มลพิษทางทะเลและชายฝั่ง (Marine and Coastal

มลพษทางทะเลและชายฝิ ั่ง

(Marine and Coastal

โดย รองศาสตราจารย ์ ดร .สุวัจน ์ ธัญรส

ภาควิชาวิทยาศาสตรทางทะเล์ คณะวิทยาศาสตรและเทคโนโลย์ ีการประมง มหาวิทยาลยเทคโนโลยั ีราชมงคลศรีวิชัย 2557

สารบัญ หน้า คํานํา บทท ี่ 1 ความหมายและแหล่งทมาของมลพี่ ษทางทะเลและชายฝิ ั่ง 1.1. ความหมาย 1 1.2. แหล่งกาเนํ ิดมลพิษ 1 1.3. การจาแนกสารมลพํ ิษที่ปล่อยลงสู่ทะเลและชายฝ่ัง 8 1.4. ประเภทของการปล่อยสารมลพิษลงสู่ทะเลและชายฝ่ัง 9 บทท ี่ 2 มลพษจากนิ ํ้าทิ้ง 2.1. ความหมายของน้าทํ ิ้ง 11 2.2. แหล่งกาเนํ ิดน้าเสํ ีย 11 2.3. สารอินทรีย์ 13 2.4. การวดปั ริมาณสารอินทรียในน์ ้าทํ ิ้ง 13 2.5. การเจือจางของน้าทํ ิ้งที่ปล่อยลงทะเล 15 2.6. การใชออกซ้ ิเจนในน้าในนํ ้าทํ ิ้ง 17 2.7. ผลกระทบที่เกิดข้ึนจากน้าทํ ิ้ง 18 2.8. การบาบํ ดนั ้าทํ ิ้งจากชุมชน (Sewage Treatment) 19 2.9 การกาจํ ดกากตะกอนั (Sludge Disposal) 22 บทท ี่ 3 ปรากฏการณ์ยูโทรฟิ เคชั่นและนํ้าเปลยนสี่ ี 3.1. ความหมายของ ยูโทรฟิเคชนในทะเล่ั (Marine Eutrophication) 23 3.2. สาเหตุและผลของการเกิดยโทรฟู ิเคชน่ั 25 3.3. นํ้าเปลี่ยนสี (Red Tide) 28 3.4. กลไกของการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสี 30 3.5. อันตรายที่เกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี 33 3.6. อันตรายจากสารพิษต่อมนุษย ์ 35 3.7. ผลกระทบของน้าเปลํ ี่ยนสี 38 3.8. การจดการการเกั ิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี 39 บทท ี่ 4 มลพษจากนิ ํ้ามัน 4.1. ความสาคํ ญของนั ้ามํ ัน 40

(ก)

4.2. ประเภทของน้ามํ นทั ี่ปนเป้ือนในทะเล 42 4.3. สาเหตุการเกิดมลพิษทางน้ามํ ัน 45 4.4. พฤติกรรมของน้ามํ นในทะเลั 50 4.5. ผลกระทบของมลพิษจากน้ามํ ัน 56 4.6. ทรัพยากรส่ิงแวดลอมชายฝ้ ่ังที่ควรป้ องกนจากมลพั ิษของน้ามํ ัน 59 4.7. การแกไขมลพ้ ิษจากน้ามํ ัน 59 4.8. การวางแผนป้ องกนระยะยาวั 62 บทท ี่ 5 สารมลพษทิ ตกคี่ ้างยาวนาน (Persistent organic pollutants, POPs) 5.1. ความรู้เบ้ืองตนเก้ ี่ยวกนสารมลพั ิษที่ตกคางย้ าวนาน 64 5.2. ประวัติการคนพบ้ การใช ้ และการหามใช้ สาร้ POPs 66 5.3. การนาสารํ POPs ลงสู่ทะเล 68 5.4. การเข้าสู่สายใยอาหารของสาร POPs 72 5.5. การใชสาร้ POPs ในประเทศไทย 73 5.6. การจาแนกประเภทของสารํ POPs 73 5.7. ความเป็นไปของสาร POPs เมื่อลงสู่ทะเล 89 5.8. ผลต่อความเป็นพิษของสาร POPs ต่อส่ิงมีชีวิตในทะเล 90 5.9. การสลายตวของสารั POPs ในทะเล 91 5.10. แนวทางการป้ องกนและแกั ไขการปนเป้ ้ือนสาร POPs ในทะเล 93 5.11. อนุสัญญากรุงสตอกโฮลมว์ าด่ วยสารมลพ้ ษทิ ี่ตกคางยาวนาน้ 94 บทท ี่ 6 โลหะหนัก 6.1. แหล่งของโลหะหนัก ที่ปล่อยลงสู่ทะเล 97 6.2. ปรอท (Mercury) 97 6.3. แคดเมี่ยม (Cadmium) 104 6.4. ตะกว่ั (Lead) 109 6.5. ทองแดง (Copper) 112 6.6. ดีบุก (Tin) 115 6.7. สารหนู (Arsenic) 118 6.7. เงิน (Silver) 120 6.8. เหล็ก (Iron) 121

(ข)

6.9. นิเกล (Nickel) 121 บทท ี่ 7 สารโพลีไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs) 7.1. แหล่งของสารประกอบ PAHs 123 7.2. โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบ PAHs 125 7.3. การเปลี่ยนแปลงรูปของสารประกอบ PAHs 127 7.4. การเคลื่อนสาร PAHs ในทะเลและชายฝ่ัง 127 บทท ี่ 8 สารกมมั ันตรังสี 8.1. ความหมายของคาทํ ี่เกี่ยวของ้ 131 8.2. ประเภทของรังสีที่ปล่อยออกมาจากสารกมมั นตรั ังสี 133 8.3. หน่วยของรังสีและกมมั นตรั ังสี 134 8.4. ประเภทของสารกมมั นตรั ังสีในทะเล 136 8.5. แหล่งของสารกมมั นตรั ังสีในทะเล 137 8.6. กากกมมั นตรั ังสี (Radioactive Waste) 138 8.7. หลกการจั ดการกากกั มมั นตรั ังสี 140 8.8. การเกบร็ ักษาและทิ้งกากโดยถาวร 142 8.9. พฤติกรรมของธาตุกมมั นตรั ังสีในทะเล 143 8.10. ผลของสารกมมั นตรั ังสีในระบบห่วงโซ่อาหาร 144 8.11. ผลกระทบของสารกมมั นตรั ังสีต่อส่ิงชีวิตในทะเลและบริเวณชายฝ่ัง 145 8.12 ผลต่อมนุษย ์ 146 บทท ี่ 9 การขุดลอกทะเล 9.1. ความหมายของการขดลอกุ (Dredging) 147 9.2. สาเหตุที่ต้องมีการขดลอกุ 148 9.3. ประเภทของการขดลอกุ (Type of Dredging) 150 9.4. การจดการกั บตะกอนทั ี่ไดจากการข้ ดลอกุ 153 9.5. ผลกระทบจากการขดลอกุ 154

(ค)

บทท ี่ 10 ปัญหาขยะในทะเล และบริเวณชายฝั่ง 10.1. ความหมายของขยะในทะเล (Marine litter) 157 10.2. แหล่งที่มาของขยะในทะเล 157 10.3. ประเภทของขยะในทะเล 159 10.4. สาเหตุที่ทําใหเก้ ิดการแพร่กระจายของขยะในทะเลและขยะชายฝ่ัง 162 10.5. ผลกระทบของขยะในทะเล 163 10.6. สัตว์ที่เสี่ยงต่อการเกิดอนตรายจากขยะในทะเลั 166 10.7. แนวทางป้ องกนและแกั ไขป้ ัญหาขยะในทะเลและชายฝ่ัง 167 10.8. ตัวอยางของการจ่ ดการขยะในทะเลั 168 บทท ี่ 11 ความร้อน 11.1. นํ้าระบายความร้อน (Cooling water) 171 11.2. ผลกระทบจากโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า 171 11.3 ตัวอยางผลกระทบของน่ ้าระบายความรํ ้อนจากโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า ในประเทศไทย 174 บทท ี่ 12 กฎหมายว่าด้วยการป้ องกนและรั ักษาสภาพแวดล้อมในทะเลและชายฝั่ง 12.1. วิวัฒนาการของกฎหมายทะเล 176 12.2. มาตรการที่บัญญัติไวในอน้ ุสัญญากรุงเจนีวา 1958 177 12.3. มาตรการตามอนุสัญญาสหประชาชาติวาด่ ้วยกฎหมายทะเล ค.ศ. 1982 178 12.4. มาตรการตามอนุสัญญาอื่นๆที่เกี่ยวกบการปั ้ องกนและรั ักษาสภาพแวดลอม้ ในทะเล 181 - อนุสัญญาวาด่ วยการป้ ้ องกนการปฏั ิบัติการปล่อยน้ามํ นทั ิ้งลงทะเล 181 - อนุสัญญาป้ องกนอั ุบัติเหตุที่จะก่อใหเก้ ิดน้ามํ นหกจากเรั ือลงสู่ทะเล 182 - อนุสัญญาวาด่ วยการเก้ ิดมลพิษจากน้ามํ นในทะเลหลวงั 182 - อนุสัญญาวาด่ วยการร้ ับผดชอบคิ าเส่ ียหายสาหรํ ับความเสียหาย อนเนั ื่องมาจากมลภาวะจากน้ามํ ัน 183 12.5. กฎหมายของประเทศไทยที่เกี่ยวของก้ บการปั ้ องกนและแกั ไขมลพ้ ิษ ทางทะเลและชายฝ่ัง 184

เอกสารอ้างอิง 186 เอกสารอ้างองทางอิ นเตอริ ์เน็ต 192

(ง) คํานํา พื้นผิวโลกของเราน้นประกอบไปดั วยพ้ ้ืนน้าทํ ี่เป็นทะเลและมหาสมุทรต่างๆ ถึงสามในสี่ส่วน ของพ้ืนที่ทั้งหมด มนุษย์ที่อาศยอยั บนโลกใบนู่ ้ีสามารถใชประโยชน้ ์จากทรัพยากรในทะเลที่มีอยมหาศาลู่ เพียงพอที่จะเป็นประโยชน์อยางไม่ ่มีวันสิ้นสุด ตราบใดที่ความสมดุลยของธรรมชาต์ ิในทะเลยงสามารถั ดําเนินต่อไปไดในสภาพท้ ี่สมบูรณ์ แต่ปัญหามลพิษที่เกิดข้ึนในทะเลและชายฝ่ังกลบมั ีแนวโน้มความ รุนแรงเพ่ิมข้ึนทุกปี ซึ่งสอดคลองก้ บอั ตราการเพั ่ิมข้ึนของประชากรโลกและความเจริญกาวหน้ าทางด้ าน้ เทคโนโลยี จากปัญหาสภาพแวดลอมทางทะเลท้ ี่เกิดข้ึนอย่างต่อเนื่องส่งผลให้ทรัพยากรธรรมชาติใน ทะเลที่เคยเชื่อวาใช่ ไม้ ่มีวนหมดนั ้นไมั ่สอดคลองก้ บความเปั ็นจริง เนื่องจากปริมาณทรัพยากรธรรมชาติ มีปริมาณลดนอยลงกว้ ่าเดิมมากและนบวั นอาจจะหมดสั ิ้นไปได ้ หากมนุษย์มุ่งที่จะแสวงหาประโยชน์ จากทะเลแต่เพียงดานเด้ ียวโดยไม่คํานึงถึงการควบคุมและป้ องกนปั ัญหามลพิษในทะเลและชายฝ่ังที่มี แนวโน้มรุนแรงข้ึน กบคั าถามทํ ี่เกิดข้ึนทุกคร้ังเมื่อเกิดปัญหามลพิษทางทะเลและชายฝ่ัง ก็คือ มีความ เสียหายที่เกิดข้ึนมากน้อยเพียงใด มีใครบางท้ ี่ได้รับผลกระทบ รวมท้งจะกั าหนดมาตรการปํ ้ องกนและั แกไขอย้ ่างไร ดังน้ันเพื่อที่จะตอบคาถามเหลํ ่าน้ี จําเป็นที่จะตองพ้ ิจารณาและศึกษาถึงชนิดของสารที่ ก่อให้เกิดปัญหามลพิษในทะเล ผลกระทบที่เกิดข้ึนจากการเพ่ิมข้ึนของสารมลพิษต่อสภาพแวดลอม้ ส่ิงมีชีวิตในทะเล รวมท้งผลกระทบเกั ี่ยวเนื่องที่จะเกิดข้ึนไม่วาจะเป่ ็นสุขภาพอนามัยของมนุษย ์ เศรษฐกิจ สังคม ระบบนิเวศและการอนุรักษทร์ ัพยากรธรรมชาติในทะเล ข้อมูลท้งหมดสามารถจะนั ามาใชํ ในการ้ กาหนดแนวทางและมาตรการทํ ี่ควรจะกระทาเพํ ื่อลดปัญหาที่เกิดข้ึนต่อไป หนังสือเล่มน้ีประกอบไปดวยเน้ ้ือหาที่เกี่ยวของก้ บมลพั ิษทางทะเลและชายฝ่ัง ไดแก้ ่ สาเหตุ ผลกระทบ และแนวทางแกไขป้ ัญหามลพิษที่เกิดจากน้าทํ ิ้งจากชุมชน การเกิดยโทรฟู ิเคชนและน่ั ้าเปลํ ี่ยน สี มลพิษจากน้ามํ ัน สารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ โลหะหนัก สารกมมั นตรั ังสี การขดลอกรุ ่องน้าํ ขยะและ ความร้อน รวมถึงกฎหมายวาด่ วยการป้ ้ องกนและรั ักษาสภาพแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ัง ด้วยหวงวั าจะ่ เป็นเครื่องมือประกอบการศึกษา รวมท้งเปั ็นวิทยาทานแก่ผสนู้ ใจดวยท้ ้งหลายั ผลแห่งความดีที่เกิดข้ึน จากหนงสั ือเล่มน้ี ขอมอบให้กบบั ิดา มารดา ครู อาจารย ์ และเด็กชายสุวพัศ ธญรสั บุตรอนเปั ็นสุดที่รัก ของผเขู้ ียนซึ่งได้ล่วงลบไปแลั ้ว อนึ่ง หากหนงสั ือเล่มน้ีมีข้อบกพร่องเกิดข้ึนประการใด ผู้เขียนขอนอม้ รับไวแต้ ่เพียงผเดู้ ียว รองศาสตราจารย ์ ดร.สุวัจน์ ธัญรส คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยการประมงี มหาวิทยาลยเทคโนโลยั ราชมงคลศรี ีวิชัย

บทท ี่ 1 ความหมายและแหล่งทมาของมลพี่ ษทางทะเลและชายฝิ ั่ง

1.1. ความหมายของคาทํ เกี่ ยวขี่ ้อง มลพิษ (Pollution) หมายถึง สภาวะที่สิ่งแวดลอมเปล้ ี่ยนแปลงหรือปนเป้ือนโดยสารมลพิษ (pollutants) ซึ่งทาใหํ ้คุณภาพของส่ิงแวดล้อมเสื่อมโทรมลง สารมลพิษ (Pollutants) ตามความหมายที่ใหไว้ ตามพระราชบ้ ญญั ัติส่งเสริมและรักษาคญภาพั สิ่งแวดลอมแห้ ่งชาติ พ.ศ. 2535 หมายถึง ของเสีย วัตถุอันตราย และมลสารต่างๆ รวมท้งกากั ตะกอน หรือ สิ่งตกคางจากส้ ่ิงเหล่าน้ัน ที่ถูกปล่อยทิ้งจากแหล่งกาเนํ ิดมลพิษ หรือที่มีอยู่ในส่ิงแวดลอมตาม้ ธรรมชาติ แลวก้ ่อให้เกิดภาวะที่เป็นพิษภยอั นตรายตั ่อส่ิงแวดลอม้ สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ รวมถึงอนตรายตั ่อ สุขภาพอนามัยของประชาชน และหมายความรวมถึง รังสี ความร้อน แสง เสียง กล่ิน ความส่ันสะเทือน หรือเหตุรําคาญอื่น ๆ ที่เกิดหรือถูกปล่อยออกจากแหล่งกาเนํ ิดมลพิษดวย้ มลพษทางทะเลและชายฝิ ั่ง (Marine and Coastal Pollution) หมายถึง การนาเอาสารมลพํ ิษ ต่างๆ ลงสู่สิ่งแวดลอมในทะเ้ ลและชายฝ่ัง ไม่ว่าจะโดยจงใจหรือไม่ หรือจะโดยทางตรงหรือทางออม้ อันก่อให้เกิดผลเสียต่อส่ิงมีชีวิต เป็นอนตรายตั ่อสุขภาพอนามยของมนั ุษย ์ หรือการทาใหํ ้คุณภาพ สิ่งแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ังเสื่อมลง และทาใหํ ้คุณคาทางส่ ุนทรียภาพลดลง คําว่า “มลพิษ” ทุกคนทราบดีว่าเป็นส่ิงที่ไม่ดี โดยเฉพาะ “มลพิษทางทะเลและชายฝ่ัง” ที่มี แนวโน้มความรุนแรงเพ่ิมข้ึนทุกปี ซึ่งสอดคลองก้ บอั ตราการเพั ่ิมข้ึนของประชากรโลกและความ เจริญกาวหน้ าทางด้ านเทคโนโลย้ ี กบคั าถามทํ ี่เกิดข้ึนทุกคร้ังเมื่อเกิดมลพิษทางทะเลและชายฝ่ัง ก็คือ ความเสียหายที่เกิดข้ึนมากน้อยเพียงใด เกิดข้ึนกบใครบั าง้ มาตรการป้ องกนและแกั ไขจะท้ าอยํ ่างไร ดังน้นเพั ื่อที่จะตอบคาถามเหลํ ่าน้ี จําเป็นที่จะตองพ้ ิจารณาและศึกษาถึง ชนิดของสารที่ก่อใหเก้ ิดปัญหา มลพิษในทะเล ผลกระทบที่เกิดข้ึนจากการเพ่ิมข้ึนของสารมลพิษ ต่อสภาพแวดลอม้ พืชและ สัตวใน์ ทะเล ผลกระทบเกี่ยวเนื่องที่จะเกิดข้ึนต่อแหล่งอาหาร สุขภาพอนามยของมนั ุษย ์ การค้า การท่องเที่ยว ผลต่อระบบนิเวศและการอนุรักษทร์ ัพยากรธรรมชาติในทะเล ข้อมูลท้งหมดจะนั ามาใํ ชในการก้ าหนดํ แนวทางและมาตรการที่ควรจะกระทาเพํ ื่อลดปัญหาที่เกิดข้ึนต่อไป

1.2. แหล่งกาเนํ ิดมลพิษ

ทะเลและชายฝ่ัง นอกจากเป็นแหล่งอาหารของมนุษยแหล์ ่งใหญ่แหล่งหนึ่งแล้ว ยังเป็นแหล่ง ทรัพยากรธรรมชาติที่มีความหลากหลายและมีคุณค่ามากมาย ปัจจุบันแหล่งทรัพยากรทางทะเลและ

ชายฝ่ังเสื่อมโทรมอย่างมาก ทั้งน้ีเนื่องมาจากทะเลและชายฝ่ังเป็นแหล่งสุดทายท้ ี่รองรับของเสียจาก แหล่งต่างๆ ซึ่งถูกพดมาตามลั านํ ้าแลํ วสะสมก้ นั นอกจากน้ียังมีสาเหตุสําคญมาจากการพั ฒนาดั าน้ เศรษฐกิจอย่างรวดเร็วบริเวณชายฝ่ัง ส่งผลให้มีการใชทร้ ัพยากรอย่างฟุ่มเฟือย โดยไม่คานํ ึงถึงความ เสื่อมโทรที่จะเกิดข้ึนกบทรั ัพยากรธรรมชาติและส่ิงแวดลอม้ การนําเทคโนโลยีและวิทยาการต่างๆ มาใช้ในการดําเนินกิจกรรมท้ังในภาคการเกษตร อุตสาหกรรม พาณิชยกรรม และการท่องเที่ยว ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดข้ึนก่อให้เกิดปัญหาจนเกิดเป็น มลพิษทางทะเลและชายฝ่ัง นํ้าทะเลเสื่อมคุณภาพ สร้างความเสียหายต่อพืชและสัตว์ที่อยอาศู่ ยในทะเลั และบริเวณชายฝ่ัง และความเสียหายที่เกิดข้ึนน้ีก็ส่งผลยอนกล้ บมายั งมนั ุษย ์ แหล่งกาเนํ ิดมลพิษ ดังกล่าวสามารถแบ่งออกไดเป้ ็น 2 ประเภท ดังน้ี 1. 2.1. แหล่งกาเนํ ิดมลพษจากชายฝิ ั่ง

1.2.1.1. ชุมชน (Communities) ชุมชนบริเวณชายฝ่ังทะเลและปากแม่นํ้าที่มีชุมชน หนาแน่น เป็นแหล่งก่อให้เกิดมลพิษจากกิจกรรมต่างๆ ไม่ว่าจะมาจากอาคารบานเร้ ือน ตลาดสด สํานกงานั โรงพยาบาล เป็นต้น ซึ่งน้าทํ ิ้งจากแหล่งดงกลั ่าวมีความสกปรกสูง เช่น ปริมาณฟอสฟอรัส และไนโตรเจนสูง ทําให้พืชน้าเจรํ ิญเติบโตอยางรวดเร่ ็ว เป็นเหตุให้ต้องใชออกซ้ ิเจนในการสังเคราะห์ แสงมากข้ึน จนทาใหํ แหล้ ่งน้าเกํ ิดภาวะขาดออกซิเจน และเสื่อมคุณภาพได ้ ส่วนขยะหรือของเสียที่เป็น ของแข็ง ไดแก้ ่ โฟม ยาง ขวดแกว้ และวสดั ุที่ทําจากพลาสติกต่างๆ อาจมีอันตรายต่อสัตว์นํ้าเพราะคิดวา่ เป็นอาหาร เนื่องจากขยะดงกลั ่าวใชเวลาในการย้ อยสลายนาน่ เช่น กระป๋ องอลูมิเนียมมีอาย ุ 200-300 ปี ขวดพลาสติกมีอาย ุ 450 ปี โฟมมีอาย ุ 500 ปี ขวดแกวไม้ ่สามารถยอยสลายได่ ้ ของเสียและขยะเหล่าน้ี มักจะมาจากชุมชนที่ติดกบแมั ่น้าทํ ี่ไหลสู่ทะเล หรือชุมชนที่อยติู่ ดกบทะเลั ของเสียที่ถูกทิ้งดงกลั ่าวเมื่อ ถูกพดเขั าส้ ู่ชายฝ่ังจะทาใหํ บร้ ิเวณน้นสกปรกั เสียทศนั ียภาพ และไม่เหมาะแก่การท่องเที่ยว 1.2.1.2 อุตสาหกรรม (Industrial Plants ) แบ่งออกตามประเภทของสารมลพิษ ได้ดังน้ี ก. อินทรีย์สาร (Organic Matter) โรงงานที่ก่อใหเก้ ิดอินทรีย์สาร ไดแก้ ่ โรงงาน กระดาษ ผลิตภณฑั ์ อาหาร น้าตาลํ เหล้า และเบียร์ เป็นต้น โดยน้าทํ ิ้งจากแหล่งดงกลั ่าวมกมั ีปริมาณ ฟอสฟอรัสและไนโตรเจนสูง ทําใหการเจร้ ิญของแบคทีเรียและเช้ือราเพ่ิมมากข้ึน ซึ่งจุลินทรีย์เหล่าน้ีจะ ใชออกซ้ ิเจนในการยอยสลายอ่ ินทรีย์สาร ปริมาณออกซิเจนในน้าจํ ึงลดลงและมีคาความสกปรกในรู่ ปบี โอดีสูง ทําให้สัตว์นํ้าติดเช้ือหรือขาดก๊าซออกซิเจนจนตาย ภาวะมลพิษแบบน้ีสังเกตไดจากการเก้ ิดน้าํ เน่าเหม็น

ข. ความร้อน (Heat) เกิดจากการปล่อยน้าจากระบบหลํ ่อเยนของโรงงาน็ อุตสาหกรรมประเภทต่างๆ โดยน้ําที่ปล่อยมีอุณหภูมิสูงกว่าน้ําในสภาพแวดล้อม ทําให้ปริมาณ ออกซิเจนที่ละลายในน้าลดลงํ และเกิดการเปลี่ยนแปลงขบวนการเมตาโบลิซึมของสัตว์นํ้า เช่น การ หายใจ การกินอาหารและมีผลต่อการวางไข่ของปลา ส่วนสัตว์ที่เคลื่อนที่ไดอาจจะอพยพไ้ ปอยทู่ ี่อื่นซึ่ง เป็นการสูญเสียแหล่งอาหาร

ค. โลหะหนัก (Heavy Metals ) เกิดจากการทิ้งของเสียจากโรงงงานที่มีโลหะหนกปนั อย ู่ เช่น โรงงานทาพลาสตํ ิก ผลิตคลอรีน เครื่องไฟฟ้ าบางชนิด และสีกนเพรั ียง เป็นต้น โลหะหนกสั ่วน ใหญ่ที่พบไดแก้ ่ ปรอท ตะกว่ั แคดเมี่ยม ทองแดง สังกะสี เหล็ก แมงกานีส โคบอลท ์ และเงิน เป็นต้น สารเหล่าน้นสามารถสะสมและถั ่ายทอดไปตามห่วงโซ่อาหารในสัตว์นํ้า (Bioaccumulation) ซึ่งจะเพ่ิม ปริมาณมากข้ึนจนถึงระดบทั ี่อาจเป็นอนตรายตั ่อผบรู้ ิโภคสตวั ์นํ้าได ้ ง. สารโพลีคอรีเนเต๊ดไบเฟนิล (Polychlorinated Biphenyls , PCBs) ใชใน้ อุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น อุตสาหกรรมไฟฟ้ า โรงงานทาพลาสตํ ิก และสี เป็นต้น สารเหล่าน้ีมีความ เป็นพิษสูง ไม่สามารถยอยสลายทางช่ ีวภาพ และเป็นสารที่ถ่ายทอดสะสมตามห่วงโซ่อาหาร นอกจากน้ี ยังเป็นสารที่ก่อใหเก้ ิดโรคมะเร็งได ้ 1.2.1.3. เกษตรกรรม (Agriculture) ประเทศไทยได้พัฒนาจากระบบเกษตรกรรมมาสู่ระบบอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็นการ ปลูกพืชต่างๆ การเล้ียงสัตว ์ การเพาะเล้ียงสัตว์นํ้า กิจกรรมต่างๆ เหล่าน้ีก่อให้เกิดมลพิษทางทะเลได้ ดังน้ี

ก. การเพาะเลยงสี้ ัตว์นํ้า (Aquaculture) พบทวไปบร่ั ิเวณป่าชายเลน ปากแม่นํ้า และ คลองต่างๆ ที่ติดกบชายฝั ่ังทะเล โดยเฉพาะการเพาะเล้ียงกุงทะเล้ ซึ่งมีการปล่อยน้าทํ ิ้งที่มีคุณภาพตํ่า ประกอบดวยของเส้ ียจากการขบถั ่าย ตะกอนดิน สารเคมี และ ยาปฏิชีวนะ เป็นต้น ในน้าทํ ิ้งยงประกอบั ไปดวย้ ธาตุอาหาร เช่น แอมโมเนีย ไนไตรท ์ ไนเตรท และฟอสเฟต สามารถก่อใหปรากฎการณ้ ์ยูโทร ฟิเคชน่ั (Eutrophication) ในทะเลได ้ โดยปริมาณมลภาวะที่ผลิตจากบ่อเล้ียงกุงก้ ุลาดาแบบพํ ฒนาดั ัง แสดงในตารางที่ 1.1

ตารางที่ 1.1 ปริมาณมลภาวะที่เกิดจากฟาร์มเล้ียงกงกุ้ ลาดุ าแบบพํ ฒนาั

คุณภาพน้าํ ระหวางการเลี่ ้ยง (ตัน/ปี) ระหวางการจ่ ับ (ตัน/ปี) ไนโตรเจนรวม 1,273.9 7,643.4

ฟอสฟอรัสรวม 50.8 417.8

บีโอดี 4,675.5 9,544.7

ไนเตรท-ไนโตรเจน 30.8 350.0

ไนไตรท-์ ไนโตรเจน 50.5 206.4

แอมโมเนีย-ไนโตรเจน 299.5 1,093.3

ที่มา : กรมควบคุมมลพิษ (2545)

ข. การเพาะปลูก (Agriculture) เกษตรกรโดยทวไปจะใช่ั ยาฆ้ ่าแมลง ยากาจํ ดวั ชพั ืช และปุ๋ย ในการป้ องกนการสั ูญเสียผลผลิตและเพ่มผลผลิ ิต สารเคมีเหล่าน้ีสามารถแพร่กระจายลงสู่แหล่ง นํ้าผวดิ ินและใต้ดิน และถูกถ่ายเทลงสู่ทะเลได ้ โดยเฉพาะยากาจํ ดศั ตรั ูพืชจะถูกดูดซึมผานแพลงก่ ตอน์ พืช และสารแขวนลอยในน้าํ แลวถ้ ่ายทอดและสะสมเพ่ิมข้ึนตามระดับในระบบห่วงโซ่อาหาร 1.2.1.4. การท่องเทยวี่ (Tourism)

ปัจจุบนการทั ่องเที่ยวทะเลได้รับความนิยมสูง และผลที่ตามมาคือการเพ่ิมปริมาณขยะ มูลฝอย ของเสีย และน้าทํ ิ้งจากสถานที่พักตากอากาศ ร้านอาหารและสถานบริการอื่นๆ รวมท้งเรั ือ โดยสาร ทําให้นํ้าทะเลมีคุณภาพเสื่อมลง นอกจากน้ียังเป็นการทาลายทรํ ัพยากรธรรมชาติทางทะเล เช่น การทิ้งสมอเรือบริเวณ แนวประการัง ปัญหาเหล่าน้ียอมส่ ่งผลใหทร้ ัพยากรชายฝ่ัง ระบบนิเวศน์ใต้ท้อง ทะเล และทัศนียภาพของแหล่งท่องเที่ยวน้ันเสื่อมโทรมลง และยังมีผลต่อสุขภาพอนามัยของ นักท่องเที่ยวและประชาชนในทองถ้ ่ินน้นั รวมไปถึงส่งผลกระทบต่อการท่องเที่ยวและเศรษฐกิจดวย้ 1.2.1.5. ท่าเรือและสะพานปลา (Fishing Post)

