กำจัดสารเคมีในห้องปฏิบัติการโดยวัสดุธรรมชาติ

1. แบบเสนอโครงร่างโครงงานคอมพิวเตอร์
รหัสวิชา ง33202 เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร 6 ปีการศึกษา 2558
ชื่อโครงงาน กาจัดสารเคมีในห้องปฏิบัติการโดยวัสดุธรรมชาติ
ชื่อผู้ทาโครงงาน
นายเกียรติพงศ์ ศรีวิชัย
ชั้น ม.6/8 เลขที่ 39
ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษาโครงงาน นางเขื่อนทอง มูลวรรณ์
ระยะเวลาดาเนินการ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2558
โรงเรียนยุพราชวิทยาลัย อาเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่
สานักงานเตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 34

2. ใบงาน
การจัดทาข้อเสนอโครงงานคอมพิวเตอร์
คาชี้แจง ให้ผู้เรียนแต่ละกลุ่มเขียนข้อเสนอโครงงานตามหัวข้อต่อไปนี้
ชื่อโครงงาน (ภาษาไทย) กาจัดสารเคมีในห้องปฏิบัติการโดยวัสดุธรรมชาติ
ชื่อโครงงาน (ภาษาอังกฤษ) The disposal of chemicals in the laboratory using natural
materials.
ประเภทโครงงาน โครงงานพัฒนาสื่อการเรียนรู้เพื่อการศึกษา
ชื่อผู้ทาโครงงาน นายเกียรติพงศ์ ศรีวิชัย ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6/8 เลขที่ 39
ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษาโครงงาน นางเขื่อนทอง มูลวรรณ์
ระยะเวลาดาเนินการ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2558
ที่มาและความสาคัญ
น้าเป็นสิ่งจาเป็นเป็นประโยชน์แก่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก
โดยเฉพาะมนุษย์ซึ่งมีน้าเป็นปัจจัยหลักในการดารงชีวิต อุปโภคบริโภค
ถ้าหากมนุษย์ขาดน้าก็จะดารงชีวิตอยู่ได้ไม่นานและในปัจจุบันปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อน้าคือ
ธาตุโลหะหนักที่มีอยู่มากเกินเกณฑ์มาตรฐานถ้าหากเราบริโภคน้าที่มีสารปนเปื้อนมากเกินไปนี้อาจส่
งผลต่อร่างกายทาให้เกิดโรคต่างๆและอาจเป็นอันตรายจนถึงชีวิตได้ เช่น ธาตุตะกั่วจะทาลายตับ ไต
และ ระบบทางเดินอาหาร ถ้าเด็กบริโภคจะทาให้ปัญญาอ่อน ธาตุแคดเมียม จะทาลายตับ หลอดลม
ระบบทางเดินอาหาร และไขกระดูก อีกทั้งก่อให้เกิดโรคมะเร็ง
ธาตุสังกะสีจะทาให้เกิดอาการอ่อนเพลีย ท้องร่วง วิงเวียนศีรษะ
จากการสังเกตของผู้ศึกษาโครงงานพบว่าปัญหาโลหะหนักในปัจจุบันส่วนใหญ่มาจากห้องป
ฏิบัติการณ์วิทยาศาสตร์ โรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น
ในการทาโครงงานครั้งนี้ผู้ศึกษาสนใจที่จะศึกษาการกาจัดโลหะหนักที่เกิดจากห้องปฏิบัติการณ์เคมี
โดยใช้หลักวิธีการดูดซับทางชีวะภาพ โดยการใช้วัสดุธรรมชาติที่พบได้หลากหลายในชุมชนของเรา
ได้แก่ ขี้เลื่อย ถ่าน ผงเปลือกกล้วย ใบลางจืดแห้งที่บดละเอียด และเถ้าแกลบ
โดยเราจะศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพความสามารถในการดูดซับของโลหะของวัสดุธรรมชา
ติเหล่านี้ แล้วคัดเลือกวัสดุเหล่านี้มา 3 ชนิด
เพื่อเป็นการดูดซับโลหะหนักให้มีประสิทธิภาพอย่างสูงสุด
ซึ่งโครงงานของเรามุ่งเน้นในการประยุกต์วัสดุธรรมชาติสิ่งรอบตัวที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติมาช่วยลด
ปัญหาที่เกิดขึ้น โดยสามารถลดต้นทุนการใช้สารเคมีในการกาจัดโลหะหนักสามารถนาไปใช้ได้จริง
และยังช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมจากการทาลายของโลหะหนักเหล่านี้
วัตถุประสงค์ของโครงงาน
สมาชิกในกลุ่ม 1
1.นายเกียรติพงศ์ ศรีวิชัย เลขที่ 39

3. 1.
