Efficiency in Reducing Evaporation of Water Sources by Using PET Bottles Containing Plastic Scraps

จิรเดช เศรษฐกัมพู; วชรภูมิ เบญจโอฬาร

ผู้แต่ง

จิรเดช เศรษฐกัมพู สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา ประเทศไทย
วชรภูมิ เบญจโอฬาร สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา ประเทศไทย

คำสำคัญ:

การลดการระเหย, ภัยแล้ง, ขวดพีอีที, ขยะรีไซเคิล

บทคัดย่อ

ความเป็นมาและวัตถุประสงค์: การระเหยเป็นหนึ่งในสาเหตุของการสูญเสียน้ำจากบ่อกักเก็บน้ำเพื่อการเกษตร การป้องกันการระเหยด้วยวิธีการสร้างโครงสร้างครอบคลุมบ่อกักเก็บน้ำหรือวิธีการลอยปกคลุมด้วยผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์มีความเป็นไปได้ค่อนข้างต่ำและมีราคาแพง ทำให้เกษตรกรไม่สามารถนําไปใช้ได้ บทความนี้นําเสนอวิธีการใช้ขวดน้ำดื่มพีอีทีที่ใช้แล้วบรรจุด้วยวัสดุทึบแสงลอยอยู่บนผิวน้ำเพื่อลดการสูญเสียน้ำจากการระเหย โดยวัสดุที่บรรจุ คือ เศษพลาสติกเคลือบอลูมิเนียมฟอยล์ลามิเนต (Laminated Aluminum Foil: LAF) และถุงพลาสติกทั่วไป (Assorted Plastic Bags: APB)

วิธีดำเนินการวิจัย: การทดลองนี้ใช้บ่อทดลอง 4 บ่อ และถาดวัดการระเหย 1 ถาด โดยทำการวัดระดับน้ำทุกวันเพื่อบันทึกอัตราการระเหย ซึ่งบ่อทดลอง 1 บ่อ และถาดมาตรฐาน Class-A เป็นตัวควบคุม บ่อที่เหลืออีก 3 บ่อ ลอยปกคลุมด้วยขวดพีอีทีเปล่า ขวดบรรจุ LAF และขวดบรรจุ APB ตรวจวัดอุณหภูมิผิวน้ำของทุกบ่อ จากนั้นวิเคราะห์ความคุ้มค่าด้วยวิธี Incremental Cost-Effectiveness Ratio (ICER)

ผลการวิจัย: ขวดพีอีทีเปล่า ขวดพีอีทีบรรจุ APB และขวดพีอีทีบรรจุ LAF มีประสิทธิภาพลดการระเหย 19.2%, 23.2% และ 32.3% ตามลำดับ ค่าอุณหภูมิผิวน้ำเฉลี่ยเป็น 29.8 ºC, 28.9 ºC และ 28.6 ºC ตามลำดับ บ่อควบคุมมีอุณหภูมิผิวน้ำเฉลี่ย 27.7 ºC ส่วนค่า ICER ของขวดพีอีที ขวดพีอีทีบรรจุ LAF และขวดพีอีทีบรรจุ APB มีค่าเท่ากับ 34, 107 และ 322 บาทต่อหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของการเพิ่มประสิทธิภาพการลดการระเหย

สรุป: ขวดพีอีทีบรรจุ LAF มีประสิทธิภาพในการลดการระเหยสูงที่สุด และให้อุณหภูมิผิวน้ำต่ำที่สุดในกรณีบ่อที่มีการลอยปกคลุม ค่า ICER ขวดพีอีทีเปล่ามีค่าจต่ำที่สุด หากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพในการลดการระเหยของขวดพีอีทีเปล่า ขวดพีอีทีบรรจุ LAF เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ เนื่องจากมีค่า ICER ต่ำกว่าขวดพีอีทีบรรจุ APB

การนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงปฏิบัติ: ผลการวิจัยอาจนำไปใช้เป็นทางเลือกสำหรับการลดการระเหยของแหล่งน้ำขนาดเล็กเพื่อการเกษตรหรือในชุมชน

References

Rittima, A., Saleekij, K., Samarnwongrak, K., Sritamma, P., Cheeranoravanich, I. and Udomthara, M., 2013, “The Study on Evaporation Losses from Medium and Small Reservoirs in Thailand,” Engineering Research and Development Journal, 24 (1), pp. 27-36.

Kongborriak, P. and Suebsak, K., 2010, “Evaporation in Thailand Period 10 Year (2001–2010),” Proceedings of Academic Works in Meteorology, 30 September 2011, Ministry of Information and Communication Technology, Bangkok, pp. 30-38. (In Thai).

Settakhumpoo, J. and Benjaoran, V., 2021, “Comparing the Cost Efficiencies of Traditional Evaporation Reduction with PET Bottles Containing Plastic Waste,” Engineering Journal Chiang Mai University, 28 (2), pp. 42-54.

Hunter, K., Finn, N. and Barnes, S., 2007, “The Benefits of Shade-Cloth Covers for Potable Water Storages,” Proceeding of 70th Annual Water Industry Engineers and Operators Conference, Bendigo Exhibition Centre, Australia, Vol.4, pp. 86-92.

Helfer, F., Zhang, H. and Lemckert, C., 2010, “Evaporation Reduction by Windbreaks: Overview, Modelling and Efficiency,” Urban Water Security Research Alliance, Technical Report No.16.

Verlee, D. and Zetland, D., 2015, “Extending Water Supply by Reducing Reservoir Evaporation: A Case Study from Wichita Falls, Texas,” Proceedings of Mine Water Solutions in Extreme Environments, 12-15 April 2015, Vancouver, Canada, pp. 1-10.

Saggaï, S. and Bachi, O., 2018, “Evaporation Reduction from Water Reservoirs in Arid Lands Using Monolayers: Algerian Experience,” Water Resources, 45 (2), pp. 280-288.

Elsebaie, I.H., Fouli, H. and Amin, M., 2017, “Evaporation Reduction from Open Water Tanks Using Palm-Frond Covers: Effects of Tank Shape and Coverage Pattern,” KSCE Journal of Civil Engineering, 21 (7), pp. 2977-2983.

Rezazadeh, A., Akbarzadeh, P. and Aminzadeh, M., 2020, “The Effect of Floating Balls Density on Evaporation Suppression of Water Reservoirs in the Presence of Surface Flows,” Journal of Hydrology, 591, 125323.

Han, K.W., Shi, K.B. and Yan, X.J., 2020, “Evaporation Loss and Energy Balance of Agricultural Reservoirs Covered with Counterweighted Spheres in Arid Region,” Agricultural Water Management, 238, 106227.

Li, C.L., Shi, K.B., Yan, X.J. and Jiang, C.L., 2021, “Experimental Analysis of Water Evaporation Inhibition of Plain Reservoirs in Inland Arid Area with Light Floating Balls and Floating Plates in Xinjiang, China,” Journal of Hydrologic Engineering, 26 (2), 8 p. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0002032

Lehmann, P., Aminzadeh, M. and Or, D., 2019, “Evaporation Suppression from Water Bodies Using Floating Covers: Laboratory Studies of Cover Type, Wind, and Radiation Effects,” Water Resources Research, 55 (6), pp. 4839-4853.

Chaudhari, N. and Chaudhari, N.D., 2015, “Use of Thermocal Sheet as Floating Cover to Reduce Evaporation Loss in Farm Pond," HYDRO 2015 INTERNATIONAL 20th International Conference on Hydraulics, Water Resources and River Engineering, 17-19 December 2015, IIT Roorkee, India, pp. 17-19.

Yao, X., Zhang, H., Lemckert, C., Brook, A. and Schouten, P., 2010, “Evaporation Reduction by Suspended and Floating Covers: Overview, Modelling and Efficiency,” Urban Water Security Research Alliance Technical Report, Vol. 28, pp. 1-13.

Youssef, Y.W. and Khodzinskaya, A., 2019, “A Review of Evaporation Reduction Methods from Water Surfaces,” E3S Web of Conferences, 97 (05044), 10 p. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199705044

Simon, K., Shanbhag, R. and Slocum, A., 2016, “Reducing Evaporative Water Losses from Irrigation Ponds Through the Reuse of Polyethylene Terephthalate Bottles,” Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142 (2), p. 06015005.

Boonyatharokul, W., 1975, “Estimation of Potential Evapotranspiration in Thailand by Using Formulas Based on Climatological Data,” Agriculture and Natural Resources, 9 (1), pp. 26-34.

Assouline, S., Narkis, K. and Or, D., 2011, “Evaporation Suppression from Water Reservoirs: Efficiency Considerations of Partial Covers,” Water Resources Research, 47 (7), pp. 1-8.

Gerdruang, A., 2015, “Cost-Effectiveness Analysis for Public Policy Evaluation,” University of the Thai Chamber of Commerce Journal Humanities and Social Sciences, 35 (2), pp. 174-184