ผักตบชวาที่มีจำนวนมากในแม่น้ำลำคลองกลายเป็นปัญหาสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศในน้ำเพราะผักตบชวาเป็นพืชโตไวแผ่กิ่งก้านใบปกคลุมแหล่งน้ำอย่างรวดเร็ว ทำให้แสงแดดส่องลงไปไม่ถึงพืชและสัตว์ในน้ำ จนเกิดการตายและทำให้เกิดน้ำเน่าเสียกระทบแหล่งน้ำหลายสายในลุ่มน้ำเจ้าพระยาและลำน้ำอื่นๆของประเทศไทย

ที่สำคัญ ผักตบชวายังกีดขวางทางระบายน้ำและทำให้เกิดน้ำท่วมในฤดูน้ำหลาก ซึ่งการกำจัดผักตบชวาตามแม่น้ำสายหลักถือเป็นภาระหนักที่หน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ต้องจัดเก็บผักตบชวาไม่ต่ำกว่า200 ตันต่อวัน หรือปีละหลายแสนตัน จากปัญหาขยะผักตบชวาจำนวนมากนี้ แม้จะมีการนำไปแปรรูปเป็นปุ๋ยหรือเครื่องจักสานต่างๆแต่ก็ยังทำได้ในปริมาณที่จำกัด

นักวิจัยห้องปฏิบัติการวัสดุนาโนเพื่อพลังงานและการเร่งปฏิกิริยา ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (ศน.)สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ(สวทช.) จึงริเริ่มโครงการแปรรูปผักตบชวาให้เป็นวัสดุทางการเกษตร หรือสมาร์ทซอยล์-SMART SOIL ซึ่งเป็นได้ทั้งวัสดุเพาะเมล็ด วัสดุปลูก และวัสดุปรับปรุงดิน ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักกระบวนการแปรรูปผักตบชวา ใช้สารนาโนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้ SMART SOIL มีสมบัติพิเศษที่ทั้งช่วยปรับปรุงให้ดินมีคุณสมบัติอุ้มน้ำ ช่วยทำให้ดินดูดซับและปลดปล่อยธาตุอาหารพืชได้ดี ทั้งเนื้อดินยังมีความโปร่งและเบาจึงช่วยการกระจายตัวของรากพืช ซึ่งมีคุณภาพคล้ายดินแถบลุ่มน้ำอเมซอนที่มีธาตุอาหารสูงเหมาะกับการใช้เป็นวัสดุทางการเกษตร ที่สำคัญเทคโนโลยีการแปรรูปผักตบชวาเป็นสมาร์ทซอยล์มีศักยภาพสูงในการช่วยกำจัดวัชพืชน้ำปริมาณมากในแม่น้ำสายหลักได้

กระบวนการแปรรูปผักตบชวาจะเริ่มจากการนำผักตบชวาจากน้ำขึ้นมาสับและบดให้เป็นชิ้นละเอียดเล็กๆ ก่อน จากนั้นจึงนำเข้าสู่กระบวนการหมักในถังปฏิกรณ์ที่เป็นขั้นตอนสำคัญ เพราะภายในจะมีสารนาโนและอุณหภูมิที่ถูกปรับให้สูงเป็นตัวเร่งปฏิกริยา ที่จะทำงานร่วมกับกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน (Hydrothermal Carbonization) หรือ การเปลี่ยนคุณสมบัติโมเลกุลของน้ำให้แทรกเข้าไปในโครงสร้างของผักตบ ซึ่งใช้เวลาเพียง 4 ชั่วโมง ทำให้ดินชีวมวลที่ได้มีสมบัติพิเศษ คือ สามารถอุ้มน้ำ ดูดซับและปลดปล่อยธาตุอาหารพืชได้ดี อีกทั้งเนื้อดินยังมีความโปร่งและเบาจึงช่วยกระจายรากพืชได้ดีทำให้รากชอนไชเพื่อหาอาหารได้ง่าย

ผักตบชวาตั้งต้น 100 ส่วนจะผลิตดินชีวมวลคุณภาพสูงได้ 10-20 ส่วน โดยที่ไม่เหลือขยะใดๆ นอกเหนือจากน้ำทิ้งที่ทีมวิจัยกำลังทำการทดสอบเพื่อผลิตเป็นน้ำหมักชีวภาพต่อ เราจึงพูดได้เต็มปากว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยกำจัดขยะผักตบได้อย่างครบวงจร