เพื่อศึกษาความสามารถในการดูดซับของวัสดุธรรมชาติในการดูดซับไอออนของโลหะหนักจากห้องปฏิบัติ
การณ์
2. เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อมจากการใช้สารเคมี ซึ่งจะกาจัดโดยวัสดุธรรมชาติ
สมมุติฐานของการศึกษาค้นคว้า
1.ได้แก่ ขี้เลื่อย ถ่าน ผงเปลือกกล้วย ใบลางจืดแห้งที่บดละเอียดและเถ้าแกลบ
มีความสามารถในการดูดซับโลหะหนักจากห้องปฏิบัติการณ์ที่แตกต่างกัน
2. วัสดุธรรมชาติที่ใช้ในการทดลองจะสามารถดูดซับโลหะหนักได้ทุกชนิด
ขอบเขตของโครงงาน
1.ตัวแปรต้น
ขี้เลื่อย , ถ่าน , ผงเปลือกกล้วย , ใบลางจืดแห้งที่บดละเอียด , เถ้าแกลบ
2.ตัวแปรตาม
ปริมาณโลหะหนัก
3.ตัวแปรควบคุม
อุณหภูมิ , ความเข้มข้นของไอออนโลหะหนัก , เวลา , ค่าความเป็นกรด-เบส
นิยามเชิงปฏิบัติการ
การดูดซับทางชีวภาพ (biosorption) หมายถึง การดูดซับโลหะหนักด้วยมวลชีวภาพ
ซึ่งเป็นการกระทาทางเคมี ฟิสิกส์ ที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะหนัก/กลุ่มโลหะหนักที่มีประจุกับเซลล์จุลินทรีย์
เป็นวิธีทางชีวภาพในการควบคุมสิ่งแวดล้อม สามารถนาไปใช้เป็นทางเลือกในการบาบัดน้าเสียปนเปื้อน
มีข้อดีกว่าวิธีดั้งเดิมในด้านค่าใช้จ่าย ประสิทธิภาพ กากตะกอนที่เกิดจากวิธีทางเคมี/ชีวภาพ
การเพิ่มสารอาหาร และสารดูดซับชีวภาพ (biosorbent)
สามารถนาไปผ่านกระบวนการแล้วนากลับมาใช้ใหม่ได้และโลหะยังสามารถเอาออกมาจากสารดูดซับนั้นไ
ด้
ขอบเขตของการศึกษาค้นคว้า
1.พื้นที่การศึกษา น้าทิ้งที่ปนเปื้อนโลหะหนักจากห้องปฏิบัติการณ์วิทยาศาสตร์
ภายในโรงเรียนยุพราชวิทยาลัย อาเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่
2.ปัจจัยที่ต้องการวัด ปริมาณไอออนของโลหะหนัก
3.ช่วงเวลาที่ทางานวิจัย 5 เดือน

4. หลักการและทฤษฎี
1.ชนิดของโลหะหนัก แหล่งที่พบ และผลต่อสุขภาพมนุษย์
โลหะหนัก(ปริมาณน้อย)ที่ปนเปื้อนในน้าจะไม่สามารถวัดค่าได้ โลหะหนักเหล่านั้นได้แก่
สารหนู แคดเมียม ตะกั่ว แมงกานีส ปรอท และสังกะสี ซึ่งมีความคงทนและไม่สลายตัวเมื่ออยู่ในน้า
จึงทาให้โลหะหนักเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่อาหาร และเป็นอันตรายแก่มนุษย์ ดังที่แสดงไว้ในตารางที่ 2.1
นอกจกนี้ยังมีโครเมียม โดยการปนเปื้อนของโครเมียมจะมาจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า
อุตสาหกรรมผลิตโครเมียมและโรงงานฟอกหนัง โครเมียมที่เป็นสารก่อมะเร็งคือ Cr (Vl)
แม้ว่าโครเมียมจะมีปริมาณน้อยในน้าก็ตามสามารถทาให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมได้
มีการกาหนดปริมาณโครเมียมที่ยอมให้มีได้
ตารางแสดงชนิดโลหะหนัก แหล่งที่พบ และผลต่อสุภาพมนุษย์
โลหะหนัก แหล่งที่มา ผลต่อสุภาพ ระดับที่อนุญาตให้มีได้
แคดเมียม การเชื่อมโลหะ การชุบโลหะ
สารกาจัดศัตรูพืช ปุ๋ย แบตเตอรี่
โรงงานปฏิกรณ์ปรมาณู
