นาโนเทค สวทช. ชูนวัตกรรมกรองน้ำผลักดันเกษตรกรพึ่งตนเอง ตอบแนวคิด BCG

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดย ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) ลงพื้นที่ ณ ชุมชนบ้านสัก ต.บ้านเอื้อม อ.เมือง จ.ลำปาง พื้นที่นำร่องการบูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม (วทน.) เพื่อการบริหารจัดการน้ำ ทั้งน้ำดื่ม น้ำใช้ และน้ำเพื่อการเกษตร แก้ปัญหาด้วยการประยุกต์ใช้สิ่งรอบตัว อาทิ ไส้กรองน้ำจากเซรามิค ของเหลือใช้ในชุมชน หรือเทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่ายที่อาศัยพืชใกล้ตัวอย่างต้นกระถิน โดยมหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง พันธมิตรร่วมโครงการ
    

ดร.วรรณี ฉินศิริกุล ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. กล่าวว่า นาโนเทคเป็นองค์กรวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยีชั้นนำ ที่มีพันธกิจหลักของนาโนเทคในการดำเนินการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยีสู่ความเป็นเลิศ เพื่อให้เกิดการนำไปใช้ประโยชน์ทั้งในเชิงพาณิชย์และสังคม สามารถยกระดับคุณภาพชีวิตและเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ โดยดำเนินการสอดคล้องกับโมเดลเศรษฐกิจใหม่อย่าง BCG  (Bio-Circular-Green Economy: BCG) ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ เรื่องน้ำ ที่นาโนเทคดำเนินการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทั้งในด้านการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้ำ การบริหารจัดการและการปรับปรุงคุณภาพน้ำ รวมถึงการออกแบบเทคโนโลยีด้านการกรอง/บำบัดต่างๆ โดยมีสิ่งสำคัญอีกประการคือ การจับมือกับพันธมิตรเพื่อบูรณาการร่วมมือในการแก้ปัญหาด้านน้ำ ตอบโจทย์ที่ท้าทายของประเทศ

• ลงพื้นที่ สร้างนวัตกรรมชุมชนเพื่อความยั่งยืน

ดร.ณัฏฐพร พิมพะ หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค สวทช. กล่าวว่า โครงการองค์ความรู้สู่ชุมชน: นวัตกรรมกรองน้ำด้วยนาโนเทคโนโลยีเพื่อการพึ่งตนเองของชุมชนบ้านสัก ต.บ้านเอื้อม อ.เมืองลำปาง จังหวัดลำปาง ซึ่งเกิดจากการลงพื้นที่ชุมชนบ้านสัก ที่ลำปางเมื่อปี 2563 เป็นการบูรณาการทั้งองค์ความรู้ เทคโนโลยี นวัตกรรม รวมถึงความร่วมมือของพันธมิตรในพื้นที่ เพื่อบริหารจัดการน้ำองค์รวม ทั้งน้ำดื่ม น้ำใช้ และน้ำเพื่อการเกษตร แก้ปัญหาเฉพาะในท้องถิ่น โดยได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) 

จุดมุ่งหมายของโครงการนี้คือ การถ่ายทอดองค์ความรู้การวิจัยและพัฒนาวัสดุกรองน้ำอย่างง่าย ต้นทุนต่ำจากวัสดุและภูมิปัญญาในชุมชน รวมทั้งพัฒนาระบบกรองน้ำ วิธีการบำรุงรักษาระบบกรอง และวิธีการตรวจวัดคุณภาพอย่างง่าย ซึ่งเป็นการส่งเสริมกระบวนการมีส่วนร่วมและส่งเสริมให้ชุมชนพึ่งตนเองตามพระราชดำริ, สร้าง “นักพัฒนาคุณภาพน้ำ” ผ่านการถ่ายทอดองค์ความรู้ให้นักเรียน และผู้ที่สนใจ เพื่อสร้างความตระหนักถึงผลกระทบต่อสุขภาพทั้งในระยะสั้นและระยะยาวจากการอุปโภคและบริโภคน้ำที่มีการปนเปื้อน รวมไปถึงอนุรักษ์แหล่งน้ำบาดาลเพื่อรองรับการอุปโภค-บริโภคอย่างยั่งยืนในระยะยาว โดยการถ่ายทอดองค์ความรู้การบริหารจัดน้ำเพื่อการเกษตร การจัดการแปลง และเกษตรอินทรีย์โดยการใช้ปุ๋ยอินทรีย์และสารชีวภัณฑ์ เพื่อส่งเสริมการพึ่งพาตนเองในชุมชน รวมทั้งการลดการใช้สารเคมีที่ป้องกันปัญหาการปนเปื้อนของสารเคมีทางการเกษตรในสิ่งแวดล้อมทั้งน้ำและดิน

