อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า ออกซิเจนมีความสำคัญในการดำรงชีวิตของ มนุษย์ สัตว์ และพืช หากขาดออกซิเจนก็จะทำให้สิ่งมีชีวิตตายในไม่กี่นาที ออกซิเจนพบได้ในอากาศและในน้ำ โดยวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับออกซิเจนในน้ำกันว่ามีความสำคัญมากน้อยอย่างไร

Dissolved Oxygen : DO คือ ปริมาณของก๊าซออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ โดยปกติแล้วออกซิเจนในน้ำจะมาจากการดูดซึมโดยตรงจากชั้นบรรยากาศ  รวมไปถึงการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำในเวลากลางวัน ปริมาณของออกซิเจนในน้ำจะแปรผันกับอุณหภูมิ และความเข้มข้นของแร่ธาตุที่อยู่ในน้ำ พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือ ถ้าหากอุณหภูมิและความเข้มข้นของแร่ธาตุในน้ำสูง จะทำให้ออกซิเจนในน้ำมีน้อยลง ออกซิเจนละลายได้ง่ายกว่าในน้ำเย็นมากกว่าน้ำอุ่นซึ่งนั่นก็หมายถึง ในน้ำอุ่นมีออกซิเจนน้อยกว่าในน้ำเย็นนั่นเองค่ะ ทั้งนี้อุณหภูมิของน้ำ และปริมาณการไหลของน้ำยังส่งผลต่อระดับออกซิเจนที่ละลายในน้ำด้วยเช่นกัน ดังนั้นออกซิเจนละลายน้ำจึงมีความสำคัญต่อคุณภาพน้ำ และจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตจึงทำให้ส่งผลอย่างมากกับการดำรงชีวิตอยู่ในการมีชีวิตรอด การเจริญเติบโต ของสัตว์น้ำชนิดต่างๆ ทุกรูปแบบที่อาศัยอยู่ในน้ำ ซึ่งในน้ำจะมีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบประมาณ 20.9%  น้ำตามแหล่งน้ำธรรมชาติที่เป็นที่อยู่อาศัยของปลา และสัตว์น้ำชนิดต่างๆ ควรมีค่าออกซิเจนละลายในน้ำอยู่ที่  9.5 – 12 mg/L หรือหากเป็นตามโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ที่จะต้องมีการบำบัดน้ำเสียนั้นก็ควรมีการวัดค่าออกซิเจนในน้ำด้วยเพราะนั่นสามารถบ่งบอกได้ว่าน้ำที่ท่านบำบัดอยู่มีสภาพเป็นเช่นไร ถ้าปล่อยออกสู่ธรรมชาติแล้วจะเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ วันนี้เรามีตัวช่วยในการวัดค่าออกซิเจนในน้ำมาฝากกันค่ะ

เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen Meter)

เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen Meter : Do Meter) เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับวัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในของเหลว เช่นน้ำ โดยมีหน่วยการวัดเป็นหน่วยมิลลิกรัม/ลิตร (mg/L) (1 mg/L = 1 ppm) เรามาดูกันว่าการวัดออกซิเจนในน้ำนำไปใช้เพื่อประโยชน์ในด้านใดบ้าง

1. อุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การวัดออกซิเจนในน้ำถือเป็นการตรวจสอบคุณภาพน้ำที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ
2. มาตรฐานน้ำดื่ม ระดับ DO 8 -9 mg/L คุณภาพน้ำดี ใช้สำหรับการอุปโภคบริโภค
3. การตรวจสอบและบำบัดน้ำเสีย ทั้งในโรงงานอุตสาหกรรมและตามแหล่งน้ำธรรมชาติ

ระดับ DO (mg/L)	คุณภาพของน้ำ	การใช้ประโยชน์
8 – 9	ดี	ใช้อุปโภค บริโภค
6.7 – 8	เริ่มมีการปนเปื้อน	ใช้ในการอุปโภค
4.5 – 6.7	ปนเปื้อนปานกลาง	ใช้ในการเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม
ต่ำกว่า 4.5	มีการปนเปื้อนมาก	พืชและสัตว์น้ำเริ่มได้รับอันตรายใช้ประโยชน์ได้น้อย
ต่ำกว่า 4	น้ำอยู่ในภาวะวิกฤติ	พืชและสัตว์น้ำได้รับอันตราย ใช้ประโยชน์ไม่ได้
ต่ำกว่า 2	น้ำอยู่ในภาวะวิกฤติ	พืชและสัตว์น้ำไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ใช้ประโยชน์ไม่ได้เลย

• มาตรฐานน้ำที่มีคุณภาพดี จะมีค่า DO ประมาณ 5 – 8 mg/L
• น้ำเสีย จะมีค่า DO ต่ำกว่า 3 mg/L
• ปริมาณออกซิเจนในน้ำ สำหรับสัตว์น้ำ

