ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา คนไทยหลายล้านคนต้องเผชิญกับปัญหา ฝุ่น PM2.5 ฝุ่นละอองขนาดเล็กจิ๋วที่ไม่ควรมองข้าม เพราะมันคือภัยเงียบที่ส่งผลร้ายต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะกับผู้คนในเขตเมืองที่มีการจราจรหนาแน่น พื้นที่ก่อสร้างจำนวนมาก และกิจกรรมต่าง ๆ ที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศและคงปฏิเสธไม่ได้ว่า การลดมลพิษตั้งแต่ต้นทางไม่ใช่เรื่องง่าย การมองหาแนวทางที่จะเข้ามาดูแลอากาศรอบตัวเราจึงเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ควรผลักดัน

หนึ่งในตัวเลือกที่น่าสนใจคือ "กำแพงต้นไม้" นวัตกรรมที่นำธรรมชาติมาผสานกับหลักการทางวิศวกรรม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดอากาศและลดมลพิษในพื้นที่เมือง กำแพงต้นไม้คืออะไร มีหลักการทำงานแบบไหน มาหาคำตอบไปพร้อมกัน

รู้จักนวัตกรรมกำแพงต้นไม้

กำแพงต้นไม้ หรือ "กำแพงต้นไม้บำบัดมลพิษชนิดควบคุมตัวเองอัตโนมัติ" เป็นนวัตกรรมที่พัฒนาโดย รศ. ดร.ชัยรัตน์ ตรีทรัพย์สุนทร นักวิจัยสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ และอาจารย์ประจำสายวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ร่วมกับศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ ไบโอเทค สวทช. โดยนำองค์ความรู้ด้านชีววิทยา เทคโนโลยีการใช้พืชบำบัดมลพิษ มาร่วมกับการออกแบบทางวิศวกรรมศาสตร์นำไปสู่จุดเริ่มต้นของนวัตกรรม "กำแพงต้นไม้"

กำแพงต้นไม้นี้ไม่ได้เป็นเพียงสวนแนวตั้งหรือการปลูกต้นไม้ฟอกอากาศแบบที่พบในบ้านเรือนทั่วไป แต่เป็นกำแพงต้นไม้แบบแอคทีฟ (Active Living Wall) ที่ออกแบบให้ธรรมชาติและเทคโนโลยีทำงานร่วมกันอย่างเป็นระบบ อากาศที่ปนเปื้อนฝุ่นละอองและมลพิษจะถูกดูดเข้าสู่ระบบ ก่อนไหลผ่านชั้นพืชและวัสดุกรองเพื่อดักจับมลพิษ แล้วจึงปล่อยอากาศที่ผ่านการบำบัดออกมายังบริเวณด้านหลังของกำแพงซึ่งช่วยบำบัดอากาศในบริเวณโดยรอบให้สะอาดขึ้น

โดยกำแพงต้นไม้นี้มีการจัดตั้งตัวต้นแบบอยู่ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และยืนยันการทำงานด้วยผลจากการทดสอบประสิทธิภาพในการบำบัดมลพิษอากาศ พบว่า ระบบฯ มีความสามารถในการลดสารอินทรีย์ระเหยง่ายได้มากกว่าร้อยละ 80 และลดฝุ่น PM2.5 ได้ประมาณร้อยละ 60 จากการไหลผ่านของอากาศพียง 1 รอบ (ที่มา: KMUTT NEWS)

ขอบคุณรูปจาก Breathbangkok

เบื้องหลังประสิทธิภาพของกำแพงต้นไม้

แม้ต้นไม้จะเป็นหัวใจสำคัญของกำแพงต้นไม้ แต่ประสิทธิภาพในการบำบัดอากาศไม่ได้เกิดจากพืชเพียงอย่างเดียว หากเกิดจากการทำงานร่วมกันของหลายองค์ประกอบ รศ. ดร.ชัยรัตน์ ให้สัมภาษณ์กับสภาลมหายใจกรุงเทพฯ ว่า "ปัจจัยการทำงานหลักของกำแพงต้นไม้ คือ ต้นไม้ที่ดีที่สุด ตัวกรองที่ดีที่สุด บวกกับความเร็วลมที่เหมาะสมที่สุด"

