การศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการย่อย Polyethylene ของแบคทีเรียชนิดต่าง ๆ ในสภาวะไร้ออกซิเจนและการสกัดเอนไซม์ที่สามารถย่อย polyethylene จากแบคทีเรีย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ณิชารีย์ หวังผลพัฒนศิริ, คันธมาทน์ คล้ายกุล, ณัฐณิชา สุขพลอย
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
จันทร์จิรา มณีสาร
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันเกิดปัญหาขยะพลาสติกล้นโลก จึงมีวิธีการกำจัดพลาสติกขึ้นมาหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นการฝังกลบ การเผาหรือการรีไซเคิล ปัญหาของการฝังกลบคือใช้เวลานานในการย่อยสลายพลาสติก สำหรับการเผา ถ้าความร้อนไม่มากพอจะก่อให้เกิดก๊าซพิษ ทำให้เกิดมลภาวะในอากาศ ส่วนการรีไซเคิลต้องใช้พลังงานและเงินเป็นจำนวนมากเนื่องจากขั้นตอนที่ซับซ้อนและยุ่งยาก แต่ยังมีอีกวิธีหนึ่งในการกำจัดพลาสติกคือ การย่อยสลายทางชีวภาพพลาสติกโดยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเช่น Pseudomonas aeruginosa, Bacillus sp., Enterobacter Asburiae, Ralstonia eutropha, Brevibacillus borstelensis, Streptomyces spp และอื่นๆ ซึ่งสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้จะใช้คาร์บอนจากพลาสติกเป็นแหล่งพลังงาน ถ้าในสภาวะขาดแคลนออกซิเจน จะได้ผลิตภัณฑ์คือ แก๊สมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ ซึ่งอาจนำแก๊สมีเทนไปใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือไปใช้ประโยชน์อื่น ๆ ต่อไปได้ ในที่นี้ทางผู้จัดทำได้นำแบคทีเรียทั้งหมด 4 ชนิด คือ Enterobacter Asburiae, Bacillus subtilis, Streptomyces griseus และ Ralstonia eutropha มาใช้ในการย่อย polyethylene ซึ่งเป็นหนึ่งในขยะพลาสติกที่พบได้ทั่วไปในชีวิิตประจำวัน ในสภาวะต่าง ๆ เพื่อศึกษาอัตราการย่อยพลาสติกของแบคทีเรียชนิดต่างๆทั้งแบบชนิดเดียวและทำงานร่วมกันสองชนิดในสภาพแวดล้อมขาดแคลนออกซิเจน หาปัจจัยที่ส่งผลให้การย่อยมีประสิทธิภาพที่สุด ตรวจสอบและนำผลิตผลจากการย่อยไปใช้ประโยชน์ และทำการศึกษาเอนไซม์ที่ช่วยในการย่อยสลายพลาสติกโดยการสกัดออกมาจากแบคทีเรียและศึกษาการทำงานและประสิทธิภาพของเอนไซม์เพื่อนำไปศึกษาต่อยอดให้เกิดประโยชน์ต่อการกำจัดขยะพลาสติกในภายภาคหน้า การย่อย polyethylene ของแต่ละแบคทีเรียจะศึกษาในสภาวะขาดแคลนออกซิเจนที่ 30 องศาเซลเซียส บนเครื่องเขย่าที่ 120 รอบต่อนาที เป็นเวลา 7,14,21,28 วัน ในสภาวะที่มีค่า pH ที่แตกต่างกันตั้งแต่ 4-9 และศึกษา polyethylene ที่ถูกฉายด้วยแสง UV รวมถึงการใส่ sodium acetateลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ เพื่อตรวจหาปัจจัยที่เหมาะสมสำหรับแบคทีเรียมากที่สุด วิเคราะห์ประสิทธิภาพในการย่อย polyethylene โดยการเปรียบเทียบน้ำหนักของแผ่น polyethylene ก่อนและหลังย่อย และศึกษาพื้นผิวของ polyethylene โดย ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscope)ก่อนและหลังการย่อย เปรียบเทียบ tensile strength โดยการวัด water contact angle ด้วย contact angle measuring device และวัดปริมาณแก๊สมีเทนที่ได้โดยใช้ infrared detector และทำการสกัดเอนไซม์จากแบคทีเรียและตรวจสอบความสามารถในการทำงานของ Native enzyme โดยการใช้ spectrophotometric or colorimetric method ซึ่งคาดว่าจะสามารถกำจัดพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์มากขึ้น พร้อมทั้งสามารถนำเอนไซม์มาใช้ในการย่อยสลายพลาสติกเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดมลภาวะที่เกิดจากกระบวนการกำจัดพลาสติกได้