โฟมปลายข้าว-ปูนขาวนาโน : แนวทางใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสู่การช่วยลดปรากฏการณ์ทะเลกรด
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กันตภณ งั่นบุญศรี, ชินพัฒน์ คำพิทักษ์, ปราชญา อินทรา
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เกียรติภูมิ รอดพันธ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โลกในยุคปัจจุปันเป็นยุคแห่งอุตสาหกรรม มีการปล่อยแก๊ส CO2 มากมายสู่อากาศ ผืนน้ำที่กินพื้นที่ 3 ใน 4 ของโลกนี้ จึงเกิดการดูดซับ CO2 สู่ผืนทะเลและมหาสมุทรเป็นจำนวนมาก จึงทำให้เกิดการรวมระหว่าง H2O กับ CO2 เป็น H2CO3 หรือกรดคาร์บอนิก ส่งผลให้เกิด ปรากฎการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification)
โดยทั่วไปแล้วน้ำในมหาสมุทรจะมีค่า pH ประมาณ 8.0 – 8.1 ซึ่งมีความเป็นด่างเล็กน้อยปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification) ทำให้น้ำทะเลในมหาสมุทรมีความเป็นกรดมากขึ้น มีสาเหตุมาจาก 2 สาเหตุ ได้แก่ 1) เกิดจากการปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มสูงในชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็ว ทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สามารถละลายในน้ำได้มากขึ้น ทำให้ค่า pH ของน้ำในมหาสมุทรเปลี่ยนไป มีสภาพเป็นกรดมากขึ้น 2) อุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้น้ำทะเลดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้น้อยลง จากการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับในระดับน้ำทะเลลึก ลอยตัวสูงขึ้นมาใกล้ระดับพื้นผิวน้ำทะเล ส่งผลให้น้ำทะเลที่ระดับผิวน้ำ มีความเข้มข้นของก๊าซ CO2 สูงยิ่งขึ้น และส่งผลกระทบโดยตรงต่อแนวปะการังและสัตว์น้ำโดยตรง ปรากฏการณ์ทะเลกรดส่งผลกระทบต่อการรวมตัวกันของแคลเซียมไอออนและคาร์บอเนตไอออนที่จะกลายเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงร่างแข็งของสิ่งมีชีวิตประเภท Mollusk เนื่องจากก็าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำจะแตกตัวเป็นไฮโดรเนียมไอออนกับไบคาร์บอเนตไอออน ทำให้มีคาร์บอเนตไอออนที่จะไปจับกับแคลเซียมน้อยลง และยังทำให้เกิดการผุกร่อนโดยตรงต่อโครงร่างแข็ง (Skeleton) ในส่วนที่แข็งแรงที่สุดที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิตพวก Mollusk และทำให้สัตว์พวกนี้มีจำนวนลดลง นอกจากนี้ในปัจจุบันในทะเลมีขยะจำพวกโฟมจำนวนมากและใช้เวลานานในการย่อยสลาย โฟมจากวัสดุเหลือใช้จากธรรมชาติที่ย่อยสลายได้อย่างรวดเร็วเป็นทางเลือกในการแก้ปัญหานี้ โดยเราจะสังเคราะห์โฟมจากวัสดุธรรมชาติและวัสดุที่เป็นของเหลือใช้ ได้แก่ ปลายข้าว กาบหมาก ขุยมะพร้าว และโปรตีนจากกากทานตะวัน ซึ่งเป็นการลดต้นทุนการผลิตโฟม นำสิ่งเหลือใช้มาใช้ประโยชน์ และสามารถนำไปแก้ไขปัญหาทะเลกรดได้อีกด้วย
Ca(OH)2 (aq) + CO2 (aq) ⇌ CaCO3 (aq) + H2O (l)
จากสมการดังกล่าว จะเห็นได้ว่า Ca(OH)2 จะทำปฏิกิริยากับ CO2 ได้คาร์บอเนตออกมาเป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งคาร์บอเนตคือองค์ประกอบสำคัญในเปลือกของพวก Mollusk พวกเราจึงได้นำ Ca(OH)2 มาทำให้เป็นอนุภาคนาโนแล้วมาเคลือบบนโฟมจากธรรมชาติ ทำให้ได้โฟมที่ย่อยสลายได้เร็ว ช่วยลดความเป็นกรดของทะเลและยังช่วยในการสร้างเปลือกของพวก Mollusk อีกด้วย