000 126 0.0000 5 168 0.0000 168 0.0000 168 0.0000 6 210 0.0000 210 0.0000 210 0.0000 7 252 0.0000 252 0.0000 252 0.0000 8 294 0.0000 294 0.0000 294 0.0000 9 336 0.0000 336 0.0000 336 0.0000 10 378 0.0000 378 0.0000 378 0.0000 11 420 0.0000 420 0.0000 420 0.0000 12 462 0.0000 462 0.0000 462 0.0000 13 504 0.0000 504 0.0000 504 0.0000 14 546 0.0000 546 0.0000 546 0.0000 15 588 0.0000 588 0.0000 588 0.0000 16 630 0.0000 630 0.0000 630 0.0000 17 672 0.0000 672 0.0000 672 0.0000 18 714 0.0000 714 0.0000 714 0.0000 19 756 0.0000 756 0.0000 756 0.0000 20 798 0.0000 798 0.0000 798 0.0000 21 840 0.0000 840 0.0000 840 0.0000 22 882 0.0000 882 0.0000 882 0.0000 23 924 0.0000 924 0.0000 924 0.0000

101

ล าดบ KBr A AA

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

24 966 0.0000 966 0.0000 966 0.0000 25 1008 0.0000 1008 0.0000 1008 0.0000 26 1050 0.0000 1050 0.0000 1050 0.0000 27 1092 0.0000 1092 0.0000 1092 0.0000 28 1134 0.0000 1134 0.0000 1134 0.0000 29 1176 0.0000 1176 0.0000 1176 0.0000 30 1218 0.0000 1218 0.0000 1218 0.0000 31 1260 0.0000 1260 0.0000 1260 0.0000 32 1302 0.0000 1302 0.0000 1302 0.0000 33 1344 0.0000 1344 0.0000 1344 0.0202 34 1386 0.0000 1386 0.0000 1386 0.1552 35 1428 0.4788 1428 0.0000 1470 0.1923 36 1470 0.5594 1470 0.0000 1512 0.2046 37 1512 0.6970 1512 0.0000 1638 0.1398 38 1554 0.7539 1554 0.0000 1680 0.0404 39 1596 0.7646 1596 0.0500 1722 0.0000 40 1638 0.7957 1638 0.0608 1764 0.0000 41 1680 0.6516 1680 0.0840 1806 0.0000 42 1722 0.2171 1722 0.0957 1848 0.0000 43 1764 0.0000 1764 0.1138 1890 0.0000 44 1806 0.0000 1806 0.0636 1932 0.0000 45 1848 0.0000 1848 0.0424 1974 0.0000 46 1890 0.0000 1932 0.0405 2016 0.0000 47 1932 0.0000 2016 0.0399 2058 0.0000 48 1974 0.0000 2142 0.0394 2100 0.0000 49 2016 0.0000 2184 0.0392 2142 0.0000

102

ล าดบ KBr A AA

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

50 2058 0.0000 2604 0.0390 2184 0.0000 51 2100 0.0000 3318 0.0389 2226 0.0000 52 - - - - 2268 0.0000 53 - - - - 2310 0.0000 54 - - - - 2352 0.0000 55 - - - - 2394 0.0000 56 - - - - 2436 0.0000 57 - - - - 2520 0.0000 58 - - - - 2730 0.0000 59 - - - - 2940 0.0000 60 - - - - 3150 0.0000 61 - - - - 3360 0.0000

หมายเหต KBr คอ สารตดตาม โดยทคาความเขมขนเรมตน = 2.5 มลลกรมตอลตร

สารละลายอาทราซนมความเขมขนเรมตน = 10 มลลกรมตอลตร

วสดชนด A คอ ดนจากการเกษตรและลโอนารไดตผสมเปนเนอเดยวกนในอตราสวน

1.0 : 1.0

วสดชนด A คอ ดนจากการเกษตรและลโอนารไดตผสมเปนเนอเดยวกนในอตราสวน

1.0 : 0.5

103 ตารางท ช.2 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานวสดดดซบชนดมลโอนารไดตอยระหวางกลางชน ในชดทดลองแบบคอลมน