บริเวณท่าเรือส่วนใหญ่มีการร่ัวไหลของน้ํามันจากการซ่อมเครื่องยนต์ การถ่าย นํ้ามนเครั ื่อง นํ้าทิ้งจากทองเร้ ือ และการทาความสะอาดเรํ ือ ส่วนท่าเทียบเรือประมงและสะพานปลา พบว่าน้าทํ ิ้งจากการลางท้ าความสะอาดสํ ัตว์น้าํ การลางท้ าความสะอาดทํ ่าและเรือประมง ไหลลงสู่

แหล่งน้าโดยตรงํ โดยไม่ผานการด่ กเศษชั ิ้นส่วนสตวั ์นํ้าและระบบบาบํ ดใดั จึงมกมั ีคราบไขมัน เศษซาก สัตว์นํ้า และเศษขยะมูลฝอยลอยอยบนผู่ วนิ ้าํ ซึ่งน้าทํ ิ้งเหล่าน้ีจะมีสารอินทรีย์ปนเป้ือนเป็นจานวนมากํ มี ผลต่อคุณภาพน้าและสํ ่ิงมีชีวิตในบริเวณน้นั

ภาพที่ 1.1. แหล่งกาหนดมลพิํ ษจากชายฝ่ังทะเล ที่มา : http://www.pcd.go.th/info_serv/water_marine.html#s4

1.2.2. แหล่งกาเนํ ิดมลพษในทะเลิ

กิจกรรมในทะเลที่ก่อให้เกิดปัญหาส่ิงแวดลอมทางทะเล้ มีอยู่หลายอย่างดวยก้ นั ที่ สามารถทาใหํ เก้ ิดภาวะมลพิษในทะเล ทําให้นํ้าทะเลเสื่อมโทรมลงจนเป็นอนตรายตั ่อสัตว์นํ้า กิจกรรม เหล่าน้ี ไดแก้ ่ 1.2.2.1. การรั่วไหลของนํ้ามัน (Oil Spill) เกิดจากอุบัติเหตุทางเรือ เช่น เรือชนกนั การอบปางของเรั ือ และกิจกรรมการเดินเรือ เช่น การถ่ายน้ามํ นเครั ื่อง การระบายน้าในทํ องเร้ ือ การขนถ่ายน้ามํ ัน การขุดเจาะก๊าซธรรมชาติ และ นํ้ามนในทะเลั นํ้าทิ้งเหล่าน้ีล้วนปนเป้ือนน้ามํ นกั ่อใหเก้ ิดผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมในทะเล้ เนื่องจาก นํ้ามนบนผั ิวน้าไปขํ ดขวางการถั ่ายเทก๊าซออกซิเจนระหว่างอากาศและน้าํ ทาใหํ ้สัตว์นํ้าขาดออกซิเจน ส่วนคราบน้ํามันจะเคลือบขนของสัตว์และถูกดูดซึมเขาไปในร้ ่างกาย ยับย้งการสั ืบพนธั ุ์และการ

เจริญเติบโต โดยเฉพาะไขนกจะไม่ ่สามารถฟักออกเป็นตวไดั ้ นอกจากน้ีคราบน้ามํ นยั งปั ิดก้นแสงสวั าง่ ที่สองลงมาสู่พื้นทองน้ ้ามํ ีผลต่อขบวนการสังเคราะห์แสงของพืชน้าํ นํ้ามนทั ี่ความเขมข้ นส้ ูงอาจทาใหํ ้ สัตว์นํ้าตายได ้ นํ้ามนทั ี่มีความหนาแน่นสูงเมื่อจมลงสู่พื้นทองทะ้ เลมีผลต่อสัตวหน์ าด้ ิน ผลกระทบที่ กล่าวมาน้ีจะทาใหํ ้สุนทรียภาพและความงามของแหล่งท่องเที่ยวหมด 1.2.2.2. ปรากฏการณ์นํ้าเปลยนสี่ ี (Red Tide)

ปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสีหรือที่ชาวประมงหรือวา่ "ขี้ปลาวาฬ" เกิดจากแพลงกตอนพ์ ืช บางชนิดที่รับธาตุอาหาร โดยเฉพาะไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และสภาวะที่เหมาะสมจึงเจริญเติบโตเพ่ิม จํานวนข้ึนรวดเร็ว ทําให้นํ้าทะเลมีสีเปลี่ยนไปตามสีของแพลงกตอนท์ ี่มีมาก การเกิดน้าทะเลเปลํ ี่ยนสี ทําใหปร้ ิมาณออกซิเจนละลายในน้าํ (DO) น้อยลงจนถึงระดบทั ี่สัตว์นํ้าไม่สามารถมีชีวิตอยไดู่ ้ หรือเกิด จากการอุดตนในชั ่องเหงือกโดยแพลงก์ตอน รวมท้งการตายลั งของแพลงกตอนพ์ ืชทาใหํ ้นํ้าทะเลเกิด การเน่าเสีย มีกล่ินเหม็น ชายฝ่ังสกปรก ทําลายทศนั ียภาพและการท่องเที่ยว นอกจากน้ีการบริโภคสัตว์ นํ้าที่สะสมสารพิษจากแพลงกตอนพ์ ืช โดยเฉพาะพวกหอยต่างๆ อาจทาใหํ เก้ ิดโรคพิษอมพาตในหอยั 1.2.2.3. การขุดเจาะก๊าซธรรมชาติ (Natural Field) ในก๊าซธรรมชาติและของเสียที่เกิดจากกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติมีสารปรอทอย ู่ แมแต้ ่น้าทํ ิ้งที่ผานการบ่ าบํ ดเบั ้ืองตนแล้ วย้ งพบวั าม่ ีสารปรอทเจือปนอยรู้่ อยละ 4 ซึ่งหากไม่มีการจดการั อยางถ่ ูกวิธีจะทาใหํ สารปรอทแพร้ ่ออกสู่ทะเลในที่สุด มาตรฐานคุณภาพน้าทะเลชายฝํ ่ังกาหนดปรํ ิมาณ ปรอทไวไม้ ่เกิน 0.1 ไมโครกรัมต่อลิตร (กรมควบคุมมลพิษ, 2538) อยางไรก่ ตามส็ ่ิงมีชีวิตในทะเล สามารถสะสมปรอทไวในเน้ ้ือเยื่อได้สูงหลายเท่าตวของความเขั มข้ นปรอทในน้ ้ํา ทําให้เกิดความ ผิดปกติต่างๆ อาทิ ความผิดปกติในการวางไข่ และการเจริญของตวอั ่อนสัตว์นํ้า เช่น ปลา กุง้ หอย เมื่อ คนบริโภคส่ิงมีชีวิตเหล่าน้ีก็จะทาใหํ ้เกิดการสะสมปรอทในไต ตับ สมอง และทางเดินอาหาร ซึ่งเป็น พิษต่อระบบประสาทส่วนกลาง 1. 2.2.4. การทาเหมํ ืองแร่ในทะเล (Offshore Mining)

สารมลพิษจากการทาเหมํ ืองแร่น้ี คือ ตะกอนที่เกิดจากการขดและลุ างแร้ ่จะฟุ้ งกระจาย และถูกพดพาไปในบรั ิเวณใกลเค้ ียง เนื่องจากการแพร่กระจายของตะกอนทาใหํ ้นํ้าขุ่นเป็นการทาลํ าย ความสวยงามของแหล่งท่องเที่ยว และไม่เหมาะสมต่อการดารงชํ ีวิตของปะการัง สัตว์นํ้าวยอั ่อนและ สัตว์นํ้าที่มีคุณค่าเศรษฐกิจ โดยตะกอนอาจไปอุดตนตามเหงั ือก หรือตกทบอยั บนตู่ วสั ัตว์นํ้า เนื่องจาก พื้นที่ที่ได้รับสัมปทานบัตรเหมืองแร่ส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณป่ าชายเลนและบริเวณใกล้เคียง จึงมี ผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ป่าชายเลนและการประมง นอกจากน้ีตะกอนที่เกิดข้ึนจะลดการส่องผานของ่

แสงลงสู่แหล่งน้าํ ทําให้อัตราการสังเคราะห์แสงของแพลงกตอนพ์ ืชลดลง การทาเหมํ ืองแร่ในทะเลจึง ส่งผลกระทบ อยางมากต่ ่อระบบนิเวศน์ของทรัพยากรสัตว์นํ้า 1. 2.2.5. การขุดลอกร่องนํ้า (Dredging )

การขุดลอกพ้ืนที่เพื่อจดทั าแนวรํ ่องน้าเขํ าท้ ่าเรือ มี 2 ขั้นตอน คือ การเคลื่อนยายด้ ิน ตะกอนจากพ้นทื องน้ ้าและการทํ ิ้งดินตะกอน ก่อใหเก้ ิดการเพ่ิมปริมาณตะกอนและสารแขวนลอยในน้าํ การเพิ่มความขนของนุ่ ้าการเปลํ ี่ยนแปลงลกษณะทางกายภาพของพั ้ืนทองน้ ้าํ ถ้ากรณีที่ทิ้งดินตะกอนใน ทะเลการเปลี่ยนแปลงจะเกิดจากการทบถมของตะกั อนดิน กรณีทิ้งดินตะกอนบนฝ่ังอาจก่อให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงลกษณะอั ุทกวิทยาของพ้ืนที่ เช่น ทิศทางการไหลของน้ําผิวดินและการเปลี่ยนแปลง ลักษณะสมุทรศาสตร์ชายฝ่ัง การฟุ้ งกระจายของสารอาหารและสารเป็นพิษ การเปลี่ยนแปลงปริมาณ ของพืชและส่ิงมีชีวิตที่อาศยอยั บนทู่ องน้ ้าํ

ภาพที่ 1.2. แหล่งกาหนดมลพิํ ษจากทะเล ที่มา : http://www.pcd.go.th/info_serv/water_marine.html#s4

1.3. การจําแนกสารมลพษทิ ปลี่ ่อยลงสู่ทะเลและชายฝั่ง 1.3.1. สารมลพษทิ ี่ย่อยสลายได้ (Degradable Wastes) มีองคประกอบของสารอ์ ินทรีย์เป็น ส่วนใหญ่ โดยทวไปสารอ่ั ินทรีย์เหล่าน้ีถือเป็นอาหารของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นส่ิงมีชีวิตเบ้ืองตนในระบบ้ ห่วงโซ่อาหารในทะเล ในสภาพที่มีออกซิเจน (Aerobic Condition) ผลที่จะไดจากการย้ ่อยสลาย

สารอินทรียเหล์ ่าน้ีโดยแบคทีเรีย (Anaerobic Bacteria) คือ คาร์บอนไดออกไซด ์ (CO2) นํ้า (H2O) และ

แอมโมเนีย (NH3) อยางไรก่ ตามหากสารมลพ็ ิษเหล่าน้ีถูกปล่อยลงสู่ทะเลมากเกินไป สามารถทาใหํ ้นํ้า ทะเลอยในภาวะขาดออกซู่ ิเจน (Anaerobic Condition) เกิดการเจริญของแบคทีเรียที่ไม่ใชออกซ้ ิเจน (Anaerobic Bacteria) โดยผลที่จะได้จากการยอยสลายแบคท่ ีเรียในกลุ่มน้ี สามารถทาใหํ เก้ ิด ไฮโดรเจน

ซัลไฟล ์ (H2S) และ มีเธน (CH4) อันจะก่อให้เกิดปัญหามลพิษตามมา แหล่งของสารมลพิษเหล่าน้ี ไดแก้ ่ ก. นํ้าทิ้งจากชุมชน (Urban Sewage) ข. ของเสียจากการเกษตร (Agricultural Wastes) เช่น มูลสตวั ์ ค. ของเสียจากโรงงานอาหารแปรรูป (Food Processing Wastes) เช่น โรงงานฆ่า สัตว ์ โรงงานน้าตาลํ โรงงานแปรรูปสตวั ์นํ้า เป็นต้น ง. ของเสียจากโรงกลนส่ั ุรา (Brewing and Distillery Wastes) จ. ของเสียจากโรงงานเยอกระดาษื่ (Paper Pulp Mill Wastes) ช. ของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมเคมีบางประเภท (Chemical Industry Wastes) ซ. โรงกลนน่ั ้ามํ ัน (Oil Spillager ) 1.3.2. ป๋ ุยจากการเกษตร (Fertilizers) จะมีผลเช่นเดียวกบสารอั ินทรีย์ กล่าวคือ ไนเตรท และ ฟอสเฟต จะถูกชะลางจากพ้ ้นทื ี่การเกษตรลงสู่ทะเล ทําใหเก้ ิดการเพ่ิมจํานวนของแพลงกตอนแ์ ละการ ตายของแพลงคตอนเหล์ ่าน้ีสะสมตามพ้ืนทองทะเลอาจท้ าใหํ เก้ ิดภาวะขาดออกซิเจน 1.3.3 สารที่เป็ นอันตราย ณ. จุดที่ปล่อย (Dissipating Wastes) เป็นมลพิษที่เกิดจาก อุตสาหกรรมบางประเภท โดยปัญหาของมลสารเหล่าน้ี จะเกิดข้ึนและมีผลทนทั ีต่อส่ิงแวดลอมใน้ บริเวณจุดที่ปล่อยออกมา การคงอยู่ของมลสารเหล่าน้ี จะข้ึนอย่กู บปั ัจจยอั ื่น ๆ เช่น อัตราการปล่อย กระแสน้าํ เป็นต้น สารมลพิษเหล่าน้ีไดแก้ ่ ก. ความร้อน (Heat) ที่เกิดจากระบบหล่อเยนจากโรงงานผล็ ิตกระแสไฟฟ้ า หรือระบบ หล่อเยนจากโรงงานต็ ่าง ๆ โดยทวไปจะปล่ั ่อยน้าทํ ี่มีอุณหภูมิสูงกวาปกต่ ิ 10 C ทะเลในเขตอบอุ่น (Temperate Seas) จะพบปัญหานอย้ แต่ในเขตร้อน (Tropical Seas) จะพบปัญหามากโดยเฉพาะ ในช่วงฤดูร้อน เนื่องจากช่วงฤดูร้อน อุณหภูมินํ้าเพ่ิมสูงใกล้ถึง Thermal Death Point ดังน้นั การ เพ่ิมข้ึนของอุณหภูมิของน้าํ จากน้ารํ ้อนที่ปล่อยจากโรงงานเหล่าน้ี อาจมีผลต่อสัตว์นํ้าได ้ (Clark et. at., 1997)

ข. กรดและด่าง (Acids and Alkalis) การปล่อยมลสารประเภทกรดและด่างส่วนใหญ่ จะมีผลนอยเน้ ื่องจากน้าทะเลมํ ีระบบบพเฟอรั ์ (Buffer) ค. ไซยาไนด ์ (Cyanide) ส่วนใหญ่จะมาจากโรงงานแยกโลหะ (Metallogical Industries ) ไซยาไนด์มีผลคอนข่ างน้ อย้ เนื่องจากละลายในน้าทะเลได้ํ อยางรวดเร่ ็ว ยกเว้น ในบริเวณที่ปล่อยออกมา 1.3.4 สารที่คงทนต่อการสลายตัว (Conservative Wastes) เป็นสารมลพิษที่มีความคงทนต่อ การสลายตัว และมีปฏิกิริยาอันตรายโดยตรงต่อพืชและสตวั ทะเล์ สารมลพิษเหล่าน้ี ไดแก้ ่ ก. โลหะหนัก - ปรอท (Mercury) - ทองแดง (Copper) - ตะกว่ั (Lead) - สังกะสี (Zinc) ข. สารฆ่าแมลงกลุ่มออร์กาโนคลอรีน (Organochlorine) - ดีดีที (DDT)

- สารโพลีคอรีเนเตดไบเฟน๊ ิล (Polychlorinated biphenyls; PCBs) ค. สารกมมั นตรั ังสี (Radioactivity) 1.3.5. ของเสียประเภทของแข็ง (Solid Wastes) ปัญหามลพิษในทะเลที่เกิดมลสารในกลุ่มน้ีใน ปัจจุบันมีแนวโนมเพ้ ่มสิ ูงข้ึนสารมลพิษประเภทน้ี ไดแก้ ่ ก. ของแขงจากอ็ ุตสาหกรรมพลาสติกต่าง ๆ ข. สารแขวนลอยขนาดเล็กที่เกิดจากกิจกรรมต่าง ๆ ไดแก้ ่ ค. จากการขุดลอกร่องน้าํ (Dredging Spoil) ง. จากการทําเหมืองแร่หรือดูดแร่ในทะเล จ. ขี้เถาจากโรงไฟฟ้ ้ า (Powdered Ash) ฉ. อนุภาคแร่ดินเหนียว (Clay) จากการขุดท้องทะเลเพื่อแยกเอากรวด ทราย ต่าง ๆ

1.4. ประเภทของการปล่อยสารมลพษลงสิ ู่ทะเลและชายฝั่ง 1.4.1. ปล่อยโดยตรง (Direct Outfalls) เป็นการปล่อยสารมลพิษโดยตรงลงสู่ทะเล ผานทางท่ ่อน้าทํ ิ้งซึ่งจะมีการกระทาเกํ ิดข้ึนในบริเวณต่าง ๆ ดังต่อไปน้ี ก. บริเวณปากแม่นํ้า (Estuary) บริเวณน้ีส่วนใหญ่จะเป็นจุดที่มีการจดตั ้งทั ่าเรือ และ กาเนํ ิดเป็นชุมชนและแหล่งอุตสาหกรรมในเวลาต่อมา ของเสียจากชุมชนและแหล่งอุตสาหกรรมก็จะ ถูกปล่อยลงสู่ทะเลโดยปราศจากการบาบํ ัด

ข. เมืองบริเวณชายฝ่ังทะเล (Coastal Towns) ที่มีของเสียจากชุมชน โรงงานอุตสาหกรรมและ โรงแรมต่าง ๆ ปล่อยลงสู่ทะเลโดยตรง ช. อุตสาหกรรมชายฝั่ง (Coastal Industry) โรงงานอุตสาหกรรม รวมถึงอุตสาหกรรมการ เล้ียงสตวั ์นํ้า เช่น กุงทะเล้ ปลาแซลมอล ล้วนเป็นแหล่งเพิ่มสารมลพิษลงสู่ทะเลทั้งสิ้น 1.4.2. จากแม่นํ้า (River Inputs) ของเสียที่พัดมาจากแม่นํ้าลงสู่ทะเล ไดแก้ ่ ก. สารอินทรีย์ (Organic Wastes) ที่พัดพามาจากตนน้ ้าํ (Upstream) ข. ปุ๋ ยและยาฆ่าแมลงจากการเกษตรและป่าไม ้ ที่มีการชะลางและพ้ ดพาลงสั ู่แม่นํ้า ค. นํ้ามัน และปิโตรเลียม จากถนนต่าง ๆ ที่ไปรวมกบนั ้าทํ ิ้งและมีการปล่อยลงสู่แม่นํ้า 1.4.3. ของเสียจากการเดินเรือ (Shipping) การเกิดอุบัติเหตุจากเรือบรรทุกสารพิษต่าง ๆ ไดแก้ ่ นํ้ามัน ก๊าซธรรมชาติ ยาปราบศตรั ูพืช สารเคมีที่ใชเพ้ ื่อการอุตสาหกรรม เป็นต้น 1.4.4. ของเสียที่ทิ้งห่างจากฝั่ง (Offshore Inputs) มีสารหลายชนิดที่สามารถก่อใหเก้ ิดมลพิษ มีการ นําไปทิ้งในทะเลบริเวณห่างฝ่ัง ไดแก้ ่ ก. การขดลอกรุ ่องน้าํ (Dredging Spoil) พบตามท่าเรือแลวน้ าไปทํ ิ้งในทะเลเปิดห่างฝ่ัง การขุดสํารวจหาแหล่งน้ํามัน ลักษณะเช่นน้ีอาจมีองค์ประกอบของโลหะหนัก เป็นการเคลื่อนสาร มลพิษจากแหล่งหนึ่งไปอีกแหล่งหนึ่ง ข. การนาเอานํ ้าทํ ิ้งจากชุมชนไปทิ้งในทะเล ค. จากอุตสาหกรรมนอกชายฝ่ังทะเล (Offshore Industrial Activities) เช่น จากอุตสาหกรรม การขดเจาะนุ ้ามํ นและกั ๊าซธรรมชาติ และมีการร่ัวไหลลงสู่ทะเล การดูดทรายจากพ้ืนทองทะเล้ การทํา เหมืองแร่แมงกานีสในทะเล เป็นต้น ง. ของเสียอื่นๆ เช่น การนาเอาเถํ าจากโรงไฟฟ้ ้ า กากของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมไปทิ้ง ทะเล 1.4.5 จากบรรยากาศ (Atmospheric Inputs ) การปนเป้ือนสารมลพิษจากบรรยากาศส่วนใหญ่จะ ลงมาพร้อมกบนั ้าฝนํ จากการประเมินปริมาณตะกว่ั (Lead) ที่ตกลงสู่ท้องทะเลท้งจากธรรมชาตั ิและ มนุษย์มีปริมาณถึง 400,000 ตัน/ปี กว่าครึ่งของปริมาณน้ีมาจากการการเผาไหมจากเคร้ ื่องยนต์ที่ใช้ นํ้ามัน ที่มีสารผสมตะกวเป่ั ็นองคประกอบและปล์ ่อยสู่บรรยากาศ ตะกว่ั เหล่าน้ีกจะตกลงมาพร็ ้อมกบั ฝน นอกจากน้ีปริมาณสารปรอทที่เติมลงสู่ทะเลจากกระบวนการระเบิดของภูเขาไฟ และจาก กระบวนการกดกรั ่อนต่าง ๆ จากพ้ืนดิน มีปริมาณสูงถึง 50,000 ตัน/ปี และกว่า 5,000 ตัน/ปี จาก อุตสาหกรรมที่ใชสารปรอทเป้ ็นองคประกอบ์ และกว่า 3,000 ตัน/ปี จะมาจากการเผาไหม้นํ้ามัน เช้ือเพลิงโดยเฉพาะถ่านหิน (Clark et. al., 1997).

บทท ี่ 2 มลพษจากนิ ํ้าทิ้ง

2.1. ความหมายของนํ้าทิ้ง (Wastewater) นํ้าทิ้ง (Wastewater) ตามพระราชบญญั ัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพส่ิงแวดลอม้ พ.ศ. 2535 หมายความวา่ ของเสียที่อยในสภาพเปู่ ็นของเหลว รวมท้งมลสารทั ี่ปะปนและปนเป้ือนอยู่ ในของเหลวน้นั ความหมายของน้าทํ ิ้ง หรือ นํ้าโสโครก สามารถให้คําจากํ ดความไดั หลายอย้ ่างตาม แหล่งที่มาของของเสีย ไดแก้ ่ Sanitary wastewater คือ น้าทํ ิ้งที่ถูกปล่อยออกมาจากบานเร้ ือน เป็นน้าทํ ิ้งที่รวมท้งนั ้าํ จากหองน้ ้าํ ห้องครัว และน้าซํ กเสั ้ือผ้า Domestic wastewater คือ นํ้าทิ้งที่ถูกปล่อยออกมาจากชุมชนซึ่งรวมถึงของบานเร้ ือน ตลาด และโรงพยาบาล Municipal wastewater คือ น้าทํ ิ้งที่อยในทู่ ่อน้าทํ ิ้งของเทศบาลเมือง ตามปกติแลวจะเป้ ็น นํ้าทิ้งที่ถูกปล่อยมาจากชุมชน แต่บางแห่งทางเทศบาลอนุญาตใหโรงงานอ้ ุตสาหกรรมปล่อยน้าํ ทิ้งรวมกบนั ้าทํ ิ้งที่ปล่อยมาจากชุมชน ทําให้นํ้าทิ้งในท่อระบายน้ามํ ีความสกปรกมากข้ึน Combine wastewater คือ น้าทํ ิ้งที่ประกอบดวยน้ ้าทํ ิ้งที่ถูกปล่อยมาจากชุมชน จาก โรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็ก และน้าลํ นผ้ วถนนิ

2.2. แหล่งกาเนํ ิดนํ้าทิ้ง 2.2.1. นํ้าทิ้งจากชุมชน (Domestic Wastewater) เป็นน้าทํ ิ้งที่ถูกใชมาแล้ วจากก้ ิจกรรม ต่าง ๆ ของประชาชนที่อยอาศู่ ยในชั ุมชน สําหรับชุมชนในที่น้ีหมายถึง อาคารบานเร้ ือน ที่พัก อาศัย โรงแรม โรงพยาบาล โรงเรียน ร้านค้า อาคารสานํ กงานั เป็นต้น ในที่นี้ไม่รวมถึงน้าฝนทํ ี่ ตกลงมาไหลลงท่อระบายน้าทํ ิ้ง ซึ่งโดยปกติท่อระบายน้าทํ ิ้งจากชุมชนจะมีอย ู่ 2 ท่อ คือท่อ ระบายน้าฝนํ (Storm Sewer) และท่อระบายน้าทํ ิ้ง (Sanitary Sewer) นํ้าทิ้งจากชุมชนน้ีส่วนมาก จะมีสิ่งสกปรกในรูปของสารอินทรีย์ (Organic Matters) เป็นองคประกอบท์ ี่สําคัญ และเป็น สาเหตุสําคญของการทั าใหํ ้คุณภาพน้าในแหลํ ่งน้าเสํ ื่อมโทรมลง

ตารางที่ 2. 1. ปริมาณน้าทํ ิ้งจากชุมชนของอาคารประเภทต่าง ๆ

ประเภทของอาคาร หน่วย ปริ มาณน้ําทิ้ง ประเภทของ หน่วย ปริมาณน้าทํ ิ้ง (ลิตร/วัน) อาคาร (ลิตร/วัน) อาคารสานํ ักงาน คน 70 ศูนยการค์ ้า คน 100 โรงพยาบาล เตียง 1000 โรงอาหาร คน 60 โรงแรม ห้อง 200 เรือนจํา คน 450 โรงเรียน นักเรี ย 150 สนามบิน คน 15 น ภัตตาคาร คน 50 ร้านกาแฟ คน 50 หอพัก คน 340 สถานีนํ้ามัน รถ 40 ที่มา : เกรียงศกดั ์ิ (2542)

2.2.2. นํ้าทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม (Industrial Wastewater) ไดแก้ ่ นํ้าทิ้งที่เกิดจาก กระบวนการ อุตสาหกรรมทุกข้นตอนตั ้งแตั ่การลางว้ ตถั ุดิบ กระบวนการผลิต การลางว้ สดั ุ อุปกรณ์และเครื่องจกรกลั ตลอดจนการทาความสะอาดโรงงานํ ลักษณะของน้าทํ ิ้งประเภทน้ีจะ แตกต่างกนไปตามประเภทของวั ตถั ุดิบ กระบวนการผลิต รวมท้งระั บบควบคุมและบารํ ุงรักษา องค์ประกอบของน้ําทิ้งประเภทน้ีส่วนใหญ่จะมีสิ่งสกปรกที่เจือปนอยู่ในรูปสารอินทรีย์ (Organic Matters) สาร อนินทรีย์ (Inorganic Matters) เช่น สารเคมี โลหะหนัก เป็นต้น 2.2.3. นํ้าทิ้งจากการเกษตรกรรม (Agricultural Wastewater) ไดแก้ ่ นํ้าทิ้งที่เกิดจาก กิจกรรมทางการเกษตร ครอบคลุมถึงการเพาะปลูกและการเล้ียงสัตว ์ ลักษณะของน้าทํ ิ้งประเภท นี้จะมีสิ่งสกปรกที่เจือปนอย ู่ ทั้งในรูปของสารอินทรีย์ (Organic Matters) และสารอนินทรีย์ (Inorganic Matters) ขึ้นอยกู่ บลั กษณะการใชั ้นํ้า การใช้ปุ๋ย และสารเคมีต่างๆ ถ้าหากเป็นน้าทํ ิ้ง จากพ้ืนที่เพาะปลูก จะพบสารอาหารจาพวกไนโตรเจนํ ฟอสฟอรัส โปรแตสเซียมและสารพิษ ต่างๆ ในปริมาณสูง แต่ถ้าเป็นน้าทํ ิ้งจากกิจการเล้ียงสัตว ์ จะพบส่ิงสกปรกในรูปของสารอินทรีย์ เป็นส่วนมาก 2.2.4. นํ้าทิ้งที่ไม่ทราบแหล่งกําเนิด (Non-point Source Wastewater) ไดแก้ ่ น้าฝนํ และน้าหํ ลากที่ไหลผานและชะล่ างความสกปรกต้ ่างๆ อาทิ กองขยะมูลฝอย แหล่งเก็บสารเคมี ฟาร์มเล้ียงสัตว ์ และคลองระบายน้าเสํ ียต่างๆ แม้ว่าน้าเสํ ียประเภทน้ีจะมีความเขมข้ นของสาร้

ปนเป้ื อนไม่สูงเหมือนกับน้ําทิ้งจากแหล่งกาเนํ ิดอื่นๆ ข้างต้น แต่มักจะเกิดข้ึนพร้อมกนในั ปริมาณครั้งละมาก ๆ 2.3. สารอนทริ ีย์ สารอินทรีย์นับเป็นองคประกอบหล์ กทั ี่สําคญในนั ้าทํ ิ้งที่ปล่อยจากชุมชน และโรงงาน อุตสาหกรรมบางชนิด เช่น โรงงานแปรรูปสัตว์นํ้า โรงงานสุรา เป็นต้น นํ้าทิ้งจากแหล่งเหล่าน้ี มักจะมีปริมาณสารอินทรีย์ในรูป Organic Carbon เกินกว่า 100 มิลลิกรัม/ลิตร เมื่อน้าทํ ิ้งถูก ปล่อยลงสู่แหล่งน้าจะสํ ่งผลกระทบต่อปริมาณออกซิเจน (Oxygen Demand) ที่ละลายในน้าํ หรืออาจเรียกของเสียประเภทน้ีอีกอยางหน่ ึ่งว่า Oxygen Demanding Waste นํ้าทิ้งที่มี สารอินทรีย์เป็นองคประกอบอย์ ู่ การยอยสลายสารอ่ ินทรีย์เหล่าน้ีโดยแบคทีเรียที่ใชออกซ้ ิเจน (Aerobic Bacteria) จะไดโมเลก้ ุล ของอนินทรีย์ต่าง ๆ ดังสมการ

