ดูดซับโลหะหนักจากโรงงานด้วยวัสดุธรรมชาติ

สสวท.- “อุปกรณ์ดูดซับโลหะหนักในน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมด้วยวัสดุธรรมชาติ” สุดยอดสิ่งประดิษฐ์...นวัตกรรมเยาวชนไทยรักษ์สิ่งแวดล้อม

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ร่วมกับ บริษัท น้ำประปาไทย จำกัด (มหาชน) จัดประกวดสิ่งประดิษฐ์ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาทั่วประเทศ ใน “โครงการยุวชนไทยร่วมใจรักษ์น้ำ” ประจำปี 2555 ในหัวข้อ “นวัตกรรมการอนุรักษ์น้ำในชุมชนอย่างยั่งยืน” ภายในงานประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ ในโรงเรียน ครั้งที่ 21 (วทร.21) ณ ศูนย์การประชุมไบเทค บางนา กรุงเทพฯ เมื่อเร็วๆ นี้

การประกวดครั้งนี้มีทีมนักเรียนผ่านการเข้ารอบ รวม 17 ผลงาน จากโรงเรียนต่างๆ ซึ่งผลการประกวด ได้แก่

รางวัลชมเชย ผลงานการใช้ฟางข้าวร่วมกับพืชน้ำท้องถิ่นในการจัดการระบบน้ำเลี้ยงปลานิลไร้กลิ่นสาบโคลน จากโรงเรียนดำรงราษฎร์สงเคราะห์ จ.เชียงราย, การศึกษาเปรียบเทียบอัตราส่วนความลงตัวระหว่างเถ้าไม้มะขามต่อดินขาวในการผลิตไส้กรองเซรามิก จากโรงเรียนอัสสัมชัญลำปาง จ.ลำปาง และ การศึกษารูปแบบการจัดการระดับน้ำที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโต ผลผลิตและคุณภาพของเมล็ดข้างพันธุ์ชัยนาท 1 จากโรงเรียนดอนจานวิทยาคม จ.กาฬสินธุ์

รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 3 อุปกรณ์ดักหอยเชอร์รี่ จากโรงเรียนผดุงนารี จ.มหาสารคาม

รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 2 อุปกรณ์กำจัดวัชพืชอนุรักษ์น้ำ จากโรงเรียนภูมิซรอลวิทยา จ.ศรีสะเกษ

รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1 การบำบัดแคดเมียมและสังกะสีในน้ำเสียด้วยต้นสาบเสือ จากโรงเรียนนวลนรดิศวิทยาคม จังหวัดกรุงเทพมหานคร

รางวัลชนะเลิศ ชุดอุปกรณ์ดูดซับโลหะหนักในน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมด้วยวัสดุดูดซับธรรมชาติ จากโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ จ.นครปฐม

ทีมที่ชนะเลิศ เจ้าของผลงานชุดอุปกรณ์ดูดซับโลหะหนักในน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมด้วยวัสดุดูดซับธรรมชาติ จากโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ จ.นครปฐม ได้แก่ น.ส.คัทฬิยา เลาหพจนารถ, น.ส.ธัญวรัตม์ จันทร์ธิวัตรกุล และ น.ส.ภัทร์นฤน ขัตติยะสุวงศ์ กล่าวว่า ได้รับแรงบันดาลใจจากที่ได้การเห็นปัญหาเกี่ยวกับน้ำที่มีโลหะหนักปนเปื้อนส่งผลกระทบกับชุมชนในวงกว้างและสิ่งแวดล้อมโดยรวม

ปัจจุบันจังหวัดนครปฐมมีน้ำเสียจากโรงงานมากขึ้น ผลงานนี้ไม่เพียงแต่จะนำไปใช้ได้ จ.นครปฐมเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์และพัฒนากับชุมชนอื่นๆ และต่อประเทศได้อย่างยั่งยืน

ผลงานชิ้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาชุดอุปกรณ์ดูดซับโลหะหนัก ได้แก่ ทองแดง ตะกั่ว และแคดเมียม โดยใช้วัสดุดูดซับ 3 ชนิด คือ ขี้เลื่อย ขุยมะพร้าว และเถ้าแกลบ ซึ่งเป็นวัสดุดูดซับธรรมชาติที่เหลือใช้จากเกษตรกรรมและมีปริมาณมากในประเทศไทย จากผลการวิจัยต่างๆ พบว่าวัสดุดูดซับเหล่านี้สามารถดูดซับโลหะหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดเด่นของชุดอุปกรณ์ดูดซับโลหะหนักนี้ คือ สามารถปรับใช้ได้หลากหลายลักษณะให้เหมาะสมกับชนิดของโลหะหนักในน้ำทิ้ง โดยสามารถเลือกใช้วัสดุดูดซับธรรมชาติได้ตามความเหมาะสมและความสะดวกตามความต้องการของผู้ใช้งาน

