การบ าบดดนทปนเปอนออกซเตเตราซยคลนโดยตนดาวเรอง

โดย

นางสาววรนทพย สทธชย

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตรสงแวดลอม ภาควชาวทยาศาสตรสงแวดลอม

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ปการศกษา 2558

ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

การบ าบดดนทปนเปอนออกซเตเตราซยคลนโดยตนดาวเรอง

โดย

นางสาววรนทพย สทธชย

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาวทยาศาสตรสงแวดลอม ภาควชาวทยาศาสตรสงแวดลอม

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ปการศกษา 2558

ลขสทธของบณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร

PHYTOREMEDIATION OF OXYTETRACYCLINE CONTAMINATED SOIL BY

TAGETES ERECTA L.

By Miss Warinthip Sittichai

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science Program in Environmental Science

Department of Environmental Science Graduate School, Silpakorn University

Academic Year 2015 Copyright of Graduate School, Silpakorn University

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร อนมตใหวทยานพนธเรอง “ การบ าบดดนทปนเปอนออกซเตเตราซยคลนโดยตนดาวเรอง ” เสนอโดย นางสาววรนทพย สทธชย เปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตรสงแวดลอม

…….......................................................................... (รองศาสตราจารย ดร.ปานใจ ธารทศนวงศ)

คณบดบณฑตวทยาลย วนท..........เดอน.................... พ.ศ...........

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ รองศาสตราจารย ดร.มลวรรณ บญเสนอ คณะกรรมการตรวจสอบวทยานพนธ .................................................... ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร.นภวรรณ รตสข) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ (ดร.เบญจลกษณ กาญจนเศรษฐ) ............/......................../.............. .................................................... กรรมการ (รองศาสตราจารย ดร.มลวรรณ บญเสนอ) ............/......................../..............

ง

ค ำส ำคญ : กำรบ ำบดดวยพช; ดน; ออกซเตตรำซยคลน; ดำวเรอง วรนทพย สทธชย : กำรบ ำบดดนทปนเปอนออกซเตเตรำซยคลนโดยตนดำวเรอง อำจำรยทปรกษำวทยำนพนธ : รศ.ดร.มลวรรณ บญเสนอ. 72 หนำ. งำนวจยนมวตถประสงค เพอศกษำกำรบ ำบดดนปนเปอนออกซเตตรำซยคลนโดย ตนดำวเรอง กำรศกษำประกอบดวย 3 ชดทดลองคอ กำรทดลองกำรดดซบออกซเตตรำซยคลนในดน กำรทดลองกำรสลำยตวของออกซเตตรำซยคลนในดน และกำรทดลองกำรสะสมออกซเตตรำซยคลนของตนดำวเรอง ส ำหรบกำรทดลองกำรดดซบออกซเตตรำซยคลนในดนพบวำคำกำรดดซบออกซเตตรำซยคลนในดน (Kd) ทอณหภม 25 ± 2 °ซ ทจดสมดลมคำเทำกบ 3.11 ล./กก. แสดงวำสำรถกดดซบในดนไดคอนขำงต ำ สวนกำรทดลองกำรสลำยตวในดนทอณหภม 25 ± 2 °ซ และไมมแสง พบวำควำมเขมขนของออกซเตตรำซยคลนในดนลดลงตำมเวลำ โดยอตรำคงทของกำรสลำยตว (kdeg) ในดนมคำเทำกบ 0.29 ตอวน และ คำครงชวต (t1/2) ของสำรเทำกบ 2.4 วน

กำรทดลองกำรสะสมออกซเตตรำซยคลนในตนดำวเรองใชเวลำ 25 วน ผลกำรทดลองพบวำ ตนดำวเรองสำมำรถสะสมออกซเตตรำซยคลนไวในรำกและล ำตนแสดงวำมกำรเคลอนยำยสำรจำกรำกสล ำตน (Translocation) ส ำหรบคำกำรสะสมออกซเตตรำซยคลนในรำก (RCF) มคำระหวำง 1.20 - 2.80 กก.ดนแหง/กก.รำกแหง และล ำตน (SCF) มคำระหวำง 1.40 - 2.70 กก.ดนแหง/กก.ล ำตนแหง ตำมล ำดบ สวนคำกำรสะสมในตนดำวเรอง (Bioconcentration factor หรอ BCF) มคำสงสดเทำกบ 2.05 กก.ดนแหง/กก.พชแหง ผลกำรศกษำกำรบ ำบดออกซเตตรำซยคลนในดนของ ตนดำวเรองพบวำมประสทธภำพ 86 เปอรเซนต จงสรปวำสำมำรถเลอกใชตนดำวเรองในกำรบ ำบดดนทมออกซเตตรำซยคลนปนเปอนได ภำควชำวทยำศำสตรสงแวดลอม บณฑตวทยำลย มหำวทยำลยศลปำกร ลำยมอชอนกศกษำ........................................ ปกำรศกษำ 2558 ลำยมอชออำจำรยทปรกษำวทยำนพนธ ........................................ 55311320 : MAJOR : (ENVIRONMENTAL SCIENCE)

จ

KEY WORD : PHYTOREMEDIATION/ SOIL/ OXYTETRACYCLINE / TAGETES ERECTA L. WARINTHIP SITTICHAI : PHYTOREMEDIATION OF OXYTETRACYCLINE CONTAMINATED SOIL BY TAGETES ERECTA L.. THESIS ADVISOR : ASSOC.PROF.MALIWAN BOONSANER,Ph.D. 72 pp. The Objective of this study was to investigate the phytoremediation of oxytetracycline contaminated soil by Marigolds (Tagetes erecta L.). Three experiments were performed; soil sorption experiment, degradation of oxytetracycline in soil experiment and bioaccumulation of oxytetracycline by Marigolds experiment. For soil sorption experiment, the soil sorption capacity (Kd) of oxytetracycline at equilibrium under the temperature control of 25 ± 2 ºC was 3.11 L/Kg. The relatively low Kd indicated that oxytetracycline was not likely to sorb on the experimental soil. For degradation experiment, the degradation rate constant (kdeg) of oxytetracycline in soil at 25 ± 2 ºC and without illumination was 0.29 per day and the half-life (t1/2) was 2.4 day. The Bioconcentration of oxytetracycline in the marigolds had been conducted for 25 days. The result showed the accumulation of oxytetracycline in both Root and Shoot which indicated the translocation occurred from Root to Shoot. The Root Concentration Factor (RCF) were between 1.20 - 2.80 Kg. soil dry weight/kg. root dry weight and Shoot Concentration Factor (SCF) were between 1.40 - 2.70 Kg. soil dry weight/Kg. shoot dry weight The highest Bioconcentration Factor (BCF) of oxytetracycline in Marigold were 2.05 Kg. soil dry weight/Kg. plant dry weight. The removal efficiency of oxytetracycline in soil by Marigolds was 86 %. In conclusion, Marigolds can be used in phytoremediation of oxytetracycline contaminated in soil. Department of Environmental Science Graduate School, Silpakorn University Student's signature ........................................ Academic Year 2015 Thesis Advisor's signature ........................................

ฉ

กตตกรรมประกาศ

งานวจยฉบบนเปนสวนหนงของงานวจยจากภาควชาวทยาศาสตรสงแวดลอมคณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร ซงงานวจยครงน ผวจยขอกราบขอบพระคณ รองศาสตราจารย ดร.มลวรรณ บญเสนอ อาจารยทปรกษาวทยานพนธทกรณาใหค าปรกษาและแนะน าขอคดเหนตางๆตลอดจนชวยตรวจสอบและปรบปรงแกไขขอบกพรองตางๆของวทยานพนธเลมน ใหส าเรจลลวงไปดวยด

ขอขอบคณบคลากรภาควชาวทยาศาสตรสงแวดลอม ทใหค าแนะน า ชวยเหลอ และอนเคราะหการใชเครองมอ สารเคม และอปกรณตางๆในการท างานวจยครงน

ขอขอบคณ คณพอ คณแม และพๆนองๆทกคนทไดใหการสนบสนน เปนก าลงใจและชวยเหลอท าใหวทยานพนธฉบบนส าเรจลงดวยด

ฌ

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย…………………………………………………………………………………………………….. ง บทคดยอภาษาองกฤษ………………………………………………………………………………………………... จ กตตกรรมประกาศ……………………………………………………………………………………………………... ฉ สารบญตาราง…………………………………………………………………………………………………………….. ญ สารบญภาพ……………………………………………………………………………………………………………….. ฎ บทท

1 บทน า……………………………………………………………………………………………………………. 1 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา……………………………………………….. 1 1.2 ความมงหมายและวตถประสงคของการศกษา……………………………………….. 2 1.3 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ………………………………………………………………….. 2 1.4 สมมตฐานของการศกษา…………………………………………………………………….. 2 1.5 ขอบเขตของการศกษา……………………………………………………………………….. 3 1.6 ขนตอนการศกษา………………………………………………………………………………. 3 2 ทบทวนเอกสาร…….………………………………………………………………………………….…… 4 2.1 ดน…………………………………………………………………………………………………… 4 2.1.1 องคประกอบของดน…………………………………………………………………… 4 2.2 กระบวนการซบ……………………………………………………………………………....... 5 2.2.1 ปจจยทมผลตอกระบวนการซบ……………………………………………………. 6 2.2.2 คณสมบตของดน……………………………………………………………………….. 7 2.2.3 คณสมบตของพช……………………………………………………………………….. 8 2.3 คาสมประสทธการแบงสวนระหวางดนกบน า………………………………………… 8 2.4 สารปฏชวนะ……………………………................................................................ 9 2.4.1 ออกซเตตราซยคลน……………………………………………………………………. 9 2.4.2 สมบตทางกายภาพและเคม.................................................................. 9 2.4.3 กลไกการออกฤทธ………………………………………………………………………. 10 2.4.4 ประโยชน.............................................................................................. 10 2.4.5 การสลายตว.......................................................................................... 10 2.5 การสะสมในสงมชวต.................................................................................... 13 2.5.1 การรบสารในพช................................................................................... 13 2.5.2 คาการสะสมสารในพช.......................................................................... 13 2.6 ออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม............................................................... 13

ช

ฌ

บทท หนา 2.6.1 งานวจยทเกยวกบออกซเตตราซยคลนในดน........................................ 15 2.6.2 งานวจยทเกยวกบออกซเตตราซยคลนในพช........................................ 16 2.7 การบ าบดดนดวยพช.................................................................................... 17 2.7.1 เทคโนโลย Phytoremediation........................................................... 17 2.7.2 ตวอยางการใชพชบ าบดสารพษในดน................................................... 19 2.8 ดาวเรอง........................................................................................................ 20 3 การทดลอง................................................................................................................. 22 3.1 การเตรยมการทดลอง................................................................................... 22 3.1.1 การเตรยมน า......................................................................................... 22 3.1.2 การเตรยมพช........................................................................................ 22 3.1.3 การเตรยมดน.............................................................................. .......... 23 3.1.4 สารเคม................................................................................................. 23 3.1.5 เครองมอและอปกรณ........................................................................... 23 3.2 วธการสกดและการวเคราะห 24 3.2.1 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางดนและพช............................... 24 3.2.2 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางน า............................................ 27 3.2.3 คา Instrument Detection Limit, Method Detection Limit

และ % Recovery............................................................................... 28

3.2.4 การวเคราะหคณสมบตทวไปของดนและพชทดลอง............................. 28 3.3 วธการทดลอง............................................................................................... 29 3.3.1 การทดลองท 1 การทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน…….... 29 3.3.2 การทดลองท 2 ทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน…... 32 3.3.3 การทดลองท 3 ทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง.. 33 3.3.4 การค านวณสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง……...................... 36 4 ผลการทดลองและการอภปรายผลการทดลอง………………………………………………….. 37 4.1 การศกษาสมบตทวไปของดนและพชทดลอง………………………………………… 37 4.1.2 ลกษณะสมบตของตนดาวเรอง……………………………………………………… 38

4.2 การดดซบออกซเตตราซยคลนในดน……………………………………………………. 39 4.3 การทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน………………………….. 41 4.4 การสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง…………………………………........ 43 4.4.1 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในราก…………………………………… 43 4.4.2 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตน………………………………… 43

ซ

ฌ

บทท หนา 4.4.3 กระบวนการเคลอนยายออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง……………… 44 4.4.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน…………………………………….. 45 4.4.5 คาการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง……………………………… 46 4.4.6 ประสทธภาพในการบ าบดออกซเตตราซยคลนในดนโดยตนดาวเรอง… 49 4.5 ขอเสนอแนะในการทดลองตอไป………………………………………………………… 49 5 สรปผลการทดลอง…………………………………………………………………………………………. 50 บรรณานกรม…………………………………………………………………………………………………………. 52 ภาคผนวก…………………………………………………………………………………………………………….. 58 ภาคผนวก ก วธเตรยมสารเคม 59 ภาคผนวก ข วธการหา คา Instrument detection limit (IDM),

Method detection limit (MDL) และ % Recovery……………………………………… 61

ภาคผนวก ค ขนตอนการทดลอง…………………………………………………………………….. 64 ภาคผนวก ง รายละเอยดการทดลอง……………………………………………………………….. 67 ประวตผวจย………………………………………………………………………………………………………….. 72

ฌ

ฌ

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 คา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดน………………………………………………………….….. 9 2.2 คาครงชวตของออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม…………………...……………………….. 12 2.3 ปรมาณออกซเตตราซยคลนทตรวจพบในสงแวดลอม……………………………………..…. 14 3.1 สรปวธวเคราะหสมบตทางกายภาพของดน…………………………………………..………..... 28 4.1 สมบตเบองตนของดนทใชทดลอง…………………………………………………………….……... 37 4.2 ปรมาณไขมนในสวนรากและในสวนตนของตนดาวเรอง………………………………..…... 39 4.3 อตราคงทของการหายไป การสลายตวและคาครงชวตของออกซเตตรา

ซยคลน……………………………………………………………………………………………………..…. 52

4.4 คาการสะสมของออกซเตตราซยคลนในราก (RCF) ล าตน (SCF) และทงตน (BCF)…………………………………………………………………………………………..……………...

54

ตารางผนวกท ง.1 น าหนกพชกอน - หลงการทดลอง เพอสงเกตการณเจรญเตบโต………………..……….. 68 ง.2 ปรมาณการใชน าของตนดาวเรองโดยเฉลยตอวน………………………………………….…… 69 ง.3 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนระหวางการทดลองการสลายตว............. 69 ง.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน………………………………………………………. 70 ง.5 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากของตนดาวเรอง…………………………....… 70 ง.6 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตนของตนดาวเรอง………...……………….… 71

ญ

ฌ

สารบญภาพ

ภาพท หนา 2.1 องคประกอบของดน……………………………………………………………………………………… 4 2.2 การดดซบของสารในดน……………………………………………………………………………..….. 6 2.3 โครงสรางเคมของ Oxytetracycline…………………………………………………..………….. 10 2.4 การเคลอนยายสารในราก………………………………………….…………………………………… 13 2.5 กระบวนการทเกยวของกบ Phytoremediation…………………………………..…………. 18 2.6 ตนดาวเรอง (Tagetes erecta L.) …………………………………………………….………... 20 3.1 ขนตอนการสกดออกซเตตราซยคลนในดน และพช……………………………………………. 26 3.2 ขนตอนการสกดออกซเตตราซยคลนในน า………………………………………………………... 27 3.3 ขนตอนการหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน……………………….. 30 3.4 ขนตอนการวเคราะหหา Kd……………………………………………………………………………... 31 3.5 ขนตอนวเคราะหการสลายตวออกซเตตราซยคลนในดน…………………………………….... 32 3.6 ขนตอนวเคราะหการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง……………………………… 35 4.1 equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนระหวางดนและน า ในวนท 1, 2 และ

3…………………………………………………………………………………………………………………... 40

4.2 ความสมพนธเชงเสนระหวางความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนและในน าของในสภาวะสมดลทอณหภม 25 + 2 องศาเซลเซยส………………………………….……..

40

4.3 ความสมพนธระหวาง ln C กบเวลา……………………………………………………….……… 42 4.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากและในล าตนของตนดาวเรอง…………….. 44 4.5 เปรยบเทยบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากและในล าตนของตน

ดาวเรอง………………………………………………………………………………………………….…… 45

4.6 เปรยบเทยบปรมาณออกซเตตราซยคลนในดน และในราก ล าตนของตนดาวเรอง………………………………………………………………………………………………….……

47

4.7 แสดงการเปรยบเทยบการสะสม RCF SCF และ BCF ของตนดาวเรอง……………….. 48

ภาพผนวกท ข.1 กราฟมาตรฐานของออกซเตตราซยคลน…………………………….…………………………….. 62 ค.1 เตรยมพชกอนเรมทดลอง………………………………………………………………………..……… 65 ค.2 ผสมดนกบสารละลายออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 5 มก./กก………….………… 65 ค.3 การทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนโดยตนดาวเรอง……………………………..…… 65 ค.4 การวเคราะหหาไขมนในตนดาวเรอง……………………………………………………………….. 66 ค.5 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางดนและพช………………………………………….… 66

ฎ

1

บทท 1

บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา การบ าบดดนทมสารเคมหรอสารพษตางๆปนเปอนโดยใชพชนนอาศยทฤษฎทพชสวนใหญสามารถดดซบสารตางๆได และน าไปเกบไวทราก ล าตน หรอใบ (อลสา, 2550) แตปรมาณทสะสมจะมากนอยขนกบชนดของพช คณสมบตของดนและสมบตทางกายภาพและเคมของสาร โดยสวนใหญพชทสามารถดดซบสารตางๆไดดจะมประสทธภาพในการบ าบดสง (Alkorta and Garbisu, 2001) วธการใชพชบ าบดดนทมมลพษปนเปอนนนคอ ควรใชพชทสะสมสารไวไดดและมลพษนนจะตองไมเปนพษตอพช หรอพชนนจะตองไมถกน าไปบรโภคตอ เมอพชดดซบสารพษเอาไวกจะท าใหปรมาณสารในดนลดลงตามเวลา

การบ าบดดวยพช (Phytoremediation) เปนบ าบดวธหนงทเปนทนยมเนองจากการดแลไมตองใชความรมาก คาลงทนต า และใชไดดในพนททมการปนเปอนไมมาก (Boonsaner et al., 2011) การบ าบดดวยพชเปนกระบวนการใชพชดดซบสารพษตางๆแลวอาศยรากพชชวยดดซมสารเขาไปสะสมในรากหรอถกกกเกบในเยอพช เปนตน การศกษาประสทธภาพในการบ าบดดนทมสารปนเปอนจะขนกบคาการสะสมของสารในพช หรอ BCF (Bioconcentration Factor)

ดนเปนแหลงทรองรบมลสารหลายชนดโดยการดดซบสารจะขนกบกระบวนการทสารยดเกาะกบอนภาคของดน ในกรณทดนสามารถดดซบสารไดอยางแขงแรง สารกจะสะสมอยในดนไดนานแตขณะเดยวกนสารจะถกดดซมเขาสพชไดนอยลง ในการศกษาการใชพชดดซบสารจงจ าเปนต องศกษาการดดซบสารในดน (Soil Sorption Capacity) และการสะสมสารในพช (Bioconcentration) เพอใชเปนแนวทางในการพจารณาวาพชทใชทดลองสามารถดดซบสารในพนททตองการบ าบดไดดเพยงใด นอกจากนนการศกษาการสลายตวจะชวยอธบายวาสารในดนท าใหความเขมขนของสารทพชสะสมไดนอยกวาทควรหรอไม ส าหรบการสลายตวของสารในดนจะขนกบปจจยตางๆ เชน คณสมบตของดน อณหภม และแสงแดด (Halling-Sørensen et al., 2003)