ทีมวิจัยนาโนเทค สวทช. นำโดย ดร.ณัฏฐพร พร้อมด้วยพันธมิตรในพื้นที่อย่างมหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง และชุมชนบ้านสัก เริ่มโครงการด้วยการผสาน 4 โครงการที่นำมาขยายผลใช้งานในพื้นที่ ได้แก่ เทคโนโลยีการพัฒนาวัสดุกรองน้ำจากวัสดุในท้องถิ่น ดร.ณัฏฐพรกล่าวว่า ระบบกรองน้ำดื่มสำหรับครัวเรือนอย่างง่าย ซึ่งใช้ของที่มีอยู่ในชุมชน ไม่ว่าจะเป็น เศษเซรามิคเหลือทิ้ง ซึ่งเป็นของเหลือจากอุตสาหกรรมในพื้นที่อย่างการทำเครื่องใช้จากเซรามิคผสมกับถ่านชีวภาพ (Biochar) มาออกแบบไส้กรองอย่างง่าย ต้นทุนต่ำ สำหรับใช้ในครัวเรือน 
    
ผศ.ดร.ณรงค์ คชภักดี รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง กล่าวเสริมว่า จากการได้ลงพื้นที่นำร่องเพื่อออกแบบและพัฒนาการทำชุดกรองน้ำดื่มครัวเรือนอย่างง่าย โดยออกแบบให้ใช้วัสดุกรองน้ำที่ขายทั่วไป แต่ประยุกต์ดัดแปลงบางส่วนให้ต้นทุนต่ำ และง่ายต่อการใช้งาน โดยที่คนในชุมชนต้องทำใช้เองได้ จนได้ร่วมงานกับนาโนเทค สวทช. โดย ดร.ณัฏฐพร จึงต่อยอดร่วมกันพัฒนาเป็นวัสดุกรองที่มีคุณสมบัติฆ่าเชื้อได้ โดยทดลองใช้กับระบบกรองในชุมชนบ้านสัก ซึ่งพบว่า วัสดุเคลือบนาโนนั้นสามารถฆ่าเชื้อได้ดี โดยไม่ต้องใช้หลอดยูวี ซึ่งเป็นแนวทางที่มีประโยชน์มาก หากสามารถผลิตได้มากและต้นทุนต่ำ ลดการทิ้งเศษเซรามิคและนำมาใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย
    
“ความต้องการใช้งานเครื่องกรองน้ำของคนในชุมชน มีโจทย์คือ ต้นทุนต้องต่ำ ไม่ใช้พลังงานไฟฟ้า และเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายนี้ สามารถใช้งานได้เหมาะกับพื้นที่และความต้องการคือ คนในชุมชนสามารถเตรียมไส้กรองได้เอง ไม่ต้องหาซื้อ เป็นนวัตกรรมที่ช่วยให้ชุมชนสามารถพึ่งพาตนเองได้” นักวิจัยนาโนเทคชี้ 

‘ยอดกระถิน’ สายลับจับคุณภาพน้ำ
    
นอกจากนี้ เทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพระบบประปาหมู่บ้านและการบำรุงรักษา และเทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่าย เป็นการส่งเสริมกระบวนการมีส่วนร่วมและส่งเสริมให้ชุมชนพึ่งตนเองตามพระราชดำริ ให้คนในชุมชนสามารถวิเคราะห์คุณภาพน้ำอย่างง่าย ประเมินประสิทธิภาพและบำรุงรักษาระบบกรองได้ด้วยตัวเอง ที่สำคัญ ลดค่าใช้จ่ายด้านวัสดุกรองและการดูแลระบบประปาหมู่บ้านได้อีกด้วย

    
“หนึ่งในนั้น คือ เทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่ายที่อาศัยพืชใกล้ตัวอย่างต้นกระถิน” ดร.ณรงค์ พร้อมอธิบายเสริมว่า

สำหรับเทคโนโลยีนี้ เราใช้พืชที่หาได้ง่ายๆ ในชุมชนมาเตรียมเป็นน้ำยาเคมีตรวจวัดปริมาณสารเหล็กในน้ำประปาชุมชน โดยใช้ยอดกระถินซึ่งมีสารมิโมซีน (Mimosine) มาทำเป็นน้ำยา เพื่อตรวจวัดปริมาณเหล็กในน้ำ เนื่องจากมีการค้นพบและตีพิมพ์ใน วารสาร MicroChem (Q1) ว่า

สารมิโมซีน เป็นสารสำคัญในการคีเลตกับไอออนของเหล็ก และเปลี่ยนเป็นสีม่วงจนถึงแดงตามปริมาณเหล็กที่ตรวจวัดได้ จึงกลายเป็นการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่ายที่คนในชุมชนสามารถทำได้ โดยการเอายอดกระถินมาหั่น ทำเเห้งและบรรจุในถุงชงชา สกัดอย่างง่ายโดยใช้น้ำเปล่า แล้วทำปฏิกิริยากับตัวเทียบมาตรฐานของสารเหล็กไว้สำหรับเทียบกับน้ำตัวอย่าง ถ้ามีสารเหล็กจะเกิดสีม่วงแดงตามปริมาณเหล็กที่พบในน้ำตัวอย่าง สามารถใช้ตรวจติดตามปริมาณเหล็ก และเป็นค่าบ่งชี้เบื้องต้นในการประเมินคุณภาพน้ำได้ดี คนในชุมชนได้เรียนรู้การตรวจวิเคราะห์อย่างง่าย เด็กนักเรียนก็สามารถทำได้ในโรงเรือนด้วย
    
