Cover_nologo (50)

โกงกางใบใหญ่ช่วยป่าชายเลน ดูดซับโลหะหนัก

ปัจจุบันมลภาวะต่างๆที่เกิดขึ้นตามป่าชายเลน บางครั้งใช้เวลานาน บางครั้งก็ยากมากในการฟื้นฟูป่าชายเลนให้กลับมาสะอาดเหมือนเดิม ถึงแม้จะมีมลพิษมากมายหลายแบบ และก็มีบางแบบที่เรามองว่าคงกำจัดไม่ได้แล้ว แต่หลายๆครั้งธรรมชาติก็ได้สร้างอุปกรณ์ช่วยเหลือขึ้นมาช่วยโลกของเรา เพื่อคืนความสวยงามกลับมา เช่นเดียวกับในครั้งนี้ ที่เราพบปัญหาโลหะหนักตามป่าชายเลน ที่น่าจะกำจัดหรือเอาออกไปได้ยากมาก แต่แล้วธรรมชาติได้ส่ง ต้นโกงกางใบใหญ่มาช่วยโลกอีกครั้ง แต่จะช่วยอย่างไร ช่วยได้มากแค่ไหน สามารถติดตามได้จากบทความนี้ ซึ่งอาจเป็นตัวจุดประกายให้เราช่วยกันคืนความสะอาด สวยงาม และปลอดภัยให้กับป่าชายเลนอีกครั้งก็เป็นได้

แนวคิดที่มาของงานวิจัยชิ้นนี้

ต้นโกงกางใบใหญ่ (Rhizophora micronata Lam.) เป็นพืชที่พบได้ทั่วไปในพื้นที่ป่าชายเลนซึ่งเป็นพื้นที่เสี่ยงต่อการเผชิญกับปัญหาการปนเปื้อนโลหะหนัก ซึ่งโลหะหนักนับเป็นสารมลพิษชนิดหนึ่งที่มักพบปนเปื้อนในน้ำเสียโดยเฉพาะที่มาจากแหล่งชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรม เช่น โรงกลั่นน้ำมัน เป็นต้น และ เนื่องจากดินตะกอนป่าชายเลนมีขนาดอนุภาคเล็ก ลักษณะเนื้อดินเป็นดินเหนียว มีสารอินทรีย์สูงและส่วนใหญ่มีสภาพไร้ออกซิเจนทำให้มีซัลไฟด์สูงจึงมีคุณสมบัติจับกับโลหะหนักได้ดี(Harbison, 1986; MacFarlane et al.,2003) ด้วยสมบัติของโกงกางใบใหญ่คือสามารถทนต่อสภาวะน้ำท่วมขังได้เพราะเป็นพืชที่ขึ้นในแนวเขตที่มีน้ำท่วมขัง อีกทั้งยังสามารถเพาะพันธุ์ในโรงเรือนได้ ทำให้ต้นกล้าหาได้ไม่ยากนัก อีกทั้งยังเป็นไม้ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจอีกด้วย การศึกษาการตอบสนองทางสรีรวิทยาและกลไกการทนต่อสภาพปนเปื้อนโลหะหนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะหนักที่พบได้ทั่วไปเช่น โลหะหนักทองแดง(Cu) และโลหะหนักสังกะสี(Zn) ซึ่งถือว่าเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของจึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจกลไกที่ทำให้พืชชนิดนี้ทนต่อสภาพที่มีโลหะหนักมากเกินไป รวมถึงการประเมินผลกระทบของการปนเปื้อนโลหะหนักในพืชป่าชายเลน

การสะสมโลหะหนักของโกงกางใหญ่

การศึกษาประสิทธิภาพของโกงกางใบใหญ่หรือต้นกล้า R. mucronata ที่มีอายุ1เดือนและผ่านการปรับสภาพด้วยแสงและอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของต้นกล้าโกงกาง ในการบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนทองแดงและสังกะสี ในงานวิจัยนี้ ตัวแปรที่ทำการศึกษา คือ น้ำเสียที่มีโลหะหนักทองแดงและโลหะหนักสังกะสี และน้ำเสียที่ไม่มีโลหะหนักเป็นชุดควบคุม
– การทดลองที่1 ถูกแบ่งเป็น 5 ชุดการทดลอง ได้แก่ ชุดควบคุมคือโกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่ไม่มีโลหะหนักปนเปื้อน, โกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะหนักทองแดงปริมาณ 50 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำ, โกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะหนักทองแดงปริมาณ 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำ, โกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะสังกะสีปริมาณ 50 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำและโกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะหนักสังกะสีปริมาณ 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำ หลังจากการทดลอง 3 และ 7 วันผ่านไป รากและใบถูกนำมาวัดการสะสมของโลหะหนักทองแดงและสังกะสีของโกงกางใบใหญ่


ผลการทดสอบพบว่า โกงกางใบใหญ่มีการจำกัดปริมาณการขนส่งโลหะหนักทองแดงและสังกะสีที่จะถูกส่งไปที่ใบ โดยสะสมไว้ที่รากแทน ทำให้ใบไม่ได้รับความเสียหาย อย่างไรก็ตามปริมาณโลหะหนักที่สูงในรากไม่ทำให้เกิดความเสียหาย เนื่องจากโลหะหนักส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ที่ผนังเซลล์ จึงสรุปได้ว่าต้นกล้า R. mucronata สามารถสะสมและจำกัดปริมาณการขนส่งโลหะหนักเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายแก่ส่วนที่ใช้ในกระบวนการการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นคือส่วนของใบนั่นเอง