ในการวจยนเปนการประยกตใชตนดาวเรองในการบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน ส าหรบออกซเตตราซยคลนเปนสารปฏชวนะทมการใชอยางแพรหลายในฟารมเลยงสตว Chee-Sanford et al. (2009) กลาววาสารนอาจถกขบออกทางมลสตวในรปทไมถกเมตาบอไลทไดสงถง 75 เปอรเซนตของทสตวรบเขาไป ซงในปจจบนมการน ามลสตวไปใชท าเปนปยคอกเพอการเกษตรจงท าใหสารสามารถปนเปอนในดนซงสวนใหญใชในการเพาะปลก (Arikan et al., 2007) และผลทตามมาคอ การเคลอนยายของออกซเตตราซยคลนไปสพช และในทสดมาถงคนซงเปนผบรโภคสดทายในหวงโซอาหาร.(Kumar et al., 2005).เนองจากออกซเตตราซยคลนมความคงทน

2

พอสมควร การปนเปอนของสารในดนอาจท าใหจลนทรยในดนเกดการดอยาและเปนอนตรายตอระบบนเวศได (Boonsaner and Hawker, 2013)

ส าหรบตนดาวเรองเปนพชใหดอกทเกษตรกรนยมปลกเพอจ าหนายเปนดอกไมบชาพระหรอตกแตงบาน ปจจบนมผสนใจน าตนดาวเรองมาบ าบดมลพษ เชน การบ าบดดนทมโลหะหนก เชน สารหนปนเปอน (Chintakovid et al., 2007) แตส าหรบการใชตนดาวเรองเพอบ าบดออกซเตตราซยคลนในดนยงไมมผศกษา โดยการศกษานท าใหทราบประสทธภาพของการบ าบดทจะใชเปนแนวทางเพอใหการบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนทปนเปอนในดนโดยตนดาวเรอง

1.2 ความมงหมายและวตถประสงคของการศกษา 1.2.1 เพอศกษาการดดซบออกซเตตราซยคลนทปนเปอนในดน 1.2.2 เพอศกษาอตราการสลายตวของออกซเตตราซยคลนทปนเปอนในดน 1.2.3 เพอศกษาประสทธภาพของตนดาวเรองในการบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน

1.3 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1.3.1. ทราบประสทธภาพของตนดาวเรองในการบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 1.3.2. เปนขอมลพนฐานในการใชตนดาวเรองเพอบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลน

1.4 สมมตฐานของการศกษา พชสามารถดดซบสารตางๆและเกบไวทราก ใบ หรอตน แตปรมาณทสะสมจะขนกบชนดของพช คณสมบตของดนและสมบตทางกายภาพและเคมของสาร โดยสวนใหญพชทสามารถดดซบสารตางๆไดดจะมประสทธภาพในการบ าบดสง วธการใชพชบ าบดดนทมมลพษปนเปอนนนคอควรใช พชทสะสมสารไวไดดและมลพษนนจะตองไมเปนพษตอพช หรอพชนนจะตองไมถกน าไปบรโภคตอ เมอพชดดซบสารพษเอาไวกจะท าใหปรมาณสารในดนลดลงตามเวลา ดวยเหตนการศกษาวาพช จะใชบ าบดดนทมการปนเปอนไดด เพยงใดจงขนอยกบค าการสะสมสารในพช หรอ BCF (Bioconcentration factor) ซงค านวณไดจากความเขมขนของสารในพช (CB) หารดวยความเขมขนของสารในดน (CS) ในการวจยนไดตงสมมตฐานวาตนดาวเรองสามารถบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอนได และการทใชตนดาวเรองมาทดลองกเนองจากตนดาวเรองเปนไมดอกทไมมการน าไปเปนอาหาร ดงนนจงไมท าใหออกซเตตราซยคลนแพรไปตามหวงโซอาหาร นอกจากนนตนดาวเรองยงมการเจรญเตบไดเรว เพาะปลกงาย มระบบรากทหนาแนนจ านวนมาก จงท าใหดดซบสารจากดนไดด และเนองจากตนดาวเรองเพาะปลกไดแพรหลายจงเหมาะส าหรบการน าไปประยกตใชในการท า Phytoremediation สรปตนดาวเรองสามารถบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนได

3

1.5 ขอบเขตของการศกษา การทดลองการบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอนดวยพชนใชตนดาวเรอง (Tagetes erecta L.) อายประมาณ 30 - 45 วน เปนพชทดลอง สวนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนทใชทดลอง คอ 5 มก./กก. และเนองจากความเขมขนทตนดาวเรองดดซบจะขนกบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนซงอาจมการเปลยนแปลงเนองจากการสลายตวของสารในสภาวะททดลอง คอทอณหภม 25 ± 2 °ซ และไมมแสง ดงนนในการศกษานจงไดทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนดวยในสภาวะเดยวกบททดลองการสะสม และทดลองการดดซบบออกซเตตราซยคลนในดนเพอใหทราบวาออกซเตตราซยคลนจะถกดนดดซบหรอถกพชสะสมไวในสวนตางๆ

1.6 ขนตอนการศกษา 1.6.1 สบคนขอมลทเกยวของ 1.6.2 วางแผนการทดลองและเขยนโครงรางการวจย 1.6.3 ขออนมตหวขอและโครงรางวทยานพนธ 1.6.4 ท าการทดลองและวเคราะหผลการทดลอง 1.6.5 รวบรวมผลการทดลองและเขยนวทยานพนธ 1.6.6 เสนอวทยานพนธเพอขอสอบ 1.6.7 สอบวทยานพนธ 1.6.8 แกไขวทยานพนธ 1.6.9 สงวทยานพนธฉบบสมบรณ

4

บทท 2 ทบทวนเอกสาร

2.1 ดน ดน (Soil) เกดจากผลของการผพงสลายตวของหนและแรธาต ผสมรวมกบอนทรยวตถทไดมาจากการสลายตวของเศษซากพชและสตวจนเปนเนอเดยวกน มลกษณะรวนไมเกาะกนจนแขงเปนหน อนภาคของดนมหลายรปทรงและมขนาดแตกตางกน แบงไดเปน 3 กลม ไดแก กลมอนภาคขนาดทราย (เสนผานศนยกลาง 2.00 – 0.05 มล.) กลมอนภาคขนาดทรายแปง (เสนผานศนยกลาง 0.05 – 0.02 มล.) กลมอนภาคขนาดดนเหนยว (เสนผานศนยกลาง < 0.02 มล.) ดนเกดจากผลของการผพงสลายตวของหนและแรธาต ผสมรวมกบอนทรยวตถทไดมาจากการสลายตวของเศษซากพชและสตวจนเปนเนอเดยวกน มลกษณะรวนไมเกาะกนจนแขงเปนหน ท าหนาทปกคลมพนผวโลกอยเปนชนบาง และเปนทยดเหนยวในการเจรญเตบโตของพช

2.1.1 องคประกอบของดน ดนมองคประกอบทส าคญ 4 สวน ดงแสดงในภาพท 2.1 ดงน

ภาพท 2.1 องคประกอบของดน ทมา: กรมพฒนาทดน (2556)

1) อนนทรยสาร (Inorganic matter) เปนองคประกอบสวนใหญของดน เกดจากการผพงสลายตวของหนและแร โดยแรทส าคญตอการเจรญเตบโตของพชไดแก คารบอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส โพแทสเซยม เปนตน

5

5

2) อนทรยสาร (Organic matter) เกดจากซากพชหรอซากสตวทก าลงถกยอยสลาย รวมทงเซลลจลนทรยทงทมชวตและในสวนทตายแลว สารเหลานรวมเรยกวา ฮวมส มลกษณะสด าหรอน าตาล เปนแหลงส าคญของธาตอาหารของพช เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส และก ามะถน อกทงยงมอทธพลตอสมบตตางๆ ของดนทงทางกายภาพ เคม และชวภาพ เชน โครงสรางดน ความรวนซย การระบายน า การถายเทอากาศ การดดซบน าและธาตอาหารของดน

3) น า (Soil water) เปนน าทพบอยในชองวางระหวางอนภาคดนหรอเมดดน น าในดนเปนสวนประกอบทส าคญของดน ชวยในการเจรญเตบโตของพช เนองจากเปนตวชวยในการละลายธาตอาหารในดนทพชน าไปใช และเปนสวนส าคญในการเคลอนยายอาหารพชจากรากไปสทกสวนของพช

4) อากาศ (Organic matter) เปนสวนของอากาศทแทรกอยในชองวางระหวางเมดดนในสวนทไมมน าอย กาซทพบโดยทวไปในดน คอ กาซไนโตรเจน (N2) ออกซเจน (O2) และคารบอนไดออกไซด (CO2) ซงรากพชและจลนทรยในดนใชใชออกซเจนในการหายใจใหไดพลงงานเพอใชในการดดน าและธาตอาหาร

ดนเปนแหลงทรองรบมลสารหลายชนดทอยในน า อากาศ และกจกรรมของมนษย ดนจะดดซบสารไดดเพยงใดขนกบกระบวนการดดซบทสารยดเกาะกบอนภาคของดน กรณทดนสามารถดดซบสารไดอยางแขงแรงสารกอาจสะสมอยในดนไดนานแตขณะเกยวกนกอาจเขาสพชไดนอยลงเชนกน ในการศกษาการใชพชดดซบสารพษจงจ าเปนตองศกษาการดดซบสารในดนและในพชดวย

2.2 กระบวนการซบ กระบวนการซบ (Sorption processes) ประกอบดวยสวนส าคญ 2 สวน คอ ตวทถกดดซบ (Sorbate) เชน สาร ประกอบอนทรย หรอสารประกอบทไมมขว และตวดดซบ (Sorbent) ซงเปนตวกลางทเปนของแขง เชน ดน ตะกอนดน เปนตน ภาพท 2.2

6

ภาพท 2.2 การดดซบของสารในดน

ทมา: Chiou et al. (1983)

การซบเปนการจบกนของสารกบอนภาคของดนโดยเปนไดทงการดดซบ (Adsorption) และการดดซม (Absorption) ทงสองกระบวนการนมกเกดในชวงระยะเวลาสน โดยตอนแรกสารจะถก ดดจบไวทพนผวภายนอก เรยกวา การดดซบ (Adsorption) จากนนสารทถกดดจบไวจะเรมเขาสภายในของ Sorbent หรอเขาสกระบวนการดดซม (Absorption) ความแตกตางทงสองกระบวนการ คอ Adsorption เปนการดดดงกนระหวางพนผวภายนอกของอนภาคของแขง ในขณะท Absorption เปนการรบ (Uptake) สารปนเปอนเขาไปสโครงสรางทางกายภาพของแขง

สวนการรบสารของพชอาศยกระบวนการซบ (Sorption) และปลดปลอย (Desorption) คอ เมอสารอยในดนสารจะแพรไปอยในน าในดนแลวถกดดซมเขาไปในรากอยางรวดเรว จากนนสารจงเคลอนยายจากรากไปสวนตางๆของตน โดยสงผานทอล าเลยงน าและอาหารของพช (Xylem)

2.2.1 ปจจยทมผลตอกระบวนการซบ กระบวนการซบขนอยกบสมบตทางกายภาพและเคมของสารซงเปนตวถกดดซบ (Sorbate) และคณสมบตของตวดดซบ (Sorbent) โดยสมบตทางกายภาพและเคมของสารทส าคญไดแก

1) คาการละลายน าของสาร (Water solubility) คาการละลายน าของสารเปนคาทบงชแนวโนมการเกดการดดซบสารกบ

อนภาคดนหรอพช รวมทงการสลายตวของสารดวย สารมคาการละลายน ามากมแนวโนมทถกดดซบกบอนภาคดนหรอพชไดนอยและสลายตวเรวจากปฏกรยาไฮโดรไลซสกบน า

2) คาสมประสทธการแบงสวนระหวางออคตานอลกบน า (Octanol/water partition coefficient, Kow)

คานใชเปนตวบงชการละลายในไขมนของสารและเนองจากออคตานอลมโครงสรางคลายไขมนของสงมชวต จงมกใชบงชวาสารสามารถสะสมในสงมชวตไดดเพยงใด สารทมคา Kow สง จะเปนพวกทละลายน าไดนอย ดงนนจงมแนวโนมทจะถกดดซบไวกบดนไดด และจะสะสมในสงมชวตไดดดวย

7

ส าหรบในพชคา Kow ชวยบอกแนวโนมในการสะสมของสารในตนพช คอ สารทมคา log Kow นอยกวา 0.5 สารจะเคลอนทผานผนงเซลไดด ส าหรบสารทมคา log Kow ไมเกน 1.8 สารจะเคลอนทจากรากไปสล าตนไดนอย สวนใหญจะถกเกบสะสมในราก สวน log Kow มากกวา 1.8 สารจะไมคอยถกดดซมเพราะสารถกจบไวในชนของเซลเมมเบรน (มลวรรณ, 2552) ดวยเหตนจงพบวาสารตางๆสะสมในสวนตางๆของพชไดไมเหมอนกน

3) คาการแตกตวของสาร (pKa) คา pKa จะขนอยกบคาความเปนกรดดาง (pH) ของดนซงไมมผลโดยตรง

ตอการเจรญเตบโตของพช แตจะมผลทางออมคอเปนตวควบคมการละลายของธาตอาหารของพชใหมาอยในรปทพชสามารถดดซมไปใชประโยชน รวมทงควบคมการละลายของสารทเปนพษ

4) คาสมประสทธการแบงสวนระหวางคารบอนอนทรยในเฟสดนกบน า (Soil organic carbon – water partition coefficient, Koc)

คานบงชวาสารประกอบอนทรยจะแบงสวนอยในเฟสดนกบน าไดดเพยงใด โดยในเฟสดนเปนการซบมวลของสารตอหนวยมวลของคารบอนอนทรยในดนทสภาวะสมดล ถาคา Koc สง บงชวาสารนนอาจถกดดซบไวในคารบอนอนทรยในดนไดมาก

2.2.2 คณสมบตของดน คณสมบตของดนทส าคญไดแก

1) เนอดน (Soil texture) เนอดนมความส าคญมากในกระบวนการซบ โดยดนทมองคประกอบเปนดนเหนยวและอนทรยวตถสงจะมความสามารถในการซบสารไดมากเพราะสวนของดนเหนยวมขนาดเลก มพนทผวมาก และมประจพนทผวมาก สวนผลตอการเจรญเตบโตของรากพชคอ พชจะเจรญเตบโตในดนรวนไดดดวาดนเหนยวเพราะรากพชจะแทรกตวผานดนรวนไดลกกวาดนเหนยว

2) คาความเปนกรดดาง (Soil pH) ความเปนกรดดางของดนมผลตอกระบวนการซบเพราะคาความเปนกรด

ดางมผลตอการละลายของสาร เชน กรดอนทรยมแนวโนมทจะดดซบไดดในสภาวะทเปนกรด เปนตน (Ferrante et al., 2007)

3) ความสามารถในการแลกเปลยนประจในดน ประจในดนจะท าหนาทกกเกบปรมาณธาตอาหารตางๆ ไวในดน และ

ปลดปลอยออกมาใหพชไดใชประโยชน แรธาตอาหารในดนทพชตองการสวนใหญจะมประจบวก เชน ธาตไนโตรเจนในรปของแอมโมเนยม แคลเซยม แมกนเซยม โพแทสเซยม เหลก สงกะส (กรมพฒนาทดน, 2556)

8

2.2.3 คณสมบตของพช

พชแตละชนดทนทานตอสภาพแวดลอมและความเปนพษของสารไดตางกน พชทมระบบรากแขงแรง รากยาวและมปรมาณของรากมากท าใหมการสมผสกบสารปนเปอนในดนไดมากกวาพชทมระบบรากสน พชทใชเพอบ าบดมลพษในดนควรเปนพชทเจรญเตบโตเรว เปนพชทงายตอการปลกและดแลรกษา มวงจรชวตสน และเจรญเตบโตไดดในดนหลายประเภททงดนรวน ดนเหนยว และดนทราย รวมทงทนทานตอพษของสารอนทรยหรอสารอนนทรยทปนเปอนในดนไดด

ส าหรบสภาพแวดลอมของพชคอดนนนมความสมพนธตอการเจรญเตบโตของพช โครงสรางของดนทเหมาะตอการปลกพชคอ เปนดนโปรง รวนซย เพอใหรากสามารถดดซมสาร จากดนไดงาย นอกจากนนควรเปนดนทมความชนท 20 - 25 เปอรเซนต ซงเหมาะตอรากพชทดดเอาความชนจากดนไปใชในการเจรญเตบโต (คณาจารยภาควชาปฐพวทยา, 2526)

2.3 คาสมประสทธการแบงสวนระหวางเฟสดนกบน า

คาสมประสทธการแบงสวนระหวางเฟสดนกบน า (Soil-water partition coefficient, Kd) จะมการแพรไปมาระหวางดนกบน าในดน และรากหรอล าตนของพช ค านวณโดยใชอตราสวนระหวางความเขมขนของสารทดดจบสารไวในเฟสดน (Cs) กบความเขมขนของสารในเฟสน า (Cw) ทจดสมดล ณ อณหภมคงท (Lüers and Hulscher; 1996) ดงน

Kd = Cs/ Cw เมอ Kd คอ คาสมประสทธการแบงสวนระหวางดนกบน า (กก./ล.) Cs คอ ความเขมขนของสารในดน (มก./กก.) Cw คอ ความเขมขนของสารในน า (มก./ล.) คา Kd ทไดจะขนอยกบชนดของสารเคม ชนดของดน และอณหภม ซงคา Kd เปนคาทไดจากการทดลอง ซงคาทไดจะเปลยนไปเมออณหภมเปลยน การศกษาทผานมาไดมศกษาคาสมประสทธการแบงสวนระหวางเฟสดนกบน าของออกซเตตราซยคลน ดงตารางท 2.1

9

ตารางท 2.1 คา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดน ลกษณะของดน Kd (ล./กก.) เอกสารอางอง

ดนทผสมมลสตว 2.60-3.00 Loke et al., (2002) ดนทมออกซเตตราซยคลน 25 มก./กก. ดนแหง 0.10 Wang and Yates (2008) ดนทใชเพาะปลก 2.75-4.29 Gong et al. (2012) ตะกอนดนแมน า 0.97 Xu and Li (2010) ตะกอนดนทะเลชายฝง 0.21 Xu and Li (2010) ตะกอนดนทะเล 0.30 Tolls (2001)

2.4 สารปฏชวนะ สารปฏชวนะ (Antibiotics) หมายถง สารทผลตขนจากเชอราหรอแบคทเรยทสามารถยบยงหรอชะลอการเจรญเตบโตของเชอจลชพกลมใดกลมหนงหรอมฤทธไปท าลายเชอจลชพกลมนนได สารปฏชวนะมหลายชนด แตละชนดออกฤทธทแตกตางกน บางชนดออกฤทธเฉพาะกบเชอโรค บางชนดออกฤทธไดกวางขวาง การใชสารปฏชวนะเพอการรกษาและปองกนโรคควรเลอกใชทเหมาะกบโรคนน

