Smart Soil ดินดำจากผักตบชวา

โดย...อาทิตย์ ลมูลปลั่ง งานประชาสัมพันธ์และสร้างความตระหนัก ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช.

ผักตบชวาที่มีจำนวนมากในแม่น้ำลำคลองกลายเป็นปัญหาสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศในน้ำ เพราะผักตบชวาเป็นพืชโตไวแผ่กิ่งก้านใบปกคลุมแหล่งน้ำอย่างรวดเร็ว ทำให้แสงแดดส่องลงไปไม่ถึงพืชและสัตว์ในน้ำ จนเกิดการตายและทำให้เกิดน้ำเน่าเสียกระทบแหล่งน้ำหลายสายในลุ่มน้ำเจ้าพระยาและลำน้ำอื่นๆ ของประเทศไทย

ที่สำคัญ ผักตบชวายังกีดขวางทางระบายน้ำและทำให้เกิดน้ำท่วมในฤดูน้ำหลาก ซึ่งการกำจัดผักตบชวาตามแม่น้ำสายหลักถือเป็นภาระหนักที่หน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ต้องจัดเก็บผักตบชวาไม่ต่ำกว่า 200 ตันต่อวัน หรือปีละหลายแสนตัน จากปัญหาขยะผักตบชวาจำนวนมากนี้ แม้จะมีการนำไปแปรรูปเป็นปุ๋ยหรือเครื่องจักสานต่างๆ แต่ก็ยังทำได้ในปริมาณที่จำกัด

นักวิจัยห้องปฏิบัติการวัสดุนาโนเพื่อพลังงานและการเร่งปฏิกิริยา ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (ศน.) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) จึงริเริ่มโครงการแปรรูปผักตบชวาให้เป็นวัสดุทางการเกษตร หรือสมาร์ทซอยล์–SMART SOIL ซึ่งเป็นได้ทั้งวัสดุเพาะเมล็ด วัสดุปลูก และวัสดุปรับปรุงดิน ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก กระบวนการแปรรูปผักตบชวา ใช้สารนาโนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้ SMART SOIL มีสมบัติพิเศษที่ทั้งช่วยปรับปรุงให้ดินมีคุณสมบัติอุ้มน้ำ ช่วยทำให้ดินดูดซับและปลดปล่อยธาตุอาหารพืชได้ดี ทั้งเนื้อดินยังมีความโปร่งและเบาจึงช่วยการกระจายตัวของรากพืช ซึ่งมีคุณภาพคล้ายดินแถบลุ่มน้ำอเมซอนที่มีธาตุอาหารสูงเหมาะกับการใช้เป็นวัสดุทางการเกษตร ที่สำคัญเทคโนโลยีการแปรรูปผักตบชวาเป็นสมาร์ทซอยล์มีศักยภาพสูงในการช่วยกำจัดวัชพืชน้ำปริมาณมากในแม่น้ำสายหลักได้

การแปรรูปผักตบชวาเป็น SMART SOIL นักวิจัยนาโนเทคใช้กระบวนการไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน (Hydrothermal Carbonization) ซึ่งใช้เวลาเพียง 12 ชั่วโมง ทำให้ได้สารปรับปรุงดินจากผักตบชวาที่มีธาตุอาหารเหมาะกับการเพาะปลูก แถมยังมีคุณสมบัติที่เทียบเท่าดินที่ผ่านการหมักหมมตามธรรมชาติเป็นระยะเวลาหลายร้อยปี กระบวนการดังกล่าวสามารถช่วยร่นเวลาในการกำจัดผักตบชวาได้อย่างมาก และยังลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกจากการกำจัดผักตบชวาด้วยวิธีการเผาทำลายอีกด้วย

ปัจจุบันโครงการแปรรูปผักตบชวาให้เป็นสารปรับปรุงดินกำลังอยู่ระหว่างดำเนินการขยายกำลังการผลิต จากระดับห้องปฏิบัติการเป็นระดับภาคสนาม เพื่อพัฒนาเสถียรภาพของกระบวนการให้นำไปสู่การสร้างโรงงานในภาคอุตสาหกรรมต่อไปได้ โดยมีอัตราการแปรรูปผักตบชวาอยู่ที่ 8 ตันต่อวัน รวมถึงการพัฒนาระบบการผลิตในรูปแบบ เคลื่อนที่ได้ ที่สามารถนำไปใช้งานได้จริง ณ พื้นที่เป้าหมาย เช่น ตามประตูระบายน้ำในแม่น้ำสายหลัก ที่มีจำนวนผักตบชวาจำนวนมาก

ทั้งนี้ นอกจากผักตบชวา ทีมนักวิจัยศูนย์นาโนเทค ยังมุ่งเน้นขยายไปที่วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรอื่นๆ เช่น ฟางข้าว ซังข้าวโพด ชานอ้อย เป็นต้น เพื่อนำมาแปรรูปให้เป็นประโยชน์ด้านการเกษตร เป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับวัตถุดิบและลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

หากประเทศไทยสนับสนุนการผลิตในโครงการลักษณะนี้มากขึ้น อาจเห็นประเทศไทย ส่งออกวัสดุปลูก หรือดินที่แปรรูปจากวัชพืชและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรได้มากขึ้นและอาจส่งออกขายไปยังประเทศแถบทะเลทรายที่ยังต้องการดินหรือวัสดุปลูกพืชจำนวนมากในการเกษตร ซึ่งจะส่งผลดีให้งานวิจัยไทยสามารถสร้างรายได้และดึงเม็ดเงินเข้าประเทศได้ต่อไป

อย่างไรก็ดี ประชาชนทั่วไปสามารถชม “โรงงานต้นแบบผลิตสารปรับปรุงดินจากผักตบชวา” ของจริงได้ ในงานประชุมวิชาการ สวทช. หรือ NAC2014 จัดโดย สวทช. ระหว่างวันที่ 31 มี.ค.3 เม.ย. 2557 ที่อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย อ.คลองหลวง จ.ปทุมธานี