การศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อความสามารถในการย่อยไมโครพลาสติกด้วยแพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มเจลาตินัส

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กนกกาญจน์ สมมุ่ง, ภาวินันต์ สินไชย

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

กุสุมา เชาวลิต

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย นครศรีธรรมราช

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัจจุบันปัญหาไมโครพลาสติกเริ่มก่อให้เกิดความกังวลและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อันเนื่องมาจากสินค้าประเภทเครื่องสำอาง และของใช้ส่วนตัวเริ่มมีการนำเอาไมโครบีดส์ (Microbeads) มาเป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ขัดผิว ยาสีฟัน หรือครีมโกนหนวด เป็นต้น และนักวิจัยยังพบไมโครบีดส์ปนเปื้อนอยู่ในแม่น้ำ ทะเลสาบ และในทะเลเพราะไมโครบีดส์สามารถหลุดรอดจากกระบวนการบำบัดน้ำเสียไปได้ อีกทั้งไมโครพลาสติกเกิดขึ้นจากสิ่งอื่นนอกจากไมโครบีดส์ด้วย เช่น ผลิตภัณฑ์สิ่งทอจากเส้นใยสังเคราะห์ เส้นใยที่เกิดจากอุปกรณ์ทำการประมง (ศีลาวุธ ดำรงศิริและเพ็ญรดี จันทร์ภิวัฒน์, 2019) ยิ่งไปกว่านั้นขยะพลาสติกที่ออกไปปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะที่อยู่ในมหาสมุทร สามารถสลายตัวเป็นไมโครพลาสติกได้ ไมโครพลาสติกสามารถดูดซึมสารพิษที่มีอยู่ในทะเล ดังนั้นเมื่ออยู่ในน้ำทะเลเป็นเวลานาน ไมโครพลาสติกจะมีความเป็นพิษเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตตั้งแต่ต้นห่วงโซ่อาหารไปจนถึงสิ่งมีชีวิตท้ายห่วงโซ่อาหารอย่างเช่นมนุษย์อาจได้รับสารพิษตกค้าง แม้ว่าไมโครพลาสติกเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกขับออกจากร่างกายทางอุจจาระ แต่ไมโครพลาสติกที่มีขนาดเล็กเท่าแบคทีเรีย หรือ ไวรัส อาจแทรกเข้าไปในเส้นเลือด นำไปสู่อวัยวะต่าง ๆ เช่น เข้าไปฝังอยู่ในเนื้อเยื่อต่างๆของร่างกายและก่อให้เกิดโรคมะเร็ง รวมทั้งไมโครพลาสติกอาจเข้าไปสะสมอยู่ในระบบหมุมเวียนโลหิต ทำให้เส้นเลือดอุดตัน เป็นต้น

จากการศึกษาข้อมูลเรื่อง แพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มเจลาตินัส พบว่า แพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มเจลาตินัส อาศัยอยู่เป็นจำนวนมากบริเวณอ่าวไทยตอนใน ความหลากหลายของชนิดจะขึ้นอยู่กับฤดูกาล แพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่ม เจลาตินัส สามารถกรองกินอนุภาคในมวลน้ำเป็นอาหาร ซึ่งจะไปลดความหนาแน่นของแพลงก์ตอนพืชในมวลน้ำและส่งผลต่อสมดุลของสังคมสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ (หัทยา จิตรพัสตร์, 2018) อีกทั้ง Shaobin Wang นักวิจัยชาวออสเตรียเลีย(2019) ทำการวิจัยโดยนำเกลียวสปริงนาโนคาร์บอนที่เคลือบด้วยไนโตรเจนช่วยกระตุ้นการผลิตอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวแทนการใช้โลหะหนักเพื่อย่อยสลายไมโครพลาสติกในเเหล่งน้ำ ในการย่อยสลายไมโครพลาสติกที่ผ่านมานักวิจัยต้องใช้สารเคมีที่มีอายุสั้นเรียกว่าอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไว (reactive oxygen species; ROS) หรืออนุมูลอิสระ (Free radical) กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ไปตัดโมเลกุลยาวของไมโครพลาสติกให้กลายเป็นส่วนเล็กๆซึ่งไม่เป็นพิษและสามารถละลายในน้ำได้ซึ่งอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวดังกล่าวนั้นผลิตโดยใช้โลหะหนักเช่น เหล็ก หรือโคบอลต์ นอกจากนั้น Amanda L. Dawson และคณะ (2018) พบว่า ตัวเคยสามารถย่อยไมโครพลาสติกได้ ซึ่งจากงานวิจัยนี้ได้ข้อสันนิษฐานว่าเเพลงก์ตอนสัตว์หลายชนิดมีความสามารถในการย่อยสลายไมโครพลาสติกได้โดยใช้กึ๋น (กระเพาะบด) ในการย่อย เป็นการย่อยเชิงกลทำให้ไมโครพลาสติกมีขนาดเล็กลง

อย่างไรก็ตามการใช้สปริงนาโนคาร์บอนในการย่อยไมโครพลาสติกนั้นอุปกรณ์ที่ใช้ในการทำการทดลองมีราคาที่สูงมาก เเละยังไม่มีข้อมูลที่เเน่ชัดว่ามีสารเคมีใดๆที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสลายไมโครพลาสติกทั้งในสถานะสารตัวกลางและผลพลอยได้ไม่ ในทางเดียวกันการใช้ตัวเคยในการย่อยไมโครพลาสติกนั้นเป็นเพียงการทำให้ไมโครพลาสติกมีขนาดเล็กลงระดับนาโนซึ่งยากต่อการกำจัด กักเก็บ เเละอาจเป็นมลภาวะสะสมได้มากขึ้นไปอีก

ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงต้องการศึกษาความสามารถในการย่อยไมโครพลาสติกของแพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มเจลาตินัส และศึกษาปัจจัยที่ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายไมโครพลาสติกเพิ่มสูงขึ้น เพื่อพัฒนาเเละต่อยอดการเลียนเเบบระบบการย่อยหรือเอนไซม์ที่ใช้ในการย่อยไมโครพลาสติกของเเพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มเจลาตินัสด้วยกลไกทางธรรมชาติและเป็นมิตรต่อสิ่งเเวดล้อม