ล าดบ KBr B BB

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

1 0 0.0000 0 0.0000 0 0.0000 2 42 0.0000 42 0.0000 42 0.0000 3 84 0.0000 84 0.0000 84 0.0000 4 126 0.0000 126 0.0000 126 0.0000 5 168 0.0000 168 0.0000 168 0.0000 6 210 0.0000 210 0.0000 210 0.0000 7 252 0.0000 252 0.0000 252 0.0000 8 294 0.0000 294 0.0000 294 0.0000 9 336 0.0000 336 0.0000 336 0.0000 10 378 0.0000 378 0.0000 378 0.0000 11 420 0.0000 420 0.0000 420 0.0000 12 462 0.0000 462 0.0000 462 0.0000 13 504 0.0000 504 0.0000 504 0.0000 14 546 0.0000 546 0.0000 546 0.0000 15 588 0.0000 588 0.0000 588 0.0000 16 630 0.0000 630 0.0000 630 0.0000 17 672 0.0000 672 0.0000 672 0.0000 18 714 0.0000 714 0.0000 714 0.0000 19 756 0.0000 756 0.0000 756 0.0000 20 798 0.0000 798 0.0000 798 0.0000 21 840 0.0000 840 0.0000 840 0.0000 22 882 0.0000 882 0.0000 882 0.0000 23 924 0.0000 924 0.0000 924 0.0000

104

ล าดบ KBr B BB

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

24 966 0.0000 966 0.0000 966 0.0000 25 1008 0.0000 1008 0.0000 1008 0 26 1050 0.0000 1050 0.0000 1050 0 27 1092 0.0000 1092 0.0000 1092 0 28 1134 0.0000 1134 0.0000 1134 0 29 1176 0.0000 1176 0.0000 1176 0 30 1218 0.0000 1218 0.0000 1218 0 31 1260 0.0000 1260 0.0000 1260 0 32 1302 0.0000 1302 0.0000 1302 0 33 1344 0.3811 1344 0.0000 1344 0 34 1386 0.7879 1386 0.0000 1386 0.2666 35 1428 0.8792 1428 0.0241 1680 0.4963 36 1470 0.9914 1470 0.0288 1806 0.2892 37 1512 1.0153 1512 0.0345 1890 0.2817 38 1554 0.9916 1554 0.0350 1974 0.2592 39 1596 0.7513 1596 0.0377 2016 0.2500 40 1638 0.4963 1638 0.0314 2142 0.2462 41 1680 0.3771 1680 0.0254 2268 0.2408 42 1722 0.0000 1722 0.0233 2310 0.2393 43 1764 0.0000 1764 0.0229 2394 0.2365 44 1806 0.0000 1806 0.0226 2562 0.2329 45 1848 0.0000 1848 0.0222 2898 0.2000 46 1932 0.0000 1890 0.0221 3276 0.2000 47 2016 0.0000 1932 0.0220 - -

48 2142 0.0000 1974 0.0158 - -

49 2184 0.0000 2100 0.0150 - -

105

ล าดบ KBr B BB

Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0 Time (min)

Ce/C0

50 2226 0.0000 2310 0.0149 - -

51 2268 0.0000 2520 0.0145 - -

52 2310 0.0000 2856 0.0140 - -

53 2352 0.0000 3234 0.0140 - -

หมายเหต KBr คอ สารตดตาม โดยทคาความเขมขนเรมตน = 2.5 มลลกรมตอลตร

สารละลายอาทราซนมความเขมขนเรมตน = 10 มลลกรมตอลตร

วสดชนด B คอ ดนจากการเกษตรและมลโอนารไดตอยระหวางกงกลางของคอลมนท

อตราสวน 1.0 : 1.0

วสดชนด BB คอ ดนจากการเกษตรและมลโอนารไดตอยระหวางกงกลางของคอลมนท

อตราสวน 1.0 : 0.5

106 ตารางท ช.3 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานดนจากพนทการเกษตรในชดทดลองแบบคอลมน

