การกระจายตัวของโลหะหนักและสารประกอบพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนบนฝุ่นละอองขนาดต่าง ๆ จากกระบวนการรีไซเคิลขยะอิเล็กทรอนิกส์

Distribution of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons bound on size-classified particles from recycling electronic waste processes

Name: ธิดารัตน์ แก้วหณุ

ThaSH: ขยะอิเล็กทรอนิกส์ -- การนำกลับมาใช้ใหม่

ThaSH: โลหะหนัก

ThaSH: สารประกอบพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

LCSH: Electronic waste -- Recycling

LCSH: Heavy metals

Abstract: การคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ถูกต้องตามหลักวิชาการของร้านคัดแยกของเก่า ส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนของอนุภาคฝุ่นละออง โลหะหนัก และสารพอลิไซคลิกอะโรมาติไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ในบรรยากาศส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ศึกษาความเข้มข้น และการกระจายอนุภาคฝุ่นละออง โลหะหนัก และ PAHs ที่จับบนอนุภาคฝุ่นละอองที่เกิดจากกิจกรรมการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ 3 กระบวนการ ได้แก่ การคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือ การตัดโลหะด้วยความร้อน และการเผาสายไฟในที่โล่ง ทำการเก็บตัวอย่างฝุ่นละอองด้วยเครื่องเก็บตัวอย่างฝุ่นแบบ 8 ชั้น (8-stage cascade impactor) ที่อัตราการไหล 28.3 ลิตรต่อนาที ในระดับการหายใจของผู้ปฏิบัติงาน โดยใช้กระดาษกรองควอทซ์ แยกฝุ่นละอองเป็น 9 ช่วงขนาด ได้แก่ 10.0-9.0, 9.0-5.8, 5.8-4.7, 4.7-3.3, 3.3-2.1, 2.1-1.1, 1.1-0.65, 0.65-0.43 และ <0.43 ไมโครเมตร วิเคราะห์ความเข้มข้นของโลหะหนักบนฝุ่นละออง (Fe, Cr, Zn, Pb, Cu และ Mn) ด้วยเครื่องอะตอมมิกแอบซอร์บชันสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ วิเคราะห์ความเข้มข้นของ 16 PAHs โดยเครื่องก๊าซโครมาโตกราฟ-แมสสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ ผลการศึกษาการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ พบว่าทั้งการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือ การตัดโลหะด้วยความร้อน และการเผาสายไฟในที่โล่ง จะมีความเข้มข้นฝุ่นละอองขนาดต่าง ๆ มากกว่าวันที่ไม่มีกิจกรรมการคัดแยกอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ยังพบว่าความเข้มข้นของฝุ่นละอองที่เกิดจากการเผาสายไฟและการตัดโลหะด้วยความร้อนมีค่ามากกว่าการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือในทุกขนาดของอนุภาค การคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ทั้ง 3 กิจกรรม พบการกระจายตัวของฝุ่นละอองแบบ Bimodal distribution โดยการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือ และการเผาสายไฟในที่โล่งมีพีคหลักอยู่ในช่วง Coarse mode ส่วนการตัดโลหะด้วยความร้อนมีพีคหลักอยู่ในช่วง Accumulation mode ความเข้มข้นของโลหะหนักบนฝุ่นละอองในแต่ละกิจกรรม พบว่าการเผาสายไฟในที่โล่งทำให้เกิดการจับตัวของโลหะหนักบนฝุ่นละอองหยาบ และฝุ่นละอองละเอียดมากกว่ากิจกรรมการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือ และกิจกรรมการตัดโลหะด้วยความร้อน ผลการศึกษาพบว่าการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ทั้ง 3 กิจกรรม มีความเข้มข้นของ Fe สูงที่สุด โดยการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือมีความเข้มข้น Fe สูงสุด รองลงมา คือ Pb, Cr, Zn และ Cu ตามลำดับ การตัดโลหะด้วยความร้อนมีความเข้มข้นโลหะหนักสูงสุดคือ Fe รองลงมาคือ Zn, Pb, Cr, Mn และ Cu ตามลำดับ ในขณะที่การเผาสายไฟในที่โล่งมีความเข้มข้นโลหะหนักสูงสุดคือ Fe รองลงมาคือ Cr, Pb, Zn, Mn และ Cu ตามลำดับ ผลการศึกษาความเข้มข้นของ PAHs จากการตัดโลหะด้วยความร้อนและการเผาสายไฟ พบว่าการตัดโลหะด้วยความร้อน มีความเข้มข้นของ PAHs ในฝุ่นละอองหยาบสูงที่สุด รองลงมาคือฝุ่นละอองละเอียด และฝุ่นละอองละเอียดมาก ตามลำดับ ในขณะที่การเผาสายไฟพบ PAHs ในฝุ่นละอองละเอียดสูงที่สุด รองลงมาคือ ฝุ่นละอองหยาบ และฝุ่นละอองละเอียดมาก ตามลำดับ เมื่อพิจารณาสัดส่วน PAHs ในฝุ่นละอองทั้งหมด พบว่า PAHs 5 วงอะโรมาติกมีสัดส่วนสูงที่สุดจากทั้งสองกิจกรรม คือ 59.63% และ 55.67% ตามลำดับ ความเสี่ยงในการรับสัมผัสโลหะหนักในฝุ่นละอองผ่านทางการหายใจ พบว่าการคัดแยกขยะอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือ มีความเสี่ยงที่อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพแบบเรื้อรัง (HQ≥1) ในการสัมผัส Cr บนอนุภาคฝุ่นละอองหยาบ ฝุ่นละอองละเอียด และฝุ่นละอองละเอียดมากในผู้ปฏิบัติงานเพศชายและเพศหญิง ขณะที่การสัมผัส Pb บนอนุภาคฝุ่นละอองละเอียดมาก ฝุ่นละอองละเอียดและฝุ่นละอองหยาบ มีความเสี่ยงที่อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพแบบเรื้อรัง (HQ≥1) ในผู้ปฏิบัติงานเพศชายและเพศหญิง ยกเว้นผู้ปฏิบัติงานเพศหญิงที่สัมผัส Pb ในฝุ่นละอองหยาบ ที่พบว่ามีความเสี่ยงสูงที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพแบบเรื้อรัง (HQ≥1) กิจกรรมเผาสายไฟในที่โล่งพบว่า ผู้ปฏิบัติงานที่สัมผัส Cr และ Pb บนอนุภาคฝุ่นละอองละเอียด และฝุ่นละอองหยาบ มีความเสี่ยงที่อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพแบบเรื้อรัง (HQ≥1) ในผู้ปฏิบัติงานเพศชายและเพศหญิง และผู้ปฏิบัติงานที่สัมผัสโลหะหนักบนฝุ่นละอองจากกิจกรรมตัดโลหะด้วยความร้อน พบว่าไม่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพ นอกจากนี้พบว่าความเสี่ยงในการก่อให้เกิดมะเร็งปอดตลอดช่วงชีวิตจากการรับสัมผัสสาร PAHs ในอนุภาคฝุ่นละอองจากกิจกรรมตัดโลหะด้วยความร้อน และการเผาสายไฟ มีค่าเท่ากับ 1.169E-01 และ 8.825E-02 ตามลำดับ.