ต่ำกว่า 4 mg/L ปลาตายหมด
ต่ำกว่า 4 -6 mg/L ปลาจำนวนน้อยมากๆ สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้
ต่ำกว่า 6.5 – 9.5 mg/L ปลาตัวใหญ่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ ปลาตัวเล็กๆอยู่ไม่ได้
ต่ำกว่า 9.5 – 12 mg/L ปลาทุกขนาดสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้

เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำจำแนกตามประเภทเซนเซอร์

1. Polarographic Cell เซนเซอร์ประเภทนี้ถือเป็นเซนเซอร์ที่นิยมใช้กันมากที่สุดเนื่องจากมีราคาที่ไม่สูงมากนัก แต่ผู้ใช้งานจะต้องหมั่นดูแลรักษา เติมน้ำยาที่เรียกว่าสารละลายอิเล็คโทรไลด์ เพื่อรักษาเซนเซอร์ให้อยู่ในสภาพใช้งานได้ หากมีการดูแลรักษาเป็นอย่างดีก็จะทำให้สามารถใช้งานเครื่องมือได้นานค่ะ

2.Galvanic Cell เซนเซอร์ประเภทนี้ราคาสูงกว่า Polarographic Cell  โดยทางผู้ผลิตจะทำการบรรจุน้ำยาไว้ภายในหัวเซนเซอร์ ทำให้สามารถใช้งานได้เลยโดยไม่จำเป็นต้องเติมน้ำยาให้ยุ่งยาก แต่เซนเซอร์ประเภทนี้จะมีอายุการใช้งานโดยเฉลี่ยประมาณ 1 ปี (หลังจากที่เซนเซอร์เสื่อมสภาพ ต้องเปลี่ยนเซนเซอร์ใหม่เท่านั้น) ซึ่งโดยปัจจุบันเครื่องมือบางรุ่นจะมีการแจ้งเตือนที่หน้าจอแสดงอายุเมื่อเซนเซอร์ใกล้หมดอายุล่วงหน้า 30 วัน หลักจากนั้นให้เปลี่ยนเซนเซอร์ใหม่

 เครื่องวัดปริมาณออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen) ทั้งแบบ Polarographic Cell และ Galvani Cell จะทำงานโดยใช้หลักการทางไฟฟ้าเคมี (Electrochemical) ซึ่งภายในเซนเซอร์จะประกอบไปด้วยขั้วแคโทด ขั้วแอโนดสารละลายอิเล็คโทรไลด์ และเยื่อหุ้มหัววัด ( Membrane) เป็นวัสดุที่มีความสามารถในการเลือกให้เฉพาะออกซิเจนผ่านได้โดยที่

• Polarographic Cell จะใช้แรงดันไฟฟ้าจากภายนอกเพื่อช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้กับเซลล์จากแบตเตอรี่เป็นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจากภายนอก มักนิยมใช้โลหะ เช่น ทอง ทองคำขาว (Platinum) หรือ พัลลาเดียม เป็นขั้วแคโทด
• Galvanic Cell หัววัดชนิดนี้เป็นหัววัดที่ก่อให้เกิดการ polarize และสร้างกระแสไฟฟ้าได้ด้วยตัวเอง (Self- Polizing Amperometric Cell) มักนิยมใช้ตะกั่วกับทอง หรือตะกั่วกับเงิน เป็นขั้วแคโทด

3.Optional Sensor เซนเซอร์ประเภทนี้จะเป็นแบบ Optical โดยใช้หลักการของ Fluorescence ในการวัดปริมาณของออกซิเจนในน้ำ โดยใช้หลักการของแสงที่จำกัดความยาวคลื่น (Wavelength) และทำการควบคุมค่าความเข้มข้นของแสงที่ตกกระทบลงบนแผ่นเลนส์ ประมวนผลจากค่าความแตกต่างระหว่างการส่งไปและกลับ แล้วคำนวณออกมาเป็นค่าออกซิเจนในน้ำ แต่เซนเซอร์ประเภทนี้มักมีราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับทั้งสองแบบที่กล่าวมา

แบ่งประเภทของเครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ (DO Meter)

เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำแบบตั้งโต๊ะ

1.เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำแบบตั้งโต๊ะ (Bench Type Dissolved Oxygen Meter – DO Meter) เป็นเครื่องมือที่เหมาะกับใช้ภายในห้องทดลอง ไม่เหมาะกับการนำออกไปนอกสถานที่เพราะเคลื่อนย้ายลำบาก การวัดปริมาณออกซิเจนในน้ำ วิธีการที่ดีที่สุดคือการวัด On site (การสุ่มและนำน้ำตัวอย่างมาวัดหาปริมาณออกซิเจนในน้ำในห้องทดลอง อาจส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนเปลี่ยนแปลงได้จากหลายๆปัจจัย)

2. เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำแบบพกพา (Portable Dissolved Oxygen meter – Do Meter) สามารถนำเครื่องวัดหาปริมาณออกซิเจน Dissolved Oxygen: DO จากแหล่งน้ำได้เลยนิยมใช้เนื่องจากการใช้งานสะดวก ได้ผลการวัดรวดเร็ว แม่นยำ โพรบวัดค่าออกซิเจนสามารถหย่อนลงในน้ำเหมาะกับการวัดค่าออกซิเจนที่ในน้ำในบ่อน้ำลึกสำหรับตัวที่มีโพรบแยก
“การวัดค่าออกซิเจนในน้ำต้องวัดในบ่อ หรือ แหล่งน้ำเท่านั้น ไม่แนะนำให้ตักน้ำตัวอย่างมาวัดค่า เพราะระดับความลึกส่งผลกับค่าการวัด”