2.4.1 ออกซเตตราซยคลน ออกซเตตราซยคลน (Oxytetracycline) เปนสารปฏชวนะในกลม เตตราซยคลน (Tetracycline) ซงมกลไกการออกฤทธขดขวางการสรางโปรตนของแบคทเรย โดยสารกลมนจะท าหนาทไปยบยงการท างานของไรโบโซมทอยในเซลลของแบคทเรย ออกซเตตราซยคลนถกใชอยางแพรหลายในฟารมสกร ฟารมไกและฟารมกง ถกน าไปใชเพอรกษาโรคหลายชนด เนองจากสารปฏชวนะชนดนสามารถออกฤทธกวางครอบคลมเชอแบคทเรยแกรมบวกและแกรมลบหลายชนด ถกแยกสกดจากเชอ S. rimosus ไดตงแตป ค.ศ.1949 และมการใชกนอยางแพรหลายเปนเวลานานเพอรกษาโรคตดเชอ ท าใหเกดการดอยา และพบในสงแวดลอมอยเสมอ (คนาวรรณ และปนดดา, 2547)

2.4.2 สมบตทางกายภาพและเคม ออกซเตตราซยคลน (Oxytetracycline) เปนสารปฏชวนะชนดหนง มสตรเคม คอ

C22H22N2O9 มลกษณะเปนผงสเหลองไมมกลนหรอมกลนเลกนอย เปนอนพนธของเตตราซยคลน ซงมโครงสรางทางเคมประกอบดวยวงแหวนตดกน 4 วง (ภาพท 2.3) โดยวงแหวนแรกเปนวงแหวนอะโรมาตกทเปนตวก าหนดส (Chromophere) ท าใหอนพนธนมสเหลองและสทเกดจะเขมขนเมอเวลาผานไปเพราะเกดการสลายตวจากแสง

ออกซเตตราซยคลนคอนขางเสถยรภายใตอณหภมและความดนปกตไวตอแสงสามารถละลายน าไดงาย มน าหนกโมเลกลเทากบ 460.44 จดหลอมเหลว 183 °ซ และความสามารถ

10

ในการละลายน า 0.6 มก./มล. (6.9 0.6 มก./มล. as HCl salt) 0.6 มก./มล. (20 °ซ) (Halling-Sørensen et al., 2003)

ภาพท 2.3 โครงสรางเคมของออกซเตตราซยคลน

ทมา: คนาวรรณ และปนดดา (2547)

2.4.3 กลไกการออกฤทธ ออกซเตตราซยคลนจะเขาไปยบยงการสงเคราะหโปรตนโดยจบกบ 30S ไรโบโซมของแบคทเรย ออกฤทธกวางทงแบคทเรยแกรมลบและแกรมบวก หากออกซเตตราซยคลนออกฤทธปรมาณสงกจะขดขวางการสงเคราะหโปรตนในเซลลของสตวทเลยงลกดวยนมทกชนดและจะออกฤทธยบยงการเจรญเตบโตของแบคทเรย

2.4.4 ประโยชน ประโยชนของออกซเตตราซยคลน มหลายประการ ไดแก ชวยยบยงการเจรญเตบโตของจลนทรยทคอยท าลายหรอแยงอาหารของสตว หรอยบยงการเจรญของจลนทรยทขบของเสยในตวสงมชวตออกมามากเกนไป

2.4.5 การสลายตว กระบวนการเปลยนรปและการสลายตวของสารในดนเกดจากกระบวนการตางๆดงน

1) ปฏกรยาการสลายตวโดยแสง (Photolysis) เปนกระบวนการทอาศยแสงในการเกดปฏกรยา มกเกดบรเวณพนผวหนาของดนซงโดนแสงแดดสองถง เมอสารดดซบแสงแดดจะเกดการเปลยนรปโดยแสง (Phototraformation) ไปเปนสารอน กระบวนการนสามารถเรยกไดวา (Photodegration)

2) ปฏกรยาไฮโดรไลซส (Hydrolysis) เปนกระบวนการสลายของสารเมอมน ามาอยดวย โดยอตราการเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสขนอยกบอณหภมและพเอช เนองจากการเกดปฏกรยาทมน ามกจะเรงใหเกดโฮโดรเนยมไอออน (Hydronium ion, H+) หรอไฮดรอกไซดไอออน (Hydroxide ion, OH-)

11

3) กระบวนการยอยสลายทางชวภาพ (Biodrgradation) เปนกระบวนการสลายตวโดยทจลนทรยเปนตวยอยสลายสารอนทรย (Microbial degradation) อตราการเกดการยอยสลายโดยจลนทรยขนอยกบปจจยตางๆเชน อณหภม พเอช การดดซบ ชนดและจ านวนจลนทรย ความชน เปนตน โดยทวไปการยอยสลายสารในสงแวดลอมทอยใตดน เชน ในดนและน าใต ดน กระบวนการโดยแสงจะสงผลไดนอย ในขณะทการยอยสลายโดยจลนทรยจะมความส าคญมากกวา

ปจจยทมผลตอการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม ไดแก ความเปนกรดดาง อณหภม และแสง การศกษาของ Doi and Stoskopf (2000) ไดทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในสภาวะควบคม ไดแก ความเปนกรดดาง อณหภม และแสง ทแตกตางกน พบ วาออกซเตตราซยคลนมความเสถยรทอณหภม 4 °ซ และจะสลายตวในอณหภม 43 °ซ นอกจากนนการทออกซเตตราซยคลนสมผสกบแสงโดยตรง จะท าใหอตราการสลายตวสงกวาในสภาวะทไมมแสงถง 3 เทา และในสภาวะทออกซเตตราซยตลนมความเปนกรดดางเทากบ 3.0 จะมความคงตวมาก

การศกษาของ Yang et al. (2009) ซงทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน พบวา ดนทไมผานการฆาเชอ มคาครงชวตเทากบ 29-56 วน สวนดนทผานการฆาเชอมคาครงชวตเทากบ 99-120 วน ซงแสดงใหเหนวา การฆาเชอดนท าใหการสลายตวของออกซเตตราซยคลนชาลง เนองจากจลนทรยในดนสามารถยอยสลายออกซเตตราซยคลนในดนได

การศกษาของ Boonsaner and Hawker. (2010) ไดศกษาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนและในน าพบวาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในน าจะเรวกวาการสลายตวในดนโดยคาครงชวตของออกซเตตราซยคลนในดนทอณหภม 30 °ซ เทากบ 29.50 ชม. สวนคาครงชวตของออกซเตตราซยคลนในน าทอณหภม 28 °ซ เทากบ 329 ชม. ซงอาจจะขนกบอณหภมและปรมาณแสง

นอกจากนไดสรปการศกษาทผานมาในตารางท 2.2 แสดงการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอมส าหรบการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนจะขนกบปจจย ไดแก คณสมบตของดน และความเปนกรดดาง ซงจะแตกตางกบการสลายตวของยาปฏชวนะในสงแวดลอมตรงทการสลายตวในดนจะสามารถลดความเขมขนของออกยาซเตตราซยคลนไดเลกนอย (Schmitt, 2003)

12

ตารางท 2.2 คาครงชวตของออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม สงแวดลอม คาครงชวต เอกสารอางอง

ดนทผานการฆาเชอ 99-120 วน Yang et al. (2009) ดนทไมผานการฆาเชอ 29-56 วน Yang et al. (2009) ตะกอนดน 9-141 วน Boxall et al. (2002) ตะกอนดน 70 วน Sithole and Guy (1987) ดนทอณหภม 30 °ซ 29.50 ชม. Boonsaner and Hawker (2010) น าจด 58 ชม. Choo (1994) น าทะเล 298 ชม. Choo (1994) น าในดน 2-270 ชม. Halling-Sørensen et al., (2003) น าผวดน 216 ชม. Doi and Stoskopf (2000) น าทอณหภม 37 °ซ 336 ชม. Wassef (1983) น าทอณหภม 28 °ซ 329 ชม. Boonsaner and Hawker (2010)

อตราคงทของการสลายตว (Degradation rate constant, kdeg)

โดยทวไปปรมาณสารในสงแวดลอมจะมการเปลยนแปลงตามเวลา ซงการเปลยนแปลงความเขมขนสารเกดจากปฏกรยาตางๆ เชน กระบวนการสลายตวโดยแสง กระบวนการสลายตวโ ดยอณหภม เปนตน กระบวนการยอยสลายสารท าใหปรมาณสารในสงแวดลอมลดลงเมอเวลาผานไป และปรมาณทลดลงนนจะลดลงดวยอตราคงทของการสลายตว (Degradation rate constant, kdeg) ซงมหนวยเปนตอวน การค านวณ Rate constant หรอ คา kdeg ของสาร ไดจากคาความชน (Slope) ของความสมพนธเชงเสนระหวาง ln (Ct /Co ) กบเวลา (t) (มลวรรณ, 2552) ดงน

Ct = C0e

-Kdegt

เมอ C0 คอ ความเขมขนเรมตน (มก./ล.) Ct คอ ความเขมขนทเวลา t (มก./ล.) kdeg คอ อตราคงทการสลายตว (วนหรอชม.) t คอ เวลา (ชม.)

เนองจากการสลายตวท าใหความเขมขนของสารลดลงตามเวลา ดงนน kt จงมคาเปนลบ ความเรวทสารสลายตวมกแสดงเปนคาครงชวต โดยคาครงชวต คอ ระยะเวลาทความเขมขนของสารลดลงเหลอครงหนงของความเขมขนเรมตน สามารถค านวณไดจาก

13

t½ คอ ln2/ k หรอ 0.693/ k เมอ t1/2 คอ คาครงชวต kdeg คอ อตราคงทการสลายตว

2.5 การสะสมในสงมชวต สารตางๆจะสะสม (Bioconcentration) ในสงมชวต เกดขนเมอความเขมขนของสารทรบเขาไปในเซลสงกวาสารทขบออกมาท าใหเกดการสะสม แตปรมาณการสะสมจะขนกบสมบตทางทางกายภาพและทางเคมของสาร ชนดของสงมชวต และองคประกอบของสงแวดลอม (Connell, 1990)

2.5.1 การรบสารในพช (Plant uptake) การสะสมสารในพชพบไดในทกสวนทงรากและล าตน สวนใหญพชรบสารผานทางรากโดยกระบวนการเคลอนยายซงเกดขนได 3 ลกษณะ คอ การเคลอนทผานอะโพพลาส (Apoplast) การเคลอนทผานซมพลาส (Symplast) และการเคลอนทผานเซลลในชนตางๆเขาไปโดยตรง (Transmembrane) (มลวรรณ, 2552) ดงภาพท 2.4 การเคลอนทผานอะโพพลาส (Apoplast) คอ การเคลอนทของสารจากภายนอกผานผนงเซลลเขาสเซลลเมมเบรนและเคลอนทจากเซลลหนงไปอกเซลลหนงโดยผานชองพลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) แลวเขาสไซเลม (Xylem) สวนการเคลอนทผานซมพลาส (Symplast) คอ การเคลอนทของสารทอยระหวางชองวางของผนงเซลลในชนเอพเดอรมส (Epidermis) และคอรเทค (Cortex) จนถงชนเอนโดเดอรมส (Epidodermis) ทมชนคาสปาเรยนสทรป (Casparian strip) ขวางอย ท าใหสารตองเคลอนยายเขาไปในเซลลเมมเบรนกอนจะเขาสชนเพอรไซเคล (Pericycle) และไซเลม (Xylem) กระบวนการทพชไดรบสารจากทางรากแลวเคลอน ทไปยงสวนตางๆของล าตน เรยกวาการ Translocation จะอาศยระบบล าเลยงน าและอาหารของพชและอาศยกระบวนการคายน าของพช เรยกวา Transpiration เปนตวชวย (วงจนทร, 2535) โดยทวไปสารปฏชวนะนนจะเคลอนทผานผนงเซลลเขาโดยตรงไดดกวา ซงการเคลอนทผานผนงเซลลเกยว ของกบสมบตทางกายภาพและทางเคมของสาร คอคาสมประสทธการแบงสวนระหว างออคตานอลกบน า (Octanol/water partition coefficient, Kow) ดงนนคา Kow สงแสดงวาสารนนสะสมในในดนและไขมนไดดและสารทมคา Kow จะถกดดซบไดดทงในดนและไขมน (Boxall and Ericson, 2012) ท าใหสารเหลานมโอกาสสะสมในพชได

14

ภาพท 2.4 การเคลอนยายสารในราก ทมา: Pedersen (1993)

2.5.2 คาการสะสมสารในพช คาการสะสมสารในสงมชวต (Bioconcentration factor; BCF) ไดจากการค านวณเทยบอตราสวนความเขมขนของสารทพบในสงมชวต (CB) เชน พชตอความเขมขนทพบในสงแวดลอม (CM) ซงอาจเปนน า (Cw) หรอดน (Cs) ดงน

BCF หรอ CF = CB / CM

ส าหรบคาการสะสมสารในรากพช (Root concentration factor; RCF) ค านวณจากความเขมขนของสารทพบในราก (CR) หารดวย ความเขมขนของสารในดน (Cs) ดงน

RCF = CR / CS สวนคาการสะสมสารในล าตนพช (Shoot concentration factor; SCF) ค านวณจากความเขมขนของสารทพบในล าตน (CSh) หารดวย ความเขมขนของสารในดน (Cs) ดงน

RCF = CSh / CS

2.6 ออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม ออกซเตตราซยคลนเปนสารปฏชวนะทสามารถแพรเขาสสงแวดลอมและตกคางอยในน าหรอดน ซงแหลงทมาของออกซเตตราซยคลนสวนใหญมาจากมลสตวทขบถายออกมาและถกน ามาใชท าปยคอกเพอใชในการเพาะปลก ท าใหออกซเตตราซยคลนมโอกาสแพรกระจายเขาส พชโดยกระบวนการดดน าและแรธาตจากดน ผลการตรวจวดปรมาณออกซเตตราซยคลนในสงแวดลอม ไดแก ดน ตะกอนดน แหลงน า และพช แสดงในตารางท 2.3

15

ตารางท 2.3 ปรมาณออกซเตตราซยคลนทตรวจพบในสงแวดลอม สงแวดลอม ปรมาณทตรวจพบ เอกสารอางอง

ดน 29 มก./กก. Martínez-Carballo et al. (2007) ตะกอนดน 0.10-4.90 มก./กก.น.น.แหง Sithole and Gay (1987) ตะกอนดน 0.50-4.00 มก./กก. Capone et al. (1996) ตะกอนดนในทะเล 0.65-4.20 มก./กก. Kerry et al. (1996) น าผวดน 0.34 มก./ล. Koplin et al. (2002) มลสกร 33-2000 มก./ก. Loke et al. (2002) ไขน า 2.32-3.41 ล./กก.น.น.แหง ชลธชา (2556) สาหรายบว 1.94-3.09 ล./กก.น.น.แหง ชลธชา (2556) รากผกบง 2.42-3.66 ล./กก.น.น.แหง ชลธชา (2556)

2.6.1 งานวจยทเกยวกบออกซเตตราซยคลนในดน การสะสมของออกซเตตราซยคลนมผลกระทบตอจลนทรยในดน เนองจากจลนทรย

ในดนมความส าคญตอระบบนเวศ เชน การยอยสลายมลพษทอยในดนและตะกอนดน แมวาความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนและตะกอนดนทพบสวนใหญยงอยในระดบต าและอาจยบยงจลนทรยไมรนแรงแตกอาจน าไปสการดอสารของจลนทรยในสงแวดลอม (Kochansky et al, 2000) พบวาออกซเตตราซยคลนถกดดซมในดนและตะกอนดนไดอยางหนาแนน

จากการศกษาของ Sithole and Guy (1987) พบวาออกซเตตราซยคลนทถกปลอยจากฟารมเลยงสตวในประเทศเดนมารกสามารถสะสมในตะกอนดนสงถง 0.10 - 4.90 มก. /กก.น.น.แหง และมคาครงชวตประมาณ 70 วน นอกจากนนยงพบวาออกซเตตราซยคลนทสะสมอยในชนดนทลกลงไปถกยอยสลายไดนอยมากถงแมเวลาจะผานไป 180 วน แสดงวาออกซเตตราซยคลนมความคงทนในธรรมชาตนานมาก

การศกษาของ Alistair (2003) รายงานวาการแพรกระจายของสารนนขนอยกบการดดซบสารในดนและความคงทนของสาร จากนนสารสวนใหญจะเคลอนทไปสน าผวในดนและมสวนนอยทซมปนเปอนในน าใตดน ส าหรบยาทเปลยนรปแลวจะมความคงทนและเคลอนทไดดกวาสารเดมทยงไมเปลยนรป

การศกษาของ Blackwell et al. (2007) พบการสะสมออกซเตตราซยลนในดนทผสมมลสตวพบวาออกซเตตราซยคลนสามารถคงตวอยในดนได มการสะสมเฉลยประมาณ 0.90 มก./กก.