C6H12O6+ 6O2 6H2O + 6CO2

จากกิจกรรมเหล่าน้ีทําให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ําลดลง ดังน้ันหากปริมาณ สารอินทรีย์มีมากเกินไปกเป็ ็นอัตรายต่อสตวั ์นํ้าได ้ ถ้าหากมีปริมาณออกซิเจนในน้าลดลงตํ ากวํ่ า่ 1.5 มิลลิกรัม/ลิตร อัตราการยอยสลายของแบคท่ ีเรียในสภาวะมีออกซิเจนจะลดลงและกลุ่ม แบคทีเรียที่เจริญไดในสภาวะไร้ ้ออกซิเจน หรือ Anaerobic Bacteria สามารถออกซิไดซ์สาร อนินทรีย์ไดในภาวะไร้ ้ออกซิเจน และผลจากการยอยสลายในสภาพด่ งกลั ่าว ทาใหํ เก้ ิดแก๊สพิษ

ไดแก้ ่ ไฮโดรเจนซลไฟลั ์ (H2S) แอมโมเนีย (NH3) และมีเธน (CH4) ซึ่งเป็นพิษต่อส่ิงมีชีวิต การ ยอยสลายในสภาพเช่ ่นน้ีจะเป็นไปได้ช้ากวาในสภาพม่ ีออกซิเจน

2.4. การวดปรั ิมาณสารอนทริ ีย์ในนํ้าทิ้ง การปล่อยของเสียต่างๆ ที่มีสารอินทรีย์ลงสู่แหล่งน้าํ สิ่งที่จําเป็นอยางย่ งท่ิ ี่ต้องพิจารณา ก็คือ ปริมาณออกซิเจนที่ต้องการในการย่อยสลาย เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดปัญหาสภาพแวดลอม้ ตามมา การวดปรั ิมาณออกซิเจนที่ใชในปฏ้ ิกิริยายอยสลายสามารถท่ าการวํ ดไดั หลายว้ ิธี 2.4.1. Biochemical Oxygen Demand (BOD) การใช้ค่า BOD เป็นตววั ดคั ุณสมบัติ นํ้าทิ้งทางดานว้ ิศวกรรมสุขาภิบาล (Sanitary Engineer) เป็นค่าที่แสดงถึงความสกปรกมากนอย้ ของน้าทํ ิ้งจากชุมชนและโรงงานต่างๆ สามารถบ่งบอกถึงค่าภาวะของสารอินทรีย์ (Organic loading) โดยค่า BOD เป็นปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียใชในการย้ อยสลายสารอ่ ินทรีย์ ที่ 20

องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 5 วัน การทดสอบค่า BOD เกิดข้ึนคร้ังแรกในประเทศองกฤษั โดย The United Kingdom Royal Commission on Sewage Disposal เพื่อป้ องกนการเกั ิดปัญหา มลพิษในแง่การลดลงของออกซิเจน (Deoxygenation ) ของน้าในแหลํ ่งน้าทํ ี่เกิดจาก

สารอินทรีย์ต่าง ๆ ค่า BOD ในน้าเสํ ียในระยะเวลา 5 วัน (BOD5) นิยมใช้กนมากั แต่จริงๆ แล้ว สารอินทรีย์ในตวอยั างน่ ้าเสํ ียที่สามารถยอยสลายได้มั่ กใชเวลาประมาณ้ 20 วัน ในการยอยสลาย่ ใหหมดส้ ิ้น ดังภาพที่ 2.1

เกิดข้ึนไดเม้ ื่อมีจุลชีพชนิด Nitrifying organisms มากพอ

Nitrogenous ปริมาณออกซิเจนที่ เกิด Nitrification ขึ้น Biochemical Oxygen ต้องการ (มก/ลิตร) Demand (CBOD)

Carbonaceous Biochemical Oxygen Demand (CBOD)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 เวลา (วัน)

ภาพที่ 2.1. กราฟแสดงคา่ BOD สําหรับน้าเสํ ียโดยทวไป่ั ( เกรียงศกดั ์ิ, 2542)

2.4.2. Chemical Oxygen Demand (COD) เป็นปริมาณของออกซิเจนที่ใชในการ้

ออกซิไดซ์ทางเคมีโดยการเติมสาร Oxidant เช่น Potassium permanganate (KMnO4) หรือ

Potassium dichromate (K2Cr2O4) จากน้นกั ทํ็ าการตรวจวดสารั Oxidant ที่คงเหลือจากการ ออกซิไดซ์ แต่การทดสอบค่า COD จะไม่สามารถวดอั ตราการยั ่อยสลายและสัดส่วนของ สารอินทรีย์ยอยสลายโดยแบคที่ เรีย 2.4.3. Theoretical Oxygen Demand (ThOD) ทฤษฎีที่วาด่ วยปร้ ิมาณออกซิเจนที่

ต้องการในการยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ (Organic Matter) เป็น CO2 + HO2 อยางสมบ่ ูรณ์ ในน้าทํ ิ้งมกจะประกอบไปดั วย้ คาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน ซึ่งสามารถ คํานวณหาคาของ่ ThOD ได้ถ้ารู้สูตรเคมีของสารประกอบน้นั ตัวอย่าง นํ้าตาลกลูโคส

C6H12O2 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O 180 192 คา่ ThOD ของสารละลายน้าตาลกลํ ูโคส 300 มิลลิกรัม/ลิตร สามารถคานวณไดํ จาก้ 192 X 300 = 321 mgThOD 180 การคานวณคํ า่ ThOD ในน้าทํ ิ้งเป็นเรื่องที่ทําไดยากเน้ ื่องจากไม่ทราบถึงสูตรโครงสร้าง ทางเคมีของสารอินทรีย์ที่เป็นองคประกอบอย์ ทัู่ ้งหมด

2.4.4. Total Oxygen Demand (TOD) การหาค่า TOD สามารถรู้ผลไดภายใน้ 3 นาที และง่ายต่อการวิเคราะห์หามากวาค่ ่า BOD และ COD แต่จําเป็นตองใช้ เคร้ ื่องมือที่มีราคาแพง หลกการวั ิเคราะห์หาคา่ TOD คือ ใช้กระบวนการเผา ดังสมการดงตั ่อไปน้ี

C + O2 CO22

H2 + ½ O2 H2O

N + ½ O2 NO

ซึ่งสามารถรวมสมการได้ดังน้ี

2NH2CONH2 + 5O2 2CO2 + 4NO + 4H2O

2.5. การเจือจางของนํ้าทงทิ้ ปลี่ ่อยลงทะเล

ในน้าทะเลทํ ี่อิ่มตวจะมั ีปริมาณออกซิเจนที่พอเพียงสาหรํ ับ BOD5 โดยจะมีปริมาณค่า

ออกซิเจนละลายน้าํ 8.0-8.5 มิลลิกรัม/ลิตร แต่ในน้าทะเลทํ ี่มีสารปนเป้ือนต่าง ๆ ที่มีค่า BOD5

สูง เช่น นํ้าทิ้งจากชุมชน โดยทวไปม่ั ีค่า BOD5 ประมาณ 500 มิลลิกรัม/ลิตร นํ้าทิ้งจาก

โรงงานผลิตเบียร์ มีค่า BOD5 70,000 มิลลิกรัม/ลิตร เป็นต้น ดังน้นจั ึงมีความจาเปํ ็นที่จะตอง้

ลดค่า BOD5 เหล่าน้ีใหอย้ ในภาวะปกตู่ ิ คือประมาณ 8 มิลลิกรัม/ลิตร วิธีการที่ง่ายที่สุดในแง่ การสุขาภิบาลในอดีต กคือการเจื็ อจางของเสีย (Waste Dilution) โดยการปล่อยของเสียที่มีความ

เขมข้ นมากลงส้ ู่แหล่งน้าทํ ี่มีปริมาณน้ามากกวํ ่า เช่น แม่นํ้า ทะเล การเคลื่อนที่ของมวลน้าทํ าใหํ ้ เกิดการผสมผสานเกิดการเจือจางข้ึน บริเวณที่มีการผสมกนและทั าใหํ ้เกิดการเจือจาง เรียกว่า Mixing Zone การเจือจางจะทาใหํ ความเข้ มข้ นของสารลดลงตามระยะทาง้ อยางไรก่ ตาม็ อัตรา การเจือจางจะข้ึนอยกู่ บั - อัตราการไหลของน้าํ (Water Flow Rate) - ปริมาณของสารที่ปล่อยออกมา (Organic Load) - ปริมาณของมลสารที่มีอยกู่ ่อนในแหล่งน้าํ

ตัวอย่างทฤษฎการเจี ือจาง อัตราการไหลของน้าในแมํ ่นํ้า (River Flow) 8 ลูกบาศกเมตร์ /วินาที มีค่า BOD 2 มิลลิกรัม/ลิตร อัตราการปล่อยน้าทํ ิ้ง (Effluent Input) 1 ลูกบาศกเมตร์ /วินาที มีคา่ BOD 20 มิลลิกรัม/ลิตร BOD หลงการเจั ือจาง = BOD ท้งหมดั (Total BOD) ปริมาตรท้งหมดั (Total Volume) = (8x2) + (1x20) (8 + 1) = 4 มิลลิกรัม/ลิตร

ภาพที่ 2.2. แสดงการเกิด Mixing Zone ในบริเวณที่มีการปล่อยน้าทํ ิ้ง (Clark et. al., 1997)

2.6. การใช้ออกซิเจนในนํ้าในนํ้าทิ้ง กิจกรรมของแบคทีเรียจาเปํ ็นตองใช้ ออกซ้ ิเจน เมื่อมีปริมาณของสารอินทรีย์ปล่อยลงสู่ แหล่งน้ํา อัตราการใช้ออกซิเจนในการย่อยสลายก็เพ่ิมสูงข้ึน เมื่อการใช้ออกซิเจนมีสูงจน ปริมาณออกซิเจนลดตากวํ่ าจ่ ุดอ่ิมตัว (Under-saturation) จนถึงจุดวิกฤต (Critical Point) ซึ่งเป็น จุดที่อัตราการเติมออกซิเจนตากวํ่ าอ่ ตราการใชั ออกซ้ ิเจน สภาพเช่นน้ีจะทาใหํ ปร้ ิมาณออกซิเจน ในน้าลดตํ าลงจนเปํ่ ็นอนตรายไดั ้ (ภาพที่ 2.3) ในสภาพที่แหล่งน้ามํ ีสารอินทรีย์น้อย การใช้ ออกซิเจนโดยแบคทีเรียจะมีน้อย ขณะเดียวกันก็มีการเติมออกซิเจนลงในน้ํา (Re-aeration) สภาวะเช่นน้ีจะทาใหํ ในน้ ้าเกํ ิด Oxygen Sag แต่ถ้าหากมีสารอินทรีย์ปล่อยลงมามาก กอาจท็ ํา ใหแหล้ ่งน้าอยํ ในสภาพไรู่ ้ออกซิเจนไดเช้ ่นกนั

ภาพที่ 2.3. ลักษณะการใชออกซ้ ิเจนในบริเวณที่มีการปล่อยน้าทํ ิ้ง (Clark et. al., 1997)

บริเวณปากแม่นํ้าเป็นแหล่งรองรับสารอินทรีย์ที่สําคัญ โดยเฉพาะน้าทํ ิ้งจากชุมชน (Sewage) แต่เนื่องจากบริเวณน้ีเป็นเขตที่ได้รับอิทธิพลจากการข้ึนลงของน้าํ ดงนั ้นปั ัญหาเรื่อง มลพิษจากสารอินทรีย์บริเวณปากแม่นํ้า ขึ้นอยกู่ บปั ัจจยดั งตั ่อไปน้ี 1. การตกตะกอน (Settlement) แม้ว่าอนุภาคของอินทรีย์สารต่างๆ ที่ไหลผานลงส่ ู่ ทะเล บางส่วนมีการเจือจาง แต่บางส่วนกจะตกตะกอนในบร็ ิเวณปากแม่น้าํ เป็นไปตามกฎของ Stoke’s Law โดยอัตราการตกตะกอน ขึ้นอยกู่ บั

- ขนาดของอนุภาค - ความหนาแน่น - แรงตึงผวของนิ ้าํ - ความเร็วของกระแสน้าํ นอกจากน้ีในบริเวณปากแม่นํ้า มีการเปลี่ยนแปลงค่า pH และ Redox Potential เนื่องจากมีนํ้าจืดไหลผ่านเขาไปผสมก้ บนั ้ําทะเลตลอดเวลา ลักษณะเช่นน้ีอาจเป็นการเพ่ิม กระบวนการดูดซับ (Adsorption) ยาฆ่าแมลง และธาตุโลหะต่าง ๆ และมีนํ้าหนกเพั ่ิมข้ึนและ ตกตะกอนในบริเวณปากแม่นํ้า เป็นการเพ่ิมท้งสารอั ินทรีย์ ยาฆ่าแมลง และธาตุโลหะต่าง ๆ ใน เวลาเดียวกนั 2. Residence Time เป็นระยะเวลาในการนาเอาสารมลพํ ิษเขาและน้ าออกไปจากํ บริเวณปากแม่นํ้า บริเวณปากแม่นํ้าที่มีค่า Residence Time ยาวนาน และมีการปนเป้ือน สารอินทรีย์ในปริมาณมาก อาจทาใํ ห้แหล่งน้ําเกิดภาวะไร้ออกซิเจนในบางส่วนที่เรียกว่า Anoxic Zone บริเวณน้ีกจะไม็ ่มีสิ่งมีชีวิตอาศยอยั ู่ 3. การแบ่งช้นของนั ้าํ (Stratification) ในบริเวณปากแม่นํ้ามีนํ้าจืดไหลลงมาผสมกบนั ้าํ ทะเลอาจทาใหํ เก้ ิดการแบ่งช้นของนั ้าเกํ ิดข้ึนมีลักษณะเป็นรูปล่ิม ดังน้นั หากมีการปล่อยสาร มลพิษลงในระดบนั ้าดํ านล้ ่างซึ่งมีความหนาแน่นมาก ส่งผลให้เกิดภาวะไร้ออกซิเจน (Anoxic Zone) ไดเช้ ่นเดียวกนั เนื่องจากการแพร่ของออกซิเจนจากส่วนที่เป็นน้าจํ ืดซึ่งอยดู่ านบนล้ งสู่ นํ้าเคมท็ ี่อยดู่ านล้ ่างจะเป็นไปได้ช้า 4. ช่วงเวลาในการปล่อยของเสีย การปล่อยสารมลพิษลงในบริเวณปากแม่นํ้าในช่วงน้าํ ลง (Falling Tide) จะก่อใหเก้ ิดปัญหามลพิษในทะเล มากวาในช่ ่วงน้าขํ ้ึน (Rising Tide) ทั้งน้ี เนื่องจากมวลของน้าและการผสมํ (Mixing) ที่เกิดข้ึนในช่วงน้าลงจะมํ ีน้อยกวาในช่ ่วงน้าขํ ้ึน

2.7. ผลกระทบทเกี่ ดขิ นจากนึ้ ํ้าทิ้ง เนื่องจากน้าทํ ิ้งมีสารอินทรีย์เป็นองคประกอบหล์ ัก ดังน้ันเมื่อน้าทํ ิ้งเหล่าน้ีถูกปล่อยลงสู่ บริเวณชายฝ่ังและในทะเล สามารถส่งผลกระทบต่อสภาพแวดลอมสามารถสร้ ุปได้ดังน้ี 1. ลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้าํ เนื่องจากการยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ที่เป็น องคประกอบในน์ ้าทํ ิ้งโดยแบคทีเรีย จําเป็นตองใช้ ออกซ้ ิเจน ดังน้นหากมั ีสารอินทรีย์มาก การ ยอยสลายม่ ีมาก การใชออกซ้ ิเจนกมากข็ ้ึนตามไปด้วย ส่งผลใหปร้ ิมาณออกซิเจนไม่เพียงพอ

2. เพ่ิมธาตุอาหารในแหล่งน้าํ เนื่องจากการยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ในน้าทํ ิ้งจะทํา ใหเก้ ิดธาตุอาหาร โดยเฉพาะอยางย่ งอน่ิ ินทรีย์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส สามารถส่งผลใหเก้ ิด ปรากฏการณ์ยูโทรฟิ เคชั่นตามมา นอกจากน้ีนํ้าทิ้งบางประเภทอาจมีธาตุอาหารเป็น องคประกอบอย์ ู่ เช่น นํ้าทิ้งจากการซกลั างท้ ี่มีการใชผงซ้ กฟอกั 3. ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตที่อาศยอยั ในนู่ ้าํ โดยการลดลงของออกซิเจนในน้าสามารถํ ทําให้สัตว์นํ้าตายเนื่องจากขาดออกซิเจน ส่วนที่ไม่ทําให้สัตว์นํ้าตายกจะท็ าใหํ เก้ ิดการอพยพยาย้ ถิ่นเกิดข้ึน (Migration) ส่งผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพ นอกจากน้ีสารอินทรีย์ยังสามารถ ส่งผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตในน้าโดยไปอํ ุดตนระบบหายใจั 4. ผลกระทบต่อสตวั หน์ าด้ ิน การเพิ่มข้ึนของปริมาณสารอินทรียบร์ ิเวณพ้ืนทองทะเล้ จะส่งผลต่อประชาคมของสัตวหน์ าด้ ิน โดยเมื่อมีการยอยสารอ่ ินทรียเก์ ิดข้ึนมากก็ส่งผลต่อ ปริมาณออกซิเจนในน้าํ และการเกิดไฮโดรเจนซลไั ฟด์ จนนาไปสํ ู่การลดลงของชนิดและมวล ชีวภาพของสตวั หน์ าด้ ิน 5. ผลกระทบจากสารมลพิษบางชนิดที่อาจเป็นองคประกอบในน์ ้าทํ ิ้ง ที่มาจากอาคาร บ้านเรือน จากพ้นทื ี่เกษตรกรรม และโรงงานอุตสาหกรรม สารมลพิษเหล่าน้ี ไดแก้ ่ ยาฆ่าแมลง โลหะหนัก และสารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ เป็นต้น สารมลพิษเหล่าน้ีสามารถสะสมใน ส่ิงมีชีวิตและระบบห่วงโซ่อาหารได ้ 6. ผลกระทบต่อมนุษย ์ โดยในน้าทํ ิ้งที่มาจากอาคารบานเร้ ือนอาจมีองคประกอบของ์ เช้ือโรคบางชนิด เช่น โคลิฟอร์มแบคทีเรีย และปรสิต ซึ่งสามารถก่อใหเก้ ิดอนตรายตั ่อสุขภาพ ของมนุษยได์ ้

2.8. การบําบัดนํ้าทิ้งจากชุมชน (Sewage Treatment) แม้ว่าสารมลพิษประเภทสารอินทรีย์จะสามารถเจือจาง (Dilution) กบนั ้าทะเลซํ ึ่งมีอยในู่ ปริมาณมากและพ้ืนที่กว้างขวาง แต่ถ้าหากมีปริมาณที่มากจนเกินไปและเกินกวาธรรมชาต่ ิจะรับ ได้กส็ ่งผลทาใหํ เก้ ิดปัญหามลพิษได ้ โดยทวไปค่ั ุณภาพน้าทํ ิ้งที่ปล่อยลงสู่แหล่งน้าไมํ ่ควรมี ค่า BOD เกิน 20 มิลลิกรัม/ลิตร การบาบํ ดนั ้าทํ ิ้งก่อนปล่อยมีอยหลายขู่ ้นตอนั ขึ้นอยกู่ บั คุณภาพน้าทํ ิ้งที่ต้องการ นํ้าทิ้งจากชุมชน (Urban Sewage) ที่ปล่อยลงสู่ทะเล กวา่ 95% มีองคประกอบของน์ ้าํ และของเสียที่เติมลงไปโดยมนุษย ์ ขั้นตอนในการบาบํ ดนั ้าทํ ิ้งเหล่าน้ีจะมีอยหลายขู่ ้นตอนกั ่อนที่ จะปล่อยลงสู่ทะเล

หลกการบั าบํ ดนั ้าเสํ ีย สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบ ไดแก้ ่ การบาบํ ดโดยใชั หล้ กการั ทางกายภาพ (Physical Forces ) เรียกวา่ Unit Operations และการบาบํ ดโดยใชั หล้ กทางเคมั ีและ ชีวภาพ (Chomical and Biological Reactions) เรียกว่า Unit Processes แต่ปัจจุบันได้มีการ ผสมผสานหลกการบั าบํ ดนั ้าเสํ ียท้งสองดั งกลั ่าวเขาด้ วยก้ นั และสามารถแบ่งออกเป็นการบาบํ ัด ขั้นปฐมภูมิ (Primary Treatment) การบาบํ ดขั ้นทั ุติยภูมิ (Secondary Treatment) และการบาบํ ัด ขั้นทุติยภูมิ หรือข้นสั ูง (Tertiary or Advanced Treatment)

2.8.1. การบําบัดขั้นปฐมภูมิ (Primary Treatment) เป็นขบวนการบาบํ ดนั ้าเสํ ียใน ขั้นตนประกอบด้ วยหล้ กการทางกายภาพทั ี่สําคัญ ไดแก้ ่ การใชตะแกรง้ การกาจํ ดกรวดั ทราย หิน และของแข็งอื่น ๆ การตกตะกอน การกาจํ ัดน้ํามัน และไขมัน การบาบํ ดขั ้นปฐมภั ูมิน้ี สามารถลดปริมาณของแข็ง และคาความสกปรก่ (BOD) ในน้าเสํ ียใหลดน้ อยลงได้ ประมาณร้ ้อย ละ 20-30 ในระบบน้ี ส่วนที่ตกตะกอน (Sludge) ก็จะนาไปทํ ิ้งต่อไป นํ้าทิ้งในส่วนน้ียังมี

สารอินทรีย์และคา่ BOD5 ที่สูง จึงจาเปํ ็นตองผ้ านระบบการบ่ าบํ ดขั ้นทั ุติยภูมิ 2.8.2. การบําบัดขั้นทุติยภูมิ (Secondary Treatment) เป็นขบวนการบาบํ ดนั ้าเสํ ียที่ ใชเทคโนโลย้ ีขั้นสูงข้ึน โดยใชหล้ กการทางชั ีวภาพร่วมกบการใชั สารเคม้ ีเพื่อเพ่ิมประสิทธิภาพ การทางานํ นํ้าเสียที่ผ่านการบาบํ ดในขั ้นตอั นน้ีจะมีมลสารและค่าความสกปรกลดลงร้อยละ 50-90 ทั้งน้ีขึ้นอยกู่ บประสั ิทธิภาพของระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียที่ใช ้ ระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียที่นิยมใช้กนั โดยทวไป่ั ไดแก้ ่ ระบบเอเอส (Activated Sludge Process-AS) สระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) ถังโปรยกรอง (Trickling Filter) แผนช่ ีวภาพ (Rotating Biological Contactors-RBC) บ่อยอย่ สลายแบบใชออกซ้ ิเจน (Aerobic Pond) บ่อผสม (Facultative Pond) และบ่อยอยสลายแบบไม่ ่ ใชออกซ้ ิเจน (Anaerobic Pond) แม้นํ้าทิ้งที่ผานจากระบบการบ่ าบํ ดขั ้นปฐมภั ูมิ แลวแต้ ่ยังมี องคประกอบของสารอ์ ินทรีย์ขนาดเลกท็ ี่ตกตะกอนไดยาก้ และยงมั ีค่า BOD สูงอย ู่ นํ้าทิ้งที่ผาน่ เขาส้ ู่ระบบน้ี สารอินทรีย์จะตกลงสู่ Substrate ที่เตรียมไว้สําหรับเป็นที่เจริญเติบโตของ แบคทีเรีย และแบคทีเรียเหล่าน้ีกจะย็ อยสลายเอาสารอ่ ินทรีย์เหล่าน้ี ขั้นตอนการบาบํ ดในสั ่วนน้ี อาจเรียกวา่ Biological Treatment นํ้าทิ้งส่วนบนที่ผานการบ่ าบํ ดจากขั ้นตอนนั ้ีจะมีธาตุอาหาร หลายชนิดที่เกิดจากการยอยสลายโดยแบคที่่ เรีย กจะผ็ านไปส่ ู่ขั้นตอนบาบํ ดขั ้นตั ่อไป 2.8.3. การบําบัดขั้นตติยภูมิหรือขั้นสูง (Tertiary Treatment) เป็นขบวนการบาบํ ดทั ี่มี ข้นตอั นเพ่ิมเติมข้ึนโดยเฉพาะ โดยมีวตถั ุประสงคเพ์ ื่อตองการบ้ าบํ ดนั ้าเสํ ียให้มีคุณภาพดีขึ้น หรือปรับคุณภาพให้เหมาะสมต่อการนามาใชํ ประโยชน้ ์ในดานต้ ่าง โดยน้าทํ ิ้งที่ผานจากระบบ่

การบาบํ ดขั ้นทั ุติยภูมิ มีอนินทรีย์สารเป็นองค์ประกอบอยู่สูง เนื่องจากการย่อยสลาย สารอินทรีย์โดยแบคทีเรีย ไม่ว่าจะเป็น แอมโมเนีย ไนเตรท ฟอสเฟต และสารพิษต่าง ๆ โดย ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพในการกาจํ ดไดั ประมาณร้ ้อยละ 90-95 หากไม่มีการลดปริมาณสาร เหล่าน้ีก่อนปล่อยลงสู่ทะเล อาจทาใหํ เก้ ิดการเจริญเติบโตของแพลงกตอนพ์ ืชบางชนิดได ้ การ ลดปริมาณสารอนินทรีย์เหล่าน้ีทําได้หลายวิธี ได้แก่ การใช้สิ่งมีชีวิต เช่น พืชน้ําต่าง ๆ สาหร่าย นอกจากน้ีมีการใชสารเคม้ ีบางชนิดที่สามารถลดปริมาณสารอนินทรีย์เหล่าน้ีได ้ เช่น - Pozzalana สามารถลดแอมโมเนียออกจากน้าแตํ ่ประสิทธิภาพข้ึนอยกู่ บั Retention Time ของตวกรองั และอุณหภูมิ - Activated carbon สามารถแยก Hexavalent ของโครเมี่ยม แต่ ประสิทธิภาพข้ึนอยกู่ บั pH และอุณหภูมิ - Aluminium oxide สามารถใชเป้ ็นสารวสดั ุดูดซึมสาหรํ ับตกตะกอน สารประกอบของ Lignin ที่ปะปนในน้าทํ ิ้งของโรงงานเยอกระดาษื่ - Ferric chloride ช่วยตกตะกอนธาตุอาหารต่าง ๆ เช่น ฟอสเฟต - Lime Stone สามารถลดปริมาณของฟอสเฟตในนํ้าโดยช่วยเร่งใหตกตะกอน้ 2.8.4. การบําบัดด้วยการฆ่าเชื้อ (Disinfection Treatment) เป็นระบบที่พัฒนาข้ึนมา เพื่อลดเช้ือโรคต่าง ๆ เช่น นํ้าทิ้งจากโรงพยาบาล การบาบํ ดสั ่วนใหญ่จะมีหลายวิธี เช่น ใช้ คลอรีน โอโซน Perchloric acid และการใช้รังสี UV เป็นต้น

ภาพที่ 2.4. ขั้นตอนการบาบํ ดนั ้าทํ ิ้งจากชุมชน (Kennish, 1996)

2.9. การกาจํ ัดกากตะกอน (Sludge Disposal) กากตะกอนที่เกิดจากข้ันตอนต่าง ๆ ของระบบบาบํ ัดน้ําทิ้งส่วนใหญ่จะอยู่ในรูป ของเหลว หรือกึ่งเหลว กึ่งแข็ง โดยมีส่วนประกอบที่เป็นของแขงต็ ้งแตั ่ 0.25-12% โดยน้าหนํ ัก ทั้งน้ีขึ้นอยกู่ บขั ้นตอนการบั าบํ ดตั ่าง ๆ กากตะกอนที่เกิดข้ึนก่อให้เกิดความยงยากตุ่ ่อการแกไข้ ปัญหาเนื่องจากกากตะกอนที่เกิดข้ึนในแต่ละวนจะมั ีปริมาณมาก ดังน้ันจึงตองม้ ีมาตรการ รองรับอย่างเพียงพอ กากตะกอนที่เกิดจากระบบบาบํ ัดน้ําทิ้งแบบชีวภาพประกอบด้วย สารอินทรีย์ ซึ่งยงสามารถยั อยสลายต่ ่อได ้ วิธีการกาจํ ดกากตะกอนมั ีหลายวิธีขึ้นอยกู่ บวั ตถั ุประสงคของก์ ารใชงาน้ วิธีที่นิยมใช้ กนทั วไป่ั ไดแก้ ่ การทาใหํ ้กากตะกอนมีความเขมข้ นมากข้ ้ึน (Thickening) การปรับสภาพ (Sludge Conditioning) การลดปริมาณน้าในกากตะกอนํ (Dewatering) และการทาใหํ ้แห้ง (Drying) วิธีการเหล่าน้ีเป็นการนานํ ้าหรํ ือความช้ืนออกจากกากตะกอน จากน้นเปั ็นวิธีการบาบํ ัด หรือปรับสภาพกากตะกอนให้อยู่ตัว (Stabilization) ก่อนนําไปกาจํ ัด เช่น การย่อยสลาย (Digestion) การทาปํ ุ๋ ยหมัก (Composting) การเผา (Incineration) การทาปฏํ ิกิริยากบอากาศเปั ียก (Wet Air Oxidation) เป็นต้น

บทท ี่ 3 ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชั่นและนํ้าเปลยนสี่ ี

เป็นระยะเวลามากกวา่ 30 ปี ที่มีการปลดปล่อยเอาธาตุอาหารลงสู่ระบบนิเวศทางทะเล และชายฝ่ัง ซึ่งเป็นสาเหตุประการหนึ่งที่ทําให้เกิดมลพิษและก่อใหเก้ ิดผลเสียหายต่อทรัพยากร ทางทะเล (Nixon 1995, Elmgren 2001) เมื่อธาตุอาหารเหล่าน้ีถูกปล่อยและเคลื่อนยายลงส้ ู่ทะเล และชายฝ่ังในรูปธาตุอาหารที่จําเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชน้าทํ ี่มีอยเดู่ ิม การเพ่ิมจานวนของํ พืชน้าอยํ างรวดเร่ ็วภายหลงไดั ้รับธาตุอาหารนาไปสํ ู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและหนาท้ ี่ของ ระบบนิเวศซึ่ งการตอบสนองต่อการได้รับธาตุอาหารดังกล่าว เรียก ยูโทรฟิ เคช่ัน (Eutrophication)

