สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
(ก)
(ข)
(ค)
รูปที่ 4 ผลการตกตะกอนดว้ ยสารตกตะกอนโปรตนี จากเมล็ดมะรุมหลงั ต้ังท้ิงให้ตกตะกอน 1 ช่วั โมง
(ก) ค่าความขนุ่ ทเี่ ปลยี่ นแปลง (ข) ค่า TDS ทเี่ ปลย่ี นแปลง (ค) คา่ pH ที่เปลี่ยนแปลง
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 433 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
จากผลการทดลองในรูปที่ 4 ทาการทดสอบการเติมสารตกตะกอนโปรตีนในปริมาณต่าง ๆ เม่ือต้ังทิ้งไว้ให้ตกตะกอน
เป็นวลา 1 ช่ัวโมง พบว่าค่าความขุ่นของน้าลดลงเม่ือเทียบกับค่าความขุ่นเร่ิมต้นที่ 50 NTU โดยปริมาณสารตกตะกอนโปรตีนท่ี 5
mg/L ใหป้ ระสิทธภิ าพดีท่สี ุดทาใหค้ วามขุ่นของนา้ ลดลงเหลอื เพยี ง 4.50 NTU (รปู ท่ี 4(ก)) จากรปู ที่ 4 (ค) พบวา่ ทาใหค้ า่ TDS เพิม่ ข้ึน
เพียงเล็กน้อยข้ึนอยู่กับปริมาณที่เติมและทาให้ค่า pH เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยดังแสดงในรูปที่ 4 (ข) ซ่ึงผ่านมาตรฐานเกณฑ์
คณุ ภาพนา้ ประปาดม่ื ได้ ตามประกาศกรมอนามยั พ.ศ. 2543 [9]
สรปุ
สารสกัดโปรตีนจากเมลด็ มะรมุ สามารถใชก้ าจดั ความขุ่นในกระบวนการผลิตน้าประปาได้ แม้ใช้ในปริมาณเพียงเล็กน้อย
โดยมีปริมาณการใช้สารตกตะกอนท่ีเหมาะสมคือ 5 mg/L ท่ีภาวะ pH เท่ากับ 8 ซ่ึงเป็นภาวะท่ีใกล้เคียงกับน้าธรรมชาติ ให้
ประสทิ ธิภาพการกาจัดความข่นุ สงู ถงึ 91% โดยมปี จั จัยที่ส่งผลตอ่ ประสทิ ธิภาพการกาจดั ความขนุ่ คือ วธิ กี ารสกดั ปริมาณการใช้ พี
เอช การจารเ์ ทส และระยะเวลาตกตะกอน กล่าวไดว้ ่าการใช้สารตกตะกอนจากเมล็ดมะรมุ เปน็ อีกทางเลอื กในการบาบัดน้าอย่างมี
ประสิทธภิ าพ
กิตตกิ รรมประกาศ
ขอขอบคุณ มหาวิทยาลัยมหิดล วิทยาเขตกาญจนบุรี ที่ให้การสนับสนุนเครื่องมือวิจัยและห้องปฏิบัติการ และ
ขอขอบคุณบริษัท ทีทดี ับบลิว จากดั (มหาชน) ทใี่ หก้ ารสนับสนุนเงินทุนวิจัยในครงั้ นี้
เอกสารอ้างองิ
[1] World Health Organization. (2017). Progress on drinking water, sanitation and hygiene: 2017 update and
SDG baselines
[2] Antov, M. (2018). Common oak (Quercus robur) acorn as a source of natural coagulants for water
turbidity removal. Industrial Crops and Products, 117, 340-346.
[3] Choy, S. (2014). Utilization of plant-based natural coagulants as future alternatives towards sustainable
water clarification. Journal of environmental sciences, 26(11), 2178-2189.
[4] Katata-Seru, L., Moremedi, T., Aremu, O. S., & Bahadur, I. (2018). Green synthesis of iron nanoparticles
using Moringa oleifera extracts and their applications: removal of nitrate from water and antibacterial
activity against Escherichia coli. Journal of Molecular Liquids, 256, 296-304.
[5] Dasgupta, S., Gunda, N. S. K., & Mitra, S. K. (2016). Evaluation of the antimicrobial activity of Moringa
oleifera seed extract as a sustainable solution for potable water. Rsc Advances, 6(31), 25918-25926.
[6] Šćiban, M. (2009). Removal of water turbidity by natural coagulants obtained from chestnut and
acorn.Bioresource technology,100(24), 6639-6643.
[7] Baptista, A. T. A., Silva, M. O., Gomes, R. G., Bergamasco, R., Vieira, M. F., & Vieira, A. M. S. (2017). Protein
fractionation of seeds of Moringa oleifera lam and its application in superficial water
treatment. Separation and Purification Technology, 180, 114-124.
[8] Ndabigengesere, A., Narasiah, K. S., & Talbot, B. G. (1995). Active agents and mechanism of coagulation
of turbid waters using Moringa oleifera. Water research, 29(2), 703-710.
[9] ประกาศกรมอนามยั เร่ือง เกณฑ์คุณภาพนา้ ประปาด่ืมได้ (2553)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 434 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
073
ระบบกล่นั น้าผ่านเยอื่ กรองด้วยเทอรโ์ มอิเล็กทริค
ร่วมกบั การหมนุ เวียนไอนา้ ทีอ่ ณุ หภูมติ ้า่
Thermoelectric Membrane Distillation System with
Vapor Recirculation in Low Temperature Condition
กานต์พฒั น์ แพโรจน์1 สรวี ลั ย์ จงึ เจริญนิรธร2 ชนนิกานต์ ศรีกัลยา2 และ มณฑล ฐานตุ ตมวงศ์2*
Kanapat Phaerot1 Sareewan Juengjarernnirathorn2 Chonnikarn Srikanlaya2 and Monthon Thanuttamavong2*
1 นิสติ บณั ฑติ วทิ ยาลยั ภาควชิ าวิศวกรรมสงิ่ แวดลอ้ ม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ ;
2*ผูช้ ว่ ยศาสตราจารย์ ; 2 อาจารย์ วทิ ยาลยั บูรณาการศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ วทิ ยาเขตบางเขน กรุงเทพ 10900;
*โทรศพั ท์ : 089-815-0981, E-mail : [email protected]
บทคดั ย่อ
ระบบกลั่นน้าผ่านเยื่อกรองเป็นระบบท่ีใช้ในการแยกน้าบริสุทธิ์ออกจากน้ากร่อยหรือน้าเค็ม โดยอาศัยหลักการท้างาน
ของเย่อื กรองแบบไม่ชอบน้าในการกลนั่ เพอื่ แยกไอน้าบรสิ ุทธิอ์ อกจากนา้ ดบิ ในงานวิจยั น้ีมงุ่ เนน้ ในการพัฒนาระบบกลั่นนา้ ผา่ นเยอื่
กรอง โดยการด้าเนินระบบผ่านเย่ือกรองแบบก๊าซน้าพาร่วมกับการหมุนเวียนไอน้า และใช้เทอร์โมอิเล็กทริคเข้ามาเป็นแหล่ง
พลังงานความร้อนและเย็นท่ีใช้ในการอุ่นน้าดิบและการควบแน่นของระบบการกลั่น ผลการทดลองพบว่า ค่าแรงดันไฟฟ้าท่ี
เหมาะสมส้าหรับการจ่ายให้กับแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริคมีค่าเท่ากับ 10 โวลต์ ส้าหรับน้ากร่อยท่ีมีค่าความเค็มต่้ากว่า 1500 ppm
โดยระบบมคี า่ อัตราการผลติ นา้ กลน่ั เท่ากบั 0.91 ลติ รตอ่ ตารางเมตร-ชั่วโมง ที่อุณหภมู ขิ องนา้ ดิบเทา่ กับ 45 องศาเซลเซยี ส และคา่
ความชื้นสมั พัทธ์ของอากาศที่วนกลับเข้าสู่โมดูล มีค่าเท่ากับ 88% ทั้งน้ีค่าความบริสุทธ์ิของน้าที่ผลิตได้มีค่าการน้าไฟฟ้าอยู่ที่ 3.5
ไมโครซเี มนตต์ อ่ เซนติเมตรและคา่ ร้อยละการกา้ จดั ของแข็งละลายนา้ ทงั้ หมดเท่ากับ 98.3% โดยทีเ่ พิ่มค่าความเคม็ ของน้าดบิ น้นั ไม่
มผี ลต่อความบริสุทธิ์ของน้ากลน่ั ท่ีผลติ ได้
คา้ สา้ คัญ : การกลน่ั น้าผ่านเยือ่ กรอง; เทอรโ์ มอเิ ลก็ ทรคิ ; การวนไอน้า; อุณหภมู ติ ้า่
Abstract
Membrane distillation (MD) is an emerging separation process for desalination of brackish or seawater.
In this technique, hydrophobic membrane is required to separate water vapor from raw water. This study is
focusing on the development of MD by running the process through air gap membrane distillation (AGMD)
with vapor recirculation and using thermoelectric as the energy source of heating and cooling for warming raw
water and condensation of the distillation system. Experimentation found that the optimum voltage for
supplying thermoelectric is equal to 10 volts for brackish water with a salinity lower than 1500 ppm.
Production rate of distilled water equal to 0.91 L/m2hr with raw water temperature at 45 oC and relative
humidity of air circulating back into the module is equal to 88%. The purity of water produced is equal to 3.5
µS/cm and TDS rejection rate equal to 98.3%, increasing the salinity of raw water does not affect to the purity
of the produced distilled water.
Keywords : Membrane distillation; Thermoelectric; Vapor-recirculation; Low temperature
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 435 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
บทนา้
ทรัพยากรน้าของประเทศไทยในปัจจุบัน มักประสบปัญหาภัยแล้งหรือสภาวะน้าทะเลหนุนในหลายพ้ืนท่ี ด้วยเหตุนี้จึง
ส่งผลกระทบท้าให้เกิดปัญหาน้าเค็มหรือน้ากร่อยและ ส่งผลต่อระบบการผลิตน้าประปาซึ่งระบบที่ใช้ในปัจจุบันไม่ ส า ม า ร ถ ข จั ด
ความเค็มออกได้ทั้งหมดท้าให้น้าประปามีรสชาติกร่อย ซึ่งส่งผลกระทบต่อการน้าน้ามาอุปโภคและบริโภคของประชาชน โดยใน
ปัจจุบันประชาชนให้ความสนใจในปัญหาน้าเค็มน้ากร่อยมากขึ้น เน่ืองจากการน้าน้ากร่อยมาอุปโภคหรือบริโภคเป็นเวลานา นๆ
อาจจะสง่ ผลกระทบต่อสขุ ภาพในระยะยาวได้ ทง้ั นกี้ ารผลิตน้าใหบ้ ริสุทธ์ิในปัจจบุ นั มีหลากหลายวิธีการ เช่น กระบวนการให้ความ
ร้อน การกล่ันผ่านเย่ือกรอง การแลกเปล่ียนไอออน (Ion Exchange) และเทคโนโลยีกระบวนการการผันกลับ (Reverse
Osmosis, RO) แต่เน่ืองจากเทคโนโลยี RO ต้องใช้พลังงานสูงมากในการสร้างแรงดันเพ่ือขับเคลื่อนน้าดิบให้ผ่านระบบ ท้ังนี้
กระบวนการการใหค้ วามรอ้ นและเทคโนโลยี RO จ้าเป็นต้องสร้างให้มีขนาดใหญ่เพ่ือเพิ่มอัตราการผลิตซ่ึงต้องสิ้นเปลืองพลังงาน
และพน้ื ทจี่ า้ นวนมากในการสร้าง [1]
ในงานวิจัยนี้มุ่งเน้นในการพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนการกล่ันโดยใช้เย่ือกรอง (Membrane Distillation) [2] เพื่อใช้ใน
การผลิตนา้ สะอาดจากน้าประปาและน้าเกลอื สังเคราะห์ ซ่ึงเป็นระบบทม่ี ขี นาดเลก็ และใชพ้ ลงั งานต่า้ อาศัยหลักการการระเหยของ
น้าท่ีไหลผ่านพื้นผิวของเยื่อกรองที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้า (Hydrophobic Membrane) [3] ท้าให้ไอน้าที่ระเหยออกมาสามารถ
เคล่อื นทผี่ ่านรพู รนุ ของเย่ือกรองไปยงั อีกด้านได้ โดยใช้ระบบการกลั่นเยื่อกรองแบบน้าพาด้วยก๊าซ (Sweeping Gas Membrane
Distillation) ซ่ึงชว่ ยเพมิ่ ประสิทธิภาพในการควบแน่นและการวนอากาศภายในระบบเพอ่ื เพิ่มความช้ืนสัมพัทธ์ของอากาศ อีกทั้งมี
การใช้แผ่นเทอร์โมอิเล็กทริค (Peltier) [4] ซ่ึงท้าหน้าที่เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานความร้อนและความเย็นในเวลา
เดียวกัน โดยมกี ารออกแบบให้เดินระบบทอ่ี ุณหภูมติ ่้าเพ่อื หลีกเลย่ี งการใช้อปุ กรณท์ ี่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูงและช่วยในการประหยัด
พลงั งานของระบบ
ประสิทธิภาพของการผลิตน้ากล่ันจะข้ึนอยู่กับอัตราการระเหยเป็นหลัก ซึ่งอัตราการระเหยจะแปรผันตามค่าความ
แตกตา่ งของความดนั ไอ [5] ท่ีบริเวณผิวของเย่ือกรองทั้ง 2 ฝ่ัง [6] แสดงดังสมการที่ (1) โดยค่าความดันไอของน้าดิบท่ีบริเวณผิว
ของเยือ่ กรองจะเพิ่มขนึ้ หากน้าดิบมีอุณหภูมิเพ่ิมสูงขึ้น ส่วนค่าความดันไอของอากาศที่ผิวของเยื่อกรองจะเพิ่มขึ้นหากความช้ืน
สมั พทั ธใ์ นอากาศมคี ่าสูงขึน้ ซ่งึ จะสง่ ผลใหค้ า่ ความแตกต่างของค่าความดนั ไอที่บริเวณผิวของเยือ่ กรองทง้ั 2 ฝั่งลดลง
Jp = Km (Pf - Pp) (1)
โดยค่า Jp คืออัตราการผลติ น้า (ลิตรต่อตารางเมตร-ชัว่ โมง), Km คอื ค่าคงท่ีเฉพาะของเยือ่ กรอง, Pf คอื คา่ ความดันไอของน้าดิบทีผ่ วิ
ของเยื่อกรอง (มลิ ลิเมตรปรอท) และ Pp คือค่าความดนั ไอของอากาศทผี่ วิ ของเย่อื กรอง (มลิ ลเิ มตรปรอท)
อปุ กรณ์และวิธกี าร
อปุ กรณ์
1.เยือ่ กรองผลติ วัสดุโพลโี อเลฟีนความหนา 0.3 มม. ขนาดรพู รุน 0.014 ไมโครเมตร คา่ ความพรุน 67.42% คา่ มมุ สัมผสั ของ
หยดน้าเท่ากับ 124.3 องศา
2.แผ่นเทอรโ์ มอเิ ลก็ ทรคิ รุ่น TEC1-12706 ขนาด 4*4 ซม. หนา 3 มม.
3.ผนงั ห้องรอ้ นและห้องเยน็ ผลติ จากอลมู ิเนยี ม
4.ห้องรอ้ นและโครงเยือ่ กรอง ผลติ ขึน้ จากพลาสตกิ PLA (Polylactic-acid) ด้วยเครือ่ งพมิ พ์ 3 มิติ
5.ปม๊ั รีด รุ่น MasterFlex 6-600 RPM 0.1 HP
6.ป๊มั สญุ ญากาศ รุ่น Sparmax tc-2000 vm
7.ภาชนะบรรจุน้าดบิ หมุ้ ฉนวน ขนาด 10 ลติ ร
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 436 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ขนั้ ตอนการท้างาน
ป้ัมรดี ท้าการสบู นา้ ดิบเขา้ สหู่ อ้ งร้อนเพือ่ ท้าการเพ่ิมอุณหภมู ขิ องนา้ ดบิ โดยการไหลผา่ นแผ่นอลมู เิ นยี มทีไ่ ดร้ ับการกระจาย
ความรอ้ นจากแผน่ เทอรโ์ มอิเลก็ ทรคิ จนนา้ มอี ณุ หภมู ิสูงข้ึน จากนั้นไหลเข้าสโู่ มดูลทา้ ใหน้ ้าไหลผ่านผวิ เยอ่ื กรองท้าให้น้าเกดิ การ
ระเหยเป็นไอนา้ ผ่านรพู รุนของเย่อื กรองเข้าส่ชู อ่ งอากาศกลางโมดูลและจะถกู น้าพาใหเ้ ขา้ ส่หู ้องควบแนน่ ทีไ่ ด้รับการกระจายความ
เยน็ จากแผ่นเทอร์โมอิเล็กทรคิ เพอ่ื ทา้ การควบแน่นไอน้าทีบ่ รเิ วณผนงั ของหอ้ งควบแนน่ กลายเป็นหยดน้าสะอาดไหลลงมารวมอยูท่ ่ี
หอ้ งดา้ นลา่ ง ดงั แสดงในรปู ที่ 1
รปู ท่ี 1 แผนผังการท้างานของเครอ่ื ง รปู ที่ 2 เครื่องต้นแบบ
การทดลอง
ในการทดลองมีการกา้ หนดคา่ คงทีข่ องคา่ ตา่ งๆ ดังน้ี 1. อตั ราการไหลของน้าดบิ ท่ี 0.5 ลติ รต่อนาที 2. อัตราการไหลของ
อากาศท่ี 35 ลิตรต่อนาที 3. อุณหภูมิของอากาศภายในห้องอยู่ระหว่าง 31-34 องศาเซลเซียส 4. อุณหภูมิเริ่มต้นของน้าดิบอยู่ท่ี
30 องศาเซลเซียส 5. ค่าของแข็งละลายน้าทั้งหมด (Total Dissolved Solids) 300-320 ppm 5. ค่า pH อยู่ท่ี 7.1-7.3 และ ท้า
การแปรค่าแรงดนั ไฟฟา้ ทีจ่ ่ายให้กับเทอร์โมอิเล็กทริค อยู่ท่ี 6, 8, 10 และ 12 โวลต์ ในส่วนของการเตรียมค่าความเค็มของน้าดิบ
เตรียมมาจากสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) โดยก้าหนดค่าความเค็มอยู่ท่ี 300, 1500, 5000, 15000 และ 30000 ppm
ตามลา้ ดับ
ในการวิเคราะห์ผลการทดลอง ค่าความเค็ม ค่าของแข็งละลายน้าทั้งหมดและค่าการน้าไฟฟ้าถูกตรวจวัดด้วยเคร่ือง
Waterproof IP57 คา่ อุณหภมู แิ ละความชื้นสมั พทั ธ์ถูกตรวจวัดด้วยหวั วดั ความชื้นแบบดิจิตอลรุน่ AM2315 โดยเริ่มท้าการเก็บค่า
ผลการทดลองหลังจากที่ระบบเข้าสู่สภาวะสมดุล (อุณหภูมิของน้าดิบเพ่ิมสูงข้ึนจนคงท่ี) โดยท้าการเก็บค่าทุกๆ 10 นาที
ต่อเน่ืองกันเป็นเวลา 1 ชั่วโมง และท้าการวัดและวิเคราะห์ค่าต่างๆ ดังน้ี 1. อุณหภูมิของน้าดิบ วิเคราะห์ ณ จุดต่างๆ ทั้งหมด 3
ต้าแหน่ง คือ 1) ภาชนะบรรจุน้าดิบ 2) จุดก่อนเข้าโมดูล และ 3) จุดก่อนออกจากโมดูล 2. อุณหภูมิของอากาศและความช้ืน
สมั พทั ธ์ของอากาศ ทา้ การวเิ คราะหท์ ัง้ หมด 3 ต้าแหนง่ คือ 1) กอ่ นเข้าโมดูล 2) ออกจากโมดูล และ 3) ออกจากห้องควบแน่น 3.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 437 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ปรมิ าณน้าท่ีไดจ้ ากกระบวนการผลติ ของเครือ่ ง โดยการวัดปริมาณโดยน้าไปช่ังน้าหนัก และวิเคราะห์ค่าความเค็มและค่าของแข็ง
ละลายนา้ ทง้ั หมด
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
ความสัมพนั ธ์ระหว่างค่าแรงดนั ไฟฟ้าต่ออณุ หภมู ขิ องนา้ ดิบและอตั ราการผลิตน้า
รปู ท่ี 3 ความสมั พันธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าตอ่ อุณหภมู ิของน้าดบิ และอตั ราการผลติ น้า
การทดลองหาคา่ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งคา่ แรงดนั ไฟฟ้าตอ่ อณุ หภมู ขิ องน้าดบิ และอตั ราการผลิตนา้ แสดงดังรปู ภาพที่ 3
จากการทดลองพบวา่ อัตราการผลติ นา้ มคี า่ เทา่ กับ 0.54, 0.72, 0.91 และ 0.93 ลติ รตอ่ ตารางเมตร-ชว่ั โมง ตามลา้ ดบั โดย
อุณหภมู ิของน้าอุ่น เม่ือด้าเนนิ ระบบเขา้ สสู่ ภาวะสมดลุ มีคา่ อยทู่ ี่ 38.5, 41.5 , 45 และ 49 องศาเซลเซยี ส ตามล้าดับ ในขณะที่
อุณหภมู ิของผนงั หอ้ งเยน็ มีค่า 25, 25, 33 และ 33 องศาเซลเซยี ส ตามลา้ ดบั ทั้งนีเ้ มื่อเพิ่มค่าแรงดนั ไฟฟา้ ทจ่ี ่ายให้กับแผ่นเทอร์
โมอิเล็กทรคิ จาก 6 โวลต์ จนถึง 10 โวลต์ พบว่านา้ ดิบในระบบมอี ุณหภูมทิ ส่ี งู ข้ึนและเกดิ การระเหยเปน็ ไอน้าในโมดลู ไดม้ ากขน้ึ
ส่งผลให้อตั ราการผลติ นา้ สูงข้ึนตามล้าดับ แต่เมื่อเพม่ิ คา่ แรงดันไฟฟา้ จาก 10 โวลต์ เป็น 12 โวลต์ อตั ราการผลติ นา้ สงู ขึ้นเพยี ง
เลก็ นอ้ ย เนื่องจากนา้ ดิบไมส่ ามารถทา้ การควบแนน่ เป็นไอน้าทีห่ อ้ งควบแน่นได้ทนั ทา้ ใหค้ วามช้ืนในอากาศทว่ี นกลบั เขา้ สโู่ มดลู ยงั
มคี วามช้นื สงู สง่ ผลให้อตั ราการระเหยต้่าลง เชน่ เดียวกับ [6] ที่พบว่า อากาศท่ีมคี วามชนื้ สมั พทั ธส์ ูงขนึ้ จะทา้ ให้ค่าความดันไอสงู ขน้ึ
ตามไปด้วย ส่งผลใหค้ วามตา่ งของแรงดันไอท่ีผิวเยื่อกรองทงั้ 2 ฝง่ั ลดลง และเกดิ การควบแนน่ ภายในโมดลู เป็นหยดนา้ ท่บี รเิ วณผิว
ของเยอ่ื กรองสง่ ผลให้พ้นื ท่ผี ิวของเยื่อกรองลดลง
ความสมั พนั ธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟา้ ตอ่ ความชนื้ ในอากาศและอณุ หภมู ิของอากาศ
รปู ท่ี 4 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งคา่ แรงดันไฟฟ้าต่อความช้นื ในอากาศและอณุ หภมู ขิ องอากาศ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 438 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
การหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าต่อความช้ืนในอากาศและอุณหภูมิของอากาศกระท้า ก า ร แ ป ร ค่ า
แรงดันไฟฟ้าและก้าหนดค่าความเค็มของนา้ ดิบเชน่ เดยี วกบั การทดลองหาคา่ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าต่ออุณหภูมิของ
นา้ ดิบและอัตราการผลติ น้า จากรปู ภาพที่ 4 แสดงคา่ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าต่อความช้ืนในอากาศและอุณหภูมิของ
อากาศพบวา่ อุณหภูมิของอากาศที่ออกจากห้องควบแน่นมีค่าสูงขึ้น ในขณะที่ค่าความช้ืนสัมพัทธ์ในอากาศที่วนกลับเข้าสู่โมดูลมี
คา่ ลดลง และท่ีแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศที่วนกลับเข้าสู่โมดูลมีค่าสูงมาก ท้าให้การน้าพาไอน้าจากโมดูล
เข้าสู่ห้องควบแน่นมีประสิทธิภาพต่้าลง เน่ืองจากอากาศที่มีความช้ืนสัมพัทธ์ต้่าจะสามารถน้าพาความช้ืนในอากาศได้ดีกว่า [6]
ส่งผลให้ลดการควบแน่นภายในโมดูลได้ดีกว่า และในขณะเดียวกันอุณหภูมิของอากาศท่ีออกมาจากห้องควบแน่นมีค่าอยู่ท่ี 37.4
องศาเซลเซียส ซ่ึงสูงกว่าอุณหภูมิที่ผิวของห้องควบแน่น แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของอากาศท่ีเข้าสู่ห้องควบแน่นมีค่า สูงเกินไป
ส่งผลใหก้ ารแผ่ความเยน็ จากแผ่นเทอร์โมอิเล็กทรคิ ไปยังผนงั ของหอ้ งควบแน่นไมส่ ามารถกระจายไดอ้ ย่างทว่ั ถงึ เนอ่ื งจากเกิดการ
แลกเปลี่ยนความรอ้ นกับอากาศมากเกนิ ไป ท้าใหพ้ น้ื ทผี่ วิ ในการควบแน่นลดลง
ความสมั พันธร์ ะหว่างความเคม็ ตอ่ อัตราการกา้ จดั สิ่งปนเปอ้ื นและอตั ราการผลิตน้า
รูปท่ี 5 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างความเคม็ ตอ่ อตั ราการก้าจัดส่ิงปนเปอ้ื นและอัตราการผลิตน้า
จากการทดลอง ท้าการแปรค่าความเค็มที่ 300, 1500, 5000, 15000 และ 30000 ppm ตามล้าดับ และก้าหนดค่า
แรงดันไฟฟา้ คงทีท่ ่ี 10 โวลต์ โดยทา้ การทดลองภายในเวลา 1 ชวั่ โมง พบว่า ผลผลิตที่ได้มีค่าการน้าไฟฟ้าอยู่ท่ี 3.5 ไมโครซีเมนต์
ต่อเซนติเมตร ในทุกค่าความเค็มท่ีแปรผันไป แสดงผลดังรูปภาพที่ 5 สามารถอธิบายได้ว่าระบบกล่ันผ่านเยื่อกรองสามารถปรับ
สภาพนา้ ดบิ ใหเ้ ป็นน้าสะอาดได้ โดยการกา้ หนดขนาดรูพรุนของเย่อื กรองทใ่ี ช้ ท้าใหไ้ ด้ค่าของแขง็ ละลายนา้ ทั้งหมดของน้าสะอาดท่ี
คงท่ี ต่างจากระบบ RO ท่ีจะมเี ปอรเ์ ซน็ ต์การกา้ จัดท่คี งท่ี ซ่งึ จะท้าใหป้ ริมาณของแข็งละลายน้าทั้งหมด ลดลงเปน็ เปอร์เซ็นต์ข้ึนอยู่
กับสภาพของน้าดิบ [7] และพบว่าอัตราการผลิตน้าในแต่ละค่าความเค็มมีค่าเท่ากับ 0.91, 0.91, 0.86, 0.83 และ 0.82 ลิตรต่อ
ตารางเมตร-ช่ัวโมง ซึ่งแสดงให้เห็นวา่ การทน่ี ้าดบิ มคี า่ ความเคม็ เพมิ่ ขึ้นน้นั สง่ ผลใหอ้ ัตราการผลติ ลดลง เน่ืองจากการเพ่มิ ขึน้ ของค่า
ความเค็มส่งผลให้น้าดิบมีค่าความดันไอท่ีลดลงท้าให้ความต่างของค่าความดันไอท่ีผิวของเยื่อกรองทั้ง 2 ฝั่งมีค่าลดลง ส่งผลให้
อตั ราการระเหยลดลงตามไปด้วย
จากทดลองแสดงใหเ้ ห็นว่า ปัจจยั ทม่ี ีผลต่อการเพ่ิมประสิทธิภาพของระบบการกลั่นผ่านเยื่อกรองด้วยเทอร์โมอิเล็กทริค
คือ การเพ่ิมแรงดันไฟฟ้าของแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริค ท้าให้อุณหภูมิของน้าดิบมีค่าสูงข้ึนส่งผลให้ค่าความดันไอบริเวณผิวของเยื่อ
กรองฝงั่ น้าดนิ มีค่าสูงขึ้น จึงทา้ ให้ความต่างของคา่ ความดันไอท่ีบริเวณผวิ ของเยอ่ื กรองท้งั 2 ฝ่ังมคี ่าสงู ขน้ึ ตามไปดว้ ย แต่เมื่อเพิ่มค่า
แรงดันไฟฟ้าถึงจดุ หนงึ่ จะทา้ ใหห้ ้องควบแน่นไม่สามารถควบแน่นไอน้าได้ทนั สง่ ผลใหอ้ ากาศทีว่ นกลบั เขา้ สูโ่ มดลู ยังคงมคี วามชื้นสูง
อยู่ท้าใหก้ ารนา้ พาไอน้าจากโมดูลไปยังห้องควบแน่นมีประสิทธิภาพต้่าลง จึงเกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในโมดูลซึ่งส่งผลให้ค่า
ความดันไอที่ผวิ ของเย่อื กรองฝงั่ อากาศสูงข้นึ ทา้ ให้ผลต่างของความดันไอท้ัง 2 ฝ่ังลดลง และยังส่งผลให้เกิดการควบแน่นท่ีผิวของ
เยือ่ กรองภายในโมดูล ท้าใหพ้ ้นื ท่ผี ิวของเยื่อกรองลดลง ซ่ึงส่งผลให้ลดอตั ราการระเหยของน้าดบิ อีกเชน่ กัน และปจั จยั ท่มี ผี ลต่อการ
ลดประสทิ ธภิ าพของการกลน่ั ผ่านเยือ่ กรองดว้ ยเทอร์โมอิเล็กทรคิ คอื ค่าความเค็มและสง่ิ เจือนปนในน้าดิบ โดยส่งิ เหล่าน้จี ะสง่ ผลให้
น้าดิบมแี รงตึงผวิ ทสี่ งู ขึ้น ย่งิ มีคา่ ของแขง็ ละลายน้าท้งั หมดสูงจะส่งผลให้ค่าความดันไอของน้ามีค่าลดต้่าลงตามไปด้วย ซึ่งจะส่งผล
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 439 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ให้คา่ ความต่างของความดนั ไอทบ่ี ริเวณผวิ ของเยื่อกรองท้งั 2 ฝั่งมีค่าลดลง อย่างไรก็ตามจากผลการทดลองจะเห็นได้ว่า น้าท่ีผลิต
ไดม้ คี วามสะอาดสูงและไมแ่ ปรผนั ไปตามของแขง็ ละลายน้าท้ังหมดของน้าดิบ
สรปุ
จากการด้าเนินการทดลองพบว่า การด้าเนินการของระบบท่ีเหมาะสมมีค่าแรงดันไฟฟ้าของแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริคที่ 10
โวลต์ มีอัตราการผลิตอยู่ที่ 0.91 ลิตรต่อตารางเมตร-ชั่วโมง โดยน้าดิบมีค่าของแข็งละลายน้าท้ังหมดที่ 300 ppm ซึ่งหากเพ่ิม
แรงดันไฟฟา้ ให้สูงข้ึนจะสามารถเพ่ิมอัตราการผลิตได้เพียงเล็กน้อย เนื่องจากระบบไม่สามารถท้าการควบแน่นได้ทัน โดยการเพิ่ม
กา้ ลงั ไฟฟา้ จาก 10 โวลตเ์ ปน็ 12 โวลต์ ทา้ ให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศท่ีวนกลับเข้าสู่โมดูลเปลี่ยนไปจาก 88% เป็น 94.4%
ซึ่งส่งผลให้ไม่สามารถน้าพาไอน้าจากโมดูลไปสู่ห้องควบแน่นได้มากพอท้าให้ประสิทธิภาพในการระเหยของระบบลดลง และผล
ของค่าความเค็มและค่าของแข็งละลายน้าทั้งหมดในน้าดิบ ย่ิงมีค่าสูงอัตราการผลิตก็จะย่ิงต่้าลง เน่ืองจากค่าของแข็งละลายน้า
ทั้งหมด ส่งผลให้นา้ ดบิ มคี า่ แรงตึงผวิ สงู ข้นึ ท้าใหส้ ามารถระเหยไดย้ ากข้ึน ทงั้ นก้ี ารเพิม่ ค่าความเคม็ ของน้าดบิ จาก 300 เปน็ 30000
ppm สง่ ผลใหอ้ ตั รการผลติ น้าลดลง 9.9% เนอ่ื งจากอตั ราการระเหยของน้าดบิ ลดลง ซ่งึ สามารถเพิม่ ประสทิ ธภิ าพการกลั่นน้าดิบที่
มีค่าความเค็มสูงได้โดยการเพิ่มค่าแรงดันไฟฟ้า โดยเม่ือเพิ่มค่าแรงดันไฟฟ้า จาก 10 โวลต์เป็น 12 โวลต์ จะท้าให้อัตราการผลิต
สงู ข้นึ 7.3% และคา่ ความชื้นสมั พัทธ์ของอากาศที่วนกลับเขา้ สโู่ มดูลอยูท่ ่ี 86.7% ซึ่งเปน็ ค่าความชน้ื ที่เหมาะสมในการเดินระบบ
ประสทิ ธภิ าพในการก้าจัดของระบบกลน่ั นา้ ผ่านเยื่อกรองด้วยเทอรโ์ มอเิ ล็กทรคิ ผลผลิตทีไ่ ด้จะมีค่าการนา้ ไฟฟ้าอยู่ที่ 3.5
ไมโครซีเมนตต์ ่อเซนติเมตร คา่ ร้อยละการก้าจัดของแข็งละลายนา้ ทั้งหมดเท่ากับ 98.3% ส้าหรับน้าดิบที่มีค่าความเค็ม 300 ppm
และ 99.99% ส้าหรับน้าดิบท่ีมีค่าความเค็ม 30000 ppm โดยความสะอาดจะขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุนของเยื่อกรองที่ใช้ในการ
ทดลอง ซึ่งท้าให้ระบบมีความปลอดภัยสูง ค่าการนา้ ไฟฟา้ ของผลผลติ ท่ีได้คงท่ี แมว้ า่ ค่าความเคม็ ของน้าดิบจะมีค่าเปลี่ยนไปก็ตาม
โดยระบบสามารถเพ่ิมค่าแรงดันไฟฟ้าเพื่อเพิ่มอัตราการผลิตได้หากน้าดิบมีค่าความเค็มสูง โดยมีข้อจ้ากัดคือค่าความช้ืนสัมพัทธ์
ของอากาศที่วนกลับเข้าสู่โมดูลไม่เกิน 90% ซ่ึงหากค่าความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศที่วนกลับเข้าสู่โมดูลเกินค่าท่ีก้าหนดจะท้าให้
ประสทิ ธิภาพในการระเหยเพิ่มข้ึนเพียงเล็กน้อยท้าให้สิน้ เปลอื งพลังงาน
เอกสารอา้ งอิง
[1] Meindersma, G.W.,C.M Guijt, and A.B. de Haan. Desalination and water recycling by air gap membrane
distillation: Desalination. 2006 187: 291-301.