16

2.6.2 งานวจยทเกยวกบออกซเตตราซยคลนในพช

การแพรกระจายของออกซเตตราซยคลนในดนสวนใหญมาจากมลสตวทขบถายออกมาแลวน าไปใชท าปยคอกเพอการเพาะปลก ยาจงมโอกาสแพรเขาสพชโดยกระบวนการดดน าและอาหารของรากพช ปรมาณของการสะสมของยาอาจไมมากพอทจะเปนอนตรายตอพชโดยตรง แตอาจมผลกระทบตอการเจรญเตบโตของพชได เชน การศกษาของ Kong et al. (2007) ซงทดลองการสะสมของออกซเตตราซยคลนในตนอลฟาฟา พบวาออกซเตตราซยคลนสามารถยบยงการเจรญเตบโตของตนอลฟาฟาโดยท าใหสวนของล าตนและรากมการเจรญเตบโตชาลง ถง 65 และ 85 เปอรเซนต

การศกษาของ Kumar et al. (2005) ทดลองปลกหวหอมใหญและกะหล าปลในดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน การทดลองพบวามออกซเตตราซยคลนตกคางในเนอเยอของพชตงแต 2 - 17 นก./ก.น.น.เปยกและพบวาความเขมขนนจะสงขนเมอปรมาณออกซเตตราซยคลนในปยคอกมากขน

ส าหรบการศกษาของ Boxall et al. (2002) ในแครอท พบวาออกซเตตราซยคลนท าใหการเจรญเตบโตของแครอทลดลง และเมอเปรยบเทยบแครอททปอกเปลอกและไมไดปอกเปลอก พบวาการสะสมออกซเตตราซยคลนเฉพาะในผวชนนอกของแครอทเทานน แสดงวาการสะสมของออกซเตตราซยคลนมในผวชนนอกของแครอทเทานน และการดดซมของสารทางระบบรากไมมความสมพนธกบคา Kow แตอาจเกยวกบปจจยอน เชน การแลกเปลยนประจบวกทผวดน

สวนการศกษาของ Liu et al. (2009) ไดศกษาปฏกรยาของสารปฏชวนะทงหมด 6 ชนด ไดแก Chrotetracycline, Tetracycline, Tylosin, Sulfamethoxazole, Sulfamethazine และ Trimethoprim ตอการเจรญเตบโตของตนขาวและจลนทรยในดน พบวาสารปฏชวนะทง 6 ชนดมความเปนพษตอพชแตกตางกน โดยตนขาวมความไวตอสารปฏชวนะทงสองชนดคอ Sulfamethoxazole และ Sulfamethazine สวน Trimethoprim มผลตอกระบวนการหายใจของตนขาวอยางมนยส าคญ ในขณะท Tetracycline มผลเพยงเลกนอย

การศกษาของ Boonsaner and Hawker (2010) ไดศกษาการสะสมออกซเตตราซยคลนในพช 3 ชนด คอ ตนถวเหลอง ธปฤาษ และตนเหงอกปลาหมอ พบวาตนถวเหลองสะสมออกซเตตราซยคลนไดดนกวาธปฤาษและตนเหงอกปลาหมอ โดยมคาการสะสมของออกซเตตราซยคลน (BCF) สงสดเทากบ 3.32 กก.ดนแหง/กก.พชแหง

17

2.7 การบ าบดดนดวยพช ในป ค.ศ. 1967 นกวทยาศาสตรไดคนพบความสามารถของพชในการดดซม (Uptake) และสะสมสารเคมทงสารประกอบอนทรยและสารประกอบอนนทรยตางๆจากสงแวดลอมเขาสตนพช จากผลการศกษาวจยตางๆน าไปสการพฒนาเปนกระบวนการเพอใชพชบ าบดสารมลพษท ปนเปอนในสงแวดลอม ซงกระบวนการนเรยกวา Phytoremediation (อลสา, 2550)

การใชพชชวยบ าบดมลพษ หรอ Phytoremediation เปนกระบวนการใชพชเพอก าจดความเปนพษของสารมลพษทปนเปอน โดยพชจะชวยดดซบหรอเปลยนรปมลพษทมอยในดน น า น าใตดน หรอแมแตในอากาศ และบางครงพชยงปลอยสารบางอยางจากรากเพอกระตนการท างานของจลนทรยทมอยในรากใหชวยยอยสลายสารมลพษ (EPA, 2000) ส าหรบกลไกการก าจดสารมลพษของพชอาจเกดขนทางตรงโดยการยอยสลายของสารนนในตนพช หรอโดยทางออมซงไดแก การดดซม การเคลอนยายสารนนเขาสพชและสะสมสารไวในตนพช ส าหรบวธทางออมดงกลาว สารมลพษจะไมไดถกก าจดโดยการยอยสลายใหหมดไป เพยงแตชวยลดปรมาณของสารทปนเปอนในสงแวดลอม ท าใหความเสยงทสารจะเปนอนตรายตอสงมชวตลดลง

2.7.1 เทคโนโลย Phytoremediation เทคโนโลย Phytoremediation เปนการเลอกใชพชในการบ าบดสารมลพษในบรเวณทมการปนเปอนเพอลดอนตรายของสารมลพษในสงแวดลอม กอนท าการศกษาจะตองมความเขาใจในเรองพนฐานของพฤตกรรมในสารมลพษทจะท าการบ าบด เพราะการใชพชนนมขอจ ากดทจะใชบ าบดกบพนททมการปนเปอนเปนบรเวณกวาง ปรมาณหรอระดบความเขมขนของสารมลพษทปนเปอนเปนปจจยจ ากดปจจยหนง ซงหากพนททปนเปอนมระดบการปนเปอนทคอนขางสงอาจสงผลกระทบตอพชได เชน ท าใหพชมอตราการเจรญเตบโตทลดลงหรอตายและอาจตองใชระยะเวลาในการบ าบดทนานขน นอกจากนการเลอกชนดพชทใชในการบ าบดนนไมควรเลอกพชทใชในการบรโภคหรอเปนพชทอยในหวงโซอาหาร

Phytoremediation เปนการบ าบดมลพษโดยการพงพาสงทมอยแลวในธรรมชาต เปนวธทประหยดตนทนและไมท าลายธรรมชาต ในการประยกตใชเทคโนโลย Phytoremediation นนตองค านงถงปจจยตางๆไดแก ชนดพช ลกษณะของพนททปนเปอน และประเภทของสารทตองการก าจดกระบวนการทเกยวของกบ Phytoremediation แบงเปน 5 กระบวนการหลก (ภาพท 2.5) (อลสา, 2550) ไดแก

18

ภาพท 2.5 กระบวนการทเกยวของกบ Phytoremediation ทมา: Chen (2010)

1) การสกดดวยพช (Phytoextraction หรอ Phytoaccumulation) เปนการก าจดสารโดยการดดซมสารทอยในดนใหเคลอนยายเขาสพช โดย

พชจะดดซมสารนนผานทางรากแลวไปเกบสะสมในเนอเยอสวนตางๆ เชน ล าตน และใบ ซงปจจยทเกยวของกบการบ าบดสารโดยวธนไดแก อตราการดดซมสารโดยราก สดสวนของสารทถกดดซมโดยราก ความทนทานตอสารของเซลลพช ดงนนพชทใชในการบ าบดวธนจงควรมความสามารถในการสะสมสารโดยผานรากไดมาก และสามารถเคลอนยายสารไปสสวนของตนพชไดเปนอยางด

2) การยอยสลายโดยพช (Phytodegradation หรอ Phytotransformation) เปนการดดซมสารจากสงแวดลอมเขาสรากและสะสมในเนอเยอสวนตางๆ

เชน ล าตน และใบ จากนนสารจะถกเปลยนรปหรอสลายตวดวยกระบวนการหรอวถเมแทบอลซมตางๆในพชจนไดสารทมความเปนพษนอยลงหรอไมมเลย

3) การตรงดวยพช (Phytostabilization) เปนการเปลยนรปสารใหอยในรปทมการละลายน าไดนอยลง โดยการใช

รากพชเพอจ ากดการเคลอนทและการดดจบสารในดน พชทใชควรเปนพชทใชน ามากจงชวยลดปรมาณการซมผานของน าในโครงสรางของดน เปนการลดปรมาณสารทอาจปนเปอนลงไปสน าใตดน และลดการกระจายของสารไปยงบรเวณอนๆ ดวย การบ าบดโดยวธนสามารถเกดขนโดยผานกระบวน การซบ (Sorption) การตกตะกอน (Precipitation) การเกดสารเชงซอน (Complexation) การรดวซเวเลนซโลหะ (Metal valence reduction)

19

4) การท าใหระเหย (Phytovolatilization) เปนการใชพชเปลยนสถานะของสารใหเปนกาซหรอระเหยออกไป พชจะ

ดดจบสารไวและดวยกลไกลทเกดขนในตนพชเองจะท าการแปลง (Tranformation) สารใหอยในรปทระเหยไดและมความเปนพษลดลงจากเดม

5) การกระตนดวยพช (Phytostimulation) เปนการยอยสลายสารมลพษดวยจลนทรย โดยรากพชจะหลงสารบางอยางออกมา สารทออกมาจะชวยกระตนการเจรญเตบโตของจลนทรยเพอเรงการยอยสลายสารมลพษ วธนสามารถชวยลดปรมาณกากมลพษไดมาก (จนทน, 2553)

2.7.2 ตวอยางการใชพชบ าบดสารพษในดน การใชพชชวยดดซบสารพษเรมเปนทนยมเนองจากคาใชจายไมสง และไมถกตอตานจากสงคม งานวจยทยกเปนตวอยางของการใชพชดดซบสารพษหรอสารปนเปอนในดนไดแก

งานวจยของ Boonsaner et al. (2011) ไดศกษาการดดซบสาร BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene และ Xylene) โดยใชตนพทธรกษา เพอใชหาประสทธภาพของพชในการบ าบดดนทมการปนเปอน BTEX ผลจากการใชพทธรกษาพบวามสาร BTEX สะสมในสวนของราก ล าตน และเหงา นอกจากนนปรมาณสารทตนพทธรกษาไดรบตอวน (Uptake rate) คอ Benzene (0.23 - 1.76 มก./วน) > Toluene (0.06 - 0.22 มก./วน) > Ethylbenzene (0.04 - 0.47 มก./วน) > Xylene (0.02 - 0.30 มก./วน) โดยตนพทธรกษามประสทธภาพในการบ าบดสาร BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene และ Xylene) คอ 89 - 97 เปอรเซนต, 86 - 97 เปอรเซนต, 83 - 96 เปอรเซนต และ 70 - 96 เปอรเซนต จงสรปไดวา ตนพทธรกษาสามารถดดซบสาร BTEX ทปนเปอนในดนไดด

งานวจยของบญชาการ (2548) ไดศกษาการบ าบดดนทปนเปอนทองแดง โดยใชผกกาดเขยวปล ตอยตง และไมยราบ โดยศกษาความเขมขนของทองแดงในสวนรากและล าตน การทดลองท าโดยปลกพชในดนทมการเตมทองแดงทความเขมขน 0 , 50, 100, 150 และ 200 มก./กก. แลววเคราะหความเขมขนของทองแดงในราก และล าตนทระยะเวลาเกบเกยว 40, 50 และ 60 วน ผลการทดลองสรปไดวาผกกาดเขยวมความเขมขนของทองแดงในสวนทอยเหนอดนมากทสดตามระยะเวลาการเกบเกยว ส าหรบตอยตงและไมยราบมความเขมขนของทองแดงในรากมากกวาสวนทอยเหนอดนและระยะเกบเกยวไมมผลตอการสะสมในพชทง 2 ชนด

งานวจยของจราจนทร (2554) ไดศกษาสมรรถนะการเจรญเตบโตของหญาแฝกในดนทปนเปอนสารไตรคลอโรเอทธลน (TCE) และทดสอบการเคลอนยายของสารTEC ทเขาสะสมสวนตางๆของพช การทดลองท าโดยปลกหญาแฝก 4 สายพนธไดแก สายพนธสงขลา 3 ศรลงกา ก าแพง เพชร2 และสราษฏรธาน ในดนทเกบจากบรเวณจงหวดปทมธานทม TCE ปนเปอน 549 มก./กก. ผลการทดลองพบวา หญาแฝกทง 4 สายพนธสามารถเจรญเตบโตไดในดนทปนเปอน TCE โดยมอตราการอยรอด 100 เปอรเซนต และเมอปลกหญาแฝกในวสดปลกทประกอบดวย ดนทปนเปอน TCE :

20

กาบมะพราวสบ : ปยคอกในอตราสวน 2 : 3 : 1 พบวาหญาแฝกสามารถเคลอนยายสาร TCE เขาไปสะสมในพชไดและสะสมในสวนของใบมากทสด รองลงมาคอ ล าตนและรากตามล าดบ

งานวจยของดวงกมลและชมพนท (2556) ไดศกษาการดดซบสงกะส ตะกว และทองแดงของตนทานตะวน การทดลองใชทานตะวนสายพนธแปซฟก 77 ปลกในดนทปนเปอนดวยสารตะกว 550 มก./กก. สงกะส 140 มก./กก. และทองแดง 350 มก./กก. นอกจากนยงไดศกษาอทธพลของ (NH4)2SO4 , NH4NO3 และ EDTA ทมตอการสะสมโลหะหนกของพชดวย โดยตนทาน ตะวนมลกษณะเดนคอ มระยะการเกบเกยวไดนานอยทประมาณ 90 วน ผลการวจยพบวา เมอไมเตมเกลอ ((NH4)2SO4 , NH4NO3 และ EDTA ) ในดน ตนทานตะวนจะสะสมตะกว, ทองแดง และสงกะส ไดเทากบ 29.91, 45.50 และ 100.70 มก./กก. ตามล าดบ และเมอเตม NH4NO3 และ (NH4)2SO4 จะท าใหพชสะสมโลหะหนกทกชนดไดมากขน โดย NH4NO3 จะสงผลตอการสะสมโลหะหนกมากทสด เมอพจารณาเฉพาะในเมลดพบวา ปรมาณตะกวในทกชดการทดลองสงเกนคามาตรฐานอาหารทมสารปนเปอน แตปรมาณทองแดงและสงกะสไมเกนคามาตรฐาน

2.8 ดาวเรอง พชทใชทดลองในงานวจยนคอตนดาวเรอง (ภาพท 2.6) ตนดาวเรองเปนไมลมลกทสามารถ

พบไดทวไปและมลกษณะทส าคญดงน

ภาพท 2.6 ตนดาวเรอง (Tagetes erecta L.)

ทมา: Wikipedia (2010)

21

ดาวเรอง มชอวทยาศาสตรวา Tagetes erecta L. และมชอสามญหลายชอไดแกMarigolds, African marigold, ดาวเรอง, ค าปจ (ภาคเหนอ) ดาวเรองมถนก าเนดในประเทศเมกซโก ตอมามผน าเขาไปปลกในยโรป เนองจากเปนไมทปลกงายเลยงงาย โตเรว อกทงดอกมความสวยงาม ปกแจกนไดนาน 1 - 2 สปดาห และแขงแรงไมคอยมโรคหรอแมลงรบกวน ใหดอกเรว มระยะเวลาสน ประมาณ 60 - 70 วน จงเปนทนยมปลกอยางแพรหลายเพราะสามารถปลกไดตลอดป ดาวเรองเปนพชทตองการแสงแดด มรากหนาแนนจ านวนมาก สามารถเจรญเตบโตไดในดนทกชนด

ลกษณะของตนดาวเรองเปนไมลมลก สงประมาณ 15 - 60 ซม. ล าตนเปนรองสเขยว แตกกงกานทโคน ใบเปนใบประกอบแบบขนนกปลายค ออกเรยงตรงกนขาม ใบยอมม 11 - 17 ใบ รปรกวาง 0.50 - 1.50 ซม. ยาว 1.50 – 5.00 ซม. ปลายใบแหลม โคนใบสอบ ขอบใบจกเปนซฟน แผนใบสเขยว เนอใบนม ดอก ออกเปนชอทปลายยอด ดอกสเหลองเขม รวประดบสเขยวเชอมตดกนเปนรประฆง หมโคนชอดอก ดอกแบงออกเปน 2 วง คอ ดอกวงนอก เปนรปลน บานแผออกปลายมวนลง เปนดอกไมสมบรณ ดอกวงในเปนหลอดเลกอยตรงกลาง ชอดอกเปนดอกสมบรณเพศ กานชอดอกยาว ผล เปนผลแหงๆไมแตก สด า ดอกแหงตดกบผล

ประโยชนของดาวเรองใชปลกเปนไมดอกไมประดบทมสามารถท ารายได นอกจากปลกเพอตดดอกขาย ยงนยมปลกเพอประดบตกแตงอาคารสถานท สของดอกใชเปนสยอมผา และในปจจบนใชดอกดาวเรองผสมในอาหารสตวเปนอาหารเสรม เนองจากดาวเรองเปนพชทมสารแซนโทฟล (Xanthophyll) สง จงสามารถน าไปเปนอาหารสตวไดด นอกจากนนปองกนแมลงได เนองจาก ดาวเรองเปนสารทมกลนเหมนแมลงไมชอบจงสามารถใชปองกนแมลงใหแกพชอน

งานวจยของ Chintakovid et al. (2007) ไดทดลองใชตนดาวเรองเพอบ าบดสารหนทอ าเภอรอนพบลย จงหวดนครศรธรรมราช พบวาตนดาวเรองดดซบสารหนไดโดยมสะสมในสวนของรากเทากบ 0.18 มก./ก. > ใบ 0.05 มก./ก. > ตน 0.15 มก./ก. > ดอก 0.01 มก./ก. นอกจากนนดาวเรองยงสามารถเตบโตไดดในบรเวณแปลงทดลองทมการปนเปอนสารหน ส าหรบกลไกการดดซบสารพษของดาวเรอง คอ Phytoextraction หรอ Phytoaccumulation การบ าบดโดยวธนมขอดคอ ใหความสะดวก ด าเนนการสามารถเกบเกยวหรอน าออกจากพนทเพอก าจดภายหลง

22

บทท 3

การทดลอง

ส าหรบการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองไดศกษาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนดวยเนองจากการสลายตวของสารจากดนมผลตอความเขมขนของออกซเตตราซยคลนทตนดาวเรองไดรบ รวมทงการทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดนซงมผลตอความเขมขนของออกซเตตราซยคลนทตนดาวเรองไดรบเชนเดยวกน ดงนนการทดลองจงแบงเปน 3 ชดทดลองดงน

การทดลองท 1 การทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน การทดลองท 2 การทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน การทดลองท 3 การทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง ส าหรบรายละเอยดการทดลองมดงน

3.1 การเตรยมการทดลอง 3.1.1 การเตรยมน า น าทใชส าหรบทดลองเปนน าปราศจากไอออน (Deionized water, DI) ทผานการฆาเชอ โดยน าน าปราศจากไอออนไปอบฆาเชอดวยเครอง Autoclave ยหอ Hirayama รน HVE-50 ทอณหภม 121 °ซ ความดนท 15 บาร เปนเวลา 15 นาท กอนน าไปใช

3.1.2 การเตรยมพช ขนตอนการเตรยมพชทดลองท าโดย 1) พชทใชทดลอง คอตนดาวเรอง ซอจากรานขายตนไมทจงหวดนครสวรรค โดยตน

ทใชทดลองมอายประมาณ 30-45 วน ซงเปนชวงทมราก ใบเจรญสมบรณ และยงไมออกดอก 2) การเตรยมตนดาวเรองท าโดยน าตนดาวเรองมาแชน าสะอาดประมาณ 2-3 วน

เพอลดการปนเปอน แลวน าไปปลกในดนทไมมสารปนเปอนเปนเวลา 15 วน 3) มการทดลองความเปนพษของออกซเตตราซยคลนในพชทดลองท าโดยปลกพชในดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลน 3 ความเขมขน คอ 5 10 และ 15 มก./กก. เปนเวลา 1 สปดาห พบวาการทดลองในความเขมขน 10 และ 15 มก./กก. ตนดาวเรองเหยวเฉาและตาย แตในความเขมขนท 5 มก./กก. ตนดาวเรองเจรญเตบโตไดปกต ดงนนในการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองจงเลอกทความเขมขน 5 มก./กก. 4) กอนทดลองน าตนดาวเรองไปทดสอบการปนเปอนของออกซเตตราซยคลนบนทกน าหนกและวดความยาวรากของแตละตน

23

3.1.3 การเตรยมดน ขนตอนการเตรยมดนทดลองท าโดยน าดนทไดจากสถานวจยตนน ายม กรมอทยานสตวปาและพนธพช กระทรวงทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม จงหวดแพร ไปลางดวยน าสะอาด จากนนน าดนไปตากใหแหง รอนเอากรวดทตดกบดนออก และน าดนไปอบฆาเชอจลนทรยดวยเครอง Autoclave ยหอ Hirayama รน HVE-50 ทอณหภม 121 °ซ ความดนท 15 บาร เปนเวลา 30 นาทและกอนน าไปทดลองไดทดสอบการปนเปอนของออกซเตตราซยคลน และวเคราะหคณสมบตทางกายภาพและเคมของดน

3.1.4 สารเคม 1) Oxytetracycline HCl (Commercial grade บรษท Dafeng Huasu

Pharmaceutical CO., LTD, China 2) Acetone; Analytical reagent grade, Ajax Finechem, Australia

3) Oxalic acid (H2C2O4); Ajax Finechem, Australia 4) Citric acid monohydrate (C6H8O7•H2O); Analytical reagent grade, Ajax

Finechem, Australia 5) Di-sodium hydrogen orthophosphate anhydrous (Na2PHO4);

Analytical reagent grade, Ajax Finechem, Australia 6) EDTA di-sodium salt (C10H14N2Na2O8•2H2O); Analytical reagent grade,

Ajax Finechem, Australia 7) Methanol; HPLC grade, Fisher Scientific, UK

8) Acetonitrile; HPLC grade, Fisher Scientific, UK

3.1.5 เครองมอและอปกรณ 1) เครอง HPLC (High performance liquid chromatography) ยหอ Water

600 photodiode array คอลมนทใชรน HiQ Sil C18HS ขนาดเสนผานศนยกลาง 4.60 มม. ยาว 150 มม.

