นักวิทย์ไทยใช้ซินโครตรอนตรวจพบสารปนเปื้อนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่แอนตาร์กติกา

นักวิทยาศาสตร์นำตัวอย่างดินจากขั้วโลกใต้มาวิเคราะห์ด้วยแสงซินโครตรอนที่สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (อว.) จ.นครราชสีมา พบตะกอนดินปนเปื้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ที่สถานีวิจัยในทวีปแอนตาร์กติกา ผลการวิจัยนี้จะนำไปสู่แนวทางการควบคุมกิจกรรมที่ทำให้เกิดการปนเปื้อน

จ.นครราชสีมา – แอนตาร์กติกาเป็นที่ตั้งขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์ เกือบทั้งหมดอยู่ในวงกลมแอนตาร์กติกและล้อมรอบด้วยมหาสมุทรใต้ มีพื้นที่ประมาณ 14 ล้านตารางกิโลเมตร เป็นทวีปที่ใหญ่เป็นอันดับ 5 ของโลก และเป็นสถานที่ที่ทั่วโลกร่วมใจกันอนุรักษ์ให้คงสถานะ “สถานที่สะอาดที่สุดในโลก” โดยกำหนดให้เป็นสถานที่ปราศจากผลกระทบจากกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ เช่น การเดินเรือ การรั่วไหลของน้ำมันดิบ หรือการสันดาปของเชื้อเพลิงฟอสซิล ล้วนทำให้เกิดสารพิษปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม แต่กิจกรรมเดียวที่สนับสนุนให้เกิดขึ้นบนทวีปแอนตาร์กติกา คือ กิจกรรมเพื่อการวิจัย ซึ่งมีการตั้งสถานีวิจัยเพื่อให้มนุษย์ใช้เป็นพื้นที่พักอาศัยและทำการวิจัยต่าง ๆ

ในฐานะที่ได้ศึกษาวิจัยเกี่ยวกับสารพิษและสารก่อมะเร็งมาเป็นเวลานาน ศ.ดร.ศิวัช พงษ์เพียจันทร์ ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยและพัฒนาการป้องกันและจัดการภัยพิบัติ คณะพัฒนาสังคมและยุทธศาสตร์การบริหาร สถาบันบัณฑิตพัฒนาบริหารศาสตร์ (นิด้า) จึงสนใจศึกษาดินทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งเป็นบริเวณที่ควรมีการปนเปื้อนของสารต่าง ๆ จากกิจกรรมของมนุษย์น้อยที่สุด ข้อมูลที่ได้จะเป็นข้อมูลพื้นหลังที่บ่งชี้ว่าในธรรมชาติที่ปลอดจากกิจกรรมของมนุษย์นั้นมีสารต่าง ๆ อยู่เท่าใด เพื่อใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการกำหนดค่ามาตรฐานการปนเปื้อนสารพิษต่าง ๆ ในสิ่งแวดล้อม

ศ.ดร.ศิวัช พงษ์เพียจันทร์ ได้นำตัวอย่างดินขั้วโลกใต้ที่เก็บจากเกาะคิงจอร์จ ในทวีปแอนตาร์กติกา มาวิเคราะห์ที่สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน โดยร่วมกับ ดร.กาญจนา ธรรมนู นักวิทยาศาสตร์ของสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน เพื่อวิเคราะห์ตะกอนดินด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดไมโครสเปกโตรสโกปีโดยใช้แสงซินโครตรอน (SR-FTIR Micropectroscopy)

“จุดเด่นของเทคนิค SR-FTIR คือมีศักยภาพในการจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์และพันธะเคมีหรือหมู่ฟังก์ชันของสารประกอบอินทรีย์ในตัวอย่างดิน ซึ่งสามารถทำการวิเคราะห์ได้ทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ และยังเป็นเทคนิคที่ไม่ทำลายตัวอย่าง ทำให้นักวิจัยสามารถนำตัวอย่างดินขั้วโลกใต้อันมีค่า ไปวิเคราะห์ทางเคมีด้วยเทคนิคอื่นต่อได้อีก นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่สะดวก ไม่ยุ่งยาก ใช้เวลาในการวัดสั้น และมีความปลอดภัยสูง สามารถวัดตัวอย่างได้ทั้งในรูปของแข็งและของเหลว” ศ.ดร.ศิวัช พงษ์เพียจันทร์ กล่าว

ผลการวิเคราะห์พบว่าในตัวอย่างดินขั้วโลกใต้มีสารประกอบอินทรีย์ที่มีต้นกำเนิดมาจากกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์บนทวีปแอนตาร์กติกา เช่น การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของสถานีวิจัยต่าง ๆ ในเกาะคิงจอร์จ รวมทั้งไอเสียจากยานพาหนะและการใช้เชื้อเพลิงเพื่อสร้างความอบอุ่น เป็นต้น โดยพบในสัดส่วนสูงถึงร้อยละ 44 และยิ่งใกล้สนามบินหรือใกล้สถานีวิจัยที่ขั้วโลกใต้ ยิ่งพบการกระจายตัวของสารประกอบอินทรีย์ดังกล่าวมากกว่าบริเวณอื่น ๆ ส่วนมูลของเพนกวิน รวมทั้งสารที่เกิดจากการย่อยสลายของซากไลเคนส์ เฟิร์น และมอส ทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์คิดเป็นสัดส่วนร้อยละ 25

สำหรับตัวอย่างดินที่นำมาวิเคราะห์นี้เก็บโดยนักวิทยาศาสตร์ไทยในคณะสำรวจทวีปแอนตาร์กติกาแห่งสาธารณรัฐประชาชนจีนครั้งที่ 34 (CHINARE 34) ที่ดำเนินการโดยสำนักงานบริหารอาร์กติกและแอนตาร์กติกแห่งสาธารณรัฐประชาจีน (CAA) สังกัดสำนักงานบริหารกิจการทางทะเลของจีน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้เก็บตัวอย่างตะกอนดินจากบริเวณต่าง ๆ ของเกาะคิงจอร์จทั้งหมด 5 บริเวณ รวม 42 ตัวอย่าง

ก่อนหน้านั้นเมื่อปี พ.ศ. 2559 ศ.ดร.ศิวัช พงษ์เพียจันทร์ ได้ร่วมเดินทางไปกับคณะสำรวจทวีปแอนตาร์กติกาแห่งสาธารณรัฐประชาชนจีนครั้งที่ 32 (CHINARE32) เพื่อทำงานวิจัยด้านศึกษาผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยได้รับคัดเลือกจากโครงการวิจัยขั้วโลกตามพระราชดำริ กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ที่มีความร่วมมือกับสำนักงานบริหารอาร์กติกและแอนตาร์กติกแห่งสาธารณรัฐประชาจีน ในการส่งนักวิทยาศาสตร์ไทยร่วมเดินทางไปพร้อมคณะ CHINARE ของจีนที่เดินทางสู่ทวีปแอนตาร์กติกาทุกปี

ผลการวิจัยครั้งนี้จะนำไปสู่มาตรการควบคุมกิจกรรมการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในเกาะคิงจอร์จ เนื่องจากส่งผลกระทบโดยตรงต่อการปนเปื้อน และการสะสมสารประกอบอินทรีย์ในตัวอย่างดินของทวีปแอนตาร์กติกาต่อไป