แนวทางในการลดปริมาณการสะสมโลหะหนักในผักพื้นที่ผลิตผัก ขอบชุมชมเมือง

       

            ปริมาณการจราจรที่หนาแน่นในพื้นที่ขอบชุมชนเมือง ก่อให้เกิดปัญหาการปนเปื้อนโลหะหนักสู่ดินและพืชปลูกในพื้นที่การเกษตรริมถนน เนื่องจากการตกสะสมของโลหะหนักที่ปนเปื้อนในเขม่าควันจากการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงและเศษชิ้นส่วนจากการสึกกร่อนยานยนต์  จึงทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบปริมาณการดูดใช้และสะสมสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในผักเศรษฐกิจ 7 ชนิด ได้แก่ ผักกาดเขียวกวางตุ้ง ผักคะน้า ผักกาดขาวปลี ขึ้นฉ่าย สะระแหน่ กะเพรา และผักบุ้ง ที่ปลูกบนดินปนเปื้อนโลหะหนักจากพื้นที่ผลิตผักริมถนน ขอบชุมชนเมือง จังหวัดสระบุรี  ซึ่งมีปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมทั้งหมดในดินอยู่ในช่วง 68.3 - 151.5, 16.1 - 30.6 และ 1.3 - 3.7 mg kg-1 และปริมาณที่สกัดได้ในดินอยู่ในช่วง 1.1 - 12, 1.4 - 2.8 และ 0.1 - 0.3 mg kg-1 ตามลำดับ พบว่าปริมาณทั้งหมดของสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในเนื้อเยื่อผักอยู่ในช่วง 3.58 – 10.49, 0.15 – 2.23 และ 0.11 – 0.41 mg kg-1 WW ความสามารถในการดูดใช้และสะสมสังกะสีในผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ขึ้นฉ่าย > สะระแหน่ > ผักคะน้า > ผักกาดขาวปลี > กะเพรา > ผักบุ้ง ความสามารถในการดูดใช้และสะสมตะกั่วในผักกาดขาวปลี > ขึ้นฉ่าย > ผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ผักคะน้า > สะระแหน่ > ผักบุ้ง > กะเพรา และความสามารถในการดูดใช้และสะสมแคดเมียมในผักคะน้า > ผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ผักกาดขาวปลีและขึ้นฉ่าย > ผักบุ้ง > กะเพรา  > สะระแหน่ตามลำดับ            ดังนั้นผักบุ้งจึงเหมาะสมสำหรับปลูกในพื้นที่ผลิตผักริมถนนเนื่องจากมีแนวโน้มในการดูดใช้และสะสมโลหะหนักในปริมาณต่ำกว่าผักชนิดอื่น เช่นเดียวกับกะเพราและสะระแหน่ที่นิยมบริโภคต่อมื้ออาหารในปริมาณน้อย ซึ่งเป็นแนวทางหนึ่งในการผลิตผักปลอดภัยจากการการปนเปื้อนโลหะหนักในพื้นที่ริมถนน 

           กระบวนการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์และการเคลื่อนที่ไปบนถนน ส่งผลให้เกิดการแพร่กระจายของโลหะหนักสู่บรรยากาศ โดยถูกปลดปล่อยออกมาพร้อมกับเขม่าควันจากกระบวนการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิง (วนิดา, 2550) นอกจากนี้การรั่วของน้ำมัน การสึกกร่อนของยางรถยนต์ แบตเตอรี่รถยนต์ และส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสมต่าง ๆ โดยเฉพาะหม้อน้ำรถยนต์ ก็เป็นสาเหตุสำคัญของการเพิ่มเติมโลหะหนักเข้าสู่บรรยากาศ ดิน และพืชปลูกริมถนน (Dolan et al., 2006) พบว่าตะกั่ว แคดเมียม ทองแดง และสังกะสี เป็นโลหะหนักที่ก่อให้เกิดการปนเปื้อนที่สำคัญในดินริมถนน (Jaradat and Momani, 1998) โดยปริมาณการปนเปื้อนโลหะหนักในดินมีแนวโน้มลดลงเมื่อระยะห่างจากถนนเพิ่มขึ้น (Khallid et al., 2006) และโลหะหนักดังกล่าวถูกถ่ายทอดสู่ห่วงโซ่อาหารผ่านทางการดูดใช้และสะสมของพืชปลูกในพื้นที่ริมถนน โดยเฉพาะผักกินใบ พบว่าผักบางชนิดสะสมโลหะหนักส่วนใบพืชมากกว่าส่วนของผล และเมล็ดตามลำดับ (Grace et al., 2005)จึงศึกษาอิทธิพลของชนิดผักต่อปริมาณการดูดใช้และสะสมโลหะหนัก เพื่อหาแนวทางในการผลิตผักปลอดภัยในพื้นที่ผลิตผักริมถนน เขตชุมชนเมือง โดยเลือกชนิดผักที่มีปริมาณการดูดใช้และสะสมโลหะหนักในระดับปลอดภัยปลูกทดแทน เนื่องจากมีวิธีการและขั้นตอนไม่ซับซ้อน ค่าใช้จ่ายต่ำ  อาศัยเพียงกระบวนการทางธรรมชาติของพืชที่สามารถการเคลื่อนย้ายและสะสมโลหะหนักแตกต่างไปตามชนิดและพันธุ์ของพืช 

อุปกรณ์และวิธีการ

           เลือกดินเพื่อเป็นตัวแทนในการศึกษาจากพื้นที่ผลิตผักริมทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3034 ขอบชุมชนเมือง จังหวัดสระบุรี ปริมาณการจราจรประมาณ 35,000 คันต่อวัน ขนาดพื้นที่ 80 x 150 ตารางเมตร (ภาพที่ 1) สุ่มเก็บตัวอย่างดินเพื่อศึกษาทุก ๆ ระยะ 10 เมตรจากขอบแปลง พบว่าที่ระยะ 20 – 40 เมตรจากขอบแปลงเป็นบริเวณได้รับผลกระทบจากการตกสะสมของสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมจากเขม่าควันการจราจรสูงสุด ทำการสุ่มเก็บตัวอย่างดินตัวแทนที่ระยะ 20 – 40 เมตรจากถนน
เลือกผัก 7 ชนิด ได้แก่ ขึ้นฉ่าย สะระแหน่ กะเพรา ผักคะน้า ผักกาดขาวปลี ผักกาดเขียวกวางตุ้ง และผักบุ้ง โดยพิจารณาจาก 2 ปัจจัยคือ เกษตรกรในพื้นที่นิยมปลูกมากที่สุดและมีราคาสูง ปลูกผักทั้ง 7 ชนิดในดินปนเปื้อนโลหะหนักภายใต้สภาพควบคุมในเรือนทดลอง โดยวางแผนการทดลองแบบ Completely Randomized Design มี 7 ตำรับการทดลอง 4 ซ้ำ ชั่งตัวอย่างดินกระถางละ  7  กิโลกรัม จำนวน 28 กระถาง หยอดเมล็ดพันธุ์ผักลงไปชนิดละ 4  กระถาง ยกเว้นขึ้นฉ่ายใช้ต้นกล้าที่อายุประมาณ 1 สัปดาห์ จากนั้นรดด้วยน้ำกรองวันละ 2  ครั้ง เมื่อกล้าผักมีอายุประมาณ 1 สัปดาห์ ถอนแยกให้เหลือ 1 ต้นต่อกระถาง และใส่ปุ๋ยเคมีสูตร 15-15-15 อัตรา 1.12 กรัมต่อกระถาง  เมื่อกล้าผักอายุ 20 วัน จึงใส่ปุ๋ยยูเรียอัตรา 1.12 กรัมต่อกระถาง  เมื่อผักเจริญเติบโตถึงระยะเก็บเกี่ยว เก็บตัวอย่างผักเฉพาะส่วนที่นำไปบริโภค นำมาวิเคราะห์ปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมด้วยเครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer

ภาพที่ 1  แสดงจุดเก็บตัวอย่างดินและลักษณะของพื้นที่ผลิตผักริมทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3034

ผลการทดลองและวิจารณ์

            ปริมาณโลหะหนักในตัวอย่างดินและปุ๋ยเคมีสูตรต่าง ๆ ที่ใช้สำหรับปลูกพืชทดสอบแสดงดังตารางที่ 2 พบว่าการปนเปื้อนสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมทั้งหมดในดินต่ำกว่าค่ามาตรฐานดินเพื่อการเกษตรของประเทศไทยและประเทศเนเธอร์แลนด์ (คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ, 2547; Swaileh
et al
., 2004) และปุ๋ยเคมีสูตร 15-15-15 มีแนวโน้มการปนเปื้อนโลหะหนักสูงกว่าสูตร 46-0-0
จะเห็นได้ว่าปุ๋ยเคมีเป็นแหล่งหนึ่งที่สำคัญในการเพิ่มเติมโลหะหนักสู่พื้นที่การเกษตร

ตารางที่ 1  ปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในดิน ปุ๋ยเคมีสูตร 15-15-15 และปุ๋ยเคมีสูตร 46-0-0  สำหรับการ
                  ทดลองปลูกพืชทดสอบในเรือนทดลอง

 

ค่าวิเคราะห์

ค่ามาตรฐานดินเพื่อการเกษตร (Total)

โลหะหนัก

ดินริมถนน

ปุ๋ยเคมีสูตร 15-15-15

ปุ๋ยเคมีสูตร 46-0-0

ประเทศไทย

ประเทศ

 

Total1/

Extractable2/

Total3/

Total3/

เนเธอร์แลนด์

 Zn (mg kg-1)

126.95

6.68

60.33

1.09

ไม่มี

500

Pb (mg kg-1)

47.17

1.83

19.03

7.00

400

150

Cd(mg kg-1)

3.84

0.15

0.18

0.08

37

5

มายเหตุ:       1/ HNO3-HClO4 acid mixture อัตราส่วน 5:2 (ดัดแปลงจาก Michael et.al., 1982)
                        2/ Extracted with 0.005 M DTPA pH 7.3 (Lindsay and Norvell, 1978)       3/ HCl-HNO3 acid mixture; 3:1 (สุนันทา, 2551)

           ปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในผักแต่ละชนิดแสดงดังภาพที่ 2 พบว่าปริมาณสังกะสีทั้งหมดในเนื้อเยื่อผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ขึ้นฉ่าย > สะระแหน่ > ผักคะน้า > ผักกาดขาวปลี > กะเพรา > ผักบุ้ง โดยมีปริมาณเฉลี่ยเท่ากับ 10.49, 9.48, 7.45, 6.46, 6.16, 5.82 และ 3.58 mg kg-1 WW ตามลำดับ ปริมาณตะกั่วทั้งหมดในเนื้อเยื่อผักกาดขาวปลี > ขึ้นฉ่าย > ผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ผักคะน้า > สะระแหน่ > ผักบุ้ง > กะเพรา โดยมีปริมาณเฉลี่ยของตะกั่วเท่ากับ 2.23, 2.14, 1.76, 1.60, 0.93, 0.75 และ 0.65 mg kg-1 WW ตามลำดับ และปริมาณแคดเมียมทั้งหมดในเนื้อเยื่อผักคะน้า > ผักกาดเขียวกวางตุ้ง > ผักกาดขาวปลีเท่ากับขึ้นฉ่าย > ผักบุ้ง > กะเพรา > สะระแหน่ โดยมีปริมาณเฉลี่ยเท่ากับ 0.41, 0.39, 0.33, 0.33, 0.24, 0.15 และ 0.11 mg kg-1 WW จะเห็นได้ว่าผักในตระกูล Cruciferae  (ผักคะน้า ผักกาดขาวปลี และผักกาดเขียวกวางตุ้ง) มีแนวโน้มในการดูดใช้โลหะหนักสูงกว่า Umbelliferae (ขึ้นฉ่าย) Labiatae (สะระแหน่และกะเพรา) และ Convolvulaceae (ผักบุ้ง) ตามลำดับ

