เครื่องตรวจโลหะ ปนเปื้อนในน้ำ ฝีมือนักวิจัยไทย
ปัจจุบันเทคโนโลยีในกลุ่ม M Sense ที่พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีแล้วมี 3 ชนิด คือ “Mn Sense” (Manganese Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของแมงกานีส “Cu Sense” (Copper Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของ โลหะทองแดง และ “Fe Sense” (Iron Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของ โลหะเหล็ก.....
“โลหะ” เป็นแร่ธาตุที่พบได้ทั่วไปในเปลือกโลก จึงพบการปนเปื้อนของโลหะในแหล่งน้ำธรรมชาติทั้งน้ำบาดาลและน้ำผิวดินได้อยู่เสมอ นอกจากนี้การดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ในพื้นที่ ทั้งการทำการเกษตร อุตสาหกรรม รวมถึงกิจกรรมในครัวเรือนล้วนทำให้แหล่งน้ำธรรมชาติเกิดการปนเปื้อนโลหะได้เช่นกัน ดังนั้นแล้วผู้ผลิตน้ำประปาจึงควรหมั่นตรวจสอบคุณภาพแหล่งน้ำที่นำมาใช้ผลิต เพราะหากผู้บริโภครับประทานน้ำที่มีโลหะปนเปื้อนเข้าไปมากเกินขนาด หรือบริโภคต่อเนื่องจนเกิดการสะสม โลหะเหล่านั้นอาจเป็นพิษต่อร่างกายของผู้บริโภคจนถึงขั้นเสียชีวิตได้
“M Sense” ชุด เครื่องตรวจโลหะ ปนเปื้อนในน้ำ
กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) และศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) วิจัยและพัฒนา “M Sense” ชุดตรวจโลหะปนเปื้อนในน้ำ อาทิ แมงกานีส ทองแดง เหล็ก และ พัฒนาอุปกรณ์เสริม “DuoEye Reader” อุปกรณ์ IoT (Internet of Things) สำหรับประมวลผลปริมาณโลหะปนเปื้อนในน้ำชนิดแจ้งผลการตรวจได้ทันที พร้อมจัดเก็บข้อมูลเข้าสู่ระบบคลาวด์ (cloud) โดยอัตโนมัติ เพื่อช่วยลดภาระงานให้แก่เจ้าหน้าที่ภาคสนาม และเป็น เครื่องมือตรวจโลหะ ให้ประชาชนใช้ติดตามการปนเปื้อนของโลหะด้วยตนเอง ทั้งนี้ในการวิจัย สวทช. ได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนาระดับพื้นที่ (บพท.) การประปาส่วนภูมิภาค (กปภ.) และหน่วยงานพันธมิตร
วิธีตรวจคุณภาพน้ำประปา & การปนเปื้อนโลหะในน้ำ
การตรวจสอบคุณภาพน้ำประปาของประเทศไทยที่ปัจจุบันระบบผลิตน้ำประปาส่วนใหญ่เป็นรูปแบบประปาหมู่บ้านที่ยังไม่ได้มาตรฐาน (นอกเหนือจากการประปาส่วนภูมิภาคและการประปานครหลวงซึ่งมีกระบวนการผลิตที่ได้มาตรฐาน) ซึ่งมีการตรวจสอบมาตรฐานความปลอดภัยคุณภาพน้ำเฉลี่ยเพียงปีละ 1 ครั้งตามกฎหมายกำหนดเท่านั้น เนื่องจากการส่งตรวจตัวอย่างน้ำในห้องปฏิบัติการที่ได้มาตรฐานมีราคาค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง และต้องใช้เวลารอผลตรวจนาน ส่วนอุปกรณ์ภาคสนามที่ใช้ตรวจได้ด้วยตัวเอง ทราบผลการตรวจได้รวดเร็วกว่า ก็มีราคาเครื่องมือที่สูงเกินกว่าที่ประชาชนทั่วไปหรือผู้ประกอบการรายย่อยจะลงทุนไหว
ผลกระทบของโลหะปนเปื้อนในน้ำ
อย่างไรก็ตามการติดตามการปนเปื้อนในแหล่งน้ำเพียงปีละ 1 ครั้งอาจไม่เพียงพอ เพราะตามธรรมชาติแล้วคุณภาพของน้ำจะเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล รวมถึงการดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ อาทิ การทำการเกษตร การขุดลอก การทำเหมืองแร่ ตัวอย่างชนิดของ โลหะที่พบการปนเปื้อนได้บ่อยครั้งและมีผลเสียต่อสุขภาพในระยะยาว เช่น “แมงกานีส” (manganese: Mn) ทำให้เกิดอาการอ่อนเพลีย ปวดศีรษะ เยื่อบุในระบบทางเดินอาหารอักเสบ และอาจรุนแรงถึงขั้นเป็นอัมพาต เนื่องจากระบบประสาทถูกทำลาย “ทองแดง” (copper: Cu) ก่อให้เกิดอาการเบื่ออาหาร อาเจียน อ่อนเพลีย เม็ดเลือดแดงแตกตัว และส่งผลต่อการทำงานของตับ
เทคโนโลยี Metal Sense เพื่อคนไทย