2) เครอง Ultrasonic bath ยหอ Branson รน 5210 ของบรษท BRANSON 3) เครอง Homogenizer ยหอ Ultra turrax รน T25 basic ของบรษท IKA Labortechhik

4) ชด Vacuum pump รน 22AN88-IP20 ของบรษท KNF Neuberger พรอมชดกรอง GF/C

5) เครอง Hot air oven ยหอ Binder รน FD115 6) เครอง Autoclave ยหอ Hirayama รน HVE-50 7) เครอง Orbital shaker ยหอ Gallenkamp รน 3597 8) เครอง pH Meter ยหอ SCHOTT Instrument รน Lab 850 9) เครองชง 2 ต าแหนง ยหอ Mettler toledo รน DB3002

24

10) เครองชง 4 ต าแหนง ยหอ Mettler toledo รน AB204 11) Solid phase extraction (SPE) Strata-X33u 200 มก./6 มก. ของบรษท Phenomenex, USA 12) Syringe filter nylon ขนาด 0.45 ไมครอน ยหอ Agela Technologies 13) Membrane filters (Nylon) ขนาด 0.45 ไมครอน ยหอ Agela

Technologies. 14) กระดาษกรอง GF/C ขนาดเสนผาศนยกลาง 47 มม. ยหอ Whatman 15) ขวดแกวขนาด 100 มล.

3.2 วธการสกดและการวเคราะห 3.2.1 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางดนและพช การสกดออกซเตตราซยคลน ในตวอยางดน และพช ท าโดยวธ Solid phase extraction ตามวธของ AOAC (1996) มขนตอนดงตอไปน

1) ตวอยางพชทใชคอตนดาวเรองจะแยกสวนรากและล าตนออกจากกนคนละตวอยาง แบงสวนหนงไปวเคราะหหาน าหนกแหง น าสวนรากหรอล าตนไปชงน าหนกประมาณ 10 ก. (จดน าหนกทแนนอน) ใสในบกเกอร จากนนเตม Mcllvaine buffer EDTA 20 มล. ลงในพช น าไปปนใหเขากนดวยเครอง Homoginizer จนละเอยด แลวเตม Mcllvaine buffer EDTA 10 มล. น าไปลางหวปนและเทใสบกเกอรทมตวอยางพช น าตวอยางทไดจากการปนไปกรองแยกกากดวยกระดาษกรอง GF/C

2) ตวอยางดน แบงสวนหนงไปวเคราะหหาน าหนกแหง น าดนไปชงน าหนกประมาณ 10 ก. (จดน าหนกทแนนอน) ใสในบกเกอร จากนนเตม Mcllvaine buffer EDTA 20 มล. ลงในดน น าไป Sonicate ดวยเครอง Ultrasonic นาน 2 นาท จากนนน าไปกรองดวยกระดาษกรอง GF/C ลางตวอยางดนทตดบกเกอรดวย Mcllvaine buffer EDTA 10 มล.

3) การเตรยม Solid phase extraction (SPE) (Strata X 33u 200 มก./6 มล.) ท าโดยกระตน SPE ดวย Methanol (HPLC grade) 2 มล. และน าปราศจากไอออน 2 มล. จากน าตวอยางทไดจากการกรองจาก ขอ 1 หรอ ขอ 2 ไปผาน SPE จากนนลางตวอยางดวย 20 เปอรเซนต Methanol (HPLC grade) 1 มล. และน าปราศจากไอออน 1 มล. หลงจากผานตวอยางใน SPE แลว ซงออกซเตตราซยคลนจะถกจบโดยตวดดจบใน SPE จงท าการ Elute สารตวอยาง ส าหรบตวอยางพชท าการ Elute สารออกโดยปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) ลงใน SPE อก 1.5 มล. จะเททงไป จากนนปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) อก 1 มล. ลงใน SPE แลวเกบสารละลายทได ใสในขวด Vial ส าหรบตวอยางดนท าการ Elute สารออกโดยปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) ลงใน SPE อก 1 มล. จะเททงไป จากนนปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) อก 1.5 มล. ลงใน SPE แลวเกบสารละลายทไดใสในขวด Vial เพอรอเตรยมฉดดวย HPLC

25

4) สารละลายทไดกอนน าไปวเคราะหจะท าการกรองดวย Syringe filter nylon ขนาด 0.45 ไมครอน แลวน าไปวเคราะหดวยเครอง High performance liquid chromatography (HPLC) ยหอ WATER 600 photodiode array คอลมนทใชรน HiQ Sil C18HS ขนาดเสนผานศนยกลาง 4.6 มม. ยาว 150 มม. เปน Stationary phase และใช Acetonitrile : 0.01 M Oxalic acid in Methanol (10:90) เปน Mobile phase ทอตราการไหล 1 มล./นาท ส าหรบ Detector ใช Photodiode array detector ทความยาวคลน 360 นาโนเมตร ปรมาตรสารละลายทฉด 20 ไมโครลตร

26

แผนภมการสกดออกซเตตราซยคลนในดน และพช เปนดงน

ภาพท 3.1 ขนตอนการสกดออกซเตตราซยคลนในดน และพช

เกบตวอยางทไดจากการกรองเพอรอสกดดวย SPE

กระตน SPE ดวย methanol (HPLC grade) 2 มล. ตามดวยน าปราศจากไอออน 2 มล.

น าสารละลายทกรองไดทงหมดไปกรองผาน SPE

ลางตวอยางดวย 20 เปอรเซนต Methanol (HPLC grade) 1 มล. และน าปราศจากไอออน 1 มล.

Elute สารละลาย (ส าหรบพช) ปเปตดวย Acetonitrile:Methanol (1:1) 1.5 มล. ทงและเกบ 1 มล. (ส าหรบดน) ปเปตดวย Acetonitrile:Methanol (1:1) 1 มล.

ทงและเกบ 1.5 มล.

น าสารละลายทไดไปวเคราะหดวยเครอง HPLC

กรองดวยกระดาษกรอง GF/C ลางตวอยางดวยสารละลาย Mcllvaine buffer EDTA อก 10 มล.

ชงตวอยางพชหรอดน 10 ก. จดน าหนกทแนนอน

เตมสารละลาย Mcllvaine buffer EDTA 20 มล.

ตวอยางดน น าไป Sonicate ดวยเครอง Ultrasonic นาน 2 นาท

ตวอยางพช น าไปปนตวอยางดวยเครอง Homoginizer จนละเอยด

27

3.2.2 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางน า 1) เกบตวอยางน ามากรองผานดวยกระดาษกรอง GF/C เพอกรองเอาเศษดนออก 2) ตวงตวอยางน าทไดจากการกรองมา 100 มล 3) การเตรยม Solid phase extraction (SPE) (Strata X 33u 200 มก./6 มล.) ท าโดยกระตน SPE ดวย Methanol (HPLC grade) 2 มล. และน าปราศจากไอออน 2 มล. จากน าตวอยางน าทไดจากการกรองมาผาน SPE จากนนลางตวอยางดวย 20 เปอรเซนต Methanol (HPLC grade) 1 มล. และน าปราศจากไอออน 1 มล. 4) หลงจากผานตวอยางใน SPE แลว จากนนท าการ Elute สารตวอยาง โดยปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) ลงใน SPE อก 1.5 มล. จะเททงไป จากนนปเปต Acetonitrile: Methanol (1:1) อก 1 มล. ลงใน SPE แลวเกบสารละลายทไดใสในขวด vial 5) สารละลายทไดกอนน าไปวเคราะหจะท าการกรองดวย Syringe filter nylon ขนาด 0.45 ไมครอน แลวน าไปวเคราะหดวยเครอง High performance liquid chromatography (HPLC)

แผนภมการสกดออกซเตตราซยคลนในน า เปนดงน

ภาพท 3.2 ขนตอนการสกดออกซเตตราซยคลนในน า

การสกดดวย SPE ท าตามวธการสกดพช

น าสารละลายทไดไปวเคราะหดวยเครอง HPLC

เกบตวอยางทไดจากการกรองเพอรอสกดดวย SPE

ตวงตวอยางน าทไดจากการกรองมา 100 มล.

ตวอยางน าทไดกรองดวยกระดาษกรอง GF/C

28

3.2.3 คา Instrument detection limit, Method detection limit และ % Recovery การหาคา Instrument detection limit (IDL) ท าโดยการฉดสารละลายออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 10, 20, 30, 50, 100 มก./ล. ซงแตละความเขมขนจะฉด 5 ซ า เพอหาคาเบยงเบน (S.D.) โดย IDL จะมคาเทากบ ± 3SD หรอ 0.37 มก./ล.

ส าหรบการหาคา Method detection limit (MDL) ท าโดยการ Spike สารละลายออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 100 มก./ล. ลงในตวอยางดน พช และน า แตละตวอยางจะฉด 3 ซ า เพอหาคาเบยงเบน (S.D.) โดย MDL ของการสกดและวเคราะหออกซเตตราซยคลนในตวอยางดน มคาเทากบ 0.42 มก./ก. ตวอยางพช มคาเทากบ 0.98. มก./ก. และน า มคาเทากบ 0.31 มก./ก.

สวนคา % Recovery ค านวณจาก % Recovery = ปรมาณทวเคราะหไดในตวอยาง x 100

ปรมาณทเตมลงไป

% Recovery ทไดจากการสกดตวอยางดน มคาเทากบ 55.94 เปอรเซนต ตวอยางพช 75.44 เปอรเซนต มคาเทากบ และน ามคาเทากบ 80.55 เปอรเซนต

3.2.4 การวเคราะหคณสมบตทวไปของดนและพชทดลอง 1) วเคราะหลกษณะทางกายภาพของดนทดลอง ไดแก องคประกอบของดน ปรมาณคารบอนอนทรย ปรมาณไนโตรเจน ปรมาณฟอสฟอรส ปรมาณน าในดน และความเปนกรดเปนดางของดน สรปวธการวเคราะหในตารางท 3.1 ดงน ตารางท 3.1 สรปวธวเคราะหสมบตทางกายภาพของดน

สมบตของดน วธการวเคราะห องคประกอบของดน วธ Hydrometer method * ปรมาณคารบอนอนทรยในดน วธ Walkley-balck method * ปรมาณไนโตรเจนในดน วธ Kjeldahl method * ปรมาณฟอสฟอรสในดน วธ Perchloric acid digestion * ปรมาณน าในดน อบแหงท 105 °ซ ** ความเปนกรดเปนดางของดน ใช pH Meter * หมายเหต : อางองวธการจาก * Tan (1995) และ ** AOAC (1984)

2) วเคราะหลกษณะทางเคมของตนดาวเรอง โดยการวเคราะหปรมาณไขมนในพช

29

3.3 วธการทดลอง 3.3.1 การทดลองท 1 การทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน แบงเปน

- วเคราะหหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน ท าโดย 1) เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนทมความเขมขน 1000 มก./ล. ใน Acetone 2) ชงดนหนก 30 ก. ใสในขวดแกวปากกวางขนาด 500 มล. จ านวน 8 ขวด 3) ปเปตสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 3 มล. ใสลงในดนแตละขวด และท าการระเหย Acetone จนแหงท าใหดนมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 100 มก./กก. 4) เตมน าปราศจากไอออน 200 มล. ปดฝาแลวหอขวดดวยอลมเนยมฟอลย 5) น าไปเขยาดวยเครอง Orbital shaker ยหอ Gallenkamp รน 3597 ทอณหภม 25 ± 2 °ซ 6) เกบตวอยางในวนท 0, 1, 2, 3 หลงจากเรมทดลอง เกบตวอยางครงละสองขวด 7) แยกสวนดนกบน า โดยรอใหดนตกตะกอนกอน จากนนกรองน าออกดวยดวยกระดาษกรอง GF/C แลวน าแตละตวอยางไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC ดงรายละเอยดในขอ 3.2 8) ค านวณหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน โดยการ Plot กราฟระหวาง Cs/Cw เทยบกบเวลา

30

แผนภมการหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน เปนดงน

รปท 3.3 ขนตอนการหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน

ภาพท 3.3 การหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน - ทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน ท าโดย 1) เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนทมความเขมขน 1000 มก./ล. ใน acetone 2) ชงดนหนก 30 ก. ใสในขวดแกวปากกวางขนาด 500 มล. จ านวน 6 ขวด 3) ปเปตสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 1.5, 3, 4.5 มล. ใสลงในดนความเขมขนละ 2 ขวด และระเหย Acetone จนแหง ท าใหตวอยางดนมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 50 , 100, 150 มก./กก. 4) เตมน าปราศจากไอออน 200 มล. ปดฝาแลวหอขวดดวยอลมเนยมฟอลย

ค านวณหา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดน โดยการ plot กราฟระหวาง Cs/Cw เทยบกบเวลา

ปเปตสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 3 มล. ใสลงในดนแตละขวด และระเหย Acetone จนแหงท าใหดนมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 100 มก./กก.

ชงดน 30 กรม ใสในขวดแกวขนาด 500 มล. จ านวน 8 ขวด

เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนความเขมขน 1000 มก./ล. ใน Acetone

เตมน าปราศจากไอออน 200 มล. ลงไป ปดฝาแลวหมขวดดวยอลมเนยมฟอลย

น าไปเขยาดวยเครอง Orbital shaker ทอณหภม25 ± 2 °ซ

เกบตวอยางวนท 0, 1, 2, 3 ครงละ 2 ขวด และกรองแยกสวนดนกบน าเพอน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC

31

5) น าไปเขยาดวยเครอง Orbital shaker ยหอ Gallenkamp รน 3597 ทอณหภม25 ± 2 °ซ เปนเวลา 3 วน 6) แยกสวนดนกบน าเพอน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC ดงรายละเอยดในขอ 3.2 7) ค านวณหาคา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดน โดยการ Plot กราฟระหวาง Cs เทยบกบ Cw ทเวลา Equilibrium time

แผนภมการวเคราะหหา Kd เปนดงน

ภาพท 3.4 ขนตอนการวเคราะหหา Kd

ปเปตสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 1.5, 3, 4.5 มล. ใสลงในดนความเขมขนละ 2 ขวด และระเหย Acetone จนแหง ท าใหตวอยางดนมออกซเตตราซยคลน

ปนเปอน 50, 100, 150 มก./กก.

ชงดน 30 ก. ใสในขวดแกวขนาด 500 มล. จ านวน 6 ขวด

เตมน าปราศจากไอออน 200 มล. ลงไป ปดฝาแลวหมขวดดวยอลมเนยมฟอลย

น าไปเขยาดวยเครอง Orbital shaker ทอณหภม 25 ± 2 °ซ

เกบตวอยางวนท 3 หลงจากเรมทดลอง และกรองแยกสวนดนกบน าเพอน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC

ค านวณหาคา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดน โดยการ Plot กราฟระหวาง Cs เทยบกบ Cw ทจดสมดล

เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 1000 มก./ล. ใน Acetone

32

3.3.2 การทดลองท 2 ทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน

1) เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนทมความเขมขน 1000 มก./ล.ใน Acetone 2) ชงดนหนก 10 ก. ใสในขวดแกวปากกวางขนาด 100 มล. จ านวน 10 ขวด 3) ปเปตสารสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 3 มล. ใสลงในดนแตละขวด และระเหย Acetone จนแหงท าใหดนมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 100 มก./กก. ปดฝาแลวหอขวดดวยอลมเนยมฟอลย 4) น าขวดทงหมดวางไวทอณหภม 25 ± 2 °ซ 5) เกบตวอยางทเวลา 0, 15, 30, 45, 60 ชม. หลงจากเรมทดลอง โดยเกบตวอยางดนครงละสองขวดเพอน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC ดงรายละเอยดในขอ 3.2 6) ค านวณการสลายตวออกซเตตราซยคลนในดน จากสตร

Ct = Coe-kdegt

เมอ Ct คอ ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน เมอเวลาผานไป t Co คอ ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน เมอเรมตนทดลอง kdeg คอ อตราคงทของการสลายตว t คอ เวลา

คา kdeg ทไดจากการ Plot กราฟความสมพนธระหวาง ln (Ct/Co) กบ t ความชนจากความสมพนธเชงเสนคอคา kdeg และคาครงชวต ค านวณโดย

t½ = ln2 /kdeg

33

แผนภมทดลองการสลายตวออกซเตตราซยคลนในดน เปนดงน

ภาพท 3.5 ขนตอนวเคราะหการสลายตวออกซเตตราซยคลนในดน

3.3.3 การทดลองท 3 ทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง

กอนการทดลองไดทดลองความเปนพษของออกซเตตราซยคลนในพชโดยปลกตนดาวเรองในดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 5, 10 และ 15 มก./กก. เปนเวลา 1 สปดาห พบวาการทดลองในความเขมขน 5 มก./กก. ตนดาวเรองสามารถเจรญเตบโตไดตามปกต แตความเขมขนทสงกวา 5 มก./กก. ตนดาวเรองมอาการเหยวเฉา ดงนนในการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองจงใชทความเขมขน 5 มก./กก. มขนตอนดงตอไปน

1) น าดนทเตรยมไวในขอ 3.1.3 มา 2 กก. มาผสมกบสารละลายออกซเตตราซยคลนใหดนมความเขมขนของออกซเตตราซยคลน 5 มก./กก. คลกดนใหเขากน 2) ชงดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 25 มก./กก. มา 80 ก. ใสลงในขวดแกวใสปากกกวางขนาด 100 มล. จ านวนทงหมด 14 ขวด สวนชดควบคมใชดนทไมมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 80 ก. จ านวน 1 ขวด 3) น าตนดาวเรองทเตรยมไวในขอ 3.1.2 มาปลกลงในดนแตละขวดๆละ 1 ตน 4) หอขวดดวยอลมเนยมฟอลยเพอลดการสลายตวของออกซเตตราซยคลนเนองจากแสง และวางไวทอณหภม 25 ± 2 °ซ

เกบตวอยางทเวลา 0, 15, 30, 45, 60 ชม. ทอณหภม 25 ± 2 °ซ หลงจากเรมทดลอง เกบตวอยางดนครงละ 2 ขวดเพอน าไปสกดและวเคราะหดวย

เครอง HPLC

ชงดนหนก 10 กรม ใสในขวดแกวปากกวางขนาด 100 มล. จ านวน 10 ขวด

ดดสารสารละลายออกซเตตราซยคลนมา 3 มล. ใสลงในดนแตละขวด และระเหย Acetone จนแหงท าใหดนมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 100 มก./ก.ก.

เตรยมสารละลายออกซเตตราซยคลนทมความเขมขน 1000 มก./ล. ใน Acetone

34

5) ใหน ากบพชทกวนโดยวดปรมาณน าในดนไวทประมาณ 24 ± 2 เปอรเซนต ดวยเครอง Soil moisture 6) เกบตวอยางพชและดนทปลกวนท 0, 1, 4, 12, 16, 21, 25 หลงจากเรมทดลอง 7) น าตวอยางพชและดนน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC ดงรายละเอยดในขอ 3.2 โดยตนดาวเรองจะถกแยกรากและล าตนกอนวเคราะหเพอวเคราะหการเคลอนยายของสารจากในรากสในล าตน

ส าหรบการวเคราะหตวอยางทกการทดลองทงตวอยางพชและดน เปนการวเคราะหตวอยาง 2 ซ า และรายงานผลเปนปรมาณออกซเตตราซยคลนตอน าหนกแหงของพชและปรมาณออกซเตตราซยคลนตอน าหนกแหงของดน

ในการทดลองนไดปลกตนดาวเรองในดนทไมมออกซเตตราซยคลนปนเปอนไวในบรเวณทวางพชทดลองดวย และท าการบนทกขนาดล าตนและราก รวมทงน าหนกของตนดาวเรองเพอเปรยบเทยบการเจรญเตบโตของตนดาวเรองเมอไดรบและไมไดรบออกซเตตราซยคลน และเมอสนสดการทดลองไดท าการวเคราะหปรมาณออกซเตตราซยคลนในรากและล าตนเพอทดสอบการปนเปอนระหวางการทดลอง

35

แผนภมทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง เปนดงน

ภาพท 3.6 ขนตอนวเคราะหการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง

แบงชดการทดลองเปน 2 ชด

ชดทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลน เตรยมดนใหมออกชเตตราซยคลน

ปนเปอน 5 มก./กก.

