เด็กมัธยมสหรัฐคิดค้นเครื่องกำจัด ‘ไมโครพลาสติก’ ขนาดเล็ก ต้นทุนไม่แพง 

“ไมโครพลาสติก” อนุภาคพลาสติกขนาดจิ๋ว มีอยู่แม้แต่ในส่วนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร บนยอดเขาเอเวอเรสต์ และอยู่ในทุกสิ่งตั้งแต่ฝุ่นในบ้าน ไปจนถึงอาหารและน้ำ ตามการประมาณการ เราแต่ละคนสูดดมและกลืนพลาสติกมูลค่าเท่ากับบัตรเครดิตต่อสัปดาห์ จากนั้นจะไปจบลงที่ปอด เลือด นมแม่ หรือแม้แต่ในอัณฑะ

ยังไม่ชัดเจนว่าไมโครพลาสติกส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างไร แต่สารเคมีทั่วไปหลายชนิดในพลาสติกทำให้เกิดโรคมะเร็ง การเจริญพันธุ์และพัฒนาการบกพร่อง และยับยั้งการทำงานของฮอร์โมน โดยในปัจจุบันเรายังคงหาวิธีการกำจัดไมโครพลาสติกไม่ได้

วิคตอเรีย อู และ จัสติน ฮวง นักเรียนวัย 17 ปี ได้คิดค้นอุปกรณ์กำจัดไมโครพลาสติกออกจากน้ำโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิกหรือคลื่นเสียงความถี่สูง ซึ่งนับเป็นเครื่องมือชิ้นแรกที่สามารถจัดการไมโครพลาสติกด้วยวิธีนี้ได้สำเร็จ

อูและฮวงนำเสนอผลงานของพวกเขาในงาน Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) การประกวดงานวิทยาศาสตร์ทั่วโลกชิงเงินรางวัล 9 ล้านดอลลาร์ และคว้ารางวัลชนะเลิศสาขาวิทยาศาสตร์โลกและสิ่งแวดล้อม (Earth and Environmental Sciences) ซึ่งสนับสนุนโดย Google และยังคว้ารางวัล 50,000 ดอลลาร์ จากรางวัล Gordon E. Moore Award ในสาขาผลงานเชิงบวกสำหรับคนรุ่นอนาคตอีกด้วย

แม้ว่าอุปกรณ์ของพวกเขาอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ทั้งคู่หวังว่าสักวันหนึ่ง อุปกรณ์ชิ้นนี้จะสามารถกรองพลาสติกออกจากน้ำดื่ม น้ำอุตสาหกรรม รวมถึงน้ำเสียที่มนุษย์ทิ้งลงสู่สิ่งแวดล้อมได้

“หากเราพัฒนาสิ่งประดิษฐ์ของเราได้ อาจใช้อุปกรณ์ระดับมืออาชีพมากกว่านี้ หรือไปห้องแล็บแทนการทดสอบจากที่บ้าน เราก็สามารถปรับปรุงอุปกรณ์ของเราได้จริง ๆ และเตรียมมันให้พร้อมสำหรับการผลิตขนาดใหญ่” ฮวงเปิดเผยกับ Business Insider หลังเวทีหลังจากได้รับรางวัล

 

ความท้าทายของการกรองไมโครพลาสติก

ไอเดียการคิดค้นเครื่องกรองไมโครพลาสติกมาจากที่ อูและฮวงไปเยี่ยมชมโรงงานบำบัดน้ำแล้วพบว่ายังไม่มีเครื่องมือที่สามารถกำจัดไมโครพลาสติกออกจากน้ำเสียได้ 

ปัจจุบันใช้สารเร่งตกตะกอน (chemical coagulants) เช่น อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ในการแยกไมโครพลาสติกออกจากน้ำ โดยไมโครพลาสติกจะจับตัวกันเป็นชิ้นใหญ่ขึ้นและกรองได้ง่ายกว่า แต่สารตกตะกอนทางเคมียังสามารถก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมและทำให้ค่า pH ของน้ำผันผวน แถมสารเร่งตกตะกอนยังมีราคาแพงอีกด้วย

ส่วนวิธีอื่น ๆ เช่น การใช้ตัวกรอง ก็ต้องคอยเปลี่ยนบ่อย ๆ เพราะจะอุดตันได้ง่าย และหากใช้วิธีทางใช้ชีวภาพเช่น การใช้เอนไซม์ในการย่อยพลาสติก ก็ยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะจัดการกับปัญหานี้ในวงกว้าง ดังนั้น อูและฮวง ผู้ที่มีความสนใจร่วมกันในเรื่องสิ่งแวดล้อม จึงมุ่งมั่นที่จะคิดค้นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ราคาไม่แพง และมีประสิทธิภาพ

สำหรับอุปกรณ์ของพวกเขามีเล็กเท่าปากกา โดยพื้นฐานแล้วมีลักษณะเป็นท่อยาว ที่มีทรานสดิวเซอร์ไฟฟ้า 2 ตัว ซึ่งใช้อัลตราซาวด์ เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวกรองสองชั้น ขณะที่น้ำไหลผ่านอุปกรณ์ คลื่นอัลตราซาวด์จะสร้างแรงดัน ผลักไมโครพลาสติกออกจากน้ำ ทำให้ได้น้ำสะอาดไหลออกไปอีกฝั่ง

อูและหวงทำการทดสอบอุปกรณ์กับไมโครพลาสติกที่พบได้ทั่วไป 3 ประเภท ได้แก่ โพลียูรีเทน โพลีสไตรีน และโพลีเอทิลีน ซึ่งอุปกรณ์ของพวกเขาสามารถกำจัดไมโครพลาสติกในน้ำได้ระหว่าง 84-94%

ทั้งคู่เชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย ทั้งในโรงงานบำบัดน้ำเสีย โรงงานสิ่งทออุตสาหกรรม โรงบำบัดน้ำเสีย และแหล่งน้ำในชนบท หากมีขนาดเล็กลง ก็สามารถกรองไมโครพลาสติกในเครื่องซักผ้า หรือแม้แต่ตู้ปลาได้

แต่ก่อนจะไปถึงขั้นนั้น จำเป็นต้องมีการทดลองที่มากกว่านี้ อูกล่าวว่า “ฉันคิดว่าเราจำเป็นต้องมีการประมวลผลให้มากกว่านี้ นี่เป็นแนวทางที่ค่อนข้างใหม่ เราพบงานวิจัยเพียงชิ้นเดียวที่พยายามใช้คลื่นอัลตราซาวด์ในการกรองไมโครพลาสติกออกจากน้ำ”

ฮวงเห็นด้วย พร้อมกล่าวเสริม “ผมหวังว่าเราจะสามารถนำไปใช้งานได้ แต่ก่อนอื่นเราต้องปรับแต่งมันก่อน เพราะเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น”

 

ที่มา: Business Insider, Project Board