[2] Naidu, G., Y. Choi, S. Jeong, T.M Hwang, and S. Vigneswaran. Experiments and modeling of a vacuum
membrane distillation for high saline water: Journal of Industrial and Engineering Chemistry 20. 2014
2174–2183.
[3] Sophie Cerneauxa, I. Struzynskab, W.M. Kujawski , M. Persina, A. Larbot. Comparison of various
membrane distillation methods for desalination using hydrophobic ceramic membranes: Journal of
Membrane Science. 2009 337:55-60.
[4] Jun Wang, P. Cao, X. Li, X. Song, C. Zhao, L. Zhu. Experimental study on the influence of Peltier effect
on the output performance of thermoelectric generator and deviation of maximum power point: Energy
Conversion and Management 200. 2019 112074
[5] Giovanni A. Longo, L. Fedele. Experimental measurement of equilibrium vapour pressure of
H2O/KCOOH (potassium formate) solution at high concentration: International Journal of Refrigeration 93.
2018 176-183
[6] Shuaifei Zhao, P. H.M. Feron, Z. Xie, J. Zhang, M. Hoang. Condensation studies in membrane
evaporation and sweeping gas membrane distillation: Journal of Membrane Science 462. 2014 9-16
[7] Sangyoup Lee, J. Cho, M. Elimelesh. Influence of colloidal fouling and feed water recovery on salt
rejection of RO and NF membranes: Desalination 160. 2004 1-12
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 440 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
074
ผลกระทบของอัตราส่วนโดยโมลทแี่ ตกตา่ งกนั ของผง ZnO:TiO2
ต่อความว่องไวของปฏิกริ ิยาโฟโตคะตะไลติกในชว่ งแสงยวู เี อ
Effect of Different Mole Ratios of ZnO:TiO2 Powders on
the Photocatalytic Activity under Ultraviolet-A Light
ชายกาญจน์ วเิ ศษสิงห์1* กฤษณะ กอบวทิ ยา2 และ สญั ญา สริ วิ ิทยาปกรณ์3
Chaikan Wisetsing1* Krisana Kobwittaya2 and Sanya Sirivithayapakorn3
1*นสิ ติ บัณฑติ ศึกษา 3รองศาสตราจารย์ ภาควชิ าวิศวกรรมส่งิ แวดลอ้ ม คณะวศิ วกรรมศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ กรุงเทพ 10900
2อาจารย์ ภาควิชาวิศวกรรมสิง่ แวดล้อม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบรุ ี กรุงเทพ 10140
*โทรศัพท์ : 083-5579602, E-mail : [email protected]
บทคัดยอ่
ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ิยาแบบโลหะออกไซด์ผสมที่ใช้ผงซิงคอ์ อกไซด์ (ZnO) ผสมกบั ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) เตรียมด้วยวิธี
solid-state reaction ถูกนามาใช้ในกระบวนการโฟโตคะตะไลติก เพื่อทดสอบประสิทธิภาพและความว่องไวของปฏิกิริยา
ในการบาบัดนา้ เสียสังเคราะห์ที่ปนเปื้อนด้วยสีย้อมโรดามีน บี (Rhodamine B) ภายใต้สภาวะท่ีใช้แหล่งกาเนิดแสงยูวีเอ (UV-A)
โดยศึกษาประสิทธิภาพของการบาบัดของระบบ พิจารณาการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบผสมท่ีมีอัตราส่วนโมลของ ZnO ต่อ TiO2 ท่ี
แตกต่างกัน และการประเมินผลจากการเปลี่ยนแปลงของค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance, Abs) และค่าปริมาณสารอินทรีย์
ท้ังหมด (Total organic carbon, TOC) เทียบกับระยะเวลาของปฏิกิริยา จากผลการทดลอง พบว่า ภายในระยะเวลา 60 นาที
เม่ือใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบผสมที่มีอัตราส่วนโมลของ ZnO ต่อ TiO2 เท่ากับ 0.75 ต่อ 1 (0.75ZnO-TiO2) ประสิทธิภาพ
ในการกาจัดสเี ท่ากับ 100% ในกรณีของประสิทธิภาพในการลดปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดน้ัน เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา xZnO-TiO2
(x ≥ 1) ประสิทธิภาพอยู่ในช่วง 35% ถึง 50% เม่ือพิจารณาการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2 เพียงอย่างเดียว พบว่า ประสิทธิภาพใน
การกาจัดสีและปรมิ าณสารอนิ ทรีย์ทง้ั หมดเท่ากับ 70% และ 20% ตามลาดับ ดังน้ัน การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบผสมสามารถช่วย
เพิ่มประสทิ ธิภาพของกระบวนการโฟโตคะตะไลติกได้สูงกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2 เพียงอย่างเดียว นอกจากน้ี เมื่อพิจารณา
ความสามารถในการลดค่าปรมิ าณสารอินทรยี ์ทั้งหมดของกระบวนการโฟโตคะตะไลติก พบว่า ยังมีข้อจากัดในเรื่องของการกาจัด
สารอินทรียท์ ั้งหมด
คาสาคัญ : ไทเทเนียมไดออกไซด;์ ซิงคอ์ อกไซด;์ โรดามนี บ;ี โฟโตคะตะไลตกิ
Abstract
Mixed-metal oxides photocatalyst, which was prepared using the combination of zinc oxide (ZnO)
and titanium dioxide (TiO2) via solid-state reaction method, was employed in photocatalytic process for
challenging the efficiency and photocatalytic activity of treating Rhodamine B -contaminated synthetic
wastewater under the presence of UV-A light excitation source. Removal efficiency of the system was
investigated by considering the use of photocatalysts with different mole ratios of ZnO to TiO2, and evaluating
the change in absorbance (Abs) and total organic carbon (TOC) values compared with reaction time.
The experimental results showed that, with the reaction time of 60 minutes, when using mixed-metal oxides
photocatalyst with the mole ratio of ZnO to TiO2 equal to 0.75 to 1 (0.75ZnO-TiO2), color removal efficiency
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 441 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
was 100%, while the efficiency of decreasing total organic carbon was in the range of 35% to 50% when
xZnO-TiO2 (x ≥ 1) photocatalysts were employed. Taking into account the case of using TiO2 photocatalyst
singly, it was found that color and total organic carbon removal efficiencies were 70% and 20%, respectively.
Therefore, using mixed-metal oxides photocatalyst could increase the performance of photocatalytic process
higher than operating through single-component photocatalyst. Additionally, considering the capability of
decreasing total organic carbon via photocatalytic process, it is found that the limitation of removing total
organic carbon using this process is still valid.
Keywords : titanium dioxide; zinc oxide; Rhodamine B; photocatalytic
บทนา
ในปัจจบุ นั ประเทศไทยมโี รงงานอุตสาหกรรมทีเ่ ก่ียวข้องกับการใช้สีย้อมจานวนมาก ซง่ึ โรงงานเหลา่ นม้ี กี ารระบายน้าทิ้งออก
สู่แหล่งน้าธรรมชาติ โดยทั่วไปน้าท้ิงของโรงงานประเภทน้ี มีการปนเป้ือนของสารอินทรีย์ในน้าทิ้งในระดับที่สูงกว่าน้าท้ิงจาก
โรงงานอุตสาหกรรมทั่ว ๆ ไป ซึ่งสารอินทรีย์โดยท่ัวไปเป็นสาเหตุหลักของปัญหามลพิษทางน้า ด้วยสาเหตุนี้ ทาให้โรงงาน
อตุ สาหกรรมต้องมีการบาบดั สีในน้าเสีย ก่อนปล่อยนา้ เสียลงสู่แหลง่ น้าธรรมชาติ
กระบวนการโฟโตคะตะไลติกเป็นวิธีการหนึ่งท่ีได้รับความนิยมและมีการนามาใช้ในการบาบัดน้าเสียประเภทนี้ โดย
กระบวนการน้ีมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงร่วมด้วย ในปัจจุบัน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับความนิยมมากท่ีสุด คือ ไทเทเนียมได
ออกไซด์ (TiO2) [1] เนือ่ งจากเมือ่ พิจารณาทง้ั ในเชิงเศรษฐศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และวศิ วกรรมศาสตร์ TiO2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาท่ีมี
ความคมุ้ ค่าในการลงทนุ มากที่สุด ท้งั ในเร่ืองราคา คณุ สมบัตทิ างกายภาพและทางเคมี และประสิทธิภาพของการบาบดั
ถึงแม้ว่า TiO2 จะถูกใช้อย่างแพร่หลาย แต่ข้อจากัดของการใช้ TiO2 คือ การเกิด recombination ของคู่อิเล็คตรอน-โฮล
(electron-hole pair, e--h+) ทาให้กลไกหลักของกระบวนการโฟโตคะตะไลติกท่ีมีการใช้ e- และ h+ เกิดข้ึนไม่สมบูรณ์ การลด
การเกิด recombination ทาให้พาหะประจุ (charge carrier) คงสภาพการเคลอื่ นทใี่ นตัวเร่งปฏกิ ริ ิยาไดย้ าวนานข้ึน [2] โดยทั่วไป
การลดการเกิด recombination มีหลากหลายวิธี เช่น การเติมโลหะ การเติมอโลหะ และการใช้ออกไซด์ของ semiconductor
อื่น ๆ ร่วมด้วย [3] เป็นต้น การศึกษานี้มุ่งเน้นท่ีการเพิ่มประสิทธิภาพของ TiO2 ด้วยการนาซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ซึ่งเป็นออกไซด์
ของ semiconductor มาผสมกับ TiO2 และนามาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการโฟโตคะตะไลติก รวมถึงศึกษา
ประสิทธิภาพของกระบวนการโฟโตคะตะไลติกสาหรับการย่อยสลายสีย้อมโรดามีน บี (Rhodamine B) (สารที่มีความเป็นพิษต่อ
ตบั และเมด็ เลือด และเป็นสารก่อมะเร็ง [4]) โดยใช้ผง ZnO-TiO2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง ภายใต้สภาวะท่ีใช้แหล่งกาเนิดแสง
อัลตราไวโอเลต เอ (Ultraviolet A, UV-A) งานวจิ ยั น้ศี ึกษาการเปล่ียนแปลงของค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance, Abs) และค่า
ปริมาณสารอินทรีย์ท้ังหมด (Total organic carbon, TOC) เทียบกับเวลา โดยพิจารณาความสัมพันธ์ภายใต้สภาวะที่ใช้ตัวเร่ง
ปฏิกิริยา ZnO-TiO2 ที่มีอัตราส่วนโมลท่ีแตกต่างกัน เพ่ือปรับปรุงและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงสาหรับกระบวนการโฟโตคะ
ตะไลติก รวมถึงประสิทธิภาพของผง ZnO-TiO2 ให้มีความเหมาะสมต่อการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางเคมีอ่ืน ๆ
นอกจากน้ี ความสัมพันธ์ระหว่างค่า Abs และ TOC ยังสามารถถูกนาไปประยุกต์ใช้ในงานด้านการบาบัดน้าเสียในอนาคตได้
อกี ดว้ ย
อุปกรณแ์ ละวิธีการ
1. การเตรยี มตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2 และ xZnO-yTiO2
เตรียมตัวเรง่ ปฏิริยา TiO2 และ xZnO-yTiO2 ท่ีอัตราส่วนต่าง ๆ ดังนี้ y = 1 , x = 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.75 และ
2 (โมล) ด้วยวิธี solid-state reaction โดยสารตั้งต้นคือ ZnO (KemAus; 99%, AR Grade), TiO2 (KemAus; 99%, AR
Grade), และ Absolute Ethanol (QrëC; 99.9%, AR Grade) โดยใช้ขั้นตอนการเตรียมตามวิธีของ Kobwittaya et al. [5]
ตวั อย่างขั้นตอนการเตรยี มตวั เรง่ ปฏกิ ิรยิ า TiO2 ดังแสดงในรูปท่ี 1 เรมิ่ ตน้ ใชผ้ ง TiO2 ตามปริมาณที่ตอ้ งการ ใช้ Ethanol
เป็นตวั ทาละลาย ทาการกวนผสมด้วยโกรง่ บดสารเป็นเวลา 30 นาที จากนัน้ นาโกร่งบดสารเขา้ ตู้อบท่อี ณุ หภูมิ 90oC เปน็ เวลา 1.5
ช่ัวโมง เพื่อระเหย Ethanol เมื่อสารแห้ง เก็บผง TiO2 ในโถแก้วดูดความชื้น (glass desiccator) ไว้สาหรับใช้งานต่อไป
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 442 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
สาหรับการเตรยี มตัวเรง่ ปฏกิ ริ ยิ า xZnO-yTiO2 น้ัน ใชข้ ั้นตอนดังแสดงในรปู ท่ี 1 โดยเปล่ียนการใช้ผง TiO2 เป็นผง ZnO
และ TiO2 และนามาผสมกนั ใช้อัตราสว่ นโมลตามท่ีกล่าวไวข้ า้ งต้น
รปู ที่ 1 ตัวอยา่ งขน้ั ตอนการเตรยี มตวั เรง่ ปฏิกริ ยิ า TiO2
2. การเตรยี มน้าเสียสงั เคราะห์
เตรยี มนา้ เสียสังเคราะห์โดยใชส้ ียอ้ มโรดามีนบี Rhodamine B (HIMEDIA, Practical grade) ทค่ี วามเข้มขน้ 10 ppm
3. การทดลองในถงั ปฏกิ รณโ์ ฟโตคะตะไลตกิ
การทดลองถูกจัดให้อยู่ในถังปฏิกรณ์โฟโตคะตะไลติก (Photocatalytic reactor, รูปที่ 2) ท่ีใช้แหล่งกาเนิดแสง UV-A
(OSRAM, 300W) โดยทาการทดลองดังนี้ เติมน้าเสียสังเคราะห์ท่ีเตรียมไว้ เติมน้าเสียสังเคราะห์ที่เตรียมไว้ปริมาตร 150 mL
ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 mL จากน้ันเติมผงตัวเร่งปฏิกิริยา ความเข้มข้น 1 g/L ทาการทดลองในสภาวะที่ไม่มีแสงเป็นเวลา 45
นาที พร้อมกับป่ันกวนด้วย magnetic stirrer จากน้ันทาการทดลองในสภาวะที่มีแสง โดยแบ่งเป็นการทดลองที่ระยะเวลา 0, 5,
10, 15, 30, 45 และ 60 นาที (ระยะหา่ งระหวา่ งบีกเกอรแ์ ละหลอดไฟเท่ากบั 15 cm) เกบ็ ตัวอย่างน้าตามเวลาทั้งในสภาวะที่มีไม่
มแี สงและมแี สง เพอ่ื ทาการวเิ คราะห์ต่อไป
รปู ที่ 2 แผนผงั ของถังปฏกิ รณโ์ ฟโตคะตะไลติก
4. การตรวจวเิ คราะห์น้าตัวอยา่ ง
กอ่ นทาการตรวจวิเคราะห์น้าตัวอย่าง ทาการแยกผงตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากน้าตัวอย่างด้วยเคร่ืองปั่นเหวี่ยง (centrifuge)
เก็บตัวอย่างน้าส่วนใส (supernatant) เพื่อทาการวิเคราะห์ โดยทาการวิเคราะห์ค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance, Abs) และ
ปริมาณสารอินทรีย์ท้ังหมด (Total Organic Carbon, TOC) โดยค่า Abs วิเคราะห์ด้วย UV-Vis Spectrophotometer (HACH,
DR 5000) จากน้ันหาค่าความเข้มข้นของสีย้อมในน้า (C) ด้วยการเทียบค่า Abs ที่ตรวจวัดได้กับกราฟมาตรฐาน (standard
curve) ใชค้ ่า C/C0 ทีไ่ ด้ (C คือ ความเข้มข้น ณ เวลาน้ัน ๆ และ C0 คือ ความเข้มข้นเริ่มต้น) ในการอธิบายการเปลี่ยนแปลงของ
ค่า Abs เทียบกับเวลา กรณีของค่า TOC วิเคราะห์ด้วย total organic carbon analyzer (SHIMADZU, TOC-L CPH/CPN PC-
Controlled Model)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 443 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
1. ลกั ษณะสมบตั ขิ องตัวเร่งปฏิกริ ยิ า ZnO, TiO2 และ ZnO-TiO2
งานวิจยั นนี้ าเสนอขอ้ มลู ลักษณะสมบัตขิ องตัวเรง่ ปฏกิ ิริยาโดยใชแ้ หล่งอา้ งอิงจากงานวิจยั ต่าง ๆ โดยทาการเปรียบเทียบ
ระหว่าง ZnO, TiO2 และ ZnO-TiO2 ในรูปแบบต่าง ๆ ท่ีมีการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยคานึงถึงความสอดคล้องกับรูปแบบการ
ทดลองของงานวจิ ัยน้ี ดงั แสดงในตารางที่ 1 จากการเปรียบเทียบ พบว่า การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO หรือ TiO2 ที่มีขนาดอนุภาค
ในระดับไมโครเมตร (micrometer, µm) เพียงอย่างเดียว ประสิทธิภาพในการกาจัดสีย้อมโรดามีน บี (Rhodamine B)
น้อยกว่า 50% แต่เม่ือนา ZnO และ TiO2 ผสมกัน พบว่า ประสิทธิภาพในการกาจัดสีอยู่ในช่วง 83-100% โดยลักษณะสมบัติ
สาคัญที่ส่งผลต่อการเพิ่มข้ึนของประสิทธิภาพ คือ ค่าช่องว่างพลังงาน (Band gap energy, Eg) จากการศึกษา พบว่า ค่า Eg ของ
ZnO-TiO2 มีค่าน้อยกว่า ZnO (Eg = 3.37 eV) และ TiO2 (Eg = 3.2 eV) โดย ZnO-TiO2 มีค่า Eg น้อยกว่า เน่ืองจากการเกิด
การแลกเปลี่ยนของอิเล็กตรอน (electron, e-) และโฮล (hole, h+) ระหว่าง ZnO และ TiO2 ซ่ึงรูปแบบนี้จะแตกต่างจากการใช้
ZnO หรอื TiO2 เพียงอย่างเดยี ว โดยกลไกดังกลา่ วนี้เกิดข้ึน ดงั แสดงในรูปท่ี 3 เม่อื TiO2 ซึ่งมคี ่าพลงั งานที่ CB นอ้ ยกว่าที่ CB ของ
ZnO ไดร้ บั พลงั งานแสง (hv) ทาให้เกิด h+ ท่ี VB ของ TiO2 และ e- ท่ี CB ของ TiO2 จากนั้น e- ที่ CB ของ TiO2 จะเคล่ือนท่ีไปยัง
CB ของ ZnO ตอ่ มาเม่ือ ZnO รบั e- จาก TiO2 ในเวลาเดียวกนั h+ ของ ZnO จะเคลือ่ นท่ีในรูปแบบท่ีคล้ายกับ e- ไปยัง VB ของ
TiO2 กลไกดังกล่าวสง่ ผลให้ การเกิด recombination ของคู่ e--h+ ของ semiconductor นนั้ ๆ ลดลง และเมอ่ื พจิ ารณาปฏกิ ิริยา
oxidation และ reduction ท่เี กิดข้นึ พบว่าไฮดรอกซลิ เรดคิ อล (hydroxyl radical, OH) สามารถเกดิ ขนึ้ ไดม้ ากกวา่ การใช้ ZnO
หรือ TiO2 เพียงอย่างเดียว ดังน้ันการใช้ ZnO และ TiO2 ร่วมกัน มีผลทาให้ประสิทธิภาพของการกาจัดสีของสีย้อมในน้าด้วย
กระบวนการโฟโตคะตะไลติกเพิม่ สงู ขน้ึ [6]
ตารางที่ 1 ตวั อยา่ งลักษณะสมบตั ิของตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO, TiO2 และ ZnO-TiO2 และประสิทธภิ าพของการบาบัดสียอ้ ม
Rhodamine B ดว้ ยกระบวนการโฟโตคะตะไลติก
ตัวอย่าง ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ ความเขม้ ขน้ สียอ้ ม ขนาด ช่องวา่ ง ที่มา
(%) / เวลา (นาที) (ppm) อนุภาค พลังงาน
(eV)
TiO2 ~37 / 180 4.8 3-10 µm 3.20 Xie et al. [7]
microsphere
ZnO ~46 / 60 10 3–5 µm 3.37 Jiang et al. [8]
microsphere
TiO2/ZnO ~100 / 50 0.5 80-130 2.87 Pei et al. [9]
nanofiber nm
ZnO-TiO2 92.57 / 15 2 - 2.80 Chen et al. [10]
Hybrid 90.0 / 240 4.8 75.87- - Araújo et al. [11,12]
TiO2/ZnO 108.17 nm
ZnO-TiO2 ~100 / 100 4.8 20-35 nm - Zhang [13]
ZnO-TiO2 83.0 / 90 20 - - Rahman [14]
(เผาที่ 450 oC)
Ti9:Zn1 93.4 / 60 5 531-1280 - Siwinska-Stefanska
(เผาท่ี 600oC) nm et al. [15]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 444 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
TiO2
ZnO
รูปที่ 3 แผนภาพแสดงการแลกเปลยี่ น e- และ h+ ระหวา่ ง ZnO และ TiO2 (ดดั แปลงจาก [16])
2. การศึกษาการยอ่ ยสลายสยี ้อม Rhodamine B โดยกระบวนโฟโตคะตะไลตกิ
จากการศึกษาการย่อยสลายสีย้อม Rhodamine B โดยกระบวนโฟโตคะตะไลติก ด้วย photocatalytic reactor ท่ีใช้
แหล่งกาเนิดแสง UV-A และผง TiO2 ท่ีมีไม่การผสม ZnO และมีการผสม ZnO ท่ีอัตราส่วนโมลแตกต่างกันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
พบวา่ ภายในระยะเวลา 60 นาที การเปลย่ี นแปลงของค่าการดดู กลนื แสงเทียบกบั เวลา (รปู ท่ี 4(ก)) ของตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2 มีค่า
น้อยที่สุด (ประสิทธิภาพในการกาจัดสีเท่ากับ 70%) เม่ือเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยา xZnO-TiO2 ที่ให้ประสิทธิภาพท่ีดีกว่า
(ประสิทธภิ าพในการกาจดั สสี ูงสดุ เท่ากบั 100%) จากผลการทดลองนี้ พบว่า การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO-TiO2 มีประสิทธิภาพใน
การกาจดั สมี ากกว่าการใช้ TiO2 เพียงอย่างเดียว และยังส่งผลให้ระยะเวลาของกระบวนการโฟโตคะตะไลติกในการกาจัดสีลดลง
อกี ด้วย
(ก) (ข)
รูปที่ 4 (ก) ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งการเปลย่ี นแปลงของค่าการดูดกลนื แสงของสยี ้อม Rhodamine B เทียบกบั เวลา
และ (ข) ความสัมพันธ์ระหวา่ งการเปลย่ี นแปลงของคา่ ปรมิ าณสารอนิ ทรยี ์ทั้งหมดของสยี อ้ ม Rhodamine B เทยี บกบั เวลา
ของตัวเร่งปฏกิ ริ ิยาตา่ ง ๆ
รูปท่ี 5 แสดงผลของการเปลี่ยนแปลงค่าการดูดกลืนแสงของสีย้อม Rhodamine B เทียบกับความยาวคล่ืน ตาม
ระยะเวลาของปฏกิ ริ ิยา พบวา่ ค่าการดูดกลนื แสงสูงสุดของสีย้อม Rhodamine B เกดิ ขึน้ ทคี่ วามยาวคลนื่ 546 นาโนเมตร โดยค่า
การดูดกลืนแสงลดลงตามระยะเวลาของปฏิกิริยาที่เพ่ิมข้ึน แสดงว่าการย่อยสลายสีของสีย้อม Rhodamine B เกิดขึ้น
เม่อื เปรียบเทยี บการเปล่ยี นแปลงของคา่ การดูดกลืนแสงของท้งั สองกราฟ พบวา่ ทคี่ วามยาวคลื่น 546 นาโนโมตรและท่ีระยะเวลา
ของปฏิกิริยาท่ีเท่ากัน ค่าการดูดกลืนแสงของสีย้อม Rhodamine B เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2 มีค่าสูงกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา
0.75ZnO-TiO2 แสดงวา่ ตวั เรง่ ปฏกิ ริ ิยา TiO2 มคี วามสามารถในการกาจดั สไี ดช้ ้ากวา่ 0.75ZnO-TiO2 และท่ีเวลา 60 นาที สีของสี
ยอ้ ม Rhodamine B ถกู กาจดั ได้หมด เมอ่ื ใชต้ ัวเร่งปฏกิ ริ ิยา 0.75ZnO-TiO2
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 445 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
(ก) (ข)
รปู ที่ 5 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งการเปลีย่ นแปลงของคา่ การดูดกลนื แสงเทยี บกับความยาวคล่นื
ตามระยะเวลาของปฏิกริ ิยาท่แี ตกต่างกัน เมื่อใช้ (ก) ตวั เร่งปฏิกิริยา TiO2 และ (ข) ตวั เร่งปฏิกิริยา 0.75ZnO-TiO2
โดยผลการทดลองนส้ี อดคลอ้ งกบั ลักษณะทางกายภาพของนา้ ตัวอย่าง ดังแสดงในรูปท่ี 6 โดยพิจารณาการเปลี่ยนแปลง
ของความเข้มสยี อ้ ม Rhodamine B ท่ใี ช้ตวั เรง่ ปฏกิ ิรยิ า TiO2 และ 0.75ZnO-TiO2 จากผลลัพธ์ของประสิทธิภาพการกาจัดสีและ
ลักษณะทางกายภาพของน้าตัวอย่าง สามารถสรุปได้ว่า การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO ร่วมกับ TiO2 สามารถช่วยเพ่ิมประสิทธิภาพ
ของตัวเรง่ ปฏิกิริยา ใหม้ คี วามสามารถในการยอ่ ยสลายสีของสยี อ้ มไดด้ ียง่ิ ขึ้น และลดระยะเวลาของกระบวนการโฟโตคะตะไลตกิ ใน
การย่อยสลายสีใหน้ อ้ ยลงได้
(ก) (ข)
รูปที่ 6 การเปลย่ี นแปลงของความเขม้ สขี องสียอ้ ม Rhodamine B ทีผ่ า่ นการบาบดั ทใี่ ชต้ ัวเร่งปฏิกริ ยิ า (ก) TiO2
และ (ข) 0.75ZnO-TiO2 ทร่ี ะยะเวลา 0, 5, 10, 15, 30, 45 และ 60 นาที ตามลาดบั (เรยี งตามลาดบั จาก ซ้าย ไป ขวา)
เมื่อพิจารณาค่าการเปล่ียนแปลงของค่าปริมาณสารอินทรีย์ท้ังหมดเทียบกับเวลา (รูปท่ี 4(ข)) พบว่า ประสิทธิภาพในการ
กาจัดสารอินทรีย์ท้ังหมด คิดเป็นประสิทธิภาพประมาณ 50% ถึงแม้ว่าประสิทธิภาพในการกาจัดสีจะเท่ากับ 100% แต่
ความสามารถในการกาจดั สารอนิ ทรีย์ด้วยกระบวนการโฟโตคะตะไลติกยังมขี อ้ จากดั จากผลการศกึ ษาน้ี พบว่า ในการกาจัดสีด้วย
กระบวนโฟโตคะตะไลตกิ มคี วามเปน็ ไปไดท้ ่กี ลไกการกาจดั สใี นระยะแรก (เฉพาะชว่ งทสี่ หี ายไป) คือ การยอ่ ยสลายสารอินทรีย์ที่มี
สใี หเ้ ปน็ สารอนิ ทรียท์ ไ่ี มม่ ีสี เชน่ กระบวนการย่อยสลาย chromogen ซึ่งเป็นองค์ประกอบสาคัญของสีย้อม Rhodamine B [17]
สารท่ีเกิดข้ึนจากการย่อยสลายน้ีเรียกว่า สารมัธยันตร์ (intermediate) ซึ่งเป็นได้ท้ังสารอินทรีย์ท่ีเป็นพิษและไม่เป็นพิษ ดังน้ัน
การกาจัดสีดว้ ยกระบวนการโฟโตคะตะไลติก จาเป็นตอ้ งพิจารณาทง้ั ค่าการดูดกลืนแสงและค่าปริมาณสารอนิ ทรยี ์ทงั้ หมดควบคู่กนั
เพราะถงึ แม้ว่าสีจะถกู กาจดั ให้หมดไป แต่สารอินทรยี ใ์ นระบบยงั เหลืออยู่
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 446 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
สรุปผล
การศึกษาการใช้ตัวเร่งปฏิริยา TiO2 และ ZnO-TiO2 ในการย่อยสลายสีโดยใช้กระบวนการโฟโตคะตะไลติก ภายใต้
สภาวะทใี่ ช้แสง UV-A พบว่า ผง 0.75ZnO-TiO2 มีประสิทธิภาพในการกาจัดสีสูงสดุ เทา่ กับ 100% แต่เมอ่ื พิจารณาความสามารถ
ในการกาจัดสารอินทรีย์ของระบบนี้ พบว่า ประสิทธิภาพในการกาจัดสารอินทรีย์สูงสุด มีค่าประมาณ 50% จากการศึกษาน้ี
สามารถสรปุ ได้วา่ ในการกาจัดสดี ว้ ยกระบวนโฟโตคะตะไลตกิ มีความเปน็ ไปไดท้ กี่ ลไกการกาจัดสี (เฉพาะช่วงที่สีหายไป) คือ การ
ยอ่ ยสลายอนิ ทรีย์ท่มี ีสใี หเ้ ป็นสารอินทรีย์ที่ไมม่ สี ี ซึ่งอาจกอ่ ใหเ้ กดิ สารประกอบอนิ ทรยี ์ทงั้ ทีเ่ ป็นพษิ และไมเ่ ปน็ พษิ ได้
กิตตกิ รรมประกาศ
งานวิจัยน้ีสาเร็จลุล่วงได้ด้วยดี ด้วยความอนุเคราะห์ท้ังสถานท่ีและเคร่ืองมืออุปกรณ์ ณ ห้องปฏิบัติการ ภาควิชา
วศิ วกรรมส่งิ แวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยเกษตรศาสตร์ อกี ทงั้ คาแนะนา และองค์ความรู้ จากอาจารยแ์ ละผู้มีส่วน
ร่วมในงานวจิ ยั ครัง้ น้ี ขอขอบพระคุณ ณ โอกาสน้ดี ้วย
เอกสารอ้างอิง
[1] Ajmal, A., Majeed, I., Malik, R.N., Idriss, H. and Nadeem, M.A. 2014. Principles and mechanisms of
photocatalytic dye degradation on TiO2 based photocatalysts: A comparative overview. RSC Adv.
