'นาโนเทค' จับมือ 'จุฬาฯ' พัฒนาเทคฯการกรอง แก้ฟลูออไรด์ปนเปื้อนในน้ำ!

ณัฏฐพร พิมพะ หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า โครงการ “เทคโนโลยีเพื่อแก้ปัญหาฟลูออไรด์ปนเปื้อนในน้ำอุปโภคบริโภคสำหรับพื้นที่ชายขอบ” เป็นความร่วมมือระหว่างนาโนเทค สวทช. และ รองศาสตราจารย์ ดร.ปฎิภาณ ปัญญาพลกุล ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เพื่อมุ่งเน้นการแก้ไขปัญหาฟลูออไรด์ในน้ำบาดาลสำหรับบริโภคอย่างยั่งยืน

ฟลูออไรด์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของแร่ธาตุในชั้นหิน ทำให้ในแหล่งน้ำตามธรรมชาติมีฟลูออไรด์ละลายอยู่ ซึ่งโดยปกติแล้วแหล่งน้ำบาดาลส่วนใหญ่มักมีค่าความเข้มข้นของฟลูออไรด์สูงกว่าแหล่งน้ำผิวดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีความอุดมสมบูรณ์ของแร่ธาตุและชั้นหินต่างๆ ฟลูออไรด์ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในการรักษาสุขภาพช่องปาก อย่างไรก็ตามการได้รับความเข้มข้นของฟลูออไรด์ที่สูงติดต่อกันเป็นระยะเวลานาน ก่อให้โรคฟลูออโรซีส (Fluorosis)

ซึ่งอาการที่พบได้บ่อยที่สุดของโรคดังกล่าวคือ การทำให้ฟันตกกระและทำลายโครงสร้างของฟัน ขณะที่การรับฟลูออไรด์ปริมาณมากเป็นระยะเวลานานอาจส่งผลให้มีการสะสมของฟลูออไรด์ในกระดูก ทำให้ขามีลักษณะพิการที่เรียกว่า ขาโกง (Crippling skeletal fluorosis) ทั้งนี้อาการที่เกิดขึ้นเป็นอาการที่ไม่สามารถรักษาให้กลับมาเหมือนเดิมได้ รวมทั้งส่งผลต่อลดต่อพัฒนาการทางสมองในเด็ก ภูมิคุ้มกันของร่างกายต่ำ เกิดโรคหัวใจและหลอดเลือด และความเสี่ยงที่อาจจะเกิดโรคชนิดอื่นๆได้ ปริมาณฟลูออไรด์ในน้ำบริโภคที่องค์การอนามัยโลกแนะนำคือ 0.7 มิลลิกรัมต่อกรัม โดยค่าอนุโลมสูงสุด ไม่เกิน 1.5 มิลลิกรัมต่อกรัม

“ได้มีการตั้งเป้าที่จะร่วมกันวิจัยและพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาคุณภาพน้ำสำหรับบริโภคอย่างยั่งยืนและชุมชนสามารถพึ่งพาตัวเองได้ในระยะยาว จึงได้บูรณาการนำวัสดุที่มีในท้องถิ่น เลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมกับวิถีชีวิตชุมชน ควบคู่กับการให้ความรู้ด้านคุณภาพน้ำ โดยดำเนินการโครงการนำร่องที่หมู่บ้านบ้านใหม่ในฝันตั้งอยู่ที่ตำบลสะเนียน อำเภอเมือง จังหวัดน่าน ซึ่งประสบปัญหาฟลูออไรด์ปนเปื้อนในน้ำบาดาล” นักวิจัยนาโนเทคกล่าว

จุดเด่นของโครงการนี้คือ การพัฒนาวัสดุกรองถ่านกระดูกสัตว์ ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้ง จึงมีราคาถูก และชุมชนสามารถพัฒนาวัสดุกรองได้เอง และการออกแบบระบบกรองที่ใช้งานและบำรุงรักษาง่าย มีต้นทุนต่ำ

สำหรับวัสดุกรองถ่านกระดูกสัตว์เพื่อกำจัดฟลูออไรด์นั้น อาศัยข้อดีของโครงสร้างทางเคมีของกระดูกที่ประกอบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์ เมื่อผ่านกระบวนการเผาในสภาวะที่เหมาะสมจะได้วัสดุกรองถ่านกระดูกสัตว์ที่สามารถกำจัดฟลูออไรด์ได้ดี การออกแบบระบบกรองจะประกอบด้วยถ่านกระดูกสัตว์และถ่านกัมมันต์ โดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ต่างๆในการเดินระบบที่เหมาะสม เช่น ปริมาตรของวัสดุกรอง อัตราการใช้วัสดุกรอง ความเข้มข้นของฟลูออไรด์เริ่มต้นในน้ำดิบ และองค์ประกอบของน้ำดิบ เพื่อสร้างระบบประปาหมู่บ้านเพื่อกำจัดฟลูออไรด์และปรับปรุงคุณภาพน้ำบาดาลให้เหมาะสมสำหรับการบริโภค

นักวิจัย กล่าวว่า อีกเรื่องที่สำคัญคือ การให้ความรู้และสาธิตวิธีการวิเคราะห์คุณภาพน้ำเพื่อสร้างความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อม เพื่อให้คนในพื้นที่มีความรู้ ความเข้าใจ ที่จะนำไปสู่การดูแลตัวเอง และบริหารจัดการปัญหาน้ำในพื้นที่ได้อย่างยั่งยืน

“ปัจจุบันคุณภาพน้ำที่ผ่านระบบประปาหมู่บ้าน มีคุณภาพตามมาตรฐานน้ำบาดาลสำหรับบริโภค ซึ่งทีมวิจัยจะต่อยอดเทคโนโลยีและองค์ความรู้ไปสู่การใช้งานเพื่อแก้ปัญหาน้ำในพื้นที่อื่นๆ ได้แก่ โรงเรียนบ้านห้วยไซ จังหวัดลำพูน และโรงเรียนบ้านบวกค้าง จังหวัดเชียงใหม่” 

ทั้งนี้ “เทคโนโลยีเพื่อแก้ปัญหาฟลูออไรด์ปนเปื้อนในน้ำอุปโภคบริโภคสำหรับพื้นที่ชายขอบ” เป็น 1 ในผลงานวิจัยของ สวทช. และพันธมิตร ที่จะนำเสนอภายในงานประชุมวิชาการ สวทช. ประจำปี 2564 (NAC2021: NSTDA Annual Conference 2021)