นวัตกรรมเสาต้นไม้บำบัดมลพิษเพื่อการบรรเทาปัญหาฝุ่น PM 2.5 ในเขตเมือง (ชื่อเดิม:นวัตกรรมสีเขียวอัจฉริยะเพื่อการบรรเทาปัญหาฝุ่น PM 2.5 ในเขตเมือง)

บทคัดย่อ

บทคัดย่อภาษาไทย นวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษเพื่อการบรรเทาปัญหา ฝุ่น PM2.5 ในเขตเมือง มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ออกแบบ จัดทำ และพัฒนารูปแบบนวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษ ที่มีประสิทธิภาพสูงในการดักจับ ฝุ่น PM2.5 ที่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศในพื้นที่เขตเมือง 2) ศึกษาศักยภาพการดักจับ ดูดซับ และศึกษาการตอบสนองสรีรวิทยาของพืช 3 กลุ่ม (C3, C4 และ CAM) ในต้นแบบนวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษ และในพื้นที่เขตเมือง และ 3) ศึกษาการบริหารจัดการนวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษในพื้นที่ลดฝุ่น PM2.5 อย่างยั่งยืน จากการทดสอบการจำลองสถานการณ์การไหลของอากาศภายในห้องแบบต่าง ๆ พบว่าห้องทดลองที่เหมาะสมในการทดสอบประสิทธิภาพในการลดฝุ่น PM2.5 มีขนาด 4x4x4 เมตร พัดลมดูดอากาศ 12 นิ้ว กำลังไฟฟ้า 31 วัตต์ ปริมาณลม 1,160 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ดูดอากาศเข้าจำนวน 2 ตัว และ ดูดอากาศออกจำนวน 2 ตัวในส่วนของนวัตกรรมประกอบด้วย 1) ระบบกรองอากาศจัดทำระบบช่วยกรองอากาศโดยใช้ แผ่นกรองอากาศ HEPA 2 ชั้น ได้แก่ ชั้นกรองขั้นต้น (30/30 Dual10) และกรองอากาศ (3GP 24244 95) รุ่น Camfil และติดตั้งเซ็นเซอร์ออกแบบให้มีระบบควบคุมอากาศอัตโนมัติ ได้แก่ ค่าความเข้มข้น PM2.5 ค่าความชื้นสัมพันธ์ และอุณหภูมิ สามารถควบคุมระยะไกลแบบมอนิเตอร์ (Internet of Things, IoT) มีการแสดงผลโดยป้อนค่าผ่านจอทัชสกรีน และควบคุมผ่าน web application ล็อกอินด้วยไอดีและพาสเวิร์ดผ่านทาง web browser) ระบบการรดน้ำ และ ระบบควบคุมของนวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษในส่วนของการคัดเลือกพืชที่มีประสิทธิภาพในการดักจับฝุ่น PM2.5 ได้ศึกษาพืชจำนวน 55 ชนิด โดยใช้เกณฑ์การคัดเลือกทาง 1) ลักษณะทางสัณฐานวิทยา (การเรียงตัว ขอบใบ การวางตัวของใบ สิ่งปกคลุม เส้นใบย่อย ความหนาแน่นของใบ ความยาวปล้อง ก้านใบ และพื้นที่ผิวใบ) 2)กายวิภาคศาสตร์พืช (ดัชนีปากใบ ความหนาแน่นปากใบ และขนาดปากใบ) และ 3) การตอบสนองทางสรีรวิทยา (การแลกเปลี่ยนก๊าซ การเปิดปากใบ และค่าความเครียดของพืช) พบว่ามีพืชที่ผ่านเกณฑ์จำนวน 10 ชนิด แบ่งเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ 1) กลุ่ม C4 คือ หญ้าแดงและสร้อยไก่ 2) กลุ่ม C3 คือ สาลิกาใบด่าง ยางอินเดีย