การบำบัดสารหนูชนิดอาร์เซไนต์และอาร์เซเนตที่ใส่ในดินน้ำขังด้วยบอน

Abstract

Arsenic Remediation of Spiked Arsenite and Arsenate Submerged Soil with Colocasia esculenta (L.) Schott
 
Jomjun Nateewattana, Siripen Trichaiyaporn, Maliwan Saouy, Prasak Thavornyutikarn and Somporn Choonluchanon
 
รับบทความ: 14 มิถุนายน 2560; ยอมรับตีพิมพ์: 10 พฤษภาคม 2561
 
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการดูดสะสมปริมาณสารหนูทั้งหมดของต้นบอนและอวัยวะส่วนต่างๆ ของบอนในดินที่ปนเปื้อนอาร์เซไนต์ [As(III)] และอาร์เซเนต [As(V)] และศึกษาศักยภาพของบอนในการนำมาเป็นพืชบำบัดสารหนูอนินทรีย์ในดินน้ำขัง รูปแบบการทดลองแบบแฟคทอเรียล 3 × 4 ในแบบแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ โดยมีทรีตเมนต์คอมบิเนชั่นเท่ากับ 12 ทำการทดลอง 3 ซ้ำ ประกอบด้วย 2 ปัจจัย ได้แก่ ชนิดของสารหนู 2 ทรีตเมนต์ คือ As(III) และ As(V) และชุดควบคุม ระยะเวลาเพาะปลูกพืช ได้แก่ 15, 30, 45 และ 60 วัน ผลการศึกษาพบว่า เมื่อวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทาง (two–way ANOVA) ปัจจัยที่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ของน้ำหนักแห้งที่ลดลง ได้แก่ ชนิดของสารหนู (p–value = 0.000) โดยเมื่อเปรียบเทียบพหุคูณของค่าเฉลี่ยในแต่ละปัจจัยโดยวิธีของดันเนตต์ (Dunnett’s T3) พบว่า บอนที่ปลูกใน As(III) มีร้อยละการลดลงของน้ำหนักแห้งมากกว่า As(V) ปัจจัยที่ส่งผลต่อการดูดสะสมปริมาณสารหนูทั้งหมดของต้นบอน ได้แก่ ชนิดของสารหนู และระยะเวลาที่เพาะปลูก โดยปัจจัยทั้ง 2 มีอิทธิพลร่วมกันอย่างมีนัยสำคัญ (p–value = 0.000) เมื่อเปรียบเทียบพหุคูณของค่าเฉลี่ยในแต่ละปัจจัย พบว่า As(V) > As(III) > ชุดควบคุม และ 30 > 15 > 45 > 60 ปัจจัยที่ส่งผลต่อการดูดสะสมปริมาณสารหนูทั้งหมดในอวัยวะส่วนต่าง ๆ ของบอนอย่างมีนัยสำคัญ (p–value = 0.000) ในรูปแบบการทดลองแบบแฟคทอเรียล 3 × 4 × 4 ในแบบแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ ได้แก่ ชนิดของสารหนู จำนวนวันที่เพาะปลูก และอวัยวะส่วนต่าง ๆ ของบอน โดยพบว่า 2 ปัจจัยที่มีอิทธิพลร่วมกัน (p–value = 0.000) ได้แก่ ชนิดของสารหนู × จำนวนวันที่เพาะปลูก, ชนิดของสารหนู × อวัยวะส่วนต่าง ๆ ของบอน, จำนวนวันที่เพาะปลูก × อวัยวะส่วนต่าง ๆ ของบอน และทั้ง 3 ปัจจัยมีอิทธิพลร่วมกัน (p–value = 0.000) โดยเมื่อเปรียบเทียบพหุคูณของค่าเฉลี่ยในแต่ละปัจจัย พบว่า As(V) > As(III) > ชุดควบคุม, 30 > 15 > 45 > 60 และ ราก > ลำต้น > เหง้า > ใบ ปัจจัยการเคลื่อนย้ายสารหนูขึ้นสู่ส่วนเหนือดิน พบว่า As(III) มีค่า 0.60 – 0.89 และ As(V) มีค่า 0.25 – 0.36 และปัจจัยความเข้มข้นทางชีวภาพ As(III) และ As(V) มีค่าสูงสุดใน วันที่ 30 ของการเพาะปลูกเท่ากับ 0.8792 และ 1.0186 ตามลำดับ บอนจึงมีคุณสมบัติเป็นพืชไฮเพอร์ แอคคูมิวเลเตอร์ในการดูดสะสม As(V)
คำสำคัญ: บอน  สารหนู  อาร์เซไนต์  อาร์เซเนต  ดินน้ำขัง
 
Abstract
The objectives of this research included to study total arsenic accumulation of Colocasia esculenta and its various organs in As(III) and As(V) treated submerged soil and to study the potential inorganic arsenic remediation of C. esculenta in submerged soil. The experimental design was factorial 3 × 4, CRD plan with 12 treatment combinations and 3 replications. Two factors were arsenic speciation including 2 treatments As(III) and As(V) including a control group, and planting time periods were 15, 30, 45 and 60 days. The result of analyzing variance (two–way ANOVA) showed that the significant factor of dry weight decrease (p–value = 0.000) was arsenic speciation. The multiple mean comparison in each factor by Dunnett’s T3 method found that C. esculenta in As(III) treated soils had more % dry weight decreased than As(V) treated soil. The significant factors of total arsenic accumulation (p–value = 0.000) were arsenic speciation and cultivating periods. Both factors had influence each other (p–value = 0.000), while tested multiple comparison found that As (V) > As (III) > control and 30 > 15 > 45 > 60. The significant factors of total arsenic accumulation in various organs of C. esculenta (p–value = 0.000) were arsenic speciation, growing periods and various organs, and two factors had influence each other (p–value = 0.000) comprised arsenic speciation × growing periods, arsenic speciation × various organs and growing periods × various organs. In addition, three factors had co–influence effect (p–value = 0.000). The multiple comparisons of these factors were As(V) > As(III) > Control, 30 > 15 > 45 > 60, and root > petiole > corm > leaf. Arsenic accumulation translocation factors (ATF) of As(III) and As(V) were 0.60 – 0.89 and 0.25 – 0.36, respectively. The highest bioconcentration factor (BFC) values of As(III) and As(V) were 0.8792 and 1.0186 at 30 days, respectively. Therefore, C. esculenta was hyperaccumulating plants of As(V).
Keywords: Colocasia esculenta (L.) Schott, Arsenic, Arsenite, Arsenate, Submerged soil