3.1. ความหมายของ ยูโทรฟิ เคชั่นในทะเล (Marine Eutrophication)

คําว่า “Eutrophication” มาจากรากศพทั ของภาษากร์ ีก ระหวางค่ าวํ ่า “Eu” ซึ่งแปลว่า มากรวมกบคั าวํ า่ “Trope” ซึ่งแปลวา่ การบารํ ุงดวยอาหาร้ Nixon (1995) ไดให้ ้คํานิยามของคาวํ า่ ยโทรฟู ิเคชนในทะเล่ั (Marine Eutrophication) วาการเพ่ ่ิมข้ึนของปริมาณสารอินทรีย์ (Organic Matter) โดยการเพ่ิมข้ึนมิได้จํากดเฉพาะกั าลํ ัง ผลิตเบ้ืองตนในทะเลเป้ ิดเท่าน้นั แต่ยังรวมถึงการเพ่ิมข้ึนของกาลํ งผลั ิตจากแบคทีเรีย พืชน้าทํ ี่ จมอยู่ใต้ผิวน้าํ และการเพ่ิมปริมาณของสารอินทรีย์จากพ้ืนดินผ่านทางแม่นํ้าและมวลน้าจากํ บริเวณใกลเค้ ียง คําจากํ ดความของั Nixon นี้ดูแลวส้ ้นั เขาใจง้ ่าย และไม่สับสนในเรื่องของเหตุ และผล แต่คําจากํ ัดความอนนั ้ีมีข้อจากํ ัดตรงที่ไม่ได้กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงในเรื่องของ โครงสร้าง ทางระบบนิเวศอนเนั ื่องจากปริมาณธาตุอาหารที่เพ่ิมข้ึน รวมถึงตวแปรทั ี่เกี่ยวของ้ และจาเปํ ็นในการประเมินปริมาณสารอินทรีย์ที่เกิดข้ึนในแหล่งน้าํ Gray (1992) ไดให้ ้คําจากํ ดความั และไดเน้ นถ้ ึงผลกระทบโดยตรงต่อผลของการปล่อย ธาตุอาหารและการเพ่ิมกําลังผลิตที่เกิดข้ึน ผลกระทบที่เกิดภายหลังสําหรับในบริเวณที่ สารอินทรีย์เกิดข้ึนไม่ถูกบริโภคโดยผบรู้ ิโภค รวมถึงผลกระทบที่รุนแรงและผลสุดทายจากการ้ เพ่ิมข้ึนของปริมาณสาหร่ายขนาดใหญ่ (Macroalgae) รวมถึงการลดลงของปริมาณออกซิเจน และการตายของสาหร่ายที่เกิดข้ึน Richardson and Jørgensen (1996) ไดให้ ้คําจากํ ดความและเนั นถ้ ึงกระบวนการและ ผลกระทบจากการเพ่ิมข้ึนของธาตุอาหารอนกั ่อให้เกิดขบวนการยโทรฟู ิเคชน่ั โดยการเพ่ิมข้ึน

ของธาตุอาหารนอกจากจะเกิดมาจากธรรมชาติแล้ว กิจกรรมของมนุษย์ก็เป็นอีกส่วนหนึ่งใน การกระตุ้นใหเก้ ิดยโทรฟู ิเคชน่ั OSPAR (2001) ไดให้ ความหมายของค้ าวํ า่ ยูโทรฟิเคชน่ั (Eutrophication) วา่ การเพ่ิม ธาตุอาหารในรูปสารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ลงสู่แหล่งน้าทํ าใหํ เก้ ิดการเจริญเติบโต ของสาหร่ายขนาดเลกและขนาดใหญ็ ่อยางรวดเร่ ็วจนเป็นอตรายตั ่อสมดุลยของส์ ่ิงมีชีวิตที่อาศัย ในแหล่งน้าํ และคุณภาพน้าในแหลํ ่งน้าํ รวมถึงภาวะการปล่อยธาตุอาหารลงสู่แหล่งน้าทํ ี่เกิดข้ึน อันเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย ์ โดยเฉพาะจากการเกษตรกรรม จากคาจํ ากํ ดความขั างต้ นสามารถสร้ ุป ความหมายของ ยูโทรฟิเคชน่ั (eutrophication) นอกจากเป็ นการเพ่ิมปริมาณธาตุอาหารและสารอินทรีย์ในแหล่งน้ําแล้ว ยังรวมถึงการ เปลี่ยนแปลงกาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของส่ิงมีชีวิตอนเนั ื่องจากแหล่งน้าํ อยในสภาวะทู่ ี่มีกาลํ งผลั ิตสูงมากเกินกวาปกต่ ิ อันเป็นผลจากการเพ่ิมข้ึนของธาตุอาหารในรูปอ นินทรีย์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่ละลายน้าํ (Dissolved Inorganic Nitrogen and Phosphorus) จากแหล่งต่าง ๆ เช่น การชะลางจากพ้ ้ืนดิน อากาศ ทะเลในพ้ืนที่ใกลเค้ ียง รวมถึงการเพ่ิม สัดส่วนของไนโตรเจนต่อฟอสฟอรัส (N/P ratio) ในส่วนของทะเลและชายฝ่ัง เกิดผลกระทบข้นปฐมภั ูมิและทุติยภูมิ โดยผลกระทบข้นั ปฐมภูมิ ประกอบดวย้ การเพ่ิมกาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น การเพ่ิมมวลชีวภาพและความเขมข้ นของ้ คลอโรฟิลล์ การเปลี่ยนแปลงองคประกอบของชน์ ิดแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายขนาดใหญ่ ส่วนผลกระทบข้นทั ุติยภูมิหรือผลกระทบโดยทางออม้ ไดแก้ ่ การลดลงของปริมาณออกซิเจน การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชนิดและมวลชีวภาพของสัตว์หน้าดิน การลดลงของ ออกซิเจนในระดบพั ้ืนทองน้ ้าํ จะส่งผลกระทบต่อปลา และสัตวไม์ ่มีกระดูกสันหลงทั ี่อาศยตามั หน้าดิน การลดลงของออกซิเจนทาใหํ ้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกปลดปล่อยออกมาจากตะกอน ส่งผลต่อการดารงชํ ีวิตของส่ิงมีชีวิตที่อาศยตามพั ้ืนทะเล มีสิ่งมีชีวิตอยเพู่ ียงไม่กี่ชนิดที่สามารถ อาศยอยั ู่ไดในสภาพออกซ้ ิเจนตาแํ่ ละไฮโดรเจนซลไฟดั ์สูง ทั้งพืชและสัตว์ต้องใชเวลาในการ้ ฟื้ นคืนสภาพ การเกิดยโทรฟู ิเคชนม่ั ีผลทาใหํ ้ชุมชนของส่ิงมีชีวิตขาดความอุดมสมบูรณ์และมี สภาพเสื่อมลง การเกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชน่ั สามารถจาแํ นกตามสภาพของแหล่งน้าและสภาวะํ ของออกซิเจนในน้าออกไดํ เป้ ็น 3 ระดับ คือ 1. Hypereutrophic เป็นแหล่งน้าทํ ี่มีการเพ่ิมปริมาณของแพลงก์ตอนพืชมาก จนทาใหํ ้ แหล่งน้าอยํ ในสภาวะไรู่ ้ออกซิเจน (Anoxic) โดยมีระดบความเขั มข้ นของออกซ้ ิเจนลดลงตาจนํ่

ถึง 0 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นสภาพที่สิ่งมีชีวิตที่ใชออกซ้ ิเจนในการหายใจไม่สามารถดารงชํ ีพอยู่ ได ้ 2. Eutrophic เป็นลกษณะการเพั ่ิมปริมาณของแพลงกตอนพ์ ืชมาก จนทาใหํ ้แหล่งน้าอยํ ู่ ในสภาวะมีออกซิเจนตํ่า (Hypoxic) คือมีระดบปรั ิมาณออกซิเจนตากวํ่ ่า 2 มิลลิกรัมต่อลิตร สภาพเช่นน้ีไม่เหมาะสมในการดารงชํ ีพของส่ิงมีชีวิตโดยทวไป่ั อยางไรก่ ็ตามยงมั ีสิ่งมีชีวิตบาง ชนิดที่สามารถดารงชํ ีพอยไดู่ ้ 3. Noneutrophic เป็นลกษณะแหลั ่งน้าทํ ี่สิ่งมีชีวิตสามารถอยไดู่ ในสภาพปกต้ ิ มีระดับ ปริมาณออกซิเจนสูงและพอเพียงสาหรํ ับการดารงชํ ีพของสตวั ์นํ้า

3.2. สาเหตุและผลของการเกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิ เคชั่น ธาตุอาหารที่สําคญและเปั ็นสาเหตุในการเกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชน่ั คือไนโตรเจน ในรูปของไนเตรทหรือแอมโมเนีย และฟอสฟอรัสในรูปของฟอสเฟต นอกจากน้ีการเพ่ิม สารอินทรีย์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส กเป็ ็นสาเหตุของการเกิดยโทรฟู ิเคชนได่ั เช้ ่นกนั กล่าวคือ แบคทีเรียสามารถเปลี่ยนรูปสารอินทรีย์ฟอสฟอรัสไปอยในรู่ ูปฟอสเฟต และเปลี่ยนสารอินทรีย์ ไนโตรเจนให้ไปอยในรู่ ูปแอมโมเนีย จากน้นกั ็จะถูกออกซิไดซ์ไปอยในรู่ ูปไนไตรท ์ และไนเต รท ในทะเลได้รับธาตุอาหารท้งในรั ูปที่ละลายน้ํา (Dissolve) และในรูปของอนุภาค (Particulate) รวมท้งสารอั ินทรียจากพ์ ้ืนดินผานทางแ่ ม่นํ้า จากการปล่อยลงทะเลโดยตรง จาก บรรยากาศ รวมท้งจากทะเลในบรั ิเวณพ้ืนที่ใกลเค้ ียง ดังแสดงในภาพที่ 3.1. สภาวะที่แหล่งน้ามํ ี ปริมาณของไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และสารอินทรีย์ ในปริมาณมากเกินไปสามารถทาใหํ เก้ ิดผล กระทบหลายประการ ผลกระทบที่สําคัญจากการเกิดยโทรฟู ิเคชนประกอบด้่ั วย 3.2.1. ผลต่อความเข้มข้นของธาตุอาหาร ตามที่ทราบกนวั ่ายูโทรฟิเคชนน่ั ้ัน เกิดจากการเพ่ิมปริมาณธาตุอาหาร ซึ่งจะ ส่งผลต่อความเขมข้ นของอน้ ินทรีย์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในรูปที่ละลายน้าํ ทําให้สัดส่วน ของไนโตรเจน : ฟอสฟอรัส : ซิลิคอน (N:P:SI Ratio) เปลี่ยนไป โดยทวไปส่ั ัดส่วนของ ไนโตรเจน :ฟอสฟอรัส(N/P Ratio) ในรูปที่ละลายน้าํ ที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของ แพลงกตอนพ์ ืชจะอยในระดู่ ับ16 : 1 หรือเรียกวา่ Redfield Ratio หากสดสั ่วนของ N/P Ration มี ค่าตาแสดงวํ่ าปร่ ิมาณของไนโตรเจนมีไม่เพียงพอ ขณะเดียวกนถั ้า N/P Ratio มีค่าสูงแสดงว่า ปริมาณของฟอสฟอรัสมีไม่เพียงพอ ทั้งสองประการจะส่งผลต่อการเจริญเติบของแพลงกตอน์ พืชในแหล่งน้าํ ดังน้นความผั นแปรของั N/P Ratio ที่แตกต่างไปจาก Redfield Ratio จะเป็น ปัจจยจั ากํ ดตั ่อกาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น มวลชีวภาพที่เกิดจากแพลงกตอนพ์ ืช องคประก์ อบของชนิด

และส่งผลถึงระบบสายใยอาหาร (Food Web) ระดับ Redfield Ratios ของ Si : N และ Si : P Ratios ที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของแพลงกตอนพ์ ืชกลุ่มไดอะตอม (Diatoms) จะมีค่าอยู่ ที่ 1:1 และ 16:1 ตามลาดํ ับ สัดส่วนของธาตุซิลิคอนในน้าตํ ่อปริมาณของไนโตรเจนและ ฟอสฟอรัส เป็นปัจจยสั าคํ ญทั ี่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของไดอะตอม

ภาพที่ 3.1. แสดงสาเหตุและผลกระทบที่เกิดข้ึนจากการเกิดกระบวนการยโทรฟู ิเคชนในทะเล่ั (ที่มา : http://www2.dmu.dk/1_Viden/2_Miljoe-tilstand/3_vand/4_eutrophication)

3.2.2. ผลต่อกาลํ งผลั ตเบิ ื้องต้นและมวลชีวภาพ กาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนส้ ่วนใหญ่จะถูกจากํ ดดั วยปร้ ิมาณแสงและธาตุอาหาร การ ปล่อยธาตุอาหารลงสู่ทะเลจะส่งผลต่อการเพ่ิมข้ึนของกาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น ส่งผลต่อการเพ่ิมมวล ชีวภาพในทะเล กาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนและมวลช้ ีวภาพที่เพ่ิมข้ึนจะส่งผลต่อการเพ่ิมการตกตะกอน ของสารอินทรีย์. 3.2.3. ผลต่อ Microbial Loop และระบบสายใยอาหารในทะเลเปิ ด

Microbial Loop เป็นส่วนหนึ่งของระบบสายใยอาหารในทะเลเปิด ประกอบดวย้ แบคทีเรีย พวก Flagellates และ Ciliates สิ่งมีชีวิตที่อยในสู่ ่วน Microbial Loop จะเคลื่อนยาย้ พลงงานจากในรั ูปสารอินทรีย์คาร์บอนที่ละลายน้ากลํ บไปสั ู่แพลงก์ตอนสัตวพวกโคพ์ ีพอด (Copepod) บทบาทของส่ิงมีชีวิตในกลุ่มของ Microbial Loop อาจเพ่ิมข้ึนหากมีการ เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชนิดและหน้าที่ของระบบสายใยอาหารเมื่อมีปริมาณของ Flagellates ขนาดเลกเก็ ิดข้ึนมากกวากล่ ุ่มของไดอะตอม การเพิ่มขนาดของเซลลแพลงก์ ตอนพ์ ืช จะทาใหํ ้พวกโคพีพอดกินได้น้อยลง ส่งผลให้การตกตะกอนเพ่ิมสูงข้ึน ในทางกลบกั นหากั เซลลแพลงก์ ตอนพ์ ืชมีขนาดเลกลงก็ ็ทําให้การกินโดยกลุ่มของส่ิงมีชีวิตที่เป็น Microbial Loop เช่น พวก Ciliates และ Flagellates เพ่ิมข้ึน มีจานวนของแพลงกํ ตอนพ์ ืชในปริมาณมากที่เขาส้ ู่ ระบบสายใยอาหารในรูป Protozooplankton ก่อนที่สิ่งมีชีวิตเหล่าน้ีจะถูกกินโดยกลุ่มของโคพี พอดต่อไป การตอบสนองโดยทวไปของระบบน่ั ิเวศในทะเลเปิดต่อการเพ่ิมข้ึนของธาตุอาหาร สามารถก่อใหเก้ ิดการเปลี่ยนแปลงในส่วนที่เกี่ยวของ้ ไดแก้ ่ 1. กาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนในส้ ่วนของมวลน้าจะเพํ ่ิมข้ึนเมื่อเปรียบเทียบกบกั าลํ งผลั ิต เบ้ืองตนท้ ี่พื้นทองน้ ้าํ 2. ความโดดเด่นของจุลชีพในระบบสายใยอาหารมีมากเมื่อเปรียบเทียบกบระบบหั ่วง โซ่อาหารแบบเสนตรง้ (Linear Food Chain) 3. กลุ่มของ Non-siliceous Phytoplankton จะเกิดข้ึนมากเมื่อเทียบกบกลั ุ่มของได อะตอม (Diatom) 4. กลุ่มของ Gelatinous Zooplankton (แมงกะพรุน) จะเกิดข้ึนมากเมื่อเทียบกบกลั ุ่ม Crustacean Zooplankton. 3.2.4. ผลต่อการลดปริมาณแสงและเพมการตกตะกอนิ่ การเพ่ิมข้ึนของมวลชีวภาพของแพลงก์ตอนพืชอนเนั ื่องมาจากการเพ่ิมปริมาณธาตุ อาหาร จะเป็นการลดปริมาณแสงที่ส่งลงในน้าํ ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของหญาทะเลและ้ สาหร่ายขนาดใหญ่ 3.2.5. ผลต่อความเข้มข้นของออกซิเจน กิจกรรมที่เพ่ิมข้ึนของสัตว์และแบคทีเรียบริเวณพ้ืนทะเลอันเนื่องมาจากปริมาณ สารอินทรีย์ที่เพ่ิมข้ึนจากการตกตะกอน เป็นการเพ่ิมปริมาณการใชออกซ้ ิเจน ทําให้เกิดการขาด แคลนออกซิเจนและการละลายของไฮโดรเจนซัลไฟด์จากตะกอน อันจะนําไปสู่การ เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของชุมชนและการตายของสัตวหน์ าด้ ิน

3.2.6. ผลต่อพชทื จมอยี่ ู่ใต้ผิวนํ้า การเกิดยโทรฟู ิเคชนจะส่ั ่งผลกระทบต่อพืชที่จมอยใตู่ ้ผิวน้าํ โดยปริมาณแพลงกตอนพ์ ืช จํานวนมากจะลดปริมาณแสงที่ส่งผ่านลงในน้ํา ลดการกระจายตามความลึก มวลชีวภาพ องคประกอบและความหลากหลายของประชาคมพ์ ืชที่จมอยู่ใต้ผิวน้าํ การเพ่ิมระดบของธาตั ุ อาหารเป็นการเพ่ิมโอกาสในการเจริญของสาหร่ายขนาดใหญ่ โดยเฉพาะกลุ่ม Filamentous Macroalgae สาหร่ายชนิดน้ีจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของประชาคมสาหร่ายขนาด ใหญ่โดยการลดความหลากหลายของชนิด และลดพ้ืนที่สําหรับอนุบาลลูกปลาวยอั ่อน การเกิด Filamentous Macroalgae ในเขตน้าตํ ้ืนจะเพ่ิมความเสี่ยงในเรื่องการลดลงของออกซิเจน 3.2.7. ผลต่อสัตว์หน้าดิน (Benthic fauna) การเพ่ิมข้ึนของปริมาณสารอินทรีย์บริเวณ พื้นทองทะเลจะส้ ่งผลต่อประชาคมของสัตวหน์ าด้ ินที่มีขนาดใหญ่ (Macrozoobenthic) โดย ความหลากหลายของชนิดและมวลชีวภาพเพ่ิมข้ึน ในช่วงแรกจะมีสัตว์หน้าดินในกลุ่ม Suspension Detritus Feeders และกลุ่ม Burrowing Detritus Feeders เกิดข้ึน ภายหลงจากมั ี ปริมาณสารอินทรีย์ตกลงมาจนมีปริมาณมากเกินไป ปริมาณชนิดและมวลชีวภาพของสัตวใน์ กลุ่มน้ีก็จะลดลง และแทนที่ด้วยสัตวหน์ ้าดินที่ชอบสภาวะที่มีสารอินทรีย์สูง เมื่อมีการย่อย สารอินทรีย์เกิดข้ึนมากก็ส่งผลต่อปริมาณออกซิเจนในน้าํ และการเกิดไฮโดรเจนซัลไฟด์ จน นําไปสู่การลดลงของชนิดและมวลชีวภาพ จนกระท้งประชาคมสั ัตวหน์ าด้ ินไม่สามารถอาศัย อยไดู่ และตายในท้ ี่สุด 3.3. นํ้าเปลยนสี่ ี (Red Tide) นํ้าเปลี่ยนสี (Red Tide) หมายถึง ปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนในทะเลอนเปั ็นผลจาก ขบวนการยูโทรฟิ เคช่ัน (Eutrophication) ซึ่งได้แก่ภาวะที่แหล่งน้ํามีปริมาณธาตุอาหาร (โดยเฉพาะอยางย่ ง่ิ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) สูงมากกวาระด่ บปกตั ิ ซึ่งเกิดจากการชะลางป้ ุ๋ย และธาตุอาหารต่างๆ จากพ้ืนที่เกษตรลงสู่แหล่งน้าและทะเลํ เป็นสาเหตุใหเก้ ิดการเจริญเติบโต อย่างรวดเร็วของสาหร่ายหรือแพลงก์ตอน โดยจะเห็นน้าทะเลเปํ ็นสีต่าง ๆ ผิดจากสีของน้าํ ทะเลตามปกติ มีกล่ินเหม็นและมีลักษณะเป็นตะกอนแขวนลอยในน้าํ เป็นหยอมหร่ ือเป็นแถบ ยาวมีแนวตามทิศทางของกระแสลมและคลื่น ปรากฏการณ์ดังกล่าวน้ีชาวประมงเรียกว่า ข้ี ปลาวาฬ ซึ่งเกิดจากแพลงกตอนบางชน์ ิดได้รับอาหารและสภาวะเหมาะสมจึงเจริญเติบโตขยาย จํานวนมากและรวดเร็ว แพลงก์ตอนเหล่าน้ันต่างก็มีสีในตวของมั นเองั จึงทาใหํ ้นํ้าทะเลมีสี เปลี่ยนไปตามสีของแพลงกตอนท์ ี่มีมากน้นั เช่น สีเขียว นํ้าตาล เหลือง ขาว นํ้าตาลแดง หรือสี สนิมเหล็ก

ปัจจุบันการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสี ไม่ได้พิจารณาเพียงแต่สาเหตุที่เกิดจากการชะลางธาต้ ุ อาหารจากพ้ืนดินลงสู่แหล่งน้าเทํ ่าน้นั ยังเกิดจากธาตุอาหารที่เปลี่ยนรูปมาจากตะกอนใต้พื้น ทะเล นอกจากน้ียังพบว่าน้าทะเลในบรํ ิเวณที่พื้นทองทะเลเป้ ็นดินโคลน จะเกิดน้าเปลํ ี่ยนสี บ่อยคร้ังกวาน่ ้าทะเลบรํ ิเวณอื่น ๆ ที่มีพื้นท้องทะเลเป็นโคลนปนทราย หินหรือทราย เป็นต้น ในความเป็นจริงการใชภาษาอ้ งกฤั ษว่า Red Tide น้นไมั ่น่าจะถูกตองเน้ ื่องจากมิได้ เกี่ยวของก้ บนั ้าขํ ้ึนน้าลงํ หรือ Tide เลย แพลงก์ตอนพืชจานวนํ มากที่พบในทะเลมิไดเป้ ็น อนตรายทั ้งหมดั มีเพียงบางชนิดเท่าน้นทั ี่เป็นอนตรายโดยการสรั ้างสารพิษ (Toxin) แลวถ้ ูก เคลื่อนยายเข้ าส้ ู่ระบบสายใยอาหาร ซึ่งสารพิษที่ถูกสร้างข้ึนจะเป็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตใน ระดบสั ูงข้ึน เช่น แพลงก์ตอนสัตว ์ หอยสองฝา ปลา นก สัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ รวมถึง มนุษย ์ ดังแสดงในภาพ 3.2. นักวิทยาศาสตร์ปัจจุบนนั ิยมใช่คําว่า Harmful Algae Bloom (HAB) หรือ แทนคาวํ า่ Red Tide กบปรากฏการณั ์เพ่ิมจานวนของแพลงกํ ตอนพ์ ืชและมีการ สร้างสารพิษและมีผลกระทบในทางลบเกิดข้ึน

ภาพที่ 3.2. การเชื่อมโยงของการเกิด HAB กบองคั ประกอบต์ ่างๆ ในระบบนิเวศ (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/whathabs/whathabs.html )

ผู้เชี่ยวชาญหลายคนบอกว่าการเกิดน้ําเปลี่ยนสี ได้แผ่ขยายออกไปมากข้ึน Dinoflagellate ที่มีพิษไดเพ้ ่ิมจาก 22 ชนิด เป็น 55 ชนิดทวโลก่ั ในทศวรรษที่ผ่านมา ปรากฏการณ์ไดขยายจากย้ ุโรป และสหรัฐอเมริกา ไปยงเอเชั ีย และทวีปอเมริกาใต ้ สําหรับ เหตุผลในการขยายขอบเขตของปรากฏการณ์นี้ ไปยงสั ่วนต่าง ๆ ของโลก มีคําอธิบายอยู่ 3 ประการคือ 1. สาหร่ายเซลลเด์ ียว ติดไปกบเรั ือ 2. กระแสน้าชํ ่วยใหเก้ ิดการแพร่กระจายของประชากรสาหร่ายเซลลเด์ ียว 3. มลพิษจากมนุษย ์ ช่วยเติมสารอาหารของสาหร่ายเซลลเด์ ียวลงในทะเล 3.4. กลไกของการเกดนิ ํ้าเปลยนสี่ ี ความคิดเบ้ืองตนท้ ี่เกิดข้ึนในระบบห่วงโซ่อาหารในแหล่งน้าจะชํ ่วยให้เขาใจเร้ ื่องของ การเกิดน้าเปลํ ี่ยนสีได้ง่าย สาหร่ายเซลล์เดียวหรือแพลงก์ตอนพืชพบไดโดยท้ วไปในระบบ่ั นิเวศของแหล่งน้าทํ วโลก่ั พืชขนาดเลกเหล็ ่าน้ีอาศยแหลั ่งพลงงานจากดวงอาทั ิตยเช์ ่นเดียวกบั พืชบก การเจริญของสาหร่ายขนาดเลกเป็ ็นขบวนการที่สําคญบนโลกเนั ื่องจากเป็นข้นตอนแรกั ในระบบการเคลื่อนยายพล้ งงานเขั าส้ ู่ระบบสารใยอาหารในแหล่งน้าํ (Aquatic Food Web) สัตว์ นํ้าทุกชนิดท้งในนั ้าจํ ืดและน้าเคํ ็มตองการพ้ ืชขนาดเล็กเหล่าน้ีเพื่อการดารงอยํ ู่ไดบนโลกใบน้ ้ี ชนิดของพืชน้าขนาดเลํ กน็ ้ีมีมากมายมหาศาล ในรอบปีหนึ่งมีวฏจั กรทั ้งการเพั ่ิมจานวนและการํ สลายตัว การเพ่ิมจานวนอยํ ่างรวดเร็ว หรือที่เรียกว่า Blooming โดยเมื่อมีสภาพแวดลอม้ เหมาะสมก็จะเพ่ิมจานวนจากหนํ ึ่งเซลล์เป็นลานเซลล้ ์ภายในระยะเวลาเพียงสองหรือสาม สัปดาห์ และมกจะเกั ิดทุกฤดูกาลในทะเลทวโลก่ั ปัจจยทางดั านส้ ภาพแวดลอมท้ ี่สําคัญ ไดแก้ ่ อุณหภูมิ ความเค็ม ความเขมของแสง้ และ ปริมาณธาตุอาหาร เป็นต้น ปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี เกิดจากความหนาแน่นกว่าปกติ ของบรรดาสาหร่ายเซลล์ เดียว เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่คนควบคุมไม่ได ้ และก็ไม่ไดเก้ ิดจากฝีมือมนุษย ์ จะเกิดข้ึน เมื่อ อุณหภูมิ ความเค็ม และสารอาหารในทะเล อยู่ในระดบทั ี่เหมาะสม บรรดาสาหร่ายเซลล์ เดียว ก็จะเพ่ิมจานวนขํ ้ึนมาอย่างมากมาย จนถึงเวลาน้ี ยังไม่มีใครรู้แน่ชัดถึง การผสมผสาน ของปัจจยเหลั ่าน้ีในการก่อใหเก้ ิดน้าเปลํ ี่ยนสี แต่ผู้เชี่ยวชาญบางท่านเชื่อวา่ เมื่ออุณหภูมิของน้าํ ทะเลสูง ลมสงบ ไม่มีฝน กจะเป็ ็นจุดเร่ิมตนต้ ่อการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสี นอกจากน้นกั มี็ ความคิดกนั วา่ มนุษยเองก์ ็อาจมีส่วนกระตุ้นให้เกิดปรากฏการณ์น้ี โดยการทิ้งส่ิงปฏิกลตู ่าง ๆ ลงในทะเล อีกเรื่องหนึ่งที่เราไม่รู้ก็คือ ทําไมสาหร่ายเซลลเด์ ียวพวกน้ีถึงผลิตสาพิษออกมา และผลิตข้ึนมา ไดอย้ างไร่