4: 37003-37026.
[2] Ozawa, K., Emori, M., Yamamoto, S., Yukawa, R., Yamamoto, S., Hobara, R., Fujikawa, K., Sakama, H.
and Matsuda, I. 2014. Electron-hole recombination time at TiO2 single-crystal surfaces: Influence of
surface band bending. J Phys Chem Lett. 5: 1953-1957.
[3] Upadhyay, G.K., Rajput, J.K., Pathak, T.K., Kumar, V. and Purohit, L.P. 2018. Synthesis of ZnO:TiO2
nanocomposites for photocatalyst application in visible light. Vacuum. 160: 154-163.
[4] Jain, R., Mathur, M., Sikarwar S. and Mittal, A. 2007. Removal of the hazardous dye rhodamine B
through photocatalytic and adsorption treatments. J Environ Manage. 85(4): 956-964.
[5] Kobwittaya, K., Oishi, Y., Torikai, T., Yada, M., Watari, T., and Luitel, H.N. 2017. Bright red up conversion
luminescence from Er3+ and Yb3+ co-doped ZnO-TiO2 composite phosphor powder. Ceram Int. 43(16):
13505-13515.
[6] Lam, S.-M., Sin, J.-C., Abdullah, A.Z. and Mohamed, A.R. 2012. Degradation of wastewaters containing
organic dyes photocatalysed by zinc oxide: A review. Desalin Water Treat. 41(1-3): 131-169.
[7] Xie, J., Jiang, D., Chen, M., Li, D., Zhu, J., Lü X. and Yan, C. 2010. Preparation and characterization of
monodisperse Ce-doped TiO2 microspheres with visible light photocatalytic activity. Colloid Surface A.
372(1-3): 107-114.
[8] Jiang, H., Zhang, X., Gu, W., Feng, X., Zhang, L. and Weng, Y. 2018. Synthesis of ZnO particles with
multi-layer and biomorphic porous microstructures and ZnO/rGO composites and their applications
for photocatalysis. Chem Phys Lett. 711: 100-106.
[9] Pei, C.C. and Leung, W.-F.W. 2013. Photocatalytic degradation of Rhodamine B by TiO2/ZnO
nanofibers under visible-light irradiation. Sep Purif Technol. 114: 108-116.
[10] Chen, J., Liao, W., Jiang, Y., Yu, D., Zou, M., Zhu, H., Zhang, M. and Du, M. 2016. Facile fabrication of
ZnO/TiO2 heterogeneous nanofibres and their photocatalytic behaviour and mechanism towards
Rhodamine B. Nanomater Nanotechno. 6: 1-8.
[11] Araújo, E.S., Libardi, J., Faia, P.M. and de Oliveira, H.P. 2015. Hybrid ZnO/TiO2 loaded in electrospun
polymeric fibers as photocatalyst. J. Chem-NY. Article ID 476472.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 447 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
[12] Araújo, E.S., da Costa, B.P., Oliveira, R.A.P., Libardi, J., Faia, P.M. and de Oliveira, H.P. 2016. TiO2/ZnO
hierarchical heteronanostructures: Synthesis, characterization and application as photocatalysts.
J Environ Chem Eng 4(3): 2820-2829.
[13] Zhang, D. 2017. Effectiveness of photodecomposition of rhodamine B and malachite green upon
coupled tricomponent TiO2(Anatase-Rutile)/ZnO nanocomposite. Acta Chim Slov. 6(2): 245-255.
[14] Rahman, M.M., Roy, D. and Mukit, M.S.H. 2016. Investigation on the relative degradation of Methylene
Blue (MB) and rhodamine-B (RB) dyes under UV-visible light using thermally treated commercial and
doped TiO2/ZnO photocatalysts. Int J Integr Sci Tech. 2: 14-18.
[15] Siwinska-Stefanska, K., Kubiak, A., Piasecki, A., Goscianska, J., Nowaczyk, G., Jurga, S. and Jesionowski,
T. 2018. TiO2-ZnO binary oxide systems: Comprehensive characterization and tests of photocatalytic
activity. Materials. 11(5): 841.
[16] Lam, S.-M., Sin J.-C., Abdullah, A.Z. and Mohamed, A.R. 2012. Degradation of wastewaters containing
organic dyes photocatalysed by zinc oxide: A review. Desalin Water Treat. 41(1-3): 131-169.
[17] Li, X.Z., Liu, H.L., Li, F.B. and Mak, C.L. 2007. Photoelectrocatalytic oxidation of Rhodamine B in
aqueous solution using Ti/TiO2 mesh photoelectrodes. J Environ Sci Heal A. 37(1): 55-69.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 448 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเท ศไทย
077
การประเมนิ การปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกและแนวทางการลด
กา๊ ซเรอื นกระจกของสถานศกึ ษาในเขตเทศบาลนครนครราชสีมา
Assessment and guidelines for greenhouse gas
reduction of educational institutions in Nakhon
Ratchasima Municipality
นภิ าพร เดโชเกยี รตถิ วัลย์1 อาภา สธนเสาวภาคย2์ ศิรวิ รรณ โรโห3 และ อรทัย ชวาลภาฤทธ์ิ4*
Nipaporn Dachokiattawan1 Apha Sathonsaowapak2 Siriwan Roho3 and Orathai Chavalparit4*
1นสิ ติ บณั ฑติ ศึกษา ภาควิชาวิศวกรรมสงิ่ แวดลอ้ ม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ จฬุ าลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรงุ เทพฯ 10330
2มหาวิทยาลยั ราชภัฏนครราชสมี า นครราชสมี า 30000
3มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอีสาน นครราชสีมา 30000
4*ศาสตราจารย์ หน่วยวิจยั การจดั การสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมอยา่ งย่ังยืน ภาควิชาวศิ วกรรมส่ิงแวดลอ้ ม คณะวศิ วกรรมศาสตร์
จุฬาลงกรณม์ หาวทิ ยาลัย กรุงเทพฯ 10330
*โทรศัพท์ : 0-22186670, โทรสาร : 0-22186666, E-mail : [email protected]
บทคดั ยอ่
งานวิจัยน้ีศึกษาการประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์องค์กรของสถานศึกษาประเภทมหาวิทยาลัยในเขตเทศบาลนคร
นครราชสีมา ซ่ึงได้แก่ มหาวิทยาลัยราชภัฏนครราชสีมา และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา เพ่ือนาเสนอ
แนวทางการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เหมาะสม โดยทาการศึกษาตามแนวทางขององค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก
(องค์การมหาชน) ซึ่งจาแนกขอบเขตของกิจกรรมต่าง ๆ เป็น 3 ขอบเขต ได้แก่ ขอบเขตท่ี 1 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางตรง
ขอบเขตที่ 2 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอ้อมจากการใช้พลังงานไฟฟ้า และขอบเขตท่ี 3 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอ้อม
อ่ืน ๆ โดยกาหนดปีฐานในการเก็บข้อมูล คือปี พ.ศ. 2561 ผลการวิจัยพบว่า ปริมาณคาร์บอนฟุตพริ้นท์องค์กรของมหาวิทยาลัย
ราชภัฏนครราชสีมา และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นคร ราชสีมา เท่ากับ 4,428.53 และ 4,826.3
ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (t CO2e) ตามลาดับ โดยขอบเขตท่ี 2 มีปริมาณคาร์บอนฟุตพร้ินท์องค์กรมากที่สุดถึงร้อยละ
74.2 และ 89.3 ตามลาดับ และเมื่อประเมินเป็นปริมาณคาร์บอนฟุตพร้ินท์องค์กรต่อจานวนนักศึกษาและบุคลากร เท่ากับ 0.24
และ 0.38 t CO2e/คน ตามลาดับ จากผลการประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์องค์กรที่ได้สามารถนามาใช้เสนอแนะมาตรการการลด
การปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซ่ึงประกอบด้วยมาตรการที่ไม่ต้องลงทุน ได้แก่ การปรับเปล่ียนพฤติกรรมของผู้ใช้งาน เช่น การปิด
อุปกรณ์ไฟฟ้าเม่ือไม่ใช้งาน การลดช่ัวโมงการทางานของเคร่ืองปรับอากาศ การบารุงรักษาเครื่องปรับอากาศเป็นประจา และ
มาตรการที่ต้องมกี ารลงทนุ ไดแ้ ก่ การเปล่ียนไปใช้เคร่อื งปรับอากาศประสทิ ธิภาพสงู และการติดต้งั Solar rooftop
คาสาคัญ : การลดก๊าซเรือนกระจก; คารบ์ อนฟุตพรนิ้ ทอ์ งคก์ ร; สถานศึกษา
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 449 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
Abstract
This research studies the assessment of carbon footprint of Nakhonratchasima Rajabhat University
and Rajamangala University of Technology Isan, Nakhonratchasima in order to propose guidelines for reducing
greenhouse gas emissions. The methodology followed the guideline for assessment carbon footprint for
organization by Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization), which classifies the
scope of greenhouse gas emission sources into 3 scopes. Scope 1, direct greenhouse gas emission, scope 2,
indirect greenhouse gas emission from electrical energy usage, and scope 3, other indirect greenhouse gas
emissions. The assessment is use activities data from year 2018. The research results show that carbon
footprint of Nakhonratchasima Rajabhat University and Rajamangala University of Technology Isan,
Nakhonratchasima, which is equal to 4,428.53 and 4,826.3 tons of carbondioxide equivalent (t CO2e),
respectively. Scope 2 contribute to the most greenhouse gas emission at 74.2 and 89.3 percent respectively
and when evaluated as carbon footprint per student and staff amount to 0.24 and 0.38 t CO2e / person
respectively. The results of the carbon footprint assessment can be used to suggest measures to reduce
greenhouse gas emissions. Measures that do not require investment include changing user behavior such as
turning off electrical equipment when not in use, reducing working hours of air conditioners and air
conditioner maintenance. In addition, measures that require investment include the installation of high
efficiency air conditioning system and solar rooftop installation.
Keywords : Greenhouse gas reduction; Carbon Footprint for Organization; Educational Institution
บทนา
การเปล่ียนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก (Climate Change) มีสาเหตุหลักมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจาก
กิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ เช่น การใช้พลังงาน การพัฒนาและการขยายตัวของภาคอุตสาหกรรม การขนส่ง ซึ่งเป็นสาเหตุของ
ภาวะโลกร้อน (Global Warming) โดยข้อมูลจากจดหมายข่าวก๊าซเรือนกระจก (WMO Greenhouse Gas Bulletin) แสดงให้
เหน็ ว่าระดบั ความเขม้ ขน้ เฉล่ยี ของคารบ์ อนไดออกไซดท์ ว่ั โลกอยทู่ ี่ 407.8 ส่วนต่อลา้ นในปี พ.ศ. 2561 เพ่ิมขึ้นจาก 405.5 ส่วนต่อ
ลา้ น (ppm) ในปี พ.ศ. 2560 จากแนวโน้มน้ีแสดงให้เห็นว่า ประชากรโลกจะต้องเผชิญกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพ
ภูมิอากาศท่ีรุนแรงมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิท่ีเพ่ิมขึ้น สภาพอากาศท่ีรุนแรง การขาดแคลนน้า การเพ่ิมขึ้นของระดับน้าทะเล
และความเสียหายของระบบนิเวศทางบกและทางน้า ซึ่งนับวันปัญหาดังกล่าวย่ิงทวีความรุนแรงมากข้ึน ทาให้ประเทศต่าง ๆ ท่ัว
โลกเร่ิมตระหนักถึงความรว่ มมอื ในการลดการปล่อยกา๊ ซเรือนกระจก [1] สถานศึกษาเป็นองค์กรที่สาคัญหนึ่งที่มีการใช้พลังงานสูง
ทั้งในรูปพลังงานไฟฟ้าและเชื้อเพลิง เนื่องจากมีจานวนนักศึกษา และบุคลากรมาก รวมทั้งมีกิจกรรมท่ีจาเป็นต้องใช้พลังงานซึ่ง
หมายถึงเปน็ แหลง่ ของการปลอ่ ยก๊าซเรือนกระจกท่ีสูงด้วย แนวทางการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากสถานศึกษา ได้แก่ การ
ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมท่ีเป็นสาเหตุสาคัญ (Hotspots) เช่น การอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าเพ่ือลดการปล่อยก๊าซ
เรอื นกระจกทางอ้อมจากการใช้ไฟฟา้ ในสถานศึกษา [2] งานวิจัยนม้ี วี ัตถุประสงคเ์ พอื่ ศกึ ษาปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจาก
มหาวทิ ยาลยั ทงั้ หมด 2 แห่ง ซึ่งเปน็ อาคารควบคุมตามรายชือ่ ของกระทรวงพลงั งานฯ ในเขตเทศบาลนครนครราชสีมา โดยใช้การ
ประเมินคารบ์ อนฟตุ พร้ินทอ์ งค์กร ตามเกณฑข์ ององค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก (องค์การมหาชน) โดยกาหนดปีฐานเก็บ
ขอ้ มูล คือปี พ.ศ. 2561 และนาเสนอแนวทาง/มาตรการการลดการปล่อยกา๊ ซเรอื นกระจกทีเ่ หมาะสม
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 450 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเท ศไทย
อุปกรณ์และวิธีการ
การประเมนิ คารบ์ อนฟตุ พรนิ้ ทอ์ งคก์ ร
ขอบเขตในการเก็บข้อมูลของการศึกษาในครั้งน้ี คือมหาวิทยาลัยท้ังหมด 2 แห่ง ซ่ึงประกอบด้วย มหาวิทยาลัยราชภัฏ
นครราชสีมา (NRRU) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา (RMUTI) ในการศึกษาปริมาณการปล่อยก๊าซเรือน
กระจก มีช่วงระยะเวลาในเก็บข้อมูลคือ 1 มกราคม ถึง 31 ธันวาคม พ.ศ. 2561 และได้กาหนดขอบเขตการรวบรวมแหล่งปล่อยก๊าซ
เรอื นกระจกเป็นแบบการควบคุมการดาเนินการ (Control Approach) ตามแนวทางการประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์องค์กรของประเทศ
ไทย [3] โดยแบง่ ขอบเขตของกจิ กรรมตา่ ง ๆ ในองค์กรออกเป็น 3 ขอบเขต ได้แก่ ขอบเขตที่ 1 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางตรงของ
องคก์ ร ขอบเขตที่ 2 การปล่อยกา๊ ซเรอื นกระจกทางออ้ มจากการใชพ้ ลังงานไฟฟ้า และขอบเขตที่ 3 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอ้อม
อืน่ ๆ รายละเอยี ดกจิ กรรมท่ีเป็นแหลง่ ปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกซ่งึ ทาการเก็บข้อมูล แหล่งท่ีมาของข้อมูลและค่าแฟกเตอร์การปล่อยก๊าซ
เรอื นกระจก (Emission Factor) ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 รายละเอียดกจิ กรรมทเี่ ป็นแหลง่ ปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกซ่ึงทาการเก็บขอ้ มูล
ขอบเขตของขอ้ มูล รายละเอยี ดขอ้ มูล แหลง่ ทมี่ าของข้อมูล Emission Factor
ปริมาณการใช้เช้ือเพลิงในอุปกรณ์ที่อยู่ บั น ทึ ก ก า ร ใ ช้ ห รื อ ใ บ เ ส ร็ จ IPCC Vol.2 table
กับท่ี เช่น เคร่ืองปั่นไฟสารอง เครื่องตัด ค่าใช้จ่ายน้ามันเช้ือเพลิง/ก๊าซ 3.3.1, DEDE
หญ้า เชอ้ื เพลงิ
ขอบเขตที่ 1 ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงจากกิจกรรมการ บั น ทึ ก ก า ร ใ ช้ ห รื อ ใ บ เ ส ร็ จ IPCC Vol.2 table
การปล่อยก๊าซเรือน ขนส่งของยานพาหนะท่ีหน่วยงานเป็น ค่าใช้จ่ายน้ามันเช้ือเพลิง/ก๊าซ 3.2.1, 3.2.2, DEDE
กระจกทางตรง เจ้าของ เช้อื เพลิง
Ecoinvent 2.2,
ปริมาณการเติมสารทาความเย็น เช่น ใบเสร็จการซ่อมบารุง/การสั่งซ้ือ IPCC 2007 GWP
R11 R22 สารทาความเย็นสาหรับระบบ 100a
ปรบั อากาศ
ปรมิ าณการใช้ปุย๋ เคมี ใบเสร็จการสง่ั ซ้อื ป๋ยุ เคมี Ecoinvent 2.0
ขอบเขตท่ี 2 ปริมาณการใชไ้ ฟฟา้ ทีห่ นว่ ยงาน ใบเสร็จคา่ ไฟฟา้ Thai National LCI
การปล่อยก๊าซเรือน รบั ผิดชอบ Database/MTEC
กระจกทางออ้ ม (with TGO
ปริมาณไฟฟา้ จากผ้เู ช่าภายนอก ใบเสรจ็ ค่าไฟฟา้ Electricity 2014)
ขอบเขตท่ี 3 ปรมิ าณการใชก้ ระดาษภายในสานกั งาน บนั ทกึ การเบกิ จา่ ยเครอื่ งใช้ Thai National LCI
การปล่อยก๊าซเรือน เชน่ กระดาษ A4 สานกั งาน/ใบเสรจ็ การสัง่ ซ้อื Database/MTEC
กระจกทางอ้อมอ่นื ๆ ปรมิ าณการใชน้ ้าประปา ใบเสร็จคา่ นา้ ประปา ชาญชัย พานิชสมัย
(2562) [4]
การคานวณปริมาณการปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจก สามารถคานวณโดยใช้ข้อมลู กจิ กรรมตา่ ง ๆ ท่ีเกิดขน้ึ ภายในองค์กร คูณกับค่า
การปล่อยหรือดดู กลับก๊าซเรือนกระจก และแสดงผลให้อยู่ในรูปของตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (t CO2e) ดังสมการ (1) จากนั้น
สรุปและเปรียบเทียบผลการประเมินคารบ์ อนฟุตพรน้ิ ทอ์ งค์กรของแตล่ ะสถานศกึ ษา
GHGs emission = Activity Data x Emission Factor (1)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 451 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
การศึกษาแนวทางการลดกา๊ ซเรอื นกระจก
เสนอแนะแนวทางและมาตรการในการลดกา๊ ซเรอื นกระจก โดยทาการศกึ ษาตามระเบียบวิธีการลดก๊าซเรือนกระจกของ
โครงการลดกา๊ ซเรอื นกระจกภาคสมคั รใจตามมาตรฐานของประเทศไทย (Thailand Voluntary Emission Reduction Program:
T-VER) ที่องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจกพัฒนาข้ึน ระเบียบวิธีการลดก๊าซเรือนกระจกของ T-VER มีพ้ืนฐานมาจาก
ระเบยี บฯ ของกลไกการพัฒนาทสี่ ะอาด (Clean Development Mechanism: CDM) ซ่ึงเปน็ กลไกการลดก๊าซเรอื นกระจกภายใต้
พธิ สี ารเกียวโตซงึ่ เป็นระเบียบวิธกี ารคานวณทีไ่ ด้รับการยอมรับมากทส่ี ดุ ในระดับสากล [5]
ผลการทดลองและวิจารณ์
การประเมินคารบ์ อนฟุตพรน้ิ ท์องคก์ ร
ผลการประเมนิ คาร์บอนฟตุ พร้นิ ทอ์ งคก์ รของมหาวทิ ยาลยั ราชภฏั นครราชสมี า (NRRU) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราช
มงคลอีสาน นครราชสีมา (RMUTI) พบว่ามีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกท้ังหมดใกล้เคียงกันคือ 4,428.53 และ 4,826.3
t CO2e/ปี ตามลาดับ โดยเมอ่ื พิจารณาคารบ์ อนฟุตพริ้นท์ตอ่ จานวนนักศึกษาและบุคลากรจะเท่ากับ 0.24 และ 0.38 t CO2e/ปี/
คน ตามลาดับ ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกัน ดังตารางท่ี 2 เม่ือเปรียบเทียบกับมหาวิทยาลัยอื่น ๆ ได้แก่ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ
มหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย ซ่ึงมีค่าคาร์บอนฟุตพร้ินท์องค์กรต่อจานวนนักศึกษาและบุคลากรเท่ากับ 1.21 และ 1.61
t CO2e/คน/ปี ตามลาดบั [6, 7] พบวา่ มหาวทิ ยาลัยราชภัฏนครราชสมี า และมหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา
มคี ่าคารบ์ อนฟุตพร้นิ ท์องคก์ รต่อจานวนนักศึกษาและบุคลากรต่ากว่า อย่างไรก็ตามผลการคานวณมาจากการกาหนดขอบเขตซ่ึง
แต่ละสถานศกึ ษามขี อบเขตในการเกบ็ ข้อมูลไม่เหมือนกัน จึงมผี ลใหค้ ่าท่ไี ด้แตกตา่ งกัน
ตารางที่ 2 ปรมิ าณการปลอ่ ยก๊าซเรือนกระจกจากกจิ กรรมต่าง ๆ (หนว่ ย : t CO2e/ป)ี
ขอบเขต/รายการ NRRU RMUTI
ขอบเขต 1 1.56 3.62
- เชอื้ เพลิงจากเครอ่ื งตัดหญ้า (น้ามนั เบนซนิ ) 10.36 2.33
- เชอ้ื เพลิงจากยานพาหนะ (นา้ มันเบนซนิ แก๊สโซฮอล)์ 35.27 233.80
- เชอ้ื เพลิงจากยานพาหนะ (น้ามันดเี ซล) 4.55
- สารทาความเยน็ (R22) 0.26 -
- ปยุ๋ เคมี 0.75
4,311.79
ขอบเขต 2 การใช้พลังงานไฟฟ้า 3,286.69
209.45
ขอบเขต 3 20.26
- การใชไ้ ฟฟา้ ของผู้เชา่ ภายนอก1) 44.29
1,013.56 4,826.29
0.38
- การใช้กระดาษสานกั งาน 0.40
- การใช้นา้ ประปา 75.88
รวมปรมิ าณก๊าซเรือนกระจกท้ังหมด (t CO2e/ป)ี 4,428.53
ปรมิ าณก๊าซเรือนกระจกต่อจานวนนักศึกษาและบุคลากร (t CO2e/คน/ปี) 0.24
หมายเหตุ : 1) ผู้เช่าภายนอก หมายถึง ร้านคา้ และรา้ นอาหารทมี่ าเช่าพนื้ ทภี่ ายในมหาวิทยาลยั
จากผลการประเมินจะเห็นว่าขอบเขตท่ี 2 การใช้พลังงานไฟฟ้า เป็นกิจกรรมท่ีส่งผลต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมาก
ท่ีสุด ดงั รปู ท่ี 1 เนอื่ งจากมหาวิทยาลยั ทั้งสองแหง่ มีนักศกึ ษาและบุคลากรจานวนมาก จึงมกี ารใชไ้ ฟฟ้าในระบบปรับอากาศสาหรับ
ห้องเรยี น หอ้ งประชุม หอ้ งพักอาจารย์ รวมท้งั ห้องธรุ การต่าง ๆ นอกจากน้ียังมีการใช้ไฟฟ้าในระบบแสงสว่างในห้องดังกล่าวด้วย
จึงมีสัดส่วนก๊าซเรือนกระจกจากการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงที่สุดเช่นเดียวกับมหาวิทยาลัยอื่นในประเทศไทย ที่มีสัดส่วนอยู่ระหว่าง
ร้อยละ 66 – 97 [6] [7] [8] [9]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 452 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเท ศไทย
รปู ที่ 1 สดั สว่ นการปลอ่ ยก๊าซเรอื นกระจกจากกจิ กรรมต่าง ๆ
แนวทาง/มาตรการลดการปล่อยก๊าซเรอื นกระจก
เนื่องจากทง้ั 2 มหาวิทยาลัยมีการใช้พลังงานไฟฟ้าเปน็ แหลง่ ปลอ่ ยกา๊ ซเรือนกระจกที่สาคัญ ดังน้ันการดาเนินการเพ่ือลด
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสามารถทาได้จากการปรับปรุงการใช้และบารุงรักษาอุปกรณ์เครื่องจักรท่ีมีอยู่เดิม เช่น การล้าง
เครื่องปรับอากาศเป็นประจา การอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้า ได้แก่ การเปล่ียนไปใช้เคร่ืองจักรหรืออุปกรณ์ท่ีมีประสิทธิภาพการใช้
พลงั งานสูงข้นึ เช่น การเปลย่ี นหลอดไฟเปน็ หลอดแบบ LED การเปล่ียนไปใช้เครอื่ งปรับอากาศประสิทธิภาพสูงแทนเคร่ืองเดิมท่ีมี
อายุการใช้งานนาน/มีประสิทธิภาพต่า นอกจากนี้การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน เช่น การติดต้ังแผงผลิตไฟฟ้าจาก
แสงอาทิตย์ (Solar rooftop) ก็มีส่วนในการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าซ่ึงจะนาไปสู่ปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่ลดลงได้เช่นกัน
นอกจากนี้ ในงานวิจัยน้ียังได้ประเมินปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่ลดลงได้ หากมหาวิทยาลัยท้ังสองแห่งดาเนินการตามมาตรการที่
ตอ้ งลงทนุ 2 มาตรการ ดงั น้ี
1) มาตรการเปลยี่ นเคร่ืองปรบั อากาศประสทิ ธภิ าพสงู
เดิมมหาวทิ ยาลัยราชภัฏนครราชสีมา มีการใช้เคร่ืองปรับอากาศแบบแยกส่วนขนาด 1-10 ตัน จานวนประมาณ 1,000
เครื่อง แยกใช้ตามอาคารต่าง ๆ ซึ่งเคร่ืองปรับอากาศที่มีอายุการใช้งานมากกว่า 8 ปี และมีประสิทธิภาพการทางานต่ามีจานวน
798 เครื่อง และเดมิ มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลอสี าน นครรราชสีมา มกี ารใชเ้ คร่ืองปรับอากาศแบบแยกส่วนขนาด 1-5 ตัน
จานวนประมาณ 900 เคร่ือง แยกใช้ตามอาคารต่าง ๆ ซึ่งมีเคร่ืองปรับอากาศที่มีอายุการใช้งานมากกว่า 8 ปี จานวน 231 เคร่ือง
หากมหาวิทยาลัยปรับเปลี่ยนมาใช้เคร่ืองปรับอากาศประสิทธิภาพสูงแทนเคร่ืองปรับอากาศท่ีมีประสิทธิภาพต่า/หมดอายุการใช้
งาน จะสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้า และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เคร่ืองละ 1.41 t CO2e/ปี ซึ่งหากมหาวิทยาลัย
ราชภัฏนครราชสีมา เปล่ียนครบทุกเครื่องจะสามารถลดได้ 1,122 t CO2e/ปี เมื่อพิจารณาปริมาณก๊าซเรือนกระจกท่ีลดลงได้
ตลอดอายุการใช้งานของเคร่ืองปรับอากาศนาน 8 ปี จะสามารถลดก๊าซเรือนกระจกได้ 8,976 t CO2e/เครื่องปรับอากาศตลอด
อายุการใช้งาน และหากมหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา เปลย่ี นครบทกุ เครอ่ื งจะสามารถลดก๊าซเรือนกระจก
ได้ 324.79 t CO2e/ปี หรือคิดเป็น 2,598.32 t CO2e/เคร่ืองปรับอากาศตลอดอายุการใช้งาน โดยมีค่าลงทุนในการติดตั้ง
เคร่อื งปรับอากาศประสิทธิภาพสงู ประมาณเคร่ืองละ 42,000 บาท
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 453 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
2) การตดิ ตั้ง Solar rooftop บนอาคาร
หากมหาวิทยาลัยมีการลงทุนติดต้ัง Solar rooftop ขนาด 900 kW จานวน 1 ชุดบนอาคาร จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้
1,261,440 kWh/ปี ซึ่งจะช่วยลดการใช้ไฟฟ้าจาก Grid ได้ คิดเป็นปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่ลดลง 874.56 t CO2e/ปี เมื่อ
พิจารณาปริมาณก๊าซเรือนกระจกท่ีลดลงได้ตลอดอายุการใช้งาน Solar rooftop นาน 25 ปี จะสามารถลดก๊าซเรือนกระจกได้
21,864 t CO2e โดยมีคา่ ลงทุนในการติดต้ัง Solar rooftop ประมาณชุดละ 31,500,000 บาท รายละเอียดมาตรการการลดการ
ปล่อยกา๊ ซเรอื นกระจก ดังตารางที่ 3
ตารางท่ี 3 แนวทางการลดการปลอ่ ยกา๊ ซเรือนกระจกโดยการอนุรกั ษพ์ ลังงานไฟฟ้าและการใชพ้ ลงั งานทดแทน
ช่อื มาตรการ มหาวิทยาลัย วธิ ีการดาเนนิ การ ค่าใชจ้ ่าย ปริมาณ GHGs ท่ีลดลงได้ ระเบียบ
ในการลงทุน จากการดาเนนิ มาตรการ วธิ กี าร
เปล่ียนเครอ่ื งปรับอากาศที่มอี ายุ
การใชง้ านมากกว่า 8 ปี (บาท) (t CO2e / อายุการใชง้ าน) คานวณ
จานวน 798 เครอ่ื ง
การเปล่ยี นไปใช้ NRRU เปลี่ยนเครอื่ งปรับอากาศที่มีอายุ 33,516,000 8,976 T-VER-
เครือ่ งปรับอากาศ RMUTI การใช้งานมากกว่า 8 ปี 9,702,000 2,598.32 METH-
ประสิทธิภาพสูง NRRU และ จานวน 231 เคร่ือง EE-14
RMUTI [10]
แทนของเดิม ติดตง้ั แผง Solar rooftop ขนาด
การติดต้ัง Solar 900 kW จานวน 1 ชดุ ด้านบน 31,500,000 21,864 T-VER-
อาคาร ซ่งึ จะผลิตไฟฟ้าชว่ ยเขา้ ไป METH-
rooftop ในระบบ ลดการใช้พลังงานไฟฟา้ AE-01
จากการไฟฟา้ ได้เป็นจานวนมาก [11]
จากการค้นคว้าพบว่ามาตรการอนุรักษ์พลังงานที่มีต้นทุนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อหน่วยต่าที่สุด คือ กลุ่ม
มาตรการปรับปรุงพฤติกรรมผู้ใช้อาคาร (Saving practice) รองลงมาคือ กลุ่มมาตรการลดชั่วโมงการใช้งาน (Working hours
reduction) [12] นอกจากนี้ยงั มมี าตรการอื่น ๆ ไดแ้ ก่ การลดการใชน้ ้าประปา เชน่ ติดตัง้ สุขภณั ฑ์-ก๊อกน้าประหยดั น้า การจดั การ
เรยี นการสอนวิชาเกี่ยวกับด้าน Climate Change และการจัดกิจกรรมรณรงค์ลดการใช้พลังงานให้กับนักศึกษาและบุคลากรซึ่งมี
ส่วนช่วยในการสร้างความตระหนกั อันจะนาไปสกู่ ารลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้
สรปุ
มหาวทิ ยาลัยราชภัฏนครราชสีมา และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา เป็นสถานศึกษาที่มีการใช้
พลังงานไฟฟ้าในกิจกรรมการเรียนการสอนและการบริหารงาน คิดเป็นร้อยละ 74.2 และ 89.3 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ทัง้ หมด โดยใชใ้ นระบบปรับอากาศและระบบแสงสว่าง การลดการปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกอย่างยง่ั ยนื ได้จาเป็นต้องมกี ารวางแผนใน
การลดการใชพ้ ลงั งานด้านตา่ ง ๆ การดาเนนิ มาตรการอนุรักษ์พลังงาน และการเปลี่ยนมาใช้แหล่งพลังงานทดแทน จึงถือเป็นแนว
ปฏิบัติสาคญั ท่ีจะชว่ ยลดการปลอ่ ยก๊าซเรือนกระจก และยังชว่ ยลดคา่ ใช้จา่ ยด้านพลังงาน มาตรการท่ีควรพิจารณาดาเนินการเป็น
ลาดับต้น ๆ ได้แก่ การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของผู้ใช้งาน เช่น การปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าเม่ือไม่ใช้งาน การลดช่ัวโมงการทางานของ
เครอื่ งปรบั อากาศโดยการปิดเครือ่ งปรับอากาศช่วงพักเท่ียง 1 ช่ัวโมง/วัน และการบารุงรักษาหลอดไฟและเครื่องปรับอากาศเป็น
ประจา เน่ืองจากสามารถปฏิบัติได้ทันทีโดยไม่จาเป็นต้องมีการลงทุนหรือลงทุนต่า ส่วนการเปลี่ยนไปใช้เคร่ืองปรับอากาศ
ประสิทธิภาพสงู และการตดิ ตงั้ Solar rooftop เป็นมาตรการที่ต้องมีการลงทนุ ซึง่ มีประสทิ ธิภาพในการลดกา๊ ซเรือนกระจกท่สี งู
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 454 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเท ศไทย
กิตตกิ รรมประกาศ
คณะผวู้ จิ ยั ขอขอบคุณโครงการสง่ิ แวดลอ้ มแหง่ สหประชาชาติ (UNEP) ท่ีสนบั สนนุ ทนุ ในการทางานวิจัย และขอขอบคุณ
มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏนครราชสมี า และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา ในความอนุเคราะห์ข้อมูลที่ใช้ในการ
ทางานวิจยั น้ี
เอกสารอ้างอิง
[1] World Meteorological Organization. (2019). "Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet
another high". Retrieved from https://public.wmo.int/en/media/press-release/greenhouse-gas-
concentrations-atmosphere-reach-yet-another-high
[2] ภานพุ งศ์ พรหมมารัตน์. (2561). การประเมนิ รอยเท้าคาร์บอนขององค์กร กรณีศกึ ษาของภาควิชาวทิ ยาศาสตร์สง่ิ แวดล้อม
คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ศลิ ปากร. มหาวิทยาลัยศิลปากร.
