‘แบคทีเรียเดกซ์ทราน’ นวัตกรรมปรับปรุงดินอย่างยั่งยืน
จากโครงการผลงานด้านวิศวกรรม ประจำปี 2562 หรือ “KMITL Engineering Project Day 2019” งานแสดงผลงานวิจัยและนวัตกรรมสิ่งประดิษฐ์จากฝีมือนักศึกษาด้านวิศวกรรมศาสตร์ ของสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) ซึ่งมีผลงานจากนักศึกษาด้านวิศวกรรมศาสตร์กว่า 400 ผลงาน จากนักศึกษา 20 สาขาวิชา ในปีนี้ มีผลงานไฮไลท์ด้านนวัตกรรมด้านสิ่งแวดล้อม และนวัตกรรมอัจฉริยะสายสุขภาพ หลากหลายผลงาน ซึ่งโครงการดังกล่าว ถือเป็นการกระตุ้นการเรียนรู้ในรูปแบบแอคทีฟ เลิร์นนิ่งเพื่อสร้างวิศวกรที่มีความรู้ควบคู่ทักษะการปฏิบัติงานจริง นำไปสู่การพัฒนาเศรษฐกิจทั้งภาคอุตสาหกรรมหลักและอุตสาหกรรมดิจิทัล สอดคล้องกับความเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีที่รวดเร็ว
หนึ่งในผลงานที่โดดเด่นด้านสิ่งแวดล้อม คือ งานการศึกษาผลของแบคทีเรียเดกซ์ทราน ต่อการลดการไหลของน้ำในดิน เพื่อการปรับปรุงดินอย่างยั่งยืน (Investigating Bacterial Dextran Effects on Soil Permeability Reduction for More Sustainable Ground Improvement) ของ “กชกร วัฒนมีแก้ว”, “วรรณิศา ต๊ะปัญญา” และ ”สุดารัตน์ สุริยา”. โดยมี ดร.วิรุฬห์ คำชุม และดร.ตรีสุคนธ์ ตรีบุพชาติสกุล คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา
น้องๆ ในทีม ได้อธิบายถึงแนวคิดและที่มาของการพัฒนานวัตกรรมการปรับปรุงดินชิ้นนี้ว่า วิธีการปรับปรุงดินทั่วไปส่วนใหญ่ จะเป็นการอัดฉีดน้ำปูนลงไปในดิน เพื่อลดอัตราการไหลของน้ำในดิน โดยวิธีการเหล่านี้ ทำให้เกิดความร้อนและเพิ่มพฤติกรรมแบบเปราะในดิน ซึ่งนำไปสู่การเกิดรอยแตกและเพิ่มอัตราการไหลของน้ำในดิน นอกจากนี้ วิธีการเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและบำรุงรักษามาก และยังส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของสิ่งแวดล้อม และเพิ่มมลพิษในดินและน้ำใต้ดิน
โครงงานนี้ จึงมุ่งการพัฒนาวัสดุธรรมชาติที่มีต้นทุนต่ำเพื่อทดแทนวัสดุคาร์บอนสูง โดยศึกษาผลของเดกซ์ทรานเป็นวัสดุธรรมชาติทดแทนเพื่อลดการไหลของน้ำในดิน ผ่านการใช้แบคทีเรีย Leuconostoc mesenteroides เพื่อปรับปรุงดิน
วิธีการ ก็คือ การนำแบคทีเรียเข้ามาใช้ แบคทีเรียสามารถช่วยลดการซึมผ่านของน้ำในดินได้ เนื่องจากเมื่อแบคทีเรียได้รับอาหารที่มีส่วนผสมหลักเป็นซูโครส แบคทีเรียจะสามารถผลิตเดกซ์แทรนที่มีลักษณะเป็นเจลออกมา เมื่อนำแบคทีเรียไปใส่ในดิน แบคทีเรียจึงผลิตเดกแทรนซ์ ซึ่งสามารถเคลื่อนตัวเข้าไปตามช่องว่างในดิน ทำให้ช่องว่างในดินลดลง และช่วยให้ค่าการซึมผ่านของน้ำในดินลดลงได้
จากการศึกษาพบว่า แบคทีเรียที่ใส่ในตัวอย่างดินทั้งหมด 6 ตัวอย่าง ในช่วง 17 วันแรก มีการให้อาหารเลี้ยงเชื้อแต่ไม่มีการให้อาหารเลี้ยงเชื้อในช่วง 14 วันต่อมา การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของน้ำในดินถูกวัดโดยการทดสอบอัตราการไหลแบบระดับน้ำคงที่ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า แบคทีเรียเดกซ์ทรานสามารถลดอัตราการไหลของน้ำในดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ (ประมาณ 97% เทียบกับกรณีที่ไม่มีแบคทีเรีย) อัตราการไหลของน้ำในดินที่ลดลงยังคงอยู่ แม้ว่าจะไม่มีการให้อาหารเลี้ยงเชื้อ โดยวิธีการใช้แบกทีเรียเดกซ์ทราน อันเป็นวัสดุธรรมชาติในการช่วยลดการซึมผ่านของน้ำในดิน ต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้
หน้า 22-23 ฐานเศรษฐกิจ ฉบับ 3466 วันที่ 2-4 พฤษภาคม 2562
