Embed Size (px)
Citation preview
1
ถงบ าบดน าเสยท าเองทย งยนส าหรบชมชนหางไกลและก าลงพฒนา โดยใชวสดดดซบเปนถานไบโอชารท ท าในทองถน
สาร เอคโค เอเชย ภาคพเศษส าหรบสาร ECHO Development Notes ฉบบท 16 เดอนมนาคม 2013
โดย จอช เครนส, วทยาศาสตรมหาบณฑต (MS)
การปนเปอนของสารเคมสงเคราะหในน า: ปญหาทมกถกมองขามในการพฒนาชมชนอยางย งยนในระดบนานาชาต
การปนเปอนของแหลงน าดมจากสารอนทรยสงเคราะหตางๆ (SOCs) เชนยาก าจดศตรพช ถอเปนปญหาส าคญทวโลก มลภาวะจากยาก าจดศตรพชปรากฏอยถงสองครงในอนดบ 1 ใน 10 ของ รายงานปญหามลภาวะทเปนพษทสดของโลกประจ าป 20111โดยสถาบน
Blacksmith ประเทศอเมรกา และไดถกพดถงในรายงานทกๆปตงแตม
การตพมพครงแรกในป 2006 อยางไรกดยงคงมการขาดแคลนเทคโนโลยบ าบดทเปนมตรกบสงแวดลอมเพอแยกเอาสารอนทรย
สงเคราะหออก ซงเปนวธการทมประสทธภาพ ประหยดคาใชจาย และยอหรอขยายสวนไดทสามารถเขาถงชมชนในประเทศก าลงพฒนาหรอ
ในพนทหางไกลในประเทศทพฒนาแลว
จากบทวจารณหนงเมอไมนานมานในนตยสารScience2บอกวาในแตละ
ปมการผลตสารอนทรยสงเคราะห(SOCs) 300 ลานตน รวมถงยาก าจดศตรพชและสตวปรมาณ 5 ลานตนทเปนสวนส าคญทท าใหน าเสอม
คณภาพน าในระดบสากล จากรายงานไดชใหเหนวาปญหาดงกลาว
มกจะเกดขนในประเทศก าลงพฒนาทมการใชยาก าจดศตรพชทเกนขนาด คนสวนใหญทขาดความรเกยวกบอนตรายดานสงแวดลอมและ
สขภาพ รวมถงการแพรกระจายของสารเคมทไมไดรบอนญาตในตลาด
มด ตวอยางเชน ในประเทศไทย รอยละ 75 ของยาก าจดศตรพชและสตวทใชกนนนเปนสารทถกสงหามหรอตองอยในการควบคมอยาง
เขมงวดในโลกตะวนตกเนองจากเปนอนตรายตอระบบนเวศนและมผลเสยตอสขภาพของมนษย3 ผเขยนนตยสารScience กลาววา “วธการก าจดสารปนเปอนในน าในพนทการเกษตรขนาดเลกและในครวเรอนมกเปนวธการบรรเทาทอาจท าไดเพยงวธเดยว เนองจากปญหาการ
ภาพท 1 ภาพจากกลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบสแกน (SEM) ของถานไมล าใยและถานกมมนตทหาซอไดทวไปเพอแสดงความคลายคลงกนดานโครงสราง (ภาพ SEM ของถานจาก Carl Saquing, มหาวทยาลย North Carolina State University)
ภาพท 2 ระบบการผลตถานหงตมแบบดงเดม (เตาเผา) ในเอเชยตะวนออกเฉยงใต
เตาเผากอดวยอฐและดนเหนยว
เตาเผาถง 200 ลตร
ถานจากไมล าไย
ถานกมมนต
2
ขาดแคลนสงอ านวยความสะดวกทเปนแบบศนยรวม” และผเขยนยงเรยกรองใหม “ระบบทงาย ราคาถก และไวใจไดทผคนทอาศยในชมชนสามารถใชไดหลงจากไดรบการฝกอบรมเพยงนดหนอย”
นาเสยดายทสารอนทรยสงเคราะห (SOCs) ยงไมเปนท “ตนตว” ของผทม บทบาทแถวหนาในการพฒนาระหวางประเทศดานระบบ สขาภบาลและ
สขอนามยทางน า (WASH) ตวอยางเชน เปาหมายการพฒนาสหสวรรษขององคการสหประชาชาตเปนหวงเพยงเรองของการบรรเทาทกขดานสงมชวตท
กอใหเกดโรคทเกดจากน าเสย4ไมนานมาน ผมเองไดเขารวมการประชมส าคญระหวางประเทศเกยวกบน าและสขภาพในโลกนกบชมชนก าลงพฒนา5การ
