สิ่งแวดล้อม: นักเรียนไทยคว้ารางวัลออกแบบนวัตกรรมจัดการขยะพลาสติกชายฝั่งทะเล

กลุ่มนักเรียนหญิง 5 คนจากเกรด 11 โรงเรียนนานาชาติร่วมฤดีใช้เวลาไม่ถึง 10 นาทีในการนำเสนอแนวคิดการออกแบบเครื่องกำจัดขยะพลาสติกตามพื้นที่ชายฝั่ง ภาพร่างของอุปกรณ์ที่พวกเธอคิดขึ้นถูกวาดขึ้นอย่างง่าย ๆ แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้คณะกรรมการ 19 คนซึ่งประกอบด้วยนักการศึกษา นักสิ่งแวดล้อมและนักวิทยาศาสตร์ในสหราชอาณาจักรมอบรางวัล Judges' Award หรือรางวัลจากคณะกรรมการให้แก่ทีมนักเรียนไทย

นักเรียนไทยกลุ่มนี้ซึ่งใช้ชื่อทีมว่า "Spicy STEMmers" เป็นหนึ่งในทีมเยาวชนจากกว่า 50 ประเทศที่เข้าร่วมการแข่งขันออกแบบนวัตกรรมโดยใช้แนวคิด "STEM" จัดโดยสมาคมการศึกษาสากลแห่งอังกฤษ (British International Education Association—BIEA) เมื่อเดือน มิ.ย. ที่ผ่านมา

BIEA เป็นองค์กรด้านการศึกษาที่ส่งเสริมการเรียนรู้แบบ STEM ซึ่งเป็นแนวทางการจัดการศึกษาที่ให้ผู้เรียนบูรณาการความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี กระบวนการทางวิศวกรรม และคณิตศาสตร์ ไปใช้ในการเชื่อมโยงและแก้ปัญหา โดยคำว่า STEM เป็นคำย่อของ 4 สาขาวิชา คือ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) ซึ่งทั่วโลกเชื่อว่าศาสตร์ทั้งสี่ช่วยเชื่อมโยงให้ทุกความรู้สามารถทำงานร่วมกันในชีวิตจริงได้

โจทย์สำหรับการแข่งขันในปีนี้คือการออกแบบนวัตกรรมเพื่อการจัดการขยะพลาสติกในทะเล โดยผู้เข้าแข่งขันจะต้องนำเสนอแนวคิดและตอบคำถามของคณะกรรมการผ่านทางวิดีโอคอนเฟอร์เรนซ์

ผู้จัดการแข่งขันแบ่งรางวัลเป็นหลายประเภทและหลายช่วงอายุ ทีมที่ได้รับรางวัลชนะเลิศเป็นกลุ่มนักเรียนอังกฤษจากโรงเรียนบีคอน ซึ่งออกแบบรถสะเทิ้นน้ำสะเทิ้นบกอัจฉริยะที่มีอุปกรณ์สำรวจ เก็บ แยกและย่อยขยะพลาสติกในทะเลและชายหาดได้

ส่วนทีม Spicy STEMmers ของไทยเป็นหนึ่งใน 3 ทีมที่ได้รับรางวัลถูกใจกรรมการ อีก 2 ทีมเป็นโรงเรียนจากอังกฤษและอินโดนีเซีย

สมาชิก Spicy STEMmers

สมาชิกของทีมประกอบด้วย ณัทรดี นฤปเวศม์, นัชชา มานะอนันตกุล, เขมิกา นิโรธรังสี, ภูริชา กุลวรเศรษฐและอนัญญา เเสงราม ทั้งหมดศึกษาอยู่เกรด 11 หรือเทียบเท่ากันมัธยมศึกษาปีที่ 5

ณัทรดีเล่าให้บีบีซีไทยฟังว่าช่วงที่มีการปิดเมืองเพราะการระบาดของโควิด-19 เธอต้องอยู่แต่ที่บ้านจึงฆ่าเวลาด้วยการค้นหากิจกรรมทำจนไปพบกับการแข่งขันนี้ เนื่องจากเธอเป็นคนที่สนใจวิทยาศาสตร์อยู่แล้ว จึงตัดสินใจสมัครเข้าร่วมการแข่งขัน และไปชวนเพื่อน ๆ อีก 4 คนมาร่วมทีม ซึ่งแต่ละคนมีความถนัดในด้านต่าง ๆ กัน ทั้งชีววิทยา ฟิสิกส์ การออกแบบ และการนำเสนอ

