ในอดีต น้ำฝนถูกมองว่าเป็นแหล่งน้ำสะอาดสำหรับการดื่มและใช้ในกิจวัตรประจำวัน โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทหรือห่างไกล แต่ในปัจจุบันความเชื่อนี้เริ่มถูกตั้งคำถาม เมื่อมีการค้นพบว่าน้ำฝนมีการปนเปื้อนของไมโครพลาสติกและสารเคมีอันตราย ซึ่งส่งผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม
โดยการศึกษาของ USGS (U.S. Geological Survey) ในปี 2019 พบว่า 90% ของตัวอย่างน้ำฝน ที่เก็บจากพื้นที่ต่าง ๆ ในรัฐโคโลราโด รวมถึงยอดเขาร็อกกี้ มีไมโครพลาสติกปะปนอยู่การวิจัยเพิ่มเติม ในปี 2020 แสดงให้เห็นว่าไมโครพลาสติกตกลงมากับฝนมากถึง 1,000 ตันต่อปีในพื้นที่อนุรักษ์ในสหรัฐฯ ซึ่งเทียบเท่ากับขวดพลาสติกกว่า 120 ล้านขวด ซึ่งการพบไมโครพลาสติกและสารเคมีอันตรายในน้ำฝนเป็นสัญญาณเตือนถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพ การวิเคราะห์ระดับการปนเปื้อนช่วยให้เข้าใจผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และนำไปสู่แนวทางลดมลพิษจากพลาสติก เครื่องมืออย่าง GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) มีบทบาทสำคัญในการตรวจวัดสารปนเปื้อนในน้ำฝนได้อย่างแม่นยำ
GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) เป็นเทคนิคที่มีความแม่นยำสูงในการแยกและวิเคราะห์สารเคมีทำให้สามารถตรวจพบสารปนเปื้อนในน้ำฝนได้อย่างแม่นยำโดยกระบวนการประกอบด้วยการเก็บตัวอย่างกรองสารปนเปื้อนและใช้ตัวทำละลายเพื่อดึงสารเคมีออกมาจากนั้นทำการแยกและวิเคราะห์ด้วย GC-MS เพื่อระบุแหล่งที่มาของมลพิษ
ขั้นตอนการวิเคราะห์น้ำฝนด้วย GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry)
- เก็บตัวอย่างน้ำฝน
ใช้ภาชนะที่สะอาดและปลอดการปนเปื้อนในการเก็บตัวอย่างน้ำฝน เพื่อให้มั่นใจว่าผลการทดสอบไม่ถูกปนเปื้อนจากสิ่งอื่น เก็บน้ำฝนจากจุดที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ครอบคลุม - กรองตัวอย่าง
ใช้ตัวกรองที่มีขนาดตาข่ายละเอียดเพื่อละลายไมโครพลาสติกและอนุภาคแขวนลอยออกจากน้ำฝนการกรองช่วยลดปริมาณของสารปนเปื้อนขนาดใหญ่ที่อาจขัดขวางการวิเคราะห์ - สกัดสารเคมี
ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น Methanol, Acetone เพื่อสกัดสารเคมีที่ปนเปื้อนออกจากน้ำฝนกระบวนการนี้ช่วยดึงสารเคมีที่ละลายในน้ำฝนออกมาเป็นสารที่สามารถวิเคราะห์ได้ - เตรียมตัวอย่างสำหรับ GC-MS
ตัวอย่างน้ำฝนที่ได้จากขั้นตอนสกัดจะต้องผ่านการเตรียมเพื่อให้สามารถนำไปวิเคราะห์ได้ โดยการทำให้เข้มข้นหรือลดปริมาณน้ำลง ตัวอย่างจะถูกนำไปใส่ในหลอดแก้วเล็ก ๆ เพื่อใช้ในการแยกและวิเคราะห์ - การแยกสารด้วย Gas Chromatography (GC)