ล าดบ KBr C

Time (min) Ce/C0 Time (min) Ce/C0 1 0 0.0000 0 0.0000 2 42 0.0000 42 0.0000 3 84 0.0000 84 0.0000 4 126 0.0000 126 0.0000 5 168 0.0000 168 0.0000 6 210 0.0000 210 0.0000 7 252 0.0000 252 0.0000 8 294 0.0000 294 0.0000 9 336 0.0000 336 0.0000 10 378 0.0000 378 0.0000 11 420 0.0000 420 0.0000 12 462 0.0000 462 0.0000 13 504 0.0000 504 0.0000 14 546 0.0000 546 0.0000 15 588 0.0000 588 0.0000 16 630 0.0000 630 0.0000 17 672 0.0000 672 0.0000 18 714 0.0000 714 0.0000 19 756 0.0000 756 0.0000 20 798 0.0000 798 0.0000 21 840 0.0000 840 0.0000 22 882 0.0000 882 0.0000 23 924 0.0000 924 0.0000 24 966 0.0000 966 0.0000

107

22 1008 0.0000 1008 0.0000 23 1050 0.0000 1050 0.0000 24 1092 0.0000 1092 0.0000 25 1134 0.0000 1134 0.0000 26 1176 0.0000 1176 0.0000 27 1218 0.0000 1218 0.0000 28 1260 0.0000 1260 0.0000 29 1302 0.6458 1302 0.0000 30 1344 0.9343 1344 0.0274 31 1386 0.9424 1386 0.4878 32 1428 0.9490 1428 0.8912 33 1470 0.9665 1470 0.9254 34 1512 0.9322 1554 0.9783 35 1554 0.7840 1890 0.5512 36 1596 0.1627 1932 0.2021 37 1638 0.0000 1974 0.0788 38 1680 0.0000 2100 0.0441 39 1722 0.0000 2184 0.0347 40 1764 0.0000 2268 0.0285 41 1806 0.0000 2352 0.0318 42 1848 0.0000 2436 0.0294 43 1890 0.0000 2604 0.0279 44 1932 0.0000 2730 0.0273 45 1974 0.0000 2940 0.0200 46 2016 0.0000 3276 0.0200 47 2058 0.0000 - - 48 2100 0.0000 - -

หมายเหต KBr คอ สารตดตาม โดยทคาความเขมขนเรมตน = 2.5 มลลกรมตอลตร

สารละลายอาทราซนมความเขมขนเรมตน = 10 มลลกรมตอลตร

วสดชนด C คอ ดนจากการเกษตร

108 ตารางท ช.4 ผลการศกษาการเคลอนทของสารละลายอาทราซนผานทรายออตตาวาในชดทดลองแบบคอลมน

ล าดบ KBr D

Time (min) Ce/C0 Time (min) Ce/C0 1 0 0.0000 0 0.0000 2 42 0.0000 42 0.0000 3 84 0.0000 84 0.0000 4 126 0.0000 126 0.0000 5 168 0.0000 168 0.0000 6 210 0.0000 210 0.0000 7 252 0.0000 252 0.0000 8 294 0.0000 294 0.0000 9 336 0.0000 336 0.0000 10 378 0.0000 378 0.0000 11 420 0.0000 420 0.0000 12 462 0.0000 462 0.0000 13 504 0.0000 504 0.0000 14 546 0.0000 546 0.0000 15 588 0.0000 588 0.0000 16 630 0.0000 630 0.0000 17 672 0.0000 672 0.0000 18 714 1.1268 714 0.0000 19 756 1.2386 756 0.7332 20 798 1.2554 798 0.9871 21 840 1.0892 840 1.0843 22 882 1.0760 882 1.0690 23 924 1.0144 924 0.9962 24 966 0.7172 966 0.0000

109

25 1008 0.3074 1050 0.7196 26 1050 0.2187 1092 0.1986 27 1092 0.0000 1134 0.1304 28 1134 0.0000 1218 0.0845 29 1176 0.0000 1260 0.0717 30 1218 0.0000 1302 0.0495 31 1260 0.0000 1428 0.0557 32 1302 0.0000 1470 0.0480 33 1344 0.0000 1722 0.0460 34 1386 0.0000 1806 0.0441 35 1428 0.0000 1974 0.0437 36 1470 0.0000 2058 0.0428 37 1600 0.0000 2142 0.0417 38 1800 0.0000 - - 39 2100 0.0000 - -

