การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับตะกั่วของตัวดูดซับที่มีรูพรุนรูปทรงกลมจากเซลลูโลสที่ขึ้นรูปจากสารละลายที่มีความหนืดสูงเพื่อการประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พุทธรัก กลิ่นจำปา, ธนวัฒน์ ลาสนาม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

บารเมษฐ์ สิมพร

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย มุกดาหาร

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัญหามลพิษทางน้ำเป็นปัญหาทางสิ่งแวดล้อมที่นับวันยิ่งมีความทวีความรุนแรงมากขึ้น เนื่องด้วยปัจจัยต่างๆที่เอื้อให้แหล่งน้ำสามารถปนเปื้อนมลพิษได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าจะเป็นการที่แหล่งน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่มีการเชื่อมต่อกันทำให้สารที่เป็นมลพิษต่างๆกระจายสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างรวดเร็ว หรือการที่ทั้งภาคครัวเรือนและภาคอุตสาหกรรมบางแห่งมีการปล่อยสารเคมีและสิ่งปฏิกูลลงแหล่งน้ำธรรมชาติโดยที่ไม่มีการบำบัดให้สะอาดก่อน จึงส่งผลให้แหล่งน้ำหลายแห่งมีสารปนเปื้อนสูงถึงขั้นที่ไม่สามารถนำมาใช้อุปโภค-บริโภคได้ ซึ่งหนึ่งในสารที่เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้แหล่งน้ำเป็นพิษคือโลหะหนักซึ่งเป็นสารที่เมื่อได้รับเข้าสู่ร่างกายจะส่งผลเสียต่อร่างกายหลายประการ เช่น ทำให้อวัยวะในร่างกายขาดการประสานงานกันของกล้ามเนื้อและการทรงตัว ประสาทหลอน คลื่นไส้อาเจียน หรือก่อให้เกิดโรคร้ายเรื้อรัง เช่น อัมพาต โรคทางกระดูก สมอง ไต และตอมไทรอยด์ ฯลฯ

การบำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยสู่ธรรมชาติจึงเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างมาก โดยเฉพาะการกำจัดโลหะหนักออกจากน้ำเสีย ซึ่งจากงานวิจัยหลายๆชิ้นได้กล่าวถึงการใช้มวลชีวภาพมาใช้ในการดูดซับโลหะหนักหรือ “Biosorption” ซึ่งเป็นการนำชิ้นส่วนต่างๆของพืชมาใช้งาน โดยองค์ประกอบสำคัญในมวลชีวภาพที่สามารถดูดซับโลหะหนักได้คือ “เซลลูโลส” ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่สำคัญในการจับและตรึงโลหะไว้คือ เช่น หมู่อะมิโน คาร์บอกซิล ฟินอลิก พอลิแซคคาไรด์ แอลกอฮอล์ และอีเทอร์ เป็นต้น โดยมวลชีวภาพถือเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงทางหนึ่ง ทั้งนี้เนื่องด้วยเป็นวิธีที่ประหยัด สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ และให้ผลสำเร็จสูงในระดับที่น่าพึงพอใจโดยเฉพาะการดูดซับตะกั่วซึ่งได้ค่าการดูดซับที่ค่อนข้างสูงกว่าโลหะหนักชนิดอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ นอกเหนือจากการที่ตะกั่วเป็นสารปนเปื้อนที่พบมากตามแหล่งน้ำ นี่จึงเป็นเหตุผลสำคัญอีกข้อหนึ่งที่ทางผู้จัดทำโครงงานได้ศึกษากับโลหะหนักชนิดนี้ เพราะน่าจะทำให้ได้ค่าต่างๆ ในการทดลองสูงในระดับที่เห็นความแตกต่างได้อย่างชัดเจน ทำให้สามารถวิเคราะห์และแปรผลได้อย่างสะดวกและแม่นยำ

อนึ่ง ข้อจำกัดที่สำคัญของการนำมวลชีวภาพมาใช้เป็นตัวดูดซับโลหะหนักคือการที่ตัวดูดซับไม่ได้มาในรูปที่พร้อมใช้งาน ต้องผ่านกระบวนต่างๆหลายขั้นตอน หรือตัวดูดซับบางชนิดต้องมีการผ่านการดัดแปรทางเคมีเพื่อประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และต้องมีการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของตัวดูดซับทางชีวภาพแต่ละชนิดด้วย ทางผู้จัดทำโครงงานจึงเล็งเห็นความสำคัญในส่วนนี้ จึงได้จัดทำโครงงานนี้ขึ้นเพื่อศึกษาวิธีขึ้นรูปตัวดูดซับที่มีรูพรุนรูปทรงกลมจากเซลลูโลสด้วยกรรมวิธีที่ขึ้นรูปจากสารละลายที่มีความหนืดสูงซึ่งเป็นวิธีที่ทำให้ได้ตัวดูดซับ ที่มีความสะดวกในการนำมาใช้งาน และให้ผลในการดูดซับโลหะหนักหลายชนิดใกล้เคียงกับค่ามาตรฐาน พร้อมกับเปรียบเทียบการดูดซับตะกั่วของตัวดูดซับดังกล่าวในสภาวะต่างๆ เพื่อศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมต่อการดูดซับตะกั่วของตัวดูดซับชนิดนี้ต่อไป