ตัวอย่างที่เตรียมไว้จะถูกนำเข้าเครื่อง GC ที่จะทำการแยกสารที่มีอยู่ในตัวอย่างโดยการใช้ความร้อนและก๊าซพาหะ เช่น ฮีเลียม ในการขับเคลื่อนสารผ่านคอลัมน์ที่บรรจุวัสดุที่มีคุณสมบัติในการแยกสารต่าง ๆ ตามลักษณะของพวกมัน สารแต่ละตัวจะถูกแยกออกจากกันตามเวลาที่มันเดินทางผ่านคอลัมน์ - การวิเคราะห์สารด้วย Mass Spectrometry (MS)
หลังจากการแยกสารในขั้นตอน GC แล้วตัวอย่างจะถูกส่งไปที่เครื่อง MS ซึ่งจะทำการทำลายสารออกเป็นอนุภาคขนาดเล็ก (ions) และวัดมวลของอนุภาคเหล่านั้น ข้อมูลที่ได้จาก MS จะช่วยให้สามารถระบุสารเคมีแต่ละชนิดในตัวอย่างน้ำฝนได้ - การตีความผลการวิเคราะห์
ข้อมูลจาก GC และ MS จะถูกนำมาวิเคราะห์เพื่อระบุชนิดและปริมาณของสารเคมีที่ปนเปื้อนในน้ำฝน การวิเคราะห์นี้จะช่วยระบุแหล่งที่มาของมลพิษและระดับความเข้มข้นของสารที่พบในน้ำฝน - รายงานผลการทดสอบ
นักวิจัยจะสรุปผลการวิเคราะห์และจัดทำรายงาน โดยระบุสารเคมีที่พบ, ปริมาณที่วัดได้, และแหล่งที่มาของมลพิษ ข้อมูลนี้จะช่วยให้การประเมินผลกระทบจากมลพิษสามารถทำได้อย่างถูกต้องและเป็นประโยชน์ต่อการลดมลพิษในอนาคต
การตรวจพบไมโครพลาสติกในน้ำฝน
- ปี 2019: การศึกษาของ USGS (U.S. Geological Survey) เก็บตัวอย่างน้ำฝนจากหลายพื้นที่ในรัฐโคโลราโด รวมถึงเทือกเขาร็อกกี้ที่ระดับความสูงกว่า 3,000 เมตร ผลปรากฏว่า กว่า 90% ของตัวอย่างมีไมโครพลาสติก ในรูปแบบเส้นใยใส เส้นสี และเศษพลาสติกเล็ก ๆ
- ปี 2020: งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Science ประเมินว่า มีไมโครพลาสติก ตกลงมากับฝนกว่า 1,000 ตันต่อปี ในพื้นที่อนุรักษ์ของสหรัฐฯ ซึ่งเทียบเท่ากับขวดพลาสติกกว่า 120 ล้านขวด
- ปี 2022: นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์มพบว่า น้ำฝนทั่วโลกมี PFAS (Per- and Polyfluoroalkyl Substances) ซึ่งเป็นสารเคมีที่เกิดจากพลาสติกและไม่สามารถย่อยสลายได้ โดยระดับของ PFAS ในน้ำฝนสูงเกินค่ามาตรฐานความปลอดภัยของสหรัฐฯ และเดนมาร์ก
การใช้เทคนิค GC-MS ในการวิเคราะห์น้ำฝนไม่เพียงแต่ช่วยในการตรวจหาสารปนเปื้อนอย่างไมโครพลาสติกและสารเคมีอันตราย แต่ยังเป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจถึงแหล่งที่มาของมลพิษและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต โดยการวิเคราะห์นี้สามารถให้ข้อมูลที่จำเป็นในการวางแนวทางเพื่อการลดมลพิษและปกป้องสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจากการปนเปื้อนที่มีอันตรายจากพลาสติกและสารเคมีที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