'ไมโครพลาสติก' กับเทคโนโลยีการตรวจวัดจากฝีมือไทย

ในปัจจุบันแหล่งน้ำจืดเป็นแหล่งที่มีขยะพลาสติกตกค้างอยู่เป็นจำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็น ทะเลสาบ แม่น้ำ ลำคลอง เป็นต้น พลาสติกมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำและยังมีความทนทานที่ดี จึงทำให้เป็นที่นิยมนำมาสร้างเป็นบรรจุภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น ถุงพลาสติก ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ทำให้มีพลาสติกที่ใช้แล้วทิ้งจำนวนมากและยังใช้เวลาย่อยสลายนานนับร้อยนับพันปี เกิดการสะสมเป็นขยะปริมาณมากและยากที่ต่อการย่อยสลายในเวลาอันสั้น

ที่สำคัญยังสามารถเกิดการแตกหักกลายเป็นพลาสติกขนาดเล็กเมื่อถูกแสงแดด หรือแรงกระแทกจากคลื่น ลม หรือกระแสในแหล่งน้ำ ซึ่งพลาสติกที่มีขนาดเล็กแบบนี้เรียกว่า “ไมโครพลาสติก” จึงแพร่กระจายในน้ำได้ง่ายและรวดเร็ว รวมไปถึงสะสมอยู่ในสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำ และยังสามารถเป็นตัวกลางที่สะสมพิษ เช่น สารกลุ่มพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) พอลิคลอริเนตไบฟีนิล (PCBs) ดีดีที (DDT) และไดออกซิน เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ ไมโครพลาสติก เป็นที่น่าสนใจที่จะทำการตรวจวัดเพื่อหาว่ามีการปนเปื้อนในแหล่งน้ำจืดหรือไม่ ส่งผลต่อคุณภาพสิ่งแวดล้อมอย่างไร รวมถึงอาจมีผลกระทบต่อความความมั่นคงของน้ำในมิติคุณภาพน้ำ สุขอนามัยและสาธารณูปโภคในภาคส่วนต่างๆ เช่น ภาคเมืองและภาคบริการ ระบบนิเวศ เป็นต้น

มีรายงานพบการแพร่กระจายของขยะพลาสติกในแหล่งน้ำจืดหลายบริเวณทั่วโลก และในบางงานวิจัยไม่เพียงดำเนินการตรวจนับปริมาณการปนเปื้อนของไมโครพลาสติกในแหล่งน้ำเท่านั้น หากแต่ยังได้ดำเนินการศึกษาถึงชนิดของพลาสติกที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำนั้นอีกด้วย ประเภทของพลาสติกที่พบมากในแหล่งน้ำจืด คือ PE PP PS และ PET ซึ่งเป็นชนิดของพลาสติกที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ใช้เพื่อการอุปโภคบริโภคของมนุษย์หลายชนิดด้วยกัน เช่น ถุงก๊อบแก๊บ ถุงพลาสติก ขวดพลาสติก หลอด ภาชนะบรรจุอาหารและกล่องโฟมบรรจุอาหาร เป็นต้น

ภาพ : ทีมนักวิจัยสำรวจพบการปนเปื้อนไมโครพลาสติกที่ไปไกลถึงขั้วโลกเหนือ

ปัจจุบันมีงานวิจัยเสนอเทคนิคสำหรับระบุและตรวจวัดหาปริมาณไมโครพลาสติก เช่น เทคนิคฟูเรียร์-อินฟราเรดไมโครสเปกโทรสโคปี (Fourier-transform- infrared spectroscopy, FT-IR), เทคนิครามานสเปกโทรสโคปี (Raman Spectroscopy) และเทคนิคแก๊ส-โครมาโทกราฟี (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) เทคนิคเหล่านี้มีข้อดีคือ ให้ความไวและความจำเพาะเจาะจงในการวิเคราะห์ที่ดี แต่อย่างไรก็ตาม เทคนิคเหล่านี้ใช้เวลาในการวิเคราะห์ค่อนข้างนาน และขั้นตอนการใช้เครื่องมือที่ยุ่งยาก ต้องอาศัยความชำนาญในการใช้เครื่องมือ เครื่องมือวิเคราะห์มีราคาแพง และขนาดใหญ่ ทำให้ยากต่อการเคลื่อนย้ายสำหรับการวิเคราะห์ภาคสนาม

ต่อมามีการนำเสนอเทคนิคฟลูออเรสเซนต์สเปคโตรสโคปี (fluorescence spectroscopy) ในการหาปริมาณของไมโครพลาสติกโดยใช้วิธีการย้อมสี (Staining dyes) ซึ่งเทคนิคนี้มีข้อดีคือมีความรวดเร็วในการวิเคราะห์ แต่ยังมีราคาสูง และวิธีการเก็บตัวอย่างที่จำเป็นต้องใช้ต้นทุนสูง ดังนั้น ทีมวิจัยศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ สวทช. จึงมุ่งที่จะพัฒนากรรมวิธีตรวจวัดไมโครพลาสติกโดยใช้ระบบของไหลต่อเนื่อง ที่สามารถโหลดสารตัวอย่างปริมาณมาก ระดับ 1-5 ลิตร หรือมากกว่าได้เพื่อเพิ่มการดักจับไมโครพลาสติกให้ได้มากที่สุด

ขั้นตอนประกอบด้วย การเก็บตัวอย่าง การย่อยตัวอย่าง การไหลตัวอย่างผ่านระบบเพื่อกรองเอาไมโครพลาสติกเก็บไว้ใน ช่องตรวจจากนั้นไหลสีย้อมกราฟีน ที่มีความเข้มข้นและระยะเวลาเหมาะสม โดยพลาสติกคนละชนิดจะให้ผลการย้อมสีที่แตกต่างกัน จากนั้นนำไปอ่านค่าฟลูออเรสเซ้นต์ด้วยเครื่องขนาดพกพาที่พัฒนาขึ้น เพื่อให้ได้วิธีตรวจวิเคราะห์ที่แม่นยำสูงสุด ขนาดพกพา ราคาถูก ต้นทุนต่ำ อีกทั้งสามารถช่วยในการเก็บตัวอย่างเพื่อนำมาวิเคราะห์ให้มีโอกาสตรวจพบไมโครพลาสติกได้สูงขึ้น สามารถพัฒนาต่อยอดเพื่อไปใช้ในงานวิเคราะห์ภาคสนามได้… งานวิจัยดีๆ แบบนี้ต้องช่วยกันสนับสนุนครับ

*ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ สวทช., เมธีวิจัยอาวุโส สกว., สมาคมวิจัยวัสดุประเทศไทย