Behavior of mercury adsorbtion and desorbtion on metal surface used in natural gas production and exploration - Narongsak Chaiyasit (Chulalongkorn University, 2008)
การศึกษาการดูดซับของสารปรอทบนผิวโลหะ ประเภท API 5L-X52 ซึ่งทำการตัดตัวอย่างมาจากท่อเหล็กใหม่ที่ใช้ในการขนส่งปิโตรเลียม ได้ถูกดำเนินการเป็นระยะเวลา 90 วันภายใต้อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส การตรวจสอบผิวของโลหะโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนภายหลังการดูดซับปรอทพบว่า ปรอทจะอยู่ในรูปของปรอทโลหะที่มีลักษณะทรงกลม มีขนาดที่แตกต่างกันตั้งแต่ขนาดเล็กซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน ไปจนถึงขนาดใหญ่ ที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 ไมครอน ลักษณะของการดูดซับของปรอทบนผิวโลหะเกิดขึ้นได้ทั้งที่จับอยู่บนผิวของโลหะหรือที่ตกลงไปในหลุมหรือรอยแยกของผิวโลหะที่มีลักษณะไม่สม่ำเสมอกัน การกระจายตัวของการดูดซับปรอทบนผิวโลหะมีลักษณะไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจเป็นผลจากที่ผิวโลหะมีลักษณะไม่สม่ำเสมอและแตกต่างกัน จากผลของการวิเคราะห์ปริมาณปรอทบนผิวโลหะโดยใช้การวิเคราะห์แบบ Energy Dispersive X-ray Spectrophotometry (EDS) พบว่าระยะเวลาของการดูดซับของปรอทไม่มีความสัมพันธ์กันกับปริมาณของปรอทบนผิวโลหะที่ตรวจพบ เพียงแต่บ่งบอกถึงแน้วโน้มของปริมาณปรอทที่เพิ่มขึ้นบนผิวโลหะจากระยะเวลา 30 ถึง 60 วัน และเริ่มคงที่และลดลงภายในวลา 75 ถึง 90 วันตามลำดับ การวิเคราะห์โดยใช้เทคนิค X-ray Diffractometry (XRD) ที่ทำหลังจากไม่เร็วกว่า 1อาทิตย์ของการดูดซับปรอทพบว่าปรอทอยู่ในรูปของสารประกอบออกไซด์ การวิเคราะห์โดยใช้เทคนิค X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) ภายในไม่ต่ำกว่า 2 อาทิตย์ภายหลังจากการดูดซับปรอทพบว่า สารปรอทที่ตรวจพบบนผิวโลหะอยู่ในรูปของสารประกอบออกไซด์ทั้งหมดแต่มีปริมาณน้อยกว่าปริมาณตั้งต้นที่อยู่บนผิวโลหะจากการดูดซับที่ทำการวิเคราะห์ได้โดยเทคนิค EDS อยู่มาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงปริมาณปรอทที่หายไปในระหว่างการวิเคราะห์ดังกล่าวอาจเกิดจากการระเหยของปรอทไปในอากาศ การวิเคราะห์โดยใช้เทคนิค XPS เพื่อตรวจวัดปริมาณปรอทที่อยู่ในผิวของโลหะ พบว่าปรอทจะมีการสะสมอยู่เฉพาะบนผิวหน้าของโลหะในระยะ 10-20 นาโนเมตรจากผิวบนสุด ปริมาณของสารปรอทในผิวโลหะที่ระยะเวลาของการดูดซับที่ต่างกัน ไม่มีค่าแตกต่างกัน โดยในทุกระยะเวลาของการดูดซับสุดท้ายพบว่ามีปริมาณปรอทต่ำกว่า 1เปอร์เซ็นต์อะตอมของปรอทโดย XPS ภายหลังจากระดับความลึกประมาณ 20 นาโนเมตรจากผิวบนสุด ผลการศึกษาการปล่อยสารปรอทโดยใช้สารผสมไอโอดีนและโปแตสเซียมไอโอไดด์ (ที่ความเข้มข้นของโปแตสเซียมไอโอไดด์คงที่ 2.0 โมลาร์) พบว่า ที่ความเข้มข้นของไอโอดีน 0.2 โมลาร์ สามารถใช้งานได้ดีในทุกช่วงของระดับความเข้มข้นตั้งต้นของปรอทบนผิวโลหะ ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 20-34เปอร์เซ็นต์อะตอมของปรอทโดย XPS ที่ความเข้มข้นดังกล่าวสามารถลดปริมาณของปรอทที่ดูดซับบนผิวจนมีปริมาณหลังจากการบำบัดดังกล่าวที่ค่าต่ำสุดและสูงสุดเท่ากับ 0.04 และ 0.10 เปอร์เซ็นต์อะตอมของปรอท โดย XPS ตามลำดับ ระดับความเข้มข้นของไอโอดีนดังกล่าวนอกจากลดปริมาณปรอทที่อยู่บนผิวของโลหะ ยังสามารถลดปริมาณของสารปรอทในผิวเหล็กโดยมีประสิทธิภาพไม่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณของไอโอดีนที่สูงกว่า