ชดควบคมการปลกพช ดนทไมไดผสมออกซเตตราซยคลน

ชงดน 80 ก. ใสในขวด 100 มล. จ านวนทงหมด 14 ขวด

และปลกตนดาวเรองขวดละ 1 ตน

ชงดน 80 ก. ใสในขวด 100 มล. จ านวนทงหมด 1ขวด

และปลกตนดาวเรองขวดละ 1 ตน

หมขวดดวยกระดาษฟอยลและวางชดทดลอง ทอณหภม 25 ± 2 °ซ

หมขวดดวยกระดาษฟอยลและวางชดทดลอง ทอณหภม 25 ± 2 °ซ

เกบตวอยางพชและดนทปลกวนท 0, 1, 4, 12, 16, 21, 25 หลงจากเรมทดลอง

น าตวอยางพชและดนน าไปสกดและวเคราะหดวยเครอง HPLC

น าดนไปอบฆาเชอจลนทรย

ใหน าทกวนโดยวดปรมาณน าในดนไวทประมาณ 24 ± 2 เปอรเซนต ดวยเครอง Soil moisture

36

3.3.4 การค านวณสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง

1) การค านวณคาการสะสมในพช (Bioconcentration factor หรอ BCF) ค านวณจากความเขมขนของสารทพบในพช (CB) หารดวยความเขมขนของสารในดน จากสตร

BCF = CB / Cs เมอ CB คอ ความเขมขนของสารทพบในพช Cs คอ ความเขมขนของสารในดน 2) การค านวณคาการสะสมในราก (Root concentration factor หรอ RCF) จากสตร RCF = CRoot / CS เมอ CRoot คอ ความเขมขนของสารทพบในราก CS คอ ความเขมขนของสารในดน 3) การค านวณคาการสะสมในล าตน (Shoot concentration factor หรอ SCF) จากสตร SCF = CShoot / CS เมอ CShoot คอ ความเขมขนของสารทพบในสวนตนของพช CS คอ ความเขมขนของสารในดน

3.3.3.2 การค านวณประสทธภาพในการบ าบดดนของพช จากสตร

% Removal = ความเขมขนของสารในดนทหายไปหลงจากปลกพช x 100 ความเขมขนของสารทใสในดนเมอเรมตน

37

บทท 4

ผลการทดลองและการอภปรายผลการทดลอง

4.1 การศกษาสมบตทวไปของดนและพชทดลอง 4.1.1 ลกษณะทางกายภาพและเคมของดนทดลอง กอนทดลองมการน าดนไปวเคราะหคณสมบตทางกายภาพและเคมของของดนและไดผลการวเคราะหดงแสดงในตารางท 4.1

ตารางท 4.1 สมบตเบองตนของดนทใชทดลอง คณสมบตของดน ผลการวเคราะห

ปรมาณ Sand : Silt : Clay 76 : 17 : 7 ชนดของดน ดนรวนปนทราย ปรมาณไนโตรเจน (ก.ไนโตรเจน/กก.น.น. ดนแหง) 4.10 ปรมาณฟอสฟอรส (มก.ฟอสฟอรส/กก.นน. ดนแหง) 107 ปรมาณคารบอนอนทรย (เปอรเซนต) 0.47 ความเปนกรดเปนดาง (pH) 7.40 น าในดน (เปอรเซนต) 24 ± 2 การปนเปอนออกซเตตราซยคลน ไมพบ

คณสมบตทางกายภาพและเคมของดนเปนปจจยทมผลตอการเจรญเตบโตของพชรวมทงการดดซบอนภาคมลสารตางๆเอาไวในดน เชน ปรมาณธาตอาหารของพช ไดแก ปรมาณไนโตรเจนและปรมาณฟอสฟอรส โดยทในดนทใชทดลองมปรมาณไนโตรเจนเทากบ 4 .10 ก.ไนโตรเจน/กก.น.น. ดนแหงและปรมาณฟอสฟอรสเทากบ 107 มก.ฟอสฟอรส/กก.น.น. ดนแหงท าใหมปรมาณทเพยงพอตอความตองการของพชและปรมาณทพบนไมอยในระดบทอาจเปนพษตอพช (ชยฤกษ, 2536) การทพชสามารถเจรญเตบโตของพชไดตามปกตจะท าใหพชทนตอสารพษตางๆไดมากขน (กรมพฒนาทดน, 2533)

คา pH ในดนเกยวของกบรปของสาร (Form) ทพชจะดดซมได เชน ท pH ระหวาง 6.5 - 7.5 ฟอสฟอรสจะอยในรปทละลายน าและพชเอาไปใชได ส าหรบดนทใชทดลองมคา pH อยท ประมาณ 7.0 ท าใหพชดดซมฟอสฟอรสเพอการเจรญเตบโตไดงาย นอกจากนคา pH ในดนยงมผลตอการดดซมออกซเตตราซยคลนในพชดวย เนองจากท pH ประมาณ 4.0-7.0 ออกซเตตราซยคลนจะอยในรปทเปน Zwitterion คอมทงขวบวกและลบอยในโมเลกลเดยวกน (Figueroa et al., 2004)

38

แตเมอออกซเตตราซยคลนไปอยในตวกลางทเปนกลาง สารจะอยในรป Non-ionized form มากขน

ท าใหถกพชดดซมไดงายขน (Xu and Li, 2010)

ปรมาณคารบอนอนทรยในดนมความส าคญตอการดดซบสารในดน โดยดนทมปรมาณคารบอนอนทรยสงจะมคา Kd (Soil sorption capacity) สง ท าใหสารถกดดซบไวกบอนภาคของดนไดด และอาจถกดดซมเขาสพชไดนอยกวาทควร (Anderson, 1998) แตส าหรบดนทใชในการทดลองนพบวามปรมาณคารบอนอนทรยเทากบ 0.47 เปอรเซนต ซงมปรมาณคารบอนอนทรยไมสงและอาจท าใหออกซเตตราซยคลนถกดดซบไวในอนภาคดนไดนอยและถกดดซมในพชไดมากขน

ปรมาณน าในดน พชตองการน าไปใชในการสงเคราะหและปรมาณน าในดนยงมบทบาทในการดดซมสารในพช (กรมพฒนาทดน, 2556) ในการทดลองนผลการตรวจวดปรมาณน าในดนจะถกควบคมไวทประมาณ 24 ± 2 เปอรเซนต เพอใหพอเพยงกบความตองการของตนดาวเรอง การควบคมปรมาณน าในดนท าโดยการรดน าอยางสม าเสมอและวดความชนในดนดวยเครอง Soil moisture

4.1.2 ลกษณะสมบตของตนดาวเรอง ผลการตรวจออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองไมพบการปนเปอน

การศกษาการเจรญเตบโตของตนดาวเรองทใชทดลองพบวา กอนการทดลองตนดาว เรองทงหมดมน าหนกโดยเฉลยประมาณ 70.69 ก./ตน มความสงของล าตนโดยเฉลยประมาณ 20.01 ซม. ความยาวของรากโดยเฉลยประมาณ 27.43 ซม. หลงทดลองตนดาวเรองมน าหนกเพมขน 70.72 ก./ตน ความสงล าตน 20.03 ซม. โดยเฉลยตนดาวเรองมน าหนกเพมขนโดยเฉลย 0.03 ก./วน/ตน ซงน าหนกเฉลยทเพมขนนไมตางจากทไดจากชดควบคม (ตารางภาคผนวกท ง.1)

ตนดาวเรองมปรมาณไขมนในรากเทากบ 1.17 เปอรเซนต และล าตนเทากบ 1.18 เปอรเซนต (ตารางท 4.2) ส าหรบปรมาณไขมนในพชมความส าคญตอการดดซมและการสะสมสารในพช เนองจากรากพชทท าหนาทดดซมสารตางๆประกอบดวยเซลลเมมเบรนและผนงเซลลทมองค ประกอบเปนชนไขมน ดงนนปจจยหนงทควบคมการเคลอนยายสารจากภายนอกเซลลเขาสภายในเซลลกคอปรมาณไขมนในสวนตางๆของพช โดยทสารทมการละลายในไขมนไดดสามารถซมผานชนตางๆของเซลลพชเขาสภายในรากและตนไดงายกวาพวกทละลายในไขมนนอย (Connell, 1990)

ส าหรบงานวจยนออกซเตตราซยคลนเปนสารประกอบอนทรยทแตกตวได (Ionizable organic compound) ซงคาการแตกตวของสาร (pKa) จะขนกบคา pH ของดน ในเมอ pH ของดนททดลองมคาประมาณ 7.0 ออกซเตตราซยคลนจะอยในรป Nonionized form มากกวา Ioinized form ท าใหออกซเตตราซยคลนสามารถเคลอนยายผานเมมเบรนของรากดาวเรองไดงายขน ส าหรบปรมาณไขมนในรากและสวนล าตนของตนดาวเรองมคาใกลเคยงกนนน อาจท าใหสารมโอกาสสะสมในรากและล าตนไดในปรมาณใกลเคยงกน

39

ตารางท 4.2 ปรมาณไขมนในสวนรากและในสวนตนของตนดาวเรอง

ตวอยาง ปรมาณไขมน (เปอรเซนต) ราก 1.17

ล าตน 1.18 4.2 การดดซบออกซเตตราซยคลนในดน คาสมประสทธการแบงสวนระหวางดนกบน าในดน (Soil-water partition coefficient, Kd) เปนคาทใชประเมนการเกดการดดซบของสารกบอนภาคดน (Soil sorption capacity) ถาคา Kd ต าสารจะถกดนดดซบไดนอยแตจะอยในน าในดน ท าใหรากของพชสามารถดดซมสารไดงายขน

ผลการทดลองหา Equilibrium time ทออกซเตตราซยคลนเขาสสภาวะสมดลในดนและน า (ใชดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอนทความเขมขน 100 มก./กก.) พบวา Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนระหวางดนและน า มคาคอนขางคงทตงแตวนท 3 หลงเรมทดลอง (รปท 4.1) แสดงวากระบวนการแบงสวนของออกซเตตราซยคลนระหวางดนกบน าเขาสภาวะสมดลแลวหลงจากเรมทดลอง 3 วน ดงนนในการทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดนจงท าการทดลองเปนเวลา 3 วน ทอณหภม 25 ± 2 °ซ และใชดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 3 ความเขมขนคอ ความเขมขน 50, 100 และ 150 มก./กก. ผลการวเคราะหตวอยางน าและดนทจดสมดลน าไปหาความชนของความสมพนธเชงเสนระหวางความเขมขนในดน (Cs, มก./กก.) และความเขมขนในน า (Cw, มก./ล.) ไดคาความชนของความสมพนธเชงเสนคอ คา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดนเทากบ 3.11 ล./กก. (รปท 4.2) คา Kd ทไดคอนขางต าแสดงวาออกซเตตราซยคลนถกดดซบในอนภาคดนไดนอย โดยการศกษาของ Anderson (1998) ทกลาววา คา Kd สามารถน าไปประเมนการเคลอนทและความเปนไปของสารได โดยถาคา Kd อยในชวง 50 > Kd > 1 แสดงวาสารสวนมากจะเคลอนทไปกบน า ดงนนจงสรปวาดนทใชในการทดลองนสามารถดดซบออกซเตตราซยคลนไดนอย และสามารถละลายในน าในดนกอนถกดดซมเขาไปในพช

เมอน าคา Kd เปรยบเทยบกบคา Kd ทไดจากการศกษาของ Loke et al. (2002) ซงศกษาการดดซบออกซเตตราซยคลนในดนทผสมมลสตว พบวาคา Kd อยระหวาง 2.60-3.00 ล./กก. และการศกษาของ Gong et al. (2012) พบวาการดดซบออกซเตตราซยคลนในดนทใชเพาะปลกทมคา Kd อยระหวาง 4.29-2.75 ล./กก. ซงคาทไดจากการศกษาเหลานใกลเคยงกบคาทไดจากการทดลองในงานวจยน เพราะดนทใชในการศกษาตางกเปนดนรวนปนทรายเหมอนกน แตเมอเปรยบเทยบกบคา Kdทไดจากการศกษาของ Xu and Li (2010) ทศกษาการดดซบออกซเตตราซยคลนในตะกอนดนแมน า พบวาคา Kd จากการศกษาของ Xu and Li (2010) ไดเทากบ 0.97 ล./กก. แสดงวาชนดของดนเปนปจจยส าคญในการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน

40

ภาพท 4.1 Equilibrium time ของออกซเตตราซยคลนในดนและน า

ภาพท 4.2 ความสมพนธเชงเสนระหวางความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนและในน า สภาวะสมดลทอณหภม 25 ± 2 °ซ

41

4.3 การทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน การสลายตวของออกซเตตราซยคลน (Degradation rate constant, Kdeg) เกดจากหลายปจจย เชน อณหภมท าใหเกดการสลายตวจากปฏกรยา Thermal degradation (Wang and Yates, 2008) แสงท าใหเกดการสลายตวจากกระบวนการ Photolysis (Xuan et al., 2010) และจลนทรยท าใหเกด Microbial degradation (Yang et al., 2009) เปนตน การสลายตวจะมผลตอการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองเนองจากสารอาจหายไปจากดนโดยการสลายตวในสงแวดลอมกอนถกพชดดซม ดงนนในการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองจงตองศกษาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนดวย กอนการทดลองไดน าดนไปอบฆาเชอทอณหภม 121 °ซ ความดนท 15 บาร เปนเวลา 30 นาท (Steven institute of technology, 2006) เพอฆาเชอจลนทรย เนองจากเชอจลนทรยบางชนดในดนสามารถยอยสลายออกซเตตราซยคลนได (Yang et al, 2009) และในการทดลองใชดนทมออกซเตตราซยคลนความเขมขน 100 มก./กก.บรรจในขวดทหมดวยอลมเนยมฟอลยเพอลดการสลายตวของสารเนองจากแสงและใชเวลาในการทดลองทงหมด 60 ช.ม. ทอณหภม 25 ± 2 °ซ

ผลการทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนพบวา ความเขมขนของออกซ เตตราซยคลนในดน [C] ลดลงตามเวลา โดยพบวาการสลายตวของสารเปนไปอยางรวดเรวในชวง 15 ชวโมงแรกของการทดลอง จากนนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนคอนขางชา (รปท 4.3) การทลกษณะการสลายตวของสารเปนเชนนเนองจากอตราการสลายตวของสารจากปฏกรยาตางๆ (Rate) ท าใหสารเปลยนแปลงตามเวลาและความเขมขนของสารทเปลยนแปลงไปนนจะถกควบคมโดยอตราคงท หรอ Rate constant (kdeg) ซงสามารถแทนดวยสมการท 1 ดงน

Rate = d[C]/dt = -kdeg[C] ………………..1 เมอ Rate คอ อตราเรวของปฏกรยาการสลายตว d[C] / dt คอ อตราทความเขมขน [C] ลดลงตามเวลา (t) [C] คอ ความเขมขนของสาร เมอทดลองโดยการเกบตวอยางทเวลาตางๆ ความเขมขนของสารในเวลาหนงๆ เรมจาก 0 ไป t นนคอสมการท 1 ถก intregrate ตงแตเวลา 0 – t ไดสมการใหมเปน Ct = Co e-kdegt …………………2

42

เมอ Ct คอ ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนเมอเวลา t (มก./ล.) Co คอ ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนเรมตน (มก./ล.) e คอ exponential ของ k และ t t คอ เวลา (ช.ม.) kdeg คอ อตราคงทของการสลายตว (วนหรอช.ม.) จากความสมพนธระหวางความเขมขนของสารและเวลาทอยในรปของสมการ Exponential (สมการท 2) จงท าใหพบวาความเขมขนของสารลดลงอยางรวดเรวในระยะแรกและชาลงในเวลาตอมา

ส าหรบขอมลทไดจากการทดลองน น ามาหาความสมพนธระหวาง ln C และ เวลา (t) ไดคาความชนซงกคอ คา kdeg หรอ อตราคงทของการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน เทากบ 0.29 ตอวน (รปท 4.3) สวนคาครงชวต (t1/2) ของสารเทากบ 2.4 วน ผลทไดนแสดงวาภายใตสภาวะททดลองคอทอณหภม 25 ± 2 °ซ และไมมแสง ออกซเตตราซยคลนในดนสามารถสลายตวไดคอนขางเรว

ส าหรบอตราคงทของการสลายตวและคาครงชวตทไดจากการทดลองน เปรยบเทยบกบการศกษาของ Boonsaner and Hawker (2010) ทพบวาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนทอณหภม 30 °ซ ไดคา k เทากบ 0.08 ตอช.ม. และการศกษาของ Wang and Yates (2008) พบวาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในมลสตว ทอณหภม 25 ± 2 °ซ ไดคา kdeg เทากบ 0.10 ตอวน แสดงใหเหนวาการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนคอนขางเรวและการสลายตวยงขนกบปจจยทางกายภาพของสงแวดลอม เชน ปรมาณแสง อณหภมและคา pH ของดน เปนตน

ภาพท 4.3 ความสมพนธระหวาง ln C กบเวลา

43

4.4 การสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง การทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองจงใชทความเขมขน 5 มก./กก. ส าหรบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนทใชในการทดลองนมคาสงกว าทพบในรายงานตางๆ (Martiinez-carballo et al., 2007 และ Loke et al., 2002) ดงนนผลการศกษานจงสามารถเอาไปประยกตใชส าหรบดนทมความเขมขนต ากวาโดยไมเปนอนตรายตอตนดาวเรอง

ในการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนจากดนโดยตนดาวเรองใชเวลา 25 วนโดยความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนทใชคอ 5 มก./กก.ดนแหงไมเปนอนตรายตอตนดาวเรอง และตลอดการทดลองมการรดน าใหตนดาวเรองทกวนโดยปรมาตรน าใชเทากบ 3.92 มล./วน เพอควบคมความชนในดนใหเฉลยอยท 24 ± 2 เปอรเซนต ผลการศกษาการเจรญเตบโตของตนดาวเรองในดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนพบวาตนดาวเรองมน าหนกเพมขนโดยเฉลย 0.03 ก./วน/ตน ซงน าหนกเฉลยทเพมขนนไมตางจากทไดจากพชชดควบคม

ผลการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองในสภาวะทอณหภม 25 ± 2 °ซ และไมมแสง พบวามออกซเตตราซยคลนสะสมอยทงในรากและในล าตนของตนดาวเรอง โดยทพบออกซเตตราซยคลนสะสมในทงสองสวนนแสดงวาออกซเตตราซยคลนสามารถเคลอนยายจากรากไปทล าตน (Translocation) ไดโดยทางทอล าเลยงอาหารของพช ส าหรบผลการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองแบงเปนผลการสะสมในราก และในล าตนดงน

