ชุดวิชาวัสดุศาสตร์ 3 พว32024

40 เซรามิกสแบงออกไดเปน 2 กลมุ ใหญ ๆ คือ 1. เซรามิกสแบบด้ังเดิม (Traditional ceramics) ไดแก ถวย จานชามสุขภัณฑ ลกู ถว ยไฟฟา กระเบอื้ งปูพื้นและบุผนงั กระเบือ้ งหลังคา วัสดุทนไฟ แผนรองเผาในเตาอิฐกอสราง กระถางตน ไม โอง กระจกและแกว ปนู ซีเมนต ยิปซัม่ ปูนปลาสเตอร เปน ตนซง่ึ ทาํมาจากวสั ดุหลกั คอื ดินดํา ดนิ ขาว ดนิ แดง หนิ ฟน มา ทราย หินปนู หนิ ผุ ควอตซ และแรอ น่ื ๆการแบงชนดิ ของเนือ้ ดินสําหรบั เซรามกิ สแ บบดงั้ เดิม 1.1 เซรามิกสแบบพอรซเลน (Porcelain) เปนผลิตภัณฑที่ตองเผาท่ีอุณหภูมิสูงมากกวา 1250 °c มีความแข็งแรงสูงมาก มีการดูดซึมนํ้าตํ่ามาก ยกตัวอยางเชน ลูกถวยไฟฟา,กระเบื้องแกรนติ , ผลิตภณั ฑบ นโตะอาหาร, สุขภัณฑ 1.2 เซรามิกสแบบสโตนแวร (Stone ware) เปนผลิตภัณฑท่ีใชอุณหภูมิเผาปานกลางประมาณ 1150 - 1200 °c มีความแข็งแรงตํ่ากวาพวก porcelain มีการดูดซึมนํ้าอยูในชว ง 3 - 5 % ตวั อยางเชน กระเบ้ืองปูพื้น, ผลติ ภัณฑบ นโตะอาหาร 1.3 เซรามิกสแบบโบนไชนา (Bone china) เปนผลิตภัณฑที่มีสวนผสมของเถากระดกู ทําใหผ ลติ ภณั ฑมีความโปรง แสง ความแข็งแรงปานกลาง การดูดซมึ นํ้าต่าํ 1.4 เซรามิกสแบบเอิรทเทนแวร (Earthen ware) เปนผลิตภัณฑท่ีใชอุณหภูมิในการเผาไมสูงมาก อยูในชวง 900 - 1100 °c มีความแข็งแรงตํ่า การดูดซึมนํ้าสูง 10 - 20%ตัวอยา งเชน กระเบื้องบุผนัง, กระเบื้องหลังคา, ตกุ ตาและของตกแตง กระถางเทอรร าคอตตา 2. เซรามิกสสมัยใหม (Fine ceramics) คือเซรามิกสท่ีตองใชวัตถุดิบที่ผานกระบวนการมาแลว เพ่ือใหมีความบริสุทธิ์สูงไดรับการควบคุมองคประกอบทางเคมีและโครงสรางจุลภาค (microstructure) อยางแมนยํา โดยเซรามิกสสมัยใหมอาจแบงไดเปน 3กลุมใหญ ๆ ไดแ ก เซรามกิ สสําหรบั งานโครงสรา ง, อิเลก็ โทรเซรามกิ ส และเซรามกิ สสําหรับงานทางดา นการแพทย 2.1 เซรามิกสสําหรับงานโครงสราง (Structural ceramics) ซ่ึงเปนกลุมที่ใชในงานท่ีตองการสมบัติทางกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง ทนตอการสึกหรอและการกัดกรอนไดดี ทนตอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอยางฉับพลันไดดี เปนฉนวนความรอน ตัวอยางเซรามิกสสําหรับงานโครงสราง เชน ซิลิคอนคารไบด (silicon carbide, SiC) สําหรับใชทําวัสดุสําหรับตัดแตงหัวพนไฟ (Burner) ชิ้นสว นเครอื่ งยนต เชน ปลอกนาํ วาลว (valve guide) และซลี ที่ทนแรงดนั สงู

41(Mechanical seal) ซลิ คิ อนไนไตรด (silicon nitride, Si3N4) สาํ หรบั ใชท าํ ชิ้นสวนเครื่องยนตกลไก เชน ลูกปน (bearing ball) วาลว (valve) สลักลูกสูบ (piston pin) เบรคสําหรับรถยนตทเ่ี ปน Exotic car และ ใบพัดของเทอรโบชารจเจอร (turbocharger rotor blade) และอะลูมินัมไนไตรด (Aluminum Nitride, AlN) สําหรับใชทําแผนรองวงจรสําหรับอุปกรณอิเล็กทรอนกิ ส เปนตน กรรไกรและมดี เซรามิกสที่ทําดว ยเซอรโ คเนยี (ZrO2) ซึง่ เปน มีดเซรามกิ สท่มี คี วามคมมาก และไมต องลบั เน่อื งจากเซอรโคเนยี มคี วามแข็งสูงและไมสึกกรอนงายจึงไมทําใหม ีดท่ือ เซรามิกสสําหรับงานโครงสรางอีกตัวอยางหน่ึงคือผิวของยานกระสวยอวกาศ(space shuttle) ในตอนที่ยานเขามาจากอวกาศเขาสูบรรยากาศของโลกน้ันจะเกิดการเสียดสีกับบรรยากาศของโลกทําใหมีอุณหภูมิสูงมากซึ่งมากกวา 2000 °c โครงสรางลําตัวของยานภายในนั้นจริงๆ แลวทําจากโลหะผสมซ่ึงทนความรอนไดไมเกิน 800 °c แตผิวของยานน้ันปูดวยแผน กระเบ้อื งเซรามิกสเล็ก ๆ ซึ่งทนความรอ นสูงจํานวนมาก ตวั อยางวัสดุที่ใชทาํ แผนเซรามิกส ดังกลาว เชน เสนใยซิลิกาอะมอรฟสความบริสุทธิ์สูงมาก (very-high-purityamorphous silica fibers) และแผน กระเบือ้ งเลก็ ๆ ทที่ าํ ดว ยเซอรโ คเนีย ทําใหทนอุณหภูมิสูงไดและอีกตวั อยา งหนึ่งที่อยูใกลตัว สาํ หรับผูทใ่ี ชร ถยนต คอื ทที่ อไอเสยี รถยนตจ ะมีเซรามกิ สชนิดหนง่ึ ท่ีเรียกวา แคตาไลตกิ คอนเวอรเ ตอร (Catalytic converter) ชว ยทําหนาท่ีเปล่ียนกาซตาง ๆ ท่ีเกิดจากกระบวนการเผาไหมของเครื่องยนตท่ีเปนพิษตอมนุษยใหเปนสารท่ีไมเปนพิษเชน เปลย่ี นคารบ อนมอนออกไซด (CO) ใหอ ยูในรูปของคารบ อนไดออกไซด (CO2) เปนตน วัสดุที่ใชทําแคตาไลติกคอนเวอรเตอรจะตองมีคุณสมบัติท่ีสามารถทนการเปล่ียนแปลงอุณหภูมิโดยเฉียบพลันไดเปนอยางดี ซ่ึงหมายถึงจะตองมีคาสัมประสิทธ์ิการขยายตัว เนื่องจากความรอนอยูในเกณฑที่ต่ํามาก ซึ่งวัสดุท่ีนิยมนํามาใชก็คือ คอรเดียไรทนนั่ เอง โดยแคตาไลติกคอนเวอรเตอรน น้ั จะใชค อรเดียไรทมาข้นึ รปู โดยการ Extrude เปนรังผ้ึง(Honey comb) เพ่ือใหม พี ืน้ ทีผ่ ิวในการแลกเปลย่ี นกาซไดดี 2.2 อิเลก็ โทรเซรามกิ ส (Electro ceramics) ซง่ึ เปน กลุมท่ีใชสมบตั ิทางไฟฟาอิเลก็ ทรอนกิ ส แมเ หลก็ แสง เปน หลัก อิเล็กโทรเซรามกิ สน ั้นเปน กลมุ เซรามกิ สท ่มี ีมากมายหลายชนดิ และ ครอบคลุมสมบัติดานตา ง ๆ หลายอยางไดแ ก ไฟฟา แมเ หล็ก แสง และความรอน เปน ตน ตัวอยางเชน ไดอิเลก็ ทริกเซรามกิ ส (dielectric ceramics) เชน แบเรียมไททาเนต(barium titanate, BaTiO3) สําหรบั ใชทาํ ตัวเกบ็ ประจไุ ฟฟา เพียโซอิเลคทริคเซรามิค

42(piezoelectric ceramics) ซึง่ เปน เซรามิกสที่สามารถเปล่ียนรูปพลงั งานกลพลงั งานไฟฟากลับไปมาได (“piezo” มาจากภาษากรีก แปลวา กด (press)) วสั ดนุ ี้เมอ่ื ใหแรงกลเขา ไปจะสามารถเปลี่ยนแรงกลเปน พลังงานไฟฟา ไดหรือในทางกลบั กันสามารถเปลี่ยนพลงั งานไฟฟาใหเ ปน พลงั งานกลได ตัวอยางเชน เลดเซอรโคเนตไททาเนต (lead zirconate titanate,Pb(Zr,Ti)O3) สาํ หรับใชทําทรานดิวเซอร (transducer) ชดุ โหลดเซลสส าํ หรับเครอ่ื งชง่ั ขนาดใหญ ตวั จดุ เตาแกส (gas ignitor) หรือท่ีใกลต ัวเราก็คือการดวันเกดิ ทีเ่ ม่ือเปดแลว มเี สียงเพลงดงั ขึ้นกอ็ าศยั หลกั การของเพียโซอเิ ลคทรคิ นั่นเอง นอกจากนอี้ ิเลก็ โทรเซรามกิ สยงั มเี ซรามกิ สแมเ หล็ก (magnetic ceramics) เชน เฟอรไรต (ferrite, Fe3O4) ซ่ึงใชเปน วสั ดุบันทึกขอ มลูเปน ตน 2.3 เซรามกิ สสําหรับงานทางดา นการแพทย พวกกระดูกเทียม ฟนปลอม ขอตอเทยี ม ตวั อยา งเชน วัสดทุ ี่เรียกวา ไฮดรอกซีอาพาไทต ซ่งึ ทํามาจากกระดกู วัว กระดกู ควายท่ีผา นการเผาแบบ Calcine เพือ่ ไลสารอนิ ทรียภ ายในและนาํ มาขน้ึ รปู เปน ช้นิ กระดกู และนําไปเผาแบบ Sinter อีกครง้ั หน่ึง

43เร่ืองท่ี 2 มลพษิ จากการผลติ และการใชงาน มลพิษจากการผลติ อุตสาหกรรมการผลติ โลหะ พอลิเมอร และเซรามกิ สส จดั เปน อตุ สาหกรรมขั้นพนื้ ฐานของประเทศไทยท่ีมบี ทบาทสําคญั ของประเทศ เนอื่ งจากโลหะ พอลิเมอร และเซรามกิ ส เปนวตั ถดุ ิบพน้ื ฐานสาํ หรบั อตุ สาหกรรม เชน อตุ สาหกรรมกอ สราง อุตสาหกรรมยานยนต อุตสาหกรรมเคร่ืองใชไฟฟา อตุ สาหกรรมการผลติ เครอ่ื งใชใ นครัวเรอื น เปนตน กระบวนการผลติ ของอุตสาหกรรมเปนแหลง กาํ เนิดมลพษิ ทส่ี าํ คัญ ทงั้ มลพษิทางอากาศ กากของเสียและน้ําเสีย ซึ่งสามารถกอใหเกิดผลกระทบตอมนุษยและสิ่งแวดลอมได หากมกี ารจดั การไมเ หมาะสม 2.1 สาเหตุท่ีทําใหเ กิดมลพิษจากการผลติ 1) กระบวนการหลอมและเกิดมลพิษ กระบวนการหลอม เปนการนาํ วตั ถดุ ิบทงั้ ในรปู วัสดุใหมและเศษวสั ดุทีใ่ ชแลว มาใหค วามรอนเพ่อื ใหหลอมละลาย และทาํ การปรับปรุงคุณภาพดวยสารตาง ๆ มลพษิหลกั ท่ีเกิดข้นึ ในกระบวนการหลอม คอื ฝุนควัน ไอโลหะ และกา ซพษิ ตาง ๆ 2) กระบวนการหลอและเกิดมลพิษ กระบวนการหลอ สามารถทําได 2 ลักษณะ คอื การหลอ โดยใชเคร่อื งหลอแบบตอเนอ่ื ง และการหลอในแมแ บบชนดิ ตาง ๆ ในการหลอชิน้ งานในแมแบบ วสั ดุเหลวจะถกู เทใสในแมแ บบ แลว ปลอยใหแขง็ ตวั ระยะหนึง่ จากนน้ั รอ้ื แบบแยกออกเอาชน้ิ งานออกแบบหลอ แลว เอาไปทาํ ความสะอาดตกแตงชนิ้ งานใหไ ดค ุณภาพตามตองการ มลพษิ หลัก ๆ ที่เกิดข้ึนในกระบวนการหลอ ท้งั สองลักษณะจะเกดิ ข้ึนในระหวา งการหลอ แตส ําหรับการหลอ โลหะบางชนิดจะเกิดมลพิษในระหวา งการทําแมแ บบไสแ บบและการนาํ ชนิ้ งานออกจากแบบหลอ ซึ่งควรมกี ารจดั การอยางเหมาะสมเชน เดียวกัน

44 3) กระบวนการหลอ และเกิดมลพษิ การรดี มกั ใชอตุ สาหกรรมโลหะ เปน การนําแทง โลหะผานการรดี ลดขนาดท่ีวางตอกนั หลายชุดจนไดขนาดตามตองการ ซ่งึ การรดี โลหะมที ้ังการรดี รอนและรดี เยน็ ข้นึ อยูกบั ผลิตภณั ฑท ต่ี อ งการ มลพษิ ท่เี กิดข้นึ โดยท่ัวไปในกระบวนการรีดรอนคอื ฝุน ควนั ไอโลหะ กาซพิษ และนาํ้ เสยี 4) กระบวนการสนับสนนุ การผลติ และเกิดมลพิษ ระบบสนับสนนุ การผลติ ทีส่ ําคญั ระบบหน่งึ คือ ระบบหลอเย็น ซ่ึงหากระบบหลอเย็นเกิดขัดของ กระบวนการผลิตบางสวนอาจหยุดการผลิตลง ซึ่งทําใหเกิดความเสียหายกับโรงงานได มลพษิ ทีเ่ กิดข้นึ โดยทวั่ ไปในกระบวนสนับสนุนการผลิตคือมลพิษทางอากาศและนํา้ เสียจากนา้ํ หลอเย็น ซึ่งอาจใชเพียงครง้ั เดียวแลว ระบายทง้ิ 2.2 สาเหตุทท่ี ําใหเ กิดมลพษิ จากการใชง าน 1) จาํ นวนประชากรท่เี พ่ิมมากขึน้ เมื่อมีประชากรเพิม่ มากขึน้ ความตองการดา นตาง ๆ ท่ีเกย่ี วขอ งกบั วถิ ีการดาํ เนนิ ชีวติ ประจําวัน ก็มากขนึ้ ไมวา จะอยใู นรูปของสินคาเครื่องใชไฟฟา เครือ่ งใชใ นครวั เรือน ดงั นนั้ จาํ นวนวัสดทุ ีใ่ ชแลวจึงเพมิ่ ทวีคณู มากขนึ้ เรอื่ ย ๆ 2) คนทั่วไปไมม ีความรู ความเขาใจ ในการจัดการกบั เศษวสั ดุทีใ่ ชแ ลวสวนใหญมกั จดั การกบั เศษวสั ดุดว ยวธิ ีการเผาซึ่งเปน สาเหตใุ หเกิดมลพิษทางอากาศ 3) ความมกั งายและขาดจิตสาํ นึก ไมคาํ นงึ ถงึ ผลเสียทีจ่ ะเกดิ ข้นึ เชน การทงิ้เศษวสั ดใุ ชแ ลวลงแมน ้าํ ลาํ คลอง เปน สาเหตใุ หเกิดนํ้าเสีย 4) การผลติ หรือใชส ่งิ ของมากเกนิ ความจําเปน เชน การผลิตสินคาท่มี กี ระดาษหรือพลาสติกหุมหลายชน้ั การซ้อื สินคาโดยหอแยกและใสถงุ พลาสติกหลายถุง ทําใหเศษวัสดใุ ชแลวมีปริมาณมากข้นึ

