ศึกษาการกำจัดคราบน้ำมันบนผิวน้ำ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
เจษฎา ยืนยง, กมลทิพย์ ทองสามสี, ยูริม ลี
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ฉวีวรรณ อ้นโสภา
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ชื่อโครงงาน ศึกษาการกำจัดคราบน้ำมันบนผิวน้ำ
ผู้จัดทำ
1.นาย เจษฏา ยืนยง
2.นางสาว ยูริม ลี
3.นางสาว กมลทิพย์ ทองสามสี
โรงเรียนวารีเชียงใหม่อินเตอร์เนชั่นเนล อ.เมือง จ.เชียงใหม่ 50000
บทคัดย่อ
การรั่วไหลของน้ำมันสามารถเกิดได้ทั้งตามธรรมชาติ เช่น รั่วจากแหล่งน้ำมันใต้ดิน หรือจากการกระทำของมนุษย์ เช่น อุบัติเหตุจากเรือ การขุดเจาะน้ำมัน หรือการลักลอบปล่อยทิ้งสู่แหล่งน้ำ การรั่วไหลส่วนมากมักมีที่มาจากกิจกรรมของมนุษย์ ผลกระทบจากน้ำมันรั่วไหลน้ำมันที่รั่วไหลสู่แหล่งน้ำจะเกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงสภาพ ทั้งทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ เริ่มจากน้ำมันบางส่วนระเหยไป น้ำมันที่เหลือจะเปลี่ยนสภาพไปตามคุณสมบัติเฉพาะของชนิดน้ำมันนั้นๆ และปัจจัยต่างๆ เช่น แสงแดด กระแสน้ำ อุณหภูมิ ฯลฯ คราบน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ทำให้ออกซิเจนในน้ำลดลง และปิดกั้นการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอนพืช สาหร่าย และพืชน้ำต่างๆ เปลี่ยนแปลงสภาวะการย่อยสลายของแบคทีเรียในน้ำ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดล้วนส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำที่อาศัยอยู่บริเวณนั้น การกำจัดคราบน้ำมัน หากเราสามารถนำวัสดุเหลือใช้มาดูดซับน้ำมันได้ก็จะเป็นการไม่ทำให้เกิดสารตกค้างในสิ่งแวดล้อมและไม่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายสูง วัสดุเหลือใช้จากการเกษตร มีตัวอย่างดังนี้ 1.แกลบ ผักตบชวาที่ก่อให้เกิดมลพิษในแหล่งน้ำ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย แกลบเผา และวัสดุอื่นๆที่ไม่ใช่ผลผลิตที่เหลือใช้จากการเกษตร แต่เป็นวัสดุที่ไม่ได้ใช้ให้เกิดประโยชน์ใดๆคือ เส้นผม และ ขนไก่ และวัสดุเหล่านี้อาจจะใช้ให้เกิดประโยชน์ในการดูดซับคราบน้ำมันดังกล่าวได้ โดยการทดลองตามขั้นตอนต่างๆที่จะได้ดำเนินงานต่อไป ถ้าวัสดุเหล่านี้สามารถดูดซับได้ดีก็จะเป็นประโยชน์แก่มวลมนุษย์ไม่น้อย โดยแทนที่จะทิ้งให้เปล่าประโยชน์ แต่สามารถกลับนำมาใช้ประโยชน์และแปรรูปให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการให้ง่ายขึ้น
ปัญหา การกำจัดคราบน้ำมันหลายๆชนิดมีวิธีกำจัดที่ยุ่งยากซับซ้อนขณะเกิดเหตุการณ์น้ำมันรั่วไหลจริงๆการรับสถานการณ์จริงๆยังเกิดความวุ่นวายยุ่งยากและกำจัดได้ไม่ได้ดีเท่าที่ควรเราจะมีวิธีกำจัดคราบน้ำมันเหล่านี้อย่างไรให้เกิดผลดีที่สุด
สมมุติฐาน
สารที่กำจัดคราบน้ำมันทุกชนิดที่ดีที่สุดคือ แกลบเหลือง
ผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากวัสดุเหลือใช้ที่กำจัดคราบน้ำมันได้ดีที่สุดคือถุงผ้าที่บรรจุแกลบเหลือง
เชื้อเพลิงที่ได้จากการแปรรูปแกลบเหลืองที่ดูดซับน้ำมันเบนซินให้ค่าพลังงานความร้อนมากที่สุด
