จุลินทรีย์ธรรมชาติเพื่อประยุกต์ใช้ในการบำบัดสิ่งแวดล้อมโดยชีววิธี
Application of Natural Microorganisms for Environment Treatment
          สารตกค้างที่ปนเปื้อนทั้งในดินและน้ำก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม การกำจัดหรือลดปริมาณสารตกค้างที่มีประสิทธิภาพสูงและไม่ก่อให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมวิธีหนึ่งคือ การย่อยสลายทางชีวภาพโดยจุลินทรีย์ งานวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ในการคัดเลือกสายพันธุ์จุลินทรีย์ท้องถิ่น ศึกษาประสิทธิภาพในการย่อยสลายเพื่อประยุกต์ใช้ในกระบวนการกำจัดหรือลดปริมาณตกค้างในสภาวะแวดล้อมจริงซึ่งเป็นอีกแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดมลภาวะที่เกิดขึ้นทั้งในดินและแหล่งน้ำต่างๆ

         วัตถุประสงค์ของงานวิจัย
         1. คัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์พื้นเมืองจากตัวอย่างดินและน้ำ ที่แยกได้จากแหล่งธรรมชาติอันมีลักษณะปนเปื้อน
         2. การศึกษาคุณสมบัติในการเป็น Bioremediator และ / หรือ Biodegradator  ของจุลินทรีย์ที่คัดเลือกได้ภายใต้สภาวะทดลองในห้องปฏิบัติการ ได้แก่  การทดสอบประสิทธิภาพในการย่อยสลายสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและการย่อยสลายสารป้องกันกำจัดวัชพืช

          วิธีดำเนินการวิจัยและผลที่ได้จากการดำเนินงาน

          1.คัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์ที่แยกได้จากแหล่งธรรมชาติอันมีลักษณะปนเปื้อน
               เก็บตัวอย่างดินและน้ำทะเลจากจังหวัดรอบชายฝั่งทะเลฝั่งอ่าวไทย ได้แก่ ชลบุรี ระยอง จันทบุรี เพชรบุรี ประจวบคีรีขันธ์  สมุทรสาคร และ สมุทรสงคราม จำนวน 519 ตัวอย่าง จังหวัดชายทะเลฝั่งอันดามันจาก 2 จังหวัดได้แก่ พังงา และชุมพร จำนวน 252 ตัวอย่าง และจังหวัดใกล้เคียงวิทยาเขตได้แก่  นครปฐม และสุพรรณบุรี  จำนวน 28 ตัวอย่าง  แยกเชื้อเบื้องต้นโดยวิธี Spread plate technique ที่ระดับความเจือจางต่างๆ บนอาหารจานอาหารแข็ง Nutrient Agar (NA) สามารถแยกเชื้อจุลินทรีย์บริสุทธิ์ได้ทั้งหมดจำนวน 2,540 ไอโซเลท (Table 1)



          2.การคัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติในการย่อยสลายคราบน้ำมัน
                ในการทดลองนี้น้ำมันที่นำมาทำการทดสอบคือ น้ำมันเครื่องที่ใช้แล้ว (น้ำมันเครื่องเก่า) และน้ำมันเครื่องที่ยังไม่ใช้ (น้ำมันเครื่องใหม่) ทำการทดสอบโดยนำเชื้อจุลินทรีย์ที่ต้องการทดสอบเลี้ยงในอาหารแข็ง NA  บ่มเลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิห้อง นาน 24-48 ชั่วโมง  ทดสอบการย่อยน้ำมัน โดยวิธี Point inoculation method  ซึ่งอาหารที่ใช้ในการทดสอบคือ Mineral Salt Medium Agar (MSM agar) เติมน้ำมันเครื่องที่ต้องการทดสอบในขวดอาหารหลอมแล้วปริมาตร 2 เปอร์เซ็นต์ก่อนเทลงในจานเลี้ยงเชื้อ ทิ้งให้ผิวหน้าอาหารแห้ง จากนั้นใช้เข็มเขี่ยเชื้อปลายแหลมเขี่ยเชื้อจากหลอดอาหารแข็งที่มีเชื้อทดสอบจิ้มลงบนผิวหน้าอาหาร บ่มเลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิห้องนาน 10 วัน โดยทำการตรวจวัดผลการย่อยสลายน้ำมันเครื่องที่เวลา 7 วัน บันทึกบริเวณใสที่เกิดรอบโคโลนีเชื้อทดสอบ
               พบว่า มีเชื้อที่สามารถย่อยสลายน้ำมันเครื่องใช้แล้วจำนวน 781 ไอโซเลท (30.75%)ไอโซเลท (Table 2)จัดอยู่ในระดับของการย่อยสลายได้ดีมากจำนวน 63ไอโซเลท(2.48%) ย่อยสลายน้ำมันเครื่องใหม่จำนวน 60 ไอโซเลท (2.36%) จัดอยู่ในระดับของการย่อยสลายได้ดีมาก จำนวน 8 ไอโซเลท (0.31%)  จะเห็นว่าเชื้อทดสอบส่วนใหญ่สามารถย่อยสลายน้ำมันเครื่องใช้แล้วได้ดีกว่าน้ำมันเครื่องใหม่ อาจเนื่องมาจากโครงสร้างทางเคมีของน้ำมันเครื่องใหม่ที่สลายพันธะได้ยาก จุลินทรีย์จึงใช้คาร์บอนเป็นแหล่งพลังงานในการเจริญเติบโตได้น้อย การทดลองนี้เป็นเพียงการทดสอบเบื้องต้นเพื่อคัดเลือกจินทรีย์ที่มีความสามารถในการย่อยสลายคราบน้ำมัน หากต้องการทราบถึงปริมาณน้ำมันที่ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ทดสอบที่แน่นอนและแม่นยำ อาจจะต้องใช้เครื่องมือในการตรวจสอบที่มีความซับซ้อนกว่าการตรวจวัดโดยการสังเกตด้วยสายตา