[3] องค์การบริหารจดั การกา๊ ซเรือนกระจก (องค์การมหาชน). (2561). แนวทางการประเมนิ คารบ์ อนฟตุ พร้ินท์ขององค์กร
[4] ชาญชยั พานชิ สมัย. (2562). การศึกษาแนวทางการลดกา๊ ซเรือนกระจกของระบบประปากรณีศึกษาระบบประปาเทศบาล
นครนครราชสีมา. (วศิ วกรรมศาสตรม์ หาบัณฑติ ). จุฬาลงกรณม์ หาวิทยาลัย.
[5] องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก (องค์การมหาชน). (กันยายน 2561). คู่มือการคานวณการลดก๊าซเรือนกระจก
สาหรับโครงการภาคพลังงานและของเสยี .
[6] ณฐพล ราพึงกิจ. (2559). การประเมินการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยและแนวทางการลดก๊าซ
เรอื นกระจก. (วศิ วกรรมศาสตรมหาบัณฑิต). จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลยั .
[7] ฐติ ิกร หมายมั่น, สมบัติ ทีฆทรัพย์, อติกร เสรีพัฒนานนท์, และบัณฑิต รัตนไตร. (2561). การประเมินคาร์บอนฟุตพร้ินท์
องค์กรของมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย. วารสารวิชาการมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย, ปีท่ี 12 ฉบับที่ 2 ประจาเดือน
พฤษภาคม-สิงหาคม 2561.
[8] ไพรัช อุศุภรัตน์ และหาญพล พึ่งรัศมี. (2557). การประเมินคาร์บอนฟุตพรินท์องค์กรของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
ศนู ย์รงั สิต. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, ปีท่ี 22 (ฉบบั ท่ี 1 มกราคม - มีนาคม 2557).
[9] ธนัท พูลประทิน. (2555). คาร์บอนฟุตพร้ินท์ของภาควิชาวิศวกรรมเคมี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. มหาวิทยาลัย
เกษตรศาสตร.์
[10] องคก์ ารบริหารจดั การกา๊ ซเรือนกระจก (องค์การมหาชน). (2561). ระเบยี บวิธกี ารลดกา๊ ซเรือนกระจกภาคสมัครใจสาหรับ
การติดต้ังเครื่องปรับอากาศประสิทธิภาพสูง (Installation of High Efficiency Air Conditioning System) เข้าถึงจาก
http://ghgreduction.tgo.or.th/tver-method/tver-methodology-for-voluntary-greenhouse-gas-
reduction/ee.html?start=12
[11] องค์การบริหารจัดการก๊าซเรอื นกระจก (องคก์ ารมหาชน). (2561). ระเบยี บวธิ กี ารลดกา๊ ซเรือนกระจกภาคสมัครใจสาหรับ
การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (Electricity Generation from Renewable Energy). เข้าถึงจาก
http://ghgreduction.tgo.or.th/tver-method/tver-methodology-for-voluntary-greenhouse-gas-
reduction/ae/item/456-on-grid-renewable-electricity-generation.html
[12] อทิตนิ นท์ ภูพาดทอง. (2560). ตวั ชว้ี ดั สาหรบั อาคารคาร์บอนตา่ และแนวทางการลดการปล่อยกา๊ ซเรอื นกระจก. (วศิ วกรรม
ศาสตรมหาบัณฑิต). จฬุ าลงกรณม์ หาวิทยาลัย.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 455 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
078
การวเิ คราะหป์ ริมาณการตกคา้ งของสารสเตยี รอยดฮ์ อร์โมน
ในนา้ ทิง้ จากระบบบา้ บัดนา้ โสโครก
Determination of the residue steroid hormones in the
effluent from the sewage treatment plants
ดลุ ยวตั รงุ่ เชตุ1 และ สุปรดี า หอมกล่ิน2
Dunyawat Rungchate1 and Supreeda Homklin2
1นิสิตบัณฑิตศกึ ษา สาขาวศิ วกรรมสิง่ แวดล้อม คณะพลังงานและสงิ่ แวดล้อม มหาวิทยาลยั พะเยา พะเยา 56000
2อาจารย์ สาขาวิศวกรรมสิง่ แวดลอ้ ม คณะพลังงานและส่ิงแวดลอ้ ม มหาวทิ ยาลยั พะเยา พะเยา 56000
โทรศพั ท์ 054 466 666 ต่อ 3405 โทรสาร 054 466 704 Email : [email protected]
บทคดั ยอ่
งานวิจยั นม้ี วี ัตถุประสงค์เพือ่ ตรวจวัดการตกค้างของสเตียรอยด์ฮอรโ์ มนกล่มุ เอสโตรเจนและแอนโดรเจนในน้าโสโครก และน้า
ท้ิงจากระบบบ้าบัดน้าโสโครกที่อยู่ใกล้แหล่งน้าผิวดิน และประเมินความเสี่ยงท่ีจะเกิดผลกระทบต่อระบบสืบพันธ์ุของสัตว์น้าหาก
ฮอร์โมนดังกลา่ วถูกชะลงสู่แหล่งน้า โดยน้าน้าตัวอย่างจากถังเกรอะส้าเร็จรูป (S1) บ่อเกรอะบ่อซึมแบบวงซีเมนต์ (S2) และน้าทิ้งจาก
ระบบบ้าบดั น้าเสยี ชนิด Anaerobic filter (S3) มาสกัดดว้ ย เทคนิค SPE และวเิ คราะหค์ วามเข้มข้นของฮอรโ์ มนดว้ ยเทคนคิ LC/MS-MS
งานวิจัยนี้ตรวจพบการตกค้างของฮอร์โมนเอสโตรเจน E1, a-E2 และ b-E2 มากที่สุดในน้าท้ิงจากจุด S3 เท่ากับ 1,011.93, 4,536.45
และ 4,463.04 ng/L ตามลา้ ดับ ซึ่งมีความเข้มข้นมากกว่าจุด S1 ถึง 508, 114 และ 222 เท่า ตามล้าดับ และมากกว่าจุด S2 ถึง 115,
108 และ 87 เท่า ตามลา้ ดับ ในขณะทฮี่ อร์โมนในกลุ่มแอนโดรเจน T พบเฉพาะที่จุด S2 และ S3 ความเข้มข้น <LOD และ 0.36 ng/L
ตามลา้ ดับ ส่วนของฮอร์โมน E3, EE2 และ MT ไม่พบในทกุ จดุ เกบ็ ตัวอยา่ งน้าท้งิ เม่ือท้าการประเมินระดับความเสยี่ งของการตกค้างของ
ฮอรโ์ มนตอ่ สัตว์นา้ อยูใ่ นระดับปานกลางถงึ สงู สา้ หรับฮอรโ์ มนเอสโตรเจน และมีความเส่ียงตา้่ ส้าหรบั ฮอร์โมนแอนโดรเจน
ค้าสา้ คญั : สเตยี รอยดฮ์ อร์โมน, เอสโตรเจน, แอนโดรเจน, ระบบบา้ บดั น้าโสโครก, บอ่ เกรอะบ่อซึม
Abstract
This research aimed to investigate the residue estrogen and androgen hormones in the black waters
and the effluent wastewater nearby surface water and to assess the risk of these residue hormones in the
receiving surface water to the reproductive system of aquatic organisms. The water samples were collected
from the prefabricated septic tank (S1), concrete septic tank (S2) and anaerobic filter treatment plant (AF) (S3).
The water samples were extracted by using the SPE technique and analyzed by LC/MS-MS. The results showed
that the highest concentrations of E1, a-E2, and b-E2 were found in the AF effluent (S3) at 1,011.93, 4,536.45 and
4,463.04 ng/L, respectively. These concentrations were higher than that in S1 about 508, 114 and 222 times,
respectively and S2 about 115, 108 and 87 times, respectively. As the androgen hormones, the concentration of
T was 0.36 ng/L and < LOD at site S1 and S3, respectively. E3, EE2, and MT were not found in all sites. The risk
of residue estrogen hormones was classified as the medium to the high level to aquatic life and the low-risk
level was assessed from the residue androgen hormone.
Keywords : Steroid hormone, estrogen, androgen, sewage treatment plants, septic tank
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 456 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
บทน้า
สารรบกวนการท้างานของต่อมไร้ท่อ (Endocrine disrupting compounds; EDCs) เป็นกลุ่มสารประกอบที่ปนเปื้อน
ในส่ิงแวดล้อม มีแหล่งก้าเนิดทั้งจากธรรมชาติ และท่ีมนุษย์สังเคราะห์ข้ึน เม่ือสิ่งมีชีวิตได้รับสารกลุ่ม EDCs เข้าสู่ร่างกายอย่าง
ตอ่ เนอ่ื ง จะสง่ ผลกระทบต่อระบบการทา้ งานของต่อมไร้ท่อ [1] โดยเฉพาะกลุ่มสเตียรอยด์ฮอร์โมน จ้าพวกฮอร์โมนเพศ (เอสโตร
เจนและแอนโดรเจน) โดยฮอร์โมนเอสโตรเจน Estrone (E1), alpha-Estradiol (a-E2), beta-Estradiol (b-E2) และ Estriol (E3)
เป็นฮอร์โมนเพศหญิงตามธรรมชาติ ส่วนฮอร์โมน Testosterone (T) เป็นหน่ึงในกลุ่มฮอร์โมนแอนโดรเจนหรือฮอร์โมนเพศชาย
ตามธรรมชาติ ส้าหรับฮอร์โมนเอสโตรเจนและแอนโดรเจน ท่ีสังเคราะห์ขึ้น ได้แก่ Ethinylestradiol (EE2) และ
Methyltestosterone (MT) ตามล้าดับ เป็นต้น ซึ่งสเตียรอยด์ฮอร์โมนเหล่าน้ีจะส่งผลกระทบต่อการท้างานของต่อมไร้ท่อที่
เกย่ี วข้องกับการควบคุมลักษณะทางเพศมากกว่าสารกลุ่มอื่นถึง 1000 เท่า [2] โดยมนุษย์และสัตว์จะขับถ่ายสเตียรอยด์ฮอร์โมน
เหล่านี้ออกมาผ่านทางปัสสาวะและอุจจาระ และปนเปื้อนลงสู่ส่ิงแวดล้อมผ่านทางน้าทิ้งจากระบบบ้าบัดน้าเสีย หรือน้าโสโครก
จากครัวเรือน/ชุมชน ซึ่งระบบดังกล่าวไม่ได้มุ่งเน้นในการก้าจัดสารสเตียรอยด์ฮอร์โมน [3] ในปัจจุบันการศึกษาการตกค้างของ
กลุ่มฮอรโ์ มนเพศในประเทศไทยยังมอี ยู่ไมม่ าก ส่วนใหญ่มีการตรวจพบการตกคา้ งในแหลง่ นา้ ผิวดินซึ่งเป็นแหล่งน้าหลักท่ีใช้ในการ
อุปโภคบรโิ ภคของชมุ ชนในพื้นท่ี งานวิจัยทีผ่ ่านมาพบการปนเปื้อนของฮอร์โมนเอสโตรเจนในทะเลสาบน้าจืด E3, a-E2, b-E2, E1
และ EE2 อยู่ในช่วง 119.96-1,431.93, 70.20-328.12, 62.90-151.04, 7.76-25.91 และ 2.85-48.36 ng/L ตามล้าดับ [4] ส่วน
ฮอร์โมนกลุ่มแอนโดรเจน T และ MT นั้นพบค่าความเข้มข้นรวมกัน < 20 ng/L ในฤดูแล้งพบปริมาณการตกค้างของฮอร์โมนใน
ทะเลสาบน้าจดื มากกว่าฤดูฝน โดยเฉพาะอย่างยงิ่ บรเิ วณทีต่ ิดกบั เขตชุมชนเมอื ง พบการปนเปอื้ นของฮอร์โมนสงู กว่าจุดอ่ืน [4] ท้า
ใหค้ าดการณ์วา่ แหล่งที่มาของฮอรโ์ มนกลุ่มนนี้ า่ จะมาจากการขับถ่ายของมนุษย์เป็นส่วนใหญ่ ดังน้ันงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาการ
ตกค้างของฮอร์โมนเพศในนา้ ท้ิงจากระบบบ้าบดั น้าโสโครกประเภทต่าง ๆ ท่ีอยู่ใกล้แหล่งน้า และประเมินความเส่ียงเม่ือสารสเตีย
รอยด์ฮอร์โมนกลมุ่ นี้ถกู ชะลงส่แู หล่งรองรับนา้ ตามธรรมชาติ
อปุ กรณแ์ ละวธิ ีการ
สารเคมี
สารเคมที ่ใี ชใ้ นงานวจิ ยั นีป้ ระกอบด้วย สารมาตรฐานของสารสเตยี รอยด์ฮอร์โมน 7 ชนดิ คือ E1, a-E2, b-E2, E3, EE2, T
และ MT (ความบริสุทธิ์ > 95 %) Estrone-2,3,4-13C3 (E1-C13) (Internal standard) และสารเมทานอล (95%) (HPLC
grade) โดยสารเคมที ้ังหมดสั่งซ้อื จาก Sigma-Aldrich (USA)
จดุ เก็บตวั อย่าง และข้อมูลพน้ื ฐานของระบบบ้าบดั น้าโสโครก
จดุ เกบ็ ตัวอยา่ งนา้ มีทง้ั ส้นิ 3 จุดโดยสุ่มเกบ็ จากบอ่ เกรอะบอ่ ซึม และระบบบา้ บดั นา้ โสโครกที่อย่ใู กลแ้ หล่งน้าผวิ ดิน ซงึ่ มี
รายละเอยี ดจดุ เกบ็ ตวั อยา่ ง ดังนี้
1. ถังเกรอะส้าเร็จรูป (Septic tank) (S1) รับน้าโสโครกจากสถานประกอบการประเภทโรงแรมขนาดเล็ก (6 ห้อง)
เป็นถังบ้าบดั แบบไมใ่ ช้อากาศ สว่ นนา้ ใสจะไหลลน้ ลงสรู่ ะบบรวบรวมนา้ ท้ิงซึง่ ไหลลงส่แู หล่งน้าผิวดิน
2. บ่อเกรอะบ่อซึมแบบบ่อวงซีเมนต์ (S2) (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 เมตร)รับน้าโสโครกจากสถานประกอบการ
ประเภทร้านอาหาร ท่มี ผี ้ใู ชบ้ ริการสูงสุด 80 คน/วัน โดยไดท้ า้ การเกบ็ ตวั อย่างน้าจากบอ่ ซมึ เทา่ นั้น
3. ระบบบ้าบดั น้าเสยี ชนดิ บอ่ กรองไรอ้ ากาศแบบมีตวั กลาง (Anaerobic Filter: AF) (S3) ซ่ึงประกอบไปด้วย บ่อปรับ
เสถียร (Equalization Tank: EQ) และบ่อ AF โดยรบั นา้ จากกิจกรรมทุกประเภทในพืน้ ที่ท้ังนา้ เสยี น้าโสโครก และ
น้าฝน โดยขนาดของระบบสามารถรบั น้าได้สูงสุด 60 ลกู บาศกเ์ มตร น้าออกจากระบบจะไหลลงส่แู หล่งนา้ ผวิ ดิน
การเกบ็ ตัวอยา่ งนา้ และเทคนิคการวิเคราะห์
ตวั อยา่ งนา้ เก็บแบบจ้วง (Grab sampling) จากจุด S1, S2 และ S3 จากนั้นน้าน้าตัวอย่างมา 250 mL ท้าการเติม สาร
E1-C13 แลว้ กรองผ่านกระดาษกรอง GF/C (Whatman, UK) จากน้นั ล้างตะกอนท่ีคา้ งอยูบ่ นกระดาษกรองด้วยเมทานอล 2 mL
น้าน้าตัวอย่างที่ได้มาสกัดโดยใช้เทคนิค Solid phase extraction (SPE) ด้วย HLB cartridges ขนาด 500 mg (6 mL) (Oasis,
USA) โดยท้าการปรบั สภาพ Cartridge ด้วยเมทานอล (95%, v/v) และน้า Ultrapure อย่างละ 1 mL จากน้ันใส่น้าตัวอย่างด้วย
อตั ราการไหล 3 mL/min ตอ่ มาทงิ้ Cartridge ใหแ้ หง้ 10 นาที แล้วล้าง Cartridge ดว้ ยเมทานอล (5%, v/v) 6 mL (2 mL x 3
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 457 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ครัง้ ) ทา้ การชะสารตัวอย่างออกจาก Cartridge ด้วยเมทานอล 6 mL (2 mL x 3 คร้ัง) จากน้ันน้าไประเหยแห้ง และเติมเมทา
นอล (95%, v/v) 0.25 mL น้าสารละลายท่ีได้กรองผ่านกระดาษกรองชนิด PTFE (Millex, Germany) และน้าไปวิเคราะห์ชนิด
และปริมาณฮอร์โมนดว้ ยเทคนคิ Liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)
การวิเคราะห์ตัวอย่างด้วยเทคนิค LC/MS-MS (Thermo Scientific, TSQ Endura, USA) ใช้คอลัมน์ชนิด Prodigy
ODS (3) (5 µm x 150 mm x 2 mm) ควบคุมอุณหภูมิคอลัมน์ที่ 35°C เฟสเคลื่อนท่ี (Mobile phase) ท่ีใช้ในการวิเคราะห์คือ
กรด Formic 0.1% (v/v) ในน้า (A) และกรด Formic 0.1% (v/v) ใน Methanol (B) โดยใช้อัตราส่วนของ A:B เท่ากับ 90:10
อัตราการไหลของเฟสเคล่ือนทเ่ี ท่ากบั 0.3 mL/min ตลอดการวเิ คราะห์ ปริมาตรตวั อย่างที่ใชใ้ นการวเิ คราะห์ 10 µL ในส่วนของ
แมสสเปกโตรมิเตอร์ (Mass spectrometer) ใช้แหล่งก้าเนิดไอออนแบบ ESI+ ส่วน Spray ใช้ก้าลังไฟ 3,500 Volt อุณหภูมิใน
ส่วน Ion transfer tube และ Vaporizer อย่ทู ่ี 338°C และ 340°C ตามล้าดบั
การประเมินระดับความเสย่ี งของฮอรโ์ มนท่ีตกค้าง
การประเมินความเส่ยี งจากการตกค้างของสเตียรอยด์ฮอร์โมนในตัวอย่างส่ิงแวดล้อม จะใช้ค่า Risk Quotient (RQ) ใน
การประเมิน โดยค่า RQ เป็นสัดส่วนระหว่างค่าที่ตรวจวัดได้ (Measured Environmental Concentration; MEC) ต่อค่า
คาดการณ์ความเขม้ ขน้ ตา้่ สดุ ที่ไม่ก่อใหเ้ กิดผลกระทบ (Predicted no Effect Concentration; PNEC) [5] ดังสมการ (1)
RQ = MEC/PNEC (1)
ค่า PNEC เป็นค่าทไ่ี ด้จากการศึกษาการในสัตว์ทดลอง โดยค่า PNEC ของ E1, E2, E3, EE2, T และ MT มีค่าเท่ากับ 6,
2.27, 60,000, 0.35, 100 และ 20 ng/L ตามลา้ ดับ [6]
เกณฑ์ในการแปลผลค่า RQ ท่ีบ่งช้ีถึงความเส่ียงของการตกค้างของสเตียรอยด์ฮอร์โมนในส่ิงแวดล้อมต่อส่ิงมีชีวิตในน้า
อ้างอิงตาม Hernando et al. (2006) [7] ดังนี้ ค่า RQ ท่ีอยู่ในช่วง 0.01 – < 0.10, > 0.10 – 1.00 และ >1.00 บ่งช้ีว่าความ
เสยี่ งของสารตกค้างต่อสง่ิ มชี วี ติ ในน้าอยู่ในระดับต่้า ปานกลาง และ สงู ตามลา้ ดบั
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
การตกค้างของสารสเตยี รอยด์ฮอร์โมนในนา้ โสโครก
จากการเก็บตวั อยา่ งน้าโสโครกในถงั เกรอะสา้ เร็จรปู (S1) พบว่ามกี ารตกคา้ งของฮอร์โมนเอสโตรเจน E1, a-E2 และ b-
E2 ทคี่ วามเขม้ ข้น 1.99, 39.51 และ 20.09 ng/L เช่นเดียวกนั กบั ในบ่อเกรอะบ่อซึมแบบวงซเี มนต์ (S2) พบการตกคา้ งของ E1, a-
E2 และ b-E2 ท่ีความเข้มข้น 8.78, 42.74 และ 50.77 ng/L ตามล้าดับ โดยบ่อเกรอะบ่อซึมท้ังสองชนิดมีฮอร์โมน T อยู่ต้่า (<
LOD; LOD = 0.1 ng/L) และไม่พบฮอรโ์ มน E3, EE2 และ MT แสดงดงั รปู ที่ 1
ความเข ้มข ้น (ng/L)80.00 ถงั เกรอะสาเรจ็ รปู (S1)
60.00
40.00
20.00
0.00
E1 a-E2 b-E2 E3 EE2 T MT
สเตยี รอยดฮ์ อรโ์ มน
รูปท่ี 1 สารสเตียรอยด์ฮอร์โมนในนา้ โสโครกจากบ่อเกรอะบอ่ ซมึ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 458 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ผลการศึกษาสอดคล้องกับงานวิจัยส่วนใหญ่ที่มักตรวจพบฮอร์โมน E1, a-E2 และ b-E2 ในน้าโสโครก หรือน้าทิ้งจาก
ระบบบา้ บดั น้าโสโครก [8, 9] เนื่องจากเมื่อมนุษย์ขับถ่ายจะมีฮอร์โมนเพศ (E1, E2, E3, T) ปนมาในรูปคอนจูเกตกับกลูโคโลไนต์
และซัลเฟต และถูกเปล่ยี นไปเป็นฮอร์โมนอิสระด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) โดยแบคทีเรีย Escherichia coli (E.coli)
[10] ท่ีสามารถพบได้ในล้าไส้ของมนุษย์และสัตว์เลือดอุ่น ส้าหรับฮอร์โมน E3 บางงานวิจัยตรวจพบมีค่าสูงถึง 4,651 ng/L ซ่ึง
ระบบดงั กลา่ วเป็นระบบนา้ โสโครกของโรงพยาบาล ที่โดยปกติแล้วฮอร์โมน E3 จะพบมากในการขับถ่ายของหญิงตั้งครรภ์ซึ่งจะมี
ปรมิ าณฮอร์โมน E3 สงู กวา่ หญิงวยั เจริญพนั ธุ์และหญิงชว่ งมีประจา้ เดอื นถงึ 2,238 และ 2,052 เท่า [3] อย่างไรก็ตามบางงานวิจัย
กลับไม่พบ E3 ตกค้างในน้าโสโครก โดยเฉพาะระบบบ้าบัดจากทวีปอเมริกาเหนือ และ ทวีปยุโรป [9] นอกจากน้ียังมีรายงานว่า
ฮอร์โมน E1, a-E2 และ b-E2 สามารถถูกยอ่ ยสลายไปเปน็ ฮอร์โมน E3 ได้ หากอยู่ในสภาวะที่มีอากาศ [3] ส่วนฮอร์โมน EE2 นั้น
เป็นฮอร์โมนสังเคราะห์ท่ีพบในยาคุมก้าเนิดซ่ึงการศึกษาน้ีไม่พบการปนเป้ือนของฮอร์โมน EE2 อาจเป็นเพราะไม่มีการใช้ยา
คมุ ก้าเนดิ ของผทู้ ี่มาใช้บริการ หรืออาศัย [11] ส้าหรับฮอร์โมนในกล่มุ แอนโดรเจนน้ันพบว่าฮอร์โมน T อยู่ในระดับต่้ากว่าค่า LOD
และไม่พบการตกค้างของฮอร์โมน MT เน่ืองจากในปัจจุบันยังไม่มีข้อมูลท่ีระบุเก่ียวกับปริมาณการขับถ่ายท่ีวัดได้ของฮอร์โมน T
จากรา่ งกายมนุษย์ มีเพยี งขอ้ มลู ที่ระบไุ ว้ว่าฮอรโ์ มน T น้ันจะถูกเมทาบอไลต์ในตบั และถกู ขบั ออกมาผ่านทางปัสสาวะ โดยจะยงั คง
อยใู่ นรูปของฮอร์โมน T เพียงแค่ 2% เท่าน้ัน [12] นอกจากนี้โดยปกติแล้วฮอร์โมนสังเคราะห์ MT ซ่ึงเป็นส่วนผสมของยาที่ใช้ใน
การแพทย์เพ่ือใช้ส้าหรับรักษาภาวะฮอร์โมนเพศต้่าในเพศชาย (Hypogonadal disorders) [13] และใช้ในเชิงอุตสาหกรรม [14]
โดยหากรบั เขา้ สู่รา่ งกายแล้ว ร่างกายจะสามารถเปลี่ยนฮอร์โมน MT ให้เป็นฮอร์โมนเอสโตรเจน E2 ได้ด้วยเอนไซม์ Aromatase
[12, 14] จึงเปน็ ไปได้ท่จี ะไมต่ รวจพบฮอรโ์ มน MT
การตกคา้ งของสารสเตียรอยด์ฮอรโ์ มนในนา้ ทง้ิ จากระบบบา้ บัดน้าเสยี ชนดิ บอ่ ไร้อากาศแบบมตี วั กลาง
สารสเตรียรอยด์ฮอร์โมนที่ตรวจพบในน้าท้ิงของระบบบ้าบัดชนิดบ่อไร้อากาศแบบมีตัวกลาง (Anaerobic filter: AF)
(S3) เป็นฮอรโ์ มนกลุ่มเอสโตรเจน E1, a-E1 และ b-E2 มคี วามเขม้ ข้นอยทู่ ี่ 1,011.93, 4,536.45 และ 4,463.04 ng/L ตามล้าดับ
สว่ นฮอรโ์ มนแอนโดรเจนนั้นพบเพียงฮอรโ์ มน T มีความเข้มขน้ เท่ากบั 0.36 ng/L แสดงดงั รูปที่ 2
8000.00
6000.00
ความเข ้มข ้น (ng/L)
4000.00
2000.00
0.00
E1 a-E2 b-E2 E3 EE2 T MT
สเตยี รอยดฮ์ อรโ์ มน
รปู ท่ี 2 สารสเตยี รอยด์ฮอร์โมนในนา้ ทงิ้ จากระบบบ้าบดั ชนดิ บ่อไร้อากาศแบบมตี ัวกลาง
จากปริมาณการตกค้างที่ตรวจวัดได้ พบวา่ ความเข้มข้นของฮอร์โมน E1, a-E2 และ b-E2 ในน้าท้ิงมีค่าสูง แม้ว่าจะผ่าน
การบ้าบดั มาแล้วกต็ าม ซงึ่ สอดคล้องกับงานวิจัยของ de Mes et al. (2007) [8] ท่ีพบการตกค้างของฮอร์โมน E1 และ E2 ในน้า
ท้ิงจากระบบบ้าบัดแบบไร้อากาศชนิด UASB septic tank ท่ีความเข้มข้น 1,206 และ 3,738 ng/L ตามล้าดับ เช่นเดียวกับ
งานวิจัยของ Zheng et al. (2012) [15] ที่ได้ระบุว่าฮอร์โมน E1, a-E2 และ b-E2 ลดลงเพียง 15, 22 และ 23 % ตามล้าดับ
เท่าน้ัน ในระบบบา้ บดั ทางชีวภาพแบบไรอ้ ากาศ ทถี่ งึ แมจ้ ะใช้ระยะเวลากักเก็บนานถึง 52 วัน และอุณหภูมิในระบบอยู่ท่ี 35°C ก็
ตาม นอกจากนี้ Stanford and Weinberg (2010) [16] ยงั ได้รายงานว่าระบบบ้าบัดแบบไร้อากาศชนิดมีทรายเป็นตัวกลางนั้น มี
ความสามารถในการบ้าบัดสารกลุ่มสเตียรอยด์เอสโตรเจนได้น้อยหรือแทบไม่บ้าบัดเลย จากข้อมูลข้างต้นบ่งชี้ได้ว่าระบบบ้าบัด
แบบไร้อากาศไม่เอ้ือต่อการย่อยสลายทางชีวภาพของสเตียรอยด์ฮอร์โมนกลุ่มเอสโตรเจน (E1, a-E2 และ b-E2) เมื่อเทียบกับ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 459 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
ระบบบ้าบดั ที่ใชอ้ ากาศ (ตารางท่ี 2) จึงเป็นสาเหตุหนึง่ ทพี่ บการตกค้างของสารสเตียรอยด์เอสโตรเจนในน้าท้ิงจากระบบบ้าบัดน้า
โสโครก
ตารางท่ี 2 ฮอรโ์ มนทต่ี กค้างในนา้ ท้งิ จากระบบบ้าบัดนา้ โสโครกแตล่ ะประเภท
Location Treatment process E1 Concentration (ng/L) T MT Ref
E2 E3 EE2
Anaerobic process 1,206 3,738 n.a.b n.a. n.a. n.a. [8]
Netherlands UASB septic tank
Inverse A/A/Oa
Beijing, China 104.4 27.7 n.a. 60.7 n.a. n.a. [17]
South of China A/A/O 8.1 26.6 n.a. 35.3 n.a. n.a. [18]
1,011.93 4,536.45c, n.d.f n.d. 0.36 n.d.