การแปรรูปผักตบชวาเป็น SMART SOIL นักวิจัยนาโนเทคใช้กระบวนการไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน (Hydrothermal Carbonization) ซึ่งใช้เวลาเพียง1-2 ชั่วโมง ทำให้ได้สารปรับปรุงดินจากผักตบชวาที่มีธาตุอาหารเหมาะกับการเพาะปลูก แถมยังมีคุณสมบัติที่เทียบเท่าดินที่ผ่านการหมักหมมตามธรรมชาติเป็นระยะเวลาหลายร้อยปี กระบวนการดังกล่าวสามารถช่วยร่นเวลาในการกำจัดผักตบชวาได้อย่างมาก และยังลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกจากการกำจัดผักตบชวาด้วยวิธีการเผาทำลายอีกด้วย

ปัจจุบันโครงการแปรรูปผักตบชวาให้เป็นสารปรับปรุงดินกำลังอยู่ระหว่างดำเนินการขยายกำลังการผลิต จากระดับห้องปฏิบัติการเป็นระดับภาคสนามเพื่อพัฒนาเสถียรภาพของกระบวนการให้นำไปสู่การสร้างโรงงานในภาคอุตสาหกรรมต่อไปได้ โดยมีอัตราการแปรรูปผักตบชวาอยู่ที่ 8 ตันต่อวัน รวมถึงการพัฒนาระบบการผลิตในรูปแบบ เคลื่อนที่ได้ที่สามารถนำไปใช้งานได้จริง ณ พื้นที่เป้าหมาย เช่นตามประตูระบายน้ำในแม่น้ำสายหลัก ที่มีจำนวนผักตบชวาจำนวนมาก

ทั้งนี้ นอกจากผักตบชวา ทีมนักวิจัยศูนย์นาโนเทค ยังมุ่งเน้นขยายไปที่วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรอื่นๆเช่น ฟางข้าว ซังข้าวโพด ชานอ้อย เป็นต้นเพื่อนำมาแปรรูปให้เป็นประโยชน์ด้านการเกษตรเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับวัตถุดิบและลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมอีกด้วยหากประเทศไทยสนับสนุนการผลิตในโครงการลักษณะนี้มากขึ้น อาจเห็นประเทศไทย ส่งออกวัสดุปลูก หรือดินที่แปรรูปจากวัชพืชและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรได้มากขึ้นและอาจส่งออกขายไปยังประเทศแถบทะเลทรายที่ยังต้องการดินหรือวัสดุปลูกพืชจำนวนมากในการเกษตร ซึ่งจะส่งผลดีให้งานวิจัยไทยสามารถสร้างรายได้และดึงเม็ดเงินเข้าประเทศได้ต่อไป

การแปรรูปผักตบชวาเป็น SMART SOIL ทำให้ได้สารปรับปรุงดินจากผักตบชวาที่มีธาตุอาหารเหมาะกับการเพาะปลูก แถมยังมีคุณสมบัติที่เทียบเท่าดินที่ผ่านการหมักหมมตามธรรมชาติเป็นระยะเวลาหลายร้อยปี อีกทั้งกระบวนการแปรรูปนี้ช่วยร่นเวลาในการกำจัดผักตบชวาได้อย่างมาก และยังลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกจากการกำจัดผักตบชวาด้วยวิธีการเผาทำลายอีก

สำหรับผักตบชวา เราประสบความสำเร็จและมั่นใจว่าจะเข้าไปแย่งชิงตลาด “พีทมอส” (Peat Moss) วัสดุปลูกราคาสูงที่นำเข้าจากต่างประเทศได้อย่างแน่อน และเรายังมองไปถึงวัสดุเหลือทิ้งอื่นๆ ที่กำลังดำเนินงานวิจัยต่อด้วย ส่วนราคาของดินดำชีวมวล ตอนนี้ต้นทุนต่อกิโลกรัมยังค่อนข้างสูงถึงประมาณ 30 บาทแต่จะลดต่ำกว่านี้แน่นอน หากผู้ประกอบการสนใจและนำไปต่อยอดในระดับอุตสาหกรรม แต่ถ้าเปรียบเทียบความคุ้มก็คุ้มกว่าการใช้พีทมอส เพราะดินคุณภาพสูงแบบนี้จะใช้สำหรับปลูกไม้ราคาแพงเช่น กล้วยไม้ หรือ ผักปลอดสารคุณภาพสูง”

ที่มา http://www.nstda.or.th/news/15976--smart-soil-