จากการเพ่ิมธาตุอาหาร สามารถทาใหํ ้เกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี อาจเป็นอนตรายั อยางย่ ่ิงต่อส่ิงมีชีวิตที่อาศยในนั ้าจากสารพํ ิษ (Toxin) ที่สร้างจากแพลงกตอนพ์ ืชเหล่าน้ีรวมถึง มนุษย์เองด้วย จากการศึกษาวิจัยที่ผ่านมา พอจะทราบถึงข้ันตอนต่าง ๆ ที่พัฒนาไปสู่ ปรากฏการณ์นี้ 4 ระยะดวยก้ นั ซึ่งปัจจยสั ่ิงแวดลอมท้ ี่ควบคุมการเกิดในแต่ละระยะจะแตกต่าง กนั แต่ทั้ง 4 ระยะจะตองเก้ ิดข้ึนอย่างต่อเนื่อง ปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสีจึงจะเกิดข้ึนได ้ ความสมพั นธั ์ระหวางวงจรช่ ีวิตของแพลงกตอนพ์ ืช (ชนิดที่สามารถสร้าง Cyst หรือ Spore ได)้ กบการเกั ิด ปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสีซึ่งความสัมพนธั ์นี้จะเห็นได้อย่างชัดเจนในเขตอบอุ่น กลไกของการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสีสามารถสรุปเป็นระยะต่างๆ ได้ดังน้ี 1. ระยะเร่ิมต้น ในระยะน้ีจะมีการเกิดใหม่ของเซลลจาก์ Cyst หรือ Spore ที่สะสมอยู่ ที่ผวดิ ินตะกอน ในบริเวณที่เกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี หรือเซลลอาจจะเก์ ิดจากบริเวณอื่นแล้ว ถูกกระแสน้าพํ ดพาเขั ามาในบร้ ิเวณที่เหมาะสมที่จะพฒนาใหั ้เกิดปรากฎการณ์นี้ได ้ ระยะน้ีถือ เป็นข้นตอนทั ี่สําคญทั ี่สุดเพราะถาปราศจากต้ วเซลลั ์ของแพลงก์ตอนพืชที่จะเป็นจุดเร่ิมแล้ว ปรากฏการณ์น้าเปลํ ี่ยนสี กจะไม็ ่สามารถเกิดข้ึนได ้ Cyst หรือ Spore จะมีระยะพัก (Dormancy Period) ซึ่งมีระยะเวลาแตกต่างกนแลั วแต้ ่ ชนิดของแพลงคตอนพ์ ืช หลงจากนั ้นจะมั ีพัฒนาการต่าง ๆ ภายใน Cyst หรือ Spore โดย ขบวนการทางชีวเคมีเพื่อให้พร้อมที่จะเกิดเซลลใหม์ ่ได ้ ต่อจากน้นปั ัจจยทั างกายภาพต่าง ๆ จะ เร่ิมเขามาม้ ีอิทธิพลอย่างมากต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ ซึ่งไดแก้ ่ อุณหภูมิ แสง และปริมาณ ออกซิเจนที่ละลายอยในนู่ ้าํ เป็นต้น หากสภาพเหมาะสม Cyst หรือ Spore บางชนิดอาจไม่ สามารถเกิดใหม่ได้อีก แต่บางชนิดอาจมีระยะพกครั ้ังที่ 2 (Secondary Dormancy Period) เพื่อ รอใหสภาพแวดล้ อมเหมาะสมก้ ่อนจึงจะเกิดเซลลใหม์ ่ข้ึนมา สําหรับ Cyst หรือ Spore ที่สะสม อยในทู่ ี่ลึก นั้น กระแสน้าจะมํ ีบทบาทสาคํ ญมากในการนั ํา Cyst หรือ Spore ฟุ้ งกระจายข้ึนมา จากผวดิ ินเพื่อสมผั สกั บสภาพแวดลั อมท้ ี่เหมาะสมต่อการเกิดใหม่ของเซลล์ต่อไป 2. ระยะพฒนาั เป็นข้นตอนทั ี่เซลล์ที่เกิดใหม่จะมีการเพิ่มขนาดประชากร โดยการสืบ พันธุ์แบบไม่อาศยเพศโดยวั ิธีการแบ่งเซลล ์ (Binary Fission) ความหนาแน่นของเซลล์ที่เพ่ิมข้ึน น้ีถือเป็นระยะแรก ๆ ของปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสี ในข้นตอนนั ้ีปัจจยสั ่ิงแวดลอมท้ ้งกายภาพั และชีวภาพ จะร่วมกนมั ีอิทธิพลต่อการเพ่ิมขนาดประชากร เช่น ความมีเสถียรของมวลน้ํา พฤติกรรมของแพลงกตอนพ์ ืช กระแสน้าํ และที่สําคญคั ือธาตุอาหารที่เพ่มขิ ้ึน 3. ระยะน้าทะํ เลเปลี่ยนสี ในข้นตอนนั ้ีปัจจยทางกายภาพทั ี่มีบทบาทสําคญมากั คือ กระแสลมและกระแสน้าํ ซึ่งจะพัดพาแพลงกตอนพ์ ืชจากระยะที่ 2 มารวมกนอยั างหนาแน่ ่นมาก

ขึ้นที่บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ประกอบกบปั ัจจยสั ่ิงแวดลอมในบร้ ิเวณดงกลั ่าวมีความเหมาะสมทํา ใหแพลงค้ ตอนพ์ ืชมีการแบ่งตวเพั ่ิมข้ึน จนทาใหํ ้นํ้าทะเลเปลี่ยนไปในที่สุด 2 ระยะสลายตัว ปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสี จะคงสภาพอยูได่ ไม้ ่นานนัก อาจจะใช้ เวลา 1-5 วัน หรือมากกว่า ทั้งน้ีแลวแต้ ่ปัจจยสั ่ิงแวดลอมในบร้ ิเวณน้นั เช่น คลื่นลมที่รุนแรง, อิทธิพลของการกินของแพลงกตอนส์ ัตว์ที่มีต่อแพลงกตอนพ์ ืช และปริมาณธาตุอาหาร เป็นต้น สําหรับพวก Cyst Forming Phytoflagellates เช่น Alexandrium tamarense, Gymnodinium catenatum พบว่าการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศจะเปั ็นปัจจยสั ําคญอั ีกประการหนึ่งที่ช่วยทาใหํ ้ ปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสี เนื่องจาก Cyst เกิดจากเซลล ์ 2 เซลลรวมก์ นั Cyst ที่เกิดข้ึนจะไม่ เคลื่อนที่ และจมลงสะสมอยู่ที่ผิวหนาด้ ิน การเกิด Cyst จึงเป็นการลดจานวนประชากรของํ แพลงคตอนพ์ ืชที่แขวนลอยอยู่ในน้าไดํ อย้ ่างรวดเร็ววิธีหนึ่ง อย่างไรก็ดี Cyst ที่สะสมอยู่ที่ ผิวหน้าดินตะกอนจะทาหนํ ้าที่สําคัญ โดยจะเป็นแหล่งของเซลล์ที่จะเกิดใหม่และพฒนาไปสั ู่ การเกิดน้ําเปลี่ยนสี คร้ังต่อไป ปัจจุบันพบว่า ปัจจยสั ําคญทั ี่มีส่วนสนับสนุนทาใหํ ้ เกิดปรากฎการณ์น้าเปลํ ี่ยนสีเป็นอยางมาก่ คือธาตุอาหารที่ปล่อยลงในทะเลและชายฝ่ังผานทาง่ แม่นํ้าลาคลองตํ ่าง ๆ ปริมาณมาก จนทาใหํ ้เกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสีขึ้น ซึ่งจะเป็นปัจจัย สําคญประการหนั ึ่งที่ทําใหเก้ ิดปรากฏการณ์นี้ (ไทยถาวร, 2536)

ภาพที่ 3.3. แสดงกลไกการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสีในทะเลที่เกิดจากแพลงกตอนในสกุล์ Alexandrium (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/whathabs/whathabs.html)

3.5. อันตรายทเกี่ ิดปรากฏการณ์นํ้าเปลยนสี่ ี แพลงกตอนพ์ ืชขนาดเลกท็ ี่มีอยในทู่ องทะเลและมหาสม้ ุทรเป็นอาหารที่สําคญสั าหรํ ับ อนุบาลลูกสัตว์นํ้าวยอั ่อนที่สําคญทางเศรษฐกั ิจ และเป็นอาหารสาหรํ ับสัตว์นํ้าที่กินอาหารโดย การกรอง (Filter Feeding) การเพ่ิมจานวนทํ ี่ผดปกติ ิของแพลงกตอน์ อาจส่งผลทางลบอนไดั แก้ ่

เป็นอนตรายตั ่อสตวั ์นํ้าที่อาศยในทั องทะเล้ ส่งผลต่อการเพาะเล้ียงสตวั ์นํ้า สภาพแวดลอมชายฝ้ ่ัง ทะเล รวมถึงอนตรายจากสารพั ิษจากแพลงกตอนเหล์ ่าน้ีต่อมนุษยเอง์ ในทองทะเลม้ ีแพลงกตอนพ์ ืชกวา่ 5,000 ชนิด แต่มีเพียงประมาณ 300 ชนิดที่สามารถ เพ่ิมจานวนแลํ ะทาใหํ ้ท้องทะเลเกิดปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสี ในจานวนนํ ้ีมีเพียงประมาณ 40 ชนิดเท่าน้นทั ี่สามารถสร้างสารพิษ (Toxin) สะสมในปลาและหอย อันตรายที่เกิดจากการเพ่ิมจานวนของแพลงกํ ์ตอนพืช ที่เกิดกับมนุษยได์ ้มีรายงาน บันทึกคร้ังแรกในปี ค.ศ. 1793 เมื่อ Captain George Vancouver และลูกเรือข้ึนฝ่ัง ณ Poison Cave ชายฝ่ังของมลรัฐ British Columbia เขาได้บันทึกขอห้ ้ามของชนเผาพ่ ้ืนเมืองที่ห้าม รับประทานหอยเมื่อน้าทะเลในบรํ ิเวณดงกลั ่าวมีสีเป็นลกษณะเรั ืองแสง เนื่องจากหอยมีการ สะสมสารพิษจากแพลงก์ตอนพืช ซึ่งปัจจุบันรู้จักในชื่อของพิษอัมพาตในหอย Paralytic Shellfish Poisons (PSP) นันเอง่ ในแต่ละปีมีประชากรในโลกได้รับสารพิษที่เกิดจากแพลงก์ ตอนพืช จากการบริโภคปลาและหอยที่สะสมสารพิษกวา่ 2,000 ราย และในจานวนนํ ้ีกวา่ 15 % เสียชีวิต จากอตราทั ี่เกิดจากน้าเปลํ ี่ยนสี สามารถแบ่งแพลงกตอนพ์ ืชตามอนตรายทั ี่เกิดข้ึนได ้ 3 กลุ่ม 1. กลุ่มที่ทําใหเก้ ิดน้าเปลํ ี่ยนสีแลวให้ ปร้ ิมาณออกซิเจนในน้าลดลงํ ส่งผลใหปร้ ิมาณ ออกซิเจนไม่พอเพียงจนเป็ นอันตรายกับสัตว์นํ้า แพลงก์ตอนพืชในกลุ่มน้ีได้แก่ กลุ่ม Dinoflagellates เช่น Gonyaulax sp., Noctiluca sp., Scrippsiella sp., กลุ่ม Cyanobacterium เช่น Trichodesmium sp. 2. กลุ่มไม่สร้างสารพิษ แต่สามารถเป็นอนตรายกั บปลาหรั ือสตวั ์นํ้าชนิดอื่น โดยการ ทําลายหรือเขาไปอ้ ุดตันซี่เหงือก แพลงก์ตอนพืชในกลุ่มน้ีได้แก่ กลุ่ม Diatom สกุล Chaetoceros sp. กลุ่ม Dinoflagellate สกุล Gymnodinium sp. กลุ่ม Prymnesiophytes สกุล Chrysochromulina sp., Prymnesium sp. กลุ่ม Rephidophytes สกุล Heterosigma sp., Chattonella sp. เป็นต้น 3. กลุ่มที่สร้างสารพิษ (Toxins) และสามารถสะสมในสตวั ทะเล์ เช่น ปลา หอย สารพิษที่พบในแพลกตอนพ์ ืช แบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ๆ ได้ดังน้ี 3.1. กลุ่มที่ออกฤทธ์ิต่อระบบประสาท (Neurotoxin) ไดแก้ ่ : 3.1.1. แอนาทอกซ็ ิน-เอ (Anatoxin-a) ออกฤทธ์ิทําลายระบบประสาท สร้างจาก สาหร่าย Anabaena flos-aquae และ Aphanizomenon spp. แอนาทอกซ็ ิน-เอ เป็นสารจาพวกํ เอมีน มีชื่อทางวิทยาศาสตร์วา่ 2-acetyl-9-azabicyclo (4-2-1) non-2-ene สัตว์ที่ได้รับสารชนิดน้ี จะมีอาการชกกระตั ุก และตายในที่สุด

3.1.2. แอนาทอกซ็ ิน-เอ (เอส) (Anatoxin-a(s)) เป็นสารเอสเทอร์ (Ester) ของ ฟอสเฟตที่เกาะอยู่กบอนั ุพันธ์ของกวนั ีน (Guanine) สามารถยบยั ้งการทั างานของเอํ ็นไซม์ คลอลินเอสเตอเรส (Chlolinesteres) สารพิษชนิดน้ีสร้างโดยสาหร่าย Anabaena flos-aquae 3.1.3. โฮโมแอนาทอกซ็ ิน-เอ (Homoanatoxin-a) เป็นสารอนุพันธ์ของแอนาท็ อกซิน-เอ สร้างโดยสาหร่าย Oscillatoria Formosa 3.1.4. แซคซิท็อกซิน และ นีโอแซคซิท็อกซิน (Saxitoxin and Neosaxitoxin) ส่วนมากมกพบในสาหรั ่าย กลุ่ม Dinoflagellates หรือ ในหอยที่ปนเป้ือนดวย้ Dinoflagellates สารพิษท้งั 2 ชนิดน้ี ออกฤทธ์ิต่อระบบประสาท โดยปิดก้นั Sodium Channel สาหร่ายที่สร้าง สารพิษกลุ่มน้ีคือ Anabaena flos-aquae 3.2. กลุ่มที่ออกฤทธ์ิต่อตับ (Hepatotoxins) 3.2.1. สารพิษเป็ปไทด์แบบวงแหวน (Cyclic Peptide) สร้างจากสาหร่าย Micocystis aeruginosa และ Anabaena flos-aquae 3.2.2. สารชนิดอื่นๆ ที่ยังไม่ได้พิสูจน์สูตรโครงสร้าง ไดแก้ ่ สารพิษจาก สาหร่าย Oscillatoria agardhii ver., Cylindrospermopsis raciborskii และ Nodularia spumigena. 3.3. กลุ่มที่เป็นพิษต่อเซลล ์ (Cytotoxicity) 3.3.1. สาหร่าย Scytonema pseudohofmanni ผลิตสารพิษ Scytophycin A และ B 3.3.2. สาหร่าย Oscillatoria acutissima ผลิตสารพิษ Macrolide 2 ชนิด คือ Acutiphycin และ 20, 21-didehydroactiphycin 3.3.3. สาหร่าย Nostoc linckia ผลิตสารพิษ Nostocyclophanes A, B, C และ D 3.3.4. สารที่มีความเป็นพิษอื่นๆ สาหร่ายทะเล Lyngbya majuscula ผลิตสารที่ เป็นพิษ ต่อผวหนิ งทั าใหํ เก้ ิดผนคื่ ัน แผลพพองุ

3.6. อันตรายจากสารพิษต่อมนุษย์ อันตรายจากสารพิษเหล่าน้ีจะเกิดข้ึนเมื่อมนุษยบร์ ิโภคสัตวทะเลเข์ าไป้ อันตรายที่เกิด จากสารพิษที่สร้างจากแพลงกตอนพ์ ืชสามารถแบ่งออกได ้ 6 กลุ่ม 3.6.1. Paralytic Shellfish Poisoning (PSP) เป็นพิษที่เกิดจากสาร Saxitoxin (STX); Neosaxitoxin (NEO) และ Gonyautoxins (GTX) ทั้ง 3 ชนิด จะทาใหํ เก้ ิดพิษรุนแรง เป็นสารพิษ ที่สร้างจาก Dinoflagellates ในสกุล Alexandrium sp. นอกจากน้ียงเกั ิดจากสาร N- sulfocarbamayl และ Decarbamyl สร้างจากแพลงก์ตอนพืชในสกุล Alexandrium sp

Gymnodinium sp. และ Pyrodinium sp. ความรุนแรงของสารพิษท้งั 2 ชนิดหลงไมั ่รุนแรงเมื่อ เทียบกบั 3 ชนิดแรก สารพิษเหล่าน้ีเมื่อได้รับจะมีผลต่อระบบประสาท โดยผู้ที่ได้รับพิษจะมี อาการมึนงง การหายใจผดปกติ ิ กลามเน้ ้ือเป็นอมพาตและทั าใหํ เก้ ิดอาการช๊อคและตายได ้

ภาพที่ 3.4. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารที่ทําใหเก้ ิด Paralytic Shellfish Poisoning (PSP) (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/illness/PSP_chemstructure.gif)

3.6.2. Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP) เป็นพิษที่เกิดจากสาร Okadaic acid (OA), Dinophysistoxin , Pectenotoxin, Prorocentrolide และ Sulfate yessotocin สารพิษ เหล่าน้ีสร้างโดย Dinoflagellate ในสกุล Dinophysis sp. และ Prorocentrum sp. สารพิษเหล่าน้ี เมื่อเขาส้ ู่ร่างกายจะเป็นพิษต่อระบบทางเดินอาหาร โดยจะมีท้องร่วงรุนแรง คลื่นไส้ อาเจียน ปวดทอง้ ผู้ได้รับพิษจะไม่มีอาการรุนแรงถึงกบเสั ียชีวิต

ภาพที่ 3.5. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารที่ทําใหเก้ ิด Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP) (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/illness/DSP_chemstructure.gif)

3.6.3. Amnesic Shellfish Poisoning (ASP) เป็นพิษที่เกิดจากสาร Domoic acid (DA) สารพิษชนิดน้ีสร้างโดยแพลงกตอนในกล์ ุ่ม Diatom ในสกุล Pseudo-nitzchia sp. ผู้ได้รับสารพิษ ชนิดน้ี จะมีผลต่อระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System) โดยทาใหํ เส้ ียระบบความ

ทรงจํา

ภาพที่ 3.6. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารที่ทําใหเก้ ิด Amnesic Shellfish Poisoning (ASP) (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/illness/ASP_chemstructure.gif)

3.6.4. Neurotoxin Shellfish Poisoning (NSP) เป็นพิษที่เกิดจากสาร Brevetoxins (BTX) ที่สร้างโดยแพลงกตอนในกล์ ุ่ม Dinoflagellate ในสกุล Gymnodinium breve สารพิษ ชนิดน้ีสะสมในหอย เมื่อคนรับประทานหอยเขาไป้ ก็จะทาใหํ ้เกิดพิษที่มีลักษณะอาการคลาย้ PSP นอกจากน้ี จะทาใหํ ้ระคายเคืองตาและจมูกดวย้ ถ้าหากลงไปว่ายน้าในทะเลทํ ี่มีแพลงก์ ตอนชนิดน้ีอย ู่ 3.6.5. Ciguatera Fish Poisoning (CFP) เป็นพิษที่เกิดจากสาร Ciguatoxins (CTX) และ Maitotoxin (MTX) ที่สร้างจากแพลงก์ตอนพืชในกลุ่ม Dinoflagellate สกุล Gambierdiscus sp, Ostreopsis sp. และ Prorocentrum sp. สารพิษจากแพลงกตอนเหล์ ่าน้ี ส่วน

ใหญ่จะพบสะสมในปลาที่หากินตามแนวปะการัง เมื่อพิษเหล่าน้ีเขาส้ ู่ร่างกายโดยรับประทาน เขาไป้ 12 - 24 ชัวโมง่

ภาพที่ 3.7. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารที่ทําใหเก้ ิด Ciguatera Fish Poisoning (CFP) (ที่มา : http://www.whoi.edu/redtide/illness/CFP_chemstructure.gif)

3.6.6. Cyanobacterial Toxin Poisoning (CTP) เป็นสารพิษที่พบในแพลงกตอนพ์ ืช ในกลุ่ม Cyanophyta สารพิษเหล่าน้ีเช่น Neurotoxic alkaloids หรือ Anatoxins สร้างโดย แพลงกตอนพ์ ืชสกุล Anabaena sp., Aphanizonienon sp. และ Oscillatoria sp. สาร Hepatotoxic peptides หรือ Microcystins สร้างโดยแพลงกตอนพ์ ืชในสกุล Anabaena sp, Microcystis sp, Nostoc sp, สาร Cylindrospermopsin สร้างโดยแพลงกตอนพ์ ืชในสกุล Cylindrospermopsis sp. และสาร Nodularin สร้างโดยแพลงกตอนพ์ ืชในสกุล Nodularia sp. สารพิษเหล่าน้ีส่วนใหญ่จะ เกิดปัญหาในแหล่งน้าจํ ืดเป็นส่วนใหญ่ พิษที่เกิดข้ึนส่วนใหญ่จะเกิดกบสั ัตวเล์ ้ียงที่กินน้าใํ น แหล่งน้าทํ ี่แพลงกตอนชน์ ิดน้ีเขาไป้ โดยจะมีอาการตบเปั ็นแผลไหม ้ และมีเลือดออก อันตรายที่ เกิดจากสารพิษกลุ่มน้ีอาจมีผลต่อสัตว์ทะเล และการทาฟารํ ์มเล้ียงสัตว์นํ้าบริเวณชายฝ่ังได้ เช่นกนั 3.7. ผลกระทบของนํ้าเปลยนสี่ ี 3.7.1. ทาความเสํ ียหายต่อการเพาะเล้ียงสัตว์นํ้า และทรัพยากรสัตว์นํ้าชายฝ่ังใน ธรรมชาติ 3.7.2. เป็นอนตรายตั ่อที่ผู้บริโภคสัตว์ที่ถูกปนเป้ือนดวยพ้ ิษจากแพลงกตอน์ ในกรณีที่เกิด การเพิ่มจํานวนของแพลงกตอนท์ ี่เป็นพิษ

3.7.3. ส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจการประมง 3.7.4. ส่งผลกระทบต่อแหล่งท่องเที่ยวทางทะเล 3.8. การจัดการการเกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลยนสี่ ี ปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี เป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติที่ต้องใช้เวลาในการพฒนาใหั ้ เกิดข้ึน กระแสน้าํ , คลื่น, ลม เป็นปัจจยสั าคํ ญประการหนั ึ่งในการพฒนาการเกั ิดน้าเปลํ ี่ยนสีใน ทะเลนอกเหนือจาก การลดปริมาณธาตุอาหารที่จาเปํ ็นสาหรํ ับการเจริญเติบโตของแพลงกตอน์ พืชก่อนปล่อยลงสู่แม่นํ้า และทะเล เป็นการป้ องกนและควบคั ุมการเกิดปรากฏการณ์นํ้าเปลี่ยนสี ในทะเล เนื่องเมื่อเกิดข้ึนแลวการจ้ ดการและการแกั ไขเป้ ็นไปไดยาก้ นอกเสียจากการเตือนภัย จากปรากฎการณ์นํ้าเปลี่ยนสี เพื่อการบรรเทาผลกระทบที่จะเกิดข้ึน การคุ้มครองให้ความปลอดภยแกั ่ผู้บริโภค เนื่องจากการเกิดพิษชนิดน้ีมีความสัมพนธั ์ กบการเกั ิดน้าเปลํ ี่ยนสี โดยเฉพาะอยางย่ ่ิงในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีปัญหาในเรื่องน้ีเกือบทุกปี จึง ได้จัดต้งระบบการควบคั ุมและป้ องกนั ที่เรียกว่า Red Tide Monitoring and Surveillance Program ขึ้น เพื่อเป็นการเฝ้ าระวงการเกั ิดน้าเปลํ ี่ยนสี ที่อาจเป็นพิษและเป็นการคุ้มครอง ประชาชนดวย้ โดยมีหลกการดั าเนํ ินการคือ จัดต้งสถานั ีตรวจสอบแพลงก์ตอนท้งชนั ิดและ ปริมาณตลอดปี รวมท้งสภาพนั ้าํ อากาศ และอื่น ๆ ด้วย เพื่อดูการเปลี่ยนแปลง ทั้งน้ีในช่วงการ เกิดน้าเปลํ ี่ยนสี จะมีการวิเคราะห์ปริมาณการสะสมพิษของหอยในบริเวณน้นั รวมท้งออกคั าสํ ่ัง ห้ามการนาหอยจากบรํ ิเวณน้ันมาบริโภค หากพบว่ามีแพลงก์ตอนพิษและมีการสะสมพิษใน หอยในช่วงการเกิดน้าเปลํ ี่ยนสี ช่วงน้นั ๆ จนกว่าน้าเปลํ ี่ยนสี จะหมดไปและตรวจสอบหอยว่า ปลอดภยแลั ้ว จึงจะอนุญาตให้ดาเนํ ินการต่าง ๆ ตามปกติได ้ รวมท้งการเพาะเลั ้ียงสัตว์น้าในํ บริเวณน้นั เพื่อเป็นการควบคุมและป้ องกนอั นตรายตั ่อสัตว์นํ้าและประชาชนในบริเวณน้นไดั ้ อยางเต่ มท็ ี่ มาตรฐานระดบพั ิษ ตามมาตรฐาน US-FDA ( Food and Drug Administration) ใน เน้ือหอยสด ให้มีไดไม้ ่เกิน 80 ไมโครกรัม/100 กรัม เน้ือสดในผลิตภณฑั บรรจ์ ุกระป๋ อง ให้มีได้ ไม่เกิน 160 ไมโครกรัม/100 กรัม มาตรฐานของญี่ปุ่น ในเน้ือสด ให้มีไดไม้ ่เกิน 4 MU/g (Edible Part) ในผลิตภณฑั บรรจ์ ุกระป๋ อง ให้มีไดไม้ ่เกิน 500 MU/g (Edible Part) ทั้งน้ี 1 MU (Mouse Unit) เทียบได้กบปรั ิมาณสารพิษบริสุทธ์ิประมาณ 0.16-0.22 ไมโครกรัม

บทท ี่ 4 มลพษจากนิ ํ้ามัน

มลพิษจากน้ามํ ัน (Oil Pollution) หมายถึง สภาวะการณ์ที่นํ้ามนหรั ือผลิตภณฑั เข์ าไป้ ปนเป้ือน (Contaminated) ในส่ิงแวดลอม้ ในรูปของคราบน้ามํ นในแหลั ่งน้าํ ควนพั ิษในอากาศ และตกตะกอนในดิน เป็นต้น ทําให้คุณสมบัติและคุณภาพของส่ิงแวดลอมเหล้ ่าน้นเปลั ี่ยนแปลง ไปในทางเสื่อมโทรมลงและมีผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตที่เกี่ยวของก้ บสั ่ิงแวดลอมน้ ้นั ๆ

4.1. ความสําคญของนั ํ้ามัน นํ้ามนจั ดเปั ็นทรัพยากรธรรมชาติประเภทหนึ่ง ที่มีบทบาทและมีความสาคํ ญอยั างมาก่ ต่อการดารงชํ ีวิตของมนุษยในย์ คปุ ัจจุบัน อีกท้งยั งมั ีความสาคํ ญอยั างมากต่ ่อการพฒนาประเทศั การกาเนํ ิดน้ามํ นตั องอาศ้ ยระยะเวลาหลายลั านป้ ี อีกท้งตั องอาศ้ ยปั ัจจยหลายๆอยั างกว่ าจะกลาย่ มาเป็นแหล่งน้ามํ นดั ิบ หรือก๊าซธรรมชาติ อีกท้งการทั ี่จะนานํ ้ามํ นดั ิบมาใชประ้ โยชน์ก็ตอง้ อาศยหลายขั ้นตอนทั ี่ยุ่งยากและตองเส้ ียค่าใช้จ่ายสูงกว่าที่จะสามารถนําน้ํามนดั ิบมาใช้ได ้ นํ้ามนเปั ็นเช้ือเพลิงที่สําคญและมั ีประโยชน์อนนตั แก์ ่มนุษย์สําหรับนาไปใชํ ในก้ ิจกรรมต่าง ๆ เช่น ใหพล้ งงานในอั ุตสาหกรรม เครื่องจกรั เครื่องยนต ์ แสงสวาง่ ความร้อน หล่อลื่นเครื่องจกรั เป็นวตถั ุดิบสาหรํ ับอุตสาหกรรมเคมีต่าง ๆ เป็นต้น กว่า 100 ปีที่ผานมาพล่ งงานสั ่วนใหญ่ที่ เอ้ืออานวยประโยชนํ ์ต่อมวลมนุษยชาติเกิดจากพลงงานทั ี่ได้จากผลิตภณฑั ์นํ้ามนดั ิบและจะยงคงั เป็นพลงงานทั ี่มีความสําคญตั ่อมวลมนุษยในโลกน์ ้ี ตราบเท่าที่มนุษย์ยังไม่อาจจะหาพลงงานั อื่นใดมาทดแทนได ้ จากปริมาณการใชผล้ ิตภณฑั ์นํ้ามนสั าเรํ ็จรูปในประเทศไทยพบวาม่ ีการใช้ กวา่ 60 ล้านลิตรต่อวนในปั ี พ.ศ. 2534 และมีแนวโนมท้ ี่จะเพ่ิมข้ึนกวา่ 120 ล้านลิตรต่อวนในั อนาคตอนใกลั ้นี้ พลงงานั เศรษฐกิจ และส่ิงแวดลอม้ ทั้งสามระบบน้ีมีความเกี่ยวของก้ นและสั ัมพนธั ์กนั อยอยู่ างแยกไม่ ่ออก ซึ่งต่างกมี็ ความสาคํ ญตั ่อความเป็นอยของมวลมนู่ ุษยอย์ างมากท่ ี่สุด และไม่ สามารถที่จะให้ความสาคํ ญแกั ่สิ่งหนึ่งส่ิงใดโดยเฉพาะ โดยไม่เกิดผลกระทบต่ออีกสองระบบที่ เหลือได ้ เช่นเราตองก้ ารจะปรับปรุงเศรษฐกิจของประเทศให้เจริญข้ึนตามจานวนประชากรทํ ี่ เพ่มขิ ้ึนเรากต้็ องใชพล้ งงงานมากขั ้ึน และกจะท็ าใหํ เก้ ิดผลกระทบส่ิงแวดล้อมมากขึ้นดวย้ ดังน้นั การรักษาความสมดุลของท้งสามระบบนั ้ีจึงจาเปํ ็นมาก และตองให้ ้อยู่ในขอบเขตที่พอเหมาะ

เสมอด้วย มิฉะน้ันโลกและส่ิงมีชีวิตท้งหลายกั ็จะเสียความสมดุลไป นั่นคือจะทาใหํ ้เราไม่ สามารถที่จะดารงชํ ีวิตหรือถาสามารถอย้ ไดู่ ้กจะไม็ ่มีความสุขเท่าที่ควร