งานวิจัยน้ี Anaerobic filter 4,463.04d
treatment plant (S3)
ถังเกรอะส้าเร็จรปู (S1) 1.99 39.51c, n.d. n.d. n.d. n.d.
20.09d
บอ่ เกรอะบ่อซมึ (บอ่ วง 8.78 42.74c, n.d. n.d. <LODg n.d.
50.77d
ซีเมนต์) (S2)
Aerobic process
Italy Activated Sludge 82.1 3.3 18 1.7 n.a. n.a. [19]
Canada Aerator tank 48 64 n.a. 42 n.a. n.a. [20]
North America - <1–54 <1–22 n.a. 5.6 n.a. n.a. [21]
Europe - 12.4–196.7 6.2–42.6 n.a. 1.3– n.a.
Asia and Australiae 30.3
- 14 <1 4,651 1.3 1.1 n.a.
aA/A/O: aneaerobic/anoxic/oxic., bn.a.: not available, cความเข้มข้นของ a-E2, dความเข้มข้นของ (b-E2), eน้าทิ้งจากระบบ
บ้าบัดน้าโสโครกโรงพยาบาล, fn.d.: not detected, g <LOD : Limit of detection (0.1 ng/L)
อย่างไรก็ตามปริมาณความเข้มข้นของสารสเตียรอยด์ฮอร์โมนที่ตรวจพบในแต่ละระบบบ้าบัด ของแต่ละพื้นท่ี มีค่า
แตกต่างกนั ขึ้นอยกู่ บั หลายปัจจัย เช่น พ้ืนท่ีการรับน้า, ลักษณะของระบบบ้าบัดน้าโสโครก, ความหนาแน่นของประชากรในพื้นที่
ระบบบ้าบัด, ความสามารถในการรวบรวมน้าเสีย, อัตราการเจือจางเน่ืองจากน้าฝน, ความแตกต่างของระยะเวลาในการสุ่มเก็บ
ตวั อยา่ ง รวมไปถงึ มาตรฐานการบ้าบดั ของแตล่ ะประเทศ แตล่ ะพนื้ ทท่ี มี่ ีขีดความสามารถในการจดั การตา่ งกนั [22]
จากข้อมลู การตกคา้ งของสารสเตยี รอยด์ฮอรโ์ มนท่ีพบ บง่ ช้ีไดว้ ่านา้ ท่ลี ้นออกจากระบบบอ่ เกรอะบ่อซึม และระบบบ้าบัด
เปน็ แหล่งทมี่ าของสารสเตยี รอยด์ฮอรโ์ มนทีซ่ ึมลงสู่ช้นั ดนิ และปนเป้ือนเขา้ สนู่ ้าใตด้ นิ รวมถึงน้าผิวดนิ ได้ หากระยะทางจากบอ่ รับน้า
โสโครกอยู่ใกล้กับพื้นท่ีรับน้า ซึ่งการแพร่กระจายของสารสเตียรอยด์ฮอร์โมนจากบ่อเกรอะบ่อซึม ลงสู่น้าใต้ดิน ข้ึนอยู่กับหลาย
ปัจจัย เชน่ ลักษณะชน้ั ดนิ และ สารประกอบอ่ืน ๆ ซงึ่ สารเตยี รอยด์ฮอรโ์ มนจะแพร่กระจายได้ดีย่ิงข้ึนหากในนา้ เสียมีสารลดแรงตงึ
ผิว เช่น สาร Nonylphenol (NP) ร่วมอย่ดู ้วย [23] อย่างไรกต็ ามในการศึกษานบี้ อ่ รบั นา้ โสโครก S1 S2 และ S3 มรี ะยะห่างแหล่ง
น้าผิวดินเพียง 100, 136 และ 36 เมตร ตามล้าดบั ซึ่งมีโอกาสที่ฮอร์โมนท่ตี กคา้ งจะถูกชะ หรอื แพรก่ ระจายลงส่แู หล่งน้าผวิ ดินได้
การประเมินความเสีย่ ง
เมื่อฮอรโ์ มนเพศที่ตกค้างมโี อกาสแพรก่ ระจายออกสสู่ ่งิ แวดล้อมย่อมมคี วามเสยี่ งทจี่ ะเกดิ ผลกระทบตอ่ ระบบสืบพนั ธุข์ อง
ส่ิงมีชวี ติ โดยเฉพาะสตั วน์ ้า จากปริมาณการตกค้างของฮอร์โมนท่ีตรวจพบในนา้ ท้ิงจากระบบบา้ บดั แบบ S1, S2 และ S3 พบวา่ มีค่า
ความเส่ยี ง หรือ RQ ของสารกลุ่มฮอร์โมนเอสโตรเจนอยใู่ นชว่ ง 0.33-17.38, 1.46-22.33 และ 168.66-1,995.50 แสดงดังรูปที่ 3
ซ่ึงถอื วา่ อยู่ในเกณฑค์ วามเสีย่ งปานกลางไปจนถึงสูงที่จะส่งผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตในน้า ส่วนสารกลุ่มฮอร์โมนแอนโดรเจนพบว่ามี
ค่าความเสี่ยงอยใู่ นเกณฑ์ตา้่ หรอื ไม่ส่งผลกระทบต่อสงิ่ มชี ีวติ ในน้า
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 460 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
รปู ที่ 3 การประเมินความเสยี่ งของการตกคา้ งของฮอรโ์ มนในน้า
ทิง้ ของระบบบา้ บดั ชนิด S1,S2 และ S3
สรปุ
ปรมิ าณการตกคา้ งของสารสเตียรอยดฮ์ อรโ์ มนโดยมากเปน็ กลุ่มเอสโตรเจนมากกว่าแอนโดรเจน ซึ่งพบท้ังในระบบบ้าบัด
แบบบ่อไรอ้ ากาศแบบมีตวั กลาง ถังเกรอะส้าเรจ็ รูป และบ่อเกรอะบ่อซึม โดยพบค่าของ E1, a-E1 และ b-E2 ในระบบบ้าบัดแบบ
บ่อไร้อากาศแบบมีตัวกลางมคี วามเขม้ ขน้ มากกวา่ ในน้าทง้ิ ของถงั เกรอะส้าเร็จรูปและบ่อเกรอะบ่อซึม ส่วนความเส่ียงของสารสเตีย
รอยด์ฮอรโ์ มนทพี่ บในน้าท้งิ หากมีการแพรก่ ระจายลงสสู่ ิง่ แวดล้อมทางน้า พบว่ามีค่าความเสี่ยงอยู่ในเกณฑ์ปานกลางถึงสูงส้าหรับ
สารสเตียรอยด์ฮอร์โมนกลุ่มเอสโตรเจน ส่วนในกลุ่มสารสเตียรอยด์ฮอร์โมนแอนโดรเจนพบค่าความเสี่ยงต่อส่ิงมีชีวิตในน้าอยู่ใน
เกณฑต์ า้่ ดังน้ันจึงควรมีเกณฑ์ในการควบคุมคุณภาพน้าท้ิงให้อยู่ในเกณฑ์ท่ีปลอดภัยหากมีการน้าแหล่งน้านี้ไปใช้เพื่อการอุปโภค
บริโภค รวมถงึ การปรบั ปรงุ ระบบบ้าบดั นา้ โสโครกแต่ละประเภทใหส้ ามารถลดการตกคา้ งของสารกลมุ่ EDCs เพือ่ ลดผลกระทบต่อ
สิง่ มีชวี ติ ในแหลง่ รองรบั น้าท้งิ
กิตติกรรมประกาศ
ผู้วิจยั ขอขอบคุณคณะพลงั งานและสง่ิ แวดลอ้ มมหาวิทยาลยั พะเยา ทีอ่ ้านวยความสะดวกสา้ หรับหอ้ งปฏิบัตกิ ารในการทา้
วิจยั และขอขอบคณุ บุคลากรทีเ่ ก่ยี วข้องทุกท่าน
เอกสารอา้ งองิ
[1] Le Thi Minh T, Nguyen Phuoc D, Dinh Quoc T, Ngo HH, Do Hong Lan C. Presence of e-EDCs in surface water
and effluents of pollution sources in Sai Gon and Dong Nai river basin. Sustainable Environment Research.
2016;26(1):20-7.
[2] Metcalfe C, Metcalfe T, Kiparissis Y, Koenig B, Khan C, Hughes R, et al. Estrogenic potency of chemicals
detected in sewage treatment plant effluents as determined by in vivo assays with Japanese medaka
(Oryzias latipes). Environ Toxicol Chem. 2001;20(2):297-308.
[3] Adeel M, Song X, Wang Y, Francis D, Yang Y. Environmental impact of estrogens on human, animal and plant
life: A critical review. Environ Int. 2017;99:107-19.
[4] Nathiya K, Torpong K, Supreeda H. Fate and Distribution of Steroid Hormones Contaminated from Livestock
and Aquaculture in Environment Surrounding Kwan Phayao. 2019.
[5] Yuan X, Li T, Zhou L, Zhao X. Characteristics and Risk Assessment of Estrogenic Compounds in Rivers of
Southern Jiangsu Province, China. IERI Procedia. 2014;9:176-84.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 461 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
[6] Caldwell DJ, Mastrocco F, Hutchinson TH, Länge R, Heijerick D, Janssen C, et al. Derivation of an Aquatic
Predicted No-Effect Concentration for the Synthetic Hormone, 17α-Ethinyl Estradiol. Environ Sci Technol.
2008;42:7046–54.
[7] Hernando MD, Mezcua M, Fernandez-Alba AR, Barcelo D. Environmental risk assessment of pharmaceutical
residues in wastewater effluents, surface waters and sediments. Talanta. 2006;69(2):334-42.
[8] de Mes TZ, Kujawa-Roeleveld K, Zeeman G, Lettinga G. Fate of oestrogens during anaerobic blackwater
treatment with micro-aerobic post-treatment. Water Sci Technol. 2007;56(5):15-23.
[9] Bai X, Acharya K. Removal of seven endocrine disrupting chemicals (EDCs) from municipal wastewater
effluents by a freshwater green alga. Environ Pollut. 2019;247:534-40.
[10] Gomes RL, Meredith W, Snape CE, Sephton MA. Analysis of conjugated steroid androgens: deconjugation,
derivatisation and associated issues. J Pharm Biomed Anal. 2009;49(5):1133-40.
[11] de Mes TZ, Kujawa-Roeleveld K, Zeeman G, Lettinga G. Anaerobic biodegradation of estrogens--hard to
digest. Water Sci Technol. 2008;57(8):1177-82.
[12] Becker, L. K. Principles and Practice of Endocrinology and Metabolism. Lippincott Williams & Wilkins2001.
[13] Birkett JW, Lester JN. Endocrine disrupters in wastewater and sludge treatment process. UK.: CRC press LLC.
London; 2003.
[14] Fitzpatrick M, Contreras-Sánchez WM, Milston RH, Hornick R, Feist G, Schreck C. Detection of MT in aquarium
water after treatment with MT food. Pond Dynamics/Aquaculture CRSP: Corvallis: Oregon: Oregon State
University; 1999.
[15] Zheng W, Li X, Yates SR, Bradford SA. Anaerobic transformation kinetics and mechanism of steroid estrogenic
hormones in dairy lagoon water. Environ Sci Technol. 2012;46(10):5471-8.
[16] Stanford BD, Weinberg H. Evaluation of On-Site Wastewater Treatment Technology to Remove Estrogens,
Nonylphenols, and Estrogenic Activity from Wastewater. Environmental Science and Technology.
2010;44(8):2994-3001.
[17] Zhou H, Huang X, Wang X, Zhi X, Yang C, Wen X, et al. Behaviour of selected endocrine-disrupting chemicals
in three sewage treatment plants of Beijing, China. Environ Monit Assess. 2010;161(1-4):107-21.
[18] Wang LY, Zhang XH, Tam NF. Analysis and occurrence of typical endocrine-disrupting chemicals in three
sewage treatment plants. Water Sci Technol. 2010;62(11):2501-9.
[19] Baronti C, Curini R, D'Ascenzo G, Corcia AD, Gentili A, Samperi R. Monitoring Natural and Synthetic Estrogens at
Activated Sludge Sewage Treatment Plants and in a Receiving River Water. Environ Sci Technol.
2000;34(24):5059-66.
[20] Ternesa TA, Stumpf M, Mueller J, Haberer K, Wilken R-D, Servosb M. Behavior and occurrence of estrogens in
municipal sewage treatment plants } I. Investigations in Germany, Canada and Brazil. The Science of the Total
Environment. 1999;225:81-90.
[21] Pannekens H, Gottschlich A, Hollert H, Dopp E. Evaluation of mixture effects of endocrine active substances
in wastewater using CALUX reporter-gene assays. Int J Hyg Environ Health. 2019;222(4):670-7.
[22] Mohagheghian A, Nabizadeh R, Mesdghinia A, Rastkari N, Mahvi AH, Alimohammadi M, et al. Distribution of
estrogenic steroids in municipal wastewater treatment plants in Tehran, Iran. Journal of Environmental
Health Science & Engineering. 2014;12(97):1-7.
[23] Swartz C, Reddy S, Benotti M, Yin H, Barber L, Brownawell B, et al. Steroid estrogens, nonylphenol ethoxylate
metabolites, and other wastewater contaminants in groundwater affected by a residential septic system on
Cape Cod, MA. Environ Sci Technol. 2006;40(16):4894-48902.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 462 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
การประเมนิ ศกั ยภาพการกักเกบ็ คาร์บอนของปา่ ชมุ ชน 081
บา้ นโนนหนิ ผึง้ จงั หวดั ปราจนี บรุ ี
Assessment of Carbon Stock Potential of Ban Non
Hin Phueng Community Forest, Prachinburi Province
กติ ตินนท์ หมอก็เป็น1 วริ งรอง ดวงใจ2 ภทั รพงษ์ เกริกสกลุ 1 กญั จน์ ศิลปป์ ระสิทธิ์1 และ พงษ์เทพ หาญพัฒนกิจ1*
Kittinont Mokopen1 Wirongrong Duangjai2, Patarapong Kroeksakul1, Kun Silprasit1 and
Phongthep Hanpattanakit1*
1สาขาวิชาสิ่งแวดล้อม คณะวัฒนธรรมสิง่ แวดล้อมและการท่องเทีย่ วเชงิ นเิ วศ
มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครินทรวโิ รฒ กรงุ เทพฯ 10400
2ภาควิชาวนวัฒนวิทยา คณะวนศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10900
*โทรศพั ท์ :+662-649-5001 # 11318 E-mail : [email protected]
บทคดั ย่อ
หนึง่ ในมาตรการลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคือการเพ่ิมพ้ืนที่การกักเก็บคาร์บอนจากการรักษา
และเพ่ิมพ้ืนทสี่ ีเขยี ว ปาุ ชุมชนถือเปน็ พื้นทีส่ ีเขยี วเพอื่ อนรุ ักษ์ท่ีระบบนิเวศปาุ ไม้มีความสาคญั ต่อการหมุนเวยี นคาร์บอนและการใช้
ประโยชนข์ องชุมชน งานวจิ ัยมีวตั ถุประสงคเ์ พ่อื ประเมนิ ศกั ยภาพการกกั เกบ็ คาร์บอนของชนดิ ไม้ทัง้ ในสว่ นของการกักเก็บคาร์บอน
เหนือพื้นดนิ ใต้พ้ืนดิน พืชคลมุ ดิน ซากพชื และดนิ ของปาุ ชมุ ชนบา้ นโนนหนิ ผึ้ง จังหวัดปราจนี บรุ ี โดยการเกบ็ ขอ้ มูลภาคสนามจาก
การวางแปลงสารวจช่ัวคราว 3 ขนาด คือ 10x10, 4x4 และ 1x1 เมตร สารวจความหลากหลายของชนิดไม้ การเก็บกักคาร์บอน
จากชีวมวลพืชดว้ ยสมการแอลโลเมตริก รวมทง้ั ปริมาณสัดสว่ นคารบ์ อนในดนิ พืชและซากพชื วิเคราะห์ด้วยเคร่ือง CHN analyzer
ผลการศึกษาพบชนิดไมท้ ้ังหมด 18 ชนิด 17 วงศ์ ค่าดชั นคี วามหลากหลายชนดิ พรรณไม้ (Shannon-Wiener Index) ไมพ้ นื้ ล่างไม้
หนุ่มและไม้ใหญ่ เทา่ กบั 2.86, 2.44, 1.98 ตามลาดับ ชี้ให้เหน็ วา่ ความหลากชนดิ ของไม้พ้ืนล่างมากท่สี ดุ และความหลากชนดิ ลดลง
ในไม้หนุ่มและไม้ใหญ่ พันจา (Vatica odorata (Griff) Symington) เป็นชนิดไม้เด่นและมีอิทธิพลสาคัญในปุานี้ มีค่าดัชนี
ความสาคญั IVI มากท่ีสดุ เท่ากับ 65.24 ท้ังนี้ สัดส่วนคาร์บอนพบมากในราก (0.48) > ลาต้นและกิ่ง (0.46) > ใบ (0.45) โดยปุา
ชุมชนมีศักยภาพกักเก็บคาร์บอนสะสมรวม เท่ากับ 83.54±15.64 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ โดยเก็บกักคาร์บอนในลาต้นสูงท่ีสุด
เท่ากับ 38.51±28.70 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ รองลงมาสะสมในดิน>กิ่ง>ราก>ใบ>เศษซากพืช>พืชคลุมดิน โดยปุาชุมชนสามารถ
บง่ ชี้ถึงศักยภาพแหล่งกักเก็บกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดใ์ นบรรยากาศ การใชป้ ระโยชน์และการรกั ษาสมดลุ สง่ิ แวดล้อมของชุมชน
คาสาคญั : ความหลากหลายพรรณไม้; การกกั เก็บคาร์บอน; ปุาชุมชน; บ้านโนนหนิ ผึ้ง
Abstract
One of various solutions to reduce climate change impacts is to increase carbon storage areas by
adding conserved green areas. Community forest is regarded as a conserved green area where its ecosystem
has played an important role for carbon circulation and community utilization. This research objective was to
assess carbon storage potential of forest trees included biomass of above ground, below ground, cover crops,
residue and soil at Ban Non Hin Phueng Community Forest in Prachinburi Province. Field data were collected
from temporary plots, establishing across the baseline divided into three sizes: 10x10, 4x4 and 1x1
meters, to measure the diversity of plant species, to assess forest biomass carbon storage based on the
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 463 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
allometric equation, and to estimate proportion of carbon contents. CHN analyzer was used to analyze the
carbon contents in soils, plants, and residues. Results of the field survey shown that plant species were found
eighteen species from seventeen families. Shannon-Wiener Index found vary diversity of seeding, sapling, and
tree as valued 2.86, 2.44, and 1.98 respectively. This indicated that species diversity of seeding was higher
than species of sapling and tree. Vatica odorata (Griff) Symington) was the dominant species where
Importance Valued Index (IVI) was resulted the highest percentage as 65.24. Whiles, proportion of carbon
stocks was found allocated in roots (0.48) > stems and branches (0.46) > leaves (0.45). The total carbon
sequestration potential in the community forest was estimated as 83.54±15.64 tonC/ ha. The largest
proportion of carbon storage was found allocation in stems 38.51±28.70 tonC/ ha., followed by soil>
branches > roots > leaves > residues > cover crops. The community forest can indicated that the potential
carbon dioxide reservoir in the atmosphere. Uses and environmental preservation of communities.
