ในภาวะที่เรากำลังเผชิญกับวิกฤติสภาพภูมิอากาศและมลพิษทางอากาศมากขึ้น ‘Nature-based Solution’ ซึ่งเป็นแนวทางการใช้กระบวนการของธรรมชาติมาเป็นเครื่องมือจัดการปัญหาสิ่งแวดล้อม กำลังได้รับความสนใจทั่วโลก มากกว่าการพึ่งพาเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว
รศ. ดร.ชัยรัตน์ ตรีทรัพย์สุนทร นักวิจัยจากสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ และคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี พิสูจน์ความเชื่อนี้ให้เราเห็น ด้วย ‘กำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษชนิดควบคุมตัวเองอัตโนมัติ’ นวัตกรรมที่เกิดจากการเรียนรู้ร่วมกับธรรมชาติ โดยผสานเทคโนโลยีชีวภาพและเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมเข้าด้วยกัน
“ต้นไม้หนีไม่ได้ มันจึงต้องพัฒนายีนให้พร้อมรับทุกสถานการณ์ ต้นไม้จึงทำได้หลายอย่าง ตั้งแต่บำบัดมลพิษไปจนถึงย่อยสลายสารมลพิษต่าง ๆ” เขายกความสามารถอันน่าทึ่งของต้นไม้ที่พาเรากลับไปสู่พื้นฐานของการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม และเป็นทางออกที่ยั่งยืนของการลดฝุ่นให้กับเมืองที่เรากำลังประสบกันอยู่
เทคโนโลยีชีวภาพ x การออกแบบทางวิศวกรรม
แสงไฟสีต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่บนกำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษชนิดควบคุมตัวเองอัตโนมัติ ซึ่งตั้งอยู่กลางโถงของสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี คือตัวบ่งชี้คุณภาพอากาศในแต่ละวัน ดร.ชัยรัตน์เล่าว่า กำแพงต้นไม้นี้ติดตั้งอยู่ที่เดิมมานาน 7 ปีแล้วโดยแทบไม่ต้องดูแลอะไรเลย เพราะมีการวางระบบให้สามารถทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ
“ทุกเช้าคนที่เข้ามาทำงานที่ตึกนี้จะรู้ว่าอากาศในตึกนี้เป็นยังไง จากการมองมาที่กำแพงนี้” ดร.ชัยรัตน์ชี้ให้เราดูแถบสีแสดงคุณภาพอากาศบนกำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษ ซึ่งจะปรับเปลี่ยนไปตามคุณภาพอากาศ
กำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษชนิดควบคุมตัวเองอัตโนมัติ เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการใช้พืชบำบัดมลพิษกับเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมศาสตร์ ในการดูดอากาศที่ปนเปื้อนมลพิษเข้ามาปะทะกับพื้นที่ปลูกพืชด้วยอัตราการไหลที่เหมาะสม
ด้านหนึ่งของกำแพงคือต้นไม้ที่ปลูกไว้ในแนวตั้งซึ่งทำหน้าที่ดักจับมลพิษ ก่อนจะถูกดูดเข้าระบบกรองจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ที่ติดตั้งไว้ภายในกำแพงหลังแนวต้นไม้ แล้วปล่อยอากาศที่บำบัดแล้วมายังช่องเหนือศีรษะด้านหลังกำแพง ซึ่งจัดเป็นที่นั่งให้คนได้ใช้สอย โดยมีอากาศดี ๆ ปล่อยออกมาให้ได้สูดหายใจ