น าเสนอของผมเปนเพยงหวขอเดยวทพดถงสารอนทรยสงเคราะหในน าดมและ
น าเสนอเทคโนโลยบ าบดทเปนไปได 6เชอโรคจลนทรยมกท าใหเกดอนตรายอยางฉบพลนตอสขภาพของมนษย (เชน ทองเสย) ดงนนจงเปนการสมควรแลว
ทจะใหความส าคญทเชอโรคเหลาน อยางไรกตาม เรากไมควรมองขามอนตรายของสารพษเคมทมการสะสมทางชวภาพเชนยาปราบศตรพช ความเรงดวนและ
ระดบของปญหานเปนจดส าคญทตองการน าเสนอ ตวอยางเชน การส ารวจ
หญงชาวมงทอาศยในหมบาน
แมสาใหม จงหวดเชยงใหม
ทไดรบรายงานวามการตรวจพบสารดดทในตวอยางน านมแมรอยละ 100 นอกจากนนยงม
การตรวจพบสารฆาแมลงอนๆอกมากมาย และโอกาสเสยงจากปรมาณนมท
ดมทกวนในเดกทารกมเกนกวาทองคการอาหารและการเกษตรแหงสหประชาชาตและองคการอนามยโลกก าหนดไวถง 20 เทา7
การกรองดวยถานไบโอชาร/ถานหงตม คอทางเลอกทย งยน ใช
ตนทนต า และเหมาะสมส าหรบการบ าบดน าแบบท าเองหรอจรง
หรอไม? การกรองดวยถานหงตมถกน ามาใชเพอบ าบดน าดมมาเปนเวลาพนๆป8และ
ยงคงใชกนอยางแพรหลายในปจจบนน โดยเฉพาะในพนทหางไกลในประเทศทยงผลตถานอยมากเชนประเทศ บราซล อนเดย จน ไทยและ
ประเทศอนๆในเอเชยตะวนออกเฉยงใต 9การกรองดวยถานทท ากนในทองถนนนเปนการปองกนการเสยงตอสารอนทรยสงเคราะหทไดผลทสด ซงถานนม
อยแลวในครวเรอนและชมชนในพนทหางไกลและยากจน เนองจากถานหง
ตมสามารถแสดงคณสมบตไดคลายกบถานกมมนต10อยางไรกตามจนถงปจจบนนยงไมมการศกษาใดทแสดงปรมาณประสทธภาพของถานในการ
บ าบดน า11
ภาพท 3 การกรองเพอแยกยาก าจดวชพชดวยถานชนดตางๆทไดจากเตาเผาแบบดงเดม
ภาพท 4 เตาแกซซไฟรขนาดใชท าอาหารทสามารถผลตถานได ด Anderson et al. 2007,1 Anderson 20101 and McLaughlin 20101 and 20111ส าหรบทฤษฏและรายละเอยดการท า (เครองวดอณหภมใช ส าหรบการวจยเทานน)
ภาพท 5 เตาแกซซไฟรชวมวลขนาด 200 ลตรทใชผลตถานส าหรบพนทท าการเกษตร
ถานจากไมยคาลปตส/จากหองทดลองตามวธการเผาถานแบบดงเดม
เตาเผาแบบใชถง 200 ลตรแบบเดม ในหองทดลอง
เตาเผากอดวยอฐและดนเหนยวแบบเดม ใน
ยาฆาแมลงทถกก าจดออกไป
อณหภมสงสดและระยะเวลาความรอน
อากาศสวนแรกเขาไปเพอเผาไหมกาซ
หองทดลอง
จากขบวนการไพโรไลซส
ชองอากาศสวนแรก
ถงสขนาด 1 แกลลอนใชเปนเตาเผา (เจาะรดานลาง
ทวดอณหภม Thermocouple
พดลมไฟฟาขนาดเลก
ถานทได
ขเลอยอดเมด
เตาแกซซไฟร 200 ลตรชนดจดไฟจากดานบน
อากาศไหลขน เพอการผลตถาน
ไบโอชารกรองน า
ประสทธภาพสง
เวนระยะ 5 ซม จากขอบถงดาน
เจาะรขนาด 95 มม 300 รทกนถง
ฐานรองทมนคง
ฝาปด 55 ซม
ทจบ
13 ซม
จดตดตงทวดอณหภม (ไมตองมกได)
ตวถงเตา
25 ซม
10 ซม
15 ซม
20 ซม
ฝาครอบ
120 ซม
20 ซม
ปลองควน
3
ขอสรปและความคดเหนของผลการวจยภาคสนามและจากหองทดลอง
ในตอนนจะเปนการสรปผลการศกษาภาคสนามและการทดลองจากหองทดลองทเพงจดท าขนเมอไมนานมานเพอศกษาความม
