การศึกษารูปแบบของบล็อคซีเมนต์ผสมผักตบชวาในการดูดซับโลหะหนักในน้ำเสีย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
นภัสกร ภู่ผะกา, ปานวาด นาคราช
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุวิภา เกตุทัต
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันประเทศไทย มีการขยายตัวของภาคอุตสาหกรรมไปยังภูมิภาคต่าง ๆ ของประเทศอย่าง กว้างขวาง ทำให้ปริมาณการใช้โลหะหนักสูงขึ้น จนก่อให้เกิดปัญหาการแพร่กระจายโลหะหนักออกสู่ แม่น้ำ ลำ คลองและแหล่งทำการเกษตรต่าง ๆ ทำให้โอกาสที่โลหะหนักเหล่านี้กระจายเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารมีสูงขึ้น จนส่งผล กระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ ซึ่งโลหะหนักที่ถูกปล่อยออกมาส่วนใหญ่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรม ที่ขาดระบบการกำจัดโลหะหนักหรือประสิทธิภาพของระบบกำจัดที่ไม่ดีพอ
ตะกั่วเป็นโลหะหนักชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากเป็นโลหะอ่อน มีจุดหลอมเหลวต่ำ แต่ขณะเดียวกันตะกั่วก็สามารถปนเปื้อนได้ง่ายทั้งในดิน น้ำ และอากาศ มีโรงงานอุตสาหกรรม หลายประเภทที่มีโลหะตะกั่วเจือปนในปริมาณที่สูง เช่นโรงงานทำเครื่องถม โรงงานแบตเตอร์รี โรงงานชุบโลหะ เป็นต้น ถ้าโรงงานเหล่านี้ปล่อยน้ำเสียออกสู่แหล่งน้ำ โดยไม่ผ่านกระบวนการบำบัด ตะกั่วก็จะมีโอกาสเข้าสู่ สิ่งแวดล้อมและร่างกายของมนุษย์ได้ ซึ่งโดยปกติตะกั่วสามารถเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้ทั้งทางผิวหนังการหายใจและ การกินอาหารที่มีการปนเปื้อนของตะกั่ว เมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้วตะกั่วบางส่วนจะถูกละสมในอวัยวะต่าง ๆ เช่น เลือด ตับและไต และอาจส่งผลให้เกิดอาการผิดปกติขึ้น เช่น ความผิดปกติของระบบประสาท ทำให้ความจำและ การเรียนรู้ลดลงระบบการสร้างเม็ดเลือดผิดปกติหรือกล้ามเนื้ออ่อนแรง
ผลจากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่า การกำจัดตะกั่วออกจากน้ำเสีย สามารถทำได้หลายวิธี ได้แก่ การ แลกเปลี่ยนไอออนการทำให้ตกตะกอนในรูปของไฮดรอกไซด์และออกไซด์การแยกโดยใช้ไฟฟ้าการออสโมซิสผัน กลับ การดูดซับด้วยวัสดุธรรมชาติเช่นใยไหมใยไม้ไผ่ใยมะพร้าวเถ้าแกลบเปลือกไข่และเกล็ดปลาเถ้าแกลบดำดิน เหนียวขี้เลื่อยกากสาคูสาหร่ายสีเขียวเปลือกหอยและถ่านกัมมันต์เป็นต้นนอกจากนี้ยังพบว่ามีอีกหนึ่งวิธีที่สามรถ นำใช้ในการกำจัดโลหะหนักซึ่งรวมถึงตะกั่วด้วย ได้แก่ การกำจัดโลหะหนักโดยใช้บล็อคซีเมนต์ และการใช้พืช เช่น ผักตบชวา (Water hyacinth) จัดอยู่ในวงศ์ Pontederiaceae ผักตบชวาเป็นพืชที่มีการวิจัยกันอย่างต่อเนื่องทั้ง