พลงงานั เศรษฐกิจ

สิ่งแวดล้อม

ภาพที่ 4.1. ความสมพั นธั ์ระหวางเศรษฐก่ ิจ พลงงานั และส่ิงแวดลอม้

พลงงานทั ี่มนุษยเร์ านามาใชํ ประโยชน้ ์มากที่สุดในรอบทศวรรษที่ผ่านมา รวมท้งในั ปัจจุบันและอนาคตกคือ็ “นํ้ามัน” ซึ่งก็มีปริมาณความตองการมากข้ ้ึนเรื่อย ๆ ทั้งน้ีเพราะความ ต้องการทางเศรษฐกิจที่ต้องปรับตามจานวนประชากรํ มีผลทาใหํ เก้ ิดปัญหาเกี่ยวกบสั ่ิงแวดลอม้ มากข้ึนเป็นเงาตามตัว สําหรับน้ามํ นนั ้ันจะมีสภาพรวมอยู่ได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ฉะน้นเมั ื่อเกิดการรวมตวกั บสั ่ิงแวดลอมอ้ นไดั แก้ ่ อากาศ นํ้า และพ้ืนดิน เกินจุดสมดุล ก็จะทํา ให้สิ่งแวดลอมน้ ้นเสั ื่อมโทรมลงจนถึงกบเปั ็นพิษต่อความเป็นอยของสู่ ่ิงมีชีวิตได ้ คืออาจทาใหํ ้ เกิดสภาพอากาศเป็นพิษ (Air Pollution) สภาพน้าเสํ ีย (Water Pollution) และสภาพดินเสีย (Soil Pollution) ปัญหาเกี่ยวกบนั ้าเสํ ียจากน้ามํ ัน เป็นปัญหาที่สําคญมากสั าหรํ ับประเทศไทยใน ปัจจุบัน โดยเฉพาะปัญหาอนเกั ิดจากน้ามํ นรั ่ัวไหล (Oil Spill) ลงสู่ทะเล หรือแม่นํ้าลาคลองํ นอกจากน้ันแลวขณะน้ ้ียังมีการขุดเจาะน้ามํ นในบรั ิเวณอ่าวไทย และมีการขนถ่ายน้ํามนในั บริเวณเขตนิคมอุตสาหกรรมต่างๆ อาทิ นิคมอุตสาหกรรมแหลมฉบัง นิคมอุตสาหกรรมมาบตา พุด ซึ่งได้รับการร้องเรียนต่อรัฐบาลเกี่ยวกบคราบนั ้ามํ นอยั างต่ ่อเนื่องตลอดมา ซึ่งการนานํ ้ามํ นมาใชั ให้ เก้ ิดประโยชน์หากขาดมาตรการป้ องกนและควบคั ุมการร่ัวไหล ทั้งในข้นตอนการขนสั ่ง การผลิต การขนถ่ายอยางม่ ีประสิทธิภาพและรัดกุมเพียงพอแลวย้ อม่ ก่อใหเก้ ิดภาวะมลพิษและการปนเป้ือนต่อทรัพยากรธรรมชาติและส่ิงมีชีวิตท้งในนั ้าและบนบกํ

รวมท้ังทรัพย์สินต่างๆของมนุษย์ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวเคยปรากฏมาแล้วอยู่บ่อยคร้ังใน ต่างประเทศ

ภาพที่ 4.2. เสนทางการเคล้ ื่อนยายน้ ้ามํ ัน (Clark et. al., 1997)

4.2. ประเภทของนํ้ามันทปนเปี่ ื้อนในทะเล 4.2.1. นํ้ามันดิบหรือปิ โตรเลยมี นํ้ามันดิบหรือปิ โตรเลียมเป็ นน้ํามันที่นําข้ึนมาจากใต้ดิน ส่วนมากจะ ประกอบดวย้ Paraffin Wax, Asphaltic Matters และ Naphtenes น้ามํ นดั ิบเป็นสารประกอบ ไฮโดรเจนและคาร์บอน ซึ่งรวมตวกั นทางเคมั ีในรูปแบบของไฮโดรคาร์บอนอนสลั บซั บซั อนท้ ี่ เกิดข้ึนตามธรรมชาติในช้นหั ินใต้พื้นโลก อาจอยในสภาพกู่ ึ่งของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ทั้งน้ี ขึ้นอยกู่ บสภาวะความดั นและอั ุณหภูมิบริเวณน้นั นํ้ามนดั ิบมีลักษณะไวไฟ เมื่อนามากลํ นจะได่ั ้ ผลิตภณฑั ์ต่างๆ ไดแก้ ่ แก๊สหุงต้ม นํ้ามนเบนซั ิน นํ้ามนกั ๊าด นํ้ามนเตาั ยางมะตอย และผลิตภณฑั ์ ที่ไดจากการกล้ นบางชน่ั ิดเป็นวตถั ุดิบในการผลิตน้ามํ นหลั ่อลื่นและจารบี รวมท้งเคมั ีภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ปุ๋ ยเคมี ยาปราบศตรั ูพืช พลาสติก และยางสงเคราะหั ์ เป็นต้น คุณสมบัติของน้ามํ นดั ิบแต่ละแหล่งจะมีความแตกต่างในองค์ประกอบของ ไฮโดรคาร์บอนและส่ิงเจือปนอื่นๆ ที่รวมอยู่ นํ้ามนดั ิบโดยทวไปจะม่ั ีสีดําหรือน้าตาลํ ความ หนืดของน้ามํ นดั ิบจะแตกต่างกนออกไปั โดยมีความถ่วงจาเพาะอยํ ประมาณู่ 0.80-0.97 ที่ 60 oF (15.6 oC) ซึ่งเบากวาน่ ้าํ ดังน้นเมั ื่อน้ามํ นดั ิบไปรวมกบนั ้ากํ จะลอยอย็ เหนู่ ือน้าํ

ตารางที่ 4.1. แสดงองคประกอบท์ ี่สําคญของนั ้ามํ นดั ิบ

คาร์บอน 85-90% ไฮโดรเจน 10-15% ออกซิเจน 5% กามะถํ ัน 7% ไนโตรเจน 0.5% โลหะต่างๆ 0.1% ที่มา : http://oceanlink.island.net/oceanmatters/oil%20pollution.html

4.2.2. นํ้ามันที่ผ่านกระบวนการกลนแลั่ ้ว นํ้ามนทั ี่ผ่านกระบวนการกลนแลั่ ้ว ก็คือ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากน้ํามันดิบหรือ ปิ โตรเลียมน้ันเอง ขบวนการกลนน่ั ้ามํ นดั ิบจะเป็นกระบวนการแยกส่วนประกอบน้ามํ นดั ิบ ทางดานกายภาพ้ โดยน้ามํ นดั ิบจะถูกแยกตวออกเปั ็นน้ามํ นสั าเรํ ็จรูปต่างๆ ที่ช่วงจุดเดือดต่างกนั การแยกน้ามํ นดั ิบโดยวิธีการกลนล่ั าดํ บสั ่วนเป็นวิธีแบบพ้ืนฐานของการกลนน่ั ้ามํ ัน โดยใชหล้ ัก วาจ่ ุดเดือดของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ ที่รวมอยในนู่ ้ามํ นดั ิบจะมีระดบแตกตั ่าง กนั ตั้งแต่ –150 oC ขึ้นไปจนถึงหลายร้อยองศาเซลเซียส ด้วยคุณสมบัตินี้เองทาใหํ สามารถแยก้ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ ที่รวมกนอยั ออกมาไดู่ ้ด้วยการทาใหํ ้นํ้ามนดั ิบกลนต่ั ัว ในอุณหภูมิที่ต่างกนั สําหรับประเภทของน้ามํ นทั ี่ผานการกล่ นและปนเป่ั ้ือนลงสู่ทะเล ไดแก้ ่ 1. นํ้ามนเบนซั ิน (Gasoline) เป็นน้ามํ นทั ี่ไดจากการปร้ ุงแต่งคุณภาพของผลิตภณฑั ์ที่ได้ จากการกลนน่ั ้ามํ นโดยตรงั นํ้ามนเบนซั ินจะผสมสารเพ่ิมคุณภาพให้เหมาะสมกบการใชั งาน้ (Octane Number) สารเคมีป้ องกนสั นิมและสารกดกรั ่อนในถงนั ้ามํ นและทั ่อน้ามํ นรวมทั ้งั สารเคมีที่ช่วยในการทาความสะอาดคารํ ์บูเรเตอร์ 2. นํ้ามนดั ีเซล (Diesel Fuel) เป็นน้ามํ นเชั ้ือเพลิงใช้กบเครั ื่องยนต์ดีเซล มีการปรับปรุง คุณภาพให้เหมาะสมกบการใชั งาน้ ประเทศไทยสามารถแบ่งน้ามํ นเชั ้ือเพลิงดีเซลได ้ 2 ชนิด 2.1 นํ้ามนโซลั ่าหรือดีเซลรอบเร็ว เป็นเช้ือเพลิงที่เหมาะสาหรํ ับใช้กบเครั ื่องยนตรอบ์ เร็ว เช่น รถบรรทุก มีจุดเดือดอยระหวู่ าง่ 180-360 oC มีกามะถํ นประกอบไมั ่เกิน 1% 2.2 นํ้ามนขั ้ีโลหร้ ือดีเซลรอบช้า เหมาะสาหรํ ับนามาใชํ ้กบเครั ื่องยนตขนาดใหญ์ ่ที่มี ความเร็วตํ่า เช่น เรือขนาดใหญ่ รถไฟดีเซล เป็นต้น

3. นํ้ามนเตาั (Fuel Oil) นํ้ามนเตาถั ูกนามาใชํ เป้ ็นเช้ือเพลิงใหความร้ ้อนในโรงงาน อุตสาหกรรม เช่น หมอน้ ้ํา เตาเผา โรงงานผลิตไฟฟ้ า รวมท้งเปั ็นเช้ือเพลิงโดยตรงสําหรับ เครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ เช่น เรือเดินสมุทร 4. นํ้ามนหลั ่อลื่น (Lubricating Oil or Lube Oil) จัดเป็นผลิตภณฑั ประเภทหน์ ึ่งที่ นามาใชํ ประโยชน้ ์ในการหล่อลื่น รู้จักกนดั ีในรูปของน้ามํ นเครั ื่อง นํ้ามนเกั ียร์ นํ้ามนไฮดรอั ลิคส์ เป็นต้น

ภาพที่ 4.3. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ (Clark et. al., 1997) 4.3. สาเหตุการเกดมลพิ ษทางนิ ํ้ามัน ปัญหามลพิษจากน้ามํ นอาจเกั ิดได้ทุกข้นตอนั นับต้งแตั ่การเร่ิมตนการส้ ารวจคํ นหา้ แหล่งน้ามํ ัน กรรมวิธีในการนานํ ้ามํ นมาใชั ้ การขนส่ง การเกบร็ ักษา การเติมหรือถ่ายน้ามํ ัน การ ล้างทาความสะอาดอํ ุปกรณ์ขนส่ง การใชประโยชน้ ์ และการทิ้งน้ามํ นสั ่วนที่ใชแล้ ้ว เป็นต้น ความเจริญทางดานว้ ิศวกรรมสามารถให้ความปลอดภยในระบบการผลั ิต การขนส่ง และการ เกบร็ ักษาไดเป้ ็นอยางด่ ี แต่ที่เกิดปัญหาใหม่ ๆ ขึ้นมา มักเกิดจากอุบัติเหตุ ความประมาทเลินเล่อ หรือความสะเพร่าของมนุษยเป์ ็นส่วนมาก สาเหตุที่นํ้ามนทั าใํ ห้เกิดมลพิษในทะเลและชายฝ่ัง สามารถสรุปได้ดงนั ้ี 4.3.1. การขดเจาะและสุ ูบน้ามํ นจากบั ่อน้ามํ นในทะเลั (Off – shore Production) นํ้ามัน ที่รั่วไหลจากบ่อขุดน้ํามนตั ่าง ๆ ในทะเลขณะที่ทําการขุดเจาะน้ํามันดิบออกมาจะมีนํ้ามัน บางส่วนร่ัวไหลกระจายไปในน้าทะเลํ ซึ่งในปัจจุบันน้ี ประเทศที่มีชายทะเลพยายามสารวจและํ ขุดเจาะน้ามํ นจากทะเลมาใชั ้กนอั ยางมาก่ ในบ่อที่ขุดสารวจแลํ ้ว ถ้าพบน้ามํ นนั อยไม้ ่คุ้มทุนเชิง เศรษฐกิจและพาณิชย์กจะปล็ ่อยทิ้งไป หรือบ่อที่ขุดน้ามํ นไดั อาจม้ ีนํ้ามนรั ่ัวไหลลงทะเล เช่น ใน กรณีที่ฐานขดเจาะนุ ้ามํ นทั ี่ทะเลโดนพายุพลิกควํ่า ทําให้นํ้ามนรั ่ัวไหลลงสู่ทะเล

ภาพที่ 4.4. การร่ัวไหลของน้ามํ นดั ิบจากบ่อขดนุ ้ามํ นในทะเลั (ที่มา : http://oceanlink.island.net/oceanmatters/oil%20pollution.html)

4.3.2. อุบัติเหตุจากการผลิตและการขนส่ง (Accident in Production and Transportation) สําหรับอุบัติเหตุที่เกี่ยวกบการแพรั ่กระจายของน้ามํ นทั ี่สําคญมากั คือ อุบัติเหตุ จากการลาเลํ ียงขนส่งน้ามํ นทางนั ้าํ เช่น อุบัติเหตุเนื่องจากเรือบรรทุกน้ามํ นแตกั อับปาง ชนกนั ระเบิด เป็นต้น การร่ัวไหลของน้ามํ นจากอั ุบัติเหตุของเรือบรรทุกน้ามํ นในอดั ีต ได้ก่อให้เกิด มลพิษจากน้ามํ นเปั ็นอยางมาก่ ตวอยั างเช่ ่น ในปี 1967 เรือบรรทุกน้ามํ นชั ื่อ Torrey Canyon ได้ ชนและเกยต้ืนกบหั ินโสโครกนอกฝ่ังของสหราชอาณาจกรทั าใหํ ้นํ้ามนหลายลั านแกลลอนไหล้ ลงสู่ทะเลแพร่กระจายเป็นพ้ืนที่หลายร้อยตารางไมลตามบร์ ิเวณชายฝ่ังสหราชอาณาจกรั และ เกิดผลเสียต่อส่ิงแวดลอมอย้ างมากซ่ ึ่งไม่สามารถประเมินได ้

ภาพที่ 4.5. ภาพอุบัติเหตุของเรือบรรทุกน้ามํ นในทะเลั (ที่มา : http://oceanlink.island.net/oceanmatters/oil%20pollution.html)

ตารางท ี่ 4.2. แสดงการเกดอิ ุบัติเหตุของการขนส่งนํ้ามันในทะเล ปริ มาณ

ชื่อเรือ ปี สถานท ี่ นํ้ ามั น ลําดับ (ตัน) 1 Atlantic Empress 1979 Off Tobago, West Indies 287,000 2 ABT Summer 1991 700 nautical miles off Angola 260,000 Castillo de 3 1983 Off Saldanha Bay, South Africa 252,000 Bellver 4 Amoco Cadiz 1978 Off Brittany, France 223,000 5 Haven 1991 Genoa, Italy 144,000 700 nautical miles off Nova Scotia, 6 Odyssey 1988 132,000 Canada 7 Torrey Canyon 1967 Scilly Isles, UK 119,000 8 Sea Star 1972 Gulf of Oman 115,000 9 Irenes Serenade 1980 Navarino Bay, Greece 100,000 10 Urquiola 1976 La Coruna, Spain 100,000 11 Hawaiian Patriot 1977 300 nautical miles off Honolulu 95,000 12 Independenta 1979 Bosphorus, Turkey 95,000 13 Jakob Maersk 1975 Oporto, Portugal 88,000 14 Braer 1993 Shetland Islands, UK 85,000 120 nautical miles off Atlantic coast 15 Khark 5 1989 80,000 of Morocco 16 Prestige* 2002 Off the Spanish coast 77,000* 17 Aegean Sea 1992 La Coruna, Spain 74,000 18 Sea Empress 1996 Milford Haven, UK 72,000 19 Katina P 1992 Off Maputo, Mozambique 72,000 35 Exxon Valdez 1989 Prince William Sound, Alaska, USA 37,000

ที่มา : http://www.itopf.com/stats.html

4.3.3. การคมนาคมต่าง ๆ (Transportation) จําเป็นตองใช้ ้นํ้ามนเชั ้ือเพลิงหล่อลื่น เครื่องยนต ์ โอกาสที่นํ้ามนจะรั ่ัวไหลลงในทะเลมีได้ทั้งการคมนาคมทางน้าํ ไดแก้ ่ การลางถ้ ัง บรรจุนํ้ามนในเรั ือบรรทุกน้ามํ นขนาดใหญั ่ จากการลางเคร้ ื่องยนตหร์ ือถ่ายน้ามํ นลงกลั างทะเล ของเครื่องบินโดยสารกเป็ ็นส่วนหนึ่งที่ทําใหเก้ ิดมลพิษจากน้ามํ ัน การถ่ายน้ามํ นเครั ื่องที่ใชแล้ ้ว ลงแหล่งน้าเปํ ็นสาเหตุหลกของปั ัญหา เนื่องจากน้ามํ นเครั ื่องหรือน้ามํ นหลั ่อลื่นมีจุดเดือดสูง ระเหยได้น้อยมาก จึงตกคางอย้ บนผู่ วนิ ้าเปํ ็นเวลานานทาใหํ เก้ ิดผลเสียได ้ 4.3.4. การปฏิบัติการของโรงกลนน่ั ้ามํ นและบั ่อน้ามํ ัน (Refinery Operation) โรงกลน่ั นํ้ามนและบั ่อน้ามํ นปลั ่อยน้ามํ นลงสั ู่แหล่งน้าวํ นละหลายพั นแกลลอนทั วโลก่ั รวมท้งทั ี่เป็นกาก นํ้ามนและรั ่ัวจากถงเตั ิมน้ามํ ัน นํ้ามนหลั ่อลื่นที่ใชในเคร้ ื่องยนต์ที่ไดมาจากป้ ิโตรเลียม ส่วนที่ เกี่ยวของก้ บโรงกลั นน่ั ้ามํ นกั ็คือท่อส่งน้ามํ นดั ิบ ซึ่งยาวนบรั ้อย ๆ กิโลเมตร มีความเป็นไปได้ที่ ท่อน้นอาจจะแตกหั ักและทาใหํ ้นํ้ามนรั ่ัวไหลลงสู่ทะเล การควบคุมการกลนน่ั ้ามํ นของโรงงานั กลนน่ั ้ามํ นรั ิมฝ่ังทะเลไม่รัดกุม และมีการปล่อยกากเหลือ (Waste) ลงสู่ทะเล เป็นการประหยัด ค่าก่อสร้างระบบกาจํ ดและประหยั ดคั ่าขนส่งน้ามํ ัน การขนถ่ายน้ามํ นจากเรั ือบรรทุกน้ามํ นกั ็มี ผลมลพิษจากน้ามํ นดั วย้ กล่าวคือขณะที่ขนถ่ายน้ามํ นดั ิบข้ึนฝ่ังโรงงานหมดแล้ว ก็สูบน้าทะเลํ ลงสู่ Tanker เพื่อถ่วงเรือให้หนกเพั ื่อความปลอดภยในการเดั ินทางกลับ และเมื่อจะเติมน้ามํ ัน จากบ่อน้ามํ นกั ็จะถ่ายน้าในํ Tanker ออก ซึ่งมีน้ามํ นปะปนอั ยลงสู่ ู่แหล่งน้าํ จึงทาใหํ ้มีนํ้ามัน รั่วไหลลงสู่แหล่งน้าไดํ โดยความจ้ าเปํ ็นเป็นประจาทํ ุกวัน 4.3.5. การกาจํ ดกากนั ้ามํ นทั ี่ไม่ใชแล้ ้ว (Disposal of Oil-waste) อาจจะทิ้งลงแหล่งน้าํ โดยตรงหรือทิ้งลงบนดินกจะม็ ีบางส่วนลงสู่แหล่งน้าอยํ ดีู่ ซึ่งการกาจํ ดนั ้ามํ นอาจเกั ิดไดจาก้ 4.3.5.1 การปฏิบัติงานในโรงงานอุตสาหกรรม การใช้นํ้ามนเชั ้ือเพลิงส่วน หนึ่งจะร่ัวออกมาระหวางขบวนการผล่ ิตดาเนํ ินอย ู่ 4.3.5.2 การปล่อยน้ามํ นทั ี่ใชแล้ ้ว ลงสู่แม่นํ้าลาคลองํ โดยเฉพาะอยางย่ ่ิง โรงงานที่ต้งอยั ริู่ มแหล่งน้าํ 4.3.5.3 การเทน้ามํ นเครั ื่องที่ใชแล้ ้ว จากยานพาหนะต่าง ๆ 4.3.5.4 การลางน้ ้ามํ นทั ี่เป้ือนพ้ืนตามสถานบริการต่าง ๆ 4.3.5.5 การลางท้ ้องเรือบรรทุกน้ามํ ัน

4.3.5.6 การใช้นํ้าชะระลางส้ ่ิงปนเป้ือนต่าง ๆ ที่มีนํ้ามนปนอยั ดู้่ วยจาก บ้านเรือนที่พักอาศัย และจากแหล่งเกษตรกรรมที่ทําการลางรถแทรกเตอร้ ์ รถไถต่าง ๆ ที่ทําให้ คราบน้ามํ นลงสั ู่แหล่งน้าไดํ ้ 4.3.6. โรงงานอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมต่าง ๆ (Petrochemical Industry and Industries) โรงงานปิโตรเคมิคอลและโรงงานอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ใช้น้ามํ นเปั ็นวตถั ุดิบ ไม่ มีขบวนการผลิตใดที่จะมีประสิทธิภาพ 100% ดังน้นการรั ่ัวไหลของน้ามํ นในขบวนการผลั ิตจึง มีทุกโรงงานข้ึนอยกู่ บการควบคั ุมคุณภาพวาจะม่ ีประสิทธิภาพเพียงใด

ตารางที่ 4.3 แหล่งและระดบของผลกระทบของมลพั ิษจากน้ามํ นทั ี่ปนเป้ือนลงสู่ทะเล ระดับของการแพร่กระจายและ สิ่งแวดล้อม ประเภทและแหล่ง ผลกระทบ พื้นนํ้า บรรยากาศ ท้องถิ่น ภูมิภาค โลก จากธรรมชาติ : + - + ? - - รอยร่ัวและการชะลางตะกอนพ้ ้นทะเลื -การสงเคราะหั ์โดยส่ิงมีชีวิตในทะเล + - + + + การกระทํ าของมนุ ษย์ + - + + ? –การขนส่งน้ามํ นในทะเลั -การเดินเรือ อุบัติเหตุ การลกลอบปลั ่อย + - + ? - -การขดเจาะนุ ้ามํ นนอกชายฝั ่ัง + + + ? - -นํ้าทิ้งจากชุมชน + - + + ? -ท่าเรือ คลงนั ้ามํ ัน + - + - - -จากแม่นํ้า และการชะลาง้ + - + + ? -การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ - + + + ? หมายเหตุ: + , -, และ ? หมายถึง ปรากฏ, ไม่ปรากฏ, ไม่แน่ใจ

ที่มา : ดัดแปลงจาก http://www.offshore-environment.com/oilpollution.html 4.4. พฤติกรรมของนํ้ามันในทะเล ขบวนการที่ซับซอนในการเปล้ ี่ยนรูปของน้ามํ นในทะเลจะเกั ิดข้ึนต้งแตั ่นํ้ามนสั มผั สกั บั นํ้าทะเล ขบวนการ ระยะเวลาและผลของการเปลี่ยนรูปข้ึนอยกู่ บคั ุณสมบัติและองคประกอบ์ ของน้ามํ ัน รวมถึงปัจจยทางสภาพแวดลั อม้ ลักษณะการเปลี่ยนรูปของน้ามํ นจะมั ีกลไกการ เปลี่ยนแปลงที่มีปฏิสัมพนธั ์กนระหวั ่างปัจจยทางดั านกายภาพ้ เคมี และชีวภาพ เร่ิมต้งแตั ่มีการ ปนเป้ือนจนกระท้งเกั ิดสลายตัวหมดไป ในช่วงของการสลายตวกั จะเก็ ิดความเป็นพิษต่อสัตว์นํ้า ทําลายระบบนิเวศทางทะเล การเมตาบอไลด์ การตกตะกอน เกิดข้ึนควบคู่กนไปั จนกระท้งมั ี การเปลี่ยนสภาพไปอยในรู่ ูปที่ไม่เป็นอนตรายั และสภาพแวดลอมกล้ บคั ืนสู่สภาวะปกติ การกระจายของคราบน้ํามันบนผิวน้ําทะเลจะเกิดภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วง (Gravitation Forces) ซึ่งจะถูกควบคุมโดยความหนืดของน้ามํ ัน (Oil Viscosity) และแรงตึงผิว ของน้าํ (Surface Tension of Water) คราบน้ามํ นปรั ิมาณ 1 ตัน สามารถกระจายในรัศมี 50 เมตร (ความหนาของคราบน้ามํ ัน 10 มิลลิเมตร) ภายในระยะเวลา 10 นาที แต่ถ้าหากคราบน้ามํ นมั ี ความหนาตากวํ่ ่า 1 มิลลิเมตร จะสามารถแพร่กระจายครอบคลุมพ้ืนที่ถึง 12 ตารางกิโลเมตร ในช่วงแรกของการปนเป้ือน คราบน้ามํ นบางสั ่วนจะระเหยเปลี่ยนไปอยู่ในรูปแก๊ส (Gaseous Phase) บางส่วนก็จะละลายน้าํ ส่วนที่เหลือซึ่งมีลักษณะขนเหน้ ียวก็จะกระจายไปอยางช่ าๆ้ ปัจจยทางดั านอ้ ุตุนิยมวิทยาและอุทกศาสตร์จะมีผลต่อความเร็วในการแพร่กระจายของน้ามํ ัน โดยเฉพาะอยางย่ ่ิง กาลํ งและทั ิศทางของกระแสลม คลื่น และกระแสน้าํ กรณีที่คราบน้ามํ นปกั คลุมบางๆ ความหนาไม่เกิน 1 มิลลิเมตร อํานาจ ของกระแสลมจะทาใหํ ้มีการแยกตวและั กระจายไปในบริเวณกวางและเป้ ็นระยะทางไกล การเกิดพายจะเปุ ็นการเร่งการกระจายและการ แตกตวของนั ้ามํ ัน ส่วนของเมดน็ ้ามํ ัน (Oil Droplet) ในน้าทะเลทํ ี่มีขนาดเล็ก กเป็ ็นอีกส่วนหนึ่ง ที่สามารถแพร่กระจายอยางรวดเร่ ็ว มีขบวนการ 8 ขบวนการที่เกี่ยวของพฤ้ ิตกรรมของน้าทํ ี่ ปนเป้ือนในทะเลดงภาพทั ี่ 4.6.