ประสทธภาพของถานจากเตาเผาแบบดงเดมและถานจากเตาแกซซไฟรเพอการบ าบดน า โดยสามารถอธบายไดดงนคอ ระบบเตาเผาแบบดงเดมใชเพอผลตถานจากเชอเพลงทเปนไม โดยถานทไดนนมกจะน าไปเปนเชอเพลงในการหงหาอาหาร กระบวนการของเตาเผาน
มกท าใหเกดมลพษสง ใชพลงงานและเวลาอยางไมคอยมประสทธภาพ และตองใชแรงงานมาก สวนเตาแกซซไฟรทใชพลงงานอยางม
ประสทธภาพ และเกดการเผาไหมทสะอาดนนมกใชในการท าอาหารและเปนเครองท าความอนใหกบบานเรอนและใหสวนทเหลอจากขบวนการคอถาน โดยเตาแกซซไฟรนใชงาย สะดวก และสามารถใชเชอเพลงชวมวลไดหลายชนดกวา รวมถงเศษไมและเศษพชผลทาง
การเกษตร ทานสามารถดรายละเอยดเพมเตมเกยวกบเบองหลงแนวคดของการผลตถานดวยขบวนการผลตกาซชวมวลไดท www.aqsolutions.org
ถานทผลตไดจากระบบเตาเผาแบบด งเดม
จากการทดสอบเบองตนแสดงใหเหนวาถานทผลตจากเตาเผาในหมบาน (เชนเตาเผาดวยถง 200 ลตรแนวนอน12และแบบรงผงทท าจากอฐและดนโคลน) มความสามารถทดในการดดซบยาก าจดวชพช แตจากการศกษาชใหเหนความแตกตางอยางมากในความสามารถดด
ซบสารอนทรยสงเคราะหของถานทงหลายทผลตขนจากวธการแบบดงเดม13แมผลทไดเบองตนนดด แตวธการนกมสวนในการปลอยกาซเรอนกระจกทส าคญ และมกใชเชอเพลงทไมยงยน และบางครงไดมาอยางผดกฏหมาย14,15,16
เมอพดถงการบ าบดน า ถานหงตมทผลตแบบดงเดมนมประสทธภาพตางกนไป เราไดสงเกตดการผลตถานแบบดงเดมดวยเตาเผาจากถง 200 ลตรและแบบรงผงจากอฐและดนโคลนทท ารวมกนระหวางเกษตรกร ชาวบานทางภาคเหนอและศนยพฒนาพลงงานจากไมจงหวด
สระบร การสงเกตการณนท าใหเกดการจ าลองระดบอณหภมทจดสงสดและลกษณะระยะความรอนของระบบการผลตถานแบบดงเดมดวยการใชขบวนการไพโรไลซสในหองทดลองแบบสงการไดเพอทดลองผลตถานออกมา ภาพท 3แสดงใหเหนถงความแตกตางใน
ความสามารถในการดดซบยาก าจดวชพชของถานทผลตภายใตวธการผลตถานแบบตางๆ และแสดงใหเหนวาถานชนดนสามารถดดซบในอตราทไมเกนไปกวารอยละ 80 ภายใตการทดลองแบบตางๆ (วธการทดลองและขอมลเพมเตมจะน าเสนอในสวนตอไป) ดงนนสภาวะการ
ผลตและคณภาพของถานทไดมผลอยางมากตอประสทธภาพในการบ าบดน า
ถานทผลตจากการผลตกาซชวมวลจากขบวนการแกซซฟเคช น
การผลตถานทมคณภาพสม าเสมอในการดดซบทด ทประหยดพลงงาน ยงยนตอสงแวดลอมและยอขยายสวนไดนนสามารถท าไดดวย
วธการผลตกาซชวมวลจากขบวนการแกซซฟเคชน เตาแกซซไฟรชวมวลก าลงแพรหลายอยางรวดเรวในการท าอาหารในครวเรอนใน
ประเทศก าลงพฒนาเนองจากมการเผาไหมทประหยดพลงงาน ลดการปลอยกาซเรอนกระจก และใหผลผลตถานปรมาณหนงจากเศษพชผลทางการเกษตรและปาไมทเหลอใชจากการด ารงชวตประจ าวน17,18ระบบแกซซไฟรขนาดใหญและซบซอนสามารถปรบไปใชในท
ตางๆทวโลกเพอผลตถานไบโอชารเพอเปนตวปรบปรงดนส าหรบการเกษตร เพมผลผลตและลดคารบอน19,20,21 การผลตถานจากเตาแกซซไฟรเปนทยอมรบจากหลกการดานพลงงานและสงแวดลอมเมอเปรยบเทยบกบการผลตแบบดงเดม เนองจากกาซทไดจาก