หมายเหต KBr คอ สารตดตาม โดยทคาความเขมขนเรมตน = 2.5 มลลกรมตอลตร

สารละลายอาทราซนมความเขมขนเรมตน = 10 มลลกรมตอลตร

วสดชนด D คอ ทรายออตตาวา (ottawa sand)

110

ภาคผนวก ซ

การทดสอบวสดดดซบ

111

การดดซบสารอาทราซนกบวสดทใชในการทดลองคอลมน

การทดลองนเปนการทดสอบวสดดดซบทจะน ามาใชประกอบการตดสนใจส าหรบการทดลองแบบคอลมน เพอศกษาปจจยทอาจสงผลตอการดดซบสารละลายอาทราซนดวยวสดดดซบชนดตาง ๆ โดยการทดลองจะบรรจสารดดซบในคอลมนและปลอยสารละลายทตองการบ าบดใหไหลผานบรเวณคอลมน ดงนนวสดทจะน ามาใชจะตองไมดดซบกบสารละลายอาทราซนเพราะอาจจะสงผลกระทบตอผลการทดลองได ซงการทดสอบวสดทใชในการทดลองอธบายไดดงน

1. ชนดของยาง EDPM และยาง Viton ทใชประกอบหนาแปลนของคอลมน จากการศกษาวสดทใชในการท าคอลมนทอาจสงผลตอการดดซบของสารละลายอาทราซน ไดท า

การทดลองโดยใชวสดสองชนด ไดแก EDPM (ethylene propylene diene monomer rubber) และ Viton ทความเขมขนของสารอาทราซน 4 ppm และท าการเขยาเปนระยะเวลา 24 ชวโมง พบวา วสด EDPM มการดดซบสารละลายอาทราซน 4 % สวนวสด Viton ไมมการดดซบของสารละลายอาทราซน ดงแสดงในตารางและรปท ซ.1

ตาราง ซ.1 ตารางการเปรยบเทยบวสดในการออกแบบการทดลองแบบคอลมน

Materials Avg (%) SD

EDPM 4.0 1.28

Viton 0.0 0.71

รปท ซ.1 การเปรยบเทยบวสดหนาแปลนในการออกแบบชดทดลองแบบคอลมน

% A

TZ re

mova

l

Materials

112

จากการทดลองพบวา วสดทเลอกมาใชในการท าหนาแปลนคอลมน (หนาแปลน คอบรเวณ ทตอ

กบกระเปาะรบน าและบรเวณคอลมน) คอ ยางชนดไวตน (Viton) เนองจากไมมการดดซบของสารละลายอาทราซน ซงจะไมสงผลกระทบตอการทดลองแบบ Column studies นอกจากนยงพบวาวสดชนดนยงสอดคลองกบค าแนะน าของ Gibert et al., (2012) ทไดอธบายถงการเลอกใชวสดทท าการทดลองแบบ soil column ก บ ส า ร อ น ท ร ย ส า ห ร บ ว ส ด ท ค ว ร ใ ช ท ด ล อ ง ไ ด แ ก อ ะ ค ร ล ก , เ ท ฟ ล อ น (Polytetrafluoroethylene; PTFE), HDPE (High-density polyethylene) หรอ PEHD (polyethylene high-density) และ PP (Polypropylene or polypropene) เปนตน

2. สายยางดดสาร

ส าหรบการทดลองคอลมนนอกจากวสดทใชในการออกแบบจะสงผลตอการดดซบของสารอาทราซนแลว ชนดของกอาจจะสงผลตอการดดซบในการทดลองไดเชนกน ดงนนจงไดท าการทดลองทดสอบการดดซบสารอาทราซนเบองตน โดยสายยางทน ามาทดสอบมทงสน 3 ชนด คอ สายยางชนด Silicone สายยางชนด Norprene และสายยางชนด Tycon โดยไดท าการดดซบกบสารละลายอาทราซนทความเขมขน 1 ppm เปนระยะเวลา 24 ชวโมง ซงผลการทดลองแสดงไดดงรปท ซ.2

