“ปะการังเทียมจากเถ้าถ่านหินช่วยแก้ปัญหาการกัดเซาะชายฝั่งทะเลภาคใต้ได้อย่างไร”

          ประเทศไทยมีชายฝั่งทะเลยาวประมาณ ถ่านหิน,ประเทศไทย48.อันดามันถ่านหิน กิโลเมตร ครอบคลุมจังหวัดชายฝั่งทะเล อันดามันถ่านหิน จังหวัด โดยชายฝั่งทะเลด้านอ่าวไทย มีความยาว อันดามัน,กรมทรัพยากรธรณี55.ประเทศไทย8 กิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ ประเทศไทย7 จังหวัด และชายฝั่งทะเลด้านอันดามัน มีความยาว ประเทศไทย,กรมทรัพยากรธรณี9ถ่านหิน.ประเทศไทย4 กิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ชายฝั่งทะเลรวม 6 จังหวัด กำลังประสบปัญหาการกัดเซาะชายฝั่งทะเลอย่างรุนแรงในหลายพื้นที่ ก่อให้เกิดความเดือดร้อนแก่ชุมชนและทำให้พื้นที่ชายฝั่งทะเลสูญหายอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดความเสียหายต่อทรัพยากรชายฝั่งอย่างประเมินค่ามิได้ จัดเป็นภัยพิบัติที่จะต้องหามาตรการป้องกันแก้ไขอย่างเร่งด่วน 
          กรมทรัพยากรธรณี กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม เป็นหน่วยงานที่มีพันธกิจโดยตรงในการศึกษา สำรวจและรวบรวมข้อมูล เพื่อป้องกันแก้ไขการกัดเซาะชายฝั่งทะเล ทางกรมฯ ได้สนับสนุนงบประมาณในการศึกษาวิจัยให้มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ทำการศึกษาวิจัยเพื่อหามาตรการป้องกันการกัดเซาะชายฝั่งแบบบูรณาการ โดยแนวความคิดของการวิจัยได้จากการสังเกตหาดทรายที่มีแนวปะการังธรรมชาติ พบว่าพื้นที่เหล่านี้ประสบปัญหาน้อยมาก เนื่องจากแนวปะการังจะทำหน้าที่เป็นโครงสร้างตามธรรมชาติที่สามารถช่วยชะลอความแรงของคลื่นได้เป็นอย่างดี จึงได้นำหลักการ "แนวปะการังเทียมกันคลื่น" มาเป็นทางเลือกในการแก้ไขปัญหาแบบบูรณาการ ที่มุ่งเน้นการแก้ไขปัญหาการกัดเซาะชายฝั่ง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ทะเล และไม่บดบังภูมิทัศน์การท่องเที่ยว ภายใต้ชื่อ สมาร์ท โปรเจค (SMART Project) โดย สมาร์ท โปรเจค เฟส ประเทศไทย เริ่มตั้งแต่ปี อันดามัน549 โดยได้ศึกษาพื้นที่หาดชลาทัศน์ จังหวัดสงขลา และเฟส อันดามัน ในปี อันดามัน55อันดามัน ได้ศึกษาพื้นที่ชายฝั่งระยอง-จันทบุรี โดยทั้ง อันดามัน เฟส เป็นการวิจัยถึงรูปแบบ รูปทรง และขนาดของแท่งปะการังเทียม พร้อมทั้งผังการจัดวางด้วยแบบจำลองทางกายภาพในรางจำลองคลื่น และด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในคอมพิวเตอร์ เพื่อให้ได้ปะการังเทียมที่สามารถสลายพลังงานคลื่นได้สูงสุดและเอื้อต่อการเข้ามาอาศัยของสัตว์ทะเล
          ต่อมาในปี อันดามัน556 ได้มีการดำเนินงาน สมาร์ท โปรเจค เฟส ถ่านหิน ชื่อโครงการ "การศึกษาและทดลองประยุกต์ใช้ปะการังเทียมผสมเถ้าลอยลิกไนต์ เพื่อป้องกันการกัดเซาะชายฝั่ง ณ อุทยานสิ่งแวดล้อมนานาชาติ-สิรินธร" ซึ่งเป็นการทดลองเชิงประจักษ์ (Real Experiment Research) ภายใต้การสนับสนุนของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) โดยได้วางในพื้นที่ชายฝั่งอุทยานสิ่งแวดล้อมนานาชาติสิรินธร จังหวัดเพชรบุรี ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ประสบปัญหาการกัดเซาะชายฝั่ง โดยการใช้แนวปะการังเทียมใต้น้ำ (Submerged Artificial Reef Training - SMART) จัดเรียงเป็นเขื่อนกันคลื่นใต้น้ำอยู่นอกฝั่ง จำนวน อันดามัน54 แท่ง โดยวางเรียงจำนวน 5 แถว เป็นแนวยาวแถวละ ประเทศไทยกรมทรัพยากรธรณีกรมทรัพยากรธรณี เมตร ที่ระดับความลึกน้ำ ถ่านหิน เมตร ห่างจากชายฝั่งประมาณ 4กรมทรัพยากรธรณีกรมทรัพยากรธรณี เมตร ทำหน้าที่สลายพลังงานคลื่นก่อนเคลื่อนที่เข้าสู่ชายฝั่ง เพื่อป้องกันการกัดเซาะชายฝั่งทะเลและยังช่วยในการฟื้นฟูทรัพยากรชายฝั่งทะเลที่กำลังเสื่อมโทรม แนวปะการังเทียมกันคลื่นใต้น้ำประกอบด้วยแท่งปะการังเทียม (SMART Units) หลายก้อน จึงต้องใช้คอนกรีตจำนวนมาก ทั้งนี้คอนกรีตจะต้องมีความแข็งแรงและทนทานต่อสภาวะต่อการใช้งานในน้ำทะเลที่มีการกัดกร่อนจากซัลเฟตสูง
          เถ้าลอยลิกไนต์ (Lignite Fly Ash) ที่เหลือจากกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าจากถ่านหินลิกไนต์ แต่ละปีมีมากถึงประมาณ ถ่านหิน ล้านตัน เถ้าลอยมีองค์ประกอบหลักเป็นซิลิกอนไดออกไซด์และมีอนุภาคขนาดเล็ก ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษในการนำมาเป็นส่วนผสมของคอนกรีต จากรายงานการศึกษาวิจัยที่ผ่านมา (เช่น Kress et al., อันดามันกรมทรัพยากรธรณีกรมทรัพยากรธรณีอันดามัน; Lam, อันดามันกรมทรัพยากรธรณีกรมทรัพยากรธรณีถ่านหิน; Kress et al. ประเทศไทย99ถ่านหิน; Sampaolo และ Relini, ประเทศไทย994) พบว่าการนำเถ้าลอยในอัตราส่วนร้อยละ ถ่านหินกรมทรัพยากรธรณี มาเป็นส่วนผสมในซีเมนต์จะทำให้คอนกรีตมีความคงทน มีคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อนจากซัลเฟตได้เป็นอย่างดี คณะผู้วิจัยจึงมีแนวความคิดในการนำเถ้าลอยมาเป็นส่วนผสมของคอนกรีตเพื่อผลิตแท่งปะการังเทียมกันคลื่น เรียกว่า "ปะการังเทียมผสมเถ้าลอย" (Fly Ash SMART) โดยทำการศึกษาด้านวิศวกรรม ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านนิเวศทางทะเล ด้านเศรษฐกิจ และด้านสังคม เพื่อส่งเสริมให้มีการนำเถ้าลอยมาใช้ประโยชน์ในวงการคอนกรีตที่กว้างขึ้น 

