การตรวจวิเคราะห์ชนิดและปริมาณธาตุในตัวอย่างดินจากพื้นที่ราบโดยเครื่อง Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS)

ผู้แต่ง

  • อภิญญา ขำไข ภาควิชานิติวิทยาศาสตร์ คณะสหเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
  • วรดา สโมสรสุข ภาควิชาเทคนิคการแพทย์ คณะสหเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
  • วรรณี ศรีนุตตระกูล กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์ สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
  • เอกดนัย ธิมาชัย กองพิสูจน์หลักฐานกลาง สำนักงานตำรวจแห่งชาติ
  • เสกสรรค์ สโมสรสุข ภาควิชาเทคนิคการแพทย์ คณะสหเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

คำสำคัญ:

เครื่อง Inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS), ดิน, วิเคราะห์ธาตุ, เอกลักษณ์ของดิน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้วิเคราะห์หาชนิดและปริมาณธาตุในดิน เพื่อศึกษาลักษณะจำเพาะที่เป็นเอกลักษณ์ของดิน (soil fingerprinting) โดยใช้เทคนิค Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) จากตัวอย่างดินในพื้นที่ราบ อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี จำนวน 30 ตัวอย่าง และนำมาวิเคราะห์ด้วยสถิติ One Way ANOVA ด้วยโปรแกรม SPSS จากผลการศึกษาพบธาตุที่สามารถนำมาวิเคราะห์ผลได้ทั้งหมด 20 ธาตุ ได้แก่ ธาตุ ลิเทียม (Li), แมกนีเซียม (Mg), อะลูมิเนียม (Al), แคลเซียม (Ca), วาเนเนียม (V), โครเมียม (Cr), แมงกานีส (Mn), เหล็ก (Fe), โคบอลต์ (Co), ทองแดง (Cu), สังกะสี (Zn), สารหนู (As), ซีเซียม (Cs), แลนทานัม (La), ซีเรียม (Ce), เพรซิโอดิเนียม (Pr), นีโอดิเมียม (Nd), ซามาเรียม (Sm), กาโดลินเนียม (Gd) และตะกั่ว (Pb) โดยพบว่าธาตุที่มีปริมาณธาตุสูงมากกว่า 1000 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ได้แก่ ธาตุ Mg, Al, Ca และ Fe กลุ่มที่มีปริมาณธาตุปานกลาง อยู่ระหว่าง 10-1000 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ได้แก่ ธาตุ Zn, Li, V, Cr, Pb, Nd, Ce, La, As, Cu และ Co กลุ่มที่มีปริมาณน้อยกว่า 10 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ได้แก่ ธาตุ Sm, Gd, Pr และ Cs โดยปริมาณธาตุของ แต่ละตัวอย่างมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) และเมื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของชนิดและปริมาณธาตุ พบว่า ธาตุ Sm, Gd, Mg, Al, Cs, V, Cr, Mn, Co, As, Ca และ Cu มีปริมาณที่ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p>0.05) จากจุดศูนย์กลางในรัศมีวงกลม 10 เมตร จากผลการวิจัยสรุปได้ว่าเทคนิค ICP-MS สามารถนำไปตรวจชนิดและวัดปริมาณ ธาตุในดิน และสามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นแนวทางในการบอกแหล่งที่มาของดิน และกำหนดระยะอ้างอิงในการเก็บตัวอย่าง ดินในพื้นที่เกิดเหตุเพื่อใช้ประโยชน์ในทางนิติวิทยาศาสตร์ได

References

Saracoglu S, Soylak M, Cabuk D, Topalak Z, Karagozlu Y. Determination of some trace elements in food and soil samples by atomic absorption spectrometry after coprecipitation with holmium hydroxide. J AOAC Int. 2012;95(3):892-6.

Elsheikh MAA, Mahmoud MHH, Momen AA. Determination of selected toxic trace elements in agricultural soil and wells water samples by ICP-OES. Orient J Chem. 2017;33(5):doi: http:// dx.doi.org/10.13005/ojc/330514

Batanova VG, Sobolev AV, Magnin V. Trace element analysis by EPMA in geosciences: detection limit, precision and accuracy. IOP Conf Ser: Mater Sci Eng 2018;304:1-18.

Nebiker PW, Suter M, Synal HA. Vetterli D. Accelerator SIMS for trace element detection. Nucl Instrum Methods Phys Res (section B: beam interactions with materials and atoms) 1994;85:770-4.

Concheri G, Bertoldi D, Polone E, Otto S, Larcher R, Squartini A. Chemical elemental distribution and soil DNA fingerprints provide the critical evidence in murder case investigation. Plos one 2011;6(6): e20222.