ในประเทศ และต่างประเทศในเรื่องความสามรถในการบำบัดสารพิษที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำ ในกรณีของสารมลพิษ อินทรีย์พบว่าผักตบชวาสามารถบำบัดอินทรียวัตถุและธาตุอาหาร เช่น ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสรวมทั้งสารฆ่า แมลงบางชนิดด้วย ส่วนสารอนินทรีย์พบว่าผักตบชวาสามารถสะสมแคดเมียมโครเมียม ทองแดง ปรอท ตะกั่ว ซีเซียมสตรอนเทียม และยูเรเนียมได้ในปริมาณสูงทั้งนี้กลไกในการบำบัดสารมลพิษแต่ละประเภทที่เกิดขึ้นภายใน ต้นผักตบชวาน่าจะมีความแตกต่างกัน
บล็อคซีเมนต์เป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับการก่อสร้างทำผนังและใช้เป็นที่แพร่หลายมาเป็นเวลาช้านานเนื่องจากเป็นวัสดุที่ผลิตได้ง่ายมีผู้ผลิตจำนวนมากและครอบคลุมในทุกพื้นที่จึงทำให้มีราคาถูกการก่อสร้างยังทำได้เร็วกว่าอิฐมอญเนื่องจากมีค่าการนำความร้อนที่ต่ำกว่าอิฐมอญ แต่เนื่องด้วยราคาที่ถูกกว่าทำให้บล็อคซีเมนต์ยังเป็นที่นิยมใช้งานอยู่ในปัจจุบันโดยลักษณะของบล็อคซีเมนต์นั้นจะเป็นบล็อคที่มีรูกลวงเป็นช่องอากาศภายในซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดีของการเป็นฉนวนน แต่ด้วยวัสดุผสมของบล็อคซีเมนต์นั้นเป็นปัจจัยที่สำคัญปัจจัยหนึ่งซึ่งส่งผลให้การนำความร้อนมีค่าสูงดังนั้นการพัฒนาบล็อคซีเมนต์โดยใช้วัสดุผสมที่มีค่าการนำความร้อนต่ำจะสามารถช่วยลดการนำความร้อนให้กับบล็อคซีเมนต์ได้
ผักตบชวาเป็นวัสดุทางธรรมชาติที่หาได้ง่ายและมีอยู่ทั่วไปตามแม่น้ำลำคลองอีกทั้งการขยายพันธุ์ยังทำได้ง่ายจนทำให้มีจำนวนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและกลายเป็นขยะวัชพืชเกิดเป็นอุปสรรคกีดขวางการระบายน้ำอยู่ตามแม่น้ำลำคลองในที่สุดจนในปัจจุบันมีผู้เล็งเห็นคุณค่าและนำผักตบชวามาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่นการทำเครื่องจักรสานเฟอร์นิเจอร์ตลอดจนได้มีการทำการวิจัยทดสอบคุณสมบัติในด้านต่างๆซึ่งผลทดสอบพบว่าผักตบชวามีคุณสมบัติการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีโดยมีค่าการนำความร้อนที่ต่ำประมาณ 0.0142 W / m.K จึงมีแนวโน้มที่จะนำมาเป็นวัสดุผสมคอนกรีตบล็อกได้เนื่องจากขนาดของเส้นใยของผักตบชวามีขนาดเล็กมีลักษณะอ่อนนิ่มและละเอียดประสานตัวกับวัสดุประสานได้ดีทำให้สามารถกันความร้อนไม่ให้ผ่านออกมาอีกด้านได้ดี
จากข้อมูลข้างต้นผู้จัดทำจึงสนใจศึกษารูปแบบของบล็อคซีเมนต์ผสมผักตบชวาเพื่อใช้ในการดูดซับตะกั่วในน้ำเสีย นอกจากจะเป็นการเพิ่มมูลค่าให้แก่ผักตบชวาแล้ว ยังสามารถช่วย ลดภาวะมลพิษทางน้ำ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์