ภาพที่ 4.6. กระบวนการที่เกี่ยวของก้ บพฤตั ิกรรมของคราบน้ามํ นทั ี่ปนเป้ือนในทะเล ที่มา : http://www.itopf.com/f&e.html 4.4.1. การแพร่กระจาย (Spreading) หมายถึง การแพร่ขยายตวออกเปั ็นคราบน้ามํ ัน (Oil Slick) บนผวนิ ้าํ เมื่อคราบน้ามํ นปนเปั ้ือนลงสู่ทะเล กจะม็ ีการกระจายปกคลุมผวหนิ าทะเล้ การกระจายจะข้ึนอยกู่ บความหนั ืดของน้ามํ ัน โดยทวไปน่ั ้ามํ นทั ี่มีคาความหน่ ืดตาจะกระจายไดํ่ ้ รวดเร็วกว่าน้ามํ นทั ี่มีค่าความหนืดสูง การกระจายของน้ามํ นจะไมั ่มีรูปแบบที่แน่นอน มีความ แปร ปรวนตลอดเวลาในเรื่องความหนาของน้ามํ นบนผั ิวน้าํ หลงจากนั ้ามํ นปนเปั ้ือนลงสู่ทะเล ภายในไม่กี่ชัวโมงก่ ็เร่ิมมีการกระจายโดยการกระทาของกระแสลมํ คลื่น และการเคลื่อนไหว ของมวลน้าํ จากน้ันก็จะเกิดแนวคราบน้ามํ นเปั ็นแถบตามทิศทางของลม อัตราการกระจาย ขึ้นกบสภาพแวดลั อม้ เช่น อุณหภูมิ กระแสน้าํ นํ้าข้ึนน้าลงํ และความเร็วลม หากสภาพแวดล้ม เหล่าน้ีมีความรุนแรง การกระจายและการแตกตวกั จะเก็ ิดเร็วข้ึน

4.4.2. การระเหย (Evaporation) หมายถึง การเปลี่ยนสภาพองคประกอบในน์ ้ามํ ัน จากของเหลวให้กลายเป็ นไอ จํานวนและความเร็วในการระเหยที่เกิดข้ึนจะข้ึนอยู่กับ องคประกอบส์ ่วนที่สามารถระเหยได ้ นํ้ามนทั ี่เป็นประเภทเบา (Light Fuel Oil) เช่น นํ้ามัน เบนซิน นํ้ามนกั ๊าด และน้ามํ นดั ีเซล จะระเหยไดเร้ ็วกวาน่ ้ามํ นทั ี่เป็นประเภทหนัก (Heavy Fuel Oil) โดยทวไป่ั นํ้ามนทั ี่เป็นประเภทเบาจะมีจุดเดือดตากวํ่ า่ 200ºC ดังน้นจั ึงสามารถระเหยได้

ดี ความแรงของลม อุณหภูมิของน้าํ อากาศ ความเขมข้ นของแสงและค้ ุณสมบัติของน้ามํ ัน มี ส่วนช่วยให้การระเหยเกิดไดเร้ ็วข้ึน ขบวนการระเหยน้ีสามารถลดพวกไฮโดรคาร์บอนจาก นํ้ามนดั ิบได้ถึงร้อยละ 50 จึงเป็นการช่วยลดความเป็นพิษของน้ามํ นลงไดั ้บ้าง 4.4.3. การกระจายสู่มวลนํ้า (Dispersion) คลื่นและความป่ันป่วนของผิวน้าทะํ เล สามารถทาใหํ ้นํ้ามนแตกกระจายเปั ็นชิ้น (Fragments) หรือเป็นเมดน็ ้ามํ ัน (Droplets) ที่มีขนาด ต่างๆ กนั และสามารถกลบไปผสมกั บมวลนั ้าดํ านบนได้ ้ เมดน็ ้ามํ นทั ี่มีขนาดเลกสามารถคงอย็ ู่ ไดในน้ ้าทะเลํ ขณะที่เมดน็ ้ามํ นขนาดใหญั ่สามารถกลบขั ้ึนสู่ผิวน้าและสามารถรวมตํ วกลั บเปั ็น คราบน้ามํ นอั ีกคร้ังหรือกระจายออกเป็นแผนฟ่ ิลมบางๆ์ ปกคลุมผวนิ ้าทะเลํ ส่วนของนํ้ามนทั ี่คง สภาพและแขวนลอยในน้าจะมํ ีพื้นที่ผิวมากก่อนที่จะมีการแพร่กระจาย ลักษณะเช่นน้ีจะเป็น การเร่งให้เกิดขบวนการทางธรรมชาติ เช่น การละลาย (Dissolution) การสลายโดยส่ิงมีชีวิต (Biodegradation) และ การตกตะกอน (Sedimentation) ความเร็วในการกระจายของน้ามํ นสั ู่ มวลน้ําจึงข้ึนอยู่กับธรรมชาติของน้ํามนและสภาพของทั องทะเล้ การกระจายจะเกิดอย่าง รวดเร็วในกรณีที่นํ้ามนมั ีค่าความหนืดตาและทะเลมํ่ ีคลื่นลมแรง การเติมสารเคมีเร่งในการ กระจาย (Chemical Dispersants) จะช่วยใหขบวนการกระจายน้ ้ามํ นสั ู่มวลน้าเกํ ิดไดเร้ ็วข้ึน

4.4.4. นํ้ามันแขวนลอย (Emulsification) นํ้ามนแขวนลอยเปั ็นขบวนการที่หยดน้าํ กลายเป็นสารแขวนลอยในน้ํามัน มักจะเกิดข้ึนกรณีที่ผิวน้ําทะเลเกิดการป่ันป่ วน นํ้ามัน แขวนลอยที่เกิดข้ึนมีลักษณะขนเหน้ ียวและคงทนกวาต่ วนั ้ามํ นเดั ิม การเกิดน้ามํ นแขวนลอยเปั ็น การเพ่ิมสารมลพิษข้ึนอีก 3-4 เท่า ทําให้ขบวนการอยางอ่ ื่นที่เกี่ยวของก้ บการสลายนั ้ามํ นเกั ิด ความล่าชาและใช้ ระยะเวลา้ นํ้ามนทั ี่มี Asphaltene เป็นองคประกอบมากกว์ า่ 0.5% จะคงสภาพ ในลกษณะนั ้ามํ นแขวนลอยไดั นาน้ ส่วนน้ามํ นทั ี่มี Asphaltene เป็นองคประกอบอย์ นู่ อยจะม้ ี โอกาสที่จะเกิดน้ามํ นแขวนลอยมั ีนอยแต้ ่จะกระจายสู่มวลน้าจะเกํ ิดได้ดีขึ้น นํ้ามนแขวนลอยจะั แยกออกจากน้ามํ นและนั ้าหากไดํ ้รับความร้อนจากดวงอาทิตยภายใต์ สภาพคล้ ื่นลมสงบหรือติด ค้างตามแนวชายหาด การเกิดน้ามํ นแขั วนลอยจะข้ึนอยกู่ บองคั ประกอบของน์ ้ามํ นและสภาวะั ผิวน้าํ นํ้ามนแขวนลอยอยั ในสภาพคงทู่ ี่โดยมีนํ้าผสมอยในนู่ ้ามํ ัน 30-80% มักจะเกิดข้ึนในกรณี ที่เกิดพาย ุ นํ้ามนแขวนลอยทั ี่มีลักษณะเรียกวา่ Chocolate Mousses สามารถคงสภาพในน้าทะเลํ มากกวา่ 100 วัน การคงสภาพของน้ามํ นแขวนลอยจะเพั ่ิมข้ึนเมื่ออุณหภูมิลดลง การเปลี่ยนรูป จากน้ามํ นแขวนลอยมาอยั ู่ในรูปของเม็ดน้ามํ ัน (Droplet) จะทาใหํ ้การคงสภาพในน้าลดลงํ

เนื่องจากทาใหํ ้แรงตึงผิวลดลง ขบวนการน้ีช่วยให้สามารถใชสาร้ Emualsifiers กาจํ ดคราบั นํ้ามนมั ีประสิทธิภาพมากข้ึน โดยสาร Emulsifiers จะช่วยในการคงสภาพคราบน้ามํ นในรั ูป นํ้ามนแขวนลอยและชั ่วยให้คราบน้ามํ นเกั ิดการกระจายในรูปเมดน็ ้ามํ ัน เป็นการเร่งให้เกิดการ ยอยสลายคราบน่ ้ามํ นในทะเลั 4.4.5. การละลาย (Dissolution) หมายถึง ขบวนการที่นํ้ามนสามารถละลายสั ู่มวลน้าํ โดยรอบ การละลายข้ึนอยกู่ บองคั ประกอบและสถานะของน์ ้ามํ ัน การละลายจะเกิดข้ึนรวดเร็ว เมื่อน้ามํ นมั ีการกระจายเป็นละอองขนาดเลกในน็ ้าํ นํ้ามนจะมั ีความจากํ ดในการละลายนั ้าํ กลุ่ม ที่ละลายน้าไดํ ้มักจะเป็น พวก Aliphatic และ Aromatic Hydrocarbons นํ้าหนกโั มเลกุลตาํ่ นอกจากน้ี สารประกอบแบบมีขั้วที่ได้จากการออกซิเดช่ันคราบน้ํามนกั ็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่ สามารถละลายไดในน้ ้าทะเลํ การละลายน้าของคราบนํ ้ามํ นจะใชั ระยะเวลานานเม้ ื่อเปรียบเทียบ กบการระเหยั สภาพทาง Hydrodynamic และ Physicochemical บริเวณผวนิ ้าทะเลจะมํ ีอิทธิพล อยางมากต่ ่อขบวนการละลายของน้ามํ ัน อยางไรก่ ็ตาม สารประกอบเหล่าน้ีมักสูญเสียโดยการ ระเหย ซึ่งขบวนการน้ีจะเกิดข้ึนไดเร้ ็วกว่าการละลายประมาณ 10 -100 เท่า อยางไรก่ ็ตาม องคประกอบของน์ ้ามํ นในสั ่วนที่ละลายน้ามํ ีนอย้ ขบวนการละลายจึงไม่คอยม่ ีความสาคํ ัญ 4.4.6. ออกซิเดชั่น (Oxidation) เป็นการเปลี่ยนรูปทางเคมีของคราบน้ามํ นบนผั ิวน้าํ ทะเลและใต้ผิวน้าทะเลจะเกํ ิดข้ึนภายหลงจากมั ีการปนเป้ื อนคราบน้ามํ นในทะเลั ขบวนการ ออกซิเดชนม่ั กจะเกั ี่ยวของก้ บขบวนการั Photochemical เนื่องจากอิทธิพลของรังสีอุลตร้าไวโอ เล็ตจากดวงอาทิตย ์ ขบวนการน้ีจะมีธาตุวาเนเดียม (Vanadium) เป็นตวเรั ่งปฏิกิริยาและมี สารประกอบซัลเฟอร์เป็ นตัวยับย้ังปฏิกิริยา ผลจากปฏิกิริยาออกซิเดช่ันจะเกิดสาร Hydroperoxides, Phenols, Carboxylic acids, Ketones, Aldehydes ซึ่งเป็นสารที่ละลายได้ดีในน้าํ ทะเล แต่จากการทดลองพบวาเป่ ็นการเพ่มความเปิ ็นพิษเกิดข้ึนเช่นกนั ปฏิกิริยา Photooxidation และ Photolysis จะเพ่ิมความหนืดของน้ามํ นและทั าใหํ ้เกิดการรวมกนของนั ้ามํ นเปั ็นกลุ่มกน้ เกิดข้ึน นํ้ามนสามารถทั าปฏํ ิกิริยาเคมีกบออกซั ิเจนทาใหํ ้เกิดได้ทั้งสารประกอบที่ละลายน้าไดํ ้ และสารประกอบที่สลายตวยากั หรือที่เรียกวา่ สารทาร์ (Tars). ขบวนการน้ีเกิดได้ดีในสภาพที่มี แสงแดด แต่จะเกิดข้ึนช้ามากหากได้รับแสงจากดวงอาทิตย์มากเกิดไป การเกิดสารทาร์ (Formation of Tars) มกจะเกั ิดโดยขบวนการออกซิเดชนก่ั บชั ้นนั ้ามํ นทั ี่หนาและมีความหนืด มากหรือเกิดกบนั ้ามํ นแขวนลอยั (Emulsions) ขบวนการน้ีจะเกิดสารประกอบเชิงซอนเคร้ ือบ ผิวภายนอกทาใหํ เก้ ิดการสลายตวไดั ยากย้ งข่ิ ้ึน เรียกวา่ Tarballs มักจะเกิดตามแนวชายฝ่ัง

4.4.7. การตกตะกอนและการจมตัว (Sedimentation and Sinking) นํ้าทะเลโดยทวไป่ั มีความหนาแน่นประมาณ 1.025 แต่ในน้ามํ นสั ่วนใหญ่จะมีความหนาแน่นตากวํ่ าโอกาสในการ่ ตกตะกอนมีน้อย คราบน้ามํ นบางสั ่วน (10-30%) จะดูดซบกั บสารแขวนลอยแลั วตกลงส้ ู่พื้น ทะเล การตกตะกอนของคราบน้ามํ นมั กจะเกั ิดในเขตชายฝ่ังที่แคบและน้าตํ ้ืน ซึ่งเป็นบริเวณที่มี สารแขวนลอยมากและมีการผสมผสานของมวลน้าเปํ ็นอยางด่ ี ในเขตน้าลํ ึกห่างจากชายฝ่ัง การ ตกตะกอนจะเกิดข้ึนน้อย ยกเว้นก้อนน้ํามันที่มีน้ําหนักมาก ในขณะเดียวกันขบวนการ ตกตะกอนโดยส่ิงมีชีวิต (Biosedimentation) ก็เกิดข้ึน โดยสัตว์ที่กินอาหารโดยการกรอง แพลงกตอนหร์ ือส่ิงมีชีวิตชนิดอื่นสามารถดูดซบกั บนั ้ามํ นแขวนลอั ย จากน้นกั ็ตกลงสู่พื้นทะเล นํ้ามนทั ี่แขวนลอยและองค์ประกอบจะเพ่ิมการย่อยสลายโดยขบวนการทางเคมีและชีวภาพ อยางไรก่ ตามขบวนการนี็ ้จะเกิดน้อยลงเมื่อมนตกลงสั ู่พื้นทะเล ขบวนการออกซิเดชนจะเก่ั ิดข้ึน ช้าลง หากพ้ืนทะเลมีสภาวะไร้ออกซิเจนเกิดข้ึน 4.4.8. การสลายโดยสิ่งมีชีวิต (Biodegradation) การสลายโดยจุลชีพ (Microbial Degradation.) พฤติกรรมของน้ามํ นทั ี่ปนเป้ือนในทะเลมกจะเกั ี่ยวของก้ บการเปลั ี่ยนรูปและการ สลายโดยกิจกรรมของจุลชีพ แบคทีเรียและเช้ือรามากกว่าร้อยชนิดสามารถใชสารประกอบ้ นํ้ามนในการเมตาบอลั ิซึมเพื่อการเจริญเติบโต แต่เมื่อเทียบเป็นสัดส่วนแลวจะม้ ีไม่เกิน 0.1- 1.0% ของกลุ่ม Heterotrophic Bacteria ทั้งหมดที่พบ ในบางพ้ืนที่ที่ปนเป้ือนคราบน้ามํ นมากอาจั พบสูงถึง 1-10% ขบวนการทางชีวเคมีในการสลายคราบน้ามํ นโดยจั ุลชีพน้นจะมั ีเอ็นไซม ์ (Enzyme) หลายประเภทมาเกี่ยวของ้ เช่น Oxygenases, Dehydrogenases และ Hydrolases เอ็นไซมเหล์ ่าน้ีจะมีผลต่อขบวนการ Aromatic และ Aliphatic Hydrooxidation, Oxidative Deamination และ Hydrolysis ในการสลายน้ามํ ัน อัตราการสลายสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ขึ้นอยกู่ บโครงสรั ้างโมเลกุล สารประกอบพาราฟิน (Paraffin Compounds) จะยอยสลายได่ เร้ ็ว กว่าสารประกอบ Aromatic และ Naphthenic การเพ่ิมความซบซั อนโครงสร้ ้างโมเลกุล โดยเฉพาะการเพ่ิมน้าหนํ กโมเลกั ุล จะทาใหํ ้อัตราการยอยสลายลดลง่ นอกจากน้ีอัตราการยอย่ สลายยงขั ้ึนอยกู่ บคั ุณสมบัติทางกายภาพและระดบการแพรั ่กระจาย ปัจจยทางสภาพแวดลั อมท้ ี่มี อิทธิพลต่อการสลายสารประกอบไฮโดรคาร์บอนโดยจุลชีพ ไดแก้ ่ อุณหภูมิ ความเขมข้ นของ้ ธาตุอาหารและออกซิเจน ชนิดและปริมาณของจุลชีพ การกระจายของน้ามํ นในนั ้าํ และเม็ด นํ้ามัน เป็นการเพ่ิมพ้ืนที่ผิวและเพ่มการสลายโดยสิิ ่งมีชีวิต

ขบวนการกระจาย การระเหย การกระจายสู่มวลน้าํ นํ้ามันแขวนลอย การละลายน้าํ เป็น ขบวนการที่สําคญทั ี่เกิดข้ึนในช่วงแรกที่นํ้ามนปนเปั ้ื อนลงสู่ทะเล ภายหลงจากขบวนการั ข้างตนเก้ ิดข้ึน ขบวนการทีเกิดตามมา คือ ออกซิเดชน่ั การตกตะกอน การสลายโดยส่ิงมีชีวิต การเข้าใจถึงการขบวนการเปลี่ยนแปลงของน้ามํ นชนั ิดต่างๆ ในช่วงที่ปนเป้ือนในทะเล จะเป็น จะตองร้ ู้ปฏิสัมพนธั ์ระหว่างขบวนการต่างๆ ดังน้นั จึงได้มีการพฒนาแบบจั าลองํ (Model) ใน เรื่องการสลายตวตามชนั ิดของน้ามํ ัน โดยมีการแบ่งชนิดของน้ามํ นออกเปั ็นกลุ่มตามความ หนาแน่น (ดังตารางที่ 4.4) โดยทวไปแ่ั ลวน้ ้ามํ นทั ี่มีความหนาแน่นน้อยจะสลายตวไดั เร้ ็ว อย่างไรก็ตาม นํ้ามนทั ี่มีความหนาแน่นน้อยบางชนิดอาจมีลักษณะคลายก้ บนั ้ํามนทั ี่มีความ หนาแน่นสูง เนื่องจากมีสารข้ีผึ้ง (Wax) เป็นองคประกอบอย์ ู่ ภาพที่ 4.7 เป็นแบบจาลองอํ ีกแบบ หนึ่งที่สามารถอธิบายการสลายคราบน้ามํ ัน โดยการใช้คาคร่ ึ่งชีวิต (Half-life) ในการแบ่งกลุ่ม

ภาพที่ 4.7. อัตราการสลายน้ามํ นบนผั วนิ ้าทะเลตามประเภทของนํ ้ามํ ัน ที่มา : http://www.itopf.com/f&e.html

ตารางที่ 4.4 การแบ่งประเภทน้ามํ นตามความหนาแนั ่น

กล่มุ ความหนาแน่น ตัวอย่าง I ตํ่ากวา่ 0.8 นํ้ามนเบนซั ิน นํ้ามนกั ๊าด II 0.8 - 0.85 นํ้ามนดั ิบอะบู ดาบี (Abu Dhabi Crude Oil) นํ้ามนดั ิบอะราเบียน (Arabian Crude Oil) III 0.85-0.95 นํ้ามนดั ิบทะเลเหนือ (North Sea Crude Oil) IV มากกวา่ 0.95 นํ้ามนดั ิบเวเนซูเอล่า (Venezuelan Crude Oil) ที่มา : http://www.itopf.com/f&e.html

4.5. ผลกระทบของมลพษจากนิ ํ้ามัน กรณีที่เกิดการร่ัวไหลของน้ามํ นทั ้งจากเรั ือ รถบรรทุกน้ามํ ัน คลงนั ้ามํ ัน ขั้นตอนการขน ถ่ายในทะเลหรือพ้ืนดิน ย่อมก่อให้เกิดผลกระทบและความเสียหายต่อทรัพยากรส่ิงแวดลอม้ ด้านต่างๆ ตลอดจนความเสียหายต่อทรัพย์สินของมนุษย ์ โดยระดบความรั ุนแรงจะมากน้อย เพียงใดยอมข่ ้ึนอยกู่ บปั ัจจยหลายดั าน้ เช่น ชนิดและปริมาณน้ามํ นทั ี่รั่วไหลออกมา ระยะเวลาที่ นํ้ามนอยั ในทะเลู่ สภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศ ฯลฯ ผลกระทบจากการเกิดมลพิษจากน้ํามันต่อส่ิงแวดล้อมน้ี ขึ้นอยู่กับชนิดของ ไฮโดรคาร์บอน ที่เป็นองค์ประกอบ ถาหากเป้ ็นพวกไฮโดรคาร์บอนที่อิ่มตัว (Saturate Hydrocarbon) กจะไม็ ่คอยเป่ ็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตในทะเลมากนัก แต่ถ้าน้ามํ นทั ี่เป็นพวกอะโร มาติกไฮโดรคาร์บอน (Aromatic Hydrocarbon) จุดเดือดตาจะเปํ่ ็นอนตรายมากั เช่น Benzene, Toluene, Xylene เป็นต้น พวกอะโรมาติคไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดตานํ่ ้นมั ีพิษกระทนหั ัน แต่พวกอะโรมาติคไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดสูง ทําให้เกิดการเป็นพิษชนิดสะสมทีละน้อย ไดแก้ ่ 3,4 – benzopyrene และพวกที่มี 4 – 5 วงของอะโรมาติค (Aromatic Ring) ซึ่งเป็นสารที่ ทําใหเก้ ิดมะเร็ง (Carcinogen) พวกอะโรมาติดไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดตํ่ายงมั ีคุณสมบัติคลาย้ ยาสลบ เช่น Quinalidine นํ้ามนแตั ่ละชนิดน้นั มีคุณสมบัติแตกต่างกนมากั ดังน้นสภาพคั วามเป็นพิษอนเกั ิดจาก น้ามํ นแตั ่ละชนิดก็แตกต่างกนมากดั วย้ เช่น สภาพน้าเปํ ็นพิษอนเนั ื่องจากน้ามํ นดั ิบและน้ามํ ัน เบนซินร่ัวไหล ยอมจะม่ ีผลแตกต่างกนั นอกจากน้ี ยังข้ึนอยกู่ บสภาพแวดลั อมขณะน้ ้นดั วย้ เช่น คลื่นลมและกระแสน้าํ แต่อยางไรก่ ็ตาม พอที่จะสรุปสภาพน้าเปํ ็นพิษอนเนั ื่องมาจากน้ามํ นไดั ้ เป็น 2 ประเภทคือ

1. ผลกระทบทางด้านกายภาพ 1.1. การลดลงของออกซิเจน (DO-Decreasing) เมื่อน้ามํ นไปคลั ุมผิวน้าจะทํ าใหํ ้ ออกซิเจนในอากาศไม่สามารถถ่ายเทเขาไปแทนท้ ี่ออกซิเจนในน้าทํ ี่สัตว์นํ้าใชไปได้ เน้ ื่องจาก นํ้ามนจะทั าหนํ าท้ ี่คลายแผ้ นก่ าบํ ัง (Physical Barrier) ระหวางน่ ้ากํ บอากาศั ทําใหบร้ ิเวณน้นเกั ิด การขาดออกซิเจน คุณภาพน้าเลํ วลง คราบน้ามํ นบนผั ิวน้ายํ งทั าใํ ห้ออกซิเจนลดลงได ้ เนื่องจาก น้ามํ นจะดั ึงออกซิเจนบางส่วนจากผวนิ ้าไปในการเกํ ิดปฏิกิริยาเคมีบางอยางด่ วย้ 1.2. การทาลายถํ ่ินที่อยอาศู่ ยของสั ่ิงมีชีวิต (Destroyed Habitat) คราบน้ามํ นสามารถั ทําลายถ่ินที่อยอาศู่ ยของสั ัตวทะ์ เลและส่ิงมีชีวิตอื่น ๆ ตามบริเวณชายฝ่ัง แนวปะการัง เกาะตาม หินซึ่งเป็นที่อยของหอยู่ , เพรียง ทําใหเก้ ิดการอพยพยายถ้ ่ิน (Migration) ของส่ิงมีชีวิตได ้ 1.3 การสูญเสียทศนั ียภาพ (Loss of Aminitions) คราบน้ามํ นทั ี่ลอยอยบนผู่ วนิ ้าถํ าถ้ ูก พัดเขาส้ ู่ฝั่ง คราบน้ามํ นจะไปทั าลํ ายแหล่งพกผั ่อนหย่อนใจและยากแก่การฟ้ืนฟูเป็นอย่างย่ิง คราบน้ามํ นตามชายหาดหรั ือคราบน้ามํ นทั ี่เกาะตามโขดหิน ทําใหเก้ ิดความสกปรกเปรอะเป้ือน บริเวณชายฝ่ัง เป็นการทาลายแหลํ ่งพกผั ่อนหย่อนใจ สูญเสียทางดานความสวยงามและเก้ ิด ผลเสียทางเศรษฐกิจตามมาดวย้ 1.4 แสงส่องผานลงส่ ู่ท้องน้าไมํ ่ได ้ (Reduce Light Penetration) นํ้ามนทั ี่ลอยอยเหนู่ ือ ผิวน้าจะบดบํ งแสงอาทั ิตยไม์ ่ให้ส่องผานลงไปใ่ นน้าทํ าใหํ เก้ ิดผลกระทบต่อการสังเคราะห์แสง ของพืชใต้นํ้า 1.5 ความร้อนของน้าสํ ูงข้ึน นํ้ามนชนั ิดที่มีสีทึบเช่น นํ้ามนดั ิบ นํ้ามนเตาั จะสามารถ ดูดซบความรั ้อนจากแสงอาทิตยได์ ้ดี มีผลทาใหํ ้อุณหภูมิของน้าเพํ ิ่มข้ึน 2. ผลกระทบทางด้านชีวภาพ คราบน้ามํ นมั ีพิษต่อส่ิงมีชีวิตท้งทางตรงและทางอั อม้ ความเป็นพิษอาจเป็นพิษ อยางเฉ่ ียบพลัน (Acute Effect) คือ ตายภายในระยะเวลาอนสั ้ัน เช่น พวกไฮโดรคาร์บอนที่มีจุด เดือดตํ่า หรืออาจเป็นพิษแบบเร้ือรัง (Chronic Effect) คือ เกิดพิษสะสมทีละนอยในร้ ่างกายของ สิ่งมีชีวิต ทําให้ชีวิตส้ันลง เช่น ไฮโดรเจนคาร์บอน ที่มีจุดเดือดสูง ลักษณะผลกระทบของ มลพิษจากน้ามํ นตั ่อส่ิงมีชีวิตสามารถกล่าวได้ดังต่อไปน้ี 2.1. การสกดกั ้นอากาศลงสั ู่แหล่งน้าํ (Smothering) จากการที่ปริมาณออกซิเจนใน นํ้าลดลงจึงเกิดภาวะขาดออกซิเจนทาใหํ ้สิ่งมีชีวิตอาศยในนั ้าเกํ ิดอาการขาดออกซิเจน เป็น อันตรายต่อสัตว์นํ้าที่อาศยบรั ิเวณผิวน้าํ ปลาบางชนิดตองข้ ้ึนมาหายใจบนผิวน้าํ คราบน้ามํ นจะั เขาไปอ้ ุดตามอวยวะทั ี่ใชหายใจ้ ทําใหระบบการหายใจอ้ ุดตนและตายไดั ้

2.2. การดูดซึมโดยส่ิงมีชีวิต (Absorption by Organisms) สารพิษอื่น ๆ ที่ประกอบ ในน้ามํ นจะมั ีการละลายรวมกบนั ้าํ สามารถถูกดูดซึมเขาส้ ู่ร่างกายไดเป้ ็นสาเหตุหนึ่งที่ทําให้สัตว์ มีอาการมึนเมาหรืออาจถึงตายได ้ ผลกคือ็ สัตวหร์ ือส่ิงมีชีวิตในน้าบรํ ิเวณที่มีคราบน้ามํ นอยั นัู่ ้น จะมีการอพยพยายถ้ ่ินจากเดิมไปหาแหล่งที่อยู่อาศยใหมั ่ที่ปลอดภยกวั ่า ทําให้ปริมาณสัตว์นํ้า ลดลงเกิดผลเสียต่อการประมงได ้ คราบน้ามํ นอาจไปเคลั ือบผิวหรือคลุมลาตํ วของสั ่ิงมีชีวิตถึง ตายได้ เช่น นํ้ามนจะไปเคลั ือบขนนก ทําให้สารเคมีที่ทําให้ขนนกไม่เปี ยกน้ําทางานไมํ ่ได ้ คราบน้ามํ นทั ี่ติดตามขนนกทาใหํ ้นกบินไม่ไดแล้ ะขนก็ไม่สามารถเก็บความร้อนได้ทําให้นก หนาวตายในที่สุด นอกจากน้ีนกอาจกินคราบน้ามํ นทั ี่ติดตามขนกทํ็ าใหเป้ ็นพิษได ้ (Segar,1997) ได้มีการศึกษาผลของน้ามํ นเบนซั ินที่มีต่อการพฒนาของไขั ่ อัตราการฟักตัว และการรอดตาย หลงจากการฟั ัก รวมท้งควั ามผิดปกติต่าง ๆ ในปลาแอนโชวี่ และปลาเฮอร์ริ่ง พบว่าที่ความ เขมข้ นต้ ้งแตั ่ 20 ppm. ขึ้นไป ทําให้มีผลต่อการพฒนาของไขั ่ (เปี่ยมศกดั ์ิ, 2543) 2.3. ผลต่อสัตวหน์ าด้ ิน (Effect on Benthose) คราบน้ามํ นทั ี่จมลงไปบางส่วนที่เป็น กอนท้ ี่เรียกวา่ Coquina จมลงไปเป็นอนตรายตั ่อสตวั ์ที่อยหนู่ าด้ ิน เช่น พวกหนอน และตวอั ่อน ของแมลง นอกจากน้นยั งเปั ็นอุปสรรคต่อการลากแห อวน ของชาวประมงอีกดวย้ ส่วนพวก สัตวหน์ าด้ ิน ที่อาศยอั ยตามชายหาดู่ คราบน้ามํ นจะปกคั ลุมร่างกายและมีพิษต่อระบบประสาท ของสตวั เหล์ ่าน้ี (Segar,1997) 2.4. ผลต่อพืช (Effect on Plants) คราบน้ามํ นทั ี่ลอยตามผวนิ ้าํ จะไปลดขบวนการ สังเคราะห์แสงของพืช และส่วนประกอบต่าง ๆ ในน้ามํ นจะสามารถดั ูดซึมเขาไปในพ้ ืชไดและ้ ทําลายเซลล์ต่าง ๆ นอกจากน้ีคราบน้ามํ นทั ี่เกาะตามใบพืชจะทาใหํ ้พืชสูญเสียการคายน้าอํ ีกดวย้ ส่วนประกอบของน้ามํ นพวกั Unsaturated Compound, Aromatics และ Petro acid จะสามารถ ดูดซึมเขาไปในพ้ ืชทาลายเซลลํ ์ต่าง ๆ คราบน้ามํ นทั ี่เกาะตามใบทาใหํ ้พืชน้าสํ ูญเสียขบวนการ หายใจและสงเคราะหั ์แสง ทําให้พืชน้าไมํ ่สามารถดารงชํ ีวิตอยไดู่ ้ ไฮโดรคาร์บอนที่ละลายในน้าํ ในปริมาณที่มากจะทาใหํ ขบวนการส้ ังเคราะห์แสงของพืชจาพวกสาหรํ ่ายลดลงประมาณ 50 % และทาใหํ ้ Cellular Membrane สูญเสียธาตุโปแตสเซียมและแมงกานีส 2.5. สารก่อมะเร็ง (Carcinogen) นํ้ามนบางสั ่วนจะรวมกบสารเคมั ีในร่างกายของ สิ่งมีชีวิตทาใหํ ้เกิดโรคมะเร็งได้ สารแขวนลอยของน้ํามันที่กระจายอยู่ในน้ําเป็นอันตราย โดยตรงต่อสัตว์นํ้าในรูปของการอุดตนของระบบการหายใจและทั าใหํ ้เกิดการสะสมสารก่อ มะเร็ง ในเน้ือเยื่อทาใหํ ้ประสาทสัมผสผั ิดปกติ อันเป็นผลให้มีผลเสียต่อระบบการหาอาหาร การหลบภัย และการผสมพนธั ุ์ของสตวั เหล์ ่าน้นั