ทาลายตับ หลอมลม ระบบทางเดินอาหาร มะเร็ง
ไขกระดูก
0.06
ตะกั่ว โรงงานทาสี สารกาจัดศัตรูพืช
ควันท่อไอเสียรถ การทาเหมือง
การเผาถ่าน
ทาลายตับ ไต ระบบทางเดินอาหาร
ในเด็กอาจทาให้ปัญญาอ่อน
0.1
แมงกานีส สารเชื่อมโลหะ
สารเติมในน้ามันเชื้อเพลิง
การผลิตโลหะผสมเหล็กและแมงกานีส
สูดดมหรือสัมผัสจะทาลายระบบประสาทส่วนกลาง 0.26
สังกะสี โรงกลั่น การผลิตทองเหลือง
การชุบโลหะ ท่อประปา
ไอของสังกะสีทาลายผิดหนัง และเยื่อประสาท 15
2.การศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับแมงกานีสด้วยเปลือกกล้วย โดยภัทรกฤตย์ จันสุนา
อรอุมา วรญาณ และสุนิดา เถาว์โท
จากการวิจัยการศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับแมงกานีสด้วยเปลือกกล้วย การเตรียมตัวดูดซับ
จะนาเปลือกกล้วยหั่นเป็นชิ้นเล็กๆ แล้วล้างด้วยน้าสะอาดนาไปตากแดดให้แห้ง แล้วเข้าตู้อบ
ความร้อนที่อุณหภูมิ 100 องศา นาน 24 ชั่วโมง จากนั้นบดให้ละเอียดร่อนผ่านตะแกรงขนาด 32 เมช

5. ล้างด้วยน้ากลั่น จนระดับพีเอชน้าล้างสุดท้ายเป็นกลาง ทาให้แห้งโดยนาไปเข้าตู้อบที่อุณหภูมิ 100 องศา
นาน 24 ชั่วโมง ทิ้งไว้ให้เย็นในโถดูดความชื่น เก็บไว้ในถุงพลาสติกเพื่อรอการนาไปใช้ต่อไป
เตรียมสารที่นามาทดสอบโดยชั่งแมงกานีสฟอสเฟต มา 1.5381 กรัม ละลายในน้ากลั่น
แล้วถ่ายใส่ขวดปริมาตร ปิดจุกแล้วเขย่าให้เข้ากัน จะได้น้าเสียสังเคราะห์แมงกานีสความเข้มข้น 500
มิลลิกรัม/ลิตร แล้วปิเปตสารละลายแมงกานีสมา 100 มิลลิลิตร ใส่ในขวดวัดปริมาตรขนาด 1,000
มิลลิลิตร แล้วปรับปริมาตรด้วยน้ากลั่นจนถึงขีดบอกปรับปริมาตร ปิดจุกแล้วเขย่าให้เข้ากัน
จะได้น้าเสียสังเคราะห์แมงกานีสความเข้มข้น 50 มิลลิกรัม/ลิตร ตามที่ต้องการ
3.คุณสมบัติของตะกั่วและสังกะสี
ตะกั่ว(Pb)
เป็นโลหะหนักมีสีเทาเงิน หรือแกมน้าเงินเกิดขึ้นตามธรรมชาติ
ปัจจุบันอุตสาหกรรมหลายประเภทมีการใช้ตะกั่วเป็นวัตถุดิบจานวนมาก เช่น
ใช้สังเคราะห์สารเตตะเอทิลเลด ใบเบนซินเพื่อเพิ่มค่าออกเทน เมื่อมีการออกซิไดซ์ จะได้ PbO
ซึ่งจะถูกรีดิวซ์ได้โลหะตะกั่ว ออกสู่สภาวะแวดล้อม ตะกั่วยังใช้ทาเครื่องมืออิ-เล็กทรอนิคและคอมพิวเตอร์
ซึ่งทาเกิดการปลดปล่อยของตะกั่วและสารประกอบของตะกั่วในรูปของสารพิษออกสู่สภาวะแวดล้อม
ทาให้มีการปนเปื้อนของตะกั่วทั้งในดิน น้า และอากาศ สามารถเข้าสู่ร่างกายได้ 3 ทางคือ ทางอาหาร
ทางการหายใจและทางผิวหนัง เมื่อสารตะกั่วเข้าสู่ร่างกาย
ส่วนใหญ่จะจับยึดอยู่กับเม็ดเลือดแดงจะไปลดการ heme ซึ่งเป็นองค์ประกอบสาคัญของเม็ดเลือดแดง
โดยไปยับยั้งเอ็นไซม์ที่เกี่ยวกับการสร้าง heme นอกจากนี้ ตะกั่วยังมีผลต่อตับ หัวใจและเส้นเลือด
ภาวะสืบพันธุ์ โครโมโซม และเป็นการก่อให้เกิดโรงมะเร็ง และความพิการแต่กาเนิดอีกด้วย
สังกะสี Zinc (Zn)
ที่พบในอากาศส่วนใหญ่พบอยู่ในรูปของ ZnO,ZnS และ ZnSO4 จากอุตสาหกรรมทาเหมืองแร่