Fig. 1 Oil degradation by microorganisms (A) diagram for point inoculation method (B) Oil degradation by microorganisms isolated from Chanthaburi province.

          3.การคัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติในการย่อยสลายสารกำจัดวัชพืชตกค้าง
                เตรียมอาหารสำหรับการทดสอบคือ Mineral Salt Medium (MSM) บรรจุลงในขวดอาหาร ปริมาณ 100 มิลลิลิตร  เตรียมสารเคมีกำจัดวัชพืช 3 ชนิดได้แก่ paraquat  2,4-D  และ glyphosate  ให้สารเคมีแต่ละชนิดมีความเข้มข้น 2 NRR (NRR : Normal Recommended Rate) ซึ่งมีความเข้มข้นเป็น 2 เท่า ของที่บริษัทผู้จำหน่ายแนะนำบนฉลากกำกับข้างบรรจุภัณฑ์  ดูดสารเคมีแต่ละชนิดใส่ลงในขวดอาหารทดสอบที่นึ่งฆ่าเชื้อแล้วและหลอมไว้ที่อุณหภูมิ 50-55  องศาเซลเซียส  เขย่าเพื่อให้อาหารและสารทดสอบเข้ากัน แล้วเทอาหารลงในจานอาหารที่อบฆ่าเชื้อแล้ว ทิ้งให้ผิวหน้าแห้ง จากนั้นทดสอบความสามารถของเชื้อในการทนทานต่อสารกำจัดวัชพืช โดยวิธี point inoculation โดยใช้เข็มเขี่ยเชื้อที่เลี้ยงไว้ในอาหารผิวเอียง NA  จิ้มลงบนผิวหน้าอาหารทดสอบซึ่งผสมสารกำจัดวัชพืช บ่มเลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิห้องนาน 7 วัน  ตรวจดูระดับความสามารถในการเจริญและการย่อยสลายสารกำจัดวัชพืชชนิดต่างๆ
               พบจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการย่อยสลายสารกำจัดวัชพืชอยู่ในระดับย่อยสลายได้น้อยถึงย่อยสลายได้ดีมากจำนวน 851 ไอโซเลท (82.78%) สามารถย่อยสลาย paraquat ได้ดีที่สุดคือ 486 ไอโซเลท (47.28%) และมีจำนวนเชื้อจุลินทรีย์ทดสอบที่สามารถย่อยสลายกำจัดวัชพืช glyphosate ได้ใกล้เคียงกับสารกำจัดวัชพืช 2,4-D  คือ 55 ไอโซเลท (5.35%) และ 71 ไอโซเลท (6.91%) ตามลำดับ   นอกจากนี้พบว่า มีเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำการทดสอบความสามารถในการย่อยสลายและทนทานต่อสารกำจัดวัชพืช paraquat พบคุณสมบัติพิเศษคือ พบบริเวณใส (clear zone) เกิดขึ้นรอบโคโลนีของเชื้อจุลินทรีย์ทดสอบ แต่จะไม่พบบริเวณใสรอบโคโลนีของจุลินทรีย์ที่ทดสอบกับสารกำจัดวัชพืชอีก 2 ชนิด คือ glyphosate และ 2,4-D ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากลักษณะบริเวณใสที่เกิดขึ้นอาจเป็นผลจากการที่เชื้อย่อยสลาย inert material ไม่ใช่ส่วนของ active ingredient  ซึ่งต้องมีการทดสอบในขั้นต่อไป เพราะการทดลองนี้เป็นการคัดเลือกเบื้องต้นว่าจุลินทรีย์ชนิดใดบ้างที่มีคุณสมบัติในการย่อยสลายสารกำจัดวัชพืชได้

                                                                                                                                                                                                                                                                                                            


                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Fig. 2 Herbicides degradation by microorganisms (A) diagram for point inoculation method (B) herbicide (paraquat) degradation by microorganisms isolated from Nakhonpathom  province.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

คณะผู้วิจัย
รศ.ดร.จุรีย์รัตน์ ลีสมิทธิ์ และน.ส.สมพร สัมโย
สาขาวิทยาศาสตร์ชีวผลิตภัณฑ์ คณะศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน
โทร. 087-5334923 , 034-281105-6 ต่อ 7654