45เรอ่ื งที่ 3 ผลกระทบจากการใชวสั ดุตอ สิ่งมีชวี ิตและสงิ่ แวดลอ ม ในปจจุบันเทคโนโลยีไดเขามามีบทบาทและ ความจําเปนตอการดํารงชีวิตของมนุษยเ ปนอยางมาก ทง้ั ภายในบาน และภายนอกบา น เพื่ออํานวยความสะดวกสบายในชวี ิตประจาํ วนั เชน การทํางานบา น การคมนาคม การสื่อสาร การแพทย การเกษตร และการอตุ สาหกรรม เปนตน ซ่ึงความเจริญกาวหนาอยางตอเนื่องของเทคโนโลยีชวยพัฒนาใหเกิดประโยชนสูงสดุ แกมนษุ ย อยา งไรก็ตาม แมเทคโนโลยจี ะเขา มามบี ทบาทตอ มนุษย แตหลายครั้งเทคโนโลยเี หลานั้นกส็ ง ผลกระทบตอชีวิตและสิ่งแวดลอ มในดานตาง ๆ ไดแก 3.1 ดา นสุขภาพ มลพิษในอากาศ (air pollution) หมายถึง ภาวะของอากาศท่ีมีสารมลพิษเจือปนอยใู นปริมาณ และเปน ระยะเวลา ทีจ่ ะทาํ ใหเ กดิ ผลเสยี ตอสขุ ภาพอนามัยของมนษุ ยสารมลพษิ ดงั กลาว อาจเกดิ ข้นึ เองตามธรรมชาติ หรอื เกิดจากการกระทําของมนุษย อาจอยูในรูปของกาซ หยดของเหลว หรืออนุภาคของแข็งก็ได สารมลพิษในอากาศท่ีสําคัญ และมีผลกระทบตอสุขภาพอนามัย ไดแก ฝุนละออง สารตะกั่ว กาซคารบอนมอนอกไซด กาซซัลเฟอรไดออกไซด กาซออกไซดของไนโตรเจน กาซโอโซน และสารอินทรียร ะเหยงาย เปนตน มลพิษในอากาศทีม่ ีผลกระทบตอ สุขภาพ 1. ฝุนละออง เปนมลพษิ ในอากาศทเี่ ปนปญ หาหลักในกรงุ เทพมหานคร และชุมชนขนาดใหญ จากการ วิจัยพบวาฝุนละอองท่ีกอใหเกิดปญหาตอสุขภาพ เปนฝุนละอองขนาดเล็ก ที่มีขนาดไมเกิน 10 ไมครอน โดยฝุนละอองขนาดเล็กนี้ สามารถเขาไปในระบบทางเดินหายใจผานโพรงจมูกเขาไปถึงถุงลมในปอด ทําใหเกิดการอักเสบ และการระคายเคืองเรื้อรัง และฝุนละอองจะมีพิษมากขึ้น หากฝุนละอองน้ันเกิดจากการรวมตัวของกาซบางชนิดเชน ซัลเฟอรไดออกไซด ออกไซดของไนโตรเจนเขาไปในอนุภาคของฝุน โดยกอใหเกิดการแพและระคายเคืองผิวหนัง ทางเดินหายใจ และดวงตาได 2. สารตะกั่ว มฤี ทธิ์ทําลายระบบประสาท และมผี ลตอกระบวนการรบั รูและการพัฒนาสตปิ ญญาของมนษุ ย

46 3. กาซคารบอนมอนอกไซด มีความสามารถในการละลายในเลือดไดดีกวาออกซิเจนถงึ 200 - 250 เทา เม่อื หายใจเอากาซชนดิ น้ีเขาไป จะไปแยง จับกับฮโี มโกลบนิในเลือด เกดิ เปน คารบอกซฮี โี มโกลบนิ ทําใหค วามสามารถของเลอื ดในการเปนตัวนําออกซเิ จนจากปอดไปยังเนือ้ เยอ่ื ตาง ๆ ลดลง ทําใหเ ลอื ดขาดออกซิเจนไปเลย้ี งเซลลตา ง ๆ ในรา งกายและหวั ใจทํางานหนักขน้ึ หากมนุษย ไดรับกา ซน้ใี นปริมาณมาก จะทําใหรางกายเกิดภาวะขาดออกซิเจน และจะเปนอันตรายถงึ แกช วี ติ ได 4. กาซซัลเฟอรไดออกไซด มีฤทธ์ิกัดกรอน ทําใหเกิดการระคายเคืองตอระบบทางเดินหายใจ ผิวหนัง และเยื่อบุตา ทําใหเกิดการแสบจมูก, หลอดลม, ผิวหนัง และตาเมื่อหายใจเอากาซชนิดนี้เขาไป จะทําใหกาซละลายในของเหลวในระบบทางเดินหายใจ เกิดเปน กรดซัลฟว ริก ซ่งึ จะกัดกรอ นเย่ือบุ และอวัยวะในระบบทางเดินหายใจ หากไดรับเปน เวลานาน ๆ จะทาํ ใหเปนโรคจมกู และหลอดลมอักเสบเร้ือรังได 5. กาซออกไซดของไนโตรเจน เนื่องจากจมูกเปนสวนตนของระบบทางเดินหายใจ เมื่อผูป ว ยโรคจมูกอักเสบภมู ิแพ มีอาการคดั จมกู จะทําใหเ กดิ ปญ หาการอดุ ก้นั ทางเดินหายใจขณะหลับได อาจเปนมากถึงเกิดภาวะหยุดหายใจขณะหลับตามมาได นอกจากนั้นการท่ีลมว่ิงผา นชองจมกู ท่แี คบ อาจทาํ ใหมเี สยี งดังได 6. กาซโอโซน มฤี ทธ์ิกัดกรอน กอใหเกิดการระคายเคืองตา และเย่ือบุระบบทางเดนิ หายใจ เกิดการอักเสบของเน้อื เย่อื จมูก และปอด ทาํ ใหค วามสามารถของปอดในการรับกาซออกซเิ จนลดลง อาจเกดิ โรคหดื โดยเฉพาะในเดก็ และมีอาการเหนือ่ ยงาย และเรว็ในคนชรา และคนที่เปนโรคปอดเรอื้ รัง หรือโรคหืด จะมีอาการมากข้นึ กวา เดมิ 7. สารอนิ ทรียระเหยงาย มผี ลโดยตรงตอ ระบบทางเดนิ หายใจ โดยทําใหเ กิดการอักเสบ และการระคายเคืองเรอ้ื รัง นอกจากนี้สารบางชนดิ เปน สารกอใหเ กิดการกลายพนั ธุและเสีย่ งตอการกอมะเรง็ เชน อะโรเมตกิ ไฮโดรคารบอน (polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)เบนซีนและไดออกซิน เกดิ จากการเผาไหมท่ไี มสมบูรณ

47 มลพษิ ในอากาศกับโรคภูมแิ พข องระบบทางเดนิ หายใจ โรคภูมิแพ เปนโรคท่ีพบบอย โดยมีอุบัติการณรอยละ 30-40 ท่ัวโลก ซ่ึงมีผูปวยถึง 400 ลา นคนท่เี ปน โรคจมูกอักเสบภูมิแพ หรือโรคแพอากาศ และมีผูปวยถึง 300 ลานคนที่เปนโรคหืด อุบัติการณของโรคจมูกอักเสบภูมิแพ ในประเทศไทยพบวา มีผูปวยผูใหญถึงรอยละ 20 และมีผูปวยเด็กถึงรอยละ 40 ขณะท่ีอุบัติการณของโรคหืดมีประมาณรอยละ 10ดังนั้นจะมีผูปวย 10 - 15 ลานคนในประเทศไทย ที่ปวยเปนโรคจมูกอักเสบภูมิแพ และจะมีผูปว ย 3 - 5 ลา นคน ทเ่ี ปนโรคหืด อุบัติการณของโรคภูมแิ พทง้ั 2 ชนิดนน้ี ีม้ แี นวโนม สงู ขน้ึ เรือ่ ย ๆ โดยเฉพาะในเมืองใหญ ที่มีมลพิษในอากาศเพิ่มขึ้น เช่ือวาการที่มีปริมาณของมลพิษ และสารระคายเคืองในอากาศมากข้ึน และประชากรสัมผัสกับสารดังกลาวในอากาศมากข้ึน ทําใหพบผูปวยเพ่ิมข้ึนเน่ืองจากเยอื่ บจุ มกู ของผูป วยโรคจมกู อกั เสบภมู แิ พ และเย่ือบหุ ลอดลมของผูปวยโรคหืดมีความไวตอการกระตุนมากผิดปกติ ทั้งสารกอภูมิแพ และสารที่ไมใชสารกอภูมิแพ มลพิษในอากาศทั้ง 7 ชนิดดังกลาว จึงสามารถกระตุนใหผูปวยโรคจมูกอักเสบภูมิแพ และโรคหืดมีอาการมากขนึ้ ได 3.2 ผลกระทบตอระบบนิเวศ ขยะเปน สาเหตุสําคญั ทท่ี ําใหเ กิดมลพิษของนา้ํ มลพิษของดิน และมลพษิของอากาศ เนื่องจากขยะสวนท่ีขาดการเก็บรวบรวม หรอื ไมน าํ มากําจัดใหถ กู วิธี ปลอ ยทิง้ คางไวใ นพ้นื ทขี่ องชุมชน เม่ือมีฝนตกลงมาจะไหลชะนาํ ความสกปรก เช้ือโรค สารพิษจากขยะไหลลงสแู หลงนาํ้ ทาํ ใหแ หลงน้ําเกิดเนาเสียได หากสารอันตรายซมึ หรือไหลลงสพู นื้ ดิน หรือแหลงน้าํ จะไปสะสมในหว งโซอาหาร เปนอันตรายตอสตั วนาํ้ และพืชผัก เม่ือเรานาํ ไปบรโิ ภคจะไดรับสารนั้นเขาสูร า งกายเหมือนเรากินยาพิษเขา ไปอยางชา ๆ 3.2.1 มลพิษดานสิง่ แวดลอม ถามีการเผาขยะมูลฝอยกลางแจงทําใหเกิดควันมีสารพิษทําใหคณุ ภาพของอากาศเสีย สวนมลพิษทางอากาศจากขยะมูลฝอยนั้น อาจเกิดขึ้นไดท้ังจากมลสารที่มีอยูในขยะและพวกแกสหรือไอระเหย ที่สําคัญก็คือ กลิ่นเหม็นท่ีเกิดจากการเนาเปอย และสลายตวั ของอนิ ทรียส ารเปนสวนใหญ

48 3.2.2 ระบบนิเวศถูกทําลาย มูลฝอยอนั ตรายบางอยา ง เชน ไฟฉายหลอดไฟ ซ่ึงมสี ารโลหะหนกับรรจใุ นผลติ ภัณฑ หากปนเปอ นสูด นิ และน้ํา จะสง ผลเสียตอระบบนิเวศ และหวงโซอ าหารซงึ่ เปนอันตรายตอ มนษุ ยแ ละสง่ิ แวดลอ ม 3.2.3 ปญหาดนิ เสื่อมสภาพ ขยะมูลฝอยและของเสียตาง ๆ ถาเราทิ้งลงในดินขยะสวนใหญจะสลายตัวใหส ารประกอบ อนิ ทรียแ ละอนนิ ทรยี ม ากมายหลายชนิดดว ยกัน แตก ็มีขยะบางชนิดท่ีสลายตัวไดยาก เชน ผาฝาย หนัง พลาสติก โดยเฉพาะเกลือไนเตรตสะสมอยูเปนจํานวนมากแลวละลายไปตามน้าํ สะสมอยใู นบริเวณใกลเ คยี ง การท้ิงของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมตาง ๆ เปนแหลง ผลติ ของเสียทส่ี ําคัญยง่ิ โดยเฉพาะของเสยี จากโรงงานทมี่ ีโลหะหนกั ปะปนทําใหดินบริเวณนั้นมีโลหะหนักสะสมอยูมาก โลหะหนักท่ีสําคัญ ไดแก ตะกั่ว ปรอท และแคดเมียม ซ่ึงจะมีผลกระทบมากหรือนอยข้ึนอยูกับคุณลักษณะของขยะมูลฝอย ถาขยะมีซากถานไฟฉาย ซากแบตเตอรี่ ซากหลอดฟลูออเรสเซนตมาก ก็จะสงผลตอ ปรมิ าณโลหะหนักพวกปรอท แคดเมียม ตะก่ัว ในดินมาก ซ่ึงจะสงผลเสียตอระบบนิเวศนในดิน และสารอินทรียในขยะมูลฝอยเมือ่ มกี ารยอ ยสลาย จะทําใหเกดิ สภาพความเปนกรดในดนิ และเมื่อฝนตกมาชะกองขยะมูลฝอยจะ ทาํ ใหน ้าํ เสยี จากกองขยะมลู ฝอยไหลปนเปอนดนิ บริเวณรอบ ๆ ทําใหเกิดมลพษิ ของดินได การปนเปอ นของดิน ยังเกิดจากการนํามูลฝอยไปฝงกลบ หรือการยักยอกนําไปทง้ิ ทาํ ใหของเสียอันตรายปนเปอนในดินนอกจากน้ันการเล้ียงสัตวเปนจํานวนมาก ก็สงผลตอ สภาพของดนิ เพราะสิง่ ขับถายของสัตวท ีน่ ํามากองทับถมไว ทําใหเกิดจุลินทรียยอยสลายไดอนมุ ลู ของไนเตรตและอนมุ ูลไนไตรต ถา อนุมูลดังกลาวนี้สะสมอยูจํานวนมากในดิน บริเวณน้ันจะเกิดเปนพิษได ซ่ึงเปนอันตรายตอมนุษยโดยทางออม โดยไดรับเขาไปในรูปของนํ้าดื่มที่มีสารพิษเจือปน โดยการรับประทานอาหาร พืชผักท่ีปลูกในดินท่ีมีสารพิษสะสมอยู และยังสง ผลกระทบตอคุณภาพดนิ 3.2.4 ปญ หามลพษิ ทางนํา้ขยะมลู ฝอยอินทรีย จาํ นวนมากถาถกู ท้งิ ลงสูแมนํา้ ลําคลอง จะถูกจุลินทรียในน้ํายอยสลายโดยใชอ อกซเิ จน ทําใหออกซเิ จนในน้าํ ลดลง และสง ผลใหเกดิ นํา้ เนา เสยี

49 3.3 ผลเสียหายดานเศรษฐกิจและสังคม 3.3.1 เกิดความเสียหายตอทรัพยส นิ สารอันตรายบางชนดิ นอกจากทําใหเกิดโรค ตองเสียคาใชจายในการรักษาพยาบาลแลว อาจทําใหเกิดไฟไหม เกิดการกัดกรอนเสียหายของวัสดุ เกิดความเส่ือมโทรมของสงิ่ แวดลอม ทําใหตองเสยี คา ใชจ า ยในการบํารุงรกั ษาสภาพแวดลอ มและทรพั ยสนิอีกดว ย 3.3.2 เกิดการสูญเสยี ทางเศรษฐกจิ ขยะมลู ฝอยปริมาณมาก ๆ ยอ มตอ งสน้ิ เปลืองงบประมาณในการจดั การเพอ่ื ใหไ ดประสทิ ธภิ าพ นอกจากนีผ้ ลกระทบจากขยะมลู ฝอยไมว าจะเปนนาํ้ เสยี อากาศเสยี ดนิ ปนเปอ นเหลาน้ียอมสง ผลกระทบตอเศรษฐกิจของประเทศ 3.3.3 ทําใหข าดความสงางาม การเก็บขนและกําจัดที่ดีจะชวยใหชุมชนเกิดความสวยงาม มีความเปน ระเบยี บเรยี บรอ ยอันสอแสดงถึงความเจรญิ และวฒั นธรรมของชมุ ชน ฉะนั้นหากเก็บขนไมดีไมหมด กําจัดไมดี ยอมกอใหเกิดความไมนาดู ขาดความสวยงาม บานเมืองสกปรก และความไมเ ปน ระเบยี บ สงผลกระทบตออุตสาหกรรมการทอ งเท่ียว กิจกรรมทา ยหนวยที่ 2 หลงั จากท่ีผูเรยี นศึกษาเอกสารชดุ การเรียนหนว ยท่ี 2 จบแลว ใหศึกษาคนควาเพม่ิ เตมิ จากแหลง เรียนรตู าง ๆ แลว ทํากจิ กรรมการเรยี นหนว ยที่ 2 ในสมดุ บนั ทึกกจิ กรรมการเรียนรู แลวจัดสงตามท่ีครผู ูสอนกาํ หนด