4.4.1 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในราก ความเขมขนของสารเพมขนตามเวลาโดยสงขนอยางรวดเรวในวนแรกของการทดลอง จากนนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากคอยๆสงขนจนถงคาสงสดในวนท 12 ของการทดลองทความเขมขนเทากบ 2.00 มก./กก.น าหนกแหง แตหลงจากนนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากมแนวโนมลดลง (รปท 4.4, ตารางผนวกท ง.5)

4.4.2 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตน การสะสมออกซเตตราซยคลนในระดบตรวจพบไดหลงจากการทดลองผานไปแลว 4 วน (รปท 4.4, ตารางผนวกท ง.6) จากนนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตนจะเพมขนอยางชาๆตามเวลา จนมคาสงสดเทากบ 1.72 มก./กก.น าหนกแหง ในวนท 25 ของการทดลอง

44

รปท 4.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากและในล าตนของตนดาวเรอง

4.4.3 กระบวนการเคลอนยายออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง ออกซเตตราซยคลนสามารถเคลอนยาย (Translocation) จากกรากสล าตน แตการเคลอนยายเกดขนอยางชาๆจงท าใหการความเขมขนของสารในสวนล าตนพบไดหลงจากการทดลองผานไปแลวถง 4 วน สวนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากซงคอนขางคงทในชวงหลงของการทดลองอาจเนองจากออกซเตตราซยคลนทดดซมจากดนเขาสรากนนถกเคลอนยายไปสล าตนอยางชาๆตลอดเวลา

เมอเปรยบเทยบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากและล าตนของตนดาวเรอง พบวาในระยะแรกความเขมขนของออกซเตตราซยคลนทพบในรากสงกวาทพบในล าตน (รปท 4.5) ซงสอดคลองกบการศกษาของสมศร และอรณ (2535) ทพบวาความเขมขนของสารในรากสงกวาทพบในล าตน อยางไรกดการทเปนเชนนเพราะวาออกซเตตราซยคลนเปนสารทละลายน าไดด จงเคลอนยายไปเขาไปในรากพรอมกบสารอาหารและน า เนองจากมวลหรอน าหนกของรากนอย จงท าใหคาความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากทค านวณจากมวลของออกซเตตราซยคลนในรากหารดวยมวลของรากทไดมคาสง

สวนการสะสมในล าตนเกดจากเคลอนยายจากในรากเขาสล าตนโดยตองเคลอนทผานคาสปาเรยน สตรป (Casparian strip) เขาสไซเลม ซงเปนทอล าเลยงน าจากรากสล าตน (นพนธ, 2533) การทสารจะสามารถเคลอนทผานชนคาสปาเรยน สตรปจะตองมคา log Kow อยระหวาง 0.50 - 3.00 สวนสารมคา log Kow ต ากวา 0.50 มกพบสะสมอยในรากเทานนเนองจากเคลอนยายผานชนคาสปาเรยน สตรป ท าไดชาและบางครงไมสามารถผานได (มลวรรณ, 2552) ส าหรบออกซเตตราซยคลนนนมคา log Kow เทากบ – 0.90 ซงคอนขางต า (Herbert and Dorsey, 1995) จงท าใหสารเคลอนยายจากรากเขาสล าตนไดชามากและตองใชเวลา เปนเหตใหสามารถตรวจพบออกซเตตรา

45

ซยคลนในล าตนหลงจากการทดลองผานไปแลวถง 4 วน อยางไรกดเมอออกซเตตราซยคลนสามารถสะสมในล าตนไดแลวความเขมขนของสารในล าตนเปลยนแปลงไมมากนก ขณะทความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากกลบลดลง การทความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากลดลงอาจมาจากการทความเขมขนของสารในดนลดลงรวมทงสารบางสวนถกเคลอนยายไปอยในล าตน

ภาพท 4.5 เปรยบเทยบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากและในล าตนของตนดาวเรอง

4.4.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนมผลตอการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองโดยตรง ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนลดลงไดจากการสลายตวของสารในสภาวะททดลองและจากการดดซมของตนดาวเรอง

ผลจากการวเคราะหความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนทปลกตนดาวเรองพบวาความเขมขนของสารลดลงตามเวลา โดยลดลงอยางรวดเรวในวนแรกของการทดลองและหลงจากนนจะลดลงอยางชาๆในชวงหลงการทดลอง (รปท 4.7, ตารางผนวกท ง.4) เชนเดยวกบทพบในการศกษาการสลายตวในขอ 4.3 และเมอค านวณอตราคงทของออกซเตตราซยคลนทหายไปจากดน (Depuration rate constant, kdep) ในการทดลองการสะสมของออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองพบวา kdep เทากบ 0.42 ตอวน หรอค านวณเปนคาครงชวต (จาก t1/2 = ln 2/k) เทากบ 6.1 วน เมอเปรยบเทยบกบการทดลองการสลายตวของสารซงพบวาอตราคงทของสลายตว ทอณหภม 25 ± 2 °ซ และไมมแสง คา kdeg เทากบ 0.29 ตอวน หรอเปนคาครงชวตเทากบ 2.7 วน แสดงใหเหนวา คา kdep มคามากกวา kdeg จากตารางท 4.3 จงสรปวาการทความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนจากการทดลองการสะสมหายไปเกดจากการดดซมของตนดาวเรองและตนดาวเรองชวยลดความเขมขน

46

ของสารในดนได โดยถาพจารณาจากคาครงชวตตนดาวเรองจะชวยรนเวลาทความเขมขนของสารจะลดเหลอครงหนงไดประมาณ 1.7 วน (16.8 ช.ม.) จากการสลายตวจากสภาวะแวดลอมท 2.4 วน (57.6 ช.ม.) ตารางท 4.3 อตราคงทของการหายไป การสลายตวและคาครงชวตของออกซเตตราซยคลน

การทดลอง อตราคงททสารลดลง (rate constant, k)

คาครงชวต (วน)

การสะสมในพช (kdep) 0.42 1.7 การสลายตว (kdeg) 0.29 2.4

รปท 4.6 เปรยบเทยบปรมาณออกซเตตราซยคลนในดน และในราก ล าตนของตนดาวเรอง

4.4.5 คาการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรอง การค านวณคาการสะสมของสารในพช (Bioconcentration factor หรอ BCF) ไดจากความเขมขนของสารทพบในพช (CB) หารดวยความเขมขนของสารทพบในดน (CS) ในการทดลองนมการค านวณคาการสะสมทแบงเปนคาการสะสมในราก (Root concentration factor, RCF) คาการสะสมในล าตน (Shoot concentration factor, SCF) และคาการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองทงตน (Bioconcentration factor, BCF) โดยความเขมขนของสารในราก (Croot) ในล าตน (Cshoot) และทงตน (CB) และความเขมขนของสารในดน (CS) ในเวลาตางๆนนไดแสดงอยใน (ภาคผนวก ง) สวนคา RCF SCF และ BCF แสดงในตารางท 4.4

47

คาการสะสมของสารในราก (Root concentration factor, RCF) ค านวณไดจากความเขมขนของสารทพบในราก (Croot) หารดวยความเขมขนของสารทพบในดน (CS) ผลของการสะสมออกซเตตราซยคลนในรากของตนดาวเรองคา (RCF) ระยะเวลา 25 วนของการทดลองมคาอยในชวง 1.20 - 2.80 กก.ดนแหง/กก.รากแหง (ตารางท 4.4) และคาการสะสมสงสดในวนท 4 เทากบ 2.78 กก.ดนแหง/กก.รากแหง (รปท 4.8) โดยคาการสะสมในรากเพมขนสงสดในวนท 4 ของการทดลอง

ผลการค านวณคาการสะสมของสารในล าตน (Shoot concentration factor, SCF) ไดจากความเขมขนของสารทพบในล าตน (Cshoot) หารดวย ความเขมขนของสารทพบในดน (CS) พบวาคา SCF ของออกซเตตราซยคลนในล าตนมคาระหวาง 1.40 - 2.70 กก.ดนแหง/กก.ล าตนแหง (ตารางท 4.4) และคาการสะสมสงสดในวนสดทายของการทดลองเทากบ 2.64 กก.ดนแหง/กก.ล าตนแหง (รปท 4.8) ส าหรบคาSCF นมแนวโนมสงขนตลอดเวลา

เมอเปรยบเทยบคา RCF กบ คา SCF ในเวลาตางๆ พบวา ในชวง 4 วนแรกของการทดลองคาการสะสมในราก (คา RCF) จะสงขนอยางรวดเรวแลวเปลยนแปลงนอยมากหลงจากนน ในขณะทคาการสะสมในล าตน (คา SCF) เรมพบในวนท 4 ของการทดลองและสงขนเรอยๆอยางชาๆ แสดงวาออกซเตตราซยคลนทสะสมในล าตนเกดจากการเคลอนยายจากรากและการเคลอนยายยงไมสนสดเมอเสรจสนการทดลอง ส าหรบคา RCF ทสงกวา คา SCF ในบางชวงเวลากเนองจากรากรบออกซเตตราซยคลนจากดนโดยตรง อยางไรกตามคา RCF และคา SCF ไมตางกนอยางมนยส าคญทางสถตท p > 0.05 ทงนอาจเปนเพราะปรมาณไขมนในรากและในล าตนไมตางกนมากนกดงทแสดงในขอ 4.1.2

ผลการค านวณคา BCF ในตนดาวเรองพบวา อยในชวงระหวาง 1.00 - 2.10 กก.ดนแหง/กก.พชแหง และสงสดเทากบ 2.05 กก.ดนแหง/กก.พชแหง ในวนท 21 ของการทดลอง (ตารางท 4.4) โดยคาการสะสมเพมขนอยางคงท (รปท 4.7) โดยมการเปลยนแปลงไมมาก ส าหรบคาการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองนมคาใกลเคยงกบคาทไดจากการทดลองของ Boonsaner and Hawker (2010) พบวาการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนถวเหลองสงสด 3.32 กก.ดนแหง/กก.พชแหง

48

ตารางท 4.4 คาการสะสมของออกซเตตราซยคลนในราก (RCF) ล าตน (SCF) และ ทงตน (BCF)

ภาพท 4.7 แสดงการเปรยบเทยบการสะสม RCF SCF และ BCF ของตนดาวเรอง

วนททดลอง

ออกซเตตราซยคลน คา RCF

(กก.ดนแหง/กก. รากแหง) คา SCF

(กก.ดนแหง/กก. ล าตนแหง) คา BCF

(กก.ดนแหง/กก. พชแหง) 0 0 0 0 1 1.60 0 1.09 4 2.78 1.78 1.52 12 2.21 1.69 1.33 16 1.19 1.43 1.14 21 2.41 2.27 2.05 25 1.16 2.64 1.93

49

4.4.6 ประสทธภาพในการบ าบดออกซเตตราซยคลนในดนโดยตนดาวเรอง การค านวณประสทธภาพในการบ าบดสารทปนเปอนในดนท าโดยการค านวณความเขมขนสารทหายไปกบความเขมขนของสารทมเมอเรมตน ดงน ประสทธภาพในการบ าบด หรอ

% Removal = ความเขมขนของสารในดนทหายไป x 100 ความเขมขนของสารเมอเรมตน

การทดลองนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนเมอเรมทดลองเทากบ 4.65 มก./กก.ดนแหง และเมอสนสดการทดลองในเวลา 25 วนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนเหลออย 0.65 มก./กก.ดนแหง ดงนนประสทธภาพในการบ าบดดนของตนดาวเรองจงเทากบ [(4.65-0.65)]/4.65] x 100 = 86 เปอรเซนต

ผลการทดลองนแสดงใหเหนวาความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนท 5 มก./กก. ดนแหง ไมเปนพษตอตนดาวเรอง และตนดาวเรองยงมประสทธภาพในการบ าบดออกซ เตตราซยคลนในดนไดสงถง 86 เปอรเซนต ในระยะเวลา 25 วน ดงนนจงสรปวาตนดาวเรองใชเปนพชบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอนไดด (Phytoremediation) ในความเขมขนออกซเตตราซยคลนในดนไมควรเกน 5 มก./กก.ดนแหง

แตเมอศกษาประสทธภาพของดาวเรองในการบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนพบวามประสทธภาพเทากบ 86 เปอรเซนต ในระยะเวลา 25 วน ซงมคาคอนขางสงนน ดงนนจงอาจสรปวาตนดาวเรองสามารถน าไปใชเพอบ าบดดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอนได

50

บทท 5

สรปผลการทดลอง

การทดลองการบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนโดยตนดาวเรองไดท าการทดลองการดดซบและการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดนเนองจากความเขมขนของออกซเตตราซยคลนทตนดาวเรองดดซมไดจะขนกบความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน ผลการทดลองการดดซบออกซเตตราซยคลนในดน พบวาคา Kd ของออกซเตตราซยคลนในดนมคาเทากบ 3.11 ล./กก. ซงคอนขางต าแสดงวาออกซเตตราซยคลนอาจจะจบกบดนไดนอย ท าให Bioavailability ของสารตอตนดาวเรองมคาสงขน สวนการทดลองการสลายตวของออกซเตตราซยคลนในดน พบวาอตราคงทของการสลายตวของออกซเตตราซยคลน (kdeg) ในดน มคาเทากบ 0.29 ตอวน สวนคาครงชวต (t1/2) ของสาร เทากบ 2.4 วน ซงคอนขางเรวและอาจเปนการชวยใหประสทธภาพในการบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนโดยตนดาวเรองสงขน

ส าหรบการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนของตนดาวเรองโดยการปลกตนดาวเรองในดนทมออกซเตตราซยคลนปนเปอน 5 มก./กก.ดนแหงเปนเวลา 25 วนพบวา สารไมเปนอนตรายตอตนดาวเรองทงยงสามารถสะสมไดในสวนตางๆของพช ผลการวเคราะหความเขมขนออกซเตตราซยคลนในรากพบวาความเขมขนเพมขนในชวงแรกของการทดลองและหลงจากนนความเขมขนมแนวโนมลดลง ขณะทความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตนเรมตรวจพบในวนท 4 ของการทดลองและเพมขนอยางชาๆตามเวลาการทดลอง ผลการทดลองนแสดงวาออกซเตตราซยคลนสามารถเคลอนยาย (Translocation) จากกรากสล าตน แตการเคลอนยายเกดขนอยางชาๆจงท าใหการความเขมขนของสารในล าตนพบไดหลงจากการทดลองผานไปแลวถง 4 วน สวนความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากมแนวโนมลดลงในชวงหลงของการทดลอง อาจเนองจากสารทดดซ มจากดนเขาสรากนนถกเคลอนยายไปสล าตน

ผลการค านวณคาการสะสมออกซเตตราซยคลนในรากและล าตนพบวา คา RCF และ SCF มคาสงสดเทากบ 2.78 และ 2.64 กก.ดนแหง/กก.พชแหงตามล าดบ ทงคา RCF และ SCF ไมแตกตางกนอยางมนยส าคญท p > 0.05 อาจเนองจากปรมาณไขมนทไมตางกน สวนการสะสมออกซเตตราซยคลนในตนดาวเรองมคา BCF อยระหวาง 1.0-2.1 กก.ดนแหง/กก.พชแหง และสะสมสงสดท 2.05 กก.ดนแหง/กก.พชแหง แสดงวาตนดาวเรองสามารถสะสมออกซเตตราซยคลนไดไมสงมากนก

51

51

ขอเสนอแนะในการทดลองตอไป

- อาจเลอกพชชนดอนมาศกษาเปรยบเทยบเพอเปนขอมลเพมเตมในดานการบ าบดดนทปนเปอนออกซเตราซยคลน - ในการศกษาตอไปอาจศกษาในสภาวะแวดลอมปลกจรง

52

52

บรรณานกรม

กรมพฒนาทดน. 2556. คณสมบตของดน. ส านกงานส ารวจและวจยทรพยากรดน. แหลงทมา: http://oss101.ldd.go.th/web_soils_for_ youth/s_property_ im2.htm., 13 กนยายน 2557. คณาจารยภาควชาปฐพวทยา. 2526. ปฐพวทยาเบองตน. ภาควชาปฐพวทยา. มหาวทยาลย เกษตรศาสตร กรงเทพฯ คนาวรรณ พจนาคม และ ปนดดา ใยภกด. 2547. โครงสรางกบความคงสภาพทางเคมของยา (Structures and Chemical Stability of Drugs). วารสารศรนครนทรวโรฒเภสชสาร 9(1) : 81-92. จนทน แจมแสงทอง. 2553. การบ าบดสารมลพษโดยใชเทคโนโลย Phyremediation. แหลงทมา: http://www.tint.or.th/nkc/nkc51/nkc5104/nkc5104v.htm., 20 สงหาคม 2556. จราจนทร จนทรงาม. 2554. การฟนฟดนทปนเปอนสารอนทรยไตรคลอโรเอทธลนโดยใชหญา แฝก. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. ชยฤกษ สวรรณรตน. 2535. การศกษาเกยวกบดนและปยเพอการผลตถวลสง . คณะเกษตร. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. ชลธชา เทพรกษ. 2556. การสะสมยาปฏชวนะออกซเตตราซยคลนจากน าของพชน า 3 ชนด. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต มหาวทยาลยศลปากร. ดวงกมล ค าสอน และ ชมพนท ไชยรกษ. 2556. การดงดดโลหะหนกของทานตะวนทปลกในดน ปนเปอน สงกะส ตะกว และทองแดง. วารสารวทยาศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน, 41(2) : 467-475. นงคราญ กาญจนประเสรฐ. 2549. ทรพยากรดน. โรงพมพ แมค จ ากด, กรงเทพฯ. บญชาการ วนยพานช. 2548. การบ าบดดนทปนเปอนทองแดง โดยใชผกกาดเขยวปลตอยตงและ ไมยราบ. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต มหาวทยาลยจฬาลงกรณ. มลวรรณ บญเสนอ. 2552. นเวศพษวทยา. โรงพมพมหาวทยาลยศลปากร, นครปฐม. วงจนทร วงศแกว. 2535. หลกสรรวทยาของพช. โรงพมพหางหนสวนจ ากดฟนนพบบลชชง, กรงเทพฯ. สมศร อรณนท และ อรณ ยวะนยม 2535. กลไกความทนเคมของพชชอบเกลอ. แหลงทมา: http://www.idd.go.th/ddwebside/web_ord/Research/Full_Research_pdf/Resea rch_Grup03.html., 4 กรกฏาคม 2557. อลสา วงใน. 2550. การบ าบดสารมลพษทางชวภาพ (Bioremediation). โรงพมพแหง จฬาลงกรณวทยาลย, กรงเทพฯ.