          การทดสอบปะการังเทียมผสมเถ้าลอย
          ก่อนดำเนินการวางปะการังเทียมลงในทะเล คณะผู้วิจัยได้ศึกษาผลของปะการังเทียมผสมเถ้าลอยในด้านต่าง ๆ ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งประกอบด้วย ถ่านหิน ส่วน ดังนี้
          ประเทศไทย) การทดลองด้านพลศาสตร์ของแท่งปะการังเทียมต่อแรงกระทำของคลื่น จะทำการทดลองในรางจำลองคลื่น เพื่อศึกษาด้านเสถียรภาพและการกรองคลื่น 
          อันดามัน) การทดลองด้านการแพร่กระจายของโลหะหนัก โดยนำแท่งปะการังเทียมมาบดแล้วนำไปแช่น้ำในตู้ทดลอง จากนั้นจะเก็บน้ำตัวอย่างมาตรวจสอบโลหะหนักที่เวลาต่าง ๆ 
          ถ่านหิน) การทดลองผลกระทบต่อสัตว์น้ำ โดยนำสัตว์น้ำมาทดลองในตู้ทดลองที่มีแท่งปะการังเทียม ศึกษาอัตราการเจริญเติบโตและอัตราการอยู่รอด พร้อมกับตรวจวัดคุณภาพน้ำในช่วงเวลาต่าง ๆ