“ต้นไม้ที่เราเลือกมาปลูกเป็นต้นไม้ที่สามารถบำบัดมลพิษได้ดีกว่าต้นไม้ชนิดอื่น ๆ ต้นไม้เหล่านี้จะมีลักษณะทางกายภาพที่ดีต่อการดักจับฝุ่น เช่น มีพื้นผิวใบขรุขระ ใบมีขนเล็ก ๆ มีแว็กซ์เคลือบใบ อย่างเฟิร์นขนนก พรมกำมะหยี่ เป็นต้น ภายในกำแพงด้านหลังต้นไม้จะมีตะแกรงและใยกรองที่ทำจากวัสดุเหลือใช้จากธรรมชาติ เช่น ขุยมะพร้าว และออกแบบระบบกรองและบำบัดให้มีความเร็วลมที่เหมาะสม ซึ่งอยู่ที่ 1-2 เมตรต่อวินาที”
ต้นไม้ที่ดีที่สุด ตัวกรองที่ดีที่สุด บวกกับความเร็วลมที่เหมาะสมที่สุด คือปัจจัยหลักของการทำงาน และเพื่อตอบโจทย์ผู้ใช้งานที่ไม่ค่อยมีเวลาดูแล ดร.ชัยรัตน์นำเอาเทคโนโลยีสมาร์ตฟาร์มมิ่งมาประยุกต์ใช้ เช่น ระบบรดน้ำอัตโนมัติ ระบบควบคุมการไหลของน้ำ ระบบควบคุมความเร็วลม ระบบควบคุมแสงไฟ
“เราติดตั้งเซนเซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศที่แสดงผลผ่านแสงไฟ 5 สี คนที่เข้ามาในตึกนี้จะมองที่แสงไฟว่าวันนี้อากาศเป็นยังไง ซึ่งวิธีการปฏิบัติตัวก็จะไม่เหมือนกัน เช่น ถ้าเป็นสีแดง เราไม่ควรออกนอกอาคารบ่อย ถ้าเป็นสีฟ้าก็ปลอดภัยดี” เขายกตัวอย่างสีของแสงไฟซึ่งแสดงผลเช่นเดียวกับแอปพลิเคชั่นดัชนีคุณภาพอากาศที่คนคุ้นเคยเพื่อความเข้าใจง่าย
ขนาดของกำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษต้นแบบ มีขนาดพอเหมาะกับพื้นที่เล็ก ๆ ที่เป็นพื้นที่เปิดหรือกึ่งเปิด เช่น ป้ายรถเมล์ ทางเข้าอาคารหรือห้างสรรพสินค้า ล็อบบี้โรงแรม โรงอาหาร
“เราทำเก้าอี้ไว้กับกำแพงต้นไม้ เพื่อให้ตรงนี้เป็นพื้นที่ปลอดภัยขณะนั่งรอรถเมล์ นั่งรอเพื่อน หรือจุดพบปะกันช่วงพักกลางวัน อย่างไรก็ตามเราไม่ได้คิดจะบำบัดมลพิษทั้งกรุงเทพฯ เพราะมันเป็นไปไม่ได้ แต่เราต้องการสร้างพื้นที่ปลอดภัยให้กับคนทั่วไป” รศ.ดร.ชัยรัตน์อธิบายหลักการทำงาน
“ข้อจำกัดที่สุดข้อหนึ่งของระบบนี้ คือยังต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงานของระบบ มันยังไม่ยั่งยืน เราเลยต้องการพัฒนาเทคโนโลยีอื่นที่จะมาทำให้ระบบนี้ผลิตไฟฟ้าใช้ได้เองด้วย ง่ายที่สุดในเวลานี้คือติดตั้งโซลาร์เซลล์ไว้ด้านบน” เขาทิ้งท้ายไว้ถึงแผนการพัฒนาต่อ เพื่อให้กำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษเป็นนวัตกรรมบำบัดมลพิษที่ยั่งยืนได้อย่างเต็มตัว
ต้นไม้ไม่ใช่ทางเลือกสำรอง
มากกว่า 10 ปีที่ดร.ชัยรัตน์ใช้เวลาไปกับงานวิจัยด้านต้นไม้ จนถึงวันนี้เขายังพบองค์ความรู้ใหม่ ๆ ของต้นไม้ว่ายังมีเรื่องให้สืบค้นไปได้ไม่รู้จบ หากแค่ตีกรอบจำเพาะลงมาเรื่องศักยภาพในการบำบัดมลพิษของต้นไม้ เราก็ได้เห็นถึงกลไกในการบำบัด (www.facebook.com/share/p/19Zy9idokS/) ที่การเลือกพันธุ์ไม้และออกแบบการปลูกที่เหมาะสม ก็ช่วยบำบัดฝุ่นขนาดเล็กที่เป็นข้อกังวลในยุคนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
“ผมมีงานวิจัยอยู่หลายชิ้น หนึ่งในนั้นคือทำสวนลดฝุ่นที่สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เป็นการทดลองว่าถ้าเราจัดสวนตามแบบที่ได้จากงานวิจัยในห้องปฏิบัติการจะลดฝุ่นได้เท่าไร ซึ่งก็พบว่ามันสามารถลดได้ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ หลังจากนั้นเราก็ไปทดลองทำอีกที่กระทรวงต่างประเทศ และกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม ก็พบว่ามีประสิทธิภาพเหมือนกัน”