รปท ซ.2 การดดซบสารอาทราซนของสายยางแตละชนดทระยะเวลา 24 ชวโมง จากการทดลองทระยะเวลา 24 ชวโมง พบวาสายยางชนด silicone ดดซบสารละลาย

อาทราซนได 17.25 % เปอรเซนต สายยางชนด Tycon มการดดซบสารอาทราซนได 1.29 เปอรเซนต และ สายยางชนด Norprene มการดดซบสารอาทราซน 1.63 เปอรเซนต ซงวสดทเปนยางชนดซลโคนม

% A

TZ re

mova

l

113

การดดซบสารอาทราซนไดมากทสด สอดคลองกบค าแนะน าของ Gibert et al. (2012) และงานวจยของ Topp et al. (1992) ทไดท าการศกษาการดดซบของสารอาทราซนและเมทาลาคอลรกบวสดชนดพลาสตกและยางทเปนชนดซลโคน ซงจากงานวจยพบวาสารก าจดวชพชทงสองชนดมการดดซบกบวสดกบยางชนดซลโคน (silicone) วสดชนด Nalgene 180 และ Tygon R-3603 อยางรวดเรว แตไมคอยดดซบกบวสดชนด อะครลก และ HDPE (High – density polyethylene)

ดงนนเพอปองกนไมใหเกดผลกระทบจากปจจยแวดลอมตาง ๆ ทอาจจะสงผลตอดดซบสาร อาทราซนในการทดลองแบบคอลมน จงจ าเปนตองศกษาวสดทเปนสวนประกอบรวมทงวสดทใชในการทดลองแบบคอลมน ซงสายยางจดเปนวสดส าคญเนองจากเปนบรเวณทมสารละลายไหลผานอยตลอดเวลา จากผลการทดลองสรปไดวาวสดชนดสายยางทจะน ามาใชกบปมชนดรด ควรเปนวสดชนดอนทไมใชสายซลโคน อยางเชน สายยางทท าจากวสดชนด Norprene และ Tygon chemical เปนตน แตเนองจากยาง Tygon มราคาทสงกวา การทดลองนจงเลอกใชยางชนด Norprene มาทดลอง

ประวตนกวจย

อาจารย ดร.อภชน วชเรนทรวงศ

การศกษา/คณวฒ : ปรญญาเอก :Ph.D. (Environmental management) จฬาลงกรณมหาวทยาลย

ปรญญาโท : วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต (วศวกรรมสงแวดลอม) มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

ปรญญาตร : วศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมโยธา) มหาวทยาลยขอนแกน

ต าแหนงปจจบน : หวหนาสาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร ประวตการท างาน เม.ย. 46 – ส.ค. 47 Research assistance of Assoc. Prof. Dr. Puangrat Kajitvichyanukul,

King Mongkut’ s University of Technology Thonburi, Bangkok,Thailand

ก.พ. 49 - ส.ค. 50 Research Assistance, Center for Renewable Energy Science and Technology (CREST) , Department of Chemistry & Biochemistry, The University of Texas at Arlington, Arlington, Texas, USA.

ม.ค. 51 – ปจจบน อาจารยประจ าสาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผลงานทางวชาการ /ผลงานวจย : AWARDS

Distinguished Research Award, Nanotechnology and Nanomaterial Safety Management, Thailand Research Fund (TRF), Thailand, 2014

A CHAPTER IN BOOK

Puangrat Kajitvichyanukul, Jirapat Ananpattarachai, Apichon Watcharenwong, “ Green Products: Production” , Encyclopedia of Environmental Management, Taylor and Francis: New York, Published online: 01 May 2013; 1253-1261.

115

INTERNATIONAL JOURNAL PUBLICATIONS

Chanrawangyot, S., Rattanachan, S.T., Watcharenwong, A. & Fangsuwannarak, T.

( 2017) . Antibacterial Activity to ZnO Nanoparticles Coated on Ceramic Tiles

Prepared by Sol-Gel Method. Journal of Metals, Materials and Minerals, 27(2), 1-

5.