เช่น การบด ย่อยแร่ ส่วนประกอบรั้วบ้านหลังคา หรือวัสดุอื่นที่ใช้สังกะสีเป็นโลหะผสม
นอกจากนี้ยังเกิดสารประกอบของสังกะสีที่นามาทายาฆ่าเชื้อรา ผลที่เกิดต่อมนุษย์ทาให้อาการอ่อนเพลีย
วิงเวียนศีรษะและอาการท้องร่วง ถ้าได้รับฝุ่นของ Zn เข้าร่างกายมากๆจะเกิดอาการไข้ที่เรียกว่า Zinc
Chills ซึ่งมีการจับไข้ หนาวสั่น อาเจียน ปวดเมื่อยกล้ามเนื้อ Zn
หากได้รับเกินกว่าที่ร่างกายต้องการอาจส่งผลต่อสุขภาพที่เกิดขึ้นได้เช่น โรคผิวหนัง คลื่นไส้อาเจียน
หากได้รับในปริมาณสูงจะส่งผลต่อตับอ่อนและระบบดูดซึมโปรตีน น้าที่มีปริมาณ Zn มากกว่า 0.05
mg/l จะเป็นอันตรายต่อผู้บริโภคน้านั้น
แมงกานีส (Mn)
แมงกานีสเป็นโลหะชนิดหนึ่งซึ่งมีสีขาวคล้ายเงิน แข็งและเปราะ
พบได้ในธรรมชาติแต่จะเกิดร่วมกับธาตุอื่นๆได้หลายรูปแบบ ดังนั้น ถ้าต้องการแมงกานีสจึงต้องถลุงอีกที
แร่แมงกานีสที่เกิดในธรรมชาติที่มีความสาคัญทางเศรษฐกิจและอุตสาหกรรมอยู่ในรูป Oxide และ
Carbonate ที่สาคัญที่สุดคือ MnO2 หรือ Pyrolusit แมงกานีสยังมีประโยชน์ต่อร่างกาย อย่างเช่น
ควบคุมการทางานของเอนไซม์หลายชนิด ซึ่งมีส่วนช่วยร่างกายในการใช้ ไบโอติน วิตามินบีและวิตามินซี
เพื่อเผาผลาญโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมันให้เกิดผลมากขึ้น ช่วยในการสังเคราะห์ กรดไขมัน

6. และคอเลสเตอรอล เมื่อได้รับในปริมาณที่เหมาะสม เป็นต้น
สารแมงกานีสจะเป็นอันตรายต่อร่างกายเป็นอย่างมากเมื่อหายใจเข้าไปในรูปของฝุ่นจะไปมีผลต่อระบบปร
ะสาทส่วนกลาง โดยจะมีอาการอ่อนเพลียต่อสมองมีความยุ่งยากในการสั่งงานพูดไม่ชัดน้าลายไหล
และหงุดหงิด ซึ่งเท่าที่พบส่วนมากมักจะเป็นชนิดเรื้อรังอาการค่อยๆเป็นค่อยๆไป
4.บทความเรื่อง
แอลจิเนตและเพกทิน โดย Jack Josep
จากบทความเรื่องแอลจิเนตและเพกทิน พบว่าดลหะหนักจาพวกเหล็ก แคดเมียม และสตรอนเทียม90
ยังคงเป็นสารที่น่ากังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพ
โลหะเหล่านี้เป็นสารพิษที่มีที่มาจากโรงอุตสาหกรรมและแหล่งโลหะอื่นๆ โลหะเหล่านี้ปะปนในอากาศ น้า
เครื่องดื่ม และร่างกายของคนเราทันทีที่เข้าไปอยู่ในเนื้อเยื่อของร่างกาย
สารนี้จะเข้าไปรบกวนกระบวนการสันดาปในเซลล์กระบวนการคิด
ระบบประสาทสัมพัทธ์และระบบกล้ามเนื้อ ซึ่งเป็นสาเหตุทาให้เกิดโรคความดันโลหิตสูง
ระบบประสาทของสมองเสียหาย หรือสามารถก่อให้เกิดมะเร็งได้
แอลจิเนตและเพกทินมีความสารถพิเศษและมีคุณสมบัติจาเพาะในการช่วยลดอันตรายจากสารโลหะหนักไ
ด้ แอลจิเนตค้นพบในสาหร่ายสีน้าตาล เพกทินค้นพบในผลไม้ต่างๆ รวมทั้งแอปเปิล
ด.ร. J.F. Stara และทีมงาน ได้ทาการวิจัยเกี่ยวกับ แอลจิเนตและเพกทินมากกว่า 10 ปี
โดยเริ่มทาตั้งแต่กลาง ค.ศ.1960
เมื่อคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของสหรัฐแสวงหาหนทางกาจัดสตรอนเทียม90
ในอาหารหลังจากสงครามนิวเคลียร์ และจากการวิจัยพบว่า แอลจิเนตและเพกทินเป็นสาร 2
ชนิดเท่านั้นในธรรมชาติที่มีคุณสมบัติในการเกิดการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างกันเองและระหว่างสารพิษจ
ากโลหะหนัก
5.ปริมาณสารเพกทินในผลไม้ต่างๆ
ตารางแสดงปริมาณสารเพกทินในผลไม้ต่างๆ
ชนิดพืช ปริมาณสารเพกทิน
ถั่วลิสง 5.98%
ส้มเช้ง 3.90%
ถั่วเหลือง 3.45%
มะนาว 2.90%
ส้ม 2.36%
แครอท 2.00%

7. ฟักทอง 1.24%
กระเทียม 1.11%
กล้วย 0.94%
มัน 0.83%
แอปเปิล 0.78%
สตรอเบอร์รี่ 0.75%
ถั่วเขียว 0.70%
หัวหอม 0.35%
มะเขือเทศ 0.20%
องุ่น 0.19%
แตงโม 0.18%
แตงกวา 0.16%
สับปะรด 0.09%
พริกเขียว 0.09%
วิธีดาเนินงาน
แนวทางการดาเนินงาน
1. ศึกษาปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ วางแผนและคิดค้นหัวข้อในการทาโครงงาน
2. รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องในการทาโครงงาน
3. ออกแบบการนาเสนองานให้สอดคล้องกับวัตถุประสงค์
4. เรียบเรียงข้อมูล รูปภาพ ที่น่าสนใจ และจัดทาสื่อการเรียนเพื่อการศึกษาโดย
ใช้โปรแกรม Power point
5. ตรวจสอบแก้ไข และปรับปรุงผลงาน
6. นาเสนอผลงานแก่ครูผู้สอน
เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้
1. คอมพิวเตอร์
2. อินเทอร์เน็ต
3. โปรแกรม Power point
งบประมาณ -
ขั้นตอนและแผนดาเนินงาน
ลาดับที่ ขั้นตอน สัปดาห์ที่ ผู้รับผิดชอบ

8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 คิดหัวข้อโครงงาน
2 ศึกษาและค้นคว้าข้อมู
ล
3 จัดทาโครงร่างงาน
4 ปฏิบัติการสร้างโครงงา
น
5 ปรับปรุงทดสอบ
6 การทาเอกสารรายงาน
7 ประเมินผลงาน
8 นาเสนอโครงงาน
ผลที่คาดว่าจะได้รับ
วัสดุธรรมชาติที่ใช้ในการทดลองจะสามารถนามาใช้ได้จริงในห้องปฏิบัติการณ์แทนการใช้สารเคมีเ
ป็นตัวกาจัดเพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม
สถานที่ดาเนินการ
1. บ้านเลขที่ 96/2 หมู่ 19 ตาบลดอยหล่อ อาเภอดอยหล่อ จังหวัดเชียงใหม่ 50160
2. โรงเรียนยุพราชวิทยาลัย อาเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่
3. ห้องสมุดพื้นบ้าน ย่านเวียง
กลุ่มสาระการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้อง
1. กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
2. กลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพ และเทคโนโลยี
3. กลุ่มสาระการเรียนรู้ศิลปะ
แหล่งอ้างอิง (เอกสาร หรือแหล่งข้อมูลต่าง ๆ ที่นามาใช้การทาโครงงาน)
1. หนังสือเรียนชีววิทยา ม.4-ม.6 ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
กระทรวงศึกษาธิการ
2. หนังสือชีววิทยา Biology for high school students ของ จิรัสย์ เจนพาณิชย์
3. https : // www. sites.google.com/site/comkim2553/dynamo