หลักการทำงานของชุดอุปกรณ์ดูดซับโลหะหนัก ทำได้โดยการผ่านน้ำทิ้งที่มีโลหะหนักลงไปในชุดอุปกรณ์ดูดซับในลักษณะของการสเปรย์น้ำทิ้งให้กระจายทั่ววัสดุดูดซับ และไหลผ่านลงไปตามชั้นกรองที่มีวัสดุดูดซับชนิดต่างๆ อยู่ชั้นละหนึ่งชนิดด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก น้ำทิ้งสามารถไหลวนเข้าออกระบบได้หลายรอบด้วยปั๊มลูกสูบ จนกว่าปริมาณโลหะหนักในน้ำจะต่ำกว่าหรือเท่ากับค่ามาตรฐานน้ำทิ้ง

ผลการศึกษาพบว่าเมื่อผ่านชุดอุปกรณ์ที่ได้พัฒนาขึ้น โลหะหนักทั้งสามชนิดถูกดูดซับไปมากกว่า 90% และเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับโลหะหนักของวัสดุดูดซับชีวภาพทั้งสามชนิดนี้ พบว่าขี้เลื่อยและเถ้าแกลบมีประสิทธิภาพในการดูดซับทองแดงได้ดีกว่าขุยมะพร้าว โดยสามารถดูดซับทองแดงได้ถึง 96.7% และ 96.4% ตามลำดับ ในขณะที่ขุยมะพร้าวมีประสิทธิภาพในการดูดซับตะกั่วได้ดีกว่าเถ้าแกลบและขี้เลื่อย ซึ่งขุยมะพร้าวสามารถดูดซับตะกั่วได้ถึง 99.1% สำหรับแคดเมียมถูกดูดซับด้วยขี้เลื่อยได้ดีที่สุดถึง 98.6%

นายวิทวัส พันธ์มุนี เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานประจำห้องปฏิบัติการ สาขาวิชาฟิสิกส์ โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ จ.นครปฐม ซึ่งเป็นครูผู้ช่วยที่ปรึกษาผลงานชิ้นนี้ กล่าวถึงผลงานของน้องๆ ว่า สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวมาจากไอเดียของน้องๆ โดยตนเองนั้นรับคำปรึกษา ให้มุมมองหรือข้อคิดจะประดิษฐ์เครื่องกรองน้ำ ในการจัดขั้นตอนในการจัดวางแต่ละชั้น จนนำไปสู่กระบวนการเพื่อที่จะไปสู่การไหลเวียนได้ และช่วยเหลือในการเลือกซื้อวัสดุอุปกรณ์ใช้ ในการทำโครงงาน ปรึกษาเรื่องการขึ้นรูปชิ้นงาน

“ดีใจกับนักเรียนที่ได้รับรางวัลนี้ ผลจากการทดลองค่อนข้างที่จะออกมาดี เนื่องจากเครื่องดูดซับโลหะดังกล่าว สามารถนำเข้าไปสู่กระบวนการในอุตสาหกรรม สามารถนำไปใช้ในระบบได้จริงร้อยเปอร์เซนต์ ทั้งนี้ อยากให้จัดประกวดโครงการนี้อย่างต่อเนื่องทุกปี เพราะเป็นโครงการที่ดีมากที่ให้การสนับสนุนในการส่งเสริมให้เด็กได้ใช้ความคิดในการสร้างสรรค์ผลงานมานำเสนอเพื่อที่จะนำไปพัฒนาประเทศชาติได้ และอุปกรณ์นี้ยังเป็นต้นแบบและสามารถพัฒนาปรับปรุงไปใช้ได้ทั้งในโรงเรียน ชุมชน ในโรงงานอุตสาหกรรม และใช้ในภาคเอกชนได้จริง เพื่อดูดซับโลหะหนักก่อนที่จะปล่อยสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ โดยไม่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อม”

น.ส.คัทฬิยา เลาหพจนารถ หรือ น้องเฟิร์น นักเรียน ชั้น ม.5 เล่าถึงผลงานชิ้นนี้ว่า เกิดจากความมุ่งมั่นในการหาวิธีแก้ไขปัญหาของการปนเปื้อนโลหะหนัก พยายามศึกษาหาข้อมูลเกี่ยวกับโครงงานให้มากที่สุดเพื่อให้เห็นปัญหาอย่างชัดเจนมากขึ้น และยังได้แลกเปลี่ยนประสบการณ์กับผู้ทรงคุณวุฒิที่มีความรู้ในการช่วยกระตุ้นพร้อมผลักดันให้เกิดแนวคิดในการรักษ์น้ำ

