การเปลี่ยนแปลงและกระจายตัวของสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินเพาะปลูก

Abstract

สารพาราควอทเป็นสารเคมีปราบศัตรูพืชที่นิยมใช้ในภาคเหนือของประเทศไทย การใช้งานสารพาราควอทในพื้นที่เกษตรกรรมนั้นส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนสารพาราควอทในดิน  งานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาการเปลี่ยนรูปทางกายภาพและเคมีของสารพาราควอทที่เกิดขึ้นในดินเพาะปลูก ซึ่งประกอบไปด้วย การทดลองการระเหยกลายเป็นไอของสารพาราควอท การย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส การย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาโฟโตไลซิส การดูดซับ และการย่อยสลายของสารพาราควอทด้วยจุลินทรีย์ในดิน โดยจากการศึกษาพบว่าสารพาราควอทเป็นสารที่มีความเสถียรภาพสูง ไม่เกิดการระเหยกลายเป็นไอ การเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาโฟโตไลซิสน้อย โดยมีร้อยละการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารพาราควอทในน้ำเป็น 4.2 และ 5.61 ตามลำดับ  ในส่วนการดูดซับนั้นสารพาราควอทเป็นสารที่สามารถดูดซับในดินสูงพบว่า กระบวนการดูดซับของพาราควอทในดินเหนียวและดินร่วนปนทรายมีการดูดซับอย่างรวดเร็วเข้าสู่การดูดซับภายในเวลา 8 ถึง 10 นาที โดยรูปแบบการดูดซับของสารพาราควอทในดินเหนียวสามารถอธิบายได้ด้วยไอโซเทอมของแลงเมียร์ ซึ่งมีค่าคงที่ของแลงเมียร์เท่ากับ 0.1176 ลิตรต่อมิลลิกรัม และค่าความสามารถสูงสุดของการดูดซับเท่ากับ 1,250 มิลลิกรัมต่อกรัม รูปแบบการดูดซับของสารพาราควอทในดิน-ร่วนปนทรายสามารถอธิบายได้ด้วยไอโซเทอมของแลงเมียร์ โดยมีค่าคงที่ของแลงเมียร์เท่ากับ 0.0464 ลิตรต่อมิลลิกรัม และค่าความสามารถสูงสุดของการดูดซับเท่ากับ 909.091 มิลลิกรัมต่อกรัม  โดยดินเหนียวมีความสามารถในการดูดซับสารพาราควอทได้ดีและเข้าสู่สมดุลการดูดซับในเวลาอันสั้นกว่าดินร่วนปนทราย นอกจากนี้สารพาราควอทนั้นสามารถย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ในดินได้อย่างรวดเร็วภายใน 60 นาที

Paraquat is one of widely used herbicide in Northern Thailand. Application of paraquat in agricultural area causes the soil contamination in many areas. This work investigated fate of paraquat in contaminated soil included evaporation, hydrolysis, photolysis, adsorption and biodegradation of paraquat using batch experiment. This study showed that less amount of paraquat was removed by volatilization, hydrolysis and photolysis process. The removal percentages of paraquat from hydrolysis and photolysis are 4.2 and 5.61, consecutively. Paraquat was highly adsorbed in soil through adsorption and partitioning process. It was found that adsorption of paraquat in clay and sandy clay exhibited an immediate rapid sorption and the adsorption process reached equilibrium within 8 to 10 minute. Adsorption isotherm of paraquat of clay followed Langmuir equation with K₁ as of 0.1176 L/mg and the highest adsorption capacity are 1250 mg/g. Adsorption isotherm of sandy clay also followed Langmuir equation with K₁ as of 0.0464 L/mg and the highest adsorption capacity are 909.091 mg/g. Clay can absorb parquet much better than sandy clay and can reach adsorption equilibrium faster sandy clay. Moreover, paraquat can be degraded by soil microorganism within 60 min.