Abstract: E-waste recycling activities in informal sectors release small particulate matters and heavy metals including polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) into the atmosphere. These cause human health effects and environmental problems. This research studied concentrations and size distributions of atmospheric particulates, heavy metals and PAHs bound on different inhalable size fractions emitted from informal e-waste recycling activities including manual dismantling, thermal cutting and open burning of cable sheath. The particle samples were collected on quartz fiber filters using an eight- stage cascade impactor with flow rate of 28.3 L/min at breathing zone of worker. The particles were classified into 9 interval size fractions (10.0-9.0, 9.0-5.8, 5.8-4.7, 4.7-3.3, 3.3-2.1, 2.1-1.1, 1.1-0.65, 0.65-0.43 and <0.43 micron). Heavy metals (Fe, Cr, Zn, Pb, Cu and Mn) were analyzed by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) and 16 PAHs were analyzed by selected ion monitoring - Gas Chromatograph-Mass Spectrophotometer ( SIM- GC- MS). The results showed that concentrations of inhalable particles emitted from 3 activities during working day were higher than nonworking day. The concentrations of particles emitted from thermal cutting and open burning of cable sheath were higher than those of manual dismantling in all particle sizes. Size distributions of particles from 3 activities were bimodal distribution. Manual dismantling and open burning of cable sheath have major peaks in coarse mode while thermal cutting has a major peak in accumulation mode. The concentrations of total heavy metals bound on fine and coarse particles during open burning of cable sheath were higher than those on manual dismantling and thermal cutting. The results revealed that heavy metal concentrations emitted from manual dismantling ranking from high to low were Fe, Pb, Cr, Zn and Cu, respectively. The concentrations of heavy metals released during thermal cutting ranking from high to low were Fe, Zn, Pb, Cr, Mn and Cu, respectively while those of open burning of cable sheath were Fe, Cr, Pb, Zn, Mn and Cu, respectively. The concentrations of PAHs emitted from thermal cutting were bound on coarse particles followed by fine and ultrafine particles, respectively while those during open burning of cable sheath were bound on fine particles followed by coarse and ultrafine particles, respectively. The results showed that the 5 ring PAHs released from thermal cutting and open burning of cable sheath were 59.63% and 55. 67% , respectively, which were the highest fraction of PAHs. Risk assessment of heavy metals through inhalation indicated that exposure of Cr attached on coarse, fine and ultrafine particles during manual dismantling may cause adverse effects on people's health (HQ≥1) in both of male and female while exposure of Pb bound on coarse, fine and ultrafine particles may cause adverse effects on people's health (HQ≥1) in both of male and female except exposure of Pb in coarse particles for female cause adverse health effects on people's health (HQ>10). Exposure of Cr and Pb attached on coarse and fine particles during open burning of cable sheath may cause adverse effects on people's health (HQ≥1) while exposure of heavy metals bound on coarse, fine and ultrafine particles during thermal cutting had no adverse health effects (HQ<1). The estimated lifetime lung cancer risk of PAHs during thermal cutting and open burning of cable sheath were 1.169E-01 and 8.825E-02, respectively.

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: สุวรรณี จรรยาพูน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : suwannee.ju@kmitl.ac.th

Name: อัจฉริยา สุริยะวงศ์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2562

Modified: 2564-11-03

Issued: 2564-11-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (เคมีสิ่งแวดล้อม)

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีสิ่งแวดล้อม

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Thidarat Keawhanu.pdf	5.39 MB	6	2025-12-25 10:02:52

ใช้เวลา

0.030611 วินาที