ขบวนการไพโรไลซสถกเผาไหม
ขางในระบบแทนทจะถกปลอยออกมาเปนมลพษ22,23 ดงนนกาซ
เหลานจงกลายเปนพลงงานเพอขบเคลอนขบวนการไพโรไลซสและ
ไมจ าเปนตองมแหลงพลงงานความรอนจากภายนอก นอกจากนน เตา
แกซซไฟรชวมวลยงสามารถ
น าไปใชควบคกบอปกรณสวนอนทท าขนเพอเกบพลงงานชวภาพและ
การน าความรอนทเปนสวนทเหลอไปใช 24
จากการศกษาทผานมาแสดงใหเหนวาถานจากเตาแกซซไฟร
โดยเฉพาะจากแบบทอากาศมมาก (เชน การเพมอากาศเมอจ าเปนดวย
การใชพดลมหรอเครองเปา) จะท าใหเกดลกษณะทางเคมและกายภาพ
ทสม าเสมอ เชนพนทผวมาก รพรน
ขนาดเลก และความสามารถดดซบยาก าจดวชพชเมอเปรยบเทยบกบ
ถานจากเตาเผาแบบดงเดม25,26ดงนนถานจากเตาแกซซไฟรอาจเปนทางเลอกทเหมาะสมทสดในการดดซบยาฆาแมลง สารประกอบอตสาหกรรมและเชอเพลง ยาทใชส าหรบมนษยและสตว และสารอนทรยสงเคราะหอนๆทท าใหเกดความเสยงตอคณภาพของน า
ภาพท 6 และ 7 ระบบการผลตถานไบโอชารดวยเตาแกซซไฟรทท าจากถงขนาด 200 ลตรสองใบและแผนเหลก (ภาพโดย Lyse Kong)
4
ภาพท 8 และ 9แผนภาพแสดงพนทผว N2 BET (ดานบน) และรพรน (ดานลาง) ของถานทท าจาก (1)
ทอนไมสนผาซกในถง 200 ลตรแบบเดมและเตาเผาอฐ, (2) จากแผนไมเลกขนาดเทากนของไมสนในขบวนการ
ไพโรไลซสในหองทดลองทควบคมไดเพอใชผลตถาน
ภายใตอณหภมและสภาพอากาศทควบคมได, และ (3) เตาแกซซไฟรชนดเผาจากดานบนและอากาศไหลขน
(TLUD) ขนาดทใชท าอาหาร โดยใชขเลอยไมสนอดเมด (พนทผวและรพรนจาก David Rutherford, USGS)
เราเลอกกรด 2,4-D เปนสารประกอบทดสอบเพราะม
ความเกยวของกบสงแวดลอมคอมการใชกนแพรหลาย
เปนยาก าจดวชพชทพบมากทสดทวโลกและเปนหนงในยาฆาแมลงทตรวจพบมากทสดในน า,27รวมทงยง
เกยวของกบสขภาพของมนษยเพราะเปนสารกอมะเรงและสงสยวาจะเปนตวขดขวางการท างานของตอมไร
ทอ28นอกจากนคณสมบตทางเคมยงท าใหเปน
สารประกอบทคอนขางยากตอการก าจดออกไปดวยการดดซบ ดงนน ถากรด 2,4-D ถกดดซบไปดวยถาน กแสดง
วายาก าจดศตรพชอนๆอาจสามารถก าจดออกไปไดดดวยวธนดวยเชนกน
ในการทดลอง มการใชถาน 100 มก./ลตรบดดวยครกแลว
รอนผานตะแกรงขนาดมาตรฐานตาขาย 200มม. และใส
ในสารละลายทม 2,4-D ปรมาณ100 ไมโครกรม/ลตร (US EPA MCL 70 μg/L; WHO Guideline 30 μg/L), และ
สารอนทรยทมอยแลวทความเขมขนคารบอนอนทรยทงหมด 4 มก./ลตร (เพอกระตนน าธรรมชาต) โดยขวดน า
ททดลองนจะถกกวนเปนเวลาสองอาทตยเพอใหเขาถง
ภาวะสมดล ขอมลเตาเผาแบบดงเดมเปนคาเฉลยส าหรบถานสามชนดทท าจากไมไผ ไมยคาลปตสผาซก และทอน
ไมสนทเผาในถง 200 ลตรและเตาเผาอฐ สวนขอมลของการทดลองไพโรไลซสเปนคาเฉลยของถานสชนดทท า
จากไมไผ ไมยคาลปตส ไมล าไยและทอนไมสน ตดเปน
ชนขนาดเทากน (15 ซม.x 10 ซม.x 1 ซม.) และเขาขบวนการไพโรไลซสภายใตการควบคมอณหภมและ
