ชุดคลุมผ้าไม่ทอแบบทิ้งสามารถต้านสารกำจัดศัตรูพืชเพื่อการป้องกันในเกษตรกรรมได้ไหม?

ชุดคลุมผ้าไม่ทอแบบทิ้งทำงานเป็นอุปสรรงต้านสารกำจัดศัตรูพืชอย่างไร

โครงสร้างเส้นใย, ขนาดรูพรุน และการจับยึดด้วยไฟฟ้าสถิตในการต้านสารกำจัดศัตรูพืช

ชุดคลุมใช้แล้วทิ้งแบบไม่ทอให้การป้องกันสารกำจัดศัตรูพืชได้โดยอาศัยทั้งอุปสรรคทางกายภาพและคุณสมบัติไฟฟ้าสถิต โครงสร้างวัสดุ SMS (spunbond-meltblown-spunbond) โดยทั่วไปมีรูพรุนขนาดตั้งแต่ 10 ถึง 50 ไมครอน ซึ่งช่วยป้องกันสิ่งของขนาดใหญ่ เช่น ผงสารกำจัดศัตรูพืชแห้งได้ เมื่อพูดถึงละอองหยดเล็กๆ ชั้น meltblown ตรงกลางจะทำหน้าที่หลัก โดยชั้นนี้มีประจุไฟฟ้าสถิตที่สามารถดูดอนุภาคสารกำจัดศัตรูพืชที่มีประจุตรงข้ามเข้ามา จึงทำงานได้ดีเมื่อเผชิญกับการพ่นแรงดันต่ำและอนุภาคฝุ่นโดยทั่วไป อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดอยู่ประการหนึ่ง กล่าวคือ การจัดเรียงเส้นใยเหล่านี้ไม่สมบูรณ์แบบเสมอไป บางครั้งอาจเกิดเป็นช่องทางเล็กๆ ที่สารสามารถลอดผ่านได้ โดยเฉพาะเมื่อผู้สวมใส่เคลื่อนไหวหรือก้มตัว อีกปัญหาหนึ่งเกิดขึ้นในสภาพอากาศชื้น ประจุไฟฟ้าสถิตบนวัสดุโพลีโพรพิลีนจะเริ่มลดลงเมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงถึงประมาณ 60% ทำให้ประสิทธิภาพในการป้องกันลดลงอย่างมาก การศึกษาล่าสุดพบว่า ประสิทธิภาพที่ลดลงนี้อาจสูงถึง 37% ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศแบบเขตร้อน

เหตุใดชุดคลุมใช้แล้วทิ้งมาตรฐานแบบผ้าไม่ทออาจล้มเหลวเมื่อสัมผัสกับสารเคมีในรูปของเหลว

ชุดกาวน์ SMS แบบธรรมดาที่ไม่มีการเคลือบใดๆ ไม่เพียงพอต่อการป้องกันสารกำจัดศัตรูพืชในรูปของเหลว เนื่องจากเนื้อผ้ามีความพรุนสูง และไม่มีฟิล์มกันซึมต่อเนื่องที่สามารถปิดกั้นสารต่างๆ ได้อย่างแท้จริง สารเข้มข้นชนิดเปลี่ยนตัวเป็นอิมัลชัน (ECs) และสารแขวนลอยเข้มข้น (SCs) มักมีสารลดแรงตึงผิว (surfactants) ผสมอยู่ ซึ่งทำให้แรงตึงผิวของของเหลวลดลง ส่งผลให้ของเหลวสามารถซึมผ่านช่องว่างเล็กๆ ระหว่างเส้นใยโดยอาศัยแรงดูดซึมตามหลักแคปิลลารี (capillary action) ได้ง่ายยิ่งขึ้น และสถานการณ์จะแย่ลงไปอีกเมื่อคนงานเคลื่อนไหว ออกแรงกด หรือสัมผัสพื้นที่ปนเปื้อน เช่น การคุกเข่าบนพื้นที่ถูกพ่นสารแล้ว ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการดูดซึมสารเคมีจะเพิ่มสูงขึ้นมากในสถานการณ์จริง บางครั้งสูงถึงแปดเท่าเมื่อเทียบกับวัสดุที่อยู่นิ่งๆ แม้แต่ไกลโฟเซตที่ผสมกับสารลดแรงตึงผิวในความเข้มข้นตามคำแนะนำ ก็ยังพบว่ามีการซึมผ่านผ้า SMS มาตรฐานเกือบทั้งหมดภายในเวลาเพียงสิบห้านาที ผลลัพธ์เช่นนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความเสี่ยงที่วัสดุเหล่านี้มีต่อการทำงานทางการเกษตรในสภาพปกติ