Watcharenwong, A., Noguchi, S., Kawai, T., Ogata, T., Unuma, H., “Self-organized TiO2 nanotubes and their photocatalytic performance measured using spin- trap ESR spectroscopy” , Romanian Review Precision Mechanics, Optics and Mechatronics, Issue 43, 2013, Pages 91-97

A. Watcharenwong, W. Chanmanee, N. R. de Tacconi, C. R. Chenthamarakshan, P. Kajitvichyanukul, and K. Rajeshwar, “Anodic growth of nanoporous WO3 films: morphology, photoelectrochemical response and photocatalytic activity for methylene blue and hexavalent chrome conversion” , Journal of Electroanalytical Chemistry, Vol. 612, pp. 112-120, 2008

W. Chanmanee, A. Watcharenwong, C. R. Chenthamarakshan, P. Kajitvichyanukul, N. R. de Tacconi, K. Rajeshwar, “Formation and Characterization of Self- Organized TiO2 Nanotube Arrays by Pulse Anodization” Journal of American Chemical Society, Vol. 130, pp. 965-974, 2008 (impact factor = 9.907)

A. Watcharenwong, W. Chanmanee, N. R. de Tacconi, C. R. Chenthamarakshan, P. Kajitvichyanukul, and K. Rajeshwar, “Self-organized TiO2 nanotube arrays by anodization of Ti substrate: Effect of anodization time, voltage and medium composition on oxide morphology and photoelectrochemical response” , Journal of Materials Research, Vol. 22, pp. 3186-3195, 2007

W. Chanmanee, A. Watcharenwong, C. R. Chenthamarakshan, P. Kajitvichyanukul, N. R. de Tacconi, K. Rajeshwar, “Titania nanotubes from pulse anodization of titanium foils” , Electrochemistry Communications, Vol. 9, pp. 2145–2149, 2007 (impact factor = 3.388)

N. R. de Tacconi, C. R. Chenthamarakshan, G. Yogeeswaran, A. Watcharenwong, R. S. de Zoysa, N. A. Basit and K. Rajeshwar, “Nanoporous TiO2 and WO3 Films by Anodization of Titanium and Tungsten Substrates: Influence of Process

116

Variables on Morphology and Photoelectrochemical Response” , Journal of Physical Chemistry B, Vol. 110, pp. 25347-25355, 2006

BOOK SERIES

Apichon Watcharenwong, Yotsapon Bailuang, and Puangrat Kajitvichyanukul, “ Synthesis and Characterization of Monodisperse Magnetite Nanoparticles by Hydrothermal Method”, Key Engineering Materials, Vol. 737, pp 367-372, 2017

Apichon Watcharenwong, Ariya Jindanant, and Puangrat Kajitvichyanukul, “ Characterization of Pulse Anodized Titanium Dioxide Nanotubes” , Key Engineering Materials, Vol. 737, pp 373-378, 2017

Apichon Watcharenwong, Narudon Saijaioup, Yotsapon Bailuang, and Puangrat Kajitvichyanukul, “Morphology and Wettability of Nanoporous Aluminium Oxide Film Prepared by Anodization”, Key Engineering Materials, Vol. 737, pp 174-178, 2017

CONFERENCE SERIES

A Watcharenwong, A Kaeokan, R Rammaroeng, P Upama and P Kajitvichyanukul,

“Adsorption of paraquat dichloride by graphitic carbon nitride synthesized from

melamine scraps” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 78

(2017) 012012 doi :10.1088/1755-1315/78/1/012012

RIGINAL AND NATIONAL JOURNAL PUBLICATIONS

Apichon Watcharenwong, Yotsapon Bailuang, Akira Rittirat, Patchapong Thamavate, and Supasan Chumjun, “Comparing the possibility of using cationic starch for removal of suspended paricles and algae” , Thai environmental engineering journal, Vol. 31 No. 1, 2017

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “ Role of pH, Organic and Inorganic Anions on Photocatalytic Reduction Of Chromium(VI) using TiO2 and Ultraviolet Light”, Asean Journal of Science and Technology for Development, Vol. 22, No. 1&2, pp. 169-179, 2005