50 หนวยท่ี 3 การคดั แยกและการรไี ซเคิลวสั ดุสาระสาํ คญั การคัดแยกวัสดุที่ใชแลวเปนวิธีการลดปริมาณวัสดุที่ใชแลวที่เกิดข้ึนจากตนทางไดแก ครัวเรือน สถานประกอบการตา ง ๆ กอนท้ิง ในการจัดการวัสดุท่ีใชแลว จําเปนตองจัดใหมรี ะบบการคดั แยกวสั ดทุ ใี่ ชแลว ประเภทตา ง ๆ ตามแตลักษณะองคป ระกอบโดยมวี ตั ถปุ ระสงคเพ่ือนํากลับไปใชประโยชนใหม โดยจัดวางภาชนะใหเหมาะสม ตลอดจนวางระบบการเก็บรวบรวมวัสดุที่ใชแลวอยางมีประสิทธิภาพ และสอดคลองกับระบบการคัดแยกวัสดุท่ีใชแลวเพอื่ เปนการสะดวกแกผเู กบ็ ขนและสามารถนาํ วัสดุท่ใี ชแ ลว บางชนดิ ไปขายเพื่อเพ่ิมรายไดใหกับตนเองและครอบครวั รวมท้ังงายตอ การนําไปกาํ จดั หลัก 3R เปนหลักการจัดการเศษวัสดุ เพ่ือลดปริมาณเศษวัสดุ ไดแก รีดิวซ (Reduce) คือ การใชนอยหรือลดการใช รียูส (Reuse) คือการใชซาํ้ และ รีไซเคิล (Recycle) คือ การผลิตใชใหม ใชเปนแนวทางปฏิบัติในการลดปริมาณเศษวสั ดุในครัวเรอื น โรงเรยี น และชุมชนตวั ช้ีวดั 1. อธิบายถงึ การคัดแยกวัสดไุ ด 2. นําความรูเรื่องการคดั แยกวัสดไุ ปใชไ ด 3. อธบิ ายหลัก 3R ในการจดั การวัสดุและแนวทางดําเนนิ การที่เหมาะสมได 4. นําความรูเ ร่ืองหลัก 3R ไปใชใ นการจดั การวัสดุได 5. อธบิ ายวธิ ีการรไี ซเคิลวัสดุแตล ะประเภทได 6. นาํ ความรูเรื่องการรไี ซเคลิ วสั ดแุ ตละประเภทไปใชไดขอบขา ยเน้อื หา 1. การคดั แยกวัสดุทใ่ี ชแ ลว 2. การจดั การวสั ดดุ วยการรไี ซเคลิ

51 หนวยท่ี 3 การคดั แยกและการรีไซเคิลเร่ืองที่ 1 การคัดแยกวัสดุท่ีใชแลว ในการจดั การวสั ดุที่ใชแ ลวแบบครบวงจร จาํ เปน ตองจดั ใหมรี ะบบการคัดแยกวสั ดุที่ใชแลวประเภทตาง ๆ ตามแตลักษณะองคประกอบโดยมีวัตถุประสงคเพ่ือนํากลับไปใชประโยชนใหม สามารถดําเนินการไดตั้งแตแหลงกําเนิด โดยจัดวางภาชนะใหเหมาะสมตลอดจนวางระบบการเก็บรวบรวมวัสดุท่ีใชแลวอยางมีประสิทธิภาพ และสอดคลองกับระบบการคัดแยกวัสดุท่ีใชแลว พรอมทั้งพิจารณาความจําเปนของสถานีขนถายวัสดุที่ใชแลวและระบบขนสง วัสดทุ ใ่ี ชแ ลว ไปกําจัดตอ ไป กอนที่จะนําเศษวัสดุกลับมาใชประโยชน ตองมีการคัดแยกประเภทวัสดุที่ใชแลวภายในบาน เพื่อเปนการสะดวกแกผูเก็บขนและสามารถนําเศษวัสดุบางชนิดไปขายเพ่ือเพ่ิมรายไดใหก บั ตนเองและครอบครัว รวมทงั้ งา ยตอ การนาํ ไปกาํ จัดอีกดว ย โดยสามารถทาํ ได ดังน้ี วิธีดําเนินการคดั แยก การคดั แยกเศษวสั ดใุ ชแ ลว โดยมแี นวทางปฏบิ ัติดังน้ี คอื 1. ใชส เี ปน ตัวกําหนดการแยกเศษวสั ดุใชแ ลวแตละชนิด 2. มภี าชนะสําหรบั บรรจุขยะแตล ะชนดิ ตามสีท่กี าํ หนด และมีเชือกผูกปากถุงเพอื่ ความสวยงามและเรียบรอย 3. มถี งั รองรบั ถุงใสเปนสีเดียวกนั และแข็งแรงทนทาน ทําความสะอาดงาย 4. ออกแบบถังขยะใหนา ใชเสมือนเปน เฟอรน ิเจอรอยา งหนึ่งภายในบานใหใ ครเห็นก็อยากจะไดเ ปน เจาของถงั ขยะน้ี 5. ใหผ ูรวมคัดแยกขยะไดมีสวนไดรับผลประโยชนจ ากการคัดแยกขยะ 6. จดั หาถงุ และภาชนะรองรบั ใหส มาชิกไดใ ชโ ดยทั่วถึงฟรี โดยการใชเงินกองทนุ หรอื งบประมาณสนับสนุน และจะหักจากการขายวัสดุรีไซเคลิ เชน กระดาษพลาสติก แกว ฯลฯ

52 7. ใหผ รู ว มคัดแยกขยะไดเ ปน ที่ยกยองจากสังคม เชน ปา ยแสดงการเปนสมาชกิ ของการคดั แยกขยะ 8. ใหชุมชน หมบู าน ทใี่ หความรว มมอื อยา งดี ไดร ับการยกยอง และไดร ับการเชิดชูเกียรตจิ ากสงั คม ภาชนะรองรับวสั ดทุ ใ่ี ชแลว เพื่อใหการจัดเกบ็ รวบรวมวสั ดทุ ีใ่ ชแ ลว เปนไปอยา งมีประสิทธิภาพและลดการปนเปอนของวสั ดุทใ่ี ชแ ลวทีม่ ศี ักยภาพในการนํากลับมาใชประโยชนใหม จะตองมีการต้ังจุดรวบรวมวัสดุท่ีใชแลว และใหมีการแบงแยกประเภทของถังรองรับวัสดุที่ใชแลวตามสีตาง ๆโดยมีถุงบรรจุภายในถังเพอ่ื สะดวกและไมตกหลน หรอื แพรก ระจาย ดงั นี้ 1. ถงั ขยะ 1. สีเขียว รองรับผัก ผลไม เศษอาหาร ใบไม ที่เนาเสียและยอยสลายไดสามารถ นาํ มาหมักทาํ ปุยได มสี ญั ลักษณท่ถี งั เปน รปู กางปลาหรือเศษอาหาร 2. สีเหลือง รองรับเศษวัสดุที่สามารถนํามารีไซเคิลหรือขายได เชน แกวกระดาษ พลาสติก โลหะ มสี ัญลกั ษณเปนรูปคนทิง้ กระดาษลงถัง 3. สีแดง หรือสีเทาฝาสีสม รองรับเศษวัสดุที่มีอันตรายตอส่ิงมีชีวิต และส่ิงแวดลอม เชน หลอดฟลูออเรสเซนต ขวดยา ถานไฟฉาย กระปองสีสเปรย กระปองยาฆาแมลง ภาชนะบรรจสุ ารอันตรายตาง ๆ 4. สีฟาหรือสีนํ้าเงิน รองรับเศษวัสดุทั่วไป คือ วัสดุที่ใชแลวประเภทอ่ืนนอกจากเศษวัสดุยอยสลาย เศษวัสดุรีไซเคิล และเศษวัสดุอันตราย เศษวัสดุท่ัวไปจะมีลักษณะท่ียอยสลายยาก ไมคุมคาสําหรับการนํากลับไปใชประโยชนใหม เชน พลาสติกหอลูกอม ซองบะหมส่ี าํ เร็จรปู ถงุ พลาสตกิ โฟมและฟอลยที่เปอ นอาหาร

53 ภาพที่ 3.1 ภาพถังขยะประเภทตางๆ ที่มา : http://www.promma.ac.th 2. เกณฑมาตรฐานภาชนะรองรับวสั ดุท่ีใชแ ลว 1. ควรมสี ดั สว นของถังวัสดุที่ใชแลว จากพลาสตกิ ทใี่ ชแ ลวไมตา่ํ กวารอ ยละ 50 โดยนํ้าหนกั 2. ไมมีสว นประกอบสารพิษ (toxic substances) หากจาํ เปนควรใชสารเติมแตง ในปริมาณทีน่ อ ยและไมอยูในเกณฑที่เปนอันตรายตอ ผบู ริโภค 3. มีความทนทาน แขง็ แรงตามมาตรฐานสากล 4. มีขนาดพอเหมาะมีความจุเพียงพอตอปริมาณวัสดุท่ีใชแลว สะดวกตอการถา ยเทวัสดทุ ีใ่ ชแลว และการทาํ ความสะอาด 5. สามารถปองกัน แมลงวัน หนู แมว สุนัข และสัตวอื่น ๆ มิใหสัมผัสหรอื คุยเขย่ี วัสดทุ ใี่ ชแลวได 3. การแปรสภาพวัสดทุ ี่ใชแลว ในการจัดการวัสดุทใี่ ชแ ลว การแปรสภาพวัสดุท่ีใชแลว คือ การเปลี่ยนแปลงสภาพลักษณะทางกายภาพเพ่ือลดปริมาณเปลี่ยนรูปราง โดยวิธีคัดแยกเอาวัสดุท่ีสามารถหมุนเวียนใชประโยชนไดออกมา วิธีการบดใหมีขนาดเล็กลง และวิธีอัดเปนกอนเพื่อลดปริมาตรของวัสดุที่ใชแลวไดรอยละ 20 - 75 ของปริมาตรเดิม ท้ังน้ีข้ึนอยูกับประสิทธิภาพของเครื่องมือและลักษณะของวัสดทุ ่ีใชแลว ตลอดจนใชวิธีการหอหุมหรอื การผูกรัดกอนวัสดุท่ีใชแลวใหเปนระเบียบมากยิ่งข้ึนผลที่ไดร บั จากการแปรสภาพมลู ฝอยนี้ จะชวยใหการเก็บรวบรวม ขนถาย และขนสงไดสะดวกขึน้ สามารถลดจํานวนเท่ียวของการขนสง ชวยใหไมปลิวหลนจากรถบรรทุกและชวยรีดเอาน้ําออกจากวัสดุที่ใชแลว ทําใหไมมีน้ําชะวัสดุท่ีใชแลวร่ัวไหลในขณะขนสง ตลอดจนเพ่ิมประสทิ ธภิ าพการกาํ จดั วัสดทุ ่ีใชแลว โดยวธิ ีฝงกลบ โดยสามารถจัดวางซอ นไดอยางเปนระเบียบจงึ ทําใหป ระหยัดเวลา และคาวัสดใุ นการกลบทับ และชวยยืดอายกุ ารใชงานของบอ ฝงกลบ

54 4. หลกั 3R ในการจดั การวัสดุ 3R เปนหลักการของการจัดการเศษวัสดุ เพื่อลดปริมาณเศษวัสดุ ไดแกรีดิวซ (Reduce) คือ การใชนอยหรือลดการใช รียูส (Reuse) คือ การใชซ้ํา และรีไซเคิล(Recycle) คือ การผลิตใชใหม ใชเปนแนวทางปฏิบัติในการลดปริมาณเศษวัสดุในครัวเรือนโรงเรยี น และชุมชน ดังนี้ 1. รีดิวซ (Reduce) การใชนอยหรือลดการใช มวี ธิ ีการปฏิบัตดิ งั นี้ 1) หลีกเลย่ี งการใชอยา งฟมุ เฟอย ลดปริมาณการใชใหอยใู นสัดสว นทพ่ี อเหมาะ ลดปริมาณบรรจุภณั ฑหบี หอท่ีไมจําเปน ลดการขนเศษวัสดเุ ขา บาน ไมวา จะเปนถงุ พลาสติก ถงุ กระดาษ โฟม หรอื หนังสอื พิมพ ฯลฯ 2) เลือกใชสินคาท่ีมอี ายุการใชงานสูง ใชผ ลิตภณั ฑชนดิ เติม เชนนํ้ายาลางจาน นาํ้ ยาปรบั ผานุม ถานชนดิ ชารจ ได สบเู หลว นํ้ายารดี ผา ฯลฯ 3) เลอื กบรรจุภัณฑทสี่ ามารถนาํ กลับมาใชใหมได 4) คิดกอนซื้อสินคา พิจารณาวาสิ่งน้ันมีความจําเปนมากนอยเพียงใดหลีกเลี่ยงการใชสารเคมภี ายในบา น เชน ยากําจัดแมลงหรือน้ํายาทําความสะอาดตาง ๆ ควรจะหนั ไปใชวธิ กี ารทางธรรมชาตจิ ะดีกวา อาทิ ใชเปลือกสมแหง นํามาเผาไลยุง หรือ ใชผลมะกรูดดับกลิ่นภายในหองนา้ํ 5) ลดการใชกลองโฟม หลีกเลี่ยงการใชโฟมและพลาสติกโดยใชถุงผาหรือตะกรา ในการจับจายซ้อื ของใชปน โต ใสอ าหาร 6) ลดการใชถุงพลาสติก ควรใชถงุ ผา หรอื ตะกราแทน

55 ภาพที่ 3.2 การรณรงคลดใชถุงพลาสตกิ ของหนวยงานตา ง ๆ ทม่ี า : http://www.bloggang.com 2. รยี สู (Reuse) คือ การใชซ ํ้าผลิตภณั ฑส ่ิงของตา ง ๆ เชน 1. นําสง่ิ ของท่ใี ชแลวกลบั มาใชใ หม เชน ถงุ พลาสติกท่ไี มเปรอะเปอ นกใ็ หเ กบ็ ไวใชใ สข องอกี ครั้งหนง่ึ หรอื ใชเปนถุงใสเ ศษวัสดุในบา น 2. นําสง่ิ ของมาดัดแปลงใหใ ชป ระโยชนไดอีก เชน การนํายางรถยนตมาทาํ เกาอี้ การนําขวดพลาสตกิ กส็ ามารถนาํ มาดดั แปลงเปนท่ใี สข องแจกัน การนาํ เศษผามาทําเปลนอน เปน ตน 3. ใชก ระดาษทงั้ สองหนาภาพที่ 3.3 การลดปรมิ าณเศษวัสดุดวย Reuse โดยใชแ กวนา้ํ เซรามคิ หรอื แกว ใส แทนแกว พลาสตกิ หรอื แกว กระดาษเคลอื บ

56 4. นําสิ่งของมาดัดแปลงใหใชประโยชนไดอีก เชน การนํายางรถยนตมาทําเกา อี้ การนาํ ขวดพลาสติกก็สามารถนามาดดั แปลงเปน ทใี่ สข อง หรือแจกัน การนําเศษผามาทําเปลนอน เปน ตนภาพที่ 3.4 เกาอี้จากขวดน้าํ ภาพที่ 3.5 พรมเช็ดเทา จากเศษผาท่ีมา : http://www.oknation.net/ ทมี่ า : https://www.l3nr.orgภาพที่ 3.6 กระถางตน ไมจากรองเทา เกา ภาพท่ี 3.7 ตุกตาตกแตงสวนจากยางรถยนตเกาท่มี า : http://www.thaitambon.com/ ทีม่ า : http://www.jeab.com/ 3. รไี ซเคิล (Recycle) การแปรรูปนํากลับมาใชใ หม รีไซเคิล (Recycle) หมายถึง การแปรรูปกลับมาใชใหม เพื่อนําวัสดุท่ียังสามารถนํากลับมาใชใหมหมุนเวียนกลับมาเขาสูกระบวนการผลิตตามกระบวนการของแตละประเภท เพอื่ นาํ กลบั มาใชป ระโยชนใหม ซึง่ นอกจากจะเปน การลดปริมาณเศษวัสดุมูลฝอยแลวยังเปนการลดการใชพ ลังงานและลดมลพิษทีเ่ กิดกบั สิง่ แวดลอม เศษวสั ดุรไี ซเคิลโดยทั่วไปแยกไดเ ปน 4 ประเภท คือ แกว กระดาษ พลาสตกิ โลหะและอโลหะ สว นบรรจุภณั ฑบางประเภทอาจจะใชซ้ําไมได เชน กระปองอะลูมิเนียม หนังสือเกา ขวดพลาสติก ซ่ึงแทนท่ีจะนําไปทิ้ง ก็รวบรวมนํามาขายใหกับรานรับซ้ือของเกา เพ่ือสงไปยังโรงงานแปรรูป เพื่อนําไปผลิตเปนผลติ ภณั ฑต า ง ๆ ดังนี้ 1) นําขวดพลาสติก มาหลอมเปนเม็ดพลาสติก 2) นํากระดาษใชแ ลวแปรรปู เปน เย่ือกระดาษ เพ่ือนําไปเปน สวนผสมในการผลิตเปน กระดาษใหม 3) นาํ เศษแกวเกา มาหลอม เพอ่ื ขน้ึ รปู เปน ขวดแกว ใบใหม 4) นําเศษอลูมิเนียมมาหลอมขึ้นรูปเปนแผน นํามาผลิตเปนผลิตภัณฑอะลมู ิเนียม รวมท้ังกระปองอะลูมเิ นียม

57 ภาพที่ 3.8 การรีไซเคิลหรือการแปรรปู เศษวัสดุนาํ กลบั มาใชใ หม ท่ีมา : https://www.dek-d.comภาพที่ 3.9 ปายประชาสมั พนั ธก ิจกรรม 3R ของกรมควบคุมมลพษิ ทีม่ า : http://www.siamgoodlife.com