ผลวิจัยจากสวนทั้ง 3 แห่ง นำไปสู่การทดลองที่ท้าทายขึ้น เมื่อเขาทำโครงการปลูกต้นไทรเกาหลีบนทางเท้าตลอดแนวถนนรัชดา ตั้งแต่ศูนย์การค้าฟอร์จูนทาวน์ ไปจนถึงศูนย์การค้าเดอะสตรีต โดยได้รับการสนับสนุนจาก สสส. (สำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ) และภาคเอกชนตลอดแนวถนนนั้น
“จากที่คิดจะปลูกหลายชนิด แต่ด้วยข้อจำกัดของพื้นที่และเป็นทางเท้าที่มีประชาชนสัญจรหนาแน่น เราเลยปลูกได้แค่ไทรเกาหลี ซึ่งพบว่าหลังจากปลูกไปแล้ว ต้นไม้ตลอดแนวถนนทั้งที่มีอยู่เดิมและปลูกเพิ่ม สามารถจับคาร์บอนได้ 22,000 กิโลกรัมต่อปี และลดฝุ่นได้ประมาณ 97 กิโลกรัมต่อปี”
ดร.ชัยรัตน์ชี้ให้เห็นถึงศักยภาพของต้นไม้ที่ปลูกโดยไม่ได้ใช้เทคโนโลยีใดเข้ามาช่วย แม้จะบำบัดได้ไม่มากและไม่รวดเร็วเท่าเครื่องฟอกอากาศ แต่ก็ยั่งยืนที่สุดหากเทียบกับทรัพยากรที่ต้องใช้และสิ่งที่ต้องแลกเมื่อใช้เทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว
ขยายองค์ความรู้อย่างไร้กำแพง
นอกจากบทบาทของนักวิชาการและนักวิจัย ดร.ชัยรัตน์ยังเป็นนักลงมือทำและเผยแพร่องค์ความรู้ด้านต้นไม้ ผ่านเวทีประชุม เสวนา หรือกิจกรรมที่สนับสนุนความยั่งยืนอยู่เสมอ ด้วยอยากเห็นการขยายศักยภาพของต้นไม้ไปสู่การนำไปใช้จริงเพื่อผลลัพธ์ที่เป็นภาพใหญ่ขึ้น หนึ่งในนั้นคือการเพิ่มพื้นที่สีเขียวที่ต้องการการออกแบบเพื่อประสิทธิภาพที่ดีกว่าในการบำบัด
“การจัดสวนเราต้องดูทิศทางลมกับความเร็วลมด้วย ในกรุงเทพฯ เราจะเจอฝุ่นในฤดูหนาวซึ่งเป็นลมที่พัดมาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ เมื่อรู้ทิศทางลม เราก็ออกแบบสวนว่าจะเลือกต้นไม้ที่เหมาะสมยังไง การปลูกต้นไม้ที่เหมาะสมจะช่วยลดฝุ่นได้มากกว่าสวนที่ไม่ได้ให้ความสำคัญกับการเลือกต้นไม้ อาจจะหลายสิบเท่าถึงร้อยเท่าเลย
“การได้ถ่ายทอดความรู้นี้ให้กับบริษัทจัดสวนในการไปออกแบบสวนให้กับบ้านหรือโรงแรมต่าง ๆ เขาจะใช้ความรู้ไปทำให้กรุงเทพฯ เป็น urban forest ที่มีประโยชน์ในการดักจับฝุ่น หรือการจัดการคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีกว่าจัดสวนทั่ว ๆ ไป”
“ตอนนี้กรุงเทพฯ มีพื้นที่สีเขียวประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ ท่านผู้ว่าฯ ชัชชาติก็อยากจะยกระดับเป็น 30 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 และถ้าเรามีการออกแบบการปลูกที่ดี มันจะสามารถจับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นนิดหน่อย แต่สามารถลดฝุ่นได้หลายสิบเท่าจากเดิม”
ด้วยหวังให้พื้นที่สีเขียวของกรุงเทพฯ สามารถดักจับฝุ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดร.ชัยรัตน์กำลังพัฒนาข้อเสนอเชิงนโยบาย เพื่อมอบให้กับกรุงเทพมหานคร และหากข้อเสนอนี้สามารถพัฒนาไปสู่นโยบายได้ เราคงได้เห็นทิศทางในการจัดการพื้นที่สีเขียว ที่ให้ผลทั้งในเชิงภูมิทัศน์และการลดฝุ่นได้ในคราวเดียวกันในอนาคต