“หนูชอบเรียนวิชาชีววิทยา ซึ่งมีเทคนิคในการเรียน คือ ตั้งใจเรียนในห้องเรียนให้เข้าใจและถ้าเกิดความสงสัยขึ้นก็สามารถที่จะถามคุณครูที่ในห้องเรียนได้ ความไฝ่ฝันในอนาคตอยากเป็นนักวิทยาศาสตร์ ด้านสัตววิทยา”

น.ส.ธัญวรัตม์ จันทร์ธิวัตรกุล หรือ น้องวิว นักเรียนชั้น ม.5 กล่าวว่า การส่งผลงานเข้าร่วมประกวดในโครงการนี้ ได้แรงบันดาลใจจากรุ่นพี่ที่เคยส่งผลงานเข้าประกวดมาก่อน เทคนิคในการทำโครงงาน คือ ศึกษาจากผลงานอื่นๆ ให้มากจนเข้าใจ พร้อมทั้งศึกษาเกี่ยวกับอุปกรณ์โครงงานนี้

“การได้ร่วมประกวดและนำเสนอผลงานเป็นการกระตุ้นตนเองให้มีความกระตือรือร้นในการทำงานกันเป็นทีม ได้พบเพื่อนใหม่ และได้คำแนะนำที่ดีจากนักวิทยาศาสตร์และนักวิชาการหลายท่าน และโครงการนี้ทำให้นักเรียนเห็นคุณค่าของการทำโครงการมากขึ้นเนื่องจากสามารถนำกระบวนการคิดจากการทำโครงงานไปประยุกต์ใช้ในการเรียนและชีวิตจริง”

น้องวิวชอบเรียนวิชาเคมี เทคนิคในการเรียน คือ ขยันอ่านมากๆ และอ่านหลายรอบ ถ้าไม่เข้าใจก็กลับไปปรึกษากับคุณครูผูสอนในวิชานั้นๆ ซึ่งอนาคตน้องวิวอยากเรียนด้านวิทยาศาสตร์เพื่อเป็นแพทย์นักวิจัย

น.ส.ภัทร์นฤน ขัตติยะสุวงศ์ หรือ น้องเจมี่ นักเรียน ชั้น ม.5 กล่าวว่า ผลงานนี้ใช้วัสดุจากธรรมชาติที่เรานำมาใช้ในการดูดซับโลหะหนักที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่หาได้ง่าย ซึ่งโครงการนี้ได้ให้ทุนสนับสนุนเพื่อให้ได้ทำโครงงานได้อย่างเต็มที่และยังจัดหานักวิทยาศาสตร์มาให้คำปรึกษาในเรื่องการทำโครงงาน ที่ได้นำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในการเรียนได้ดี น้องเจมี่นั้นชอบเรียนวิชาชีววิทยา ในอนาคตอยากเป็นแพทย์

ทั้งนี้ น้องๆ ที่ได้รางวัลชนะเลิศจากการประกวดผลงานสิ่งประดิษฐ์ โครงการ ยุวชนไทยร่วมใจรักษ์น้ำ ยังเป็นผู้แทนประเทศไทยเข้าแข่งขันการประกวดนานาชาติ Stockholm Junior Water Prize 2013 (SJWP) ที่กรุงสต๊อกโฮม ประเทศสวีเดน พร้อมเงินรางวัล และโล่เกียรติบัตร

โดยโครงการมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างจิตสำนึกให้เยาวชนเกิดความตระหนัก ในการอนุรักษ์ทรัพยากรน้ำที่ส่งเสริม การคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆ ที่เป็นประโยชน์ในระดับชุมชน ระดับประเทศและระดับโลกอย่างยั่งยืน และส่งเสริมให้ครูนักเรียนได้มีโอกาสแลกเปลี่ยนเรียนรู้พร้อมศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของสิ่งแวดล้อมในลักษณะของวิทยาศาสตร์ และผลงานที่นำมาประกวดแสดงถึงนวัตกรรมด้านการอนุรักษ์น้ำทรัพยากรร์น้ำอย่างยั่งยืน

ส่วนเยาวชนที่สนใจเข้าร่วมนำเสนอผลงานเข้าประกวดในโครงการดังกล่าว ประจำปี 2556 เปิดรับสมัครแล้วตัวแต่วันนี้จนถึงวันที่ 15 มีนาคม 2556 ดูรายละเอียดเพิ่มเติม และ Download ใบสมัครได้ที่เว็บไซต์ www.thaitap.com หรือเว็บไซต์ สสวท. www3.ipst.ac.th/globethailand หรือสอบถามข้อมูลได้ที่ แผนกชุมชนสัมพันธ์ บริษัทน้ำประปาไทย จำกัด (มหาชน) โทร.028117526, 028117528, 028118369 ต่อ 1507 และ1509 หรือ สสวท.โทร.02335 5222 ต่อ สาขาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมโลก หรือดูรายละเอียดได้ที่เฟซบุ๊ก Globe Thailand www.facebook.com/globethailand.ipst