Keywords : Plant Diversity; Carbon Stock; Community forest; Ban Non Hin Phueng
บทนา
ปุาไม้มีบทบาทสาคัญในการรักษาสมดุลของวัฏจักรคาร์บอน โดยปุาไม้เป็นทั้งแหล่งกักเก็บและปลดปล่อยคาร์บอนท่ีมี
ความสาคัญตอ่ ระบบนเิ วศบนโลก ส่งผลต่อการเปล่ียนแปลงของปรมิ าณกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ โดยระบบนิเวศ
ปาุ ไม้สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงและเปล่ียนสภาพเป็นคาร์บอนที่กักเก็บอยู่ในรูปของ
มวลชีวภาพ และการยอ่ ยสลายคาร์บอนผ่านกระบวนการหายใจของจุลินทรีย์ [1] ทั้งนี้ สามารถจาแนกแหล่งสะสมคาร์บอนปุาไม้
ดังนี้ แหล่งกักเก็บคาร์บอนเหนือดิน แหล่งกักเก็บคาร์บอนใต้ดิน แหล่งสะสมคาร์บอนในไม้ยืนต้นตาย แหล่งกักเก็บคาร์บอนของ
ซากพืช และแหลง่ กักเกบ็ คารบ์ อนในดนิ [2] นบั ว่าปาุ ไม้เป็นแหล่งเก็บกักคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดของระบบนิเวศ ซ่ึงมีศักยภาพในการ
ช่วยกักเกบ็ กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ทีส่ ง่ ผลทาให้เกิดปัญหาสภาวะโลกรอ้ นไดอ้ ยา่ งมปี ระสิทธภิ าพและยง่ั ยืน
นอกจากปุาไม้ในธรรมชาติแล้วยงั มีปุาชุมชนทั้งที่เป็นพื้นท่ีปุาปฐมภูมิและปุาทุติยภูมิท่ีในอดีตเป็นพ้ืนที่ปุาที่เคยถูกบุกรุกมา
ก่อนและภายหลังได้รับการฟ้ืนฟู โดยการเข้าร่วมโครงการปุาชุมชนกับกรมปุาไม้และให้การสนับสนุนและดูแลร่วมกับชุมชน
โดยรอบพื้นท่ีปุา ซ่ึงเป็นรูปแบบการจัดการทรัพยากรปุาไม้โดยให้ประชาชนเข้ามามีส่วนร่วมในการอนุรักษ์พ้ืนที่ปุาไม้และการใช้
ประโยชน์จากพื้นที่ปุาในรูปแบบต่าง ๆ โดยต้นไม้ได้มีการเจริญเติบโตและเพ่ิมจานวนหลังจากมีการอนุรักษ์ของคนในชุมชน
ปจั จบุ นั ประเทศไทยมีหมู่บา้ นทีเ่ ขา้ รว่ มโครงการปุาชุมชนอยมู่ ากกวา่ 17,442 หมู่บา้ นและ ปุาชมุ ชน 15,337 แห่ง ทวั่ ประเทศ จาก
ข้อมูลสานักจัดการปุาชุมชนที่ได้ทาการศึกษาการกักเก็บคาร์บอนในปุาชุมชน พบว่า ในพื้นที่ปุาชุมชน 1 ไร่ สามารถกักเก็บ
คารบ์ อนเฉลยี่ 7 ตนั คารบ์ อน ซึ่งถา้ รวมพื้นทป่ี ุาชมุ ชนท้ังหมด 6.5 ลา้ นไร่ จะสามารถกักเกบ็ คาร์บอนไดถ้ งึ 40 ลา้ นตันคารบ์ อน [3]
สอดคลอ้ งกับการศกึ ษาการกกั เกบ็ คาร์บอนในมวลชีวภาพของปุาชุมชนบา้ นหนองเม็ก จังหวดั สระแก้ว สามารถกักเกบ็ คาร์บอนรวม
เทา่ กบั 54.55 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ [4] และปุาชุมชนเขาวง จังหวัดชัยภูมิศึกษาการกักเก็บคาร์บอนในพ้ืนท่ีปุาอนุรักษ์และปุาใช้
ประโยชน์ พบวา่ ปุาอนรุ กั ษก์ กั เกบ็ คารบ์ อนได้เทา่ กบั 19.78 ±1.72 ตันคาร์บอน/ไร่ มากกว่าปุาใช้ประโยชน์ท่ีเก็บได้เท่ากับ 14.37
± 0.69 ตนั คาร์บอน/ไร่ [5] นอกจากนี้ การศึกษาการกักเก็บคาร์บอนของปุาชุมชนในประเทศเนปาลท่ีมีการจัดการท่ีแตกต่างกัน
ส่งผลต่อปริมาณการเก็บกักคาร์บอน [6] จะเห็นว่ารูปแบบและแนวทางการจัดการพื้นที่ปุาส่งผลต่อการกักเก็บคาร์บอนภายใน
ระบบนเิ วศปุาชมุ ชน การศึกษาศกั ยภาพปุาชุมชนของการเก็บกกั คาร์บอนทงั้ ในมวลชีวภาพและดนิ จะเป็นข้อมูลพ้ืนฐานของชุมชน
และในระดบั ประเทศเพ่ือรบั มือกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อนในอนาคต แต่อย่างไรก็ตาม
การศกึ ษาเกยี่ วกบั การเก็บกกั คารบ์ อนในปุาชุมชนของประเทศไทย ยังมีค่อนข้างจากดั ด้วยเหตุนี้ จึงนามาสู่การศึกษาการประเมิน
การกักเก็บคาร์บอนในปุาชุมชนซ่ึงเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนท่ีอยู่ใกล้มนุษย์มากท่ีสุด โดยศึกษาลักษณะความหลากหลายของ
พรรณไม้ การกักเกบ็ คาร์บอนท้งั ในสว่ นชีวมวลเหนอื พ้นื ดิน ชีวมวลใตพ้ ้ืนดิน พืชคลุมดนิ ซากพืช และดินในพ้ืนท่ีปุาชุมชนบ้านโนน
หินผง้ึ จงั หวดั ปราจนี บรุ ี ซึ่งมลี ักษณะเป็นปาุ เตง็ รังเส่ือมโทรมทไ่ี ดร้ ับการอนรุ กั ษ์ ฟืน้ ฟแู ละใชป้ ระโยชน์ร่วมกันโดยชมุ ชน
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 464 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
อปุ กรณ์และวธิ กี าร
1.พื้นท่ศี ึกษา
พื้นที่ศึกษาคือปุาชุมชนบ้านโนนหินผึ้งคลอบคลุมพื้นท่ี 3 หมู่บ้านคือ หมู่ที่ 3 บ้านนา หมู่ท่ี 4 บ้านโนน และหมู่ท่ี 5
บ้านสวนผึ้ง ตาบลดงบัง อาเภอประจันตคาม จังหวัดปราจีนบุรี มีเน้ือที่ ทั้งหมด 447 ไร่ 3 งาน 30 ตารางวา (ภาพประกอบที่1)
ข้ึนทะเบียนปุาชุมชนเมื่อปี พ.ศ. 2546 ตาแหน่งพิกัด 14°01'12.3"N และ 101°34'43.7"E ท่ีระดับความสูง 20 เมตรจาก
ระดับน้าทะเล ลักษณะภมู ิอากาศ แบบรอ้ นชื้น ฤดรู อ้ นไดร้ ับอิทธิพลจากลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ และฤดูหนาวได้รับอิทธิพลจาก
ลมมรสมุ ตะวนั ออกเฉยี งเหนือ อณุ หภมู ิเฉลยี่ อยู่ในชว่ ง 24.6-29.4 องศาเซลเซียส มปี ริมาณน้าเฉลีย่ 1,855.08 มิลลิเมตรต่อปี และ
ปริมาณนา้ ฝนเฉลยี่ 154.59 มิลลิเมตรต่อเดอื นสภาพภูมิประเทศ [7] เป็นท่ีราบลุ่มและเป็นปุาบางส่วนเป็นเนินเต้ีย เหมาะสาหรับ
ทานา ทาสวน ปลูกไผ่ หาของปาุ เช่น มนั เห็ด เป็นต้น ในชุมชนมีคลองลกึ เป็นคลองสง่ น้า ไหลผา่ นระหว่าง ตาบลดงบัง กับ ตาบล
บ้านหอย สภาพปุาเปน็ ปุาดบิ แลง้ ผสมปุาเต็งรงั
ภาพประกอบที่ 1 พนื้ ท่ีศกึ ษา ปา่ ชุมชนบา้ นโนนหินผง้ึ ตาบลดงบัง อาเภอประจนั ตคาม ปราจีนบุรี
2. วิธกี ารเก็บขอ้ มูล
วางแปลงตัวอย่างขนาด 10×10 เมตร จานวน 16 แปลง แปลงย่อยขนาด 4×4 เมตร และ 1×1 เมตร โดยมีขนาดพ้ืนที่
1,600 ตารางเมตร จาแนกพรรณไม้ วัดความสูงของต้นไม้ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงอก (diameter at breast height,
DBH) มากกว่า 4.5 เซนตเิ มตรและจาแนกชนดิ ไม้ บันทึกชนิดและจานวนต้นไม้ท่ีพบในแปลงตัวอย่าง เพ่ือศึกษาองค์ประกอบของ
พชื พรรณ โครงสรา้ งของปุา ความหลากหลายของชนิดไม้ และดชั นคี วามสาคัญของชนิดไม้
การเกบ็ ตัวอยา่ งดนิ โดยเก็บในแปลงตัวอย่างขนาด 10×10 เมตร โดยวัดระยะห่างจากขอบแปลง ด้านละ 2.5 เมตร ในแต่
ละแปลงทาการเก็บตัวอย่างดินด้วยวิธี soil core จานวน 4 ซ้าในแต่ละแปลง ในแต่ละจุดทาการเก็บตัวอย่าง ที่ระดับความลึก
0-15 และ 15-30 เซนตเิ มตร
3.การวเิ คราะหข์ อ้ มูล
จาแนกชนดิ ไม้ (species) ท่ีสารวจพบตามหลักอนุกรมวิธาน วิเคราะห์ค่าดัชนีความสาคัญ (Important Value Index, IVI)
ค่าดัชนีดัชนีความหลากหลายของชนิดไม้ (Species Diversity) Shannon’ wiener และดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน
(Simpson’s diversity index ,D) [8]
คานวณหามวลชีวภาพเหนือพื้นดิน (Aboveground Carbon Stock: ACS) คือ ลาต้น ก่ิงและใบและใต้พื้นดิน
(Belowground Carbon Stock: BCS) คอื ราก โดยใชส้ มการแอลโลเมตรกิ (Allometric equation) สาหรบั ปาุ ดิบแล้ง [9] ดงั น้ี
WS = 0.0509(D2 H) 0.919
WB = 0.00893(D2 H) 0.977 (1)
WL = 0.0140(D2 H) 0.669 (2)
WR = 0.0313(D2 H) 0.805 (3)
(4)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 465 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
โดยท่ี
H = ความสงู ของตน้ ไม้ (เมตร) D = ขนาดเส้นผา่ ศูนยก์ ลางของลาต้นระดับอก 130 ซม (ซม)
WS= มวลชวี ภาพลาตน้ (กิโลกรัม) WB = มวลชวี ภาพกิง่ (กิโลกรัม)
WL= มวลชวี ภาพใบ (กิโลกรมั ) WR = มวลชีวภาพราก (กโิ ลกรมั )
วิเคราะห์หาสัดส่วนคาร์บอน (Carbon ratio) ในชีวมวลพืชและดิน นาตัวอย่างทั้งพืชและตัวอย่างดินมาบดให้ละเอียด
จากน้ันนามาวเิ คราะห์ดว้ ยเครอ่ื ง CHN Analyzer (PerkinElmer 2400 series II CHNS/O Elemental Analyzer) เพ่ือวิเคราะห์
ปริมาณคาร์บอนที่สะสมอยู่ในชีวมวลของพืชแต่ละส่วนและดินแต่ละชั้น จากนั้น นาน้าหนักแห้งของพืชมาคานวณการสะสม
คารบ์ อนในชวี มวล จากการคูณด้วยคา่ คงทขี่ องสัดส่วนคาร์บอน แสดงดังสมการที่ (5)
การสะสมคาร์บอนในชีวมวล (kgC ha-1) = น้าหนักแหง้ (kg) x %C
(5)
การวิเคราะหห์ าปริมาณอินทรยี ค์ าร์บอนในดนิ (Soil Organic Carbon: SOC) จากการเกบ็ ตัวอยา่ งดินด้วยวิธี soil core
ท่ี 2 ระดับความลึกคือ 0-15 และ 16-30 ซม โดยเก็บตัวอย่างดินท่ีไม่ถูกรบกวนโครงสร้าง (undisturbed sample) จานวน 128
ตัวอย่าง เพ่อื นามาวเิ คราะห์ความหนาแนน่ รวม (bulk density) และคานวนการสะสมคาร์บอนในดนิ ดังแสดงในสมการท่ี 6
SOC = BD × %C × D BD = ความหนาแน่นรวมของดนิ (g/m3) (6)
โดยท่ี SOC = การสะสมคาร์บอนในดิน
%C = ความเขม้ ขน้ ของคาร์บอนในดนิ (%) D = ระดับความลกึ ของดนิ (m)
การวเิ คราะหก์ ารกกั เกบ็ คาร์บอนในเศษซากพืช (Litterfall Carbon Stock : LCS) และพืชคลุมดิน (Understory Carbon
Stock: UCS ) โดยวางแปลงย่อยขนาด1×1เมตร บริเวณมุมของหัวแปลงขนาด 10×10 เมตร (Plant C Storage : POC) [10]
POC = B x C B = ชวี มวลตอ่ พืน้ ท่ี (g m-2) (7)
โดยที่ POC = การกกั เกบ็ คารบ์ อนในพืช (g m-2)
C = ปริมาณคารบ์ อนท้งั หมดในพืช (%)
ผลการทดลองและวจิ ารณ์
ลักษณะชนิดไม้ในพื้นท่ี
การสารวจพรรณไม้บรเิ วณปุาชมุ ชนบ้านโนนหนิ ผง้ึ พบทง้ั ส้ินจานวน 18 ชนดิ 17 วงศ์ จานวนต้นไม้ใหญ่ทั้งหมดในแปลง
สารวจจานวน 201 ต้น พรรณไม้หลักท่ีพบ มีค่าดัชนีความสาคัญของพรรณไม้มากที่สุดห้าอันดับแรก ได้แก่ พันจา (Vatica
odorata (Griff) Symington), มะพอก (Parinari anamensis Hance), ยางกราด (Dipterocarpus intricatus Dyer), ก่อตาหมู
(Quercus kingiana Craib), เฉียงพร้านางแอ (Carallia brachiata (Lour.) Merr.) มีค่า IVI ร้อยละ 65.24, 60.13, 53.53,
29.67, 20.54 ตามลาดับ (ตารางท1ี่ ) การกระจายของของตน้ ไม้ตามขนาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลางเพียงอก (DBH) มีการกระจายตามช้ัน
ขนาดความโตเป็นแบบ L-shape คือ ต้นไม้ขนาดเล็กจานวนมากและตน้ ไมข้ นาดใหญ่จานวนนอ้ ย ขนาดเส้นผ่านศนู ย์กลางเพยี งอก
(DBH) ท่พี บมากทส่ี ุดคอื 4.4–12.3 ซม. รองลงมาคอื ขนาดมากกว่า 12.3-20.2 ซม. มากกว่า 20.2–28.2 ซม. และ ขนาดมากกว่า
52.0–55.6 ซม. มจี านวนนอ้ ยทีส่ ดุ ถอื เปน็ ลักษณะของปาุ ชุมชนตามปกติ [11] (ภาพประกอบท่ี 2)
การศึกษาค่าดัชนีความหลากหลายชนิดพรรณไม้ (Shannon-Wiener Index) กล้าไม้, ไม้หนุ่มและไม้ใหญ่ มีค่าเท่ากับ
2.86, 2.44, และ 1.98 ตามลาดับ สอดคล้องกับวิธีของ Simpson’s Diversity Index (D) โดยมีค่าเท่ากับ 0.07, 0.17และ 0.21
ตามลาดับ ซงึ่ พบวา่ ค่า D อยูร่ ะหว่าง 0 – 1 ถ้าค่า D ใกล้ 1 ความหลากหลายจะมมี าก (ตารางท่ี 2) จากผลจะเห็นว่า กล้าไม้ มีค่า
ดัชนคี วามหลากหลายชนดิ พรรณไม้มากทีส่ ดุ รองลงมาคอื พรรณไม้หนมุ่ และไม้ใหญ่ แสดงใหเ้ ห็นวา่ ปาุ ชุมชนบ้านโนนหนิ ผ้ึงมีความ
หลากหลายของชนดิ พรรณไมต้ ่า
ผลการศึกษาข้อมูลจากปุาชุมชนท่ีมีลักษณะปุาใกล้เคียงกันพบว่าปุาชุมชนบ้านโนนหินผึ้งมีค่าดัชนีความหลากของชนิด
พรรณไม้ใหญ่ น้อยกว่าปุาชุมชนโคกใหญ่ อาเภอวาปีปทุม จังหวัดมหาสารคาม [12] ปุาชุมชนท่าข่อย อาเภอกบินทร์บุรี
ปราจีนบรุ ี [13] ปุาชมุ ชนหว้ ยขา้ วก่า อาเภอจนุ พะเยา [14] และปุาชุมชนบ้านหนองเม็ก จังหวัดสระแก้ว [4] โดยเปรียบเทียบค่า
ความหลากหลายของชนดิ ไม้ใหญ่ เท่ากับ 2.41, 3.05, 2.79 ตามลาดบั ท้ังน้ี ความหลากหลายของชนิดไม้ใหญ่ต่าเมื่อเปรียบเทียบ
จากปุาชุมชนที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน เม่ือพิจารณาจากรูปแบบของการกระจายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงอกในพ้ืนท่ีศึกษา
พบวา่ จานวนต้นไมข้ นาดเล็กมสี ดั สว่ นท่มี ากกวา่ ทาใหพ้ บ ความหลากหลายชนดิ พรรณไม้หนมุ่ และไมพ้ ืน้ ล่างมากกว่าไม้ใหญ่ แสดง
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 466 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ให้เหน็ วา่ ปุาชุมชนบ้านโนนหนิ ผึ้งอยู่ในช่วงกาลังฟน้ื ตัวของพื้นท่ีปุา ทาให้มีลักษณะเป็นปุาท่ีอยู่ในระยะของการเร่ิมพัฒนาเพื่อเป็น
ปาุ สมบูรณ์ [13] จะเห็นว่ากล้าไมม้ คี า่ ดชั นีความหลากของชนิดไม้มากกว่าไม้หนุ่มและไม้ใหญ่
ตารางที่ 1 ชนดิ พรรณพชื และคา่ ดัชนคี วามสาคัญของชนดิ ไม้ใหญ่
ชนิดไม้ ช่ือวิทยาศาสตร์ IVI
พนั จา (Vatica odorata (Griff) Symington) 65.33
มะพอก Parinari anamensis Hance 60.43
ยางกราด Dipterocarpus intricatus Dyer 53.81
กอ่ ตาหมู Quercus kingiana Craib 29.75
เฉียงพรา้ นางแอ Carallia brachiata (Lour.) Merr. 20.70
ภาพประกอบท่ี 2 การกระจายของช้ันขนาดความโตของต้นไม้ใหญใ่ นป่าชุมชนบา้ นโนนหนิ ผึง้
ตารางที่ 2 ดัชนดี ชั นคี วามหลากหลายของชนิดไม้ (Species Diversity) ป่าชุมชนบ้านโนนหนิ ผง้ึ
ดชั นี ไมพ้ ืน้ ลา่ ง ไมห่ นมุ่ ไมใ้ หญ่
Shannon-Weiner Index 2.86 2.44 1.98
Simpson’s Diversity 0.07 0.17 0.21
การเก็บกักคารบ์ อนในป่าชมุ ชน
จากการสารวจชนดิ ไม้พบว่า ปุาชุมชนบ้านโนนหินผึ้งมีขนาดความสูงของพรรณไม้เฉล่ีย 9.70±3.34 เมตร เส้นรอบวง
ของตน้ ไม้เฉล่ยี 11.23±9.68 เซนติเมตร มมี วลชวี ภาพเหนอื พน้ื ดินและใต้ดนิ เทา่ กบั 130.52±0.16 ตัน/เฮกตาร์ จาแนกเป็น
สว่ นของลาตน้ ก่งิ ใบ และราก 84.18±0.10, 25.12±0.03, 2.58±0.02, และ 18.64±0.02 ตัน/เฮกตาร์ ตามลาดับ (ตารางท่ี
3) การวิเคราะห์สัดส่วนคาร์บอนในมวลชีวภาพและดินด้วยเครื่อง CHN Analyzer พบว่าสัดส่วนคาร์บอน ลาต้นและก่ิง ใบ
ราก พืชคลุมดิน และดิน มคี ่ารอ้ ยละ 45.59, 45.16, 47.82, 41.90 และ 1.10 ตามลาดับ ปริมาณการกักเก็บคาร์บอนในมวล
ชีวภาพเหนือพ้ืนดินและใต้ดินวิเคราะห์โดยใช้สมการแอลโลเมตรีคูณด้วยสัดส่วนคาร์บอนที่วิเคราะห์โดยใช้เคร่ือง CHN
Analyzer พบว่าปุาชุมชนบ้านโนนหินผ้ึงกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพเหนือพื้นดินและใต้ดิน เท่ากับ 51.18 และ 8.92 ตัน
คาร์บอน/เฮกตาร์ เนือ่ งจากขนาดเส้นผา่ นศูนย์กลางเพยี งอกของปุาชมุ ชนบ้านโนนหินผ้ึงส่วนใหญ่มีขนาดเล็กจึงส่งผลโดยตรง
ตอ่ ปริมาณการกักเก็บคารบ์ อน โดยตน้ ไมท้ ม่ี ีขนาด 4.5-20 ซม. เปน็ ขนาดของกลมุ่ ไม้ทม่ี ศี ักยภาพการกักเก็บคาร์บอนต่าท่ีสุด
แต่จะเป็นตวั หลักบอกถึงศักยภาพของปาุ ในอนาคตโดยกลมุ่ ไมเ้ หล่าน้จี ะเจรญิ ต่อไป [15] ขณะทกี่ ารเก็บกักคารบ์ อนในซากพืช
พืชคลุมดิน และดิน เท่ากับ 1.85, 0.05 และ 21.54 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ ตามลาดับ จากการศึกษาการกักเก็บคาร์บอนใน
ระบบนิเวศปุาชุมชนพบว่าปริมาณการกักเก็บคาร์บอนส่วนมากจะอยู่ในมวลชีวภาพเหนือพื้นดินมากที่สุด ร้อยละ 56.11
จาแนกเป็นส่วนของ ลาต้น ก่ิงและใบ ร้อยละ 46.09, 13.75, 1.41 ตามลาดับ รองลงมาคือดิน มวลชีวภาพใต้พื้นดิน
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 467 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
เศษซากพืช และพชื คลมุ ดิน ร้อยละ 25.78, 10.68, 2.21 และ 0.06 ตามลาดับ ท้ังน้ี ปุาชุมชนบ้านโนนหินผ้ึงมีศักยภาพเก็บ
กกั คาร์บอนสะสมรวม เท่ากบั 83.54 ตนั คารบ์ อน/เฮกตาร์ (ตารางที่ 3)
ตารางที่ 3 มวลชวี ภาพและการกักเกบ็ คารบ์ อนในแตล่ ะส่วนของปา่ ชุมชนบา้ นโนนหนิ ผ้งึ (ตนั คารบ์ อน/เฮกตาร)์
แหล่งการเก็บกกั มวลชวี ภาพ การเกบ็ กักคาร์บอน สัดสว่ น
(ตนั ของนา้ หนกั แหง้ /เฮกตาร์) (ตนั คาร์บอน/เฮกตาร)์ (%)
มวลชีวภาพเหนือพ้นื ดนิ
ลาต้น 84.18±0.10 38.51 46.09
ก่งิ 25.12±0.03 11.49 13.75
ใบ 2.58±0.20 1.18 1.41
มวลชีวภาพใตพ้ ้นื ดิน
ราก 18.64±0.02 8.92 10.68
พชื คลมุ ดนิ 0.84±0.03 0.05 0.06
เศษซากชีวมวล 0.69±0.01 1.85 2.21
ดนิ
0-15 ซม 12.74 15.25
15-30 ซม 8.80 10.53
รวม 83.54 100
จากการศึกษาการกักเก็บคาร์บอนของระบบนิเวศปุาชุมชนบ้านโนนหินผึ้ง พบว่ากักเก็บได้น้อยกว่าพ้ืนท่ีปุาอนุรักษ์และปุา
เศรษฐกิจ ณ สถานวี ิจยั และฝกึ นิสิตวนศาสตร์วังน้าเขียว จังหวัดนครราชสีมา [1] โดย ปุาดิบแล้งมีปริมาณคาร์บอนสะสมทั้งหมด
เท่ากับ 104.52 ตันคารบ์ อน/เฮกตาร์ โดยแบ่งเป็นการกับเก็บคาร์บอนในดิน มวลชีวภาพเหนือดิน มวลชีวภาพใต้ดิน และซากพืช
ร้อยละ 43 โดยแบ่งเป็นการกับเก็บคาร์บอนในดิน มวลชีวภาพเหนือดิน มวลชีวภาพใต้ดิน และไม้ตายกับซากพืชร้อยละ 54 การ
กักเก็บคาร์บอนในพื้นที่ปุาปกปักอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดาริสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ บริเวณเข่ือนสิริ
กิตต์ิ จงั หวัดอตุ รดิตถ์ มีปริมาณคาร์บอนรวม เทา่ กบั 105.47 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ โดยพบมากในส่วนของ ลาต้น ราก ก่ิง และใบ
เทา่ กับ 80.59, 13.87, 9.54 และ 1.47 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ ปริมาณคาร์บอนไม้พื้นล่าง เท่ากับ 4.67 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ และ
ปริมาณคารบ์ อนในซากพชื 0.43 ตนั คาร์บอน/เฮกตาร์ [16] และการศึกษาความหลากหลายของพรรณไม้และการกักเก็บคาร์บอน
ในมวลชวี ภาพปุาชมุ ชนหนองเมก็ อาเภอโคกสงู จงั หวัดสระแกว้ สามารถกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพ รวม 25.64 ตันคาร์บอน/
เฮกตาร์ แบ่งเป็นส่วนของ ลาต้น ก่ิง และใบ เท่ากับ 20.89, 3.95 และ 0.80 ตันคาร์บอน/เฮกตาร์ ตามลาดับ [4] ศักยภาพในการ
กักเก็บคาร์บอนของแตล่ ะพนื้ ที่นน้ั จะข้นึ อยูก่ บั ปจั จยั ตา่ ง ๆ เช่น สภาพภูมปิ ระเทศ ปจั จยั ดา้ นสิง่ แวดลอ้ ม ชนดิ ของพรรณไม้ซึ่งเป็น
ตวั กาหนดลกั ษณะของปาุ โดยจะพบว่าปาุ ท่ีสมบรู ณ์จะพบความหนาแน่นของไมข้ นาดใหญ่จานวนมาก ทาให้มมี วลชีวภาพและการ
กกั เกบ็ คาร์บอนในมวลชีวภาพสูง เนื่องจากปัจจยั ทางด้านระบบนิเวศของปุาไม้ ขนาดความโตของต้นไม้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับ
ปรมิ าณมวลชวี ภาพของต้นไม้ดงั นั้นจึงมีผลโดยตรงต่อปรมิ าณการกกั เก็บคาร์บอนทาใหต้ น้ ไม้ท่ีมีขนาดใหญ่จะมกี ารกกั เก็บคารบ์ อน
ได้มาก [17] ซึ่งการกักเก็บคาร์บอนได้มากจะช่วยให้สภาพแวดล้อมของระบบนิเวศหรือมนุษย์ที่อยู่ใกล้เคียงได้รับผลประโยชน์
โดยตรง ซ่ึงลักษณะโครงสร้างของปาุ ชุมชนบา้ นโนนหินผึง้ ซ่ึงพบขนาดความโตของต้นไม้จานวนมากส่งผลโดยตรงต่อปริมาณมวล
ชีวภาพและการกักเกบ็ คาร์บอนในระบบนเิ วศของปุาชุมชน
สรุป
การกักเก็บคาร์บอนของปุาชุมชนบ้านโนนหินผ้ึง จังหวัดปราจีนบุรี เป็นปุาชุมชนที่มีบริบทในเชิงของการอนุรักษ์และใช้
ประโยชน์จากพ้ืนที่ปุาชองชุมชน โดยมีศักยภาพของการกักเก็บคาร์บอนรวมท้ังระบบนิเวศของปุาชุมชนเท่ากับ 83.54 ตัน
คาร์บอน/เฮกตาร์ ซึ่งมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับปุาธรรมชาติ รวมถึงความหลากหลายของพรรณไม้ท่ีได้จากการสารวจก็ยังมีค่าต่า ซึ่ง
ปัจจัยท่ีส่งผลต่อความหลากหลายและปริมาณการกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพ ได้แก่ ลักษณะภูมิประเทศ ลักษณะภูมิอากาศ
และลักษณะองคป์ ระกอบของสงั คมพืช เป็นต้น จากการศึกษาพบว่าการกักเก็บคาร์บอนร้อยละ 51.11 พบในการกักเก็บคาร์บอน
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 468 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
เหนือพื้นดิน ทั้งนี้ ดัชนีของพรรณไม้และขนาดความสูงและเส้นผ่านเส้นผ่านศูนย์กลางของต้นไม้มีความสัมพันธ์กับสัดส่วนของ
ปริมาณการกักเกบ็ คารบ์ อนในมวลชีวภาพ เนือ่ งจากพชื ใช้กระบวนการสงั เคราะหแ์ สงในการสร้างอาหารและการเจรญิ เตบิ โตสะสม
ในรูปของชีวมวล อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบต่าง ๆ ในระบบนิเวศปุาชุมชนน้ันล้วนแต่มีบทบาทสาคัญในการเป็นแหล่งกักเก็บ
คารบ์ อนของระบบนิเวศ ซงึ่ ปุาชมุ ชนสามารถบ่งชี้ใหเ้ หน็ ถงึ ศกั ยภาพของการเปน็ แหลง่ บาบัดอากาศและบทบาทของการเป็นแหล่ง
กักเกบ็ กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศและการรักษาสมดลุ สิ่งแวดลอ้ มของชมุ ชน
กิตตกิ รรมประกาศ
ขอขอบคณุ ผู้ใหญบ่ ้าน ประธานและคณะกรรมการปุาชุมชนบ้านโนนหินผ้ึง ตาบลดงบัง อาเภอประจันตคาม จังหวัด
ปราจีนบุรี อนุเคราะห์เอื้อเฟ้ือสถานท่ีปุาชุมชนในการเก็บข้อมูลภาคสนาม และทุนสนับสนุนงานวิจัย จากงบประมาณเงิน
รายไดค้ ณะวฒั นธรรมสงิ่ แวดล้อมและการทอ่ งเทีย่ วเชิงนเิ วศ มหาวทิ ยาลัยศรนี ครินทรวิโรฒ ประจาปี พ.ศ.2562
เอกสารอา้ งองิ
[1] วสันต์ จันทร์แดง, นรินธร จาวงษ์, ลดาวัลย์ พวงจิตร, ณัฐวัฒน์ คลังทรัพย์, เจษฎา วงศ์พรหม และอนุชา ทะรา. (2561)
การกักเก็บคาร์บอนและการประเมินผลประโยชน์ร่วมของพ้ืนท่ีปุาอนุรักษ์และปุาเศรษฐกิจ ณ สถานีวิจัยและฝึกนิสิตวน
ศาสตรว์ งั น้าเขียว จังหวดั นครราชสีมา. สถาบันวจิ ยั และพัฒนาแหง่ มก.
[2] Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). 2006. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas
Inventories. International Panel on Climate Change. IGES, Japan
[3] กรมปาุ ไม.้ (2563). ข้อมลู การอนุมัติโครงการปาุ ชมุ ชน.สืบค้นเมอ่ื 1 เมษายน 2563, จาก https://www.forest.go.th/
[4] บุษรา กันหอม, บุญธิดา ม่วงศรีเมืองดี, ปัญญา ไวยบุญญา, ประภัทรสร ยอดสง่าและปนัดดา ลาภเกิน. 2562. ความ
หลากหลายของพรรณไมแ้ ละการกกั เก็บคารบ์ อนในมวลชีวภาพของปุาชุมชนบ้านหนองเม็ก อาเภอโคกสูง จังหวัดสระแก้ว.
วารสารวนศาสตร์ 38(2): 41 – 55
[5] เกษราภรณ์ อนุ่ เกดิ , พสธุ า สุนทรหา้ วและลดาวลั ย์ พวงจิตร. 2558. การประเมินมูลค่าคาร์บอนท่ีกักเก็บในไม้ยืนต้นของปุา
ชมุ ชนเขาวง จงั หวัดชัยภมู .ิ วารสารวนศาสตร์ 34 (1): 29-38
[6] Shambhu Prasad Dangal, Abhoy Kumar Das and Shyam Krishna Paude. 2017. Effectiveness of
management interventions on forest carbon stock inplanted forests in Nepal. Journal of Environmental
Management 196: 511-517
[7] กรมทรัพยากรธรณี กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม. 2551. การจาแนกเขตเพื่อการจัดการทางธรณีวิทยา
และทรพั ยากรธรรณ.ี สบื คน้ เมื่อ 1 เมษายน 2563, จาก http://www.dmr.go.th/download/digest/Prajeanburi.pdf
[8] อทุ ศิ กฎุ อนิ ทร์. 2542. นิเวศวทิ ยาพน้ื ฐานเพอื่ การปาุ ไม.้ ภาควิชาชวี วิทยาปุาไม้ คณะวนศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยเกษตรศาสตร์
[9] Tsutsumi, T., Yoda. K., Sahunalu, P., Dhanmanonda, P., and Prachaiyo, B. 1983. Forest: felling,burning
and regeneration. In K. Kyuma and C. Pairitra (eds.). Shifting cultivation. (pp. 13-26). Tokyo and
Environmental Research 5(2): 93-102
[10] Xiaobing L et al. 2017. Effects of grassland degradation and precipitation on carbon storage distributions
in a smi-arid temperate grassland of Inner Mongolia. Acta Oecologica. 2017(85): 44-52
[11] ชัยยงค์ บัวบาน, ณัฐนรี เชื้อเหิมและเอกพล หีดรอด. 2558. โครงการติดตามแปลงถาวรในอุทยานแห่งชาติปุาดิบแล้ง
อทุ ยานแห่งชาตเิ ขาใหญ่ ปีท่ี 4. ศูนยศ์ ึกษาและวจิ ยั อทุ ยานแหง่ ชาตทิ างบก จังหวัดนครราชสีมา ส่วนศึกษาและวิจัยอุทยาน
แห่งชาติ สานกั อุทยานแหง่ ชาติ กรมอุทยานสัตว์ปุาและพนั ธุ์พืช
[12] สมหญงิ บแู่ ก้ว, เพ็ญแข ธรรมเสนานุภาพ และธวัดชยั ธานี. 2552. ความหลากชนิดพรรณไม้และการใชป้ ระโยชนผ์ ลผลิต
จากปุาในปุาชมุ ชนโคกใหญ่. วารสารทรพั ยากรธรรมชาตแิ ละสิ่งแวดลอ้ ม 7(1): 36–50
[13] ปารีณา ธนโรจกุล, พฤทธิ์ ราชรักษ์ และ วิรงรอง ดวงใจ. 2560. สังคมพชื ไม้ปาุ ระยะเรมิ่ ต้นพฒั นาในพน้ื ท่ีปุาชมุ ชนอนรุ ักษ์
3 แหง่ จงั หวัดปราจีนบรุ ีและจงั หวดั สระแกว้ . การประชุมวชิ าการของมหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์ 55: 875-883
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 469 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
[14] ชญั ษา กนั ฉิง่ , ณฐั พงษ์ ฟองมณี , ปาริฉัตร ประพฒั น์, สทิ ธิศกั ด์ิ ป่ินมงคลกลุ , เกื้อกลู กุสสลานภุ าพ และ บัณฑติ า ใจปินตา.
