Determination of microbial biomass gases using titration and headspace gas chromatography

การหาปริมาณของแก๊สชีวมวลจุลินทรีย์ด้วยเทคนิคไทเทรตและเฮดสเปสแก๊สโครมาโทกราฟี

Name: Premsak Puangploy

LCSH: Biomass

LCSH: Carbon dioxide

LCSH: Gas chromatography

LCSH: Methane

Abstract: Microbial biomass gases, carbon dioxide (CO2) and methane (CH4), are generated by a microbial respiration process. They can be used as environmental indicators for assessing degree of a pollutant exposing to the environmental system. These gases are considered as green house gases which directly affect the change of the earth’s climate. The respiration process plays a major role for observing those gases and their content in environment can be measured by many analytical approaches. This work focused on CO2 and CH4 gases analysis in soil using titration method and headspace gas chromatography (HS-GC). Titration method was studied with the adjusted respirometer by flushing CO2 gas with N2 gas from the reaction chamber for CO2 trapping by KOH solution. This method is simple and inexpensive for determining CO2. Detection limit, linearity range, and %RSD in titration method were 14.12 mg m-3 CO2, 50-180 mg m-3 CO2, and 3.98 - 9.63 %, respectively. Percentage efficiency of trapping CO2 was in the range 61.41 ± 4.26 %. Comparative measurement using HS-GC was applied by studying packing materials for packing the column. The optimum packed column was silica gel (3.1 mm x 101 cm, 6.5 g) which could separate CO2 and CH4 using the optimum HS-GC condition. The HS-GC gave high sensitivity and low detection limits which were 2.29 μg m-3 for CO2 and 0.02 μg m-3 for CH4, respectively. Soil and sediment samples applications using both techniques to determine CO2 and CH4 were selected from a vegetable garden at Salaya campus and a canal at Phayathai campus. The biomass gases were 7.51 g CO2 m-2 d-1 for soil samples and 8.01 g CO2 m-2 d-1 for sediment samples. CH4 gas was not found in all samples. CO2 and CH4 contents are significantly different with the sample niches. These measurements will help us to understand the environmental system better.

Abstract: แก๊สชีวมวลจุลินทรีย์คือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทนซึ่งเกิดจากกระบวนการหายใจของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก แก๊สชีวมวลจุลินทรีย์ใช้เป็นตัวบ่งชี้สภาวะสิ่งแวดล้อมที่เป็นมลพิษ นอกจากนี้แก๊สชีวมวลจุลินทรีย์ยังถูกพิจารณาว่าเป็นแก๊สเรือน กระจกซึ่งมีผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของโลก กระบวนการหายใจถือเป็นกระบวนการหลักที่ทำให้เกิดแก๊สดังกล่าว และพบว่ามีวิธีการทางเคมีวิเคราะห์หลากหลายวิธีที่ใช้วัดปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทน ในงานวิจัยนี้ให้ความสนใจการวิเคราะห์หาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทนในดินโดยใช้เทคนิคไทเทรต และเฮดสเปสแก๊สโครมาโทกราฟี (เอชเอสจีซี) เทคนิคการไทเทรตได้มีการศึกษาร่วมกับเครื่องมือวัดการหายใจซึ่งอาศัยการพาแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยแก๊สไนโตรเจนจากภาชนะที่เกิดปฏิกิริยาเข้าสู่สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งทำหน้าที่ดักจับแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ เทคนิคการไทเทรตมีประสิทธิภาพในการวิเคราะห์แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากสะดวกในการวิเคราะห์ และเครื่องมือที่ใช้มีราคาไม่แพง ค่าขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์ ช่วงความเป็นเส้นตรงของข้อมูล และ เปอร์เซ็นต์ความแม่นยำ เท่ากับ ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ 14.12 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในช่วง 50-180 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และ เปอร์เซ็นต์ความแม่นยำ ในช่วง 3.98-9.63 % ตามลำดับ ได้เปอร์เซ็นต์ประสิทธิ์การดักจับ แก๊สมีค่าเท่ากับ 61.41 ± 4.26 % การวัดความแตกต่างโดยใช้เอชเอสจีซีนำมาประยุกต์ใช้กับการศึกษาวัสดุสำหรับบรรจุในคอลัมน์ทำ ให้ได้คอลัมน์ที่เหมาะสมในการแยกแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทนภายใต้สภาวะการทดลองของเอชเอสจีซีที่เหมาะสมคือ แพคคอลัมน์ชนิดซิลิกาเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 3.1 มิลลิเมตร ยาว 101 เซนติเมตร บรรจุซิลิกาหนัก 6.5 กรัม เทคนิคเอชเอสจีซีนี้ให้ ความไวในการวิเคราะห์ที่สูงและค่าขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์ที่ต่ำเท่ากับ 2.29 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรสำหรับแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์และ 0.02 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรสำหรับแก๊สมีเทน ตัวอย่างดินและดินตะกอนถูกเก็บจากสวนผักของ มหาวิทยาลัยมหิดลศาลายาและคลองข้างมหาวิทยาลัยที่พญาไทเพื่อหาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทน แก๊สชีวมวล- จุลินทรีย์ที่วัดได้เท่ากับ 7.51 กรัมของคาร์บอนไดออกไซด์ตารางเมตรต่อวัน จากตัวอย่างดิน และ 8.01 กรัมของคาร์บอนไดออกไซด์ ต่อตารางเมตรต่อวัน จากตัวอย่างดินตะกอน โดยไม่พบปริมาณของก๊าซมีเทนจากตัวอย่างดินและดินตะกอน ปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทนที่ได้มีความแตกต่างกันตามแต่สภาวะสิ่งแวดล้อม ดังนั้นการวัดปริมาณแก๊สชีวมวลจุลินทรีย์จะ ทำให้พวกเราเกิดความเข้าใจในระบบสิ่งแวดล้อมบริเวณนั้นๆ ได้ดีขึ้น

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Tinnakorn Tiensign

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2553-06-21

Issued: 2010-06-11

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Analytical and Inorganic Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4736446.pdf	772.07 KB	86	2024-01-02 20:44:54

ใช้เวลา

0.214539 วินาที