ไม่นานมานี้ เราได้มีโอกาสพูดคุยกับ Bob Nelson (Emeritus Research Scholar) และ Chris Reddy (Senior Scientist) จาก Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) เกี่ยวกับงานวิจัยของพวกเขาที่ หลุมทิ้งของเสีย Palos Verdes Mass-Transport Dumpsite นักวิจัยทั้งสองได้เก็บตัวอย่างและใช้เครื่อง LECO Pegasus® GC-HRT+ 4D เพื่อเปิดเผยว่ามีสารอะไรรั่วไหลออกมาจากถังหลายร้อยใบที่ก้นทะเล อ่านคำตอบของพวกเขาต่อคำถามสุดท้าทายของเราได้ที่นี่
ในเชิงการวิเคราะห์แล้ว ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่คุณพบในโครงการนี้คืออะไร และคุณรับมือกับมันอย่างไร?
Bob Nelson:
“ โอ้… ใช่. ความท้าทายก็คือ…เราไม่รู้เลยว่ามีอะไรอยู่ในนั้น เราพอเดาได้บ้างว่าอาจจะมีสารกำจัดศัตรูพืช แต่เราต้องการภาพรวมที่กว้างที่สุด นี่แหละคือเหตุผลที่เราใช้แพลตฟอร์ม GC×GC เพราะถึงจะมีสารเป้าหมายที่เราต้องการหา แต่เราก็ไม่รู้ว่ามีอย่างอื่นอะไรซ่อนอยู่อีกบ้าง
ดังนั้นการวิเคราะห์ของเราจริง ๆ แล้วแทบจะเป็น non-targeted ตลอดเวลา เพราะเราอยากเห็นให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ นั่นคือเหตุผลที่เราวิเคราะห์ยาวนานมากและค่อยๆเพิ่มอุณหภูมิให้ช้ามาก เราใช้คอลัมน์มิติแรกที่ยาวมาก และอื่นๆอีกมากมาย
สรุปก็คือ ความท้าทายคือ— ‘มันมีอะไรอยู่ในนั้นกันแน่ แล้วเราจะรู้ได้ยังไงว่าอะไรอยู่บ้าง?’ ”
Chris Reddy:
“ใช่ครับ…เราเองก็ไม่รู้ว่ามีอะไรอยู่ในนั้นจริง ๆ”
Bob:
“มีทั้งขยะทางการแพทย์ และอาจมีบางอย่าง—”
Chris:
“มีการพบวัสดุกัมมันตรังสีในบางถังด้วย ดังนั้นมันเต็มไปด้วยความไม่แน่นอน คุณต้องระวังหลายอย่างมาก”
Bob:
“ใช่…เรายังต้องคิดด้วยว่า ‘เรากำลังจะเอาวัตถุระเบิดขึ้นมาหรือเปล่า?’”
Chris:
“เป็นไปได้ทั้งนั้นครับ แต่เราก็คาดว่าจะพบ DDT และสารเคมีอื่นๆ ในกลุ่มนี้ เพราะบริเวณนี้อยู่ใกล้โรงงานผู้ผลิต DDT ที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกา คือ Montrose แต่สิ่งหนึ่งที่เกิดขึ้นบ่อยมาก สัก 1000 ครั้งได้มั้งระหว่างผมกับ Bob คือ Bob จะเป็นคนรันตัวอย่าง แล้วผมก็ต้องรอประมาณชั่วโมงนึง (เพื่อไม่ให้กวนเขาเกินไป) ก่อนจะถามว่า ‘เป็นยังไงบ้าง?’
และพอเรามาดูโครมาโตแกรมด้วยกัน เราก็เห็นว่า มีน้ำมันจำนวนมาก อยู่ในตัวอย่าง ถึงแม้ DDT จะเป็นตัวที่คนพูดถึงมากที่สุด แต่สารส่วนใหญ่ที่วิเคราะห์ด้วยเครื่อง LECO กลับเป็น ปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน ซึ่งจริงๆแล้วมันก็ไม่น่าแปลกใจอะไรที่จะรู้จักแค่ DDT ก็ Rachel Carson เขียนถึงแค่ DDT เธอไม่ได้เขียนถึงน้ำมัน แต่ถ้าคุณเคยขับรถบนถนน “The Five” ในแอลเอ คุณจะเห็นโรงกลั่นน้ำมันเต็มไปหมด ดังนั้นมันก็ดูสมเหตุสมผลกัน”
* Rachel Carson คือ นักชีววิทยาทางทะเล นักเขียน และนักอนุรักษ์ชาวอเมริกัน ผู้ซึ่งได้รับการยกย่องอย่างสูงจากผลงานหนังสือชุดเกี่ยวกับทะเลและหนังสือเรื่อง Silent Spring ที่มีบทบาทสำคัญในการผลักดันงานอนุรักษ์ทางทะเลและขับเคลื่อนขบวนการสิ่งแวดล้อมระดับโลก
คุณจัดการกับข้อมูลจำนวนมหาศาลจากเครื่อง LECO Pegasus HRT 4D และสรุปผลเกี่ยวกับตัวอย่างของคุณได้อย่างไร?