– การทดลองที่ 2 แบ่งเป็น 3 ชุด การทดลอง ได้แก่ ชุดควบคุมคือโกงกางใหญ่ได้รับน้ำที่ไม่มีโลหะหนักปนเปื้อน, โกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะหนักทองแดงปริมาณ 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำ และ โกงกางใหญ่ได้รับน้ำเสียที่มีโลหะหนักสังกะสีปริมาณ 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัมของน้ำ หลังจากการทดลอง 1 วัน และ 5 วันผ่านไป วัดการสะสมออกซิเจนและติดตามการแสดงออกของยีน phytochelatin synthase (pcs)ซึ่งเป็นยีนที่มีบทบาทสำคัญในการสะสมและทนต่อโลหะหนัก


ผลการทดลอง พบว่าการแสดงออกของยีนนี้ถูกยับยั้งเมื่อ ต้นกล้าโกงกางใบใหญ่ได้รับโลหะหนักทองแดง และส่งผลให้เกิดการยับยั้งการสังเคราะห์ด้วยแสงวิเคราะห์จากการตรวจวัดการสะสมของอะตอมอิสระของออกซิเจนที่ใบ มีปริมาณลดต่ำลงเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น และมีการแสดงออกของอาการเกิดพิษจากโลหะหนัก เช่น ลำต้นโค้งงอและใบเหี่ยว ส่วนต้นกล้า R. mucronata ได้รับโลหะหนักสังกะสีถึงแม้จะมีการปรากฏของยีนนี้ลดลงในวันแรกแต่สามารถเพิ่มการแสดงออกของยีนนี้ได้ในวันที่ 5 และไม่มีการตอบสนองทางการเปลี่ยนแปลงภายนอก แสดง ให้เห็นว่ายีน phytochelatin(pcs) มีบทบาทสำคัญต่อการทนพิษจากโลหะหนักในต้นกล้าโกงกางใหญ่ หรือ R. mucronata อย่างแน่นอน

จากการทดสอบการรองรับน้ำเสียที่มีโลหะหนักทองแดงและสังกะสีของโกงกางใบใหญ่ พบว่า ในส่วนของใบ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างและไม่เกิดการสะสมของโลหะหนักดังกล่าว แต่การตรวจสอบพบว่ามีการสะสมของโลหะหนักทองแดงและสังกะสีในส่วนของราก จึงแสดงให้เห็นว่า ต้นกล้าของ R. mucronata หรือโกงกางใหญ่ที่มีอายุ1เดือน สามารถรองรับโลหะทองแดงและโลหะสังกะสีสะสมไว้ที่รากไว้ได้ปริมาณไม่เกิน100มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำ และไม่มีการลำเลียงไปยังส่วนอื่นๆ หากมีความเข้มข้นของโลหะหนักที่มากเกินกว่านี้จะมีการขนส่งจากรากไปยังผนังเซลล์เพื่อป้องกันไม่ให้โลหะทองแดงและสังกะสีเข้าสู่เนื้อเยื่อส่วนอื่น เช่น ส่วนของใบเป็นต้น หากมีการสะสมโลหะหนักในส่วนของใบ จะส่งผลกระทบต่อการสังเคราะห์แสงที่เป็นกระบวนการสร้างอาหารของพืชเป็นกระบวนการสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชนั่นเอง

แนวทางการนำไปใช้ประโยชน์

การวิจัยครั้งนี้ ได้ค้นพบการบำบัดความเป็นพิษของน้ำเสียจากการปนเปื้อนของโลหะหนักทองแดงและโลหะหนักสังกะสีที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพมาก คือการใช้โกงกางใหญ่ที่มีความสามารถในการดูดซับสารพิษ โดยเป็นการอาศัยหลักการของการใช้ธรรมชาติบำบัดธรรมชาติ ซึ่งโกงกางใหญ่ถือว่าเป็นพืชที่มนุษย์ไม่ได้นำมารับประทาน จึงมั่นใจได้ว่าสารพิษที่โกงกางใหญ่ดูดซับเข้าไปนั้นจะไม่สามารถกลับเข้าไปสู่ร่างกายของคนได้ ผลการวิจัยนี้จะเป็นแนวทางสำหรับการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับศักยภาพของโกงกางใหญ่ต่อการดูดซับโลหะหนักที่ปนเปื้อนอยู่ในดินหรือน้ำ เพื่อนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ทางด้านการบำบัดสิ่งปฎิกูลและสารพิษต่างๆที่เกิดจากโลหะหนักได้ต่อไปในอนาคต

อ้างอิงข้อมูลจาก

โครงการวิจัย “Chlorophyll fluorescence and antioxidant systems as a potential biomarker suite for the assessment of heavy metal exposure in the seedlings of the common mangrove, Rhizophora mucronata”

หัวหน้าโครงการ : พิมพ์ชนก บัวเพชร
สนับสนุนโดย : สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)

เรียบเรียง ไพรินทร์ ตันติวิชยานนท์
กราฟิก ไพรินทร์ ตันติวิชยานนท์

 

 

 

 

 

00:00
00:00
Empty Playlist