58เร่ืองท่ี 2 การจดั การวสั ดดุ ว ยการรีไซเคลิ วัสดุ ทําไมจึงตองใหความสําคัญกับการรีไซเคิล เพราะการรีไซเคิลเปนหัวใจสําคัญของวัฎจักรใหดําเนินตอไป เปนการเปลี่ยนสภาพของวัสดุที่ใชแลวใหมีมูลคา จากส่ิงที่ไมเปนประโยชน แปรเปล่ียนสภาพเปนวัตถุดิบ สิ่งของนํากลับมาใชใหม เปนการประหยัดพลังงานใชท รัพยากรธรรมชาติท่ีมอี ยใู หเกิดประโยชนคุมคาสูงสุด ลดคาใชจายในการกําจัดวัสดุท่ีใชแลวปกปอ งการทําลายผนื ปา ดิน น้ํา ส่ิงแวดลอมตางๆท่ีอยูแวดลอมตัวเรา ซึ่งเปนวิธีการท่ีงายที่สุดท่ีเราจะสามารถทําได ดังน้ัน เรามาทําความรูจ กั กบั การจัดการวัสดุดว ยการรีไซเคิลของวัสดุประเภทตาง ๆวา มวี ธิ กี ารจัดการอยางไรจึงจะมีความปลอดภยั และเกดิ ประโยชนสูงสดุ 1. การจดั การวสั ดุประเภทโลหะ โลหะหลากหลายชนดิ สามารถนาํ มารไี ซเคลิ ไดโ ดยการนาํ มาหลอมและแปรรูปเปนผลติ ภณั ฑอ่นื ๆ สามารถแบงโลหะออกได 3 กลุมใหญ คือ - โลหะประเภทเหลก็ ใชก ันมากทสี่ ดุ ในอตุ สาหกรรมกอสรา งผลิตอุปกรณ ตา งๆ รวมท้งั เครื่องใชในบานอุตสาหกรรมการนําเหลก็ มาใชใหมเพอ่ื ลดตน ทุนในการผลติ มีมานานแลว คาดวาทวั่ โลกมีการนําเศษเหล็กมารีไซเคิลใหมถ ึงรอยละ 50 แมแตใ นรถยนตก ม็ ีเหลก็ รีไซเคลิ ปะปนอยู 1 ใน 4 ของรถแตละคัน เหลก็ สามารถนาํ มารีไซเคลิ ไดท กุ ชนดิ สามารถแบง ไดเ ปน 4 ประเภท คือ 1. เหล็กเหนียว เชน เฟอ งรถ นอ ต ตะปู เศษเหล็กขอ ออย ขาเกา อี้ ลอจักรยาน หัวเกงรถ เหล็กเสนตะแกรง ทอไอเสยี ถงั สี 2. เหลก็ หลอ เชน ปลอกสูบปมนํ้า ขอตอ วาลว เฟอ งขนาดเลก็ 3. เหล็กรูปพรรณ เชน แปป ประปา เพลาทา ยรถเพลาโรงสี แปปกลมดํา เหล็กฉากเหล็กตวั ซี และเพลา เครอื่ งจักรตางๆ 4. เศษเหลก็ อื่น ๆ เชน เหล็กสังกะสี กระปอง ปบเหล็ก กลงึ เหล็กแมงกานสี ซงึ่ ราคาซอ้ื ขายจะตางกนั ตามประเภทของเหล็ก ซ่งึ พอ คารบั ซ้อื ของเกา จะทาํ การตัดเหล็กตามขนาดตา ง ๆ ตามที่ทางโรงงานกําหนดเพือ่ สะดวกในการเขาเตาหลอมและการขนสง

59 ภาพท่ี 3.10 ตวั อยา งโลหะประเภทเหล็กหลอ เหล็กหนา และเหลก็ บาง ท่มี า : http://www.thaiceramicsociety.com - โลหะประเภทอะลูมเิ นยี ม แบงออกไดเ ปน 2 ประเภท คือ (1) อะลูมิเนียมหนา เชน อะไหลเ ครื่องยนต ลกู สูบ อะลมู เิ นยี มอัลลอย ฯลฯ (2) อะลูมิเนียมบาง เชน หมอ กะละมังซักผา ขันนํ้า กระปองเคร่ืองด่ืม ฯลฯราคาซ้ือขายโลหะประเภทอะลูมิเนียมมีราคาตั้งแต 10 บาท ถึง 45 บาท แลวแตประเภทอะลูมิเนยี มหนาจะมีราคาแพงกวาอะลูมิเนียมบาง แตขยะอะลูมิเนียมท่ีพบมากในกองขยะสวนใหญจะเปนพวกกระปองเครื่องด่ืม เชน กระปองน้ําอัดลม กระปองเบียร โดยเฉพาะกระปองน้ําอัดลมจะเปนขยะท่ีมีปริมาตรมาก ดังน้ัน กอนนําไปขายควรจะอัดกระปองใหมีปริมาตรเล็กลงเพ่ือที่จะไดประหยัดพื้นที่ในการขนสง สําหรับการรีไซเคิลกระปองอะลูมิเนียมน้ันพอคารับซือ้ ของเกาจะทาํ การอัดกระปองอะลูมิเนียมใหมีขนาดตามที่ ทางโรงงานกําหนดมา กระปองอะลูมิเนียมสามารถนํากลับมารีไซเคิลไดหลาย ๆ คร้ัง ไมมีการกําจัดจํานวนครั้งของการผลิตเม่ือกระปองอะลูมิเนียมถูกสงเขาโรงงานแลวจะถูกบดเปนชิ้นเล็ก ๆ แลวหลอมใหเปนแทงแข็งจากนน้ั นาํ ไปรดี ใหเปนแผน บางเพือ่ สง ตอ ไปยงั โรงงานผลิตกระปอ งเพ่ือผลติ กระปองใหม วัสดุใชแลวจําพวกกระปองผลิตจากวัสดุตางกัน เชน กระปองอะลูมิเนียมกระปองเหล็กเคลือบดีบุก กระปองที่มีสวนผสมทั้งโลหะและอะลูมิเนียม แตไมวาจะผลิตจากอะไรกส็ ามารถนาํ มารไี ซเคิลได ซ่งึ สามารถสังเกตดตู ะเข็บดานขางกระปอง กระปองอะลูมิเนียมจะไมมีตะเข็บดานขาง เชน กระปองนํ้าอัดลม สวนกระปองเหล็กท่ีเคลือบดีบุกจะมีตะเข็บดานขาง เชน กระปองใสอาหารสําเร็จรูป กระปองกาแฟ ปลากระปอง หากไมแนใจลองใชแมเหล็กมาทดสอบ หากแมเหล็กดูดติด บรรจุภัณฑชนิดนั้น คือ เหล็ก โลหะ หากแมเหล็กดูดไมต ิด บรรจภุ ัณฑน ัน้ อะลมู เิ นียม

60 ภาพท่ี 3.11 ซายอะลมู ิเนียมหนา และขวาอะลมู เิ นยี มบาง ที่มา : http://images.recyclechina.comขอ ปฏิบตั ิในการรวบรวมวัสดุที่ใชแลว ประเภทอะลมู เิ นยี ม 1) แยกประเภทกระปอ งอะลูมิเนียม โลหะ เพราะกระปอ งบางชนิดมสี วนผสมท้ังอะลมู เิ นียมและโลหะ สวนฝาปด สว นใหญเ ปนอะลมู เิ นยี ม ใหดงึ แยกเก็บตางหาก 2) หลังจากที่บริโภคเครือ่ งดืม่ แลว ใหเ ทของเหลวออกใหห มด ลางกระปอ งดว ยนาํ้ เลก็ นอย เพ่ือไมใ หเกิดกลน่ิ เพ่อื ปอ งกันแมลง สัตว มากินอาหารในบรรจภุ ณั ฑ 3) ไมควรทงิ้ เศษวัสดหุ รือกนบุหร่ีลงในขวด และตอ งทาํ ความสะอาดกอนนําขวดไปเกบ็ รวบรวม 4) ควรเหยียบกระปอ งใหแบน เพอื่ ประหยัดพืน้ ที่ในการจัดเก็บ ภาพที่ 3.12 ดึงแยกฝากระปองเคร่ืองดื่มออกแลว ทุบใหแ บน ที่มา : http://nwnt.prd.go.th

61 - โลหะประเภททองเหลือง ทองแดง และ สแตนเลส โลหะประเภทน้ี มีราคาสูงประมาณ 30 - 60 บาท โดยทองเหลืองสามารถนํามากลับมาหลอมใหม โดยนํามาสรางพระระฆัง อปุ กรณส ุขภัณฑต าง ๆ สวนทองแดงก็นาํ กลับมาหลอมทําสายไฟไดใหมภาพท่ี 3.13 ตัวอยา งโลหะประเภททองเหลอื ง ทองแดง และสแตนเลส ทนี่ ํามารไี ซเคิลได ทม่ี า : http://www.in.all.biz สญั ลักษณร ไี ซเคลิ กระปอ งโลหะและอะลมู ิเนียม กระปอ งสวนใหญส ามารถนําไปรีไซเคลิ ได เชน กระปอ งนํ้าอดั ลม กระปองเครอ่ื งดื่ม เพราะเปนโลหะชนดิ หน่งึ แตก ระปองบางชนดิ จะมสี วนผสมของวสั ดทุ ัง้ อะลมู เิ นยี มแตโ ลหะชนดิ อ่ืน ๆ กต็ องดตู ามสญั ลักษณ ดังตอ ไปนี้ เหล็ก อะลมู ิเนียม อะลมู เิ นียม ภาพที่ 3.14 สัญลกั ษณรีไซเคิลกระปองโลหะและอะลูมเิ นียม ท่ีมา : https://img.kapook.com

62 2. การรไี ซเคลิ พอลิเมอร พอลเิ มอรไดก ลายเปนผลติ ภณั ฑส ําคญั อยางหนงึ่ และมีแนวโนมท่ีจะเขามามบี ทบาทในชีวติ ประจาํ วันเพมิ่ มากข้ึนเนื่องจากพอลิเมอรมีราคาถูก นํ้าหนักเบาและมีขอบขายการใชงานไดกวา ง ปจจุบันพอลิเมอรไดกลายเปนผลิตภัณฑสําคัญอยางหนึ่ง และมีแนวโนมท่ีจะเขามามีบทบาทในชีวิตประจําวันเพิ่มมากขึ้น โดยการนํามาใชแทนทรัพยากรธรรมชาติไดหลายอยา ง ไมว าจะเปนไม เหล็ก เน่อื งจากพอลิเมอรมีราคาถูก มีน้ําหนักเบา และมีขอบขายการใชงานไดกวาง เนื่องจากเราสามารถผลิตพอลิเมอรใหมีคุณสมบัติตาง ๆ ตามท่ีตองการไดโดยข้ึนกับการเลือกใชวัตถุดิบปฏิกิริยาเคมี กระบวนการผลิต และกระบวนการข้ึนรูปทรงตาง ๆไดอยางมากมาย และยังสามารถปรงุ แตง คณุ สมบัติไดง าย โดยการเติมสารเติมแตง (additives)เชน สารเสริมสภาพพอลิเมอร (plasticizer) สารปรับปรุงคุณภาพ (modifier) สารเสริม(filler) สารคงสภาพ (stabilizer) สารยับยั้งปฏิกิริยา (inhibitor) สารหลอลื่น (lubricant)และผงสี (pigment) เปน ตน พอลิเมอร หมายถึง วัสดุที่มนุษยสังเคราะหข้ึนจากธาตุพื้นฐาน 2 ชนิด คือคารบอนและโฮโดรเจนซ่ึงเม่ือเติมสารบางอยางลงไปจะทําใหพอลิเมอรมีคุณสมบัติพิเศษ เชนแข็งแกรง ทนความรอน ลื่นและยืดหยุน เราอาจสังเคราะหพอลิเมอรชนิดตาง ๆ ไดมากมายโดยการเติมสารเคมชี นิดตา ง ๆ เขาไปโดยใชส ัดสว นและกรรมวิธีทแ่ี ตกตา งกนั พอลิเมอร ประกอบดวยโมเลกุลขนาดใหญเรียกวา พอลิเมอร (polymer)ซึง่ เกิดจากโมเลกุลขนาดเล็กที่มาตอเขาดวยกันเปนสายยาวเหมือนโซ สายโมเลกุลเหลานี้จะเกี่ยวพันกัน ทําใหพอลิเมอรแข็งแกรง แตกวาจะดึงสายโมเลกุลพอลิเมอรใหแยกจากกันไดตองใชแรงมากพอสมควร กระบวนการที่ทําใหโมเลกุลขนาดเล็กมาตอรวมกันเขาจนมีขนาดใหญข ึน้ นน้ั เรียกวา การเกิดพอลิเมอร (polymerization) ซงึ่ จะแตกตา งกนั ไปตามชนิดของพอลเิ มอร (catalyst) กระตนุ ใหโมเลกลุ ขนาดเล็ก มายึดตอ เขาดว ยกัน พอลิเมอรแ บงออกเปน2 ชนิด คือ เทอรโ มเซตติ้ง (thermosetting) และเทอรโ มพอลเิ มอร (thermoplastic) เทอรโมเซตติ้ง (Thermosetting) พอลิเมอรประเภทนี้จะมีรูปทรงที่ถาวรเมื่อผานกรรมวิธีการผลิตโดยใหความรอ น ความดันหรือตวั เรงปฏิกริ ิยา การข้นึ รูปทําไดยากและไมสามารถนํากลับมาใชใหมได นอกจากนี้ยังมีตนทุนการผลิตสูงรวมทั้งการใชงานคอนขางจํากัด ทําใหในปจจุบันมีใชในอุตสาหกรรมไมก่ีประเภท ไดแก เมลามีน ฟนอลิก ยูเรียฟอรมาลดีไฮด โพลีเอสเตอรท่ีไมอ่ิมตัว เปนตน โดยสวนใหญจะใชผลิตเคร่ืองครัว ช้ินสวนปลัก๊ ไฟ ชนิ้ สวนรถยนต และช้นิ สว นในเคร่อื งบิน เปน ตน

63ภาพท่ี 3.15 ตัวอยางพอลเิ มอรประเภทเทอรโมเซตต้ิง ทม่ี า : https://www.easypacelearning.com เทอรโมพอลิเมอร (Thermoplastic) พอลเิ มอรประเภทน้ีเมอื่ ไดรบั ความรอนหรือความดนั ระหวา งกระบวนการขน้ึ รูป จะเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพ กลาวคือเม่ือไดรับความรอนจะออนน่ิมเละเมื่อเย็นลง จะแข็งตัวโดยที่โครงสรางทางเคมีจะไมเปลี่ยนแปลงทําใหพอลิเมอรป ระเภทน้ีมีคุณสมบัติท่ีสามารถนํากลับมา เขาสูกระบวนการผลิตซํ้า ๆ ได นอกจากนี้ยงั สามารถนํามาขึ้นรูปไดงายดวยตนทุนการผลิตท่ีต่ํา และมีหลายชนิดท่ีสามารถนํามาใชงานไดอยางกวางขวาง ปจจุบันมีการนําไปใชในอุตสาหกรรมประเภทของเด็กเลน ดอกไมประดิษฐบรรจภุ ัณฑช น้ิ สวนรถยนต และผลติ ภณั ฑอิเล็กทรอนิกส พอลิเมอรป ระเภทนี้ ไดแ กโพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพิลีน (PP), โพลิไวนิลคลอไรด (PVC), โพลิสไตรีน (PS), โพลิเอทิลีนเทเรพทาเลต (PET) เปน ตน ภาพท่ี 3.16 ตัวอยา งพอลิเมอรประเภทเทอรโมพอลิเมอร ทมี่ า : https://sites.google.com