117

P. Kajitvichyanukul, K. Daramueng, A. Vatcharenwong, “Acid and Alkali Extraction of Trivalent Chromium from Titanium Dioxide Surface” Songkhlanakarin Journal of Science and Technology, Vol. 27, No. 2, pp. 47-53, 2005

P. Kajitvichyanukul, P. Amornchat, A. Vatcharenwong, J. Ananpattarachai, “ Structure and Photocatalytic characteristics of TiO2 Thin Film coated on Stainless Steel for Chromium( VI) Removal Application, Chiang Mai University Journal, Vol. 3, pp.79-86, 2005

P. Kajitvichyanukul, S. Pongpom, A. Vatcharenwong, J. Ananpattarachai, “Effects of Acetyl Acetone on Property of TiO2 Thin Film for Photocatalytic Reduction of Chromium (VI) from Aqueous Solution, Chiang Mai University Journal, Vol. 3, pp. 87-93, 2005

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “ Contradiction Effect of pH on the Photocatalytic Reduction of Chromium (VI) and Thallium ( I)”. Asean Journal of Science and Technology for Development, Vol. 21, No.4, pp. 269-280, 2004

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “Adsorption Behavior of Chromium (VI) on Titanium Dioxide Surface” Thai Environmental Engineering Journal, Vol. 18, No. 1, pp. 87-95, 2004

REFEREED CONFERENCE PROCEEDINGS

A Rittirat1, C Chokejaroenrat2 and A Watcharenwong1* , “Atrazine adsorption

potential of Leonardite from Mae Moh power plant” , 2nd International

Conference on Environmental Engineering and Sustainable Development (CEESD

2017), Phuket, Thailand, 8-11 Dec, 2017.

A Watcharenwong, A Kaeokan, R Rammaroeng, P Upama and P Kajitvichyanukul,

“Adsorption of paraquat dichloride by graphitic carbon nitride synthesized from

melamine scraps” 8th International conference on Environmental Science and

Technology, Madrid, Spain, 12 – 14 June, 2017

Apichon Watcharenwong, Ariya Jindanant, and Puangrat Kajitvichyanukul, “Characterization of Pulse Anodized Titanium Dioxide Nanotubes” Proceeding of the International Conference on Material Science and Engineering Technology, Phuket, Thailand, 14-16 October, 2016

118

Apichon Watcharenwong, Yotsapon Bailuang, and Puangrat Kajitvichyanukul, “Synthesis and Characterization of Monodisperse Magnetite Nanoparticles by Hydrothermal Method” Proceeding of the International Conference on Material Science and Engineering Technology, Phuket, Thailand, 14-16 October, 2016

Apichon Watcharenwong, Narudon Saijaioup, Yotsapon Bailuang, and Puangrat Kajitvichyanukul, “Morphology and Wettability of Aluminium Oxide Film Prepared by Anodization” Proceeding of the International Conference on Material Science and Engineering Technology, Phuket, Thailand, 14 -16 October, 2016

Apichon Watcharenwong , Yotsapon Bailuang, Akira Rittirat, Patchapong Thamavate, and Supasan Chumjun, “Comparing the possibility of using cationic starch for removal of suspended particles and algae” Proceedings of the 15th National Environmental Conference, by Environmental Engineering Association of Thailand, Bangkok, Thailand, 11-13 May, 2016

Apichon Watcharenwong, Pimchanok Leuasoongnoen, “Synthesis of rhombic ZnO rods using anodization technique and their properties”, GTSNN 2014 International Conference on “Safe and Sustainable Nanotechnology” (in conjunction with 4th German -Thai Symposium on Nanoscience and Nanotechnology), Phitsanulok, Thailand, October 14th-17th, 2014

Apichon Watcharenwong, Shun Noguchi, Takahiro Kawai, Tateaki Ogata, and Hidero Unuma, “Self-Organized TiO2 Nanotubes and Their Photocatalytic Performance Measured Using Spin-Trap ESR Spectroscopy”, Proceeding of 5th International Conference on Innovations, Recent Trends and Challenges in Mechatronics, Mechanical Engineering and New High -Tech Products Development, MECAHITECH’13, Bucharest, Romania, September 12th-13th, 2013