มาตรฐานการทดสอบและประสิทธิภาพการใช้งานจริงของชุดคลุมผ้าไม่ทอแบบใช้แล้วทิ้ง

ASTM F739-23 และ ISO 6529: สิ่งที่เปิดเผยเกี่ยวกับการซึมผ่านของสารกำจัดศัตรูพืช

ASTM F739-23 และ ISO 6529 เป็นหนึ่งในมาตรฐานหลักที่ใช้ประเมินการซึมผ่านของสารเคมีเข้าสู่ผ้าป้องกัน ซึ่งเน้นที่ระยะเวลาเริ่มต้นของการซึมผ่าน (breakthrough time) นั่นคือช่วงเวลาที่สารปนเปื้อนเริ่มปรากฏภายในวัสดุ อย่างไรก็ตาม การทดสอบในห้องปฏิบัติการเหล่านี้ไม่สามารถครอบคลุมปัจจัยทั้งหมดที่คนงานเผชิญในแต่ละวันได้ สภาพการใช้งานจริงรวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น เหงื่อจากร่างกาย แรงเสียดทานจากการเคลื่อนไหว และจุดที่เกิดความเครียดทางกล ซึ่งไม่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ ปัญหานี้ชัดเจนขึ้นเมื่อดูข้อมูลจากการใช้งานจริง แม้เสื้อกาวน์ป้องกันที่ผ่านการรับรองแล้ว ก็อาจยังอนุญาตให้มีอัตราการถ่ายโอนสารเคมีเกิน 0.1 ไมโครกรัมต่อตารางเซนติเมตรต่อนาที หลังได้รับสัมผัสสารผสมยาฆ่าแมลงบางชนิดเพียงแค่สี่ชั่วโมง การแตกต่างระหว่างผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับสถานการณ์จริงนี้แสดงให้เห็นว่าเจ้าหน้าที่ภาคสนามจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยอื่นนอกเหนือจากใบรับรองเพียงอย่างเดียว เมื่อต้องตัดสินใจด้านความปลอดภัยสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานของตนเอง

ไกลกว่าระยะเวลาเริ่มต้นของการซึมผ่าน: เหตุใดการสะสมการซึมผ่านจึงสำคัญต่อการใช้งานภาคสนาม

การมุ่งเน้นเพียงแค่ระยะเวลาที่สารเคมีเริ่มซึมผ่านนั้นไม่สามารถบอกภาพรวมของความเสี่ยงที่คนงานต้องเผชิญได้อย่างแท้จริง สิ่งที่สำคัญกว่าคือการซึมผ่านสะสม ซึ่งหมายถึงปริมาณของสารกำจัดศัตรูพืชที่แทรกผ่านเสื้อผ้าป้องกันเข้าสู่ร่างกายในช่วงเวลาหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่น เสื้อกางเกงคลุมตัว (coverall) อาจกันไกลโฟเซตได้ประมาณหนึ่งชั่วโมงภายใต้สภาพแวดล้อมการทดสอบ แต่หลังจากทำงานทั้งวันในพื้นที่เกษตรกรรม สารดังกล่าวอาจซึมผ่านไปได้ราว 12% เนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความร้อนจากร่างกาย การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง และการสึกหรอของผ้า งานวิจัยที่ศึกษาผู้ที่ได้รับสารเหล่านี้เป็นระยะเวลานานหลายปีแสดงให้เห็นถึงปัญหาสุขภาพร้ายแรงที่เกิดขึ้นภายหลัง รวมถึงความผิดปกติของกล้ามเนื้อและการทำงานของสมอง เมื่อบริษัทเริ่มวัดการซึมผ่านสะสมแทนที่จะตรวจสอบเพียงว่าสารนั้นซึมผ่านได้เร็วแค่ไหน จะสะท้อนให้เห็นถึงการคำนึงถึงความปลอดภัยในระยะยาว มากกว่าการปฏิบัติตามมาตรฐานขั้นต่ำเพียงช่วงเวลาไม่กี่นาที

ผลกระทบของสูตรสารกำจัดศัตรูพืชต่อความสมบูรณ์ของเสื้อคลุมแบบใช้แล้วทิ้งที่ทำจากผ้าไม่ทอ