64 ในประเทศไทยนิยมใชพอลิเมอรจําพวกเทอรโมพอลิเมอรกันมากท่ีสุดเน่อื งจากสามารถใชงานไดห ลายประเภท โดยเฉพาะดา นบรรจุภณั ฑพ อลิเมอรท่มี ีการผลิตในรูปแบบตาง ๆ กัน เชน โพลิเอทิลีน (PE) ผลิตเปนถุงพอลิเมอรท้ังรอนและเย็น ขวด, ถังและฟลม พอลิเมอรประเภทออนนุม กระสอบพอลิเมอร เปนตน โพลิโพรพิลีน (PP) นิยมผลิตเปนถุงบรรจุอาหาร และเส้ือผาสําเร็จรูป กระสอบพอลิเมอร เปนตน โพลิไวนิลคลอโรด(PVC) และโพลิสไตรนี (PS) นิยมผลิตเปนถัง ถงุ บรรจุผักสด ผลไม และเนือ้ สตั วบางชนิดเปน ตน จากการเพิ่มจาํ นวนบรรจภุ ัณฑพอลิเมอร ปจจุบนั ซง่ึ มแี นวโนมความตองการจะขยายตวั เพม่ิ ข้นึ อยา งรวดเรว็ ในอนาคตนนั้ กอ ใหเกิดปญหาขยะพอลิเมอรที่ใชแลว ตามมาซง่ึ ทําใหเกิดปญหาตอสิง่ แวดลอ ม อกี ทง้ั การกาํ จัดขยะพอลิเมอรในปจจุบันยังมีอุปสรรคอีกมาก โดยเฉพาะอยางยิ่งไมสามารถกําจัดพอลิเมอรบางชนิดได เน่ืองจากยังไมสามารถหลอมเพ่ือนํากลับมาใชใหมไดอีก จึงไดมีนักวิจัยคนควาท่ีจะนําบรรจุภัณฑพอลิเมอรท่ีใชแลวกลับเขาสูกระบวนการผลิตเพื่อนํากลับมาใชใหม หรือท่ีเรียกวา Recycle โดยนําพอลิเมอรที่ใชแลวตามบานเรือนหรือตามกองขยะมาปอนเขาสูโรงงานแปรรูปพอลิเมอร เพ่ือนํากลับมาใชใหมได หรือการทําลายพอลิเมอรในระยะส้ัน ซ่ึงนอกจากเปนการใชทรัพยากรอยางมีประสทิ ธภิ าพแลว ยังชว ยใหเ กิดการขยายตัวของธุรกจิ อยางตอเน่อื งดวย อยางไรก็ตาม การนําพอลิเมอรกลับมาหมุนเวียนใชใหมน้ัน ประเด็นสําคัญอยูที่การแยกประเภทของพอลิเมอรกอนที่จะนําไปรีไซเคิล และการกําจัดสิ่งท่ีไมตองการออกไป โดยปกติแลวพอลิเมอรผสมเกือบทุกประเภทจะมีคุณสมบัติแตกตางกันไป เนื่องจากพอลิเมอรที่แมจะมีโครงสรางทางเคมีที่เหมือนกัน แตไมสามารถเขากันไดเสมอไป(incompatible) ตัวอยางเชน โพลีเอสเตอร ที่ใชทําขวดพอลิเมอร จะเปนโพลีเอสเตอรท่ีมีมวลโมเลกุลสงู กวา เมอื่ เทียบกบั โพลีเอสเตอรที่ใชใ นการผลิตเสน ใย (fiber) นอกจากนี้ ยังมีสารเติมแตงอีกประเภท ไดแก พวกสารเพิ่มความเขากันได(Compatibilizer) ซึ่งมีผลโดยตรงตอการรีไซเคิลของพอลิเมอร สารเติมแตงน้ีจะชวยใหเกิดพนั ธะทางเคมรี ะหวา งพอลิเมอร 2 ประเภทท่เี ขา กันไมไ ด ดังน้ัน Compatibilizer จะชวยเพ่ิมประสิทธิภาพในการรีไซเคิล ตัวอยางเชน การใชยางคลอริเนตโพลิเอทิลลีน สําหรับพอลิเมอรผสม PE/PVC

65 การระบรุ หสั สําหรับพอลิเมอร (ID Code) และคณุ สมบัติของขวดพอลิเมอร พอลิเมอร ถูกแบง เปน 7 ประเภท ซ่งึ แตละประเภทจะมีการระบรุ หัสของพอลิเมอร (identification code) ถงึ แมว าพอลเิ มอรห ลายประเภทจะสามารถรีไซเคลิ ไดในปจ จุบันไดนาํ เฉพาะพอลิเมอรท่ีใชในครัวเรอื นมารไี ซเคลิ กนั ดงั นน้ั ขวดพอลเิ มอรแตล ะชนิดจึงมีวิธีการรีไซเคลิ ทีแ่ ตกตางกนั ไป ชนิดของ โพลเิ อทิลีน โพลิเอทิลนี โพลิไวนิล โพลเิ อทลิ นี โพลโิ พรพลิ ีน โพลสิ ไตรนี พอลิเมอร เทเรพทาเลต ความหนาแนน คลอไรด ความหนาแนน (PP) (PS) ตํา่ (LDPE)รหัสของ (PET) สูง (HDPE) (PVC)พอลเิ มอร( ID Code) ใส ขนุ ใส ขนุ PETE ใสความใส ขุนการปองกนั พอใชถงึ ดี ดีถึงดมี าก พอใช ดี ดถี ึงดมี าก ไมด ถี ึงพอใชความช้นื ดี ดี ดี ไมด ี ไมดี พอใชการปองกนั 120 145 140 120 165 150ออกซิเจนอุณหภมู สิ ูงสุด (oF)ความแขง็ ปานกลาง ปานกลาง ปานกลาง ตาํ่ ปานกลาง ปานกลางถึงความทนทาน ถงึ สูง ถึงสูง ถงึ สูง สูงตอ การกระแทก ดีถึงดีมากความทนทาน ดถี งึ ดีมาก พอใชถึงดี ดีมาก พอใชถึงดี พอใชถึงดีตอความรอน ไมดีถึงพอใช พอใช ดี พอใชความทนทาน ดี ไมดถี ึงตอความเยน็ ดี พอใช ดีมาก ไมด ีถึงพอใช ไมดีความทนทาน พอใช พอใช ไมดถี ึงพอใชตอ แสงแดด ดี ดมี าก พอใช พอใช พอใชถ ึงดีกผทลสงั้ ับนมมี้กานั ใขชอใ หงกพมาอโรลดนิเยหมํากมอเาอารราย รซบถวึ่งงึรบจรรพะจวทอุภมาํลัพณใเิ หมอฑมอลพีโริเคมนอรออลงรกิเสทมเรห่ีใอาชนงรแ แอืทลลจี่ใวะาชตกสแามลม6บวบปตั าริทนมะีไ่เาเมรภกือแ ทลนนับทนแ่ีกเอขลลนาะาสกวูกมอรางขนะยบี้ ะซวเนึ่งพมก่ือกั านเรกําผมิดลาจิแตาปกเพกร่ือารนํา

66 สภาพพอลเิ มอรท ไี่ ดจ ากกระบวนการรีไซเคิลน้นั ไมน ยิ มนํามาทําผลิตภัณฑเพื่อบรรจุอาหารและเครื่องด่ืม เน่ืองจากเน้ือพอลิเมอรจะมีคุณสมบัติดอยลง และเมื่อไดรับความรอนสารเคมี และสีบางชนิดท่ีใชผสมในระหวางกระบวนการรีไซเคิลอาจมาปะปนกับอาหารหรือเคร่ืองด่ืมท่ีบรรจุซ่ึงจะกอใหเกิดอันตรายแกผูบริโภคได ในทางปฏิบัติแลวพบวาปริมาณขยะท่ีเกิดจากพอลิเมอรท่ีถูกนํากลับเขาสูกระบวนการผลิตอีกครั้งมีสัดสวนนอยมาก เม่ือเทียบกับปรมิ าณขยะจากบรรจภุ ัณฑพ อลิเมอรท ั้งหมด เมื่อพิจารณาจากปริมาณเศษวัสดุใชแลวทุกประเภท ซึ่งมีเพียงรอยละ 2 เทานั้นท่ีถูกนํากลับมาใชใหมและท่ีไมสามารถนํากลับมาใชไดเน่ืองจากรูปแบบการทิ้งขยะของประชาชนไมเอื้ออํานวย เนื่องจากไมไดมีการแยกประเภทชัดเจน ทําใหยากลําบากตอการคัดแยกขยะพอลิเมอรออกจากกองขยะ จึงนับไดวาเปนอุปสรรคสําคัญอยางหนึ่งของการขจัดขยะพอลิเมอร และสงผลใหการผลิตพอลิเมอรท่ีผานกระบวนการรีไซเคิล มีตนทุนสูงกวาท่ีควรจะเปน 3. การรไี ซเคลิ เซรามกิ ส วัสดุท่ีสามารถนํามา รีไซเคิลไดมีหลายชนิด อาทิ โลหะชนิดตาง ๆ พลาสติกเปนตน อยางไรก็ตาม กลับพบวาไดมีการนําวัสดุเซรามิกส เชน กระเบ้ืองปูพ้ืนและผนัง ถวยชาม ตลอดจนเครอื่ งสขุ ภัณฑต าง ๆ มาผา นกระบวนการรไี ซเคิล เพือ่ นํากลบั มาใชใหมนอยมากยกเวนแกวและกระจก ทั้งที่วัสดุเหลานี้มีปริมาณ การผลิตและการใชงาน ตลอดจน ผลิตภัณฑทีเ่ สียทงั้ ในระหวา งการผลิต และการใชง านทีต่ อ งกลายเปนขยะ ปหนง่ึ ๆ เปนจํานวนมาก การนาํ วัสดุเซรามิกส มารีไซเคิลไดนั้น จําเปนตองบดวัสดุเซรามิกส ซ่ึงเปนวัสดุท่ีมีความแข็งแรงสูง ใหมีสภาพเปนผงละเอียดมากเสียกอน เนื่องจากการผลิตวัสดุเซรามิกสเร่ิมตนดวยการขึ้นรูปผลิตภัณฑ ใหไดรูปทรงตามตองการ แลวจึงนําไปเผาผนึกในภายหลัง ซ่ึงตา งจาก การหลอมแกวหรือโลหะ ดงั นัน้ หากมีเม็ดผงขนาดใหญเกินไป ปะปนอยูในเน้ือจะทําใหเกิดตําหนิในเนื้อวัสดุ และสงผลตอสมบัติของผลิตภัณฑ ไมเปนไปตามความตองการนอกจากนน้ั แลว วัสดเุ ซรามิกสท่ีผานการเผามาแลวคร้ังหนึ่ง จะมีโครงสรางและสมบัติแตกตางจากวตั ถดุ บิ ตัง้ ตนมาก อาทิ ความเหนียว การกระจายลอยตัวในน้ํา เปนตน ดังนั้นถาจะนําวัสดุเซรามิกส มารีไซเคิล จึงตองมีการศึกษาคนควา และปรับเปล่ียนกระบวนการผลิตใหมอีกดวยทง้ั หมดนีเ้ องทําใหการรีไซเคิล วัสดุเซรามิกสมีตนทุนสูงกวา การผลิตโดยใชวัตถุดิบด้ังเดิมมากจึงเปนเหตุทําให อตุ สาหกรรมไมน ยิ มนําวัสดเุ ซรามิกส มาทําการรีไซเคิลใชใหม เหมือนกับวัสดุอ่นื ๆ ซง่ึ มตี นทุนในการรไี ซเคลิ ต่าํ เมือ่ เทยี บกบั การใชว ัตถุดิบจากธรรมชาติ

67 ขวดแกวเปนบรรจุภัณฑที่ไดรับความนิยมสูง ดวยคุณสมบัติที่ใส สามารถมองเห็นส่งิ ทอี่ ยูภายในไมทําปฏกิ ริ ยิ ากบั สิ่งบรรจุ ทาํ ใหคงสภาพอยไู ดนาน สามารถออกแบบใหมีรูปทรงไดตามความตองการ ราคาไมสูงจนเกินไป มีคุณสมบัติสามารถนํามารีไซเคิลได และใหผลิตภัณฑใหมท่ีมีคุณภาพคงเดิมรอยเปอรเซ็นต ไมวาจะรีไซเคิลก่ีครั้งก็ตาม ขวดแกวสามารถนํามารีไซเคิลดวยการหลอม ซ่ึงใชอุณหภูมิในการหลอม 1,600 องศาเซลเซียล จนเปนนํ้าแกว และนําไปข้ึนรูปเปนบรรจุภัณฑตาง ๆ การนําเศษแกวประมาณรอยละ 10 มาเปนสวนผสมในการหลอมแกว จะชวยประหยัดพลังงาน และชวยลดปริมาณน้ําเสียลงรอยละ 50ลดมลพิษทางอากาศลงรอยละ 20 แกวไมสามารถยอยสลายไดในหลุมฝงกลบวัสดุที่ใชแลว แตสามารถนาํ มาหลอมใชใหมไดหลายรอบและมคี ุณสมบัติเหมือนเดิม ดังนั้นเรามารูจักสัญลักษณการรีไซเคิลแกว และวิธกี ารเก็บรวมรวมแกวเพ่ือนาํ ไปขายใหไดราคาสูง ในการสงตอไปรีไซเคิล แกว สามารถแบง เปน 2 ประเภทใหญ ดงั นี้ 1) ขวดแกวดี จะถูกนํามาคัดแยกชนิด สี และประเภทที่บรรจุสินคา ไดแกขวดแมโขง ขวดน้ําปลา ขวดเบียร ขวดซอส ขวดโซดา ขวดเคร่ืองด่ืมชูกําลัง ขวดยา ขวดน้ําอดั ลม ฯลฯ การจดั การขวดเหลานีห้ ากไมแตกบนิ่ เสียหาย จะถูกนํากลับเขาโรงงานเพ่ือนําไปลางใหสะอาดและนํากลับมาใชใ หมท่เี รียกวา “Reuse” 2) ขวดแกวแตก ขวดท่ีแตกหักบ่ินชํารุดเสียหายจะถูกนํามาคัดแยกสี ไดแกขวดแกวใส ขวดแกวสีชา และขวดแกวสีเขียว จากน้ันนําเศษแกวมาผานกระบวนการรีไซเคิลโดยเบ้ืองตนจะเร่ิมแยกเศษแกวออกมาตามสีของ เอาฝาจุกท่ีติดมากับปากขวดออกแลวบดใหละเอยี ด ใสน ํ้ายากดั สีเพอ่ื กัดสีทีต่ ดิ มากบั ขวดแกว ลา งใหสะอาด แลว นําสง โรงงานผลิตขวดแกวเพ่ือนาํ ไปหลอมใหม เรียกวา “Recycle”

68 (ก) (ข) ภาพท่ี 3.17 (ก) แกวดีนํารยี สู (ข) แกว แตกเขา กระบวนการรีไซเคิล ทมี่ า : http://pkrugreenlife.net23.net/ 3.1 สญั ลกั ษณรีไซเคลิ แกว แกวสามารถนํากลับมารไี ซเคลิ ไดห ลายชนดิ แตก ็มีแกว บางชนิดท่ตี อ งตรวจสอบอกี ครง้ั วาสามารถนาํ กลบั มารีไซเคิลไดหรอื ไม โดยการสังเกตสัญลกั ษณของการรไี ซเคลิ แกวได ดงั นี้ แกว ผสม ท่เี กิดจากวัสดตุ า ง ๆ แกว ใส ไมม ีสี แกวสเี ขยี ว ภาพที่ 3.18 สัญลกั ษณร ีไซเคิลแกว ทม่ี า : https://home.kapook.com

69 ขอควรปฏบิ ตั ใิ นการรวบรวมวสั ดทุ ใี่ ชแ ลวประเภทแกว 1) นาํ ฝาหรอื จกุ ออกจากบรรจภุ ัณฑ เพราะไมส ามารถนาํ ไปรไี ซเคลิรวมกับแกว ได 2) หลังการบริโภค ควรลา งขวดแกว ดวยน้ําเล็กนอย เพื่อไมใ หเ กิดการเนา ของอาหาร และเพ่ือปองกนั แมลง สตั ว มากนิ อาหารในบรรจุภัณฑ 3) ไมค วรทิง้ เศษวสั ดหุ รอื กน บุหรี่ลงในขวด และตองทําความสะอาด กอ นนาํ ขวดไปเกบ็ รวบรวม 4) เก็บรวบรวมขวดแกวรวมไวในกลอ งกระดาษ ปอ งกนั การแตกหกั เสยี หาย 5) ควรแยกสีของแกว จะชวยใหขายไดราคาดี และเพื่อใหงายตอการสงตอ นําไปรีไซเคิล 6) ขวดแกวทีเ่ ปนใบ ควรแยกใสกลอ งเดมิ จะขายไดราคาดี 7) ขวดแกว บางชนดิ อาจนําไปรีไซเคิลไมได หรอื มรี า นรับซื้อของเกา บางรา น ทีอ่ ยูในพน้ื ที่ ไมรับซือ้ ดังนนั้ ควรสอบถามรา นกอ นเก็บรวบรวมแกว เพ่อื นําไปขาย สรุปไดวา ปจจัยสําคัญในการรีไซเคิลวัสดุประเภทตาง ๆ ไมวาจะเปนโลหะ พลาสติก กระดาษ แกว ก็คือจะตองแยกประเภทของขยะรีไซเคิลแตละชนิดออกจากกันไมให ปนกัน และทําความสะอาดวัสดุกอนท่ีจะนําไปขาย ถาเปนกระปองก็ควรจะทําการอัดเพ่ือลด ปริมาตรของวัสดุใชแลวกอ นท่ีจํานําไปขาย กิจกรรมทายหนว ยที่ 3 หลงั จากท่ผี ูเรียนศึกษาเอกสารชุดการเรียนหนวยท่ี 3 จบแลว ใหศ ึกษาคนควา เพิ่มเติมจากแหลง เรียนรตู าง ๆ แลว ทํากจิ กรรมการเรยี นหนวยที่ 3 ในสมุดบันทกึ กจิ กรรม การเรียนรู แลวจดั สง ตามที่ครผู สู อนกําหนด