                                         

อย่างไรก็ตามพบว่าปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในเนื้อเยื่อของผักทั้ง 7 ชนิดต่ำกว่าค่าที่ยอมรับให้มีได้ (permissible value) ในผักซึ่งกำหนดโดยองค์การอนามัยโลกและองค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (Codex Alimentarius, 1984) คือ ไม่เกิน 60, 5 และ 2  mg kg-1 WW  ตามลำดับ แต่ปริมาณตะกั่วทั้งหมดในผักทั้ง 7 ชนิดสูงกว่าค่ามาตรฐานอาหารสากล (Codex Alimentarius, 2006) คือ ไม่เกิน 0.3 mg kg-1 WW  สอดคล้องกับปริมาณแคดเมียมทั้งหมดในผักคะน้า ผักกาดเขียวกวางตุ้ง ผักกาดขาวปลี ผักบุ้ง และขึ้นฉ่ายคือ กำหนดให้ไม่เกิน 0.2 และ 0.05 mg kg-1 WW ในผักกินใบและผักกินใบตระกูลกะหล่ำ ตามลำดับ

ภาพที่ 2  ปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมทั้งหมดต่อน้ำหนักสดของผักเศรษฐกิจ 7 ชนิดที่ปลูกใน
ดินปนเปื้อนโลหะหนักจากพื้นที่ผลิตผักริมทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3034

1. ปริมาณสังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียมในผักทั้ง 7 ชนิดแตกต่างกัน แสดงถึงอิทธิพลของชนิดผักที่มีผลต่อความสามารถในการดูดใช้และสะสมโลหะหนักจากดินเข้าสู่เนื้อเยื่อพืช
2. ควรเลือกปลูกกะเพรา สะระแหน่ และผักบุ้งในพื้นที่ผลิตผักริมถนน เนื่องจากปริมาณการดูดใช้และสะสมโลหะหนักต่ำ และหลีกเลี่ยงการปลูกผักคะน้าและผักกาดเขียวกวางตุ้ง อย่างไรก็ตามการบริโภคผักในตระกูล Cruciferae ที่ปลูกในดินปนเปื้อนโลหะหนัก จะได้รับสังกะสีที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกายในปริมาณมากกว่าผักในตระกูลอื่น ๆ แต่ควรพิจารณาถึงปริมาณการปนเปื้อนโลหะหนักชนิดอื่น ๆ โดยเฉพาะตะกั่วและแคดเมียมในผักซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผู้บริโภคได้
3. ควรเลือกใช้ปุ๋ยมูลไก่และปุ๋ยเคมีที่มีการปนเปื้อนโลหะหนักและสารพิษต่าง ๆ ปริมาณ น้อย
4. ควรมีแนวกั้นระหว่างถนนกับแปลงปลูกเพื่อลดผลกระทบจากการตกสะสมของโลหะหนักบริเวณใกล้กับถนน เช่น การปลูกสนเป็นแนวกันลมหรือแนวไผ่ เป็นต้น

 

  
คณะผู้วิจัย :
ชลาลัย  เสน่ห์ทอง  ศวพร  ศุภผล และ ศุภมาศ  พนิชศักดิ์พัฒนา
หน่วยงาน :
 ภาควิชาปฐพีวิทยา  คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
โทร.  02-942-8104-5 ext. 220