ชุดตรวจสอบสารละลายโลหะหนักจากสารสกัดเปลือกกล้วย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กฤษฎานนท์ เถาว์ชาลี, สุธาสินี แพนไธสง
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
นรินทร รัตนทา, มิยาวดี หาโกสีย์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ผลของสารสกัดหยาบแทนนินจากเปลือกกล้วยดิบต่อการตรวจสอบสารละลายโลหะหนักในน้ำ ผู้ทดลองได้ศึกษาชนิดของพืชที่มีองค์ประกอบของแทนนิน ซึ่งเป็นปัจจัยหลักในการทำปฏิกิริยาตกตะกอนโลหะหนัก โดยใช้พืชจำนวนทั้งสิ้น 24 ชนิดในการศึกษาเพื่อคัดเลือกชนิดของพืชที่เหมาะสม ประกอบด้วย ดอกผักติ้ว เปลือกกล้วย
ผักพลูคาว ผักแมงลัก ขี้เหล็ก ผักกระโดน มะตูมซาอุ ผักกาดจ้อน ยอดมะกอกป่า มะระขี้นก กระถิน กระเฉดบก ผักกาดหิ่น ดอกแคบ้าน ผักชะมวง ผักคะยา ผักมะแขว่น ยอดมะลำ ผักโขมบ้าน ใบหูเสือ ผักติ้ว โสมไทย ผักโขมแดง และผักอีฮีน มาสกัดเพื่อทำการทดสอบกับโลหะหนัก 5 ชนิด ได้แก่ K2Cr2O7, CuSO4, MnO2, Pb(NO3)2 และ ZnSO4 โดยใช้สารละลายโลหะปกติเป็นกลุ่มควบคุม ผลการทดสอบพบว่า มีเพียงสารสกัดหยาบพืชตัวอย่าง 11 ชนิด ที่สามารถตกตะกอนโลหะหนักได้ และไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะปกติ หลังจากนั้นผู้ทดลองจึงนำพืชทั้ง 11 ชนิด มาสกัดด้วยเอทานอล สำหรับเลือกตัวทำละลายให้เหมาะสมในการนำมาสกัดพืช เพื่อให้ได้สารแทนนินในพืชตัวอย่างสำหรับทดสอบมากที่สุด จากผลการทดสอบสารสกัดหยาบชั้นเอทานอลของสารสกัดหยาบพืชในการตกตะกอนโลหะหนักพบว่า ภาพรวมของสารสกัดหยาบพืชในชั้นเอทานอลจะสามารถทำปฏิกิริยาตกตะกอนกับโลหะหนักได้จำนวนหลากหลายชนิดที่สุด โดยความเข้มข้นที่น้อยที่สุดของสารสกัดหยาบพืชแต่ละชนิดที่ใช้ในการตรวจสอบโลหะหนักแต่ละชนิด แตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับชนิดของสารสกัดหยาบพืช และชนิดของโลหะหนัก ดังนั้นจากการทดสอบนี้ทำให้ผู้ทดลองสามารถใช้เป็นแนวทางในการเลือกสารสกัดหยาบพืชเพื่อใช้ในการทดสอบกับโลหะหนักแต่ละชนิดให้เหมาะสมได้
สำหรับการตรวจสอบความเข้มข้นที่ต่ำที่สุดของโลหะหนักที่จะตรวจสอบพบได้โดยสารสกัดหยาบพืชแต่ละชนิด ให้ผลคล้ายคลึงกัน กล่าวคือ สารสกัดหยาบชั้นเอทานอลของพืชส่วนใหญ่จะสามารถตรวจสอบโลหะหนักที่มีระดับความเข้มข้นต่างกัน โดยพืชแต่ละชนิดจะมีความเหมาะสมในการตรวจพบความเข้มข้นของโลหะหนักบางชนิดในระดับที่ต่ำ แต่อาจจะตรวจพบโลหะหนักอีกชนิดได้ในความเข้มข้นในระดับที่สูง ดังนั้นจากข้อมูลการทดลองนี้ ผู้ทดลองก็สามารถจะเลือกใช้ชนิดของสารสกัดหยาบพืชให้เหมาะสมกับชนิดของโลหะหนักที่จะทำการตรวจสอบได้