2559. การกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพของพืชที่มีเน้ือไม้ ปุาชุมชนห้วยข้าวก่า อาเภอจุน จังหวัดพะเยา. การประชุม
วชิ าการการบรหิ ารจัดการความหลากหลายทางชีวภาพแหง่ ชาติ 3: 89–95
[15] จิรนันท์ ธรี ะกุลพศิ ุทธ์ิ และคณะ. (2553). การศึกษาเปรียบเทยี บศกั ยภาพการสะสมธาตุคารบ์ อนในมวลชีวภาพเหนือพื้นดิน
ของปุาปฐมภมู แิ ละปาุ ทตุ ิยภูมิอทุ ยานแหง่ ชาติเขาใหญ.่ สืบค้นข้อมูลเมอ่ื 10 เมษายน 2563. จาก http://app.dnp.go.th/
[16] ณิชาภัทร์ ดวงทิพย์, ปวีณา ไกรวิจิตรและเสวียน เปรมประสิทธิ์. 2558. การกักเก็บคาร์บอนในพื้นที่ปุาปกปักอนุรักษ์
พันธุกรรมพืชอันเน่ืองมาจากพระราชดาริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี (อพ.สธ) บริเวณเข่ือนสิริกิต์ิ
จังหวัดอุตรดิตถ์. นเรศวรวิจยั : วจิ ยั และนวัตกรรมกบั การพัฒนาประเทศ 12: 99-112
[17] Terakulpisut J., N. Gajaseni and N. Ruankawe. 2007. Carbon Sequestration Potential in Aboveground
Biomass of Thong Pha Phum National Forest Thailand. Applied Ecology and Environmental Research
5(2): 93-102
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 470 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
082
การจดั การรา้ นกาแฟอยา่ งย่ังยืนโดยใชห้ ลกั การเศรษฐกจิ หมนุ เวยี น
Sustainable Management of Coffee Shop using
Circular Economy Principle
ธิดารตั น์ อนิ ทร์พระเนตร1, สุทศิ า สมิทธเิ วชรงค2์ และ อรทัย ชวาลภาฤทธิ์2,3
Thidarat Inpranetr1, Sutisa Samittiwetcharong2 and Orathai Chavalparit2,3
1นิสิตปรญิ ญามหาบณั ฑติ ภาควิชาวศิ วกรรมส่งิ แวดล้อม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ จฬุ าลงกรณม์ หาวทิ ยาลยั กรุงเทพมหานคร 10330
2ศูนย์การจดั การของเสยี อตุ สาหกรรมอยา่ งย่งั ยืน คณะวิศวกรรมศาสตร์ จฬุ าลงกรณม์ หาวิทยาลัย
3ศาสตราจารย์ ภาควชิ าวิศวกรรมส่งิ แวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
กรุงเทพมหานคร 10330
*โทรศัพท์ : 0-22186670, E-mail : [email protected]
บทคัดยอ่
งานวิจัยน้ีมีวัตถุประสงค์เพ่ือหาแนวทางในการลดปริมาณขยะมูลฝอยจากร้านกาแฟตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน
ด้วยวิธีการสารวจและรวบรวมข้อมูลชนิดและปริมาณขยะมูลฝอยท่ีเกิดข้ึนจากร้านกาแฟใน กรุงเทพมหานคร 3 สาขา จากผล
การศึกษาพบว่า ปริมาณขยะมูลฝอยที่เกิดข้ึนในพื้นที่มีปริมาณ 35.42 กิโลกรัม/วัน ซ่ึงเกิดจาก 2 กิจกรรมหลัก คือ 1) การชง
เคร่ืองด่ืมและเตรียมอาหารของพนักงาน (Processing) ได้แก่ แกลลอนนมสด ถุงบรรจุกาแฟ กระป๋องนมข้นจืด เป็นต้น คิดเป็น
รอ้ ยละ 11 ของขยะทัง้ หมด 2) ขยะบรรจุภัณฑ์จากการบริโภคของลูกค้า เช่น แก้วเคร่ืองด่ืมเย็น กล่องเบเกอร์ร่ี เป็นต้น คิดเป็น
ร้อยละ 89 ของขยะท้ังหมดแนวทางเลือกการจัดการขยะมูลฝอยตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน ได้แก่ การใช้หลักการ Eco
design เพื่อออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมต่า เช่น แก้วยกดื่ม การเลือกซื้อวัตถุดิบ/ผลิตภัณฑ์ท่ีเป็นมิตรต่อ
ส่ิงแวดลอ้ ม การใช้บรรจภัณฑ์จากวัสดุชีวภาพ การใช้ถ้วยกาแฟ/บรรจุภัณฑ์ที่สามารถล้างทาความสะอาดและนากลับมาใช้ซ้าได้
หลายๆครั้ง การเก็บรวบรวมผลิตภัณฑ์ท่ีใช้แล้วกลับคืนมาเพ่ือนามาผ่านกระบวนการจัดการขยะอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การรี
ไซเคิลเพ่ือให้ได้เม็ดพลาสติกรีไซเคิลหรือไดน้ ้ามันกลบั มาใชป้ ระโยชน์ใหม่ การนาขยะไปเผาเป็นเชอื้ เพลิง RDF การหมักทาปุ๋ยหรือ
ผลติ แก๊สชีวภาพ เปน็ ตน้ ซงึ่ นอกจากจะเป็นการลดการเกดิ ของเสียแล้วยงั เปน็ การสรา้ งมลู คา่ เพิ่มอีกดว้ ย
คาสาคญั : หลักการเศรษฐกิจหมนุ เวียน, ร้านกาแฟ, การจดั การขยะมลู ฝอย
Abstract
This research proposed potential alternatives of the amount of solid waste reduction according to
circular economy principle by surveying and collecting various types of data and the amount of solid waste
generated from coffee shops in Bangkok for 3 branches. The result show that the amount of solid waste
occurred as the area average of 35.42 kg/day. Solid waste were generated due to 2 main activities, namely 1)
beverage and food preparation (processing) such as plastic packaging, can and gallon accounting for 11% of
total waste 2) packaging waste from customer consumption such as cold and hot beverage plastic cups,
drinking water bottles (PET), bakery boxes with accounting for 89% of total wastes. Waste management at
present has been properly recycled and disposed of in landfills. Therefore, this research proposes alternative
methods and technology for waste management in accordance with the circular economy principles as
follows: The use of Eco design principles to design products with low environmental impact such as drinking
glasses, environmental friendly raw materials or products, coffee cups and packaging that can be washed and
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 471 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
reused, biodegradable packaging, collecting used products and returning them for efficient waste
management such as recycling to get recycled plastic pellets or oil to be reused, burning waste into RDF fuel,
fermentation to fertilizer or biogas production, which means that not only reducing waste but also creates
added value.
Keywords : Circular Economy, Coffee shop, Solid waste management
บทนา
ในระยะเวลา 5 ปที ี่ผ่านมาธุรกจิ ร้านกาแฟมีการขยายตัวมากขึ้นอยา่ งตอ่ เนอ่ื ง ในปี 2560 ตลาดร้านกาแฟในประเทศไทย
โดยมีมูลค่าสูงถึง 21,220 ล้านบาทและพบว่าปริมาณการบริโภคกาแฟเพ่ิมข้ึนร้อยละ 5-6 และยังมีการนาเข้าเมล็ดกาแฟจาก
ต่างประเทศถงึ รอ้ ยละ 93 ตวั เลขเหล่านี้สะทอ้ นใหเ้ ห็นถึงปรมิ าณการบรโิ ภคกาแฟของชาวไทยท่ีเพ่ิมข้ึนอย่างต่อเนื่อง [1] โดยห่วง
โซ่ธรุ กิจกาแฟนนั้ ประกอบด้วยหลายขั้นตอน ต้ังแต่ การเพาะปลูก กระบวนการผลิต การทาบรรจุภัณฑ์ การขนส่ง การบริโภคไป
จนถงึ การนาไปกาจดั จากกระบวนการทีก่ ล่าวมาข้างต้นนน้ั ลว้ นกอ่ ให้เกดิ ปัญหาขยะมูลฝอยและมลพิษเปน็ สาเหตุให้เกดิ ผลกระทบ
ต่อสิ่งแวดล้อมได้ เช่น ในขั้นตอนเพาะปลูกเมล็ดกาแฟจะมีการใช้ปุ๋ยและสารกาจัดศัตรูพืชทาให้มีการปล่อยสารไนโตรเจนและ
ฟอสฟอรัส การปล่อยอากาศเสียจากการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติในเครื่องคั่วเมล็ดกาแฟ การใช้เชื้อเพลิงและพลังงานในการขนส่ง
เป็นต้น[2] ซึ่งถ้วยกาแฟเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทาให้เกิดปัญหาขยะพลาสติกโดยกาแฟ 1 ใบ จะสร้างขยะถึง 4 ช้ิน ได้แก่ แก้วพลาสติก
ฝาครอบ หลอดดูดน้า ถุงห้ิวและในข้ันตอนการชงกาแฟเองก็ยังเกิดขยะจากวัตถุดิบจากการชงกาแฟ ไม่ว่าจะเป็น ถุงบรรจุภัณฑ์
กาแฟ นมข้น เป็นต้น [3] ในประเทศสหราชอาณาจักรมีขยะจากถ้วยกาแฟใช้แล้วถูกทิ้งมากกว่าวันละ 7 ล้านใบ คิดเป็น 2,500
ล้านใบต่อปี โดยถ้วยกาแฟน้ันจะไม่สามารถรีไซเคิลได้ในโรงงานทั่วไป ทาให้มีเพียง 0.25% เท่าน้ันที่ได้ผ่านกระบวนการรีไซเคิล
[4] และในประเทศไทยเองได้มีการสารวจร้านขายกาแฟแห่งหนึ่งโดยสานักข่าว PPTV พบว่า ร้านขายกาแฟมียอดการขายสูงถึง
400 ถ้วยต่อวันและคนส่วนใหญ่ยังไม่เข้าใจวิธีการทิ้งถ้วยกาแฟพลาสติกเพ่ือนาไปรีไซเคิลอย่างถูกวิธีทาให้ไม่สามารถนาไปกาจัด
ด้วยกระบวนการรีไซเคลิ ได้อยา่ งมีประสทิ ธภิ าพ [5]
หลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนตามหลักการ British Standard 8001:2017 เป็นแนวทางในการดาเนินงานเศรษฐกิจ
หมุนเวียน โดยเป้าหมายสาคัญคือการสร้างมูลค่าทางธุรกิจผ่านการจัดการทรัพยากรอย่างมีระบบและยั่งยืนท้ังในส่วนของ
ผลติ ภณั ฑ์และการบรกิ าร ประกอบด้วย 6 หลกั การ ดังน้ี การคิดอย่างเป็นระบบ นวัตกรรม ความรับผิดชอบต่อผลิตภัณฑ์ ความ
ร่วมมือ การเพ่มิ มลู ค่า และความโปรง่ ใส เปน็ ตน้ [6]
งานวิจัยนี้จึงศึกษาการนาหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) มาประยุกต์ใช้ในการจัดการขยะมูลฝอย
จากร้านกาแฟ โดยมงุ่ เน้นท่ีการลดปริมาณการเกิดของเสยี ในระบบและนาเสนอแนวทางเลอื กทีเ่ หมาะสมในการลดของเสียและการ
นาของเสียไปเพม่ิ มลู คา่
อปุ กรณแ์ ละวิธกี าร
1. คัดเลอื กรา้ นกาแฟตัวแทน 3 ร้านท่แี ตกต่างกันคอื ร้านทม่ี ีโต๊ะน่ังด่ืมได้ ร้านในสถานีบรกิ ารนา้ มันและร้านเคาร์เตอร์บาร์
2. ศึกษารวบรวมข้อมูล รายงานการศึกษาต่างๆท่ีเก่ียวกับธุรกิจร้านกาแฟและรายงานต่างๆท่ีเก่ียวข้องกับแนวทางการ
จัดการของเสยี จากธรุ กจิ ร้านกาแฟในประเทศไทย
3. ศึกษาข้อมูลปฐมภูมิโดยการลงพื้นที่เพื่อสารวจข้อมูลชนิดและปริมาณขยะมูลฝอยที่เกิดข้ึน เช่น ขยะบรรจุภัณฑ์ เศษ
อาหาร กากกาแฟ ถ้วยพลาสติกประเภทต่างๆ ฯลฯ ภายในร้านกาแฟกรณีศึกษาทั้ง 3 ร้านที่ต้ังภายในเขตกรุงเทพฯ
ศึกษาการจัดการวสั ดตุ ั้งแตก่ ารนาผลติ ภณั ฑไ์ ปใช้งานและการจัดการขยะเพอื่ จัดทาผงั การไหลของขยะมลู ฝอย
4. สมั ภาษณผ์ ้มู ีสว่ นไดเ้ สยี ในการจัดการขยะมูลฝอยท่ีเกิดจากธุรกิจร้านกาแฟ ได้แก่ ผู้บริหารระดับสูง ผู้จัดการร้านกาแฟ
พนักงาน ลูกคา้ บริษัทรีไซเคลิ หน่วยงานภาครฐั และผู้ทม่ี ีสว่ นเกีย่ วข้อง
5. ศกึ ษาแนวทางเลอื กที่เหมาะสมในการลดของเสยี และการนาของเสยี ไปเพม่ิ มูลค่าตามแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียนที่ โดย
พจิ ารณาต้ังแต่ การจดั ซอื้ จดั จา้ งสีเขยี ว การผลิตทสี่ ะอาด และ 5Rs
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 472 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
ผลการทดลองและวิจารณ์
1. ขอ้ มลู การสารวจปริมาณและองคป์ ระกอบขยะในรา้ นกาแฟ
จากการสารวจปรมิ าณและองคป์ ระกอบขยะแต่ละประเภทจากรา้ นกาแฟ พบว่า ประเภทขยะที่มากที่สดุ คือ หลอดและ
แก้วกาแฟ รองลงมาคอื ถุงบรรจุภณั ฑ์พลาสติกและกลอ่ งเบเกอรร์ ี่ ตามลาดับ ดังรปู ที่ 1
รปู ท่ี 1 จานวนขยะเฉลี่ยแตล่ ะประเภทท่พี บในร้านกาแฟกรณีศกึ ษา
2. ขอ้ มูลการจดั การขยะมลู ฝอยจากธรุ กจิ ร้านกาแฟ
ปรมิ าณขยะมลู ฝอยทเี่ กดิ ขนึ้ จากร้านกาแฟกรณศี กึ ษา ส่วนใหญ่เป็นขยะบรรจุภัณฑท์ ส่ี ามารถเก็บรวบรวมและนาไปขาย
หรือนากลับมาใช้ประโยชน์ตามหลักการ Circular Economy ได้ทั้งส้ิน โดยขยะที่เกิดขึ้นในพ้ืนที่ร้านกาแฟมีปริมาณเฉลี่ย 35.42
กิโลกรมั /วนั ซง่ึ เกิดจาก 2 กจิ กรรมหลัก คือ 1) การชงเครื่องดื่มและเตรียมอาหารของพนักงาน (Processing) ขยะที่เกิดขึ้นได้แก่
แกลลอนนมสด ถุงบรรจุกาแฟ กระป๋องนมข้นจืด เป็นต้น มีปริมาณ 4 กิโลกรัม/วัน คิดเป็นร้อยละ 11 ของขยะท้ังหมด 2) ขยะ
บรรจุภณั ฑจ์ ากการบรโิ ภคของลกู ค้า เชน่ แก้วเครอ่ื งดื่มซ่ึงเป็นพลาสติก 4 ประเภท ได้แก่ PET,PP,PLAและ Bio-PBS ขวดน้าด่ืม
(PET) กลอ่ งเบเกอร์ร่ี เปน็ ตน้ ซง่ึ มีปรมิ าณ 31 กิโลกรมั /วนั ซง่ึ คิดเป็นร้อยละ 89 ของขยะทั้งหมดและการจัดการขยะมูลฝอยจาก
ร้านกาแฟ ณ ปัจจุบนั จะนาไปกาจัดโดยการฝังกลบอยา่ งถกู วธิ ีทั้งหมด ดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 ปริมาณขยะมูลฝอยแต่ละประเภทที่เกดิ ขน้ึ ภายในร้านกาแฟ
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 473 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
3. แผนภาพการจัดการขยะมลู ฝอยจากธุรกจิ ร้านกาแฟ
ขยะมูลฝอยทเ่ี กดิ ขึ้นจากร้านกาแฟเกดิ จาก 2 กจิ กรรมหลัก คือ 1) การชงเครื่องด่ืมและเตรียมอาหาร ขยะเหล่านี้จะถูก
ท้งิ ลงในถังขยะภายในร้านโดยจะมีพนักงานเก็บรวบรวมนาไปท่ีจุดทิ้งขยะและถูกกาจัดด้วยวิธีการฝังกลบ 2) จากการบริโภคของ
ลกู คา้ ซ่งึ อาจมีการท้ิงภายในร้านหรอื นาไปท้งิ นอกพ้ืนที่ร้าน หากท้ิงนอกพื้นที่ อาจมีการคัดแยกขวดน้าด่ืมเพื่อนาไปขายเป็นขยะรี
ไซเคลิ สว่ นขยะท่ีเหลือจะถกู รวบรวมนาไปท่จี ดุ ทงิ้ ขยะและมีรถ กทม. มาขนขยะเหล่านี้ไปกาจัดยังหลมุ ฝังกลบเช่นกนั ดงั รปู ท่ี 3
รูปที่ 3 แผนภาพกระบวนการใช้ผลิตภัณฑแ์ ละการรวบรวมเพ่ือนาไปกาจดั ของร้านกาแฟกรณีศึกษา
4. แนวทางเลือกการจัดการขยะมลู ฝอยจากธรุ กิจร้านกาแฟ
พิจารณาการจัดการขยะมูลฝอยท่ีเกิดข้ึนภายในร้านกาแฟ โดยใช้หลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนและหลักการ 5Rs ได้แก่
Reduce (การลดการใช้วัตถุดิบหรือใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด) Refuse (เลือกใช้วัตถุดิบ/ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อ
สิง่ แวดล้อม) Reuse (การใช้ซา้ โดยการเลือกใช้บรรจภุ ัณฑ์ที่สามารถนากลับมาใช้ใหม่ได้ เช่น ภาชนะใส่อาหารและเครื่องด่ืมที่ล้าง
ทาความสะอาดได้) Recycle (การนากลับมาใช่ใหม่ โดยการแปรรูปเพ่ือเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์ เช่น ขวดน้าดื่ม PET สามารถ
นามาผ่านกระบวนการรไี ซเคลิ กลายเป็นเสน้ ใยเพือ่ เส้อื ผ้าได้) Renewable (การใช้พลังงานทดแทน หรือผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากวัสดุ
ชวี ภาพ) [7] โดยแนวทางในการจัดการขยะมูลฝอยจากร้านกาแฟตามหลักการ เศรษฐกิจหมนุ เวยี น สามารถทาไดโ้ ดยการพิจารณา
ตั้งแต่ วัสดุหรือประเภทของแก้ว (Material) การจัดเก็บและรวบรวมตั้งแต่ต้นทางหลังการใช้งาน (Collection) การขนส่ง
(Transportation) การนาไปใชป้ ระโยชนด์ ว้ ยวธิ ที ี่เหมาะสม โดยมีรายละเอียดทางเลอื กแนวทางการจัดการด้วยวิธตี ่างๆ ดังน้ี
4.1 การลดของเสยี ทแ่ี หลง่ กาเนิด
การออกแบบผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีการผลิต เป็นข้ันตอนที่สาคัญเน่ืองจากมีผลโดยตรงต่อประเภทและปริมาณของ
เสียท่ีเกิดข้ึน โดยถ้าหากผลิตภัณฑ์ไม่มีองค์ประกอบของสารเคมีหรือสารอันตราย และมีขั้นตอนการผลิตที่ไม่ซับซ้อนหรือใช้
เทคโนโลยีท่ีมีประสิทธิภาพสูง มีการสูญเสียวัตถุดิบน้อย ก็จะส่งผลให้เกิดของเสียจากกระบวนการผลิตน้อยลงได้ เช่น พัฒนา
เทคโนโลยกี ารผลิตให้มีประสทิ ธภิ าพมากขนึ้ เพอ่ื ใหม้ กี ารใช้ทรพั ยากรในกระบวนการผลติ อยา่ งคุ้มค่าและเกิดประโยชน์สูงสุด การ
ออกแบบบรรจุภัณฑ์ให้มีส่วนท่ีต้องท้ิงเป็นขยะน้อยลงเพ่ือลดปัญหาการกาจัดของเสียท่ีเป็นบรจุภัณฑ์ ประยุกต์ใช้ Eco-design
ออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมน้อยท่ีสุด เช่น ออกแบบแก้วยกดื่ม (ไม่ใช้หลอด) รวมถึงออกแบบและวางแนว
ทางการส่ังซือ้ วตั ถดุ บิ เขา้ ร้าน เช่น ถุงเมล็ดกาแฟทข่ี ายดคี วรออกแบบใหม้ ีถงุ /บรรจภุ ัณฑ์ขนาดใหญ่เพ่ือลดขยะบรรจุภณั ฑท์ ่ีเกิดขึ้น
ตอ่ วนั เปน็ ตน้ [8]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 474 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
4.2 การเลอื กซ้อื / ใช้วัตถดุ ิบ/ ผลติ ภณั ฑ์ทเ่ี ป็นมติ รต่อส่งิ แวดล้อม
โดยการปฏเิ สธหรอื หลกี เลี่ยงวัตถดุ ิบ/บรรจุภณั ฑ์ที่อาจจะสร้างปญั หาขยะหลังการใช้งานรวมทงั้ เปน็ ปัญหาตอ่ ส่งิ แวดล้อม
เช่น กล่องโฟม หรือ พลาสตกิ ที่ใช้คร้งั เดยี วทงิ้ และเลอื กจดั ซอ้ื วสั ดุหรอื บรรจภุ ัณฑท์ เี่ ปน็ มติ รตอ่ สงิ่ แวดลอ้ ม เช่น การใหล้ กู คา้ นา
ถ้วยกาแฟมาเองหรอื เลือกใช้ถว้ ยกาแฟที่ทาจากวัสดุทเี่ ป็นมติ รต่อสงิ่ แวดล้อม
4.3 การนากลับมาใช้ซ้า
โดยการเลือกใช้บรรจุภณั ฑ์ท่สี ามารถนากลบั มาใช้ใหมไ่ ด้ เช่น ภาชนะใสอ่ าหารและเครอื่ งดมื่ ทล่ี า้ งทาความสะอาดได้ ซึ่ง
ร้านกาแฟทสี่ ามารถใหผ้ ูบ้ รโิ ภคนงั่ ทานในรา้ นได้ ควรเปลยี่ นถว้ ยและภาชนะจากแกว้ และช้อนซ้อมพลาสติกมาเป็นแก้วเซรามิคหรือ
วัสดุท่ที นทานในการนาไปล้างแลว้ สามารถนากลบั มาใชซ้ ้าไดห้ ลายๆครั้ง
4.4 การนาของเสยี ไปใช้ประโยชน์
บรรจภุ ณั ฑพ์ ลาสติกหลังการใชง้ านควรมกี ารคดั แยก ทาความสะอาด และเก็บรวบรวมเพอื่ นากลบั มาใชป้ ระโยชน์ โดย
พลาสติกแต่ละประเภทสามารถนากลับมาใชป้ ระโยชย์ได้ตา่ งกนั โดยตวั อย่างแนวทางการนาบรรจภุ ณั ฑ์พลาสตกิ ไปใช้
ประโยชน์ ดังน้ี
1.) Mechanical Recycling เปน็ เทคนคิ ทง่ี า่ ยและนิยมใชม้ ากทีส่ ดุ ในปัจจุบัน โดยการเกบ็ บรรจภุ ัณฑ์พลาสตกิ ทผ่ี ่านการ
ใช้งานแลว้ มาคดั แยกตามประเภทและล้างทาความสะอาดก่อนนามาบดเป็นช้ินเล็กๆ และหลอมเป็นเม็ดพลาสติกรีไซเคิล เพ่ือนา
กลบั ไปใชเ้ ปน็ วัตถดุ ิบในการผลิตเปน็ ผลิตภณั ฑ์ใหมห่ รอื นามาผสมกับเมด็ ใหมเ่ พ่อื ใหไ้ ดส้ มบตั ทิ ต่ี ้องการก่อนนาไปผ่านกระบวนการ
ขนึ้ รปู สามารถรีไซเคิลให้เป็นเส้นใยทาเสือ้ เฟอร์นเิ จอร์และกล่องแบตเตอรี่ เปน็ ต้น [9]
2.) Pyrolysis เป็นการเปล่ียนโมเลกุลของพลาสติกให้เล็กลงด้วยความร้อน 300-500 องศาเซลเซียส ในสภาวะไร้
ออกซิเจน โดยผลผลิตทไ่ี ด้แบง่ ออกเปน็ ของแขง็ แก๊ส และของเหลวท่ไี ดจ้ ากการควบแนน่ เรียกวา่ นา้ มนั ดบิ สังเคราะห์ (Synthetic
Crude Oil) ซ่ึงสามารถนากลับไปกล่ันในโรงกลน่ั ได้ ส่วนแก๊สเป็นแก๊สธรรมชาติสามารถนากลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความ
รอ้ นภายในกระบวนการไพโรไลซิสได้ แตย่ งั มีขอ้ จากดั ทางเทคนิคเพราะเปน็ วิธที ม่ี คี ่าใชจ้ า่ ยสูงและอุปกรณเ์ ตาเผาต่างๆ จาเป็นต้อง
มีผ้เู ชยี่ วชาญในการดาเนินงาน เน่ืองจากมีเฉพาะเจาะจงของเครอ่ื งมอื แตล่ ะประเภท และเมอื่ เกิดการชารดุ หรือเสยี หายแลว้ จะมีคา่
ใช้ใจ่ายในการซอ่ มบารุงที่สูง [10]
4.5 การใชพ้ ลังงานทดแทนหรอื ผลติ ภณั ฑท์ ีผ่ ลิตจากวสั ดุชีวภาพ
1.) การใช้พลังงานทดแทน โดยการติดตั้งแผงโซล่าร์เซลล์บนหลังคาอาคารและลานจอดรถ เพ่ือนาไฟฟ้ามาใช้ในร้าน
กาแฟ เป็นตน้
2.) การใช้บรรจุภัณฑ์ท่ีผลิตจากวัสดุชีวภาพ โดยใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติ เช่น มันสาปะหลัง อ้อย ข้าวโพด ในการผลิต
แก้วกาแฟ หลอดและซองบรรจุภัณฑ์ เป็นต้น ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากวัสดุชีวภาพนั้นเมื่อผ่านการใช้งานแล้วสามารถนาไปใช้
ประโยชน์ได้ ดังนี้
o Power Generations : พลาสตกิ ชีวภาพประเภทแก้ว Bio-PLA และ Bio-PBS สามารถนาไปผลิตเช้ือเพลิงอัด
แท่ง Refuse Derive Fuel (RDF) และนาไปเผาเพื่อให้พลังงานในโรงไฟฟ้าได้ จากงานวิจัยพบว่าพลาสติก
ชีวภาพสามารถนาไปเผาเพื่อให้พลังงานได้และค่าความร้อนของพลาสติกประเภท PLA มีค่าความร้อนสูงถึง
4,050 kcal/kg ซึ่งมากกว่าเชื้อเพลิงชีวมวลท่ีใช้ในอุตสาหกรรมประเภทแกลบ (3,440 kcal/kg) นอกจากนี้
ข้อดีของการนาพลาสชีวภาพไปใช้เป็นพลังงานได้จะไม่คิดค่าการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
เน่ืองจากเปน็ ผลติ ภณั ฑ์ทเี่ กิดขน้ึ จากวัสดุธรรมชาติ/พืช แต่ยังมขี ้อจากัดของการนาไปใช้คือต้องเป็นขยะแห้งไม่
เปยี กชน้ื [11]
o Biogas : พลาสติก PLA และ PBS ที่ผ่านการปรับสภาพในสภาวะท่ีเหมาะสม สามารถนาไปหมักกร่วม (Co-
digestion) กับขยะอินทรีย์ ได้แก่ ขยะเศษอาหาร และเศษผักสด สามารถย่อยสลายภายใน 65 วัน สามารถ
นาไปผลติ ก๊าซมเี ทนรอ้ ยละ 50-60 %และนาไปใชผ้ ลิตพลังงานได้ [12]
o Composting : พลาสติกชีวภาพชนดิ PLA และ PBS ท่ีไดร้ ับรองตามมาตรฐานสากล EN 13432 สามารถย่อย
สลายได้ดี (มากกว่ารอ้ ยละ 90) ในระบบ Industrial composting plants ภายใน 12 อาทิตย์ และยงั สามารถ
นาไปผสมกับชีวมวลสดทาปุ๋ยหมักได้ โดยปุ๋ยหมักที่ได้ที่ได้มีคุณภาพผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานท่ีนาไปใช้
ประโยชน์ทางการเกษตร โดยวิธีน้ีจะถือว่าเป็น Close-loop system ตามแนวคิดเศรษฐหมุนเวียน แต่ ณ
ปัจจุบันยังขาดการลงทุนก่อสร้าง Industrial Composting Plants ท่ีมีมาตรฐานในการย่อยสลายพลาสติก
ชวี ภาพภายในประเทศ [13]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 475 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
4.6 การสร้างจิตสานกึ ของผบู้ รโิ ภคในการลดของเสีย
ควรมกี ารรณรงค์หรอื ออกแบบกิจกรรมให้ผู้บริโภคมคี วามรู้สึกสนใจอยากเข้าร่วมกิจกรรม โดยในตอนเร่ิมแรกอาจมีการ
สร้างแรงจูงใจทางสังคม เชน่ การนาแกว้ มาเอง การนาแก้วทใ่ี ชแ้ ลว้ มาส่งคนื ทรี่ า้ นเพ่ือนาไปไปใชป้ ระโยชน์ เปน็ ตน้ และควรมีการ
ประชาสัมพันธ์และเผยแพร่อย่างชัดเจนให้ทุกคนได้รับทราบว่าโครงการดังกล่าวมีการนาไปใช้ประโยชน์เพื่อสังคมอย่างแท้จริง
ผู้บรโิ ภคก็จะเกิดความภาคภมู ิใจและยังเปน็ การปลูกจติ สานกึ ในการลดการเกดิ ของเสียไดอ้ ย่างถาวร
สรปุ
การจัดการขยะมลู ฝอยตามหลักการแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนในธุรกิจร้านกาแฟนั้นจะส่งผลให้การดานินธุรกิจเป็นไป
อย่างยั่งยืน เน่ืองจากการนาหลักเศรษฐกิจหมุนเวียนเข้ามาใช้ในธุรกิจกาแฟนั้น จะช่วยลดปริมาณการใช้ทรัพยากรตั้งแต่ที่
แหล่งกาเนดิ และยังสามารถลดการเกิดของเสยี ในแต่ละกระบวนการ ไปจนถงึ การนาของเสยี ไปกาจัดหรือการสร้างมูลค่าเพ่ิมให้กับ
ของเสยี ด้วยเทคโนโลยตี า่ งๆ เช่น การรีไซเคิล การเผาเพื่อใหไ้ ด้พลังงานไฟฟา้ การนาไปผลติ เป็นสารปรบั ปรงุ ดนิ หรือแก๊สชีวภาพ
ซึ่งเป็นการหมุนเวียนทรัพยากรมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดและยังเป็นการช่วยลดการเกิดผลกระทบต่อส่ิงแวดล้อมอีกด้วย
นอกจากน้ันแลว้ การสร้างจติ สานึกใหก้ บั สงั คมผ่านการรณรงค์หรอื จดั กจิ กรรมเพอ่ิ สรา้ งแรงจงู ใจในการลดการเกิดของเสียนั้นก็เป็น
ส่งิ สาคญั ท่จี ะทาให้ทุกคนปรับเปล่ียนพฤติกรรมและหนั มาใส่ใจส่ิงแวดลอ้ มไดอ้ ย่างถาวร
กิตตกิ รรมประกาศ
คณะผู้วิจยั ขอขอบคุณธุรกิจรา้ นกาแฟกรณศี กึ ษา ทส่ี นบั สนนุ ข้อมูลต่างๆ ต้ังแต่การขอลงพ้ืนท่ีสารวจข้อมูลและให้ความ
อนุเคราะหเ์ ขา้ สัมภาษณ์ จึงขอขอบพระคณุ เปน็ อย่างสงู ไว้ ณ ท่ีนี้
เอกสารอา้ งองิ
[1] ศูนยว์ จิ ยั กสกิ รไทย. (2561). ธุรกิจร้านกาแฟ บริหารอยา่ งไรให้ร่งุ . [รายงาน]. แหล่งท่มี า: https://kasikornbank.com/
th/business/sme/KSMEKnowledge/article/KSMEAnalysis/Documents/Coffee-Shop-Management.pdf.
[19 มกราคม 2563]
[2] Salomone, R. (2003). Life Cycle Assessment applied to coffee production: Investigating environmental
impacts to aid decision making for improvements at company level. Journal of Food Agriculture and
Environment, 1, 295-300.
[3] TV360. (2563). ลดละเลิกขยะแกว้ กาแฟ. [ออนไลน์]. แหล่งท่ีมา: http://tv360ch3/ลด-ละ-เลิก-ขยะจากแก้วกาแฟ.
[17 มกราคม 2563]
[4] Greennews. (2563). สหราชอาณาจักรขดั เส้นแบนแก้วกระดาษใช้แล้วทง้ิ ตน้ เหตขุ ยะปีละ 2,500 ล้านช้นิ . [ออนไลน์].