อากาศ ขอมลของเตาแกซซไฟรแบบท าอาหารเปนคาเฉลยจากถานท าจากขเลอยสนอดเมดหลายๆชดใน
เตาเผา TLUD ขนาด 1 แกลลอนภายใตภาวะลมเปาธรรมชาต(ND) และลมเปาบงคบ (FD ใชพดลมไฟฟา)
โดยเตาแกซซไฟรแบบท าอาหาร FD และเตาแกซซไฟร
ND ขนาดถง 200 ลตรสามารถก าจด 2,4-D ใหมคาต ากวาคาการตรวจสอบ (2 ไมโครกรม/ลตร) นนคอประมาณ
“100 เปอรเซนต”
ขอสรปปจจบนจากการวจยในหองทดลองและ
ภาคสนาม
โดยสรปคอ เมอเปรยบเทยบกบการผลตถานแบบดงเดมแลว การผลตถานดวยเตาแกซซไฟรนนประหยดพลงงาน
กวามาก และยงปลอยกาซทเปนมลพษกบบรรยากาศนอยกวามาก ยงกวานนเตาแกซซไฟรยงสามารถใชงานได
ดวยเศษเหลอใชจากพนทการเกษตรและปาไม เหมาะ
ส าหรบเชอเพลงชวมวลขนาดเลก เตาแกซซไฟรสามารถเชอมตอเขากบหนวยอนๆและประยกตใชเพอเกบความ
รอนและใชความรอนทเปนผลพลอยได การวจยยงแสดงใหเหนวาเครองมอส าหรบขบวนการไพโรไลซสทงขนาด
ภาพท 8 พนทผว/ถานไบโอชารจากไมสน
ภาพท 9 รพรน/ถานไบโอชารจากไมสน
ภาพท 10 แผนภาพแสดงการกรองแยกยาก าจดวชพชทวไปคอ 2,4-D (กรด 2,4-dichlorophenoxyacetic ) จากสารละลายดวยถานตางๆทใชในการทดลอง
พนทผว/ถานไบโอชารจากไมสน
อณหภมสงสด
เตาแกซซไฟร
ท าอาหาร
เตาเผาในหองทดลอง
เตาเผาแบบเดม
อณหภมสงสด
เตาเผาแบบเดม (ไมไผ ไมยคา ไม
ล าไย ไมสน)
เตาเผาในหองทดลอง (ไมไผ ไมยคา ไมล าไย
ไมสน)
เตาแกซซไฟร
ท าอาหาร (ขเลอยอดเมด)
เตาแกซซไฟรท าอาหาร
(ไมยคา ไมไผ)
การกรองแยกยาก าจดวชพช 2,4-D ดวย
ถานไบโอชาร (100มก/ถาน 1ลตร)
ยาก าจดวชพชทถกแยกออก
ปรมาตรรพรนรวม
เตาเผาแบบเดม
อณหภมสงสด
เตาเผาในหองทดลอง
เตาแกซซไฟร
ท าอาหาร
ปรมาตรรพรนขนาดเลก
รพรน /ถานไบโอชารจากไมสน
5
เลก(ใชท าอาหาร) และขนาดใหญขน (ถง 200 ลตร) สามารถใหอณหภมสงสม าเสมอ (650-950°C) เพอสรางพนทผวและรพรนทดใน
ถานเพอเพมประสทธภาพการดดซบยาก าจดวชพชในการทดลอง ดงนน ถานไบโอชารทไดจากเตาแกซซไฟรถอวาเปนเทคโนโลยทมศกยภาพทเหมาะสม ประหยด และยงยนเพอการบ าบดน าทไมตองมคาใชจายสงในพนทหางไกลและประเทศก าลงพฒนา
ยงกวานน นอกจากการใชถานไบโอชารส าหรบการบ าบดน าแลว ถานไบโอชารทใชแลวยงสามารถน าไปใชประโยชนดานการปรบปรงดน
และเปนกลวธกกเกบคารบอน ซงแทจรงแลวเราขอแนะน าใหมการน าไปใชกบป ยหมก29และการน าไปใสดนเมอตองการทงถานทผานการ
กรองแลว วธการทดทสดส าหรบชมชนในเขตหางไกลและเจาของพนทขนาดเลกในการน าถานทใชแลวไปใชไดประโยชนสงสดคอปลอยไวสกพกและทงไวใหมสภาพทเหมาะสมทจลนทรยในสภาพแวดลอมจะยอยสลายสารปนเปอนทถกดดซบไว อณหภมทเพมขนเชนใน
ขณะทมการหมกของเสยอนทรย ตวอยางเชนหองน าป ยหมก จะเปนการเรงกจกรรมของจลนทรยและขบวนการยอยสลาย ยงกวานน จากการศกษาทเพงผานมาไมนานเกยวกบตวดดซบทเปนคารบอนนน เราไมไดคาดหวงวาจะมสารปนเปอนถกปลอยออกมาสดนและตนไม
