Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
การประเมินการสะสมทางชีวภาพของโลหะหนักและการเจริญเติบโตของพืชกัญชงจากการใช้มูลไก่ มูลไส้เดือน และตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสียร่วมกับถ่านชีวภาพ และการประเมินความเสี่ยงต่อสุขภาพ
Year (A.D.)
2025
Document Type
Thesis
First Advisor
Sumeth Wongkiew
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Enviromental Science (ภาควิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม)
Degree Name
Doctor of Philosophy
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Discipline
Industrial Toxicology and Risk Assessment
DOI
10.58837/CHULA.THE.2025.239
Abstract
Hemp (Cannabis sativa L.) has become an economically valuable crop with a wide range of benefits. To promote more sustainable agricultural systems, the use of recycled substrates has increasingly replaced traditional fertilizers. However, substrates such as dry chicken manure, vermicompost, and wastewater sludge (WWS) combined with biochar often contain heavy metal contaminants, which may pose health risks through exposure to hemp. This study investigated three cultivars Rosella, Superwoman S1, and Red Robin over a 120-day period. The objectives were: (1) to compare the effects of dry chicken manure, vermicompost, and wastewater sludge (with and without biochar) on soil nutrient quality and hemp growth; (2) to assess heavy metal accumulation (As, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, and Zn) in hemp grown with these substrates and evaluate health risks associated with consuming hemp leaf tea; and (3) to analyze the impact of dry chicken manure, vermicompost, and wastewater sludge (with and without biochar) on root microbial community structure. The results showed that vermicompost markedly enhanced the growth of all three hemp cultivars (increasing dry weight by 1.0–3.1 times), especially in Superwoman S1, which attained an average height of 140 cm. Vermicompost also elevated soil nitrogen (1.1–2.5 times), phosphate (1.2–1.3 times), and potassium (1.8–3.5 times) compared to the control. In the absence of biochar, dry chicken manure increased only soil phosphorus (1.1–1.3 times). Conversely, in biochar-amended systems, dry chicken manure improved soil nutrient retention but showed significantly different results across cultivars (p 1 in adults, indicating potential health risks
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
พืชกัญชง (Cannabis sativa L.) ได้กลายเป็นพืชเศรษฐกิจที่มีคุณประโยชน์ที่ภาพหลากหลาย เพื่อการพัฒนาระบบเกษตรกรรมแบบยั่งยืนที่เพิ่มมากขึ้นนั้น ในปัจจุบันได้มีการนำวัสดุปลูกที่เหลือใช้มาทดแทนการใช้ปุ๋ย แต่เนื่องจากวัสดุปลูก เช่น มูลไก่แห้ง มูลไส้เดือน และตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสียร่วมกับถ่านชีวภาพ มีการปนเปื้อนโลหะหนักซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพจากการรับสัมผัสพืชกัญชง งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาในสามสายพันธุ์ ได้แก่ Rosella, Superwoman S1 และ Red Robin ในระยะเวลา 120 วัน วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือ 1) เปรียบเทียบผลกระทบของมูลไก่แห้ง มูลไส้เดือนและตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสีย (โดยมีและไม่มีถ่านชีวภาพ) ที่มีต่อคุณภาพธาตุอาหารในดินและการเจริญเติบโตของกัญชง 2) เพื่อประเมินการสะสมของโลหะหนัก (As, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu และ Zn) ในต้นกัญชง ที่ปลูกโดยใช้มูลไก่แห้ง มูลไส้เดือน และตะกอนน้ำเสีย (โดยมีและไม่มีถ่านชีวภาพ) รวมถึงการประเมินความเสี่ยงทางสุขภาพจากการบริโภคชาใบกัญชง 3) เพื่อศึกษาผลของการใช้มูลไก่แห้ง มูลไส้เดือนดิน และตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสีย (โดยมีและไม่มีถ่านชีวภาพ) ที่มีต่อโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ในรากพืช ผลการศึกษาพบว่า มูลไส้เดือนสามารถเพิ่มการเจริญเติบโตของต้นกัญชงทั้งสามสายพันธุ์ (เพิ่มขึ้น 1.0–3.1 เท่า น้ำหนักแห้ง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสายพันธุ์ Superwoman S1 ซึ่งมีความสูงเฉลี่ยถึง 140 เซนติเมตร และช่วยเพิ่มปริมาณไนโตรเจน (1.1–2.5 เท่า) ฟอสเฟต (1.2–1.3 เท่า) และโพแทสเซียม (1.8–3.5 เท่า) ในดินเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม ในการปลูกแบบไม่มีถ่านชีวภาพการใช้มูลไก่แห้งสามารถเพิ่มปริมาณฟอสฟอรัสในดินเพียงอย่างเดียว (1.1–1.3 เท่า) ในทางกลับกันการปลูกแบบมีถ่านชีวภาพมูลไก่แห้งมีประสิทธิภาพในการเพิ่มการเก็บรักษาธาตุอาหารในดิน แต่ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในแต่ละสายพันธุ์อย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) สำหรับการใช้ตะกอนน้ำเสีย (WWS) ร่วมกับถ่านชีวภาพ พบว่ามีผลส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกัญชงได้อย่างโดดเด่น โดยเฉพาะในสายพันธุ์ Red Robin ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของ WWS ในการนำกลับมาใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนสำหรับการเกษตรกรรมและการปลูกกัญชงเชิงอุตสาหกรรม การวิเคราะห์ความชุกชุมสัมพัทธ์ของชุมขนจุลินทรีย์บริเวณรากพืช พบว่ามีกลุ่มแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ Bacillus และ Mycobacterium (ในมูลไส้เดือน) และ Shinella (ในมูลไก่แห้ง) ซึ่งมีบทบาทในการย่อยสลายอินทรียวัตถุและแปรสภาพโลหะหนัก รวมถึง Solirubrobacter, Devosia และ Sphingomonas ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนธาตุอาหาร การประเมินความเสี่ยงต่อสุขภาพจากการรับสัมผัสโลหะหนักผ่านการดื่มชากัญชงพบว่า ค่าระดับความเสี่ยงต่อสุขภาพผู้ใหญ่อยู่ที่ HQ และ HI > 1 มีความเสี่ยงต่อสุขภาพ จากการบริโภคชากัญชงในการปลูกโดยใช้ถ่านใบโอชาร์
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Sangsoda, Chutiphan, "Evaluation of heavy metal bioaccumulation and growth in hemp from chicken manure, vermicompost, and wastewater sludge with biochar and health risk assessment" (2025). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 75194.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/75194