Lorlyn RKB, Godfrey M, Cizdziel JV. Elemental fingerprinting of soils using ICP-MS and multivariate statistics: a study for and by forensic chemistry majors. Forensic Sci Int 2013;233(1-3):37-44.

ASTM International. Materials standard practices for extraction of elements from ores and related metallurgical materials by acid digestion. ASTM E2941-14; 2014.

Mars 6 Operation Manual. คู่มือวิธีใช้โปรแกรม Fertilizer-AOAC 2006. North Carolina: CEM Corporation Matthews; 2012.

CEM Corporation. คู่มือเครื่อง Microwave รุ่น Mars 6 และขั้นตอนการใช้งาน. North Carolina: CEM Corporation Matthews; 2019.

Agilent Technologies Incorporated. คู่มือการใช้ งานเครื่อง ICP-MS รุ่น Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS., 2015

กรมพัฒนาที่ดิน. คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญกลุ่มชุดดิน. สำนักสำรวจและวิจัยทรัพยากรดิน กรมพัฒนาที่ดิน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ [อินเทอร์เน็ต]. 2561 [เข้า ถึงเมื่อ 2 ต.ค. 2561]. เข้าถึงได้จาก: http://www.ldd. go.th/thaisoils_museum/INDEX.HTM

Cheajesadagul P, Arnaudguilhem C, Shiowatana J, Siripinyanond A, Szpunar J. Discrimination of geographical origin of rice based on multi-element fingerprinting by high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry. Food Chem 2013;141(4):3504-9.

ธิติพัฒน์ หิรัญคำ. การวิเคราะห์ความเข้มข้นและจัดกลุ่ม โลหะหนักจากฝุ่นในพื้นที่จังหวัดนครราชสีมา. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขา วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม, บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีสุรนารี. นครราชสีมา; 2556.

De Blas BI, Sanz CR, Lopez RN, Tormo DC, Apraiz GD. Optimization of the trace element determination by ICP-MS in human blood serum. J Trace Elem Med Biol 2007;21Suppl1:14-7.

คณะครุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ศูนย์การเรียน รู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ สำนักงานกองทุน สนับสนุนการวิจัย. ธาตุ (Element). [อินเทอร์เน็ต]. 2561 [เข้าถึงเมื่อ 11 ต.ค. 2561]. เข้าถึงได้จาก: http:// www.lesa.biz /earth/lithosphere

Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. 3rd ed. New York: CRC Press; 2001.

ธงชัย สุธีรศักดิ์. การปนเปื้อนของโลหะหนัก Al As Cu Cr Mn Ni Pb Sn Zn และ Fe ในดินตะกอนท้องน้ำคลอง บางใหญ่ จังหวัดภูเก็ต. วารสารวิจัยและพัฒนา มจธ. 2551;(4):765-79.

Zarcinas BA, Pongsakul P, McLaughlin MJ, Cozens G. Heavy metals in soils and crops in Southeast Asia. 2. Thailand. Environ Geochem Health 2004;26(4):359-71.

ธันวดี ศรีธาวิรัตน์, กาญจนา ธนนพคุณ. การปนเปื้อน โลหะหนักในดินอุทยานแห่งชาติภูหินร่องกล้า. ใน: เอกสารประกอบการประชุมสัมมนาวิชาการนำเสนอ ผลงานวิจัยระดับชาติ เครือข่ายบัณฑิตศึกษา มหาวิทยาลัย ราชภัฏภาคเหนือ ครั้งที่ 17 วันที่ 21 กรกฎาคม 2560. ศูนย์วัฒนธรรมภาคเหนือตอนล่าง วังจันทน์ริเวอร์วิว มหาวิทยาลัย ราชภัฏพิบูลสงคราม. จังหวัดพิษณุโลก; 2560. หน้า 2727.

อภิสิทธิ์ เอี่ยมหน่อ. ธรณีสัณฐานวิทยา. กรุงเทพฯ: บริษัท สำนักพิมพ์ ไทยวัฒนาพานิช จำกัด; 2530.

Stephens CG. Climate as a factor of soil formation through the quaternary. Soil Sci 1965;99(1):9-14.

ณัฐนันท์ ไกรเลิศรัตนชัย, ดาวจรัส เกตุโรจน์, วรชาติ วิศวพิพัฒน์. ชนิดและความเข้มข้นของโลหะหนักในดิน บริเวณริมถนนของประเทศไทย. ใน: เอกสารประกอบ การประชุมวิชาการ ครั้งที่ 55 วันที่ 31 มกราคม 2560 ถึงวันที่ 3 กุมภาพันธ์ 2560. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ; 2560. หน้า 9-16.

Wisawapipat W, Kheoruenromne I, Suddhiprakarn A, Gilkes RJ. Trace elements in Thai oxisols on limestone in relation to rainfall. Procedia Soc Behav Sci 2012;40:673-80.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2019-12-30