70 หนวยที่ 4 แนวโนมการใชวัสดแุ ละทิศทางการพฒั นาวัสดใุ นอนาคตสาระสําคญั ปจจุบันวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีมีการพัฒนาอยางตอเนื่อง เพ่ือตอบสนองตอการเจริญเติบโตของเศรษฐกิจและสังคมในปจจุบัน การพัฒนาวัสดุใหมีสมบัติที่เหมาะกับความตอ งการใชงาน จึงเปนสิ่งที่มีความจําเปนอยางย่ิง อันจะชวยใหการพัฒนาของเทคโนโลยีเติบโตไปพรอมกับการอนุรักษทรัพยากรธรรมชาติ ควบคูกันไป โดยทิศทางการพัฒนาวัสดุเพื่อใหมีความเหมาะกับการใชงาน จึงมุงเนนพัฒนาใหวัสดุมีความเบา แข็งแรงทนทาน ทนตอสภาพอากาศ มีความยดื หยุนสูง นําไฟฟาย่ิงยวด หรือวัสดุที่มีความเปนมิตรตอส่ิงแวดลอม ตามความตอ งการของภาคอุตสาหกรรมตวั ช้วี ัด 1. อธิบายแนวโนม การใชวัสดุในอนาคตได 2. นําความรเู ร่ืองแนวโนมการใชวสั ดใุ นอนาคตไปใชได 3. อธบิ ายทศิ ทางการพฒั นาวัสดุในอนาคตได 4. นําความรเู ร่ืองทศิ ทางการพฒั นาวสั ดุในอนาคตไปใชไ ด 5. อธบิ ายถึงความสําคญั ของการพัฒนาวัสดุในอนาคตไดขอบขายเนอื้ หา 1. แนวโนม การใชว ัสดใุ นอนาคต 2. ทศิ ทางการพฒั นาวสั ดุในอนาคต

71 หนว ยที่ 4 แนวโนม การใชว สั ดแุ ละทิศทางการพฒั นาวัสดใุ นอนาคตเร่อื งท่ี 1 แนวโนมการใชว สั ดใุ นอนาคต ตามที่ไดกลาวขางตนในหนวยที่ 1 ประเภทของวัสดุสามารถแบงออกไดเปน 3ประเภทใหญ ๆ ไดแก โลหะ พอลิเมอร และเซรามิกส ซ่ึงมีสมบัติแตกตางกันไป มนุษยจึงสามารถผลิตผลิตภัณฑโดยเกิดจากการผสมวัสดุหลายชนิดทําให ไดผลิตภัณฑท่ีมีสมบัติตามตองการได ในปจจุบันภาคอุตสาหกรรมและธุรกิจบริการของประเทศไทยมีแนวโนมการเตบิ โตอยางตอเนื่อง เน่ืองจากมีการลงทุนของตางชาติมากขึ้น ทําใหประเทศไทยกลายเปนฐานการผลิตสินคาเพ่ือสงออก ซ่ึงสินคาสงออกสําคัญของประเทศไทยสวนใหญลวนเกี่ยวของกับวัสดุทั้งสิ้น ไมวาจะเปน รถยนตและอุปกรณสวนประกอบ เครื่องคอมพิวเตอรและอุปกรณและสวนประกอบ อัญมณีและเคร่ืองประดับ เม็ดพลาสติก เปนตน จากการเติบโตของภาคอตุ สาหกรรม ทาํ ใหแนวโนม การใชวัสดุแตละประเภทเพิ่มขน้ึ ดวย 1.1 วัสดุประเภทโลหะ โลหะผสมท่ีไดรับการพัฒนาขึ้นใหมเพื่อใชในโครงการอวกาศ เชน โลหะผสมนกิ เกิล ทท่ี นทานตอ อณุ หภูมสิ งู กําลังไดร ับการคนควาวิจัยอยางตอเนื่อง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเมื่อใชอุณหภูมิสูงและทนทานตอการกัดกรอนย่ิงขึ้น โลหะผสมเหลานี้ไดนําไปใชสรางเคร่ืองยนตไอพนท่ีมีประสิทธิภาพสูงขึ้น และสามารถทํางานไดที่อุณหภูมิสูงข้ึนไปอีกกระบวนการผลิตทใ่ี ชเทคนคิ ใหม เชน ใชก ารดึงยดื ดวยความรอ นสูง สามารถชวยยืดอายุของการเกดิ ความลาของโลหะผสมที่ใชกับเคร่ืองบิน นอกจากนี้ยังมีการใชเทคนิคการถลุงโลหะดวยโลหะผง ทําใหส มบตั ิโลหะผสมมกี ารปรบั ปรงุ ใหดขี น้ึ และทาํ ใหราคาของการผลติ ลดลงอกี ดว ย เทคนิคการทําใหโลหะแขง็ ตัวอยา งรวดเรว็ โดยทําใหโ ลหะท่หี ลอมเหลวลดอณุ หภูมิลงประมาณ 1 ลานองศาเซลเซียสตอวินาที กลายเปนโลหะผสมท่ีเปนผง จากผงโลหะผสมเปล่ียนใหเปนแทงดวยกระบวนการตางๆ เชน การดึงยืดดวยความรอนสูง เปนตน ดวยวิธีการเหลา นีท้ าํ ใหสามารถผลิตโลหะทีท่ นทานตออุณหภูมิสูงชนิดใหมไดห ลายชนิด เชน นกิ เกิลอลั ลอยด อะลมู เิ นียมอลั ลอยด และ ไทเทเนียมอัลลอยด

72 ภาพที่ 4.1 Micro lattice โลหะเบาสดุ ในโลก ท่ีมา : https://www.electricallab.gr 1.2 วัสดปุ ระเภทพอลเิ มอร จากเหตุการณท ผ่ี า นมาวัสดุพอลิเมอร (พลาสตกิ ) มอี ัตราการเติบโตอยางรวดเร็วมาก ดวยอัตราการเพิ่มขึ้นรอยละ 9 ตอปโดยนํ้าหนัก แมวาอัตราการเติบโต ของพลาสติกจากป ค.ศ.1995 ไดมีการคาดหมายวาโดยเฉล่ียแลวจะลดลงตํ่ากวารอยละ 5 การลดลงนี้ ก็เพราะวา พลาสติกไดถ กู นํามาใชแทนโลหะ แกวและกระดาษ ซงึ่ เปน ผลิตภณั ฑหลักในตลาด เชน ใชทําบรรจุภัณฑ และใชในการกอสราง ซึ่งพลาสติกเหมาะสมกวา พลาสติกท่ีใชงานทางวิศวกรรม เชน ไนลอน ไดรับความคาดหมายวานาจะเปนคูแขงกับโลหะไดอยางนอยจนถงึ ค.ศ. 2000 แนวโนมทสี่ าํ คญั ในการพฒั นาพลาสติกวศิ วกรรม คอื การผสมผสานพลาสตกิตางชนิดกันเขาดวยกันใหเปนพลาสติกผสมชนิดใหม (synergistic plastic alloy) ตัวอยางเชนในชวงป ค.ศ.1987 ถึง ค.ศ. 1988 ไดมีการผลิตพลาสติกชนิดใหมๆพลาสติกผสมและสารประกอบตัวใหมจากท่ัวโลกประมาณ 100 ชนิด พลาสติกผสมชนิดใหมมีประมาณรอยละ10ภาพท่ี 4.2 Shape memory polymers ภาพท่ี 4.3 แกรฟน วัสดทุ ่ใี ชทําหนาจอสมั ผสั คืนรูปได แตกหัก-เสียหายซอมตวั เอง มีลกั ษณะบางมาก โปรงใส ยืดหยนุ และนําไฟฟา ทม่ี า : http://www.ictp.csic.es ท่มี า : https://d27v8envyltg3v.cloudfront.

73 1.3 วัสดปุ ระเภทเซรามิก ในอดตี การเจริญเติบโตของการใชเซรามิกสสมัยเกา เชน ดินเหนียว แกวและหินในอเมริกาเทากับรอยละ 3.6 (ค.ศ.1966 - 1980) อัตราการเจริญเติบโตของวัสดุเหลาน้ีจากป ค.ศ. 1982 ถึง ค.ศ. 1995 คาดวาจะประมาณรอยละ 2 ในชวง 10 ปท่ีผานมาเซรามิกสวศิ วกรรมตระกลู ใหมไดผลิตขน้ึ ซงึ่ เปน สารประกอบพวกไนไตรตคารไบด และออกไซด ปรากฏวาวัสดเุ หลานี้ไดนําไปประยกุ ตอยา งตอ เนื่อง โดยเฉพาะใชกับอุณหภูมิสูง ๆ และใชกับเซรามิกสอิเล็กทรอนิกส วัสดุเซรามิกส มีราคาถูกแตการนําไปผลิตเปนผลิตภัณฑสําเร็จรูปมักใชเวลานาน และมีคาใชจายสูง วัสดุเซรามิกสสวนใหญจะแตกหักหรือชํารุดไดงายจากการกระแทก เพราะมีความยืดหยุนนอยหรือไมมีเลย ถามีการคนพบเทคนิคใหมท่ีสามารถพัฒนาใหเซรามิกส ทนตอแรงกระแทกสูง ๆ ไดแลว วัสดุประเภทนี้สามารถนํามาประยุกตทางวิศวกรรมไดสงู ย่ิงขึ้น โดยเฉพาะในสวนที่ตอ งใชอณุ หภูมิสูงและในบรเิ วณสิง่ แวดลอ มท่ีมีการกัดกรอนสูง ภาพที่ 4.4 วัสดุประเภทเซรามกิ สใ นอนาคต ทม่ี า : https://img.grouponcdn.com

74เร่ืองท่ี 2 ทศิ ทางการพัฒนาวสั ดุในอนาคต 1. วสั ดทุ ม่ี ีความเปน มติ รตอ สงิ่ แวดลอ ม (Sustainable Material) วัสดุประเภทน้ีไดกลายเปนสิ่งจําเปนในปจจุบัน มากกวาท่ีจะเปนเพียงแคเทรนด ไดแก การใชพลังงานอยางประหยดั และการปลอยกา ซคารบอนไดออกไซดตํ่าในกระบวนการผลติ การรไี ซเคลิ การเลือกใชวสั ดแุ ละการออกแบบโดยคํานงึ ถึงประโยชนส ูงสดุ ของการใชงานและการเหลอื ทงิ้ เปนขยะใหนอยที่สุด การใชวัสดุจากธรรมชาติเพราะสามารถยอยสลายกลับคืนสูดินได เปนตน บริษัทท่ัวโลกตางพากันเปดเผยขอมูลดานการเปนมิตรตอสิ่งแวดลอมท่ีแสดงถึงความพยายามในการปรับปรงุ และพฒั นาอยา งต้งั ใจจากองคกร แมอยูคนละประเทศกส็ ามารถเขาใจในศักยภาพท่ีแสดงถึงความยั่งยืนของแตละบริษัทได เพราะใชมาตรฐานการวัดระดับสากลเหมือนกัน เชนISO14000, การประเมินวัฎจกั รชวี ติ (Life Cycle Assessment,LCA), และหลักเกณฑการประเมนิ อาคารเขยี ว (Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)เปนตน ภาพท่ี 4.5 วัสดุที่มคี วามเปนมิตรตอสง่ิ แวดลอ ม ทมี่ า : http://www.1000ideas.ru 2. พลาสติกจากพืชที่แข็งแรงทนทาน (Durable Bioplastic) เปนวัสดุทางเลือกที่ไมไดผลิตจากน้ํามันเหมือนพลาสติกรูปแบบเดิมที่ใชกันอยูอยางแพรหลายตั้งแตอดีตจนถึงปจ จบุ นั เชน พวี ซี ี โพลเี อสเตอร และไนลอน เปน ตน แตไ ดม าจากพชื จําพวกขาวโพดมันสําปะหลัง และออย แทน วัสดุนี้ไดถูกพัฒนาใหมีคุณสมบัติเทียบเทากับพลาสติกจากน้ํามันและตรงตามจุดประสงคของการใชงาน

75 เพราะความกงั วลของพอ แมเ กี่ยวกับสารพษิ สารกอ มะเรง็ และโลหะหนกั ในของเลนท่ีทําจากพลาสติกทั่วไป ผูผลิตของเลนเด็กในประเทศสหรัฐอเมริกาอยางบริษัทกรีนดอท จึงตดั สนิ ใจเลอื กใชพลาสตกิ จากพืชท่ีไมเปนพิษ แข็งแรงทนทานและยอยสลายเปนปุยในสภาวะท่ีเหมาะสมได โดยมีขอดีอื่น ๆ อีก คือ ประกอบข้ึนรูปไดงาย มีจุดหลอมเหลวต่ํากวาทําใหไมเปลอื งพลังงานและมีรอบการทํางานทีเ่ รว็ ขึน้ และพมิ พบ นพื้นผวิ ไดงา ย ภาพท่ี 4.6 พลาสติกจากพืชทแ่ี ข็งแรงทนทาน ที่มา : https://s-media-cache-ak0.pinimg.com

76 3. วัสดุลูกผสม (Hybrid Material) เปนการผสมผสานและทํางานรวมกันของวัสดุ2 ประเภท เพื่อใหไดคุณสมบัติและตอบโจทยการใชงานท่ีกวางข้ึน เชน เทคโนโลยีที่สวมใสได(wearable technology) เปน การผสมผสานระหวา งผา ทีท่ อดว ยเสน ดายนําไฟฟา ท่ีสามารถตอ กบั เซนเซอรเพ่อื วดั อัตราการเตน ของหัวใจ และระดบั การเผาผลาญของแคลอรี ขณะท่กี าํ ลังออกกาํ ลงั กายได หรอื วัสดลุ กู ผสมท่ี เรยี กวา Schulatec® TinCo ท่ีมกี ารผสมกันของพลาสติกและโลหะ ทําใหข้ึนรูปไดง ายเนื่องจากพลาสตกิ ใชความรอ นในอุณหภูมิที่ต่าํ กวา โลหะซ่งึ ประหยัดพลังงานไดมากและนําไฟฟาไดด ี ภาพท่ี 4.7 วัสดลุ กู ผสม ท่ีมา : http://www.alternative-energy-news. 4. การลดคาใชจ าย (cost reduce) วัสดทุ ีม่ ีราคาสูงถูกแทนทีด่ ว ยวัสดุทร่ี าคาถูกลงเพอื่ ลดคาใชจา ยดเู หมอื นจะเปน เทรนดทีเ่ กิดข้ึนอยางถาวรไปแลว นอกเหนือจากความพยายามปรบั เปล่ียนกระบวนการจัดการและการบรหิ ารการผลติ ใหมีประสทิ ธภิ าพสงู สุด ตวั อยางเชนในชวงทร่ี าคาฝายแพงและข้นึ ลงไมแนน อน ผูผลิตก็หันมาใชด ายสปน โพลีเอสเตอรทีพ่ ยายามทําเลยี นแบบฝา ย ในราคาทม่ี ีความผนั ผวนนอ ยกวาแทนเปน ตน ภาพท่ี 4.8 สปนโพลเี อสเตอร ท่ีมา : http://www.msgtexmed.com

77 5. วัสดุท่ีชวยทําใหสุขภาพดีขึ้น (health product) เรายอมเสียเงินซื้อเส้ือผาท่ีสามารถชวยทําใหสุขภาพดีขึ้น เชน เส้ือผาที่ใชเทคโนโลยีนาโนซิลเวอรในการฆาเชื้อโรคและกาํ จดั กลิน่ การใชเ สน ใยชนิดพิเศษทดี่ ดู ซับเหงอ่ื ไดรวดเรว็ การใชเสนใยท่ีสามารถปรับอุณหภูมิรางกายใหคงที่เม่ืออากาศเปล่ียนแปลง การใชเสนใยท่ีสามารถดูดซับความรอนและปลอยออกมาเปน รังสี Far Infrared ทีช่ วยกระตุน ใหเ ลือดหมนุ เวียนไดด ขี น้ึ บริษัทยูนิโคล รวมมือกับบริษัท โทเร ในประเทศญ่ีปุน คิดคนนวัตกรรม Heattech ผลิตผาท่ีบางเพียง 0.55 มิลลิเมตรออกมาเพ่ือตอสูความหนาวเย็นโดยท่ีผาชนิดน้ีสามารถผลิตความรอนไดจากความชื้นท่ีระเหยออกจากรางกายของเราแลว เก็บกกั ไวใ นเสน ใยเพอ่ื ใหความอบอนุ กับผิวหนงั โดยไมจ ําเปนตอ งใชผา หนา ๆ อกี ตอไป ภาพท่ี 4.9 เส้อื ผาทีใ่ ชเทคโนโลยนี าโนซลิ เวอร ท่มี า : https://s-media-cache-ak0.pinimg.com 6. รีไซเคิลสินแรหายาก (mining landfill) สินแรหายากเปนวัตถุดิบสําคัญที่ใชในสินคา Hi-tech หลายประเภทเชนโทรทัศนจอแบนหรือโทรศัพทมือถือ Smart phone โดยที่จีนเปนผูผลิต 97% ของโลก ขณะนี้จีนไดจํากัดการสงออกสินแรหายาก ซ่ึงทําใหจีนไดเปรียบบรษิ ัทตางชาติเน่ืองจากมีตน ทุนการผลิตตา่ํ กวา ดังนน้ั ประเทศเทคโนโลยตี าง ๆ ทีเ่ ปน คูแขงจึงพยายามท่ีจะรีไซเคลิ สนิ แรห ายากจากขยะอิเล็กทรอนิกส นอกเหนือจากความพยายามในการหาวตั ถุดิบจากแหลง อ่ืน ๆ