จากปัญหาดังกล่าว ทีมวิจัยได้นำความเชี่ยวชาญด้านการสังเคราะห์โมเลกุลสารอินทรีย์ในระดับนาโนที่พัฒนาขึ้นสำหรับใช้ในงานด้านการแพทย์มาประยุกต์ใช้ในการพัฒนา “โมเลกุลเซนเซอร์ที่ทำปฏิกิริยาจำเพาะกับโลหะแต่ละชนิด ซึ่งแสดงสีเฉพาะตัวได้หลังทำปฏิกิริยากับโลหะที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำ” โดยทีมได้ตั้งชื่อชุดเทคโนโลยีนี้ว่า “M Sense” (Metal Sense) ปัจจุบันเทคโนโลยีในกลุ่ม M Sense ที่พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีแล้วมี 3 ชนิด คือ “Mn Sense” (Manganese Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของแมงกานีส “Cu Sense” (Copper Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของ โลหะทองแดง และ “Fe Sense” (Iron Sense) ชุดตรวจการปนเปื้อนของ โลหะเหล็ก
DuoEye Reader เครื่องอ่านสารปนเปื้อนในน้ำ
ทีมวิจัยได้ร่วมกับกลุ่มวิจัยอุปกรณ์สเปกโทรสโกปีและเซนเซอร์ (SSDRG) จากเนคเทค สวทช. สร้างเครื่องอ่านปริมาณสารเคมีในน้ำแบบพกพา DuoEye Reader เพื่อใช้คำนวณปริมาณโลหะปนเปื้อนในน้ำและแจ้งผลโดยระบุปริมาณการปนเปื้อน DuoEye Reader เป็นอุปกรณ์ IoT ที่ผ่านการออกแบบให้ใช้งานง่าย เพียงนำขวดทดสอบที่บรรจุน้ำตัวอย่างใส่ในเครื่องอ่านแล้วกดปุ่ม “blank” เพื่อบันทึกค่าสีเริ่มต้น จากนั้นนำขวดทดสอบออกมาเติมสารทดสอบ M Sense แล้วนำกลับไปใส่ในเครื่องอ่านฯ อีกครั้ง แล้วกดปุ่ม “measure” เพื่อเริ่มประมวลผล เครื่องอ่านจะคำนวณค่าสีที่เปลี่ยนแปลงไปและแสดงผลการปนเปื้อนออกมาเป็นตัวเลข (ใช้เวลาในการประมวลผล 1-3 นาที ขึ้นอยู่กับชนิดของสารปนเปื้อนที่ตรวจ) พร้อมจัดส่งข้อมูลการตรวจวัดทั้งวันที่ เวลา พิกัด และปริมาณการปนเปื้อนเข้าสู่ระบบคลาวด์โดยอัตโนมัติ เพื่อให้ผู้ได้รับสิทธิ์เข้าถึงข้อมูลการตรวจสอบได้จากทุกที่ทุกเวลาแบบเรียลไทม์
คุณภาพดีกว่าต่างประเทศ แต่ประหยัดกว่า
ชุดเครื่องตรวจโลหะ ปนเปื้อนในน้ำ M Sense มีจุดแข็งที่โดดเด่นกว่าหลายประการเทียบกับที่ประเทศไทยต้องนำเข้าจากต่างประเทศ อาทิ มีความจำเพาะกับชนิดของโลหะ มีความปลอดภัยในการใช้งานสูงเนื่องจากหลีกเลี่ยงการใช้สารเคมีอันตรายในการทดสอบ การตรวจแต่ละตัวอย่างใช้เวลาในการตรวจสั้น เพียงประมาณ 3-5 นาทีเท่านั้น ขณะที่ชุดตรวจทั่วไปใช้เวลา 15-30 นาที นอกจากนี้ทั้ง M Sense และ DuoEye Reader ยังผ่านการออกแบบให้ใช้งานง่ายเหมาะกับทั้งเด็กและผู้ใหญ่ด้วย ทั้งนี้หากพิจารณาเพิ่มเติมในมุมของการลงทุนค่าอุปกรณ์เพื่อการใช้งานในระยะยาวแล้ว เครื่อง DuoEye Reader ยังมีอีกหนึ่งจุดแข็งที่สำคัญ คือ ออกแบบให้ใช้งานร่วมกับชุดตรวจสารปนเปื้อนในน้ำทุกประเภทที่ทีมวิจัยนาโนเทค สวทช. พัฒนาขึ้นได้ ภาครัฐและภาคเอกชนที่มีอุปกรณ์นี้แล้วไม่ต้องลงทุนค่าอุปกรณ์เพิ่มเติมเมื่อต้องการตรวจสารปนเปื้อนชนิดอื่น ๆ ที่ทีมวิจัยพัฒนาออกมาใหม่ ทำให้ช่วยประหยัดงบประมาณได้เป็นอย่างดี
มาตรฐานความปลอดภัย ระดับสากล
ชุดเครื่องตรวจโลหะ ปนเปื้อนเคมีในน้ำและ DuoEye Reader เป็นตัวอย่างความร่วมมือในการวิจัยและพัฒนาเพื่อสนับสนุนการเพิ่มคุณภาพชีวิตให้แก่ประชาชนไทย ช่วยเสริมสร้างความมั่นคงด้านสาธารณสุข และยังช่วยลดการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศได้เป็นอย่างดี ปัจจุบัน สวทช. พร้อมแล้วที่จะถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตทั้ง M Sense และ DuoEye Reader แก่คนที่สนใจด้วย เพื่อรับช่วงต่อในการผลิตอุปกรณ์ ซึ่งมีความต้องการสูงทั้งในไทยและต่างประเทศ M Sense ที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นมีประสิทธิภาพการตรวจสอบการปนเปื้อนเทียบเท่ากับชุดตรวจมาตรฐานสากลที่ประเทศไทยต้องนำเข้าจากต่างประเทศ และ ปัจจุบัน DuoEye Reader ผ่านการทดสอบมาตรฐานความปลอดภัยทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ IEC/EN 61010-1 จาก ศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (PTEC) สวทช. เรียบร้อยแล้ว
Cr.Thai PBS,สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.),เครื่องตรวจโลหะ,