Bob:
“เวลาที่เราต้องการหาสารที่มีคลอรีน เราจะใช้เครื่องมืออย่าง RDBE versus carbon number plot ซึ่งเหมาะมากสำหรับค้นหาสารที่มีเฮเทอโรอะตอม ไม่ว่าจะเป็นสารที่มีคลอรีน โบรมีน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฯลฯ เครื่องมือนี้ช่วยให้เราโฟกัสไปยัง ‘พื้นที่ที่น่าสนใจ’ ได้ทันที ซึ่งในช่วงแรก นั่นคือสิ่งที่ทุกคนอยากเห็น—ว่า มีสารคลอรีนอะไรบ้าง? จำนวนเท่าไหร่? อยู่ตรงไหน? หน้าตาโมเลกุลเป็นยังไง?
หลังจากนั้นเราก็เริ่มขยายไปหาสารกลุ่มอื่น เช่น สารที่มีซัลเฟอร์หรือไนโตรเจน และในการลงเรือครั้งต่อ ๆ มา เราพบสารพวก anilines ซึ่งเราเชื่อว่าเป็นสารตั้งต้นของสารกำจัดศัตรูพืชกลุ่มคลอริเนต”
Chris:
“ อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ HRT และการวัดมวลแบบแม่นยำ (accurate mass) ทรงพลังมากสำหรับงานนี้ ก็อย่างที่ Bob พูดเลยครับ คือ ตัวอย่างของเราไม่ได้มีแค่คาร์บอนกับไฮโดรเจน หรือแม้แต่คลอรีนเท่านั้น แต่มันยังมีไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และออกซิเจนด้วย
พอคุณเริ่มสร้างโมเลกุลที่มีสิ่งที่เราเรียกว่า heteroatoms เหล่านี้ มันจะเกิดสารประกอบที่น่าสนใจขึ้นมา ซึ่งโดยปกติเราอาจไม่ได้มองหามันเลย ถ้าคุณใช้แค่ GC-MS บนโต๊ะทั่วไป คุณแทบต้องอาศัยโชคว่ามันจะโผล่มาให้เห็นหรือเปล่า โดยเฉพาะสารที่มีไนโตรเจน
แต่ HRT ทำให้เรา ‘ถามข้อมูล’ ได้จากมวลของอะตอมแต่ละชนิด—เพราะอะตอมแต่ละตัวมีมวลเฉพาะตัวของมัน ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสอยู่ในสเปกตรัมความละเอียดสูงของ HRT ทำให้เราสามารถตั้งคำถามแบบว่า:
‘มีโมเลกุลไหนที่หนัก X ไหม? ถ้ามี ก็ต้องมีไนโตรเจนอยู่ในนั้นแน่นอน’
และนั่นคือวิธีที่ Bob ใช้ค้นหาสารที่มี heteroatoms ซึ่งปกติหายากมาก เพราะข้อมูลจาก HRT มีความละเอียดสูงมากและมีข้อมูลเยอะจนเราสามารถถามมันได้ว่า:
‘ไนโตรเจนทั้งหมดอยู่ตรงไหน?’
‘ออกซิเจนอยู่ตรงไหน?’
‘ซัลเฟอร์อยู่ตรงไหน?’
