ดร.วรนันต์ นาคบรรพต
   คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาชีววิทยา มหาวิทยาลัยมหาสารคาม

 

                  การบําบัดโดยการใช้พืช(Phytoremediation) เป็นการใช้ความสามารถของพืชเพื่อบําบัดสารมลพิษทั้งสารอินทรีย และอนินทรีย์ที่ปนเปื้อนในดิน น้ำ และอากาศ เพื่อลดอันตรายของสารมลพิษที่มีต่อมนุษย์ และสิ่งแวดล้อม นักวิจัยได้สำรวจพืชบริเวณเหมืองสังกะสีของบริษัท ผาแดงอินดัสทรี จํากัด (มหาชน) อ.แม่สอดจ.ตาก พบพืชชื่อ “ว่านมหากาฬ” (Gynura pseudochina (L.) DC.) ซึ่งเป็นพืชในวงศ์ Asteraceae (Compositae) (รูปที่ 1) สามารถสะสมโลหะหนักสังกะสีและแดคเมียมได้สูง และมีความเป็นไปได้ในการนำมาใช้ฟื้นฟูสภาพดินในเหมืองแร่ แต่กลไกที่ช่วยในการสะสมและทนทานต่อโลหะของต้นว่านมหากาฬ ซึ่งจะเป็นข้อมูลสำคัญต่อการนำต้นว่านมหากาฬไปประยุกต์ใช้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

                  ด้วยเทคนิควิเคราะห์โดยใช้แสงซินโครตรอนซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษที่มีพลังงานกระตุ้นสูง ทำให้ผู้วิจัยสามารถศึกษาสถานะออกซิเดชันรูปแบบทางเคมีของโลหะสังกะสีและแคดเมียม รวมถึงการกระจายตัวของโลหะในส่วนต่างๆของพืชได้ด้วยเทคนิคExtended X-ray absorption fine structure (EXAFS) และ Synchrotron X-ray fluorescence (SXRF)imagingผลการวิจัยพบว่าต้นว่านมหากาฬมีการส่งผ่านสังกะสีและแคดเมียมจากส่วนรากไปสู่ส่วนหัวและส่งผ่านตามท่อลำเลียงไปสะสมยังลำต้นและใบโดยพบสังกะสีและแคดเมียมสะสมมากบริเวณชั้นคอร์เทคซ์(cortex) และสะสมน้อยในเนื้อเยื่อบริเวณแกนกลางลำต้นและเนื้อเยื่อลำเลียง(รูปที่ 2)  ผลการวิเคราะห์โครงสร้างEXAFS Zn K-edge พบว่าส่วนหัว(ลำต้นใต้ดิน) มีการสะสมสังกะสีในรูปZn (II)ไอออนจับอยู่กับอะตอมออกซิเจน(Zn-O) ส่วนการสะสมสังกะสีในใบพบในรูปZn (II) จับกับอะตอมO, S และCl และการวิเคราะห์ XANES สเปคตรัมของแคดเมียมCd L-edge ที่สะสมในตัวอย่างเนื้อเยื่อหัว(ลำต้นใต้ดิน) ส่วนเพอริเดิร์มและหัวส่วนเนื้อพบตำแหน่งขอบการดูดกลืน(pre-edge) ของCd L-edge อยู่ในตำแหน่งเดียวกับXANES สเปคตรัมของสารมาตรฐานCdSO₄ แสดงให้เห็นว่าพืชมีการสะสมแคดเมียมและมีการนำเข้าไปสะสมยังส่วนเนื้อของหัวโดยแคดเมียมที่สะสมอยู่ในรูปของCd (II) ไอออน
                    ผลการทดลองข้างต้นแสดงให้เห็นว่าต้นว่านมหากาฬมีกลไกการสะสมโลหะสังกะสีและแคดเมียมไปเก็บไว้ในเซลล์ชั้นคอร์เทกซ์ของลำต้นและเซลล์ในเนื้อเยื่อชั้นพาเรงไคมาร์ (parenchyma)ของใบ ดังนั้นการนำต้นว่านมหากาฬไปปลูกในพื้นที่ปนเปื้อนโลหะสังกะสีจะเป็นการฟื้นฟูดินปนเปื้อนโลหะสังกะสี และสามารถเก็บเกี่ยวส่วนเหนือดินของต้นพืชที่สะสมโลหะ (bio-ore) ไปสกัดแร่สังกะสีกลับไปใช้ได้

 

 

รูปที่ 1 ลักษณะของต้นว่านมหากาฬ

 

   รูปที่ 2 การกระจายตัวของธาตุสังกะสี (Zn) และแคดเมียม (Cd) ในส่วน (ก)หัว (ข) ลำต้น และ (ค) ใบ (c)ของต้นว่านมหากาฬที่ปลูกในระบบเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อซึ่งเติมโลหะสังกะสีและแคดเมียมในปริมาณสูง (Cd 5mg l^-1) และ Zn 100 mg l^-1)

เอกสารอ้างอิง
  Nakbanpote, W., Panitlertumpai, N., Sukadeetad, K., Meesungneon, O., and Noisa-nguan, W. 2010. Chapter 20: Advances in Phytoremediation Research: A Case Study of Gynura pseudochina (L.) DC. In:Advanced Knowledge Application in Practice. Igor Furstner (Editor). ISBN 978-953-307-141-1 InTech, Croatia, pp. 353-378.