3 กลไกการทำงานของกำแพงต้นไม้

1. เลือกพืชให้เป็น การคัดเลือกพืชบนพื้นฐานงานวิจัย โดยใช้เทคโนโลยีเมตาโบโลมิกส์ (Metabolomics) ร่วมกับการวิเคราะห์ด้วย LC-MS เพื่อศึกษาคุณสมบัติของพืชแต่ละชนิด ทั้งลักษณะทางกายภาพและองค์ประกอบสำคัญภายในพืช ซึ่งพืชเหล่านี้จะมีคุณสมบัติและกลไกการจัดการฝุ่นที่แตกต่างกันออกไป เช่น พืชที่มีใบขนาดเล็ก พื้นผิวใบขรุขระ มีขนละเอียด หรือมีชั้นแว็กซ์เคลือบใบ ซึ่งช่วยให้ฝุ่นละอองเกาะติดได้ดี ตัวอย่างพืชที่นำมาใช้อย่าง เฟิร์นขนนก พรมกำมะหยี่ ลิ้นมังกรแคระ เป็นต้น 
2. ระบบช่วยดักฝุ่น ภายในกำแพงต้นไม้ได้มีการติดตั้งตะแกรงและใยกรองที่ผลิตจากวัสดุธรรมชาติ เช่น ขุยมะพร้าว พร้อมออกแบบตามหลักวิศวกรรมศาสตร์ให้ลมไหลผ่านด้วยความเร็วที่เหมาะสมประมาณ 1–2 เมตรต่อวินาที เพื่อเพิ่มโอกาสให้ฝุ่นละอองและมลพิษสัมผัสกับพื้นผิวใบและวัสดุกรองได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
3. สมาร์ทฟาร์มมิ่ง (Smart Farming) กำแพงต้นไม้ยังประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมาร์ทฟาร์มมิ่งเพื่อดูแลการทำงานของระบบอย่างต่อเนื่อง ทั้งการควบคุมการไหลอากาศ ระบบรดน้ำอัตโนมัติ และแสงสว่าง รวมถึงการตรวจวัดคุณภาพอากาศแบบเรียลไทม์ ระบบสามารถทำงานได้ทั้งแบบอัตโนมัติ ควบคุมโดยผู้ปฏิบัติงาน หรือสั่งการผ่านระบบออนไลน์ ทำให้กำแพงต้นไม้สามารถรักษาประสิทธิภาพการบำบัดอากาศได้อย่างสม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมจริง

กำแพงต้นไม้เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของการผสานองค์ความรู้ด้านพืชศาสตร์ วิศวกรรม และเทคโนโลยี แม้จะเป็นเพียงเทคโนโลยีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความท้าทายของปัญหาฝุ่น PM2.5 แต่หากสามารถนำไปใช้ควบคู่กับมาตรการลดการปล่อยมลพิษจากต้นทาง ก็อาจเป็นอีกหนึ่งกลไกสำคัญในการเพิ่มพื้นที่สีเขียว ยกระดับคุณภาพอากาศ และก้าวสู่การเป็นนวัตกรรมบำบัดมลพิษที่ยั่งยืนในอนาคตได้อย่างแน่นอน

ข้อมูลอ้างอิง

https://ripo.kmutt.ac.th/walloftrees

https://www.kmutt.ac.th/news/28/10/2021/12831/

https://www.breathebangkok.org/interview/chairat-tre/

https://www.facebook.com/breathebangkokorg/posts/pfbid02FupTSpUwHPnj38wnBw1iVou5yBp8v3TyuaSd1Z44rjFosbLDB1kB3uNLJb9ocCKpl?rdid=WBliP0VcRa8ZTedT#