อีกเรื่องหนึ่งที่สำคัญไม่แพ้กัน คือการพิสูจน์ว่า ‘มันไม่มี’ ซึ่งสำคัญพอ ๆ กับการพิสูจน์ว่า ‘มันมี’ เช่น ถ้า Bob สงสัยว่าสาร XXY บางชนิดน่าจะมีอยู่ และถ้ามันมีจริง มันควรหนัก 192.6754 เขาก็ใส่มวลนั้นลงไปแล้วสแกนดูเลย ถ้าไม่พบสัญญาณ ก็แปลว่ามันไม่อยู่ในตัวอย่างจริง ๆ ซึ่งนี่เป็นความสามารถที่ทรงพลังมาก
ดังนั้น HRT ไม่ได้แค่ทำให้เราหาสารได้อย่างมั่นใจ แต่มันยังทำให้เรายืนยันได้อย่างมั่นใจว่าบางอย่าง ‘ไม่พบ’ ด้วย ซึ่งเป็นจุดที่ HRT เด่นมากเช่นกัน
และ… ถึงจะไม่ใช่คำถามโดยตรง แต่เราก็ขอพูดตรง ๆ ว่าเราไม่ได้รับค่าจ้างจาก LECO หรือเป็นหน้าม้าของอุตสาหกรรมอะไรทั้งนั้น เราไม่ถูกจ้างให้พูด แต่เรามั่นใจจริง ๆ ว่าการเชื่อมโยงระหว่างภาคอุตสาหกรรมกับสถาบันวิชาการแบบนี้—รวมถึงการแลกเปลี่ยนความรู้กันอย่างมีคุณภาพ—ช่วยให้เรามีศักยภาพเหนือเพื่อนร่วมงานในสาขาเดียวกัน”
Bob:
“สำหรับเรา… LECO ก็เหมือน เพื่อนร่วมทีม คนนึงเลยครับ”
Chris:
“และผมคิดว่านั่นแหละคือ ‘สูตรพิเศษ’ ของ LECO ถ้าคุณลองสังเกตดูนะ—LECO เป็นธุรกิจแบบครอบครัว คุณรู้สึกได้เลย มันชัดเจนมาก ๆ แบบปฏิเสธไม่ได้เลย”
งานวิจัยที่พวกคุณทำร่วมกับ Woods Hole Oceanographic Institution จะช่วยสนับสนุนหรือนำไปใช้ในงานศึกษาการเปลี่ยนแปลงของมลพิษในสิ่งแวดล้อม เช่น PFAS หรือไมโครพลาสติก ได้อย่างไรบ้าง
Chris:
“ใช่ครับ คือเราพยายามอย่างมากในการเผยแพร่ผลงานของเรา ซึ่งนั่นสำคัญสำหรับพวกเรามาก และพวกเราก็พยายามอย่างมากในการสื่อสารผลการวิจัย ไม่ว่าจะผ่านการสัมมนาอย่างที่กำลังจะมีเดือนหน้า หรือช่องทางอื่น ๆ
นี่แหละครับคืองานของเรา—เราออกไปเล่าเรื่องเหล่านี้ เล่าว่าทำไมมันถึงสำคัญ และเราก็ศึกษาสารที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกมาหลายปีแล้วด้วย งานของเรา…เราไม่ได้ดูตัวอย่างเป็นล้านๆ ตัว แต่เราดูตัวอย่างมากพอที่จะบอกเล่าเรื่องราว และหวังว่ามันจะช่วยปูทางไปสู่งานวิจัยที่ใหญ่ขึ้นและครอบคลุมยิ่งขึ้น
คุณรู้ไหม…แม้เราจะเป็นทีมเล็ก ๆ แต่เราก็ ‘ตีกลอง’ ดังพอตัว และกลองของเราก็คือเครื่องมือของ LECO นี่แหละครับ”
เห็นว่าคุณกำลังจะนำเสนอผลงานของคุณใน Webinar ร่วมกับ LECO ถ้าอย่างนั้นผู้เข้าร่วมสามารถคาดหวังว่าจะได้เรียนรู้อะไรบ้างจากงานนี้?
Chris:
“สำหรับผม…ผู้เข้าร่วมจะได้ฟังเรื่องราวตั้งแต่ต้นจนจบเกี่ยวกับประวัติการปนเปื้อนของ DDT… เรากำลังเล่าเรื่องที่คมชัดและละเอียดที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพราะแพลตฟอร์ม GC ช่วยให้เราเห็นภาพนั้นอย่างครบถ้วน”
Bob:
“ผมคิดว่าข้อความสำคัญที่เราอยากฝากไว้คือ การวิเคราะห์แบบ non-targeted มักจะเจออะไรน่าสนใจเสมอ สำหรับเรา เราอยากมองภาพรวม ไม่ได้อยากดูแค่สารไม่กี่ตัว ดังนั้นสิ่งที่อยากให้จำกลับไปคือ — มันไม่ได้มีแค่ DDT เท่านั้น”
คุณสามารถรับชม Webinar ย้อนหลัง (On-Demand) ได้ตามสะดวก เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ Chris และ Bob ค้นพบ รวมถึงเครื่องมือวิเคราะห์ที่พวกเขาใช้ นอกจากนี้ยังสามารถฟังบทสัมภาษณ์เต็มของทั้งสองได้ เพียงกดปุ่มเล่นด้านล่าง!ในบทสัมภาษณ์ พวกเขายังตอบคำถามที่น่าสนใจ เช่น:
- มีตัวอย่าง “ผลลัพธ์ไม่คาดคิด” ที่ GC×GC เผยให้เห็นจากของเสียที่ถูกทิ้งหรือไม่?
- ในมุมมองของคุณ อะไรทำให้ GC×GC กลายเป็นเทคนิคสำคัญสำหรับงานวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมประเภทนี้?
- มีแนวโน้มใหม่หรือกลยุทธ์ที่น่าจับตา สำหรับการจัดการมลพิษอินทรีย์ตกค้างชนิดดื้อสลาย (เช่น POPs) หรือไม่?
กดฟังเลย…แล้วคุณจะได้รู้ว่าพวกเขาพูดอะไรไว้บ้าง!