แหลง่ ท่มี า: http://greennews.agency/?p=17181. [14 มกราคม 2563]
[5] PPTV. (2562). ร้านกาแฟใช้แก้วพลาสติก 400 ใบ/วัน พบท้ิงผิดวิธีรีไซเคิลไม่ได้. [ออนไลน์] แหล่งท่ีมา:
https://www.pptvhd36.com/news/ประเดน็ รอ้ น/109279. [19 มกราคม 2563]
[6] British Standards Institution. (2017). Framework for implementing the principles of the circular
economy in organizations-Guide. BSI Group Headquaeters, 389 Chiswick high Road, London, W4 4AL
UK: BSI Standards limited 2017.
[7] GC Circular Living. (2562). จาก 3Rs ถึง 5Rs ความเหมือนท่แี ตกต่าง พลังสร้างสรรคส์ กู่ ารใชท้ รัพยากรอยา่ งยัง่ ยืน
ของ GC. [ออนไลน]์ . แหล่งที่มา: https://gccircularliving.pttgcgroup.com/th/blogs/93/จาก 3Rs ถงึ 5Rs ความ
เหมือนทแี่ ตกต่าง พลงั สร้างสรรคส์ ูก่ ารใช้ทรัพยากรอยา่ งยัง่ ยนื ของ GC. [13 พฤษภาคม 63]
[8] กรมควบคุมมลพษิ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาตแิ ละส่ิงแวดลอ้ ม. (2547). การจัดการขยะมลู ฝอยชุมชน. โรงพิมพ์คุรุสภา
ลาดพร้าว: กรมควบคมุ มลพิษ.
[9] ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ. (2560). พลาสติก. [ออนไลน์]. แหล่งท่ีมา: https://www.mtec.or.th/bio-
plastic/index.html#top. [25 กุมภาพนั ธ์ 2563]
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 476 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
[10] Lopez, G., Artetxe, M., Amutio, M., Bilbao, J., & Olazar, M. (2017). Thermochemical routes for the
valorization of waste polyolefinic plastics to produce fuels and chemicals. A review. Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 73, 346-368.
[11] Chien, Y.-C., Liang, C., Liu, S.-H., & Yang, S.-H. (2010). Combustion Kinetics and Emission Characteristics
of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Polylactic Acid Combustion. Journal of the Air & Waste
Management Association, 60(7), 849-855.
[12] Samitthiwetcharong. (2019). ENHANCEMENT OF METHANE PRODUCTION FROM ALKALINE PRETREATED
POLY (LACTIC ACID) WASTE BY THE CO-DIGESTION PROCES. Chulalongkorn University.
[13] Bioplastics, E. (2015). EN 13432 CERTIFIED BIOPLASTICS PERFORMANCE IN INDUSTRIAL COMPOSTING.
Retrieved from European Bioplastics e.V. Marienstraße 19/20 10117 Berlin.
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 477 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
084
การใชป้ ระโยชนก์ ๊าซคาร์บอนไดออกไซดเ์ หลือท้ิงจากโรงงาน
อตุ สาหกรรมปิโตรเคมี
Carbon Dioxide Utilization for Flue Gas from
Petrochemical Industrial
ปยิ วรรณ ศรทอง1 และ อรทัย ชวาลภาฤทธิ์2
Piyawan Sornthong1 and Orathai Chavalparit2
1นสิ ติ ระดบั บณั ฑติ ศกึ ษา; 2ศาสตราจารย์ ภาควชิ าวศิ วกรรมสง่ิ แวดลอ้ ม จฬุ าลงกรณ์มหาวิทยาลยั กรุงเทพฯ 10330
* โทรศพั ท์ : 081-553-6884, โทรสาร : 02-218-6670, e-mail : [email protected]
บทคดั ย่อ
งานวจิ ัยมีวตั ถุประสงคเ์ พือ่ ศึกษาแนวทางการใชป้ ระโยชนก์ า๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์เหลอื ทิ้งจากโรงงานอตุ สาหกรรมปิโตร
เคมีตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน โดยทาการศึกษากระบวนการผลิตเอทิลีนออกไซด์ (Ethylene Oxide) และการจัดการก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดชึ้นจากกระบวนการผลิตในปัจจุบัน โดยพบว่าโรงงานมีการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีเกิดข้ึนจาก
กระบวนการผลิตเอทิลีนออกไซด์ไปใช้ประโยชน์แล้ว แต่พบว่ายังมีบางส่วนที่ยังไม่ได้นาไปใช้ประโยชน์ ซ่ึงจัดการโดยการปล่อย
ออกสู่บรรยากาศ แนวทางการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดักจับได้ไปใช้ประโยชน์ (Carbon Dioxide Utilization) ระดับเชิง
พาณิชย์ (Commercial scale) ในงานวิจยั นม้ี ีหลายวธิ ไี ด้แก่กระบวนการผลติ ยูเรยี (urea) การสงั เคราะห์กรดซาลไิ ซลิก (salicylic
acids) กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) และการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาสังเคราะห์เมทานอล (Renewable
methanol) โดยนอกจากจะเป็นวิธีท่ีลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศแล้วยัง เป็นการนาก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์มาแปรรูป “สร้างมูลค่าเพ่ิม” ทารายได้และสร้างเป็นธุรกิจใหม่ได้ แต่อย่างไรก็ตามควรวิเคราะห์ความคุ้มค่า
ทางเศรษฐศาสตรแ์ ละผลกระทบต่อสงิ่ แวดลอ้ มในอนาคตเพ่ิมเตมิ ด้วย
คาสาคญั : การใช้ประโยชน์ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด;์ อุตสาหกรรมปิโตรเคม;ี เอทิลีนออกไซด;์ เศรษฐกิจหมนุ เวยี น
Abstract
The aim of this research is to investigate carbon dioxide utilization of flue gas from petrochemical
process by adopting circular economy concept. Carbon dioxide from ethylene oxide production and the
management of carbon dioxide are survey. The result shows that large portion of carbon dioxide which
generated from the ethylene oxide production process, are utilized by producing liquid carbon dioxide and
sodium bicarbonate, While the rest is released to the atmosphere. There are to several technologies for
carbon dioxide utilization at commercial scale, including urea synthesis, salicylic acids synthesis, biofuel
synthesis and renewable methanol. Such technology could reduce carbon dioxide in the atmosphere, and
also create value-added" to make money and create a new business as well. However, cost-benefit analysis
and environmental impact should be analyzed as well.
Keywords : Carbon Dioxide Utilization; Petrochemical Industrial; Ethylene Oxide; Circular Economy
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 478 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
บทนา
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide: CO2) เป็นก๊าซเรือนกระจกท่ีมีความสาคัญมากที่สุดต่อการเพ่ิมขึ้นของ
สภาวะโลกร้อน เน่ืองจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกิดจากกระบวนการเผาไหม้ทุกชนิด โดยปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่
เกิดขน้ึ จากการเผาไหม้เช้ือเพลิงฟอสซิลมีมากถึงร้อยละ 87 ของก๊าซเรือนกระจกท้ังหมด [1] สาหรับประเทศไทยศูนย์ข้อมูลก๊าซ
เรือนกระจก องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก (องค์การมหาชน) รายงานวา่ ในปี พ.ศ. 2553 (ค.ศ. 2010) ประเทศไทยมีการ
ปลอ่ ยกา๊ ซเรือนกระจกรวมทง้ั ส้นิ 335.14 ล้านตันคารบ์ อนไดออกไซด์เทียบเท่า (MtCO2e) ภาคพลังงานเป็นภาคที่ปล่อยก๊าซเรือน
กระจกมากที่สุดคิดเป็นร้อยละ 68.8 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกท้ังหมด ส่วนภาคกระบวนการอุตสาหกรรมและการใช้
ผลติ ภัณฑม์ ปี ริมาณก๊าซเรือนกระจกเทา่ กับรอ้ ยละ 8.9 ของการปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกทัง้ หมดของประเทศ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี
เปน็ อตุ สาหกรรมที่มคี วามสาคัญของประเทศไทย ผลิตภัณฑท์ ี่ได้จากอตุ สาหกรรมปโิ ตรเคมขี นั้ ต้นคือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่
จะนาไปผลิตเปน็ ผลติ ภณั ฑ์ปิโตรเคมีทม่ี คี วามหลากหลาย ซ่งึ ในระหวา่ งกระบวนการผลิตนนั้ กอ่ ใหเ้ กิดของเสยี และผลติ ภัณฑ์พลอย
ได้ท่ีส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกตามมาน้ันคือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การลดปัญหาการปล่อยก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ในกิจกรรมต่างๆ จากการเผาไหม้เช้ือเพลิงฟอสซิลหรือจากกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมที่มีผลต่อสภาพ
ภูมิอากาศ โดยใชว้ ธิ กี ารดักจับและเก็บกกั กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ (CCS) เปน็ การแกไ้ ขปญั หาก๊าซคารบ์ อนไดออกไซดท์ เี่ กิดขึ้นโดย
“การลดปริมาณการปล่อย” เพียงมิติเดียวอาจจะไม่เพียงพอ การนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีดักจับได้ไปใช้ประโยชน์ (Carbon
Capture and Utilization: CCU) น้ันนอกจากจะเป็นวิธีที่ลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศแล้วยังสามารถ
นามาแปรรูป “สร้างมูลค่าเพ่ิม” ทารายได้และสร้างเป็นธุรกิจใหม่ได้อีกด้วย [2] สาหรับอุตสาหกรรมโรงกลั่นและการผลิตก๊าซ
ธรรมชาติจากน้ันจะถูกกักเก็บในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีมีความบริสุทธ์ิสูงโดยคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีดักจับได้สามารถ
นาไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายรวมถึงการประยุกต์ใช้ให้เกิดเป็นอุตสาหกรรมการผลิตสีเขียว [3] โดยนาเอาหลักการเศรษฐกิจ
หมุนเวียน (Circular Economy) มาประยุกต์ใช้เพื่อนาของเสียท่ีเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่เกิดจากระบบมาหมุนเวียนใช้ให้เกิด
ประโยชนส์ ูงสดุ
อปุ กรณแ์ ละวิธกี าร
ศึกษากระบวนการผลิตของผลิตภัณฑเ์ อทลิ ีนออกไซด์ครอบคลุมกระบวนการผลิตโอเลฟินส์ และรวบรวมข้อมูลแหล่งกาเนิด
และปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการผลิต วิเคราะห์ข้อมูลและเสนอแนะทางเลือกการเพ่ิมมูลค่าของก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการผลิตตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) โดยการทบทวนเอกสาร รายงาน
วจิ ยั ตา่ งๆท้ังในประเทศและต่างประเทศ แล้วจงึ นามาสงั เคราะห์ทางเลอื กเทคโนโลยีการนาคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประดยชน์ท้ัง
ในระดับเชงิ พานชิ และในระดบั ห้องปฏบิ ัตกิ ารท่มี คี วามเปน็ ไปไดใ้ นอนาคต
ผลการทดลองและวิจารณ์
1. กระบวนการผลิตเอทิลนี ออกไซด์
จากการรวบรวมขอ้ มูลการใช้ทรัพยากรวัตถุดิบและการเกิดของเสียจากกระบวนการผลิตเคมีภัณฑ์ พบว่าวัตถุดิบตั้งต้น
สว่ นใหญเ่ ป็นผลติ ภัณฑจ์ ากโรงแยกกา๊ ซธรรมชาติทีส่ ่งตอ่ ไปยังโรงงานโอเลฟินส์เพื่อนาไปผลิตเป็น เอทิลีน จากน้ันเอทิลีนจะถูกส่ง
ต่อไปเป็นสารขาเข้าของหนว่ ย Ethylene Oxide solution ได้ผลิตภณั ฑ์คือ เอทลิ ีนออกไซด์ (Ethylene Oxide) ซง่ึ จะถูกส่งต่อไป
ยงั EO column และ EG (Ethylene Glycol) ดังรปู ท1่ี กระบวนการผลิตเอทิลนี ออกไซดเ์ ปน็ ปฏิกริ ยิ าออกซิเดชนั โดยตรงระหวา่ ง
วตั ถุดิบหลักคอื เอทิลีนกับอากาศหรือออกซิเจนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะผลิตภัณฑ์หลักท่ีได้คือเอทิลีนออกไซด์ดังสมการ
(1) ผลิตภัณฑ์รองท่ีได้คือคาร์บอนไดออกไซด์และน้าดังสมการ (2) ที่ถูกสร้างขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ในระหว่างกระบวนการ
ผลิตเป็นผลมาจากปฏิกิริยาคายความร้อนสูง [4] ซ่ึงกระบวนการผลิตเอทิลีนออกไซด์น้ันมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มี
คุณภาพดีออกมาเป็นผลติ ภณั ฑพ์ ลอยได้
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 479 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
C2H4 + ½O2 ---Ag---> C2H4O สมการ (1)
C2H4 + 3O2 -------> 2CO2 + 2H2O สมการ (2)
นา้ ออกซเิ จน ไอนา้ ไฟฟา
โรงโอเลฟนิ ส์ เอทลิ ีน หนว่ ยผลิตเอทลิ นี ออกไซด์ หน่วยผลิตเอทลิ นี ออกไซด์
บรสิ ทุ ธิ
หนว่ ยผลิตเอทลิ ีน
ไกลคอล EG
CO2 กากของเสยี มลพิษทางอากาศ น้าเสยี
รูปที่ 1 เสน้ ทางการผลิตเอทลิ ีนออกไซด์
ปัจจุบันโรงงานมีการนาคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนหนึ่งส่งไปขายเพื่อผลิตเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เหลวและโซเดียมไบ
คารบ์ อเนตจาหน่ายตอ่ ไป
2. แนวทางการเพิ่มมลู ค่าคารบ์ อนไดออกไซดต์ ามหลักการเศรษฐกจิ หมนุ เวยี น
หลกั การเศรษฐกิจหมนุ เวยี นหรือ Circular Economy มุ่งเน้นการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการผลิต
การอุปโภคและบรโิ ภค เพื่อลดการเกดิ ของเสียจากระบบ โดยการหมุนเวียนทรัพยากรหรือของเสียกลับมาใช้ใหม่ให้เกิดประโยชน์
สูงสุดตามศักยภาพ รวมไปถึงการลดการใช้ทรัพยากรเพื่อลดการเกิดของเสียและลดการใช้พลังงานเช่น การใช้ท่ีดิน อากาศ น้า
มลภาวะทางเสียง และการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศ ด้วยวิธีการจัดการเชิงนโยบายเชิงเทคนิคหรือเชิงเทคโนโลยี เพ่ือลด
ผลกระทบจากของเสียต่อสิ่งแวดล้อมและอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ ให้มีใช้ไปจนถึงคนรุ่นหลัง [5] โดยการออกแบบจะยึดตาม
หลกั การ 3 ข้อ คอื (1) ออกแบบผลิตภณั ฑ์หรอื กระบวนการผลติ เพื่อลดการเกิดของเสยี และมลพษิ ตอ่ สงิ่ แวดล้อมให้ไดม้ ากที่สดุ (2)
หมุนเวียนวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ภายในระบบให้มากท่ีสุด (3) ฟื้นฟูทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม [6] การเข้าสู่ระบบ
เศรษฐกิจหมุนเวียนโดยสมบูรณ์นั้น จะต้องมีการเปล่ียนแปลงกระบวนการผลิต มีการออกแบบผลิตภัณฑ์ซ่ึงจาเป็นจะต้องใช้
นวัตกรรมท่ีทันสมัยแทนเทคโนโลยีแบบเดิมๆ จึงเป็นช่องทางที่ทาให้เกิดธุรกิจใหม่เพ่ือให้ได้ผลตอบแทนท่ีดีข้ึนและมีความ
สอดคลอ้ งกบั business model ของกลมุ่ ธรุ กิจอุตสาหกรรมเดิม [7]
3. การนากา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซดท์ ่ีดักจับได้ไปใชป้ ระโยชน์ระดบั เชิงพาณิชย์
ผลการศึกษาเทคโนโลยีการนาคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์มีความเป็นไปได้ผ่านเส้นทางต่างๆ ดังรูปท่ี 2 ได้แก่
การนาก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์มาใช้ประโยชน์โดยตรง การผลิตปุ๋ยยูเรีย การสังเคราะห์กรดซาลิไซลิก (salicylic acids) การผลิต
เชื้อเพลิงชวี ภาพ (biofuel) และการสังเคราะห์เมทานอล
รูปท่ี 2 แผนผังแสดงการใชป้ ระโยชนจ์ าก CO2
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 480 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สม าคมวิศว กร รมส่ ิงแวดล้อมแห่งปร ะเทศไทย
3.1 การนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซดม์ าใชป้ ระโยชน์โดยตรง
ในปัจจุบนั มีการนาก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์มาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครือ่ งด่ืมโดยการนากา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์
มาอัดลงไปในผลติ ภณั ฑโ์ ดยตรง ได้แก่ นา้ อัดลมหรือโซดา เพอ่ื ใหก้ า๊ ซคารบ์ อนไดออกไซดล์ ะลายเป็นกรดอยู่ในเคร่ืองดม่ื
นอกจากน้กี า๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์นิยมใช้ในการผลิตเป็นนา้ แขง็ แห้ง (dry ice) เพื่อใชเ้ ก็บรกั ษาอาหารทง้ั ในการรกั ษาความสดและ
ยบั ย้งั การเตบิ โตของแบคทเี รยี ในอาหารหรือในกระบวนการหมกั ต่างๆได้เปน็ ตน้ [8]
3.2 การผลติ ปุ๋ยยูเรีย
ยูเรียเป็นปุย๋ ไนโตรเจนท่ผี ลิตกันอยา่ งกวา้ งขวางทสี่ ุดและวางขายในตลาดท่ัวไป [9] ยูเรียถกู ผลิตขนึ้ ในระดบั อุตสาหกรรม
ผา่ นปฏิกิรยิ าของแอมโมเนยี กบั CO2 ซง่ึ เป็นกระบวนการสองขั้นตอนโดยท่ีแอมโมเนยี และ CO2 ทาปฏิกริ ยิ าในรปู แบบแอมโมเนยี ม
คารบ์ าเมททเ่ี ครอ่ื งควบแน่นความดันสูงและแอมโมเนียมคาร์บาเมทจะสลายตัวอย่างช้าๆ ท่ีหอผลิตได้ยูเรีย จากนั้นนาไประเหย
เพ่ือเพ่ิมความเข้มข้นและทาให้เป็นเม็ดโดยการนาเข้าเคร่ืองอบแห้ง อย่างไรก็ตามในกระบวนการผลิตจะได้สารพิษที่ไม่ต้องการ
ปะปนมาดว้ ยคือ ไบยเู ร็ต (biuret) ซึ่งจาเป็นต้องควบคุมให้มีปริมาณต่าและใช้เป็นตัวแบ่งเกรดปุ๋ยยูเรียโดยท่ัวไปกาหนดให้มีไบยู
เร็ตได้ไม่เกิน 1% อันเนื่องมาจากการผลิตแอมโมเนียต้องใช้ก๊าซธรรมชาติ (หรือถ่านหิน) เป็นวัตถุดิบทาให้ราคาก๊าซธรรมชาติ
(หรือถ่านหนิ ) มผี ลโดยตรงต่อต้นทุนการผลิตปยุ๋ ยูเรยี และส่งผลต่อราคาขายปยุ๋ ยเู รีย [10]
3.3 การสังเคราะหก์ รดซาลิไซลิก
กรดซาลิไซลิกเป็นสารท่ีนามาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางเช่น ใช้เป็นส่วนผสมเครื่องสาอาง ใช้เคลือบรักษาผลิตภัณฑ์
การเกษตร ใชส้ าหรบั การปองกัน และกาจัดจุลินทรีย์ ใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ยาและเป็นตัวกลางในการผลิตสีย้อม เป็นต้น
การผลิตเริ่มจากการนาเอาฟนี อลมาทาปฏกิ ิริยากบั โซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH) กบั คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เนอ่ื งจากอะตอม C
ของ CO2 เป็น electrophile ท่ีอ่อนมากจึงต้องใช้ความดันและอุณหภูมิช่วย และเมื่อนาเกลือที่ได้จากปฏิกิริยาดังกล่าวมาทา
ปฏิกิริยาต่อกับ H2SO4 ก็จะได้กรดซาลิซิลิก (salicylic acid) [11] ซ่ึงการใช้ประโยชน์ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปฏิกิริยา
Kolbe-Schmitt ทาใหเ้ กิดแรงจงู ใจทางเศรษฐกิจสาหรับการดกั จับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์
3.4 การผลิตเช้อื เพลิงชวี ภาพ
การนากา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ไปใช้ในกระบวนการผลิตเชอื้ เพลงิ ชีวภาพ โดยใช้ในการปลกู สาหร่ายได้ ผลิตภัณฑ์สุดท้าย
จากกระบวนการสงั เคราะหด์ ้วยแสงกค็ อื ไขมนั หรอื นา้ มนั ซง่ึ สามารถสกดั และนามาผ่านกระบวนการทาให้ได้ผลผลิตเป็นเช้ือเพลิง
ไฮโดรคาร์บอน การใช้สาหรา่ ยเปน็ วตั ถดุ บิ มขี อ้ ดเี น่ืองจากไม่กระทบตอ่ ห่วงโซ่อาหาร ให้ผลผลิตต่อพ้ืนที่สูง เจริญเติบโตได้รวดเร็ว
และขยายพนั ธ์ุได้ง่าย ซึ่งตอ้ งมีการควบคุมสภาวะใหเ้ หมาะสมกบั การเจรญิ เตบิ โตของสาหรา่ ยอยตู่ ลอดเวลาโดยปจั จัยสาคัญในการ
ปลกู สาหร่ายคอื นา้ คารบ์ อนไดออกไซด์ สารอาหารและแสงแดด โดยสาหรา่ ยแตล่ ะสายพันธุ์จะต้องการปัจจัยแต่ละตัวท่ีแตกต่าง
กัน [8] ทง้ั นี้เซลล์ของสาหร่ายสามารถทนตอ่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึงระดับหนึ่งหลังจากน้ันมันจะเป็นอันตรายต่อการเติบโต
ของเซลล์ทาให้เกิดการลดลงทางชีวภาพในความสามารถของเซลล์สาหร่ายสาหรับการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การปลูก
สาหร่ายสามารถทาได้ท้ังระบบบ่อเปิด (open-pond) และระบบบ่อปิด (closed-pond) หรือระบบโฟโตไบโอรีแอกเตอร์
(photobioreactor, PBR) [12,13] นอกจากนี้กากส่วนท่ีเหลือหลังจากสกัดน้ามันออกจากสาหร่ายจะประกอบด้วยโปรตีน
คาร์โบไฮเดรตและสารอาหารอื่น ๆ จานวนมาก สิ่งน้ีทาให้กากที่เหลือนั้นน่าสนใจสาหรับไปใช้เป็นอาหารสัตว์หรือในผลิตภัณฑ์
มูลคา่ เพมิ่ อื่นๆ ในสว่ นของตน้ ทนุ การผลิตนน้ั คอ่ นขา้ งสูงเนอ่ื งจากระบบตัวเกบ็ พลังงานแสงอาทิตย์
3.5 การสังเคราะห์เมทานอล
การใช้ CO2 ที่ได้จากโรงไฟฟาทาปฏิกิริยากับ H2 เพื่อผลิตเมทานอล/พลังงานทดแทนสีเขียว [14] โดยผลิตภัณฑ์เมทา
นอลที่ได้มกี ารใชก้ นั อยา่ งแพร่หลายในทางการแพทย์ ยา สยี ้อม สี พลาสตกิ และเส้นใยยาง ฯลฯ ทุกวนั นโ้ี รงงานเมทานอลกว่า 90
แหง่ มีกาลังการผลิตรวมกันประมาณ 75 ล้านเมตริกตันและในแต่ละวันจะใช้เมทานอลมากกว่า 100,000 ตันเป็นวัตถุดิบทางเคมี
หรอื เปน็ เชอื้ เพลงิ ในการขนส่งทวั่ โลกโดยหน่ึงในสามของเมทานอล (ปลี ะ 25 ล้านตนั ) ถูกนามาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์พลังงานซึ่ง
เปน็ ส่วนใหม้ กี ารพฒั นาอตุ สาหกรรมเมทานอลท่ัวโลก
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 481 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
สมาคมวิศวกรรม ส่ ิงแว ดล้อม แห่งปร ะเทศ ไทย
4. การนาคารบ์ อนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชนใ์ นระดับห้องปฏิบัติการ (Laboratory scale) และโรงทดลองนารอ่ ง (Pilot
scale)
ระดับหอ้ งปฏิบตั ิการมีการศกึ ษาการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซดไ์ ปใช้ประโยชน์มากมาย เช่น การนาคาร์บอนไดออกไซด์
ไปสังเคราะห์เป็น Organic Carbamates ตัวอย่างเช่น Pesticides, Polymer precurors, Isocyanate precursor,
Agrochemicals, Preservatives และ Cosmetics การนาคาร์บอนไดออกไซด์ไปสังเคราะห์เป็น Organic Acids ได้แก่สารพวก
Surfactants สารที่เป็นองค์ประกอบในอาหาร (Food ingredients) และ Pharmaceuticals การนาคาร์บอนไดออกไซด์ไป
สังเคราะห์เป็นสารจาพวก Alcohols เช่น Solvents และ Detergents การนาคาร์บอนไดออกไซด์ไปสังเคราะห์เป็นสารจาพวก
Aldehydes เชน่ Polymers, Solvents, Dyes, Perfumes และ Cosmetic ingredients เป็นตน้
ระดับโรงงานนารอ่ งการนากา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซดม์ าใช้ประโยชนใ์ นการสงั เคราะห์กรดฟอร์มิก (formic acid) ที่พัฒนา
โดยบริษัท Mantra Energy Alternatives ในเมืองแวนคูเวอร์รัฐบริติช ประเทศโคลัมเบีย การนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้
สังเคราะห์เปน็ Mineral carbonation การสงั เคราะห์ไดเมทิล อเี ทอร์ (DME) โดยตรงจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซดซ์ ง่ึ กระบวนการ
ผลติ กาลังถกู พฒั นาโดยบริษัท Korea Gas Corporation (KOGAS) และบริษทั Toshiba Corporation ในประเทศญีป่ ุน่ การผลิต
มีเทนจากกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Hydrogenation to methanation) มีโรงงานนาร่องถูกสร้างข้ึนโดยบริษัท Norwegian
RCO2 AS และกระบวนการสังเคราะห์ Syngas เปน็ ตน้ [15]
5. แนวทางการนางานวจิ ัยไปใชป้ ระโยชน์
งานวิจัยนี้เป็นเพียงการนาเสนอแนวทางเบื้องต้นในการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ตามหลักเศษฐกิจ
หมุนเวียนให้กับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ท้ังนี้เพ่ือให้สามารถระบุเส้นทางการเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และทาให้ทราบแนว
ทางการจดั การก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดข้ึน โดยเทคโนโลยีการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์น้ันมี
ความเปน็ ไปได้มากท่ีสดุ ในปจั จุบนั
ท้ังน้ีประโยชน์ที่ได้จากการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาใช้ประโยชน์ทาให้องค์กรเกิดความยั่งยืนทางด้าน
ส่ิงแวดล้อมมากยิ่งข้ึนและปองกันด้านการกีดกันทางด้านการค้าจากต่างประเทศ ส่งผลกระทบเชิงบวกต่อส่ิงแวดล้อมและ
ทรัพยากรธรรมชาติ ช่วยในเร่ืองของการขยายตัวทางเศรษฐกิจและเพ่ิมขีดความสามารถในการแข่งขันรวมไปถึงการจ้างงานท่ี
เพม่ิ ขึ้นโดยเฉพาะในอตุ สาหกรรมทีพ่ ึ่งพาเทคโนโลยีอตุ สาหกรรม อีกทัง้ ยังสามารถลดปรมิ าณก๊าซเรอื นกระจกในบรรยากาศและทา
ให้ประชากรมีสุขภาพท่ีดีข้ึน นอกจากน้ียังเป็นการสร้างโอกาสการลงทุนในธุรกิจใหม่ท่ีเป็นการเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์พลอยได้
และสามารถสรา้ งกาไรใหก้ บั บริษทั ได้ในอนาคต ซึ่งการลงทุนนาเทคโนโลยีมาใช้ในการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ประโยชน์
ในปจั จุบนั ถอื เป็นการลดค่าใชจ้ า่ ยในการกาจดั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซดใ์ นอนาคตที่อาจเกดิ ขึ้นได้ รวมถึงเป็นการเตรียมความพร้อม
หากภาครัฐมีการกาหนดนโยบายหรือกฎหมายทางด้านส่ิงแวดล้อมในเรื่องการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ท่ีชัดเจนมากขึ้นใน
อนาคตอีกด้วย
สรุป
จากวิธีการในการนากา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ไปใชง้ านที่กลา่ วไปข้างตน้ ปัจจุบันมเี พยี งบางกระบวนการเท่านั้นที่สามารถ
นามาใช้ในลักษณะอุตสาหกรรมได้เน่อื งจากยังจาเป็นต้องมีการพัฒนาท้ังในด้านเทคโนโลยี วัสดุ หรือวิธีการท่ีช่วยให้ปฏิกิริยาเกิด
ได้อย่างมีประสิทธิภาพก่อนที่จะสามารถนามาใช้จริง สาหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเส้นทางในการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไป
ผลิตเป็นเมทานอลนั้นดูมีความน่าสนใจเน่ืองจากเหตุผลท่ีกล่าวมาก่อนหน้านี้ แต่อย่างไรก็ตามควรวิเคราะห์ความคุ้มค่าทาง
เศรษฐศาสตรแ์ ละผลกระทบตอ่ สิง่ แวดลอ้ มในอนาคตเพิม่ เติมด้วย
การลงทนุ นาเทคโนโลยีมาใช้ในการนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ประโยชน์ในปัจจุบันถือเป็นการลดค่าใช้จ่ายในการ
กาจดั กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดใ์ นอนาคตทอ่ี าจเกดิ ข้นึ ได้ นอกจากน้ปี ระเด็นสาคัญท่ีต้องคานงึ ถึงคือ การนาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
มาเปลยี่ นใหอ้ ยูใ่ นรูปสารอื่นนนั้ ไมจ่ าเป็นว่าจะชว่ ยให้ปริมาณกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดล์ ดลงเสมอไปถา้ หากกระบวนการน้ันมีการใช้
พลังงานสงู เนอื่ งจากจะสง่ ผลให้เกิดกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดม์ ากเช่นกัน ดังน้ันเพ่ือให้การใช้ประโยชน์จากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
สามารถช่วยแก้ปัญหาการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้จริง แหล่งพลังงานท่ีใช้ทั้งหมดก็ควรนามาจากพลังงานทดแทน
(Renewable Energy)
การประชุมวิชาการส่ิงแวดล้อมแห่งชาติครั้งท่ ี 19 482 วันท่ ี 27-29 พฤษภาคม 2563
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
full papers proceeding NEC19
Related Publications
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
full papers proceeding NEC19
- 1 - 50
- 51 - 100
- 101 - 150
- 151 - 200
- 201 - 250
- 251 - 300
- 301 - 350
- 351 - 400
- 401 - 450
- 451 - 500
- 501 - 550
- 551 - 598
Pages: