นวัตกรรมล้ำๆ "โคมไฟเปลี่ยนสี" ใช้พลังจุลินทรีย์ วัดคุณภาพน้ำรู้ผลทันที

ในช่วงเก้าเดือนที่ผ่านมา ผู้เยี่ยมชมบริเวณส่วนจัดแสดงอูฐ ภายในสวนสัตว์รอตเตอร์ดัมในเนเธอร์แลนด์ อาจสังเกตเห็นโดมเรืองแสงแปลก ๆ สามโดมลอยอยู่บนผิวน้ำของทะเลสาบ โดมเหล่านี้อาจดูเหมือนงานศิลปะที่ให้แสงสว่างเรื่องแสงได้ แต่จริงๆ แล้วมันเป็นเครื่องมือที่มีวัตถุประสงค์มากกว่าเป็นเครื่องประดับสวยๆ

"โคมไฟเปลี่ยนสี" ใช้พลังจุลินทรีย์ วัดคุณภาพน้ำ

โดม หรือ โคมไฟเปลี่ยนสีเหล่านี้ ถูกสร้างขึ้นโดยนักออกแบบผลิตภัณฑ์ Ermi van Oers ในโปรเจ็กต์ที่เรียกว่า POND (การออกแบบโดยใช้พลังแห่งธรรมชาติ-Power Of Nature-based Design) โดยมีแนวคิดคือ "ให้น้ำส่งเสียง" และสร้างบทสนทนาระหว่างมนุษย์ และโลกธรรมชาติ

van Oers เจ้าของสตูดิโอออกแบบชีวภาพชื่อ Nova Innova กล่าวว่า

“บ่อยครั้งที่เราพบว่าการดูแลธรรมชาติเป็นเรื่องยาก เพราะเราไม่สามารถสื่อสารกับธรรมชาติได้ เราไม่รู้ว่าธรรมชาติต้องการอะไร หากเรารับรู้ถึงอารมณ์ของธรรมชาติ เราก็จะมีความเห็นอกเห็นใจ และเราสามารถดูแลมันได้”

วิธีอ่านค่าจุลินทรีย์ วัดคุณภาพน้ำ จากโคมไฟเปลี่ยนสี

ในกรณีนี้ “อารมณ์” เทียบเท่ากับสุขภาพน้ำ หากน้ำสะอาดหรือที่เรียกว่ามีความสุข ไฟ LED ใต้น้ำที่ติดตั้งอยู่ภายในโดมจะสว่างขึ้นเป็นแสงสีน้ำเงินเป็นจังหวะ

หากน้ำมีคุณภาพไม่ดี มีมลพิษ หรือแบบเดียวกับอารมณ์โกรธ น้ำจะเปลี่ยนเป็นสีแดง และแสงจะดู “ช้าและเหนื่อย” โดมนี้จึงสามารถแปลคุณภาพน้ำแบบเรียลไทม์ และในรูปแบบที่ดึงดูดสาธารณชนได้มากกว่าอุปกรณ์ตรวจวัดทั่วไปที่ผู้เชี่ยวชาญใช้อยู่ในปัจจุบัน

โดมนี้ยังสามารถวัดระดับ pH อุณหภูมิ การนำไฟฟ้า ออกซิเจนละลายน้ำ และความขุ่นของน้ำ (ความใสของน้ำ) จากนั้นแปลข้อมูลเป็นการไล่ระดับสี ขึ้นอยู่กับสถานะทางนิเวศวิทยาของน้ำ เพื่อกำหนดระดับความสะอาดที่แตกต่างกัน โดย Van Oers ได้ปรึกษากับคณะกรรมการน้ำหลายแห่งในเนเธอร์แลนด์ และในที่สุดก็ได้จำลองกรอบการทำงานที่ใช้ในการวัดคุณภาพน้ำ

แต่สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นคือ "ไฟฟ้าที่มาจากน้ำ" นั่นเอง ซึ่งในการจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์และไฟ LED Van Oers ใช้สิ่งที่เรียกว่าเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ โดยพลังงานจะถูกสร้างขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่พบในน้ำ โดมทั้งสามเชื่อมต่อกับเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ (MFC) ที่ทำจากสักหลาดคาร์บอนและเซรามิก และตั้งอยู่ที่ด้านล่างของทะเลสาบ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ที่เก็บและปล่อยพลังงานผ่านปฏิกิริยาเคมี เซลล์เหล่านี้จะสลายสารประกอบอินทรีย์และปล่อยอิเล็กตรอนเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า

แนวคิดจุลินทรีย์ วัดคุณภาพน้ำ 

จุดเริ่มต้นในการใช้จุลินทรีย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1911 เมื่อนักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ ไมเคิล พอตเตอร์ พิสูจน์ว่าจุลินทรีย์สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าและส่งกระแสไฟฟ้าได้ เทคโนโลยีดังกล่าวถูกนำมาใช้ในทศวรรษ 1960 ขณะที่ NASA ทดลองเปลี่ยนขยะอินทรีย์ให้เป็นไฟฟ้าในภารกิจอวกาศ ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา MFC ยังถูกนำมาใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดมลพิษขณะผลิตกระแสไฟฟ้าหลายแห่ง

ที่สวนสัตว์รอตเตอร์ดัม MFC ทั้ง 6 แห่งสามารถสร้างแสงต่อเนื่องได้ประมาณ 30-80 นาทีต่อวัน พร้อมทั้งตรวจวัดคุณภาพน้ำทุกๆ ชั่วโมง Van Oers ตั้งโปรแกรมให้โดมเปิดในเวลาพลบค่ำ เหมือนกับนกที่ออกหากินกลางคืนที่ตื่นขึ้นมาเมื่อพระอาทิตย์ตกดิน

จุดประสงค์ของโครงการนำร่องนี้ ยังไม่เน้นการวัดคุณภาพน้ำ แต่เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของโดมในสภาพแวดล้อมจริง ถึงกระนั้น Van Oers ก็สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงตลอดเก้าเดือน ในฤดูร้อน เธอกล่าวว่าโดมเปลี่ยนเป็นสีแดงเพราะทะเลสาบปกคลุมไปด้วยสาหร่าย ซึ่งสามารถดูดออกซิเจนในขณะที่เน่าเปื่อยและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ ในฤดูหนาว เมื่อคุณภาพน้ำดีขึ้น โดมต่างๆ มักจะเรืองแสงเป็นสีเขียวอมฟ้า

หลังจากนี้ Van Oers ต้องการนำ Pond ไปยังพื้นที่สาธารณะทั่วเมือง รอตเตอร์ดัม รวมถึงเธอยังได้พูดคุยกับเมืองอื่นๆ ในเนเธอร์แลนด์ ทั้งอูเทรคต์ ไอนด์โฮเฟน และอัมสเตอร์ดัม โดยหวังให้ผู้คนได้เห็นว่าพฤติกรรมของพวกเขามีอิทธิพลต่อคุณภาพน้ำอย่างไร

ที่มา

• Fastcompany
• Novainnova