ชุดทดสอบซัลเฟตแบบประหยัดอาศัยหลักการตกตะกอนโดยการอ่านด้วยตาเปล่าและอ่านด้วยสมาร์ทโฟโตมิเตอร์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชนัญชิดา พรหมมา, รมิตา เฉลิมโสภณ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สุมนมาลย์ จันทร์เอี่ยม

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสิรินธรราชวิทยาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานนี้มีจุดประสงค์เพื่อสร้างชุดทดสอบซัลเฟตในราคาประหยัดเพื่อใช้ในการตรวจวัดเฝ้าระวังคุณภาพน้ำธรรมชาติในแหล่งต่าง ๆ และน้ำบาดาล โดยอาศัยหลักการตกตะกอน ชุดทดสอบประกอบด้วยแถบสีมาตรฐาน, น้ำยา R1 จำนวน 1 ขวด, น้ำยา R2 จำนวน 1 ขวด, หลอดดูดสารละลาย R1 จำนวน 1 หลอด, หลอดดูดสารละลาย R2 จำนวน 1 หลอด, หลอดดูดตัวอย่างน้ำจำนวน 6 หลอด, ขวดสำหรับเก็บตัวอย่างน้ำจำนวน 6 ขวด และส่วนทำปฏิกริยา วิธีการทดสอบทำได้โดยใช้หลอดดูดสารละลาย R1 ซึ่งคือสารละลายผสมแบเรียมคลอไรด์ (BaCl2) และโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (polyvinyl alcohol, PVA) ในกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และใช้หลอดดูดสารละลาย R2 ซึ่งคือ เอทิลีนไดเอมีนเตตระอะซิติกแอซิด (Ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA) และใช้หลอดดูดตัวอย่างน้ำที่ต้องการทดสอบหาปริมาณซัลเฟตขึ้นมาอย่างละ 1.0 ml ปล่อยสารทั้งสามลงในส่วนทำปฏิกริยาแล้วปิดฝาเขย่าให้เข้ากัน หากน้ำตัวอย่างมีซัลเฟตไอออนจะเกิดตะกอนขาวขุ่นของแบเรียมซัลเฟต (BaSO4) ซึ่งสเถียรและมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ผู้วิจัยใช้การถ่ายภาพสีของสารละลายที่เกิดจากการใช้สารมาตรฐานซัลเฟตที่ความเข้มข้นต่าง ๆ อ่านความเข้มสีด้วยระบบ RGB ผ่านโปรแกรม Adobe Photoshop แล้วสร้างแถบสีมาตรฐานแบบโทนสีเทา ผลการทดลองพบว่าสามารถอ่านค่าความเข้มข้นของซัลเฟตได้ตั้งแต่ 50 ppm ถึง 300 ppm ใช้เวลาวิเคราะห์เพียง 2 นาที และจากการสุ่มกลุ่มตัวอย่างจำนวน 10 คน พบว่าการอ่านค่าความเข้มข้นของซัลเฟตจากด้านบนของส่วนทำปฏิกริยา (Top view) ให้ผลลัพธ์ในการอ่านค่าถูกต้องมากที่สุด ผู้วิจัยได้ทำการลงพื้นที่เก็บตัวอย่างแหล่งน้ำบาดาลภายในจังหวัดนครปฐมทั้งหมด 13 แห่ง และแหล่งน้ำทะเลในจังหวัดชลบุรีและจังหวัดเพชรบุรีอีก 5 แห่ง เพื่อทดสอบความใช้ได้ของวิธีที่พัฒนาขึ้นเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์ความเข้มข้นของซัลเฟตโดยใช้เครื่อง UV-Vis spectrophotometer ผลปรากฏว่าการอ่านค่าด้วยเครื่อง UV-Vis spectrophotometer มีความละเอียดและแม่นยำดี แต่มีข้อจำกัดในการใช้งานคือมีราคาสูงและไม่สามารถนำออกไปใช้งานภาคสนามได้ ในขณะที่การวิเคราะห์ด้วยชุดทดสอบซัลเฟตภาคสนามจากแถบสีมาตรฐาน สามารถบอกปริมาณซัลเฟตเป็นช่วงความเข้มข้นต่างๆ แต่มีจุดเด่นคือ ราคาถูก ใช้งานง่าย สามารถนำออกไปใช้งานภาคสนามได้เหมาะสำหรับบุคคลทั่วไป และจากข้อจำกัดด้านความแม่นยำของวิธีอ่านความเข้มข้นจากแถบสีมาตรฐานซึ่งขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของผู้ใช้งานด้วย ผู้วิจัยจึงต้องการปรับปรุงวิธีการอ่านค่าความเข้มข้นของซัลเฟตโดยพัฒนาให้ใช้ได้กับเครื่องโฟโตมิเตอร์อย่างง่ายแสดงตัวเลขดิจิตัลบนหน้าจอหรือเชื่อมต่อได้กับสมาร์ทโฟนเพื่อความสะดวกต่อผู้ใช้งานมากยิ่งขึ้น