จากการชะละลายจากถานกรองทใชแลว30วธการแบบเกาวธหนงในการใสถานกรองทใชแลวในดนสามารถน ามาประยกตใชไดดวยการผสมเขากบดนในอตราต าคอใชถานประมาณ 16 กโลกรมตอไร
กรณศกษาการใชการกรองดวยถานไบโอชารกบชดบ าบดน าแบบผานวสดกรองหลายข นเพอไวใชเอง
ภาพท 11 เปนระบบบ าบดน าขนาดกลาง (ไมเกน 3000 ลตรตอวน) แบบไหลผานวสดกรองหลายขน
โดยไมใชพลงงาน ซงเปนระบบทใชชดกรองทเปน
หน ทรายกรองชวภาพ และถาน ระบบนใช
งบประมาณนอยกวาประมาณ 15,000 บาท (ตาม
แรงงานและวสดในทองถน) ในการสรางและสามารถใชงานไดหลายปโดยตองมการเปลยนวสดเปนระยะๆ
คอทรายกรองชวภาพและถานทตองเปลยนใหมทกๆ 2-3 ป ระบบนถกตดตงเมอเดอนกมภาพนธ 2551
และใหบรการชมชนเกษตรแหงหนงทางภาคเหนอ
ของประเทศไทยทมประชากรจ านวนทเปลยนแปลงตามฤดกาลตงแต 10-100 คน (โดยเฉลย 40 คน)
และบ าบดน าทงหมดทใชในพนทการเกษตรไมวาจะเปนเพอน าดม ใชในครว และรานอาหาร (การเตรยม
อาหารและเครองดม น าลางชาม)
ส าหรบครวเรอนและชมชนทหางไกลมากๆ การบ าบด
น าไวใชเองทราคาไมแพงเพอก าจดสารปนเปอนชวภาพและเคมนนสามารถท าไดดวยการใชวสดกรอง
ทท าขนเองและหามาไดจากในพนท ภาพท 12 และ
13 แสดงโรงงานบ าบดน าดมแบบไหลผานสงกรองโดยไมใชพลงงานโดยสามารถเคลอนยายไดและให
น าสะอาดไดวนละไมเกน 300 ลตรตอวน (พอดกบความตองการน าดมตอวนส าหรบคน 100 คน) โดยม
ชดกรองของหน ทรายกรองชวภาพ และถาน ถงกรองเปนถงโพลเอธาลน (HDPE)ทมความหนาสง
ปราศจาก BPA ขนาด 200 ลตรจ านวน 4 ถง โดยถง
เปลามน าหนกนอยกวา 10 กโลกรม และสามารถขนยายเขาไปในชมชนหางไกลดวยการแบกหรอหามไป
โดยถงเหลานเชอมตอกนดวยทอและอปกรณพวซ ซงการเตมวสดกรองใสถงสามารถท าไดทสถานท
ตองการใชและวสดเหลานนหาไดใกล ๆ ระบบนมใช
งบประมาณ 3750 บาท ในการกอสราง และสามารถประกอบสวนตางๆเขาดวยกนโดยใชเครองมอไมมาก
(เชน ชดเครองมอเอนกประสงค) และสามารถใชงานไดหลายป โดยเปลยนวสดกรองเปนระยะๆคอทรายกรองชวภาพและถานปละครง ระบบนแสดงไวในภาพท 12 ทก าลงใชงานในหอพกโรงเรยนส าหรบเดกกะเหรยงทเปนผอพยพทชายแดนไทย-พมา
ภาพท 11 ระบบบ าบดน าแบบไหลผานสงกรองหลายขนขนาด 3000 ลตรตอวน “ท าใชเองในหมบาน”
วาลวลกลอย
กอกกวนน า
แทงคกรองกรวดหยาบ แบบไหลขน
แทงคกรองทรายชวภาพ/ชา
แทงคกรองถาน (ไบโอชาร)
แทงคเกบน าสะอาด
แทงคกรองกรวด
แทงคกรองทราย
วาลวเกบตวอยางแทงคกรองกรวด
วาลวเกบตวอยางแทงคกรองทราย
แทงคกรองถาน
แทงคเกบน าสะอาด
วาลวเกบตวอยางแทงคกรองถาน
มาตรวดน า
6
คมอและวดโอแนะน าส าหรบใครกตามทสนใจในรายละเอยดการออกแบบ
การประกอบ และการใชงานของระบบบ าบดน าเหลาน รวมถงเตาแกซซไฟรราคาประหยดส าหรบการผลตถานไบโอชารทเพมประสทธภาพในการกรองน า
โดยใชชวมวลทเหลอใชจากการด าเนนชวตประจ าวน ทานสามารถดไดจากเวบไซทของ Aqueous Solutions (www.aqsolutions.org)