53

Alistair, B.A. 2003. The Fate of Antibiotics Applied to Soils. Availble Source: http:// gsa.confex.com.gsa/2003AM/finalprogram/abstract_64869.htm, October 22, 2013. Alkorta, I. and Garbisu, C. 2001. Phytoremediation of Organic Contaminants in Soils. Bioresource Technology 79: 273-276. Anderson, C.E. 1998. Chemical Fate Processes. Availble Source: www.abe.iastate. edu/ AST324/Lesson13WQchemicalfate.ppt, February 6, 2013. Arikan, O.A., L.J. Sikora., W. Mulbry., S.U. Khan., G.D. Foster. 2007. Compositing Rapidly Reduces Levels of Extractable Oxytetracycline in Manure from Therapeutically Treated Beef Calves. Bioresource Technology. 98: 169-176. Association of Official Analytical Chemists (AOAC), 1984. Chloride in Plants. In Williams (ED). Official Method of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, The William Byrd Press, Inc., Virginia. 47-48. Association of Official Analytical Chemists (AOAC), 1996. Florisil Soild-phase Extraction Cartridges. In Williams (ED). Official Method of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, The William Byrd Press, Inc., Virginia. 79: 1454-1458. Blackwell, P.A., P. Kay and A.B. Boxall. 2007. The Dissipation and Transport of Veterinary Antibiotics in a Sandy Loam Soil. Chemosphere. 67: 292-299. Boonsaner, M. and D.W. Hawker. 2010. Accumulation of Oxytetracycline and Norflox acin from Saline Soil by Soybean. Science of the Total Environment. 408 (1): 1731-1737. Boonsaner, M., S. Borrirukwisitsak and A. Boonsaner. 2011. Phytoremediation of BTEX Contaminated Soil by Canna x generalis. Ecotoxicology and Environmental Safety. 74(6): 1700-1707. Boonsaner, M. and D.W. Hawker. 2012. Investigation of the Mechanism of the Uptake and Accumulation of Zwitterionic Antibiotics by Rice (Oryza sativa L.). Ecotoxicology and Environmental Safety. 78(1): 142-147. Boonsaner, M. and D.W. Hawker. 2013. Evaluation of Food Chain Transfer of the Anti biotic Oxytetracycline and Human Risk Assessment. Chemosphere. 93(6): 1009-1014 Boxall, A.B.A., P.A. Blackwell., R. Cavallo., P. Kay and J. Tolls. 2002. The Sorption and Transport of a Sulphonamide Antibiotic in Soil System. Toxicology Letters. 131: 19-28.

54

Boxall, A.B.A. and J.F. Ericson. 2012. Environmental Fate of Human Pharmaceuticals. Human Pharmaceuticals in the Eivironment. 4(1): 63-83. Capone, D.G., D.P. Weston., V. Miller and C. Shoemaker. 1996. Antbacterial Residues in Marine Sediments and Invertebrates following Chemotherapy in Aquaculture. Aquaculture. 145: 55-75. Chee-Sanford, J., R.I. Mackie., S. Koike., I.G. Krapac., Y.F. Lin., A.a. Yannarell., S. Maxwell., R.I. Aminov. 2009. Fate and Transport of Antibiotic Residues and Antibiotic Resistance Genes following Land Application Manure Waste. Journal of Environmental Quality. 38: 1086-1108. Chen, J. 2010. Phytoremdiation and Phytosensing Technologies. Availble Source: http://systemsbiology.usm.edu/PhytoTech/WRKY07012011/Phytoremediation. html, April 17, 2012. Chintakovid, W., P. Visoottiviseth., S. Khokiattiwong., S. Lauengsucholkul., 2007. Potential of the Hybrid Marigold for Arsenic Phytoremediation and Income generation of Remediator in Ron Phibun District, Thailand. Chemosphere. 70 (8): 1532-1537. Chiou, C.T., P.E. Porter and D.W. Schmedding 1983. Partition Equilibria of Nonionic organic Compoundd between Soil Organic Matter and Water. Environmental Science and Technology. 17: 227-231 Choo P.S. 1994. Degradation of Oxytetracycline Hydrochrolide in Fresh and Seawater. Asian Fisheries Science. 7: 195-200. Connell, D.W. 1990. Bioaccumulation of Xenobiotic Compounds. CRC Press Inc., New York. Doi, A.M. and M.K. Stoskopf. 2000. The Kinetics of Oxytetracycline Degradation in Deionized Water under Varying Temperature, pH, Light, Substrate and Organic Matter. Journal of Aquatic Animal Health. 12: 246 - 253. Environmental Protection Agency (EPA). 2000. Introduction to Phytoremediation. National Risk Management Research Laboratory. Environmental Protection Agency Cincinnati., U.S.A. Ferrante, C.S.C., B.A. Nunes, J. Henriques-Almeida and L. Guilhermino. 2007. Acute toxicity of Oxytetracycline and Florfenicol to the Microalgae Tetraselmis chuii and to the Crustacean Artemia parthenogetica. Ecotoxicology and Environmental Safety. 67: 452 - 458

55

Figueroa, R., A. Leonard and A.A. Mackay. 2004. Modeling Tetracycline Antibiotic Sorption to Clays. Environmental Science and Technology. 38: 476-483 Gong, W., X. Liu., H. He., L. Wang and G. Dai. 2012. Quantitatively Modeling Soil-water Distribution Coefficients of Three Antibiotics using Soil Physicochemical Properties, Chemosphere. 89: 825-831 Halling-Sørensen, B., A. Lykkeberg., F. Ingerslew., P. Blackwell and J. Tirrnelund. 2003. Characterisation of the Antibiotic Degradation Pathways of the Oxytetracy clines in Soil Interstitial Water Using LC-MS-MS, Chemosphere. 50: 1331-1342. Herbert, B.J. and J.G. Dorsey. 1995. n-Octanol-water Partition Coefficient Estimation by Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography. Analytical Chemistry. 67: 744-749. Kerry, J., R. Coyne., D. Gilroy., M. Hiney and P. Smith. (1996). Spatial Distribution of Oxytetracycline and Elevated Frequencies of Oxytetracycline Resistance in Sediments Beneath a Marine Salmon Farm following Oxytetracycline Therepy. Aquaculture. 145: 31-39. Kochansky, S.W., D.S. Brown and T.A. Scott. 2000. Sorption of Hyphobic Pollutants on Natural Sediments. Water Research. 13: 241-248. Kolpin, D.W., E.T. Forlong., M.T. Meyer., E.M. Thurman., S.D.Zaugg., L.B. Barber and H.T. Buxton. 2002. Pharmaceuticals, Hormones, and other Organic Wastewater Contaminants in U.S. Streams 1999-2000. A National Reconnaissance. Environmental Science and Technology. 36: 1202-1211. Kong, W.D., Y.G. Zhu., Y.C. Liang., J. Zhang., F.A. Smith and M. Yang. 2007. Uptake of Oxytetracycline and its Phytotoxicity to Alfalfa (Medicago sativa L.). Environmental Pollution. 147: 187-193. Kumar, K., S.C. Gupta, Baidoo, Y. Chander and C.J Rosen. 2005. Antibiotic Uptake by Plants from Soil Fertilized with Animals Manure. Journal of Environmental Quality. 34: 2082-2085. Lindberg, R. 2006. Determination of Antibiotics in the Swedish Environment with Emphasis on Sewage Treatment Plants. UMEA University, Department of Chemistry, Environmental Chemistry. Printed by VMC, KBC, UMEA University, Sweden. Liu, F., G. Ying., R. Tao., J. Zhao., J. Yang and L. Zhao. 2009. Effects of Six Selected Antibiotics on Plant Growth and Soil Microbial and Enzymatic Activities. Environmental Pollution. 157: 1636-1642.

56

Loke, M.L., J. Tirrnelund and B. Halling-Sørensen. 2002. Determination of the Dis tribution Coefficient (log Kd) of Oxytetracycline, Tylosine A, Olaquindox and Metronidazole in Manure. Chemosphere. 48: 351-361. Lüers, F. and Th.E.M. ten Hulscher. 1996. Temperature Effect on the Partitioning of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons between Natural Organic Carbon and Water. Chemosphere. 33(4): 643-657. Martínez-Carballo E., C. Gonza’ lez-Barreiro., S. Scharf and O. Gans. 2007. Environ mental Monitoring Study of Selected Veterinary Antibiotics in Animal Manure and Soils in Austria. Environmental Pollution. 148: 570-579. Pedersen, O. 1993. Long-Distance Water Transport in Aquatic Plants. Journal of Plant

Physiology. 103(4): 1369–1375. Schmitt, H. 2003. The Sorption of Veterinary Pharmaceuticals to 11 Different Field Soils. Proceedings on the European Conference on Pharmaceuticals in the Environment 14-16 April 2003, Lyon, France. Sithole, B.B. and D. Guy. 1987. Models for Tetracycline in Aquatic Environment. Interaction with Bentonite Clay System. Water Air and Soil Pollution. 32: 303 -314. Stevens Institute of Technology. 2006. Method of soil sterilization. Available Source: http://www.chem.stevens.edu/Microbiology_Lab/Research/anti-Bioterrorism/ Review_ Sterilization.doc, May 27, 2013 Tan, K.H. 1995. Soil Sampling Preparation and Analysis. Marcel Dekker Inc., Hong Kong. Toll, J. 2001. Sorption of Veterinary Pharmaceuticals in Soils: A Review, Environmental Science and Technology. 35(17): 3397-3406 Walter, G., A.C. Alder., E.M. Golet., P.E. Kohler., C.S. McArdell., E. Molnar., H. Siegrist And M.J-F Suter. 2003. Occurrence and Fate of Antibiotics as Trace Contaminants in Wastewaters, Sewage Sludges, and Surface Waters. Chimia. 57: 485-498. Wang, Q. and S.R. Yates. 2008. Laboratory Study of Oxytetracycline Degration Kinetics in Animal Manure and Soil. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 56: 1683-1688.

57

Wassef, M. K. 1983. Environmental Assessment: Finalization for Oxytetracycline Water Soluble and Premix Formulations for Food Producing Animals. Environmental Impact Staff, Bureau of Veterinary Medicine. U.S. Food and drug Administratin. October 1983. Wikipedia. 2010. ดาวเรอง. Available Source: http://en.wikpedis.org/wiki/Star_Trek, January 09, 2015 Xu, X.R. and X.Y. Li. 2010. Sorption and Desorption of Antibiotic Tetracycline on Marine Sediments. Chemosphere. 78: 430-436. Yang, J., G. Ying., L. Zhoun., S. Liu and J. Zhao. 2009. Dissipation of Oxytetracycline in Soil under Different Redox Conditions. Environment Pollution. 157(2009): 2704-2709. Yuan, S., Q. Wang., S.R. Yates and N.G. Peterson. 2010. Development of an Efficient Extraction Method for Oxytetracycline in Animal Manure for High Performance Liquid Chromatography Analysis. Environmental Science and Health, Part A. 45(1): 612-620.

58

ภาคผนวก

59

ภาคผนวก ก

วธการเตรยมสารเคม

60

ภาคผนวก ก

การเตรยมสารเคม

1. สกดตวอยางดนและพช เตรยมโดย

สายละลาย Buffer (McIlvaine buffer EDTA) เตรยมดงน

1) ชง Anhydrous dibasic sodium phosphate (Na2HPO4) จ านวน 28.4 ก. น ามาละลายดวยน าปราศจากไอออน และปรบปรมาตรเปน 1000 มล.

2) ชง Citric acid monohydrate (C6H8O7.H2O) จ านวน 21.0 ก. น ามาละลายดวยน าปราศจากไอออน และปรบปรมาตรเปน 1000 มล.

3) น าสารละลายทไดจากขอ 1 (Anhydrous dibasic sodium phosphate) จ านวน 625 มล. ผสมกบสารละลายทไดจากขอ 2 (Citric acid mono.) จ านวน 1000 มล. เขยาใหเขากน น าไปปรบพเอชใหเปน 1.0 + โดยการเตม 0.1 M HCl

4) ชง EDTA-di-sodium salt (C10H14N2Na2O8.2H2O) จ านวน 60.5 ก. ผสมกบสารละลายในขอ 3 ทเตรยมไว 1.625 ล.

2. สารละลาย Mobile phase ในเครอง HPLC เตรยมโดย

สารละลาย Oxalic acid 0.01 M ใน Methanol เตรยมดงน

1) ชง Oxalic acid จ านวน 1.26 ก. น ามาละลายใน Methanol HPLC grade ปรบปรมาตรใหได 1000 มล.

61

ภาคผนวก ข

วธการหา คา Instrument detection limit (IDL), Method detection limit (MDL)

และ % Recovery

62

ภาคผนวก ข

1. วธการหา Instrument detection limit (IDL)

การหา Instrument detection limit (IDL) ค านวณจาก 3 เทาของคาเบยงเบนมาตรฐาน ( S.D.) ทไดจากการฉดสารละลายออกซเตตราซยคลนทมปรมาณสาร ดงน 200, 400, 600, 1000 และ 2000 น.ก. ซงแตละความเขมขนจะท าการฉดซ า 5 ครงแลวท าการหาคาเฉลยและความเบยงเบนมาตรฐานของออกซเตตราซยคลน จากนนน ามาค านวณไดจากสตร

Instrument detection limit =± 3SD

ภาพผนวกท ข.1 กราฟมาตรฐานของออกซเตตราซยคลน

2. วธการหา Method detection limit (MDL)

การหา Method detection limit (MDL) ของวธการสกดออกซเตตราซยคลนในดน พช และน า ค านวณจาก 3 เทาของคาเบยงเบนมาตรฐาน ท าโดย Spike ออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 100 มก./ล. ลงในดน พช และน า และน าไปสกดและวเคราะหเชนเดยวกบทวเคราะหตวอยางซงท าซ าทงหมด 3 ครง จากนนน ามาหาคาเฉลยและคาเบยงเบนมาตรฐานแลวค านวณตามสตร

Method detection limit =± 3SD

63

3. วธการหา % Recovery

การหา % Recovery ของวธการสกดดน พช และน า ท าโดย Spike ออกซเตตราซยคลนทความเขมขน 100 มก./ล. ลงในตวอยาง จากนนน าไปสกดและวเคราะหเชนเดยวกบทวเคราะหตวอยาง ไดความเขมขนของออกซแตละตวแลวจงน าไปค านวณ % Recovery โดยเทยบกบความเขมขนของสารทเตมลงไปดงน

64

ภาคผนวก ค

ขนตอนการทดลอง

65

ภาคผนวก ค

ขนตอนการเตรยมพช

- น าตนดาวเรองมาแชน าสะอาดเปนเวลา 1-2 วน เพอลดการปนเปอน

ภาพผนวกท ค.1 เตรยมพชกอนเรมทดลอง

ขนตอนการทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนโดยตนดาวเรอง

ภาพผนวกท ค.2 ผสมดนกบสารละลายออกซเตตราซยคลนใหดนมความเขมขน ของออกซเตตราซยคลน 5 มก./กก.

ภาพผนวกท ค.3 ทดลองการสะสมออกซเตตราซยคลนโดยตนดาวเรอง ในวนท 16

66

ขนตอนการหาปรมาณไขมนในพช

ภาพผนวกท ค.4 การวเคราะหหาไขมนในตนดาวเรอง

ขนตอนการสกดออกซเตตราซยคลน โดยวธ Solid Phase Extraction

ภาพผนวกท ค.5 การสกดออกซเตตราซยคลนในตวอยางดนและพช

67

ภาคผนวก ง

รายละเอยดผลการทดลอง

68

ตารางผนวกท ง.1 น าหนกพชกอน - หลงการทดลอง การเจรญเตบโต

วนทเกบ dup น าหนกพช (ก.) ความยาวล าตน (ซ.ม.) ความยาวราก (ซ.ม.)

กอน หลง กอน หลง กอน

ชดควบคม

75.64 75.68 18.00 18.04 25.80

1 1 69.43 69.43 20.20 20.20 27.50

2 71.75 71.75 18.40 18.40 28.30

4 1 66.52 66.54 21.30 21.32 25.00

2 84.98 85.00 19.00 19.01 25.60

12 1 69.80 69.85 22.70 22.72 29.00

2 75.50 75.54 17.90 17.93 22.80

16 1 69.07 69.10 17.50 17.54 29.10

2 84.78 84.82 19.30 19.33 30.00

21 1 65.07 65.11 21.40 21.44 24.70

2 73.23 73.26 22.10 22.15 30.10

25 1 56.08 56.10 19.50 19.53 29.30

2 62.07 62.09 20.80 20.83 27.70

เฉลย 70.69 70.72 20.01 20.03 27.43

จากตารางแสดงการเจรญเตบโตของชดควบคมและชดทดลองของตนดาวเรอง ซงทงชดควบคมและชดทดลองไมตางกนแสดงวาออกซเตตราซยคลนไมมผลตอการเจรญเตบโต สวนความยาวรากหลงการทดลองไมไดวดความยาว

69

ตารางผนวกท ง.2 ปรมาณการใชน าของตนดาวเรองโดยเฉลยตอวน

วนททดลอง ปรมาณน า (มล.) วนททดลอง ปรมาณน า (มล.) 1 5.0 13 4.3 2 3.0 14 4.0 3 3.0 15 3.5 4 5.0 16 4.0 5 4.0 17 3.8 6 3.8 18 4.5 7 4.4 19 3.0 8 3.3 20 4.0 9 3.9 21 4.0 10 3.8 22 4.5 11 4.1 23 4.0 12 4.3 24 4.0

อตราเฉลยการใชน าตอวน = 4 มล./วน

ตารางผนวกท ง.3 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดนระหวางการทดลองการสลายตว

วนทดลอง (ช.ม.) ความเขมขนในดน (มก./กก.ดนแหง) 0 4.15 15 2.87 30 2.59 45 2.57 60 2.16

70

ตารางผนวกท ง.4 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน

วนททดลอง ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในดน (มก./กก.ดนแหง)

การทดลองท 1 การทดลองท 2 เฉลย

0 4.95 4.52 4.74 1 1.35 0.98 1.16 4 0.63 0.63 0.63 12 0.92 0.89 0.90 16 1.16 1.07 1.12 21 0.47 0.52 0.50 25 0.71 0.60 0.65

ตารางผนวกท ง.5 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในรากของตนดาวเรอง

วนททดลอง ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในราก (มก./กก.พชแหง)

การทดลองท 1 การทดลองท 2 เฉลย

0 0 0 0 1 1.93 1.80 1.87 4 1.85 1.67 1.76 12 1.89 2.11 2.00 16 1.34 1.31 1.33 21 1.20 1.21 1.20 25 0.82 0.69 0.76

71

ตารางผนวกท ง.6 ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตนของตนดาวเรอง

วนททดลอง ความเขมขนของออกซเตตราซยคลนในล าตน (มก./กก.พชแหง)

การทดลองท 1 การทดลองท 2 เฉลย

0 0 0 0 1 0 0 0 4 1.01 1.26 1.13 12 1.70 1.37 1.53 16 1.59 1.62 1.60 21 1.18 1.08 1.13 25 1.80 1.64 1.72

72

ประวตผวจย ชอ – สกล นางสาววรนทพย สทธชย ทอย 196/466 หม 1 ต าบลนครสวรรคตก อ าเภอเมอง จงหวดนครสวรรค 60000

โทรศพท 082-1735397 E-mail address ka_tark6867@hotmail.com

ประวตการศกษา พ.ศ. 2552 ส าเรจการศกษาปรญญาวทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตรชวภาพ

มหาวทยาลยแมฟาหลวง พ.ศ. 2555 ศกษาตอระดบปรญญามหาบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตรสงแวดลอม

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยศลปากร ผลงานวจยทตพมพเผยแพร วรนทพย สทธชย และ มลวรรณ บญเสนอ. 2558. การบ าบดดนทปนเปอนออกซเตตราซยคลนโดย

ตนดาวเรอง, 3733-3743. ใน รายงานการประชมวชาการบณฑตศกษาและนานาชาต ครงท 5 เรอง “การศกษาเชงสรางสรรค ทนปญญาสอาเซยน. มหาวทยาลยศลปากร, กรงเทพฯ.