กระดาษที่ทำด้วยแกลบเหลืองที่ใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 10 % สามารถดูดซับคราบน้ำมันได้ดีที่สุด
กระบวนการและขั้นตอนการทดลอง
การทดลองตอนที่ 1
สมมุติฐาน
สารที่กำจัดคราบน้ำมันทุกชนิดที่ดีที่สุดคือ แกลบเหลือง
ตัวแปรในการศึกษา
ตัวแปรต้น วัสดุต่างๆ 8 ชนิด แกลบเหลือง ผักตบชวา ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย แกลบเผา เส้นผม และ ขนไก่
ตัวแปรตาม ปริมาตรน้ำมันที่เหลือ
ตัวแปรควบคุม น้ำหนักของวัสดุ ปริมาตรน้ำมัน ปริมาตรน้ำ เวลาที่ดูดซับ
ทดลองการดูดซับคราบน้ำมันชนิดต่างๆ โดยใช้น้ำมันเครื่อง น้ำมันเบนซิน น้ำมันพืช น้ำมันสัตว์ 4 นิด โดยใช้ วัสดุที่เหลือใช้ในการดูดซับน้ำมันทั้ง 4 ชนิด คือ แกลบเหลือง ผักตบชวาที่ก่อให้เกิดมลพิษในแหล่งน้ำ
ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย แกลบเผา และวัสดุอื่นๆที่ไม่ใช่ผลผลิตที่เหลือใช้จากการเกษตร แต่เป็นวัสดุที่
ไม่ได้ใช้ให้เกิดประโยชน์ใดๆคือ เส้นผม และ ขนไก่ โดยใช้วัสดุต่างๆประมาณ 50 กรัม ดูดซับน้ำมัน 4 ชนิด รวม 32 ครั้งในการทดลอง โดยการใช้น้ำ 1500 มิลลิลิตร และน้ำมัน 100 มิลลิลิตร ตักสารดูดซับขึ้นมาวัดปริมาตรน้ำมันที่เหลือว่าเหลือกี่มิลลิลิตร จดบันทึกผลการทดลอง
ตัวอย่างการทดลองตอนที่ 1
การทดลองตอนที่ 2
สมมุติฐาน
เชื้อเพลิงที่ได้จากการแปรรูปแกลบเหลืองที่ดูดซับน้ำมันเบนซินให้ค่าพลังงานความร้อนมากที่สุด
ตัวแปรต้น ชนิดของวัสดุ แกลบเหลือง ผักตบชวา ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย
ตัวแปรตาม ค่าพลังงานความร้อนของวัสดุต่างๆ
ตัวแปรควบคุม น้ำหนักพาราฟิน ปริมาณวัสดุ ขนาดท่อที่เป็นพิมพ์เชื้อเพลิง ปริมาตรน้ำที่ใช้ต้ม
ศึกษาทดลองเอาสารที่ได้จากการดูดซับมาทำเป็นเชื้อเพลิงแข็งโดยการผสมพาราฟินโดยใช้พาราฟิน 50 กรัม ต่อสารดูดซับ 50 กรัม โดยนำไปต้มให้เข้ากันและอัดในท่อพีวีซี เส้นผ่านศูนย์กลาง 3 cm. ความยาว 10 cm. โดยเลือกเอาสารที่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้คือ ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว และขี้เลื่อยแล้วหาค่าพลังงานความร้อนโดยหาค่าพลังงานความร้อนจากพาราฟิน 50 กรัมก่อนแล้วหาค่าพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงทั้งหมด 16 ชนิดบันทึกผลการทดลอง
ตัวอย่างการทดลองตอนที่ 2
การทดลองตอนที่ 3
สมมุติฐาน
ผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากวัสดุเหลือใช้ที่กำจัดคราบน้ำมันได้ดีที่สุดคือถุงผ้าที่บรรจุแกลบเหลือง
ตัวแปรต้น ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย ขนไก่ และเส้นผม
ขนาดของตาข่าย
ตัวแปรตาม ปริมาตรน้ำมันที่เหลือ
ตัวแปรควบคุม ปริมาตรน้ำมันทุกชนิด ปริมาณวัสดุ ขนาดถุง
ศึกษาการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่สามารถกำจัดคราบน้ำมันได้ดีที่สุด โดยใช้สารดูดซับทั้ง 8 ชนิด คือ คือ ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย ขนไก่ และเส้นผม บรรจุในถุงตาข่าย 3 ขนาด ตาข่ายขนาดใหญ่ กลาง เล็ก ขนาด 100 cm X 40cm. เย็บเป็นรูปทรงกระบอก เย็บหัวท้าย แล้วนำน้ำมันเครื่องปริมาตร 1000 มิลลิลิตรใส่ลงไปในอ่างพลาสติกขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 cm. สูงประมาณ 40 cm. และใช้ผลิตภัณฑ์หย่อนลงไปดูดซับ วัดปริมาตรน้ำมันที่เหลือบันทึกผลการทดลอง
