การศึกษาประสิทธิภาพของการดูดซับคลอร์ไพริฟอสของผักตบชวาและจอกแหน

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

อนัญญา คุณาเทพ, ธนวรินทร์ รัศมิ์ธนหิรัญ, ชาลิสา ใจมิภักดิ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธีรพัฒน์ ขันใจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

น้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตเพื่อใช้ในการดำรงชีวิต แต่ในปัจจุบันแหล่งน้ำมีการปนเปื้อนของสารมลพิษ สารเคมี สารฆ่าแมลงต่างๆ จากการใช้สารกำจัดศัตรูพืชในปริมาณมาก และใช้เกินกว่ามาตรฐานกำหนด ทำให้มีการปนเปื้อนของสารกำจัดศัตรูพืชในสิ่งแวดล้อมจากการที่น้ำชะล้างหน้าดิน น้ำฝนชะล้างจากพืชลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติ หรือมาจากการล้างเครื่องมือที่ใช้ในการฉีดพ่นยา เมื่อสารกำจัดศัตรูพืชปนเปื้อนในแหล่งน้ำ จะมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำและระบบนิเวศ [1] อีกทั้งยังมีพืชน้ำจำนวนมาก เช่น จอกแหน ผักตบชวา เป็นต้น ปัญหาเหล่านี้ส่งผลให้แหล่งน้ำมีคุณภาพต่ำจนไม่สามารถนำมาอุปโภคบริโภคได้

สารกำจัดศัตรูพืชเป็นสาเหตุหนึ่งที่ก่อให้เกิดมลพิษในแหล่งน้ำ สารกำจัดศัตรูพืชประเภทคลอร์ไพริฟอสอยู่ในกลุ่มของออร์กาโนฟอสเฟต (Organophosphate) เป็นวัตถุที่มีพิษทางการเกษตร มีค่า LD50 สูงถึง 5,000 มก./กก. [2] ซึ่งค่ามาตรฐานของ LD50 คือ 200-2,000 มก./กก. [3] โดยคลอร์ไพริฟอสจะออกฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของระบบประสาท ส่งผลกระทบต่อกระบวนการเผาผลาญพลังงาน ทำลายกระบวนการเจริญเติบโตของเซลล์ ทำให้เนื้อเยื่อเกิดความเสียหาย ส่งผลกระทบให้เกิดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม

ซึ่งคลอร์ไพริฟอส(Chlorpyriphos) มีสูตรโมเลกุล คือ C9H11Cl3NO3PS

แม้ปัจจุบันจะมีการบำบัดน้ำเสียและลดสารเคมีปนเปื้อนทางแหล่งน้ำอยู่หลายวิธี จากการศึกษาพบว่าการใช้วิธีการทางชีวภาพส่งผลกระทบด้านลบต่อแหล่งน้ำน้อยกว่าวิธีการอื่นๆ โดยการใช้กระบวนการ Phytoremediation คือ การฟื้นฟูสภาพสิ่งแวดล้อมด้วยพืช โดยกระบวนการใช้พืชในการกำจัดความเป็นพิษของสารมลพิษที่ปนเปื้อนและตกค้างในสิ่งแวดล้อม โดยอาศัยการทำงานของพืชในการเคลื่อนย้าย ดูดซับ หรือทำให้สารพิษในสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตลดลง เป็นวิธีที่สามารถนำไปใช้ในพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนเป็นบริเวณกว้าง เป็นการบำบัดที่มีความเสี่ยงต่ำ ไม่ก่อปัญหามลพิษทางน้ำเพิ่ม โดยการใช้ประโยชน์จากผักตบชวาและจอกแหนที่เป็นพืชน้ำในการดูดซับคลอร์ไพริฟอส

ผักตบชวามีระบบรากแก้ว และรากจำนวนมากที่ช่วยกรองสารอินทรีย์ที่ละเอียด และจุลินทรีย์ที่เกาะอาศัยอยู่ที่ราก ดูดซับสารอินทรีย์และสารอาหาร สารเคมีต่างๆที่อยู่ภายในน้ำ จากบทความวิจัยการดูดซับทางชีวภาพสีย้อมโรดามีน บีด้วยรากผักตบชวา ของสุดารัตน์ สมบัติศรี พบว่ารากของผักตบชวามีสามารถดูดซับสารได้ 63 มิลลิกรัมต่อกรัม [5]

จอกแหนมีรากฝอยเล็กละเอียดเป็นกระจุกใหญ่ มีคุณสมบัติในการดูดซับสารเคมีได้จากงานวิจัย การดูดกำจัดคลอร์ไพริฟอส โดยใช้จอก Pistia Stratiotes และแหนเป็ด Lemna Minor ของนางสาวพิชามญชุ์ ประเสริฐทรัพย์ พบว่าความเข้มข้นของสารคลอร์ไพริฟอสคงเหลือเพียง 0.04 0.08 0.60 มิลลิกรัมต่อลิตร จากการทดลองการดูดซับด้วยแหนเป็ด จอกแหน และสารละลายที่ไม่มีพืช ตามลำดับ

คณะผู้จัดทำได้คำนึกถึงปัญหาดังกล่าว จึงได้จัดทำโครงงานนี้ขึ้นมาโดยการทดสอบประสิทธิภาพของการดูดซับคลอร์ไพริฟอสในสารฆ่าแมลงของผักตบชวาและจอกแหนเพื่อใช้ในการแก้ไขปัญหาการปนเปื้อนสารเคมีในแหล่งน้ำ