ไซยาไนด์ (Cyanide) หมายถึง หมู่ของไซยาไนด์ไอออน (CN–) ทั้งหมด มักพบในรูปของารประกอบโลหะอัลคาไลด์ที่เป็นของแข็งสีขาว และสารประกอบโลหะหนัก พบได้มากในพืชในรูปของกรดไฮโดรไซยานิค สามารถวิเคราะห์หาได้ในรูปของไซยาไนด์ไอออน สามารถวิเคราะห์หาไซยาไนด์ได้โดยใช้วิธีการกลั่น (Distillation Measurement)
ชนิดของไซยาไนด์
1. ไซยาไนด์อิสระ
ไซยาไนด์อิสระ (Free Cyanide) หมายถึง ไซยาไนด์ในรูปของก๊าซไฮโดรเจนไซยาไนด์
หรือกรดไซยานิค (HCN) และ ไซยาไนด์ไอออน (CN–) สัดส่วนของกรดไซยานิคต่อไซยาไนด์
ไอออน ขึ้นอยู่กับค่าพีเอช และค่าคงที่การแตกตัวของกรด ในธรรมชาติจึงมักพบอยู่ไนรูปไฮโดรเจนไซยาไนด์
HCN → H+ + CN–
2. ไซยาไนด์กับโลหะอัลคาไลน์ เป็นไซยาไนด์ที่รวมกับโลหะอัลคาไลด์ เช่น โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN), ไทโอไซยาเนต (SCN–) และแอมโมเนียมไซยาไนด์ (NH4CN) เป็นต้น มีสูตรทั่วไป คือ A(CN)x เมื่อ
A = โลหะอัลคาไลน์
X = จำนวนของไซยาไนด์ไอออน
สารประกอบไซยาไนด์กับโลหะอัลคาไลน์มักไม่เสถียร ระเหยตัวง่าย เป็นของแข็งละลายน้ำได้ดี เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ไซยาไนด์ไอออน (CN–) ซึ่งมีความเป็นพิษสูง มีกลิ่นคล้ายอัลมอนด์
3. ไซยาไนด์กับโลหะหนัก เป็นสารประกอบไซยาไนด์กับโลหะหนักชนิดต่างๆ โดยไม่มีโลหะอัลคาไลด์เป็นส่วนประกอบ เช่น คอปเปอร์ (II) ไซยาไนด์ (Cu(CN)2) ซิลเวอร์ไซยาไนด์ (AgCN) และซิงค์ไซยาไนด์ (Zn(CN)2) เป็นต้น สารประกอบเหล่านี้ละลายน้ำได้น้อยมาก
4. ไซยาไนด์เชิงซ้อน เป็นสารประกอบของไซยาไนด์ที่รวมกับโลหะอัลคาไลน์ และโลหะหนักในโมเลกุล เช่น โพแทสเซียมเฟอโรไซยาไนด์ (K4Fe(CN)6) และโพแทสเซียมโคบอลโตไซยาไนด์ (K3Co(CN)6) เป็นต้น แทนด้วยสูตรทั่วไป คือ AyM(CN)x เมื่อ
A = โลหะอัลคาไลน์
y = จำนวนโลหะอัลคาไลน์ที่มีในสารประกอบ
M = ชนิดโลหะหนัก
x = จำนวนของไซยาไนด์ไอออน (A + M)
สารประกอบเหล่านี้ละลายน้ำได้ดี และแตกตัวให้ไซยาไนด์ไอออนอิสระ
3. สารประกอบไซยาไนด์อื่นๆ
สารประกอบไซยาไนด์อื่นๆ เช่น ไซยาโนเจนคลอไรด์ (Cyanogen Chloride, CNCl) เป็นสารประกอบที่ระเหยได้ง่าย ละลายน้ำได้เล็กน้อย มีความเป็นพิษสูงมาก เกิดจากการเติมคลอรีนในสารละลายที่มีสารประกอบไซยาไนด์ เช่น
NaCN + Cl2 → CNCl + NaCl
ปฏิกิริยา และการย่อยสลาย
ไซยาไนด์ไอออนเกิดปฏิกิริยากับสารอื่นได้ดี ได้แก่ ไซยาไนด์ไอออนกับโลหะอัลคาไลด์ เช่น โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN), ไซยาไนด์ไอออนกับโลหะหนัก เช่น ซิลเวอร์ไซยาไนด์ (AgCN) บางส่วนของสารประกอบจะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ หรือถูกออกซิไดส์กลายเป็นไซยาเนต (CNO–) และย่อยสลายต่อทางเคมีจนได้คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย และฟอร์เมท ระเหยสู่อากาศ
ไซยาไนด์ในอุตสาหกรรม
อุตสาหกรรมที่ใช้สารประกอบไซยาไนด์
• แคดเมียมไซยาไนด์ (Cadmium cyanide, Cd(CN)2) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
• แคลเซียมไซยาไนด์ (Calcium cyanide, Ca(CN)2) : ใช้เป็นสารฆ่าเชื้อรมควันผลิตภัณฑ์ ใช้ผลิตสาร HCN และferrocyanide และใช้รักษาสภาพของซีเมนต์
• คิวปรัส ไซยาไนด์ (Cuprous cyanide, CuCN) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ยา ย่าฆ่าแมลง
• ไซยาโนเจน โบรไมด์ (Cyanogen bromide, CNBr) : ใช้ในการสกัดทองคำ ผลิตย่าฆ่าแมลง
• ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (Hydrogen cyanide, HCN) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์, ใช้เป็นสารช่วยจับโลหะ ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตยา ใช้เป็นส่วนผสมยาฆ่าแมลง และยากำจัดหนู
• นิเกิลไซยาไนด์ (Nickel cyanide, Ni(CN)2 . 4H2O) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
• โพแทสเซียมไซยาไนด์ (Potassium cyanide, KCN) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์, ใช้ในกระบวนการผลิตเหล็กกล้า ใช้สำหรับสกัดแร่ ใช้เป็นส่วนผสมน้ำยาขัดเงา และใช้ในกระบานการล้างภาพ
• โพแทสเซียม เฟอร์ไรไซยาไนด์ (Potassium ferricyanide, K3Fe(CN)6) : ใช้ในกระบานการล้างภาพ และงานพิมพ์เขียว การให้ความร้อนแก่โลหะ และใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
• โพแทสเซียม เฟอร์โรไซยาไนด์ (Potassium ferrocyanide, K4Fe(CN)6) : ใช้ในกระบวนการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้า และใช้ในอุตสาหกรรมสี
• ซิลเวอร์ไซยาไนด์ (Silver cyanide, AgCN) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
• โซเดียมไซยาไนด์ (Sodium cyanide, NaCN) : ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ในกระบานการล้างภาพ และการสังเคราะห์หรือสกัดสาร
• ตะกั่วไซยาไนด์ (Lead cyanide, Pb(CN)2) : เป็นส่วนผสมยาฆ่าแมลง และใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
ไซยาไนด์ในพืช
ไซยาไนด์ที่พบมากในพืช ได้แก่ มันสำปะหลัง หน่อไม้ ซึ่งอยู่ในรูปกรดไฮโดรไซยานิค (hydrocyanic acid) ที่มีสูตรทางเคมี คือ HCN พบได้ในทุกส่วนของมันสำปะหลัง รวมทั้งส่วนหัวที่ใช้ทำเป็นแป้งบริโภค
กรดไฮโดรไซยานิค ในมันสำปะหลังเกิดจากกรดอะมิโน 2 ตัว คือ กรดอะมิโนแวลีน (valine) ที่ได้ ลินามาริน (linamarin) จากอะซีโตนไซยาโนไฮดริน (acetone cyanohydrin) พบมากกว่าร้อยละ 93 และกรดอะมิโนไอโซลิวซีน (isoleucine) ได้โลทอสตราลิน (lotaustralin) จากเมทิลคีโตนไซยาโนไฮดริน (methylethylketone cyanohydrin) พบประมาณร้อยละ 7
รูปไซยาไนด์ในมันสำปะหลัง
1. Bound cyanide คือ ไซยาไนด์ที่เชื่อมต่อกับโมเลกุลแป้งหรือที่เรียกว่า cyanogenic glycoside
2. Cyanohydrin คือ ไซยาไนด์ที่เชื่อมต่อกับโมเลกุลอื่นที่ไม่ใช่โมเลกุลแป้ง
3. Free cyanide คือ กรดไฮโดรไซยานิค
ปริมาณไซยาไนด์ในมันสำปะหลังขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ และระยะการเติบโต บางสายพันธุ์อาจพบไซยาไนด์เพียง 10 มิลลิกรัม/กิโลกรัม บางสายพันธุ์อาจพบได้สูงถึง 500 มิลลิกรัม/กิโลกรัม สำหรับปริมาณไซยาไนด์ที่ปลอดภัยที่ FAO กำหนดให้มีได้ในมันสำปะหลังไม่เกิน 10 มิลลิกรัม/กิโลกรัม
ความเป็นพิษของไซยาไนด์
ไอออนไซยาไนด์มีฤทธิ์ระงับการเจริญเติบโต และยับยั้งกระบวนการสร้าง และสลายของเซลล์สิ่งมีชีวิต รวมถึงยับยั้งกระบวนการหายใจ กระบวนการสลายไนโตรเจน และฟอสเฟต ยับยั้งไม่ให้เนื้อเยื่อในระบบประสาทส่วนกลางดึงออกซิเจนมาใช้ ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตตายไปในที่สุด
ความเป็นพิษแบ่งเป็น 2 แบบ คือ
1. พิษเฉียบพลัน
– การได้รับในปริมาณสูงสามารถทำให้เสียชีวิตได้
2. พิษเรื้อรัง
– ทำให้เป็นโรคขาดสารไอโอดีน
– ร่างกายซูบผอมจากการขาดโปรตีน
ความเป็นพิษของสารประกอบไซยาไนด์ในรูปต่างๆ (U.S.EPA, 2000)(1)