78 สนิ แรห ายากท่ีนาํ มาใชใ นทางอตุ สาหกรรมมอี ยู 5 ประเภท คอื สแคนเดยี ม(Scandium) ท่ีใชในอตุ สาหกรรมขดุ เจาะนํ้ามนั โพรมีเทยี ม (Promethium) ใชในการผลติแบตเตอรี่พลังงานนวิ เคลียร แลนทานัม (Lanthanum) ใชใ นอตุ สาหกรรมภาพยนตรและกลองถายรปู อิตเทรียม (Yttrium) ใชใ นการผลติ โทรทศั นแ ละเตาอบไมโครเวฟ และเพรซโี อดเี มยี ม (Praseodymium) ใชในอตุ สาหกรรมผลิตใยแกว นําแสงและเครอื่ งยนตของเคร่ืองบนิ ภาพท่ี 4.10 สแคนเดยี ม ภาพที่ 4.11 โพรมเี ทียมทม่ี า : https://www.webelements.com ที่มา : http://elements.vanderkrogt.net ภาพที่ 4.12 แลนทานัม ภาพที่ 4.13 อิตเทรียม ภาพท่ี 4.14 เพรซโี อดีเมียมทม่ี า : http://98a4980578083 ท่ีมา : http://www.rmutphysics.com ที่มา : http://vichakarn.triamudom.ac.thabe0fc6-26cdb33025b4deaf9c0a6e9a3953d227.r43.cf2.rackcdn.com

79 7. เซลลแสงอาทิตย (Solar call) บริษัทตาง ๆ พยายามพัฒนาเซลลแสงอาทิตย(Solar call) ใหมปี ระสิทธิภาพสูงขึ้น มขี นาดเลก็ ลง ใชง านไดห ลากหลายขึ้นในรูปของฟลมท่ียืดหยุนได จากรูปแบบเดิมท่ีเปนแผนแข็ง และมีราคาถูกลง เมื่อเซลลแสงอาทิตย (Solarcall) มีคุณภาพดีขึ้น เราจะสามารถชารจอุปกรณอิเล็กทรอนิกสตาง ๆ และโทรศัพทมือถือไดสะดวกขน้ึ เซลลแ สงอาทิตย (Solar call) ทําใหพื้นที่หางไกล มีไฟฟาใช ชวยใหคนจํานวนมากมชี ีวติ ท่ีดีข้ึนภาพ ท่ี 4.15 เซลลแ สงอาทติ ย (Solar call) ที่มา : http://estaticos.qdq.com

80 8. อเิ ลก็ ทรอนิกสโ ปรงใส (Transparent electronics) กาํ ลังเปนท่ีนยิ มอยางมากในป 2010 ตลาดของสนิ คาประเภทอเิ ลก็ ทรอนิกสโปรงใสทวั่ โลกมีมลู คาสงู ถึงเกอื บ76.4 พันลานเหรียญดอลลารสหรัฐ เราไดเห็นตัวอยางของวัสดุประเภทนี้ในภาพยนตรหลายเร่ือง เชน แผนกระจกใสที่มขี อความและรูปภาพปรากฏข้ึน เมื่อเปดสวิตซใชงานและเหน็ การใชไฟ LED กบั ฟลม พลาสติกใสในรปู แบบตา ง ๆ ภาพที่ 4.16 อิเล็กทรอนกิ สโ ปรงใส ท่ีมา : https://s-media-cache-ak0.pinimg.com กจิ กรรมทายหนว ยที่ 4 หลงั จากท่ีผูเรียนศึกษาเอกสารชุดการเรยี นหนวยที่ 4 จบแลว ใหศ ึกษาคนควาเพม่ิ เตมิ จากแหลงเรียนรตู าง ๆ แลว ทํากจิ กรรมการเรยี นหนวยท่ี 4 ในสมุดบนั ทกึ กจิ กรรมการเรียนรู แลวจัดสง ตามทค่ี รผู ูสอนกําหนด

81 หนว ยที่ 5 ส่งิ ประดิษฐจ ากวสั ดตุ ามหลกั สะเตม็ ศึกษาสาระสําคัญ สะเต็มศกึ ษา (STEM Education) คือ แนวทางการจัดการศึกษาทบ่ี รู ณาการความรูใน4 สหวทิ ยาการ ไดแ ก วทิ ยาศาสตร วศิ วกรรม เทคโนโลยี และคณติ ศาสตร โดยเนน การนําความรไู ปใชแ กป ญ หาในชีวติ จริง รวมทั้งการพัฒนากระบวนการหรือผลผลิตใหมท เี่ ปน ประโยชนตอการดาํ เนนิ ชีวิต และการทาํ งานตัวชี้วดั 1. อธบิ ายหลักสะเตม็ ศึกษาได 2. อธิบายประโยชนข องสะเต็มศกึ ษาได 3. อธบิ ายหลักสะเตม็ ศึกษาสาํ หรบั การประดิษฐวัสดใุ ชแลว ได 4. นาํ ความรเู รื่องหลักสะเต็มศกึ ษาสาํ หรบั การประดิษฐว ัสดใุ ชแลวไปใชไ ด 5. สามารถออกแบบและสรางสิง่ ประดษิ ฐจากวสั ดุใชแลว ไดขอบขา ยเนื้อหา 1. หลกั สะเต็มศึกษา 2. หลกั สะเตม็ ศกึ ษาสําหรับการประดษิ ฐจากวัสดุใชแลว 3. การประดิษฐว สั ดุใชแลว

82 หนวยท่ี 5 สิง่ ประดษิ ฐจากวสั ดตุ ามหลกั สะเตม็ ศึกษาเรื่องที่ 1. หลกั สะเตม็ ศกึ ษา ในยุคปจจุบัน ความเจริญกาวหนาดานเทคโนโลยีสารสนเทศและการเปลี่ยนแปลงเกดิ ข้นึ อยางรวดเร็ว จึงจาํ เปน ท่ีแตละประเทศตองเรียนรูที่จะปรับตัวใหทันกับการเปล่ียนแปลงท่ีเกิดขึ้นอยูตลอดเวลาและเตรียมพรอมที่จะเผชิญกับความทาทายจากกระแสโลก โดยปจจัยสําคัญทจ่ี ะเผชญิ การเปลย่ี นแปลงและความทาทายดังกลา ว คอื คณุ ภาพของคน การจัดการศึกษาเพ่ือพัฒนาคนใหมีคุณภาพจึงเปนเร่ืองที่มีความจําเปนอยางย่ิง โดยจะตองเปนการจัดการศึกษาท่ีมีคุณภาพ เพ่ือทําใหศักยภาพท่ีมีอยูในตัวคนไดรับการพัฒนาอยางเตม็ ทที่ ําใหเปน คนทรี่ จู ักคิดวิเคราะห รูจักแกปญหา มีความคิดริเริ่มสรางสรรค รูจักเรียนรูดวยตนเองสามารถปรับตัวใหทันกับการเปลี่ยนแปลงท่ีเกิดข้ึนอยางรวดเร็ว มีคุณธรรมจรยิ ธรรม รูจักพ่งึ ตนเองและสามารถดาํ รงชวี ิตอยูไดอยางเปนสขุ รูปแบบการจดั การเรียนรแู บบ STEM จึงนาจะเปน แนวทางหน่ึงในการพฒั นาและปรบั ปรงุ การจดั การเรยี นรูเพื่อเปนการประกนั คณุ ภาพผูเรียน เพอื่ ใหผ เู รียนเกิดการเรียนรูและพัฒนา ศกั ยภาพของตนเองใหมากท่ีสุด คาํ วา “สะเต็ม” หรือ “STEM” เปน คํายอจากภาษาองั กฤษของศาสตร 4 สาขาวิชาไดแก วิทยาศาสตร (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร (Engineering)และคณิตศาสตร (Mathematics) หมายถึง องคความรู วิชาการของศาสตรท้ังสี่ท่ีมีความเช่ือมโยงกันในโลกของความเปนจริงท่ีตองอาศัยองคความรูตาง ๆ มาบูรณาการเขาดวยกันในการดาํ เนนิ ชีวติ และการทาํ งาน คาํ วา STEM ถูกใช ครั้งแรกโดยสถาบันวทิ ยาศาสตรแหงประเทศสหรัฐอเมริกา (the National Science Foundation: NSF) ซึ่งใชคําน้ีเพ่ืออางถึงโครงการหรือโปรแกรมที่เกี่ยวของกับวิทยาศาสตร เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร และคณิตศาสตร อยางไรกต็ ามสถาบันวทิ ยาศาสตรแ หง ประเทศสหรฐั อเมริกาไมไดใหนิยามท่ีชัดเจนของคําวา STEM มีผลใหม กี ารใชแ ละใหความหมายของคําน้ีแตกตา งกนั ไป(Hanover Research, 2011, p.5) เชน มีการใชคําวา STEM ในการอางอิงถึงกลุมอาชีพที่มีความเก่ียวของกับวทิ ยาศาสตร เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร และคณิตศาสตร

83 สะเต็มศึกษา (STEM Education) คือ แนวทางการจัดการศึกษาที่บูรณาการความรูใน 4 สหวิทยาการ ไดแก วิทยาศาสตร วิศวกรรม เทคโนโลยี และคณิตศาสตร โดยเนนการนําความรูไปใชแกปญหาในชีวิตจริง รวมท้ังการพัฒนากระบวนการหรือผลผลิตใหม ที่เปนประโยชนต อ การดําเนินชีวิต และการทํางาน ชวยนกั เรยี นสรางความเช่ือมโยงระหวา ง 4สหวิทยาการ กับชีวิตจริงและการทํางาน การจัดการเรียนรูแบบสะเต็มศึกษาเปนการจัดการเรียนรูที่ไมเนนเพียงการทองจําทฤษฎีหรือกฏทางวิทยาศาสตร และคณิตศาสตร แตเปนการสรา งความเขาใจทฤษฎีหรอื กฏเหลาน้ันผานการปฏบิ ัติใหเ ห็นจริงควบคกู บั การพัฒนาทกั ษะการคดิ ตั้งคําถาม แกปญหาและการหาขอมูลและวิเคราะหขอคนพบใหม ๆ พรอมทั้งสามารถนําขอคน พบนนั้ ไปใชห รอื บูรณาการกบั ชวี ติ ประจําวนั ได การจดั การเรยี นรตู ามแนวทางสะเต็มมลี ักษณะ 10 ประการ ไดแก (1) เชอื่ มโยงเน้อื หาวิทยาศาสตร คณิตศาสตร เทคโนโลยี สูโลกจริง (2) การสืบเสาะหาความรู (3) การเรียนรูโดยใชโ ครงงานเปนฐาน (4) การสรางสรรคชิ้นงาน (5) การบูรณาการเทคโนโลยี(6) การมงุ เนนทักษะแหง ศตวรรษท่ี 21 (7) การสรางการยอมรับและการมสี ว นรวมจากชุมชน(8) การสรา งการสนับสนุนจากผูเชยี่ วชาญในทอ งถนิ่ (9) การเรียนรูอ ยางไมเปนทางการ(10) การจัดการเรียนรตู ามอธั ยาศัย จุดประสงคของการจัดการเรียนรูต ามแนวทางสะเต็มศึกษา คือ สง เสริมใหผูเรยี นรักและเหน็ คณุ คาของการเรยี นวทิ ยาศาสตร เทคโนโลยี วศิ วกรรมศาสตร และคณิตศาสตร และเหน็ วาวชิ าเหลานั้นเปนเร่ืองใกลตัวทส่ี ามารถนาํ มาใชไ ดทุกวัน STEM Education ไดนาํ จดุ เดน ของธรรมชาติ ตลอดจนวิธีการจัดการเรียนรู ของแตละสาขาวิชามาผสมผสานกันอยางลงตัว เพ่ือใหผูเรียนนําความรูทุกศาสตร มาใชในการแกปญ หา การคนควา และการพัฒนาสิ่งตาง ๆ ในสถานการณโลกปจจุบัน ซึ่งอาศัยการจัดการเรยี นรทู ผ่ี ูสอนผูสอนหลายสาขาวิชารวมมือกัน เพราะในการทาํ งานจรงิ หรือในชีวิตประจําวันน้ันตองใชความ รูหลายดานในการทํางานทั้งส้ินไมไดแยกใชความรูเปนสวน ๆ นอกจากนี้ STEMEducation ยงั เปนการสง เสริมการพัฒนา ทกั ษะสําคัญในโลกยุคโลกาภิวัตนหรือทักษะที่จําเปนสาํ หรบั ศตวรรษที่ 21 อกี ดวย ท้งั น้ี STEM Education เปนการจดั การศึกษาท่ีมีแนวคดิ ดงั นี้

84 1.1 เปน การบรู ณาการขามสาระวิชา (Interdisciplinary Integration) นน่ั คอืเปนการบูรณาการระหวา งศาสตรสาขาตางๆ ไดแก วิทยาศาสตร (S) เทคโนโลยี (T)วศิ วกรรมศาสตร (E) และ คณิตศาสตร (M) ทัง้ นี้ ไดน ําจดุ เดน ของธรรมชาตติ ลอดจนวธิ กี ารสอนของแตละสาขาวชิ ามา ผสมผสานกันอยางลงตัว กลาวคอื • วิทยาศาสตร (S) เนนเกยี่ วกบั ความเขาใจใน ธรรมชาติ โดยนกั การศกึ ษามักชี้แนะใหอาจารย ผูสอนผูสอนใช วิธีการสอนวิทยาศาสตรดวยกระบวนการสืบเสาะ(Inquiry-based Science Teaching) กิจกรรมการสอนแบบแกปญหา (Scientific Problem-based Activities) ซ่ึงเปนกิจกรรมที่ เหมาะกับผูเรียนระดับประถมศึกษา แตไมเหมาะกับผูเรียน ระดับมัธยมศึกษา หรือมหาวิทยาลัย เพราะทําใหผูเรียนเบื่อหนายและไมสนใจ แตการสอนวิทยาศาสตรใน STEM Education จะทาํ ใหน กั เรียนสนใจ มีความกระตอื รอื รน รสู กึทา ทายและเกดิ ความม่ันใจในการเรยี น สง ผลใหผเู รยี นสนใจท่ีจะเรยี นในสาขาวิทยาศาสตรในระดบั ชัน้ ทสี่ งู ขน้ึ และประสบ ความสาํ เร็จในการเรียน • เทคโนโลยี (T) เปน วชิ าท่ีเกี่ยวกับกระบวนการ แกป ญ หา ปรับปรุง พัฒนาส่ิงตา ง ๆ หรอื กระบวนการตาง ๆ เพ่ือตอบสนองความตองการของคนเรา โดยผานกระบวนการทํางานทางเทคโนโลยี ที่เรียกวา Engineering Design หรือ Design Process ซ่ึงคลายกับกระบวนการสบื เสาะ ดังนัน้ เทคโนโลยีจงึ มไิ ดห มายถงึ คอมพิวเตอรหรือ ICT ตามท่ีคนสวนใหญเขา ใจ • วิศวกรรมศาสตร (E) เปนวิชาท่ีวาดวยการคิด สรางสรรค พัฒนานวัตกรรมตาง ๆใหกับนิสิตผูเรียนโดยใช ความรูทางวิทยาศาสตร คณิตศาสตรและเทคโนโลยี ซ่ึงคน สวนใหญมักเขาใจวาเปนวิชาที่สามารถเรียนได แตจากการ ศึกษาวิจัยพบวาแมแตเด็กอนุบาลก็สามารถเรยี นไดด ีเชน กนั • คณิตศาสตร (M) เปนวิชาที่มิไดหมายถึงการนับจํานวนเทาน้ัน แตเก่ียวกับองคประกอบอื่นที่สําคัญ ประการแรก คือ กระบวนการคิดคณิตศาสตร (MathematicalThinking) ซ่ึงไดแ กก ารเปรียบเทยี บการจาํ แนก/จดั กลุม การจดั แบบรปู และการบอกรูปรางและคณุ สมบัติ ประการที่สอง ภาษาคณิตศาสตร เด็กจะสามารถถายทอดความคิด หรือความเขาใจความคิดรวบยอด (Concept) ทางคณิตศาสตรได โดยใชภาษาคณิตศาสตรในการส่ือสาร เชนมากกวา นอยกวา เล็กกวา ใหญกวา ฯลฯ ประการตอมาคือการสงเสริมการคิด คณิตศาสตรขั้นสูง (Higher-Level Math Thinking) จากกิจกรรมการเลนของเด็กหรือการทํากิจกรรมในชีวติ ประจาํ วนั