N. Bussabong, A. Watcharenwong, and S. Dararat, “Biogas Production from Ruzi grass in the Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)”, Proceedings of 2nd International Conference on Agriculture and Environment Systems (ICAES'13), Pattaya (Thailand), April 23-24, 2013

Sarunya Tong-un and Apichon Watcharenwong “Preparation of TiO2 Nanotubes as Photocatalyst for Carbon Monoxide Removal” Proceedings of International

119

conference on Nanothailand 2012: Nanotechnology for the benefits of mankind, Khon Kaen, Thailand, April 9-11, 2012

Arnanpapha Chuensab and Apichon Watcharenwong “Photocatalytic Performance of Nanoporous WO3 for Carbon Monoxide Removal” Proceedings of International Conference on Chemical, Environmental and Biological Sciences (ICCEBS'2012) Penang, Malaysia, February 11-12, 2012

Arnanpapha Chuensab and Apichon Watcharenwong “Treatment of CO in Photocatalysis process using WO 3” Proceedings of the 10 th National Environmental Conference, by Environmental Engineering Association of Thailand, Songkhla, Thailand, March, 2011

Sarunya Tong-un and Apichon Watcharenwong “Titanium Dioxide Nanotubes with Treatment of Carbon monoxide” Proceedings of the 10 th National Environmental Conference, by Environmental Engineering Association of Thailand, Songkhla, Thailand, March, 2011

Apichon Watcharenwong , Wilaiwan Chanmanee , Norma R. de Tacconi, C. Ramannair Chenthamarakshan , Puangrat Kajitvichyanukul, Krishnan Rajeshwar, “Effect of pulsing voltage and electrolyte composition on photoelectrochemical response of composite TiO2-WO3 nanotubes obtained from pulse anodization using Ti foil”, Proceedings of the 1st international conference on NanoThailand Symposium 2008 (NTS 2008) November 6 – 8, 2008, Bangkok, Thailand, 2008

Watcharenwong Apichon, Chanmanee Wilaiwan, Kajitvitchyanukul Puangrat, Chenthamarakshan C. R., de Tacconi N. R., Rajeshwar Krishnan, “Anodic Growth of Nanoporous TiO 2 and WO3 films : Influence of Process Variables on Morphology, Photoelectrochemical response and Photocatalysis applications”, Proceedings of the 2nd international conference on Advances in Petrochemicals and Polymers (ICAPP 2007) June 25 – 28, 2007, Bangkok, Thailand, 2007

Krishnan Rajeshwar, Wilaiwan Chanmanee, Apichon Watcharenwong, C. Ramannair Chenthamarakshan, Puangrat Kajitvichyanukul, and Norma R. de Tacconi, “Titania Nanotubes from Pulse Anodization of Titanium foils”, Proceedings of the Twenty-

120

Ninth DOE Solar Photochemistry Research Conference, Airlie Conference Center Warrenton, Virginia, USA, June 10-13, 2007

P. Kajitvichyanukul, K . Daramueng, A. Vatcharenwong “Acid and Alkali Extraction of Trivalent Chromium from Titanium Dioxide Surface”, Proceedings of the 3rd National Environmental Conference, by Environmental Engineering Association of Thailand, Songkhla, Thailand, January 28-30, 2004

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “Role of pH, organic and inorganic ions on the photocatalytic reduction of Chromium ( VI) using TiO2 and ultraviolet light” , Proceedings of ASIAN WATERQUAL2003, IWA Asia- Pacific conference, Thailand, 2003

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “Effect Of pH On Dark Adsorption And Photocatalysis Of Chromium(VI) And Thallium( I) In Aqueous Titanium Dioxide Suspension” , Proceedings of An International Conference on Advances in Petrochemicals and Polymers in the New Millennium, Thailand, July 22-25, 2003

P. Kajitvichyanukul, A. Vatcharenwong, “ A Study of Adsorption Behavior of Chromium(VI) on Titanium Dioxide Surface” , Proceedings of the 2nd National Environmental Conference, by Environmental Engineering Association of Thailand, Khon Kaen, Thailand, January, 2003