3.เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำแบบติดตั้งออนไลน์ (On-line Dissolved Oxygen Meter – DO Meter) เป็นเครื่องวัดออกซิเจน ที่ติดตั้งไว้แบบถาวรเช่นตามบ่อบำบัด วิธีการเลือกซื้อเครื่องวัดออกซิเจนแบบติดตั้งสิ่งที่สำคัญหรือเป็นหัวใจหลักคือเซนเซอร์ที่ใช้วัดออกซิเจนเซนเซอร์หรือโพรบวัดออกซิเจนที่แนะนำคือ Optical เซนเซอร์ อายุการใช้งานจะยาวนานกว่าเซนเซอร์ประเภทอื่นๆและการดูแลรักษาง่าย 

การดูแลรักษาเซ็นเซอร์เครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ (Dissolved Oxygen Sensor)

เซนเซอร์ส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้ผู้ใช้งานสามารถใช้งานได้ง่าย อีกทั้งผู้ใช้งานยังสามารถเปลี่ยนอะไหล่ได้โดยตัวเอง ทำให้สะดวกต่อการใช้งาน ซึ่งถ้าเป็นแบบ Polarographic Cell ที่กล่าวไว้ข้างต้นก็ควรหมั่นเติมน้ำยาอิเล็คโทรไลด์ภายในเซ็นเซอร์อย่างสม่ำเสมอ ระวังอย่าให้น้ำยาอิเล็คโทรไลด์เเห้ง หากน้ำยาเเห้งจะทำให้เซ็นเซอร์พังได้

ปัญหาที่เจอกับเครื่องวัดออกซิเจนในน้ำ

โดยส่วนใหญ่แล้วเครื่องวัดออกซิเจนในน้ำจะพบปัญหาบ่อยเกี่ยวกับ เซนเซอร์เสีย, น้ำยาอิเล็คโทรไลด์ในโพรบเเห้ง, แผ่นไดอะเเฟรมรั่ว ซึ่งปัญหาเหล่านี้มักทำให้เครื่องมือไม่สามารถวัดค่าได้ หรืออ่านค่าไม่ตรง เเต่ทุกท่านสามารถเเก้ไขได้อย่างง่ายดายโดยการเปลี่ยนอะไหล่ด้วยตนเอง

วิธีเเก้ปัญหาเบื้องต้นเมื่อเซ็นเซอร์ไม่สามารถใช้งานได้

เมื่อเครื่องวัดออกซิเจนไม่สามารถวัดค่าได้ หรือไม่สามารถสอบเทียบได้ ให้ตรวจเช็คตามขั้นตอน ดังนี้

1. เปิดฝาไดอะแฟรมตรงส่วนปลายของเซ็นเซอร์  ตรวจสอบเเผ่นไดอะแฟรมว่ามีรอยรั่วหรือไม่ หากมีรอยรั่วให้เปลี่ยนไดอะแฟรมอันใหม่ ทั้งนี้ผู้ปฏิบัติจะต้องมีความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนอุปกรณ์มาบ้างนะคะ
2. ตรวจสอบว่าน้ำยาอิเล็คโทรไลด์เเห้งหรือไม่ หากน้ำยาเเห้งให้ทำการเติมน้ำยาลงไป 3/4 ของไดอะแฟรมเมื่อตรวจสอบเสร็จเรียบร้อยให้ผู้ใช้งานทดสอบโดยการสอบเทียบ หากเครื่องอ่านค่าได้ 20.9 mg/L หรือไกล้เคียง เเสดงว่าเครื่องสามารถใช้งานได้ปกติ หากเครื่องยังไม่สามารถใช้งานได้ อาจเกิดสาเหตุมาจากเซ็นเซอร์เสีย จะต้องทำการเปลี่ยนเซ็นเซอร์ใหม่ หรือส่งเครื่องไปซ่อม

หากท่านผู้อ่านสนใจซื้อหรือต้องการสอบเทียบเครื่องมือวัด

          ทางบริษัท แคลิเบรชั่น แลบอราทอรี จำกัด หรือ CLC ของเราก็สามารถให้บริการสอบเทียบ
เครื่องมือ Dissolved Oxygen Meter : DO Meter โดยได้รับการรับรอง ISO/IEC 17025:2017 (ANAB) 

Scope การสอบเทียบ Dissolved Oxygen Meter คลิก

หากต้องการส่ง สอบเทียบเครื่องมือวัด กับทาง บริษัท แคลิเบรชั่น แลบอราทอรี จำกัด สามารถติดต่อสอบถามได้ตามช่องทางต่างๆ
ได้เลย ทางเรายินดีให้บริการค่ะ

MKS