หมากผู้หมากเมีย เศรษฐีเรือนใน ชาฮกเกี้ยน 3) กลุ่ม CAM คือ สับปะรดสียักษ์เขียว นีโอเรเจเลีย และหวีนางฟ้า จากนั้นนำพืชทั้ง 10 ชนิด ศึกษาประสิทธิภาพการลดฝุ่น PM2.5 โดยทำการทดลองปล่อยฝุ่น PM2.5 จากการเผามวลชีวภาพจากป่าเต็งรังในห้องทดลองเปล่าขนาด 1 x 1 เมตร (ไม่มีพืช) เปรียบเทียบกับห้องทดลองที่พืช เป็น 180 นาที พบว่า พืชที่ช่วยลดฝุ่นละอองขนาดเล็กได้มากที่สุด 3 อันดับแรก มีค่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ได้แก่ 1) สร้อยไก่ 2) หมากผู้หมากเมีย และ 3) หญ้าแดง ตามลำดับ และการศึกษาการดักจับฝุ่นในชั้นผิวและชั้นไข (wax) พบว่ามีค่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ โดยพืชที่ช่วยดักจับ PM2.5 (0.2-2.5 ไมครอน) มากที่สุด 3 อันดับแรก ได้แก่ สร้อยไก่และยางอินเดียมีค่าเท่ากัน รองลงมาได้แก่ ชาฮกเกี้ยน และสับปะรสีนีโอเรเจเลีย และ PM10 (2.5 -10 ไมครอน) มากที่สุด 3 อันดับแรก ได้แก่ 1) สร้อยไก่ 2) ยางอินเดีย และ 3) หญ้าแดง ตามลำดับ และพืชที่ช่วยดักจับฝุ่น PM150 (10-150 ไมครอน) ได้แก่ ชาฮกเกี้ยน ยางอินเดีย และหญ้าแดงหรือหญ้าเม็กซิกัน การศึกษาประสิทธิภาพลดฝุ่นของนวัตกรรมในห้องทดลอง โดยศึกษาในห้องทดลองขนาด 4x4x4 เมตร โดยทำการทดลองปล่อยฝุ่น PM2.5 จากการเผามวลชีวภาพจากป่าเต็งรัง พบว่าผลการศึกษาในทั้งสามช่วงเวลา ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันคือ 1) การมีหรือไม่มีต้นไม้ ไม่มีผลอย่างนัยสำคัญต่อการอัตราการลดงของฝุ่น PM2.5 ณ ช่วงเวลาต่าง ๆ 2) การปิด-เปิด ระบบ ให้เกิดความเร็วลม มีผลอย่างมีนัยสำคัญทำให้อัตราการลดลงของฝุ่นเพิ่มขึ้น ทั้งสามช่วงเวลา และ3) ความเร็วลม 1, 2, และ 3 เมตร/วินาที โดยภาพรวมไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่ออัตราการลดลงของฝุ่น PM2.5 จึงควรเลือกใช้ความเร็วต่ำเพื่อช่วยในเรื่องของการประหยัดอายุการใช้งานของไส้กรองและพลังงาน ผลการติดตั้งและติดตามค่าฝุ่น PM 2.5 ของนวัตกรรมเสาบำบัดมลพิษในพื้นที่เขตเมืองบริเวณด้านหน้าศูนย์การค้าเซ็นทรัลเฟสติวัล เชียงใหม่ ในช่วงเดือน เมษายน 2565 – กรกฎาคม 2565 พบว่าประสิทธิภาพการบำบัดฝุ่น PM ของนวัตกรรมเสาช่วยทำให้ฝุ่น PM สูงมากกว่า 100 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ลงเหลือประมาณ 8-18 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร คิดเป็นร้อยละ 84-94 ซึ่งทำให้จำนวนวันที่มี PM2.5 เกินค่ามาตรฐาน (50 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร) ลดลงในพื้นที่ติดตั้งเขตเมือง คำสำคัญ : นวัตกรรมเสา, ฝุ่นละอองขนาดเล็ก,PM 2.5, สวนแนวตั้ง,สัณฐานวิทยาพืช

คำสำคัญ