ผลของสารสกัดหยาบแทนนินจากเปลือกกล้วยดิบต่อการตรวจสอบสารละลายโลหะหนักในน้ำ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บัวชมพู ดิเรกผล, อมรรัตน์ กุลทวง, อาทิติยา เหล่าพรม
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
นรินทร รัตนทา
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ผลของสารสกัดหยาบแทนนินจากเปลือกกล้วยดิบต่อการตรวจสอบสารละลายโลหะหนักในน้ำ ผู้ทดลองได้ศึกษาชนิดของพืชที่มีองค์ประกอบของแทนนิน ซึ่งเป็นปัจจัยหลักในการทำปฏิกิริยาตกตะกอนโลหะหนัก โดยใช้พืชจำนวนทั้งสิ้น 15 ชนิดในการศึกษาเพื่อคัดเลือกชนิดของพืชที่เหมาะสม ประกอบด้วย ปลีกล้วย ลูกหว้าดิบ เปลือกต้นแค เปลือกผลทับทิม ใบต้นหว้า ใบผักติ้ว ใบต้นหูกวาง เปลือกกล้วยดิบ เปลือกเงาะ เปลือกมังคุด ใบสะเดา ใบมันสำปะหลัง ผลละมุดดิบ ใบพลู และใบฝรั่ง มาสกัดเพื่อทำการทดสอบกับโลหะหนัก 9 ชนิด ได้แก่ MnO2 =(Mn+4), CuSO4 =(Cu+2), NiSO4 =(Ni+2) CoCl2 =(Co+2), ZnSO4 =(Zn+2), Fe(NO3)3 =(Fe+3), FeSO4 =(Fe+2), PbI2 =(Pb+2), K2Cr2O7 =(Cr+6) โดยใช้สารละลายโลหะปกติเป็นกลุ่มควบคุม ผลการทดสอบพบว่า มีเพียงสารสกัดหยาบพืชตัวอย่าง 11 ชนิด ที่สามารถตกตะกอนโลหะหนักได้ และไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะปกติ หลังจากนั้นผู้ทดลองจึงนำพืชทั้ง 11 ชนิด มาสกัดด้วยตัวทำละลาย 3 ประเภทตามสภาพขั้วของสาร สำหรับเลือกตัวทำละลายให้เหมาะสมในการนำมาสกัดพืช เพื่อให้ได้สารแทนนินในพืชตัวอย่างสำหรับทดสอบมากที่สุด จากผลการทดสอบสารสกัดหยาบชั้นเฮกเซน เอทิลอะซีเตต และน้ำของสารสกัดหยาบพืชในการตกตะกอนโลหะหนักพบว่า ภาพรวมของสารสกัดหยาบพืชในชั้นน้ำจะสามารถทำปฏิกิริยาตกตะกอนกับโลหะหนักได้จำนวนหลากหลายชนิดที่สุด โดยความเข้มข้นที่น้อยที่สุดของสารสกัดหยาบพืชแต่ละชนิดที่ใช้ในการตรวจสอบโลหะหนักแต่ละชนิด แตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับชนิดของสารสกัดหยาบพืช และชนิดของโลหะหนัก ดังนั้นจากการทดสอบนี้ทำให้ผู้ทดลองสามารถใช้เป็นแนวทางในการเลือกสารสกัดหยาบพืชเพื่อใช้ในการทดสอบกับโลหะหนักแต่ละชนิดให้เหมาะสมได้
สำหรับการตรวจสอบความเข้มข้นที่ต่ำที่สุดของโลหะหนักที่จะตรวจสอบพบได้โดยสารสกัดหยาบพืชแต่ละชนิด ให้ผลคล้ายคลึงกัน กล่าวคือ สารสกัดหยาบชั้นน้ำของพืชส่วนใหญ่จะสามารถตรวจสอบโลหะหนักที่มีระดับความเข้มข้นต่างกัน โดยพืชแต่ละชนิดจะมีความเหมาะสมในการตรวจพบความเข้มข้นของโลหะหนักบางชนิดในระดับที่ต่ำ แต่อาจจะตรวจพบโลหะหนักอีกชนิดได้ในความเข้มข้นในระดับที่สูง ดังนั้นจากข้อมูลการทดลองนี้ ผู้ทดลองก็สามารถจะเลือกใช้ชนิดของสารสกัดหยาบพืชให้เหมาะสมกับชนิดของโลหะหนักที่จะทำการตรวจสอบได้