รวมถึงเทคโนโลยีการการบริหารจัดการน้ำเพื่อการเกษตร การจัดการแปลงและเกษตรอินทรีย์ ซึ่งจะสนับสนุนกลุ่มเกษตรอินทรีย์ ลดใช้สารเคมีทางการเกษตร อนุรักษ์ไม่ให้มีสารเคมีปนเปื้อนในแหล่งน้ำบาดาล พร้อมอบรมให้ความรู้เกี่ยวกับการวางแผนใช้น้ำเพื่อเกษตรกรรมให้เพียงพอในช่วงหน้าแล้ง

• นวัตกรรมทำได้เอง ยกระดับคุณภาพชีวิต

นางจันทร์วีชา เนาประดิษฐ์ ผู้อำนวยการโรงเรียนวัดบ้านสัก กล่าวว่า โรงเรียนวัดบ้านสัก เป็นพื้นที่นำร่องของโครงการ โดยเริ่มจากปัญหาของน้ำดื่มน้ำใช้ที่มาจากบ่อน้ำบาดาล บวกกับระบบกรองที่ใช้มานาน ทำให้เกิดตะกอนในท่อส่งน้ำ ส่งผลให้แรงดันน้ำไม่พอ น้ำไหลไม่แรง และมีผลกับคุณภาพน้ำดื่มของนักเรียน เกิดเป็นค่าใช้จ่ายใหม่ที่ต้องจัดซื้อน้ำดื่มแบบบรรจุขวดให้นักเรียนเพิ่ม 

“ทางทีมวิจัยเข้ามาช่วยตรวจสอบระบบกรองใหม่ โดยปรับเปลี่ยน และประยุกต์ไส้กรอง โดยเติมเซรามิค สารกรอง และเพิ่มหลอดยูวี เพื่อใช้แสงยูวีช่วยฆ่าเชื้อ ทำให้น้ำที่ผ่านระบบกรองดังกล่าว สามารถดื่มได้ เป็นการแก้ปัญหาอย่างยั่งยืน ในขณะเดียวกัน ก็พัฒนาบุคลากรอย่างนักการภารโรงที่เป็นผู้ดูแลระบบน้ำของโรงเรียนอยู่แล้ว ให้ทำหน้าที่ตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างสม่ำเสมออีกด้วย” ผู้อำนวยการโรงเรียนวัดบ้านสักกล่าว

     
นายนเรศ สร้อยวัน ผู้ใหญ่บ้านชุมชนบ้านสัก กล่าวว่า จากความร่วมมือของทุกฝ่าย ทำให้โครงการฯ นี้ สามารถแก้ไขปัญหาเรื่องน้ำในชุมชนบ้านสักได้เป็นอย่างดี จากเดิมที่ระบบประปาหมู่บ้านไม่เพียงพอต่อการใช้งาน แรงดันน้ำไม่พอ ทำให้น้ำไหลอ่อน ในขณะเดียวกัน เมื่อตรวจสอบคุณภาพน้ำ ก็พบว่า มีค่าสนิมเหล็กปนอยู่บ้าง สามารถใช้อุปโภคได้ แต่บริโภคไม่ได้ เมื่อทีมวิจัยจากนาโนเทค สวทช. และมหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง เข้ามาช่วยแก้ปัญหาด้านการบริหารจัดการน้ำทั้งระบบ ตั้งแต่ระบบกรอง ระบบท่อส่ง การตรวจวัดคุณภาพน้ำ ในแบบที่เข้าใจง่าย ไม่ซับซ้อน ทำให้ความเป็นอยู่และการใช้ชีวิตของคนในชุมชนดียิ่งขึ้น 

    
“นอกจากสามารถแก้ปัญหาเรื่องน้ำในชุมชนแล้ว ยังเป็นการพัฒนาทักษะของคนในชุมชน ทั้งผู้ที่เกี่ยวข้องกับระบบน้ำ ไม่ว่าจะเป็นกรรมการหมู่บ้าน นายช่าง รวมถึงนักเรียน ที่สามารถเรียนรู้วิธีการตรวจวัดคุณภาพน้ำ ฝึกการสังเกต และเก็บข้อมูล ที่จะนำไปสู่การเป็นนักพัฒนาคุณภาพน้ำ ดูแลและอนุรักษ์แหล่งน้ำดื่ม น้ำใช้ในชุมชนของเราต่อไป” ผู้ใหญ่บ้านชุมชนบ้านสักกล่าว