การศึกษาผลของการเติมโอโซนในการย่อยสลายทางเคมีและทางชีวภาพของไพรีน
Effect of Ozonation in Chemical and Biological Oxidation of Pyrene


รศ.ดร.วิโรจน์ บุญอำนวยวิทยา  (หัวหน้าโครงการ)
Virote Boonamnuayvitaya. (Assoc. Prof.)
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์
ดร.สมนึก จารุดิลกกุล
Somnuk Jarudilokkul. (Lecturer)

ทุนหมวดเงินอุดหนุนประจำปี 2548 งบประมาณ 288,000 บาท

ความสำคัญและที่มาของการวิจัย

เนื่องจากนโยบายในการพัฒนาประเทศของไทย มีนโยบายมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาการอุตสาหกรรมเป็นหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมปิโตรเคมี มีการขยายตัวมากขึ้นแถบชายฝั่งตะวันออก อย่างไรก็ตาม การพัฒนาอุตสาหกรรมที่เป็นอยู่ขณะนี้ ยังขาดสมดุลในเรื่องสิ่งแวดล้อม มีปัญหาเรื่องสิ่งแวดล้อมเกิดขึ้นมาก ซึ่งมีแหล่งที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมทั้งสิ้น ในบรรดามลพิษเหล่านี้ มีมลพิษในดินที่ทางรัฐบาลยังไม่ได้กำหนดมาตรฐานไว้ จึงไม่สามารถทำการควบคุมได้อย่างถูกต้อง สารปิโตรเคมีที่สะสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมมีหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ เช่น เบนซีน , โทลูอีน , ไซลีน (BTX) รวมทั้ง สารประกอบโพลีไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon; PAH) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง (Carcinogen) และสารเบี่ยงเบนพันธุกรรม(mutagenic)ประเภทหนึ่ง หากมีการสะสมไว้มากเกินค่ากำหนด PAH เป็นสารที่ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกเบนซีนมากกว่าหนึ่งวงมารวมกัน และมีค่าการละลายน้ำที่ต่ำมากๆ จึงจัดเป็นสารประกอบอินทรีย์จำพวกไม่ชอบน้ำ (Hydrophobic Organic Compounds : HOCs) สามารถเกิดได้จากการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ที่อุณหภูมิสูง หรือกระบวนการหลายอย่างที่เกี่ยวกับอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงและปิโตรเคมีทำให้เกิดPAH ในงานวิจัยนี้จะเลือกพิจารณาการบำบัดPAH ที่เกิดขึ้นในดิน เนื่องจากประเทศไทยยังมีการวิจัยกันน้อย และควรจะเล็งเห็นถึงเหตุจำเป็นที่จะต้องบำบัดในดิน หากปล่อยให้เกิดการปนเปื้อนสาร PAH เป็นเวลานาน จะทำให้ที่ดินดังกล่าวเป็นพิษ นอกจากจะใช้งานด้านเกษตรกรรมไม่ได้แล้ว ยังส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบริเวณนั้น
วิธีการบำบัด PAH ในดินนี้อาจทำได้หลายวิธี ทั้งวิธีทางเคมี, กายภาพ และ ทางชีวภาพ การบำบัด PAH โดยใช้โอโซนจัดเป็นการบำบัดทางเคมี โดยโอโซนซึ่งจัดเป็นสารออกซิแดนท์ที่แรงเมื่อละลายอยู่ในน้ำจะเกิดการแพร่เข้าไปยังผิวและในรูพรุนของดิน ทำให้เกิดการออกซิไดส์ของ PAH เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์และสารกึ่งผลิตภัณฑ์ซึ่งจะอยู่ในรูปของสารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันของคาร์บอกซิลิกเอซิด, ฟีนิล, อัลดีไฮด์ และ คีโตน ซึ่งมีความสามารถในการละลายน้ำได้ดีกว่า PAH สามารถทำปฏิกิริยาต่อเนื่องกับโอโซนเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดโมเลกุลเล็กลงได้หลายชนิด ซึ่งสารผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถย่อยสลายต่อโดยทางชีวภาพได้ง่ายกว่าไพรีน แต่สารผลิตภัณฑ์บางตัวที่เกิดขึ้นก็ยังจัดเป็นสารก่อมะเร็งอยู่ จากเหตุผลข้างต้นจึงมีความเป็นไปได้ในการใช้โอโซนบำบัดไพรีนขั้นต้นก่อนที่จะทำการบำบัด(ย่อยสลาย)ต่อโดยทางชีวภาพ
การย่อยสลาย PAH โมเลกุลหนักมีประโยชน์มากกว่า PAH โมเลกุลเบา เพราะ PAH โมเลกุลหนักมีอันตราย, ย่อยสลายได้ยากกว่า และ มีการศึกษาการย่อยสลายน้อยกว่า PAH โมเลกุลเบา ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเลือกศึกษาไพรีน (pyrene) ซึ่งเป็นตัวแทนของ PAH โมเลกุลหนัก
จุดมุ่งหมายของงานวิจัยนี้ เพื่อศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อความสามารถในการย่อยสลายไพรีนโดยโอโซน ซึ่งได้แก่ อัตราการไหลของโอโซน, ขนาดของไฮโดรตรอน (วัสดุซึ่งใช้แทนดินตามธรรมชาติ จำลองการปนเปื้อนไพรีน) และ ศึกษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการปฏิกิริยาการย่อยสลายไพรีนโดยโอโซน

วัตถุประสงค์ของโครงการ

  1. เพื่อศึกษาการใช้โอโซนในแพ็คคอลัมน์สำหรับบำบัดไพรีนขั้นต้น (pretreatment column) ก่อนทำการย่อยสลาย ต่อโดยทางชีวภาพ
  2. เพื่อศึกษาผลของรูปแบบการเติมโอโซนที่มีต่อความสามารถในการย่อยสลายไพรีน
  3. เพื่อศึกษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของไพรีน และสารผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยสลายไพรีนทางเคมีโดยโอโซน ในสภาวะที่ละลายในน้ำ

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการวิจัย

  1. สามารถใช้โอโซนเป็นทางเลือกหนึ่งในการช่วยย่อยสลายไพรีนได้
  2. ทำให้ทราบขอบเขตของการใช้โอโซนที่เหมาะสมในการบำบัดไพรีนขั้นต้น (pretreatment column) และการย่อย สลายต่อทางชีวภาพได้
  3. เป็นทางเลือกหนึ่งในการนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดดินและน้ำที่มีการปนเปื้อนของไพรีน และ PAH อื่นๆ ได้
  4. เป็นองค์ความรู้ที่เป็นประโยชน์ต่อภาคเอกชนหรือภาครัฐ ที่จะนำเทคนิคการบำบัดดินปนเปื้อน PAH หรือ สารอินทรีย์ชนิดอื่น โดยวิธีทางเคมี (โอโซน) และชีวภาพนี้มาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนในดิน อันเกิดจากสารปิโตรเคมีที่เป็นปัญหามลพิษได้
return topic

Revised: 8 July 2004/13:43:10
© 2004 by Research and Intellectual Property Promotion Center.