การศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับโลหะหนักในดินของแบคทีเรียกลุ่ม Rhizobium ที่ความเข้มข้นต่างกัน

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนัชพร สงวนวงศ์วาน, ณุทยา แดงอินทวัฒน์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ทิชากร สัตย์จริง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ดิน คือ วัตถุตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากผลของการผุพังสลายตัวของหินและแร่ต่าง ๆ ผสมคลุกเคล้ากับอินทรียวัตถุหรืออินทรียสารที่ได้มาจากการสลายตัวของซากพืชและซากสัตว์จนเป็นเนื้อเดียวกัน ดินมีความสำคัญมาก โดยเฉพาะทางด้านการเกษตร เนื่องจากเป็นปัจจัยหลักในการเจริญเติบโตของพืช (กรมพัฒนาที่ดินกระทรวงเกษตรและสหกรณ์, 2561) แต่ดินมักประสบปัญหาการใช้ปุ๋ยมากเกินจำเป็น การทิ้งของเสียอันตราย และการปนเปื้อนโลหะหนักจากอุตสาหกรรม จนทำให้เกิดปัญหาทางการเกษตรได้

การปนเปื้อนโลหะหนักในดินกำลังเป็นปัญหาที่สำคัญระดับโลก ซึ่งทำให้สิ่งแวดล้อมเกิดความเสียหาย โดยทั่วไปแล้วการปนเปื้อนโลหะหนักในดินมักเกิดขึ้นจากการใช้สารเคมีทางการเกษตร เช่น ปุ๋ยเคมี วัสดุปรับปรุงดิน และสารกำจัดศัตรูพืช เป็นต้น ส่งผลให้การตรึงไนโตรเจนลดลง โลหะหนักต่างจากธาตุทั่วไปคือสลายตัวช้าหรือไม่สลายตัวเลย และมีความคงตัวสะสมในสิ่งแวดล้อมทำให้สามารถแทรกซึมไปปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมได้ การปนเปื้อนของโลหะหนักสู่มนุษย์ก็ถือเป็นภัยอันตรายรูปแบบหนึ่งที่ไม่ควรมองข้าม ความเป็นพิษจากโลหะหนักจะรุนแรงกว่าโลหะทั่วไปโดยเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะทำให้เซลล์ตาย เปลี่ยนแปลงโครงสร้างและเป็นตัวการทำให้เกิดเซลล์มะเร็ง (ธีรนาถ สุวรรณเรือง, 2562) ซึ่งแบคทีเรียกลุ่ม Rhizobium จะสามารถช่วยแก้ไขปัญหาการปนเปื้อนโลหะหนักได้

แบคทีเรียตระกูลไรโซเบียมหรือ Rhizobium เป็นแบคทีเรียแกรมลบที่พบในดิน รวมทั้งภายในปมรากพืชตระกูลถั่ว นอกจากจะมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนเพื่อเพิ่มผลผลิตพืชแล้ว ไรโซเบียมยังมีการผลิตไซเดอร์โรฟอร์ หรือตัวพาธาตุเหล็ก โดยไซเดอร์โรฟอร์จะจับกับเหล็ก ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าและเคลื่อนย้ายแล้วแยกเหล็กออกด้วยระบบของเอนไซม์ของไรโซแบคทีเรียในเขตอิทธิพลรากพืชให้อยู่ในรูปไอออนที่รากพืชดูดซึมไปใช้ประโยชน์ได้ โดยแบคทีเรียตระกูลนี้มีกลไกในการสะสมโลหะหนักในเซลล์เพื่อลดการดูดซึมโลหะหนักในพืชหรือสามารถลดโลหะหนักในดินได้(ศุภชาติ ธรรมนิติเวทย์, 2564) ทำให้ในดินจะมีปริมาณของโลหะหนักที่ลดลง ซึ่งเมื่อนำแบคทีเรียตระกูลไรโซเบียมมาใช้ร่วมกับดินและพืชก็จะทำให้การดูดซึมโลหะหนักของแบคทีเรียมีประสิทธิภาพที่ดีมากยิ่งขึ้นและทำให้พืชมีผลผลิตที่ดีและเจริญเติบโตดีขึ้นอีกด้วย

ด้วยเหตุผลข้างต้น ผู้จัดทำโครงงานจึงมีความสนใจที่ศึกษาถึงประสิทธิภาพการดูดซับโลหะหนักในดินของแบคทีเรียกลุ่ม Rhizobium เพื่อเป็นแนวทางในการลดปริมาณโลหะหนักในดิน ตลอดจนการนำผลการศึกษาไปประยุกต์ใช้กับงานวิจัยอื่น ๆ ต่อไป