85 1.2 เปนการบรู ณาการทสี่ ามารถจดั การเรยี นรูไ ดในทุกระดบั โดยใชวิธีการเรียนแบบ Project-based Learning, Problem-based Learning, Design-based Learning ทาํให ผูเรยี นสามารถสรางสรรค พัฒนาชนิ้ งานไดด ี รปู แบบการจดั การเรยี นรแู บบ STEM Education นอกจากจะเปน การบูรณาการวชิ าทง้ั 4 สาขา ดังที่กลา วขา งตน แลว ยงั เปน การบรู ณาการดานบริบท (Context Integration)ที่เก่ียวของกบั ชีวติ ประจําวันอีกดวย ซึง่ จะทาํ ใหก ารสอนน้ันมคี วามหมายตอผูเรียน ทําใหผูเรยี นเหน็ คุณคาของการเรยี นน้ัน ๆ และสามารถนําไป ใชประโยชนใ นชีวิตประจําวันได ซง่ึ จะเพิ่มโอกาสการทํางาน การเพิม่ มูลคา และสามารถสรางความแขง็ แกรงใหกบั ประเทศ ดานเศรษฐกิจได 1.3 เปน การจดั การเรียนรูท่ี ทําใหผ เู รยี นเกดิ พัฒนาการดา นตา ง ๆ อยา งครบถว น และสอดคลอ งกับแนวทางการพฒั นาคนใหม ี คุณภาพในศตวรรษที่ 21 เชน • ดานปญญา ผูเรยี นเขาใจในเน้อื หาวิชา • ดานทักษะการคิด ผูเรียนพฒั นาทกั ษะการคดิ โดยเฉพาะการคดิ ขนั้ สงู เชน การคดิ วิเคราะห คิดสรา งสรรค ฯลฯ • ดานคุณลักษณะ ผูเรียนมที กั ษะการทํางานกลุมทกั ษะการส่ือสารทมี่ ีประสิทธิภาพ การเปนผูน ําตลอดจนการนอมรับคําวิพากษว จิ ารณของผอู ื่น

86เรอ่ื งที่ 2 หลกั สะเต็มศกึ ษาสาํ หรับการประดษิ ฐจ ากวัสดุใชแลว ทุกวันน้ีปญหาเรื่องการจัดการขยะนับเปนปญหาระดับชาติ การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางของสะเตม็ ศกึ ษา (STEM Education) ที่ไดยนิ กนั อยา งแพรห ลายมากข้ึนเร่ือย ๆ หลายทานคงกําลังครุนคิดวา จะทําใหอยางใหการเรียนรูวิทยาศาสตร เทคโนโลยีวิศวกรรมศาสตร และคณิตศาสตร เช่ือมโยงสนับสนุนซึ่งกันและกัน และเชื่อมโยงการเรียนรูสูการแกปญหาจรงิ เรือ่ งขยะได การจัดการเรียนรูตามแนวคิดสะเต็มศึกษาสําหรับการจัดการกับวัสดุใชแลว ทําไดหลากหลายแนวทาง บางอยางเปนการเปลี่ยนแปลงงาย ๆ ทุกคนสามารถทําไดดวยตัวเอง สวนบางแนวทางตองการ “แนวรวม” สนับสนุนท่ีกวางขวางขึ้น เชน การทํางานรวมกันระหวางผูสอนกับนักเรียน การทํางานรวมกันทั้งโรงเรียน หรือแมกระทั่งการดําเนินการรวมกันกับชุมชน หรอื สถาบนั การศึกษาทอ งถ่นิ แนวทางการจัดกจิ กรรมการเรียนรสู ะเตม็ ศึกษาสําหรบั การประดิษฐวสั ดุใชแ ลวเปนสว นหน่งึ ของวิธีการหลากหลายท่จี ะจัดการกบั วัสดใุ ชแ ลว ซ่งึ มแี นวทางดังนี้ 1. เชอ่ื มโยงเนื้อหาวทิ ยาศาสตร คณติ ศาสตร เทคโนโลยี สโู ลกจริง หลายทานนาจะทําอยูแลวอยางสมํ่าเสมอ เพราะในชีวิตประจําวันเรามีการใชวัสดุตางอยูเสมอตลอดจนมีการบริหารจัดการวัสดุนั้นอยางมีประสิทธิภาพ เพียงมองเห็นวาแนวคดิ หลัก หรอื กระบวนการที่เรียนรูนั้น สามารถเกดิ ขน้ึ ไดใ นธรรมชาติ ใชประโยชนไดในชีวิตจริง ก็เปนกาวแรกสูการบูรณาการความรูสูการเรียนอยางมีความหมาย เพราะปรากฏการณหรือประดิษฐกรรมใดๆ รอบตัวเรา ไมไดเปนผลของความรูจากศาสตรหนึ่งศาสตรใดเพียงศาสตรเดียว การประยุกตความรูงาย ๆ เชน การคํานวณพื้นท่ีของแกนมวนกระดาษชําระเช่ือมโยงสูความรูความสงสัยดานวัสดุศาสตร เทคโนโลยีการผลิต และการใชกระบวนการทางวิศวกรรมวเิ คราะหป ญ หาและสรางสรรคว ิธีแกไ ขไดอ ยา งหลากหลายจนนาแปลกใจ 2. การสืบเสาะหาความรู การเรียนรูสะเต็มศึกษาสําหรับการประดิษฐวัสดุใชแลว โดยใหผูเรียนไดศึกษาประเดน็ ปญ หา หรือต้งั คําถามซ่งึ เปน ปญหาท่เี กิดขึ้นกับตนเองหรือชุมชน เชน ในชุมชนมีการใชขวดน้ําพลาสติกจํานวนมากจนเกิดปญหาขยะ ผูเรียนนําประเด็นปญหา ไปสรางคําอธิบายดวยตนเอง โดยการรวบรวมประจักษพยานหลักฐานที่เกี่ยวของ สื่อสารแนวคิดและเหตุผลเปรียบเทียบแนวคิดตาง ๆ โดยพิจารณาความหนักแนนของหลักฐาน กอนการตัดสินใจไปในทางใดทางหนึ่งนับเปนกระบวนการเรียนรูสําคัญท่ีไมเพียงแตสนับสนุนการเรียนรูในประเด็นท่ีศึกษาเทานั้น แตยังเปนชองทางใหมีการบูรณาการความรูในศาสตรอ่ืน ๆ ที่เกี่ยวของกับคําถาม นับเปนแนวทางการจัดการเรียนรูท่ีสนับสนุนจุดเนนของสะเต็มศึกษาสําหรับการประดษิ ฐจากวัสดุใชแลว ไดเปนอยา งดี

87 3. การเรยี นรโู ดยใชโครงงานเปนฐาน การทําโครงงานเปนการสืบเสาะหาความรูในรูปแบบหน่ึง แตผูเขียนไดแยกโครงงานออกมาเปนหวั ขอเฉพาะ เน่ืองจากเปนแนวทางที่สามารถสงเสริมการบูรณาการความรูสกู ารแกปญหาไดช ัดเจน การสบื เสาะหาความรูบางครั้งผูสอนเปนผูกําหนดประเด็นปญหา หรือใหขอมูลสําหรับศึกษาวิเคราะห หรือกําหนดวิธีการในการสํารวจตรวจสอบ ตามขอจํากัดของเวลาเรยี น วัสดุอุปกรณ หรือปจจัยแวดลอมตาง ๆ แตการทําโครงงานน้ันเปนการเปดโอกาสใหนักเรียนเกิดประสบการณการเรียนรูสําคัญในทุกข้ันตอนดวยตนเอง ต้ังแตการกําหนดปญหาศึกษาความรูที่เกี่ยวขอ ง ออกแบบวธิ ีการรวบรวมขอ มลู ดําเนินการ ลงขอสรุป และส่ือสารสิ่งที่คนพบ (บางคร้ังผูสอนอาจกําหนดกรอบกวาง ๆ เชน ใหทําโครงงานเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐจากวัสดุใชแลว โครงงานเก่ียวกับการใชคณิตศาสตรในวัสดุใชแลวของชุมชน เปนตน) โครงงานในรปู แบบส่ิงประดษิ ฐจ ะมีการบรู ณาการกระบวนการทางวิศวกรรมไดอยา งโดดเดน 4. การสรา งสรรคช ิ้นงาน ประสบการณการทําชิ้นงาน สรางทักษะการคิด การออกแบบ การตัดสินใจการแกปญ หาเฉพาะหนา โดยเฉพาะอยางยง่ิ ชิ้นงานทผี่ สู อนเปด โอกาสใหผ ูเรยี นเลือกวัสดุใชแลวเองและคิดอยางอิสระและสรางสรรค การประดิษฐช้ินงานเหลาน้ีจากเศษวัสดุใชแลวประยุกตใชความรูวิทยาศาสตร คณิตศาสตร อยางไมรูตัวบางคร้ังอาจจัดใหผูเรียนสะทอนความคิดวาไดเ กดิ ประสบการณหรือเรียนรูอะไรบางจากงานที่มอบหมายใหทํา เพราะเปาหมายของการเรียนรูอยูท่ีกระบวนการทํางานดวยเชนกัน หากผูเรียนมองเพียงเปาหมายช้ินงานท่ีสําเร็จอยางเดียวอาจไมตระหนักวาตนเองไดเรียนรูบทเรียนสําคัญมากมายระหวางทางและมีสว นหรือบทบาทในการชว ยรักษาสภาพแวดลอ มอีกดว ย 5. การบูรณาการเทคโนโลยี เพยี งบรู ณาการเทคโนโลยที ี่เหมาะสมสูกระบวนประดษิ ฐจ ากวสั ดุใชแลว ก็ถือวาไดกาวเขาใกลเ ปาหมายการจดั การเรยี นรูตามแนวทางสะเตม็ ศกึ ษาอีกกา วหนึง่ แลว เทคโนโลยีท่ีสามารถใชประโยชนในปจจุบันมีไดตั้งแตการสืบคนขอมูลลักษณะตาง ๆ การบันทึกและนาํ เสนอขอมลู ดว ยภาพนงิ่ วีดิทศั น และมลั ติมีเดีย การใชอุปกรณ sensor/data logger บันทึกขอมูลในการสํารวจตรวจสอบ การใชซอฟตแวรจัดกระทํา วิเคราะหขอมูล และเทคโนโลยีอื่นๆอกี มากมาย การใชป ระโยชนจ ากเทคโนโลยเี หลา น้ี กระตุนใหผูเรียนสนใจการเรียนรู เปดโอกาสใหประยุกตใชความรู แกปญหา และทํางานรวมกัน รวมทั้งสรางทักษะสําคัญในการศึกษาตอและประกอบอาชีพตอ ไปในอนาคตดวย

88 6. การมงุ เนนทักษะแหงศตวรรษท่ี 21 กิจกรรมการเรียนรตู ามแนวทางสะเตม็ ศกึ ษาพฒั นาพัฒนาทักษะแหงศตวรรษท่ี 21ไดเปนอยางดี ยกตัวอยางทักษะการเรียนรูและสรางนวัตกรรม (Learning and InnovationSkills) ตามกรอบแนวคิดของ Partnership for 21st Century Skills ที่ครอบคลุม 4C คือCritical Thinking (การคิดเชิงวิพากษ) Communication (การส่ือสาร) Collaboration (การทาํ งานรวมกัน) และ Creativity (การคิดสรางสรรค) จะเห็นไดวากิจกรรมการเรียนรูในรูปแบบโครงงาน หรือการสรางสรรคชิ้นงานจากวัสดุใชแลวท่ีกลาวถึงขางตนนั้นสามารถสรางเสริมทกั ษะเหลาน้ไี ดมากอยางไรก็ตามในบริบทของสถานศกึ ษาทว่ั ไป ผูสอนอาจไมสามารถใหผูเรียนเรียนรูดวยการทําโครงงาน หรือการสรางสรรคชิ้นงานเทานั้น ดังนั้นในบทเรียนอื่น ๆ ถาผูสอนมุงเนนทักษะแหงศตวรรษท่ี 21 ในทุกโอกาสที่เอื้ออํานวย เปดโอกาสใหผูเรียนไดแสดงความคิดเห็น ทํางานรวมกนั เรยี นรูการหาทตี่ ิ (ฝกคิดเชิงวพิ ากษ) หาท่ชี มหรอื เสนอวธิ ีการใหม(ฝกคิดเชิงสรางสรรค) ก็นับวาผูสอนจัดการเรียนการสอนเขาใกลแนวคิดสะเต็มศึกษามากขึ้นตามสภาพจรงิ ของชัน้ เรยี น 7. การสรา งการยอมรับและการมสี ว นรวมจากชมุ ชน ผูสอนหลายทานอาจเคยมีประสบการณกับผูปกครองท่ีไมเขาใจแนวคิดการศึกษาท่ีพัฒนาผูเรียนใหเปนคนเต็มคน แตมุงหวังใหสอนเพียงเน้ือหา อยากใหผูสอนสรางเด็กท่ีสอบเรียนตอได แตอาจใชชีวิตไมไดในสังคมจริงของการเรียนรูและการทํางาน เมื่อผูสอนมอบหมายใหผูเรียนสืบคน สรางชิ้นงาน หรือทําโครงงานผูปกครองไมใหการสนับสนุน หรืออีกดานหน่ึงผูปกครองรับหนาท่ีทําใหทุกอยาง อยางไรก็ตามหวังวาผูปกครองทุกคนจะไมเปนไปตามที่กลาวขางตน ผลงานจากความสามารถของเด็ก เปนอาวุธสําคัญที่ผูสอนจะนํามาเผยแพรจัดแสดงเพื่อชนะใจผูปกครองและชุมชนใหใหการสนับสนุนการจัดการเรียนรูตามแนวทางสะเต็มศึกษา ผูสอนสามารถนําผูเรียนไปศึกษาในแหลงเรียนรูของชุมชน สํารวจสิ่งแวดลอมธรรมชาติในทอ งถน่ิ ศึกษาและรายงานสภาพมลพิษหรือการใชประโยชนจากทรัพยากรในพื้นที่ใหชุมชนรับทราบ ตลอดจนศึกษาและแกปญหาท่ีเกี่ยวของกับผลิตภัณฑในชุมชน กิจกรรมการเรียนรูเหลาน้ี เกิดประโยชนสําหรับนักเรียนเอง อาจเปนประโยชนสําหรับชุมชน และสามารถสรางการมีสวนรวม ความภาคภูมิใจ และที่สําคัญอยางยิ่งคือความรูสึกเปนเจาของรวมรบั ผดิ ชอบคุณภาพการจดั การศึกษาในทองถิน่ ตัวเองใหเ กิดข้นึ ได

89 8. การสรางการสนบั สนุนจากผเู ชี่ยวชาญในทองถิน่ การใหผูเรียนไดศึกษาปญหาปลายเปดตามความสนใจของตนเองในลักษณะโครงงาน ตลอดจนการเชื่อมโยงการเรียนรูสูการใชประโยชนในบริบทจริงนั้น บางครั้งนําไปสูคําถามท่ีซับซอนจนตองอาศัยความรูความชํานาญเฉพาะทาง ผูสอนไมควรกลัวจะยอมรับกับผูเรียนวาผูสอนไมรูคําตอบ หรือผูสอนชวยไมได แตควรใชเครือขายท่ีมีเช่ือมโยงใหผูเชี่ยวชาญในทองถิ่นมาชวยสนับสนุนการเรียนรูของผูเรียน เครือขายดังกลาวอาจเปนไดทั้ง ศิษยเกาผูปกครอง ปราชญชาวบาน เจาหนาที่รัฐ หรืออาจารยในสถาบันอุดมศึกษาในทองถิ่น ผูสอนสามารถเชิญวิทยากรภายนอกมาบรรยายหรือสาธิตในบางหัวขอ หรือใชเทคโนโลยี เชน การประชุมผานวิดีทัศน เอื้ออํานวยใหผูเชี่ยวชาญสามารถพูดคุย ใหความคิดเห็น หรือวิพากษผลงานของผเู รียน เปนตน 9. การเรียนรูอยา งไมเปน ทางการ (informal learning) ทุกคนชอบความสนุกสนาน หากเราจํากัดความสนุกไมใหกล้ํากรายใกลหองเรียน ความสุขคงอยูหางไกลจากผูสอนและจากผูเรียนไปเรื่อย ๆ แตจะบูรณาการความสนุกสูการเรียนรูวิทยาศาสตร คณิตศาสตร และเทคโนโลยี ผานกระบวนประดิษฐสิ่งของจากเศษวัสดุใชแลวเปนการแกปญหาไดอยางไร ตองอาศัยความคิดสรางสรรคของผูสอนในการออกแบบกิจกรรมการเรียนรูที่ทาทาย เพลิดเพลิน ใหการเรียนเหมือนเปนการเลน แตในขณะเดียวกนั กต็ องสรา งความรแู ละความสามารถตามวัตถุประสงคของหลักสูตรดวย การเรียนรูอยางไมเปนทางการท่ีไดรับความนิยม คือ การจัดกิจกรรมคาย การเรียนรูจากบทปฏิบัติการหรือการประกวดแขงขัน กิจกรรมเหลาน้ีเปนโอกาสดีท่ีจะสรางการมีสวนรวมจากชุมชน เชนอาจเชิญผูเช่ียวชาญในทองถิ่นเปนวิทยากรในคาย เปนกรรมการผูทรงคุณวุฒิ หรือใหการสนับสนุนของรางวัล