การทดสอบการบำบัดน้ำเสียระบบปิดด้วยจุลินทรีย์จากดิน

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธัญวีร์ หิรัญกุล, ปวิศรา ฤกษ์ดิกุล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธิยาภรณ์ ศรีเมือง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเบญจมราชูทิศ

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

น้ำเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของทุกชีวิตในโลก ซึ่งจะหมุนเวียนเปลี่ยนสถานะตามธรรมชาติ และสามารถฟอกตัวเองให้มีความบริสุทธิ์ได้อีก แต่กิจกรรมการดำรงชีวิตของมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นสาเหตุให้น้ำในแหล่งน้ำเน่าเสียเกิดเป็นมลพิษทางน้ำ (กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม, 2553) ปัจจุบันเกิดมลพิษเพิ่มขึ้นมาก ทุกวันนี้แม่น้ำลำคลองหลายแห่งทั้งในเมืองหลวงและต่างจังหวัด มีความแตกต่างจากในอดีตอย่างชัดเจน ทั้งมีสีดำ ส่งกลิ่นเหม็นโชย กลายเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ลูกน้ำ ยุง และแมลงวันตอมของเน่าเสียที่อยู่ในแม่น้ำ ในที่สุดก็จะเป็นแหล่งสะสมเชื้อโรคในชุมชนนั้น ตามปกติแล้ว น้ำสะอาดในธรรมชาติทั่วไปจะมีปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ จะมีค่า DO ประมาณ 5 - 8 มิลลิกรัมต่อลิตร ถ้าค่า DO น้อยกว่า 3 มิลลิกรัมต่อลิตร ถือว่าเป็นน้ำเน่าเสีย ซึ่งตัวอย่างการรายงานคุณภาพแหล่งน้ำในประเทศไทย ปี 2559 กรมควบคุมมลพิษได้รายงานการตรวจสอบแหล่งน้ำทั่วประเทศไทย 65 แห่ง จากจุดตรวจวัดคุณภาพน้ำ 366 จุดในประเทศ ดำเนินการตรวจวัด 4 ครั้ง ตั้งแต่เดือนมกราคม - ธันวาคม 2558 พบว่า คุณภาพน้ำอยู่ในเกณฑ์ดีมีร้อยละ 34 , คุณภาพน้ำพอใช้ มีร้อยละ 41 และคุณภาพน้ำอยู่ในสภาพเสื่อมโทรม มีถึงร้อยละ 25 (ดร.สุเมธ อาวสกุลสุทธิ, 2562)

ทางผู้วิจัยจึงมีความสนใจในการทดสอบมลพิษในเเหล่งน้ำ เนื่องจากผู้วิจัยสังเกตเห็นว่าแหล่งน้ำในโรงเรียน เช่น บ่อปลา หรือในบ่อน้ำนิ่ง นั้นมีสีเขียว มีความสกปรกและมีเชื้อโรคเยอะ น้ำไม่ไหลถ่ายเท ทราบได้จากประสบการณ์ของผู้ที่ผู้ค้นคว้ารู้จักได้ที่ลงไปในเเหล่งน้ำดังกล่าวแล้วต่อมาเกิดการติดเชื้อในกระแสเลือด เนื่องจากเป็นสระน้ำระบบปิด น้ำไม่ไหลถ่ายเท และผู้ค้นคว้าเล็งเห็นถึงปัญหาที่ว่า ในแหล่งน้ำนั้น แม้จะมีสิ่งประดิษฐ์ที่ช่วยในการบำบัดน้ำเสียแล้ว แต่ก็ยังคงไม่ทั่วถึง ผู้ค้นคว้าจึงสนใจที่จะใช้จุลินทรีย์จากดินในการเปรียบเทียบปริมาณที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาในการบำบัดน้ำเสีย โครงงานนี้จึงต้องการศึกษาการทำงานของจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในดิน ซึ่งนอกจากสามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ในดินเเล้ว ยังย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำได้ โดยใช้กระบวนการบำบัดน้ำเสียเเบบไร้อากาศหรือไร้ออกซิเจน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เหมาะกับการบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง หรือมีค่า COD สูง

โดยผู้พัฒนาได้ศึกษาจุลินทรีย์ตัวหนึ่งคือ Bacillus subtilis ซึ่งพบอยู่ทั่วไปในดิน มีประโยชน์ในด้านการเกษตรเเละอุตสาหกรรมอย่างมาก ทั้งยังทำให้จุลินทรีย์ที่ก่อโรคลดลงเเละเพิ่มจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในเเหล่งน้ำ โดยได้ทำการคัดเเยกจุลินทรีย์จากดินด้วยวิธี soil plate method เเละทดสอบคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาเเละชีวเคมีเเล้วคัดเลือกเฉพาะ Bacillus subtilis ตามวิธีของ Holt et al. เเล้วนำมาผสมกับ เอนไซม์ 4 ชนิด คือ โปรติเอส ไลเปส อะไมเลส เซลลูเลส ในอัตราส่วนต่างๆเพื่อทดสอบว่าอัตราส่วนไหนมีประสิทธิภาพที่สุดในการบำบัดน้ำเสียที่สุด