เมื่อรวมทีมได้แล้ว พวกเธอจึงขอให้อาจารย์ฌอน ฟิสค์ ผู้สอนวิชาเคมีมาเป็นที่ปรึกษา

เด็กหญิงทั้ง 5 นำโจทย์ของการแข่งขันคือการออกแบบนวัตกรรมเพื่อจัดการปัญหาขยะพลาสติกในทะเลมาขบคิด หาข้อมูลและระดมสมอง

"เรานั่งคุยกันว่าจะทำเครื่องเก็บขยะพลาสติก แต่มันก็มีคนทำอยู่แล้ว เป็นเครื่องคล้าย ๆ ปลาฉลามที่ว่ายอยู่บนน้ำ คอยกินรวบพลาสติกไปเรื่อย ๆ กับอีกแบบหนึ่งเป็นถังขยะลอยน้ำ คอยดูดขยะเข้ามา" นัชชาเล่าถึงกระบวนการคิดของสมาชิกในทีม ก่อนจะได้ข้อสรุปว่านวัตกรรมนี้จะต้องแตกต่างจากที่เคยมีคนทำมาแล้วและแก้ปัญหาในจุดที่คนยังหลงลืม นั่นก็คือขยะที่อยู่ในโคลนเลนตามชายฝั่งทะเลหรือปะปนกับทรายบริเวณชายหาด ซึ่งยากต่อการคัดแยกและกำจัด อาจจะยากกว่าการเก็บขยะในน้ำด้วยซ้ำ

เมื่อสรุปปัญหาได้ว่า การที่ขยะพลาสติกฝังอยู่ในเลนหรือทราย ทำให้ไม่สามารถแยกขยะออกมาได้ง่าย ๆ พวกเธอจึงเริ่มออกแบบอุปกรณ์ที่จะแก้ปัญหานี้ได้ ซึ่งหลังจากหาข้อมูลเกี่ยวกับขยะพลาสติกและสภาพพื้นที่อยู่ไม่นาน พวกเธอก็ได้ภาพร่างของเครื่องกำจัดขยะพลาสติกในพื้นที่ชายฝั่งที่ต้องการ

นัชชาอธิบายว่า อุปกรณ์นี้แยกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือตัวเครื่องที่ใช้ลงไปเก็บขยะบริเวณชายฝั่ง ส่วนที่สอง คือ กล่องกำจัดขยะ ซึ่งภายในบรรจุแบคทีเรียไว้ทำหน้าที่ย่อยสลายขยะที่แยกออกมาจากดินและทราย นอกจากนี้ยังมีแผงโซลาร์เซลล์ติดกับตัวเรื่องไว้คอยบรรจุพลังงาน

เธออธิบายต่อว่าส่วนที่ใช้เก็บขยะเป็นแท่งกลมที่หมุนเคลื่อนที่ไปได้เรื่อย ๆ โดยมีจานตักดินทรายที่มีขยะปนอยู่ส่งเข้าไปในตะแกรงที่จะร่อนดินทรายออกไปให้เหลือแต่ขยะ

เมื่อขยะเข้ามาอยู่ในตะแกรงแล้วก็จะเข้าสู่ขั้นตอนการย่อยสลายขยะด้วยแบคทีเรีย

ณัทรดีและเขมิกาซึ่งให้ความสำคัญกับขั้นตอนนี้เป็นพิเศษ เล่าว่าพวกเธอหาข้อมูลจากงานวิจัยต่าง ๆ ก่อนจะตัดสินใจเลือกแบคทีเรียที่ชื่อว่า Ideonella Sakaiensis มาใช้ในกระบวนการย่อยสลายพลาสติก แบคทีเรียชนิดนี้อาศัยอยู่น้ำที่ค่อนข้างสกปรก ซึ่งต้องอาศัยอีกกระบวนการหนึ่งในการพัฒนาแบคทีเรียชนิดให้สามารถมีชีวิตรอดในทุกสภาพมากขึ้น วิธีการหนึ่งก็คือการใช้ดีเอ็นเอของ Azotobacter chroococcum มาใช้ในการพัฒนาแบคทีเรียชนิดนี้ให้สามารถย่อยขยะที่เก็บมาได้ทั้งหมด เพื่อให้เหลือเพียงโมเลกุลที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