อางอง
1 Harris J and McCartor A. The World’s Worst Toxic Pollution Problems Report 2011: The Top Ten of the Toxic Twenty.
Blacksmith Institute, 2011. (http://www.worstpolluted.org/) 2 Schwarzenbach RP, BI Escher, Fenner K, Hofstetter TB, Annette Johnson CA, von Gunten U, Wehrli B. 2006. The Challenge of
Micropollutants in Aquatic Systems, Science, Vol. 313, p. 1072. 3 PAN-NA. Pesticide Use in Thailand. Pesticide Action Network North America Updates Service (PANUPS). Pesticides News,
March 1997. Accessed online 03/21/07. http://www.panna.org/panna/. 4 World Health Organization and UNICEF 2010, Progress on Sanitation and Drinking Water, 2010 Update. 5 http://whconference.unc.edu/index.cfm 6 Kearns JP, Nyer B, Mansfield E, McLaughlin H, Rutherford D, Knappe DRU, Summers RS. Top-Lit Up-Draft (TLUD)
CookstoveBiochar: Appropriate Technology for Sustainable Low-Cost Household Clean Energy, Water Treatment, Agronomic
Enhancement, and Distributed CO2 Sequestration. Poster presentation at Global Water and Heath Conference, University of North
Carolina, Chapel Hill, NC October 2011. 7 Stuetz W, Prapamontol T, Erhardt JG, Classen HG. Organochlorine pesticide residues in human milk of a Hmong hill tribe living
in Northern Thailand. The Science of the Total Environment 273, 2001. p. 53. 8 “It is good to keep water in copper vessels, to expose it to sunlight, and filter through charcoal.” Translation by FE Place of the
Sanskrit OusrutaSanghita, written c.a. 2000 B.C. 9 United Nations Energy Statistics Database, United Nations Statistics Division, http://data.un.org/Browse.aspx?d=EDATA,
ภาพท 12 และ 13 แผนภาพแสดงโครงราง
ภายนอกของวสดกรองในระบบบ าบดน าเพอใชดมขนาด 300 ลตรตอวนทผานวสดกรองหลายชนและขน
ยายได ภาพแสดงโดย Nathan Reents
ระบบบ าบดน าเพอผลตน าดมแบบเคลอนยายได
ถงกรองกรวดแบบไหลขน
ถงกรองทรายชวภาพ
ถงกรองถาน
ถงเกบน าสะอาด
ถงกรองกรวดแบบไหลขน
ถงกรองทรายชวภาพ
ถงกรองถาน
ถงเกบน าสะอาด
7
accessed 11/5/2011.
10 Chen J, Zhu D, Sun C. 2007. Effect of heavy metals on the sorption of hydrophobic organic compounds to wood charcoal.
Environmental Science & Technology, 41(7), 2536–2541. 11 Thus this is a major objective of our research at Aqueous Solutions (www.aqsolutions.org) and the subject of Josh Kearns’ Doctoral
Dissertation in Environmental Engineering / Engineering for Developing Communities at the University of Colorado-Boulder. 12 Burnette R. Charcoal production in 200-liter horizontal drum kilns. ECHO Asia Notes No. 7, October 2010. Hugill, B. Biochar –
An organic house for soil microbes. ECHO Asia Notes No. 9, April 2011. 13 Kearns JP, Wellborn LS, Summers RS, Knappe DRU. Removal of 2,4-D herbicide from water by indigenous charcoal carbons
(biochar). Submitted to Journal of Water and Health (in review). 14 Smith, K. R., Pennise, D. M., Khummongkol, P., Chaiwong, V., Ritgeen, K., Zhang, J., Panyathanya, W., Rasmussen, R. A., &
Khalil, M. A. K. 1999 Greenhouse Gases from Small-Scale Combustion Devices in Developing Countries: Charcoal-Making Kilns
in Thailand; Report EPA-600/R-99-109; Office of Air and Radiation and Policy and Program Evaluation Division, U.S.
Environmental Protection Agency: Washington, DC. 15 Foley, G. 1986 Charcoal Making in Developing Countries. Earthscan: London. 16 UNDP, UNEP. 2009. Bio-Carbon Opportunities in Eastern and Southern Africa: Harnessing Carbon Finance to Promote
Sustainable Forestry, Agro-Forestry and Bio-Energy. 17 International Biochar Initiative, 2011. http://www.biochar-international.org/technology/stoves, accessed 11/5/2011. 18 Inyenyeri Rwandan Social Benefit Company, http://inyenyeri.org/business-model, accessed 11/5/2011. 19 Lehmann, J., Gaunt, J., Rondon, M., 2006. Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems – a review. Mitig. Adapt. Strateg.