จากผลการทดสอบในภาพรวม ผู้ทดลองเลือกใช้สารสกัดหยาบชั้นเอทานอลของเปลือกกล้วยดิบมีมาพัฒนาเป็นชุดตรวจสอบสารละลายโลหะหนัก เนื่องจากใช้ปริมาณในการตรวจ K2Cr2O7 ได้ในปริมาณที่ต่ำที่สุดเป็น 1.25 mg/mL นอกจากนี้ยังสามารถตรวจสอบโลหะหนักชนิดอื่นที่มีปริมาณความเข้มข้นต่ำๆ ได้ เช่น สามารถตรวจสอบ K2Cr2O7 ในระดับความเข้มข้นเพียง 5 mg/mL ในขณะที่การตรวจสอบการตกตะกอนของสารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบต่อโลหะชนิดอื่นๆ ก็สามารถตรวจพบได้ในระดับความเข้มข้นต่ำๆ เช่นเดียวกันซึ่งอยู่ในช่วงระหว่าง 5-20 mg/mL สำหรับเวลาในการเกิดปฏิกิริยากับโลหะหนักชนิดต่างๆ ของสารสกัดหยาบชั้นเอทานอลของเปลือกกล้วยดิบก็พบว่า สามารถเกิดปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วในทันทีสำหรับการตรวจสอบ CuSO4, MnO2, Pb(NO3)2 และ ZnSO4 ในขณะที่ความไวในการตรวจสอบโลหะหนักชนิดอื่นๆ ก็ให้ค่าความไวในการตรวจสอบประมาณ 10 นาที ถึง 12 ชั่วโมง
ในการคัดเลือกวัสดุสำหรับทำเป็นชุดตรวจสอบสารละลายโลหะหนัก ผู้ทดลองได้เลือกไส้มันสำปะหลังที่มีรูปแบบเป็นทรงกระบอกแบบใบพัด ซึ่งมีพื้นที่ผิวมากที่สุดมาให้สำหรับเป็นเครื่องมือตรวจสอบโลหะหนัก โดยความแม่นยำ ความจำเพาะต่อโลหะหนัก มีประสิทธิภาพคิดเป็นร้อยละ 100 ในขณะที่ความไวในการตรวจสอบโดยชุดตรวจสอบที่สร้างขึ้นสามารถแสดงผลได้รวดเร็วในทันทีเมื่อใช้ตรวจสอบกับสารละลายของโลหะหนัก MnO2 ในขณะที่สารละลายโลหะหนัก K2Cr2O7, CuSO4 ,MnO2, Pb(NO3)2, ZnSO4 จะมีความไวในการแสดงผลในช่วงเวลาประมาณ 660-1020 วินาที
สารสกัดชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบในรายงานเรื่องนี้ที่ผู้ทดลองเลือกนำมาพัฒนาเป็นชุดตรวจสอบ เป็นเพียงการใช้ข้อมูลในภาพรวมที่จะให้ผลที่แตกต่างกันออกไปเมื่อทดสอบกับโลหะหนักต่างชนิดกัน กล่าวคือ สารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบ อาจให้ผลในการตรวจพบโลหะหนักชนิดหนึ่งในปริมาณน้อยๆ แต่อาจให้ผลในการตรวจพบกับโลหะหนักอีกชนิดหนึ่งในระดับความเข้มข้นที่ต้องมีปริมาณมาก หรือปริมาณการใช้สารสกัดหยาบที่จะเหมาะสมกับการตรวจสอบโลหะหนักชนิดหนึ่งอาจใช้เพียงปริมาณน้อยก็เปลี่ยนแปลงสังเกตผลได้ชัดเจน แต่สำหรับการตรวจสอบโลหะหนักอีกชนิด อาจจะต้องใช้ปริมาณสารสกัดหยาบในปริมาณที่มากขึ้น ดังนั้นจากข้อมูลการทดลองในเรื่องนี้ จึงเป็นข้อมูลเบื้องต้นสำหรับนำมาให้พิจารณาเลือกใช้สารสกัดหยาบพืชตัวอย่างให้เหมาะสมกับโลหะหนักที่ต้องการตรวจสอบเพียงเท่านั้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ใช้ในการเลือกสรรความรู้จากการทดลองเรื่องนี้ไปใช้เป็นสำคัญ