จากผลการทดสอบในภาพรวม ผู้ทดลองเลือกใช้สารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบมีมาพัฒนาเป็นชุดตรวจสอบสารละลายโลหะหนัก เนื่องจากใช้ปริมาณในการตรวจ FeSO4 =(Fe+2) ได้ในปริมาณที่ต่ำที่สุดเป็น 1.25 mg/mL นอกจากนี้ยังสามารถตรวจสอบโลหะหนักชนิดอื่นที่มีปริมาณความเข้มข้นต่ำๆ ได้ เช่น สามารถตรวจสอบ FeSO4 =(Fe+2) ในระดับความเข้มข้นเพียง 5 mg/mL ในขณะที่การตรวจสอบการตกตะกอนของสารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบต่อโลหะชนิดอื่นๆ ก็สามารถตรวจพบได้ในระดับความเข้มข้นต่ำๆ เช่นเดียวกันซึ่งอยู่ในช่วงระหว่าง 5-20 mg/mL สำหรับเวลาในการเกิดปฏิกิริยากับโลหะหนักชนิดต่างๆ ของสารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบก็พบว่า สามารถเกิดปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วในทันทีสำหรับการตรวจสอบ MnO2 =(Mn+4), ZnSO4 =(Zn+2) และ PbI2 =(Pb+2) ในขณะที่ความไวในการตรวจสอบโลหะหนักชนิดอื่นๆ ก็ให้ค่าความไวในการตรวจสอบประมาณ 10 นาที ถึง 12 ชั่วโมง
ในการคัดเลือกวัสดุสำหรับทำเป็นชุดตรวจสอบสารละลายโลหะหนัก ผู้ทดลองได้เลือกไส้มันสำปะหลังที่มีรูปแบบเป็นทรงกระบอกแบบใบพัด ซึ่งมีพื้นที่ผิวมากที่สุดมาให้สำหรับเป็นเครื่องมือตรวจสอบโลหะหนัก โดยความแม่นยำ ความจำเพาะต่อโลหะหนัก มีประสิทธิภาพคิดเป็นร้อยละ 100 ในขณะที่ความไวในการตรวจสอบโดยชุดตรวจสอบที่สร้างขึ้นสามารถแสดงผลได้รวดเร็วในทันทีเมื่อใช้ตรวจสอบกับสารละลายของโลหะหนัก Mn+4, Pb+2 , Fe+2และ Zn+2 ในขณะที่สารละลายโลหะหนัก Cu+2, Fe+3, Ni+2 จะมีความไวในการแสดงผลในช่วงเวลาประมาณ 600-900 วินาที และมีสารละลายโลหะหนักของ Co+2, Cr+6 ที่สามารถตรวจสอบได้ภายในระยะเวลา 12 ชั่วโมง
สารสกัดชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบในรายงานเรื่องนี้ที่ผู้ทดลองเลือกนำมาพัฒนาเป็นชุดตรวจสอบ เป็นเพียงการใช้ข้อมูลในภาพรวมที่จะให้ผลที่แตกต่างกันออกไปเมื่อทดสอบกับโลหะหนักต่างชนิดกัน กล่าวคือ สารสกัดหยาบชั้นน้ำของเปลือกกล้วยดิบ อาจให้ผลในการตรวจพบโลหะหนักชนิดหนึ่งในปริมาณน้อยๆ แต่อาจให้ผลในการตรวจพบกับโลหะหนักอีกชนิดหนึ่งในระดับความเข้มข้นที่ต้องมีปริมาณมาก หรือปริมาณการใช้สารสกัดหยาบที่จะเหมาะสมกับการตรวจสอบโลหะหนักชนิดหนึ่งอาจใช้เพียงปริมาณน้อยก็เปลี่ยนแปลงสังเกตผลได้ชัดเจน แต่สำหรับการตรวจสอบโลหะหนักอีกชนิด อาจจะต้องใช้ปริมาณสารสกัดหยาบในปริมาณที่มากขึ้น ดังนั้นจากข้อมูลการทดลองในเรื่องนี้ จึงเป็นข้อมูลเบื้องต้นสำหรับนำมาให้พิจารณาเลือกใช้สารสกัดหยาบพืชตัวอย่างให้เหมาะสมกับโลหะหนักที่ต้องการตรวจสอบเพียงเท่านั้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ใช้ในการเลือกสรรความรู้จากการทดลองเรื่องนี้ไปใช้เป็นสำคัญ