          ผลกระทบจากปะการังเทียมผสมเถ้าลอย สรุปผลการทดลองได้ดังนี้
          ประเทศไทย) น้ำทะเลที่นำมาใช้ในการทดลองมีโลหะหนัก บางตัวปนเปื้อนอยู่แล้ว เช่น Zn, Cu, Cr และ Hg โดยค่าทุกตัวอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด ยกเว้น Hg ซึ่งมีค่าสูงถึงประมาณ กรมทรัพยากรธรณี.4กรมทรัพยากรธรณี ug/L (Std < กรมทรัพยากรธรณี.ประเทศไทย ug/L)
          อันดามัน) ในคอนกรีตทั่วไปพบว่ามีโลหะหนักบางตัวผสมอยู่แล้ว เช่น Zn, Cu, Cr, Mn, Ni และ Hg แต่มีค่าทุกตัวอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด
          ถ่านหิน) ในเถ้าลอยมีโลหะหนัก บางตัวเป็นองค์ประกอบ Cr, Cd, Pb, Mn, Zn, Cu, Ni, As, Hg ยกเว้น Se โดยภาพรวมพบว่า เถ้าลอยจากแม่เมาะมีปริมาณโลหะหนักแทบทุกตัวสูงกว่าเถ้าลอยจากออสเตรเลีย ยกเว้น Pb และ Hg
          4) แม้ในเถ้าลอยจะมีโลหะหนักบางตัวเป็นองค์ประกอบ แต่พบว่าคอนกรีตผสมเถ้าลอยกลับดูดซับโลหะหนักในน้ำทะเลได้ดีกว่าคอนกรีตทั่วไป จึงทำให้ปริมาณโลหะหนักปนเปื้อนในน้ำทะเลน้อยลง
          5) ผลการศึกษาวิจัยยืนยันว่า การใช้เถ้าลอยลิกไนต์ผสมในคอนกรีต ไม่ส่งผลกระทบในทางลบต่อคุณภาพน้ำ (เมื่อเปรียบเทียบกับเกณฑ์มาตรฐานคุณภาพน้ำประเภทที่ ถ่านหิน: น้ำทะเลชายฝั่งสำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ)

          ชุดการทดลองศึกษาการเจริญเติบโตของปลาและการสะสมโลหะหนัก 
          การตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักที่สะสมในปลา พบโลหะหนักบางชนิด ได้แก่ แคดเมียม (Cd) ทองแดง (Cu) และนิกเกิล (Ni) โดยทั้งหมดอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานตามประกาศของกระทรวงสาธารณสุข (อันดามัน5อันดามัน9) และยังพบว่าปลาที่นำมาทดลองมีการสะสมของโลหะหนักอยู่แล้วด้วย

          ผลการทดลองโดยสรุปดังนี้
          ประเทศไทย) ด้านประสิทธิภาพสลายพลังงานคลื่น พบว่าโดมทะเลสามารถสลายพลังงานคลื่นได้เฉลี่ย ถ่านหิน7.4% ในช่วงน้ำขึ้นสูงสุดเฉลี่ยและเฉลี่ย 78.6% ในช่วงน้ำลงต่ำสุดเฉลี่ย
          อันดามัน) ด้านการเปลี่ยนแปลงตะกอนชายฝั่ง พบว่าหลังการวางโดมทะเล แนวยาว ประเทศไทยกรมทรัพยากรธรณีกรมทรัพยากรธรณี เมตร ครบรอบ ประเทศไทย ปี ทำให้มีปริมาณตะกอนทับถมเฉลี่ย ประเทศไทย7.กรมทรัพยากรธรณี8 เมตร เป็นแนวยาว อันดามัน85 เมตร มีพื้นที่หาดทรายเพิ่มขึ้น 4,867 ตร.ม. (ถ่านหิน.กรมทรัพยากรธรณี4 ไร่)
          ถ่านหิน) หลังการใช้งานครบรอบ ประเทศไทย ปี พบว่าโครงสร้างยังอยู่ในสภาพดี มีเสถียรภาพดี เนื้อคอนกรีต ไม่พบร่องรอยการกัดกร่อน ที่ทำให้โดมทะเลได้รับความเสียหาย

          เมื่อการศึกษาและทดลองประยุกต์ใช้ปะการังเทียมผสมเถ้าลอยลิกไนต์ เพื่อป้องกันการกัดเซาะชายฝั่ง ณ อุทยานสิ่งแวดล้อมนานาชาติสิรินธร ประสบผลสำเร็จเป็นที่ประจักษ์ จึงนำไปสู่การขยายผลโดยกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ซึ่งนอกจากนำไปวางเพื่อป้องกันการกัดเซาะชายฝั่งแล้วยังมีการนำไปจัดวางบริเวณน้ำลึกโดยมีวัตถุประสงค์การวางเพื่อฟื้นฟูแนวปะการัง การวางเพื่อฟื้นฟูทรัพยากรประมง และการวางเพื่อเป็นแหล่งอนุบาลสัตว์น้ำ เป็นต้น