สูตร EC เทียบกับ SC: สารลดแรงตึงผิวและตัวทำละลายที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของชั้นป้องกัน

วิธีที่สารเข้มข้นแบบผสมน้ำได้ (EC) และสารเข้มข้นแบบแขวนลอย (SC) ส่งผลต่อชุดป้องกันนั้นมีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสูตรทั้งสองชนิดนี้ ผลิตภัณฑ์ EC มีตัวทำละลายที่มีพื้นฐานจากปิโตรเลียมอยู่ภายใน ซึ่งจะเริ่มทำลายเส้นใยโพลีโพรพิลีนตามเวลาที่ผ่านไป สิ่งที่เกิดขึ้นคือ รูพรุนจะขยายใหญ่ขึ้นประมาณ 40% เมื่อสัมผัส ทำให้ชั้นป้องกันเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติมาก ในทางกลับกัน สูตร SC ทำงานต่างออกไป โดยใช้สารลดแรงตึงผิว เช่น อัลคิลฟีนอล อีทอกซิเลต เพื่อคงสถานะของอนุภาคแข็งให้อยู่ในสภาพแขวนลอยอย่างเหมาะสม สิ่งนี้ช่วยลดแรงตึงผิวลงอย่างมาก บางครั้งต่ำกว่าระดับ 30 mN/m ทำให้ของเหลวไม่เกาะเป็นเม็ด แต่กระจายตัวออกบนพื้นผิวได้ง่ายกว่า ทีนี้คือจุดที่น่าสนใจ: แม้ว่า EC จะทะลุผ่านการป้องกันได้เร็วกว่า (ประมาณ 15 นาที เทียบกับ SC ที่ใช้เวลาประมาณ 45 นาที ตามการทดสอบ ASTM F739-23) แต่ SC ก็ยังคงมีปัญหาในแบบของมันเอง เพราะสามารถแทรกซึมเข้าสู่วัสดุผ่านกระบวนการดูดซึมตามหลักแคปิลลารี หมายความว่า สารปนเปื้อนจะค่อยๆ แทรกเข้าไปในเนื้อผ้าโดยที่ผู้ใช้อาจไม่ทันสังเกต จนกระทั่งสายเกินไป

การล้มล้างความเข้าใจผิดเกี่ยวกับการเจือจาง: ส่วนผสมของไกลโฟเสตและสารลดแรงตึงผิวในสถานการณ์สัมผัสที่เป็นจริง

คนงานเกษตรจำนวนมากยังคงเชื่อว่าเมื่อพวกเขาเจือจางไกลโฟเสตด้วยสารซึมผ่าน พันธะทุกอย่างจะปลอดภัยขึ้น แต่ประเด็นสำคัญเกี่ยวกับสารซึมผ่าน POEA ที่พวกเขามักใช้นั้นคือ สารเหล่านี้ยังคงทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวได้แม้ในความเข้มข้นต่ำมาก บางครั้งเพียง 2% เท่านั้น เมื่อผู้คนผสมสารละลายนี้ ฉีดพ่นรอบๆ ไร่ หรือทำงานบำรุงรักษารถจักรกล ก็มักเกิดการกระเด็นเล็กน้อยขึ้นตลอดเวลา การสัมผัสเล็กน้อยเหล่านี้สะสมจนทำให้วัสดุป้องกันบนชุดคลุมของพวกเขาเสื่อมสภาพลง ไม่สามารถป้องกันการดูดซึมสารเคมีได้อีกต่อไป การทดสอบภายใต้สภาวะการทำงานจริงยังแสดงผลลัพธ์ที่น่าตกใจอีกด้วย โดยพบว่าประมาณ 8 จาก 10 ครั้ง สารเคมีเริ่มซึมผ่านอุปกรณ์ป้องกันภายในเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมงหลังจากการสัมผัสสารผสมเจือจาง เนื่องจากสารซึมผ่านช่วยให้ไกลโฟเสตแทรกซึมผ่านรูเล็กๆ ในชั้นผ้าได้ และยังไม่รวมถึงงานประจำวัน เช่น การล้างถังหรือซ่อมหัวพ่นที่คนงานต้องสัมผัสสารเคมีเป็นเวลานานและอยู่ภายใต้แรงดันสูง อันทั้งหมดนี้หมายความว่าการเจือจางเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะป้องกันการสัมผัสสารเคมีในสถานการณ์การเกษตรจริง