"เครื่องไม่จำเป็นต้องใหญ่ค่ะ สิ่งที่สำคัญคือจำนวนแบคทีเรียกับพลาสติกที่เก็บได้มันควรจะเหมาะสมกัน ให้ใช้เวลาในการย่อยไม่เยอะจนเกินไป และแบคทีเรียชนิดนี้ก็ราคาค่อนข้างสูง"

พวกเธอยอมรับอุปกรณ์นี้มี "จุดอ่อน" ที่ยังต้องปรับปรุงอยู่

"สิ่งหนึ่งที่เรายังแก้ไม่ได้ คือ ไมโครพลาสติกเพราะเครื่องของเรายังจับไม่ได้ เพราะไมโครพลาสติกพวกนี้เล็กกว่าเม็ดทรายด้วยซ้ำ...เราเลยต้องยอมทิ้งตัวนี้ไปก่อน แก้ปัญหาได้เฉพาะขยะชิ้นใหญ่ ๆ"

"เราอยากจะลองเอาโมเดลเราไปทำเปน 3D แบบทดลองดูก่อน เพราะถ้าเกิดเราทำเป็นระบบที่เคลื่อนไหวได้ ก็จะดูได้ดีกว่าว่าตรงไหนที่ควรจะปรับปรุง หรือตรงไหนของโมเดลที่มันยังขัดแย้งกันอยู่" ณัทรดีกล่าว

นวัตกรรมต้องทำได้จริง

ภูริชาเป็นสมาชิกในทีมที่รับหน้าที่ศึกษาเรื่องความเป็นไปได้จริงของการนำนวัตกรรมนี้มาใช้ ทั้งในด้านต้นทุน เศรษฐกิจและสังคม

ทีมงานจึงไม่ใช่คิดแต่เพียงว่าทำอย่างไรผลงานชิ้นนี้จึงจะออกมาดีที่สุด สามารถจัดการปัญหาขยะพลาสติกในทะเลได้ตามโจทย์ แต่ยังต้องคิดว่าแนวคิดนี้สามารถนำไปต่อยอดพัฒนาได้จริงหรือไม่

นี่จึงเป็นอีกหนึ่งบทเรียนที่ทั้ง 5 คนได้เรียนรู้ร่วมกันว่า การแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมนั้นมีปัจจัยอื่น ๆ ที่ต้องนำมาพิจารณาด้วยอีกมาก ดังนั้นปัญหาสิ่งแวดล้อมหลายอย่างจึงไม่ได้รับการแก้ไขอย่างรวดเร็วอย่างที่หลานคนคาดหวัง

พวกเธอให้ความเห็นด้วยว่าการแข่งขันในครั้งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความสนใจและตระหนักถึงปัญหาสิ่งแวดล้อมขององค์กรต่าง ๆ ในต่างประเทศ

"ในต่างประเทศมีการสนับสนุนด้านนี้โดยเฉพาะ แต่ในประเทศไทยยังน้อย...ถ้าไทยให้ความสำคัญกับการดูแลสิ่งแวดล้อม การแข่งขันประเภทนี้ก็จะมี"

พวกเธอคิดว่าการจัดการแข่งขันด้านสิ่งแวดล้อมในประเทศไทยนั้นยังคงมีอยู่อย่างจำกัด ทั้งที่มีนักเรียนไทยสนใจและทำผลงานอยู่ไม่น้อย อีกทั้งหลายคนก็มีความสามารถที่โดดเด่นไม่แพ้ในต่างประเทศ และอาจจะมีความคิดดี ๆ ที่ผู้ใหญ่คิดไม่ถึงก็ได้

อีกสิ่งหนึ่งที่เป็นข้อได้เปรียบของพวกเธอก็คือความสามารถในการใช้ภาษาอังกฤษเนื่องจากเป็นนักเรียนโรงเรียนนานาชาติ โอกาสเข้าถึงข้อมูลจึงมีมากกว่าและไม่มีปัญหาในการนำเสนอผลงานเป็นภาษาอังกฤษให้คณะกรรมการที่เป็นชาวต่างชาติฟัง