1. ไฮโดรเจนไซยาไนด์ HCN
– สถานะ : ก๊าซ
– TLV : 5 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร
– LD50 : 1 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (มนุษย์)
2. โพแทสเซียมไซยาไนด์ KCN
– สถานะ : ของแข็ง
– TLV : 5 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร
– LD50 : 10 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หนู), 2.85 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (มนุษย์)
3. โซเดียมไซยาไนด์ NaCN
– สถานะ : ของแข็ง
– TLV : 5 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร
– LD50 : 6.44 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หนู), 2.85 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (มนุษย์)
4. ไซยาโนเจนคลอไรด์ CNCl
– สถานะ : ก๊าซ
– TLV : 0.3 ppm
– LD50 : –
5. โซเดียมไซยาเนต NaCNO
– สถานะ : ของแข็ง
– TLV : –
– LD50 : 260 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หนู)
6. โพแทสเซียมไซยาเนต KCNO
– สถานะ : ของแข็ง
– TLV : –
– LD50 : 320 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หนู)
7. โพแทสเซียมเฟอริไซยาไนด์ K3[Fe(CN)6]
– สถานะ : ของแข็ง
– TLV : –
– LD50 : 1600 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (หนู)
หมายเหตุ :
TLV (Threshold Limit Value) : ความเข้มข้นสูงสุดที่มนุษย์สามารถรองรับได้ มักใช้เป็นมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงาน 8 ชั่วโมง/วัน หรือ 40 ชั่วโมง/สัปดาห์
LD50 : ความเข้มข้นในหน่วยมิลลิกรัม/กิโลกรัมน้ำหนักร่างกาย ที่ทำให้สัตว์ทดลองตายร้อยละ 50
มาตรฐานไซยาไนด์ (กรมควบคุมมลพิษ,2542)
1. มาตรฐานน้ำทิ้งลงบ่อบาดาล (กระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ.2521)
– มีค่าสูงสุด 0.2 มิลลิกรัม/ลิตร
2. มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมน้ำบริโภค (กระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ. 2521)
– ไม่เกิน 0.2 มิลลิกรัมต่อลิตร
3. มาตรฐานน้ำทิ้งที่ระบายจากโรงงาน(กระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ.2539)
– ไม่มากกว่า 0.2 มิลลิกรัม/ลิตร
4. มาตรฐานคุณภาพน้ำบาดาลสำหรับการบริโภค (กระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ. 2542)
– ต้องไม่พบ แต่อนุโลมสูงสุดไว้ให้มีได้ไม่เกิน 0.1 มิลลิกรัม/ลิตร
5. มาตรฐานน้ำ ทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมและนิคมอุตสาหกรรม (กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม พ.ศ. 2539)
– ไม่เกิน 0.2 มิลลิกรัม/ลิตร
6. มาตรฐานคุณภาพน้ำดื่มในภาชนะบรรจุที่ปิดสนิท (กระทรวงสาธารณสุข พ.ศ.2534)
– ไม่เกิน 0.1 มิลลิกรัม/ลิตร
7. มาตรฐานคุณภาพน้ำทะเลชายฝั่ง (คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2537) คุณภาพน้ำ ทะเลชายฝั่งประเภทที่ 2-4
– กำหนดให้มีไม่เกิน 0.1 มิลลิกรัม/ลิตร
8. มาตรฐานคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำผิวดิน (คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2537) แหล่งน้ำผิวดินประเภทที่ 2-4
– กำหนดให้มีค่าไม่เกินกว่า 0.005 มิลลิกรัม/ลิตร
เอกสารอ้างอิง
1. U.S. EPA, 2000. Office of Research and Development. Capsule Report Managing Cyanide in Metal Finishing.