การทดลองตอนที่ 4
สมมุติฐาน
กระดาษที่ทำด้วยแกลบเหลืองที่ใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 10 % สามารถดูดซับคราบน้ำมันได้ดีที่สุด
ตัวแปรต้น ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว ขี้เลื่อย
ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 5% 10% 15%
ตัวแปรตาม ปริมาตรน้ำมันที่เหลือ
ตัวแปรควบคุม ขนาดของกระดาษ พื้นที่ ปริมาตรน้ำมัน
ศึกษาการแปรรูปผลิตภัณฑ์โดยใช้สารดูดซับทั้ง 5 ชนิดที่สามารถแปรรูปผลิตภัณฑ์เป็นกระดาษได้ โดยใช้ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ขุยมะพร้าว และขี้เลื่อยนำไปสับให้ละเอียด นำมาต้มใส่โซเดียมไฮดรอกไซด์ลงไปในอัตราส่วน สาร 50 กรัม โซเดียมไฮดรอกไซด์ 5 กรัม หรือ 10 กรัม 15 กรัม ปริมาณใดดีที่สุด แล้วนำไปใส่ในตะแกรงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 cm. ทิ้งไว้ประมาณ 24 ชั่วโมง แล้วเอามาลอกให้หลุดเป็นแผ่น แล้วนำมากระดาษทุกชนิดศึกษาการดูดซับน้ำมันในอ่างพลาสติก ขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 cm. สูงประมาณ 40 cm. และใช้ผลิตภัณฑ์หย่อนลงไปดูดซับ วัดปริมาตรน้ำมันที่เหลือบันทึกผลการทดลอง
ศึกษาความละเอียดของสารและปริมาณความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ปริมาณเท่าไหร่จึงจะเหมาะสมกับการทำกระดาษเพื่อดูดซับคราบน้ำมัน
ศึกษาว่ากระดาษสารชนิดใดดูดซับน้ำมันแต่ละชนิดว่าชนิดใดดีที่สุด
การวิเคราะห์ข้อมูล
การวิเคราะห์ผลการทดลองจากการทดลองในรูปแบบของตารางและกราฟหาความแตกต่างจากการดูดซับของสารแต่ละชนิด และสรุปผลออกมาโดยหาความเป็นไปได้ในการใช้ในสภาพจริงและแปรรูปผลิตภัณฑ์ทดลองและทดสอบในสภาพจริงวิเคราะห์ผลจากข้อมูลในการทดลองทั้งหมด
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
คาดว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้สามารถกำจัดคราบน้ำมันได้จริงตามธรรมชาติตามแหล่งน้ำต่างๆ ลดปัญหาสิ่งแวดล้อมได้โดยใช้วัสดุที่หาได้ง่ายในท้องถิ่นไม่เปลืองพลังงานใช้งบประมาณน้อยและขจัดปัญหาสิ่งแวดล้อมได้ง่าย
บรรณานุกรม
ศิริพร พงศ์สันติสุข. (2541). การกําจัดคราบไขมันในนาโดยใช้วัสดุธรรมชาติเป็นตัวดูดซับ. วิทยานิพนธ์ วท.ม.(เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม). กรงเทพฯ บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยมหิดล.
ศิริพร พงศ์สันติสุข . (2541). การกำจัดคราบน้ำมันในน้ำโดยใช้วัสดุธรรมชาติเป็นตัวดูดซับ. กรุงเทพมหานคร : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย.
วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ฉบับปรับปรุงแก้ไขครั้งที่ 4 กรุงเทพฯ:โครงการสหวิทยการบัณฑิตศึกษา สาขาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์,2540.