Glob. Change 11, 395–419. 20 Bracmort KS (2009) Biochar: examination of an emerging concept to mitigate climate change. Congressional Research Service. 7-
5700, CRS Report No. R40186. Available at: http://ncseonline.org/NLE/CRs/abstract.cfm?NLEid=2216 21 UNDP, UNEP 2009, op. cit. 22 UNDP, UNEP 2009, op. cit. 23 Grieshop et al. 2011, op. cit. 24 Biochar for Environmental Management: Science and Technology. 2009. Lehmann J and Joseph S, eds. Earthscan, UK & USA. 25 Kearns JP, Shimabuku K, Wellborn LS, Knappe DRU, Summers RS. Biochar production for use as low-cost adsorbents:
Applications in drinking water treatment serving developing communities. Presentation to 242nd
national meeting of the American
Chemical Society, Denver, CO, August 2011. 26 Kearns JP, Nyer B, Mansfield E, McLaughlin H, Rutherford D, Knappe D, Summers RS. Top-lit up-draft (TLUD)
cookstovebiochar: appropriate technology for sustainable low-cost household clean energy, water treatment, agronomic
enhancement, and distributed CO2 sequestration. Poster presentation: Global Water and Health Conference, University of North
Carolina, Chapel Hill, NC, October 2011. 27 Gilliom RJ, Barbash JE, Crawford CG, Hamilton PA, Martin JD, Nakagaki N, Nowell LH, Scott J C, Stackelberg PE, Thelin GP,
and Wolock DM. 2006. The quality of our nation’s waters: pesticides in the nation’s streams and ground water, 1992-2001. US
Geological Survey Circular 1291. 28 PAN Pesticides Database (www.pesticideinfo.org). Online database of pesticide information, Pesticide Action Network. Accessed
11/4/10. 29 Joyce J. Conditioning biochar for application to soils. Chapter 15 in TheBiochar Revolution: Transforming Agriculture &
Environment, P. Taylor ed. 2010. 30 Corwin CJ and Summers RS. 2011. Adsorption and desorption of trace organic contaminants from granular activated carbon
adsorbers after intermittent loading and throughout backwash cycles. Water Research 45, 417-426.
8
เกยวกบผเขยนา
จอช เครนส เปนผรวมกอตงและผอ านวยการดานวทยาศาสตรท Aqueous Solutions และทานก าลงศกษาปรญญาเอกดานวศวกรรมสงแวดลอมส าหรบการพฒนาชมชนทมหาวทยาลย University of Colorado-Boulder ทานไดรบวทยาศาสตรมหาบณฑตดานชวธรณเคม
ส งแวดลอมจากมหาวทยาลย UC-Berkeley และปรญญาวทยาศาสตรบณฑตดานเคมจากมหาวทยาลย Clemson นอกจากนทานมประสบการณ 6 ปในการท างานดานการพฒนาชนทบแบบยงยนในทวปเอเชยตะวนออกเฉยงใต โดยทานสามารถตดตอคณจอช เครนส
ไดท (720) 989 3959 หรอ [email protected], [email protected], และ Skype (“joshkearns”)
เกยวกบองคการ
Aqueous Solutions (www.aqsolutions.org) เปนองคการทไมหวงผลก าไร โดยการเปนรวมตวของอาสาสมครทเปนนกวทยาศาสตรท
ท างานวจย, วศวกรภาคสนาม, และนกออกแบบเชงนเวศนทท างานเพอสงเสรมความมนคงในการด ารงชวต, ความยงยนดานสงแวดลอมและเศรษฐกจ และการพงพาตนเองของชมชนผานการออกแบบเชงนเวศนและเทคโนโลยทเหมาะสมส าหรบน าดมและสขอนามย
เราจดท าการวจยภาคสนามและในหองทดลองเกยวกบระบบบ าบดน าขนาดเลกเพอใชเองและระบบสขอนามยเชงนเวศน นอกจากนเรายง
บรการใหค าปรกษาดานเทคนคและการจดการโครงการพฒนาสงอ านวยความสะดวกเพอน าดมและสขอนามยทยงยนโดยรวมมอกบชมชนหางไกล ชมชนทเปนกลมชาตพนธ และชมชนทสงคมไมเหนความส าคญทงทางดานการเมองหรอเศรษฐกจในทวปเอเชยตะวนออกเฉยง
ใต การวจยของเรามเปาหมายเพอแสดงใหเหนการประยกตใชถานทผลตขนเองในทองถนเพอใชในการบ าบดน าในครวเรอนและชมชนขนาดเลกในชมชนก าลงพฒนา โดยงานน เราตระหนกถงประโยชนสามอยางส าหรบสขภาพของคนในชมชน ความยงยนของสงแวดลอม
และเศรษฐกจของชมชน ซงไดแก (1) เพอเสนอวธการบ าบดน าทสามารถท าไดเองและราคาประหยดในชมชนทยงไมมการบรการน (2)
เพอทดแทนการสรางมลภาวะและการผลตถานทใชพลงงานอยางไมมประสทธภาพดวยการใชเตาแกซซไฟรทเปนมตรกบสงแวดลอม และ (3) เพอสงเสรมธรกจขนาดเลกระดบหมบานในการผลตตวดดซบทมประสทธภาพ โดยผานการมสวนรวมกบรฐบาล ธรกจขนาดเลก
และองคกร NGO ทงในและตางประเทศ เราท าการเผยแพรผลของงานวจยเหลานเพอใหน าไปใชเปนเทคโนโลยทเหมาะสมทจะให ประโยชนกบการด ารงชวตของคนในชมชนรวมถงเปนประโยชนกบสงแวดลอมดวย