4.6. ทรัพยากรสิ่งแวดล้อมชายฝั่งทควรปี่ ้ องกนจากมลพั ษของนิ ํ้ามัน 4.6.1. ป่าชายเลนหรือป่าโกงกาง ( Mangrove Forest ) เนื่องจากป่าชายเลนมี ประโยชน์มากซึ่งเป็นแหล่งทาการประมงทํ ี่สําคญและยั งเปั ็นแหล่งอาหารที่สําคญสั าหรํ ับสัตว์ นํ้า วงจรชีวิตของสัตว์นํ้ามีความสัมพนธั ์กบปั ่าชายเลนโดยตรง ซึ่งเป็นแหล่งอนุบาลสัตว์นํ้าวัย อ่อน เมื่อมีคราบน้ํามันเคลื่อนเขาส้ ู่ป่ าชายเลนก็จะยากต่อการกาจํ ัดเนื่องจากลักษณะภูมิ ประเทศไม่อํานวย จึงทาใหํ ้มีการตกคางอย้ นานู่ ถ้ามีนํ้ามนตกคั างอย้ ในตะกอนดู่ ินในป่าชายเลน ก็จะทาใหํ ้เมล็ดของต้นโกงกางที่ตกลงสู่พื้นจะไม่สามารถเจริญเติบโตเป็ นต้นโกงกางได ้ นอกจากน้ีคราบน้ามํ นยั งไปอั ุดตนรากของตั นโกงกางท้ าใหํ ระด้ บออกั ซิเจนในรากอากาศลดลง 1-2 % ภายใน 2 วัน 4.6.2. แหล่งท่องเที่ยว (Tourist Area ) ผลกระทบจากจากคราบน้ามํ นทั ี่ลอยอย ู่ จะทาใหํ ้ เกิดความสกปรกสูญเสียทศนั ียภาพที่สวยงามซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อธุรกิจการท่องเที่ยว และก่อใหเก้ ิดความรําคาญและความเสียธุรกิจการท่องเที่ยว 4.6.3. บริเวณที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูง ช่วยลดความแรงของคลื่นรวมท้งเปั ็น แหล่งท่องเที่ยว เมื่อมีการปนเป้ือนของคราบน้ามํ นกั จะท็ าใหํ เก้ ิดความเสียหายของระบบนิเวศ เช่น แนวปะการัง และหญาทะเล้ เป็นต้น 4.6.4. แหล่งเพาะเล้ียงสัตว์นํ้า (Aquaculture ) การปนเป้ือนของคราบน้ามํ นจะทั าความํ เสียหายทางดานเศรษฐก้ ิจการเพาะเล้ียงเป็นอยางมากโดยเฉพาะบร่ ิเวณที่มีการเพาะเล้ียงสัตว์น้าํ ชายฝ่ัง ซึ่งเป็นผลมาจกมลพิษของน้ําที่ทําให้คุณภาพน้ําตาลงํ่ จนทาใหํ ้สัตว์นํ้าไม่สามารถ ดํารงชีวิตอยู่ได้ซึ่งอาจเป็นอนตรายถั ึงชีวิตได้ถ้าเกิดการปนเป้ื อนของน้ามํ นในปรั ิมาณความ เขมข้ นระหว้ าง่ 1-3 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นเวลาเกินกวา่ 96 ชังโมง่ นอกจากน้ีเมื่อคราบน้ามํ ัน เคลื่อนตวเขั าหาฝ้ ่ังบริเวณที่มีการเพาะเล้ียงโดยเฉพาะบริเวณกระชงกั ็จะเกิดความเสียหายอยาง่ รุนแรงเนื่องจากสตวั ์นํ้า

4.7. การแก้ไขมลพษจากนิ ํ้ามัน การต้งหนั ่วยงานข้ึนเพื่อจดการเรั ื่องน้นั ๆ การเป็นสมาชิกขององคกรท์ ี่ปรึกษาทางทะเล ระหวางร่ ัฐบาล (Inter-Governmental Maritime Consultatice Organization หรือ IMCO) ซึ่งจะ ประชุมเกี่ยวกบการกั าหนดมาตรการตํ ่าง ๆ ในอนทั ี่จะรักษามลพิษทางทะเลเนื่องจากน้ามํ ัน โดย มีอนุสัญญาต่าง ๆ ที่มีเงื่อนไขหลายอยาง่ ที่ต้องทาการศํ ึกษาผลกระทบส่ิงแวดลอมท้ ี่เกิดข้ึน ใน

อนุสัญญาฉบบนั ้ี บังคบใหั ้เจาของเร้ ือบรรทุกน้ามํ นรั ับผิดชอบอย่างเคร่งครัด สําหรับความ เสียหายจากการเป้ือนพิษของน้ามํ ัน ในการปฏิบัติงานจริง ๆ แล้ว ส่วนใหญ่จะใช้วิธีกาจํ ดคราบนั ้ามํ นหลายวั ิธีรวมกนั แต่ละ วิธีความเหมาะสมและขอบเขตในตัวเอง เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศและ สภาพแวดล้อมขณะน้ัน เช่น สภาพของท้องที่ที่เกิดเหตุ ปริมาณของน้ํามัน ความเร็วของ กระแสน้าํ คลื่นลม และช่วงเวลาในการดาเนํ ินการ วิธีการกาจํ ดนั ้ามํ นสามารถเสนอไดั เป้ ็น 4 แบบหลัก คือ

1. Confinement Method วัตถุประสงค์กเพ็ ื่อให้นํ้ามนแผั กระจายอย่ ในพู่ ้ืนที่จากํ ดหรั ือการก้นนั ้ามํ นไวั แล้ วให้ ้น้าํ ไหลไปทางหนึ่ง หรือปล่อยให้เฉพาะน้ามํ นไหลผั านไปส่ ู่ที่กกขั งตั ่างหากอีกทางหนึ่งเพื่อแยก เอาน้ามํ นออกใหั ้มากที่สุด การก้นการแพรั ่กระจายอาจใช้ทุ่นลอย หรือฉีดพ่นสารเคมีบางชนิด เช่น Oleic acid และ Steric acid เพื่อใหเก้ ิดสารเหนียวแบบ Gelatin จะช่วยหยดการแพรุ ่กระจาย ของน้ามํ นไดั ้

ภาพที่ 4.8. การใช้ทุ่นอากาศเพื่อสกดกั ้นการแพรั ่กระจายของคราบน้ามํ ัน 2. Recovering Method มีวัตถุประสงค์ที่จะแยกเอาน้ามํ นออกจากทั ี่เกิดอุบัติเหตุมากที่สุดที่จะมากได ้ เพื่อ ป้ องกนหรั ือลดผลเสียหายที่จะเกิดข้ึนต่อไป และเพื่อใหการส้ ูญเสียน้ามํ นลดนั อยลงด้ วย้ วิธีการ โดยทวไป่ั ไดแก้ ่ การปาดเอาน้ามํ นทั ี่ลอยอยู่ออก(Skimmimg) หรือดูดสับดวยสารซ้ ึ่งดูดสับ นํ้ามนไดั ้ดีแลวจ้ ึงปาดออก วิธีการต่างๆ เหล่าน้ีมักทาหลํ งจากั Confinement Method การปาด เอาน้ามํ นทั ี่ผิวน้าออกจะทํ าไดํ ้กต็ ่อเมื่อไม่มีคลื่นลม

ภาพที่ 4.9. การสกดกั ้นการกระจายของคราบนั ้ามํ นแลั วด้ ูดกลบขั ้ึนบนเรือ 3. Displacement Method เมื่อสองวิธีข้างตนไม้ ่สามารถนามาใชํ อย้ างได้่ ผล กมี็ ความพยายามที่จะทาลายคราบํ นํ้ามนใหั หมดไป้ ด้วยวิธีการต่อไปน้ี 3.1 Sinking ไดแก้ ่ การใชสารท้ ี่มีความถ่วงจาเพาะสํ ูงพอควร และมีคุณสมบัติที่จะ ดูดซบนั ้ามํ นไดั ้ดี เมื่อพ่นสารเหล่าน้ีลงไปดวยว้ ิธีการและปริมาณที่เหมาะสมจะเกิดการรวมตัว กันข้ึนจับเป็ นก้อนและจมลงสู่ท้องน้ํา สารที่ใช้ได้แก่ ยิปซ่ัม ทราย ชอล์ค แมกนีเซียม คาร์บอเนต ดินขาว และหินปูนละเอียด เป็นต้น การแกโด้ ยวิธีนี้ทําใหสภาพไม้ ่น่าดูต่างๆ หมด ไป แต่อาจเกิดปัญหาต่อส่ิงมีชีวิตทองน้ ้าและตํ ิดอวนของชาวประมง และถาอย้ ใกลู่ บร้ ิเวณน้าขํ ้ึน นํ้าลง กอนน้ ้ีจะถูกพดพาขั ้ึนมาบนฝ่ังทาใํ ห้เกิดสภาพไม่น่าดู นอกจากน้นเนั ื่องจากการรวมตัว ของน้ามํ นกั บสารทั ี่ทิ้งลงไปน้นมั ิใชการรวมต้ วอยั างหนาแน่ ่นและถาวร ถ้ามีกระแสน้าพํ ดผั าน่ อาจทาใหํ ้นํ้ามนหลั ุดลอยข้ึนมาได้อีก

ภาพที่ 4.10. การใชเคร้ ื่องบินโปรยสารลงบนคราบน้ามํ นเพั ื่อใหเก้ ิดการกระจายตัว

3.2. Dispersion Method ไดแก้ ่วิธีการเพื่อที่จะทาใหํ เก้ ิด Emulsification รวดเร็ว ยิงข่ ้ึน ทําให้ฝ้ าน้ามํ นทั ี่ลอยอยที่ผิู่ วน้ากระจายตํ ัวออกไปอยูเม่ ดน็ ้ามํ นขนาดเลั กๆ็ อยในนู่ ้าํ สารที่ ใชเป้ ็น Emulsifier ไดแก้ ่ Long Chain Organic Hydrocarbon Compounds ซึ่งมีด้านหนึ่งของ โมเลกุลเปียกน้าไดํ ้ง่าย (Hydrophilic) และอีกดานหน้ ึ่งไม่เปียกน้าํ (Hydrophobic) เช่น โปรตีน ก่อนที่จะพนม่ กจะนั าไปผสมกํ บั Aromatic Compound เพื่อทาเปํ ็นสารละลาย ซึ่งสารน้ีมีพิษต่อ สัตว์นํ้า การกระจายน้ีช่วยลดอนตรายอั นเกั ิดจากฝ้ าคราบของน้ามํ นทั ี่คลุมผวนิ ้าและเพํ ่ิมโอกาส รอดชีวิตของสัตวพวกท์ องน้ ้าํ (Benthos) เช่น ปู และ หอย เป็นต้น แต่เป็นอนตรายอยั างร่ ้ายแรง ต่อสัตว์ที่อาศยอยั ในนู่ ้าทํ ี่ระดบลั ึกปานกลาง ปัจจุบันมีการหาสารผสม (Emulsifier) ที่ไม่เป็น พิษต่อส่ิงมีชีวิตในน้าแทนํ Aromatic Compound ดังกล่าว 4. Destruction Method ในกรณีที่ไม่สามารถแยกเอาน้ามํ นออกไปไดั โดยว้ ิธีใดๆ ควร หาทางทาลายเพํ ื่อลดอนตรายตั ่อส่ิงแวดลอมให้ ้นอยท้ ี่สุด วิธีการที่ใชในการท้ าลายนํ ้ามํ ัน ไดแก้ ่ การเผาไหม ้ ทั้งน้ีต้องพิจารณาอนตรายทั ี่อาจเกิดข้ึนต่อส่ิงก่อสร้างเนื่องดวยครา้ บน้ามํ นผั ิวน้าํ สามารถจุดไฟติด ในการเผาควรมีทุ่นลอยชนิดไม่ติดไฟสกดการแผั กระจายของน่ ้ามํ นไวั ้ด้วย วิธีการน้ีอาจก่อให้เกิดผลเสียหอยไดหากม้ ีการเผาไหมเป้ ็นระยะเวลานาน ควนไฟและเขมั ่าอาจ รบกวนผู้ที่อยอาศู่ ยในบรั ิเวณไกลออกไป นอกจากน้ีกากน้ามํ นทั ียังหลงเหลือจากการเผาไหม้ยัง เป็นอัตรายต่อส่ิงแวดลอม้ ซึ่งยากต่อการกาจํ ดอั ีกดวย้

ภาพที่ 4.11. การทาลายคราบนํ ้ามํ ันในทะเลโดยการเผา

4.8. การวางแผนป้ องกนระยะยาวั การวางแผนป้ องกนระยะยาวเปั ็นเรื่องที่ต้องพิจารณากนโดยละเอั ียดรอบคอบโดย รูปการดาเนํ ินการต่อไปน้ีควรอยในแผนปู่ ้ องกนระยะยาวั คือ 1) การสารวจหาเสํ ้นทางของ มลพิษ 2) การวางมาตรการการป้ องกนั 3) การประเมินผลของการวางมาตรการการป้ องกนั 4) การอบรมศึกษาเผยแพร่และแลกเปลี่ยนขอม้ ูลและความรู้

ปัญหามลพิษจากน้ามํ นนั ้นั นอกจากจะเป็นปัญหาระดบชาตั ิแลวย้ งเปั ็นปัญหาระหว่าง ชาติด้วย ทั้งน้ีคราบน้ํามนมั ีโอกาศเคลื่อนตวโดยกระแสนั ้ําจากน่านน้ําประเทศหนึ่งไปอีก ประเทศหนึ่ง ฉะน้นจั ึงมีความร่วมมือระหว่างประเทศในการวางมาตรการแกไข้ และป้ ้ องกนั มลพิษจากน้ามํ นดั วย้ มาตรการของรัฐบาลในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม รัฐบาลมีความสาคํ ญมากในการอนั ุรักษ์สิ่งแวดลอม้ เพราะเป็นศูนยกลางท์ ี่ควบคุมการ ดําเนินงานขององคกรต์ ่าง ๆ อีกท้งยั งมั ีหนาท้ ี่รับผดชอบติ ่อส่ิงแวดลอมของชาต้ ิโดยตรงอีกดวย้ ซึ่งรายละเอียดในการวางมาตรการป้ องกนและแกั ไขอาจแยกได้ ้ดังน้ี 1) รัฐบาลมีบทบาทในการอนุรักษ์สิ่งแวดลอม้ โดยการออกกฎหมายที่เกี่ยวกบกฎเกณฑั ์ ข้อบงคั ับ และมาตรฐานต่าง ๆ ในดานส้ ่ิงแวดลอมท้ ี่องค์กรต่างๆ และประชาชนที่เกี่ยวของ้ จะตองปฏ้ ิบัติใหเป้ ็นไปตามกฏเกณฑ์ที่กล่าวมาขางต้ ้น เช่น การตรวจสอบ จับกุม และลงโทษผู้ ที่ฝ่าฝืนเป็นต้น 2) รัฐบาลมีบทบาทในการอนุรักษ์สิ่งแวดลอม้ โดยการส่งเสริมและร่วมมือกบองคั กร์ และธุรกิจอุตสาหกรรม รวมท้งผั ู้ที่เกี่ยวของ้ เพื่อเผยแพร่โทษของส่ิงแวดล้อมเป็นพิษที่จะเกิดข้ึน สนับสนุนโครงการป้ องกนและแกั ไข้ นอกจากน้ียังตองร้ ่วมกบบรั ิษัทอุตสาหกรรมน้ามํ นในั การวางแผนป้ องกนและแกั ไขส้ ่ิงแวดล้อมเป็นพิษอนอาจเกั ิดข้ึนไดจากน้ ้ามํ ัน มาตรการของบริษัทธุรกจอิ ุตสาหกรรม ในการป้ องกนสั ่ิงแวดลอมเป้ ็นพิษอนเนั ื่องมาจากน้ามํ นโดยบรั ิษัทธุรกิจอุตสาหกรรมน้ี สามารแบ่งออกไดเป้ ็น 2 หัวข้อ 1. มาตรการโดยเฉพาะของแต่ละบริษัท รายละเอียดในมาตรการของ รายละเอียดใน มาตรการของแต่และบริษัทน้ันอาจไม่เหมือนกนั แต่นโยบายและวตถั ุประสงค์คลายคล้ ึงกนั คือการที่จะป้ องกนหรั ือพยายามลดสาเหตุของสภาพส่ิงแวดลอมเป้ ็นพิษ อันอาจจะเกิดจาก นํ้ามนใหั ลดน้ อยท้ ี่สุด การร่วมมือกนของกลั ุ่มธุรกิจอุตสาหกรรมน้ามํ นในดั านการอน้ ุรักษ์สิ่งแวดลอมใน้ ประเทศไทย ไดแก้ ่ การจดตั ้งกลั ุ่มอนุรักษ์ส่ิงแวดลอมด้ านอ้ ุตสาหกรรมน้ามํ ัน เพื่อจะได้มีการ หารือร่วมกนในดั านความร้ ู้ กาลํ งคนั เครื่องมือเครื่องใช้ในการป้ องกนและกั าจํ ดสภาพแวดลั อม้ เป็นพิษอนเนั ื่องมาจากน้ามํ ัน บริษัทที่เขารวมกล้ ุ่มกนั ไดแก้ ่ บริษัทเอสโซ่ เชลล ์ คาลเท็กซ์ ซัม มิท การปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย และบริษัทขนส่งน้ามํ ัน จํากดั มาตรการของผู้เกยวขี่ ้องทุกคน

สิ่งน้ีนับว่าสาคํ ญมากไมั ่ว่ารัฐบาลจะออกกฎหมายหรือระเบียบขอบ้ งคั บออกมากมายั เพียงใด หรือองคกรต์ ่าง จะไดวางมาตรการป้ ้ องกนแกั ไขไว้ ้ดีเพียงใด แต่ถ้าขาดความร่วมมือ ร่วมใจของผู้ที่เกี่ยวของท้ ุกคนแล้ว กฎหมายหรือมาตรการน้นกั ็ไม่มีความหมาย ฉะน้นทั ุกคน ต้องเขาใจและ้ ตระหนกถั ึงปัญหาส่ิงแวดลอมท้ ี่เกิดข้ึน ต้องร่วมมือและช่วยกนปกปั ้ องอนุรักษ์ สิ่งแวดลอมท้ ี่บรรพบุรุษไดมอบมรดกไว้ ให้ ้แก่เรา ให้มีคุณภาพดีอยู่เสมอและยงย่ั ืนต่อไปใน อนาคต

บทท ี่ 5 สารมลพษทิ ตกคี่ ้างยาวนาน (Persistent Organic Pollutants, POPs)

5.1. ความรู้เบื้องต้นเกยวกี่ นสารมลพั ษทิ ตกคี่ ้างยาวนาน สารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ (Persistent Organic Pollutants ; POPs) หรือสาร POPs หมายถึง สารประกอบเคมีที่มีคาร์บอน และธาตุในหมู่ฮาร์โลเจน (Halogen) เป็นองคประกอบ์ เช่น คลอรีน (Chlorine) ฟลูออร์รีน (Fluorine) โบรมีน (Bromine) และ ไอโอดีน (Iodine) ทน ต่อการสลายโดยขบวนการโฟโตเคมี (Photochemical) ชีววิทยา (Biological) และเคมี (Chemical) มีลักษณะ คือ ละลายน้ําได้น้อย แต่ละลายได้ดีในไขมัน จึงสามารถสะสมได้ดีในส่ิงมีชีวิต (Bioacumulation) โดยเฉพาะในเน้ือเยื่อไขมัน สาร POPs เป็นสารกึ่งระเหย (Semi-volatile) คุณลกษณะดั งกลั ่าวทาใหํ ้มันสามารถที่จะระเหยหรือดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคต่างๆ ในบรรยากาศแล้ว มีการเคลื่อนยายไปย้ งสถานทั ี่ต่างๆ ได้ทัวโ่ ลก สาร POPs มีอยจํู่ านวนมาก แต่มีเพียง 12 ชนิดที่ โครงการส่ิงแวดลอมแห้ ่งสหประชาชาติ หรือ UNEP ประกาศเป็นสารที่เป็นอนตรายตั ่อมนุษย์ และส่ิงแวดลอม้ ทั้ง 12 ชนิดมีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ (Chlorine-Containinig Organic Compounds) โดยใน 12 ชนิดน้ีประกอบด้วยสารฆ่าแมลงในกลุ่มออร์กาโนคลอรีน (Organochlorine Insecticide) ทีผลิตมาใช้กนในชั ่วงแรก เช่น ดีดีที (DDT) อัลดริน (Aldrin) สารเคมีที่ใชในอ้ ุตสาหกรรม เช่น สารโพลีคอรีเนเต๊ดไบเฟนิล (Polychlorinated Biphenyls , PCBs) รวมถึงผลพลอยไดจากการผล้ ิต (By-products) ที่ไม่ต้องการ เช่นได ออกซิน(Dioxins) และฟแรนู (Furans) สาร POPs แตกต่างจากสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทน้ามํ ัน เนื่องจากไม่สามารถ สลายไดโดยกระบวนการออกซ้ ิเดชนทางเคม่ั ี (Chemical Oxidation) หรือยอยสลายโดยแบคท่ ีเรีย เช่นเดียวกบธาตั ุโลหะหนัก (Heavy Metal) จึงถือวาเป่ ็นสารประเภท Conservative Pollutants อีก ชนิดหนึ่ง สารเหล่าน้ีมีความคงทนในสภาพแวดลอมแตกต้ ่างจากธาตุโลหะหนัก ตรงที่สาร เหล่าน้ีส่วนใหญ่มาจากมนุษย์สังเคราะห์ขึ้นมา มิไดเก้ ิดจากธรรมชาติ สารในกลุ่มน้ีสามารถสะสม ได้ทั้งในส่ิงมีชีวิตและตะกอนพ้ืนทะเล สาร POPs ที่มีน้าหนํ กโมเลกั ุลตาทํ่ ี่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นมีปริมาณมากในแต่ละปี และมี ปริมาณไม่น้อยที่ตกคางอย้ ในสู่ ่ิงแวดลอม้ มีทั้งสารที่ใชเป้ ็นตวทั าละลายํ (Solvents) ในโรงงาน

อุตสาหกรรม ไดแก้ ่ Dichloroethane (CH3CHCl2), Vinylchloride (H2C=CCl2), Carbontetrachloride

(CCl4), Perchlorethylence (Cl2C=CCl2), Trichlorethane (CH3CCl3) และ Trichloethylene

(ClHC=CCl2) นอกจากน้ียังมีสารชนิดอื่นที่สังเคราะห์ขึ้นมาใช ้ ไดแก้ ่ ฟรีออนต ์ (Freons หรือ

Carbofluorocarbon ; CFCs) เช่น CCl3F และ CCl2F2 เป็นต้น เป็นสารที่ใช้ทําความเยนในต็ ู้เย็น และเครื่องปรับอากาศ สารเหล่าน้ีมีความคงทนสูง ไม่ติดไฟ และราคาถูก แต่มีความเป็นพิษสูง ได้มีการทาการวํ ิจัยพบวาสาร่ CFCs เป็นสารที่ทําลายช้นโอโซนของโลกั ปํจจุบันจึงมีการรณรงค์ ลดการใชสารด้ งกลั ่าวและมีการวิจัยเพื่อนาสารอํ ื่นมาใชทดแ้ ทน โดยขอตก้ ลงระดบนานาชาตั ิ ที เรียกวา่ Montreal Protocal ที่จะลดการใชสาร้ CFCs ตั้งแต่ปี ค. ศ. 1996 และจะหยดใชุ ้ทั้งหมดใน ปี ค.ศ. 2000 (Clark et. al., 1997)

ตารางที่ 5.1. สาร POPs 12 ชนิดที่ UNEP ประกาศเป็นสารอนตรายั

ผลพลอยได้จากการผลิตที่ไม่ สารกาจํ ดศั ตรั ูพืช สารเคมีทีใชในอ้ ุตสาหกรรม ต้องการ Aldrin Polychlorinated dibenzo-p- Polychlorinated biphenyls (PCBs) Dieldrin dioxins (PCDDs) Polychlorinated dibenzofurans Endrin Hexachlorobenzene (HCB) (PCDFs) Chlordane Polychlorinated biphenyls (PCBs) DDT Hexachlorobenzene (HCB) Heptachlor Mirex Toxaphene Hexachlorobenzene

(HCB) ที่มา : http://pops.gpa.unep.org/

สาร POPs เป็นสารที่มีความคงทนในส่ิงแวดลอมเป้ ็นระยะเวลานานและสามารถเพ่ิม ความเขมข้ นในส้ ่ิงมีชีวิต (Bioconcentrate) จากคุณสมบัติที่มีความคงทนและเป็นสารกึ่งระเหย ประกอบกบคั ุณสมบัติอีกหลายประการ ส่งผลใหสาร้ POPs กระจายอยทัู่ วโลกแม่ ้วาบางพ่ ้ืนที่ไม่ 65

เคยใชสารชน้ ิดน้ีมาก่อน สาร POPs พบได้ทุกหนทุกแห่งโลก ทั้งในดิน ตะกอน ในไขมนของั สัตว์นํ้าและสตวั บก์ แมแต้ ่ในน้านมของมนํ ุษย ์ โดยทวไปมน่ั ุษยได์ ้รับสาร POPs เขาส้ ู่ร่างกายผานการก่ ินอาหาร การได้รับสาร POPs เป็นระยะเวลานานส่งผลต่อร่างกายมนุษย ์ เช่น เป็นสารก่อมะเร็ง เป็นพิษต่อระบบประสาท (Neurotoxic) ผลต่อพฤติกรรม (Behavioural) ผลต่อระบบสืบพนธั ุ์ (Reproductive Effect) เป็นพิษ ต่อระบบภูมิคุ้มกนั (Immutoxicity) รวมถึงผลอยางอ่ ื่น กลไกการเกิดผลของการได้รับสารชนิดน้ี จะเกิดข้ึนโดยการเขาไปส้ ่งผลต่อระบบต่อมไร้ท่อ (Endocrine System) การผดปกติ ิของการได้รับ สารชนิดน้ีจะเห็นได้ชัดเจนในช่วงของพฒนาของทารกในครรภั ์ (WFPHA, 2000) ในปลาทะเล สาร POPs ส่งผลชดเจนในชั ่วงที่มีการเจริญเติบโต โดยจะทาใํ ห้ระบบ สืบพนธั ุ์ล้มเหลว การพฒนาของอวั ยวะและการทั างานผํ ิดปกติ จากการรายงายของ WFPHA (2000) ถึงผลของสาร POPs ที่มีต่อสัตวหลายชน์ ิดใน Great Lake โดยสารชนิดน้ีส่งผลให้จํานวน ประชากรลดลง ระบบสืบพนธั ุ์ผิดปกติ เปลือกไข่บาง อัตราเมตาบอลิซึมเปลี่ยนแปลง พัฒนาการ ผิดปกติ เกิดมะเร็ง พฤติกรรมเปลี่ยนแปลงไป การทางานของตํ ่อมไธรอยด์และระบบฮอร์โมน ผิดปกติ มีความบกพร่องในเรื่องเพศกล่าวคือเพศผเปลู้ ี่ยนเป็นเพศเมีย และเพศเมียกลบกลายเปั ็น เพศผู้

5.2. ประวัติการค้นพบ การใช้ และการห้ามใช้สาร POPs 5.2.1 ประวัติการค้นพบ - ปี ค.ศ. 1774 เภสชกรชาวสวั ีเดน ชื่อ Karl Eilhelm Scheele ค้นพบธาตุ คลอรีน ซึ่งเป็นองคประกอบในโมเลก์ ุลของสาร POPs ที่มีคุญสมบัติทนต่อการสลายตวและเปั ็น สารประเภท Lipophilicity - ปี ค.ศ. 1825 Michael Faraday ไดรายงานถ้ ึง The Royal Society of London ถึงการผลิต สาร Benzene hexachloride จากการผสมไอโซเมอร์ (Isomers) ของ Hexachlorocyclohexane (HCH) แต่กยั็ งไม่รู้ถึงปฏิกิริยาของสารชนิดน้ี ซึ่งในปี ค.ศ. 1943 Van Linden ได้ตั้งชื่อสารชนิดน้ี วา่ Lindane - ปี ค.ศ. 1873 Othmar Zeidler ทํางานอยที่หู้่ องปฏิบัติการ Adolph von Bayer ที่ มหาวิทยาลัย Strasbourg ได้สังเคราะห์ DDT ขึ้น - ปี ค.ศ. 1929 ได้มีการผลิตสาร PCBs เพื่อใชผสมในทางการค้ ้า มีชื่อวา่ Aroclor.

- ปี ค.ศ. 1933 สาร Hexachlorobenzene (HCB) ถูกนามาใชํ ในทางการค้ าเป้ ็นสาร กาจํ ดเชั ้ือรา (Fungicide) ในขาวสาล้ ี และใชในอ้ ุตสาหกรรมในการสังเคราะห์สารอินทรีย์สําหรับ เป็นวตถั ุดิบในการสงเคราะหั ์ยางเทียม - ปี ค.ศ. 1939 Paul Mueller ได้ค้นพบคุณสมบัติของ DDT ในการกาจํ ดแมลงั ภายหลงจากทั ี่มีการสงเคราะหั ์สารชนิดน้ีตั้งแต่ในปี 1873. - ปี ค.ศ. 1944 Khanenia และ Zhiravlev ไดสาธ้ ิตการใชคลอร้ ีนเป็นองคประกอบ์ สารที่มีชื่อวา่ Terpene ในการกาจํ ดไรั (Lice) ภายหลงจากนั ้นไมั ่นาน บริษัท Hercules Powder นํา ออกจาหนํ ่ายภายใต้ชื่อการค้า Toxaphene. - ปี ค.ศ. 1957 Sanderman และคณะ ไดรายงานการส้ ังเคราะห์สาร 2,3,7,8- tetrachloro-p-dibenzodioxin (TCDD) เป็นคร้ังแรกรวมท้งมั ีการวิเคราะห์ถึงโครงสร้าง 5.2.2. การหลกเลี ยงและเรี่ ิ่มต้นการห้ามนํามาใช้ - ปี ค.ศ.1966 Soeren Jensen ค้นพบการปนเป้ือนสาร PCBs ในปลาแถบทะเลบอล ติก. - ปี ค.ศ. 1970s มีการหามใช้ ้ Hexachlorobenzene (HCB) เป็นสารกาจํ ดเชั ้ือราใน ประเทศสหรัฐอเมริกา แคนาดา และบางประเทศในทวีปยโรปุ อยางไรก่ ็ตาม HCB ยังคงใชเป้ ็น สารผสมในสารกาจํ ดศั ตรั ูพืช เช่น Pentachlorophenol, Dacthal, Atrazine, Picloram, Pentachloronitrobenzene, Chlorthalonil และ Lindane. แหล่งของการปนเป้ือนสาร HCB บนโลก มาจากกระบวนการเผาไหม ้ และการใชสารก้ าจํ ดศั ตรั ูพืช - ปี ค.ศ. 1973 The Organization Economic Co-operation and Development (OECD) ได้ห้ามการผลิตและการใชสารเคม้ ีบางชนิด ไดแก้ ่ Polychlorinated Biphenyls (PCBs) - ปี ค.ศ. 1976 สหรัฐอเมริกา ห้ามการผลิต แปรรูป จําหน่าย และใช ้ PCBs ยกเวนใน้ กรณีที่มีการดูแลอยางใกล่ ้ชิด และมีการประกาศห้ามเช่นเดียวกนในประเทศญั ี่ปุ่น แคนาดา และ บางประเทศในยโรปุ - ปี ค.ศ. 1985 European Directive ไดออกกฎหมายห้ ามการผล้ ิต จําหน่าย และใชสาร้ PCBs - ปี ค.ศ. 1986 สหรัฐอเมริกาหามการใช้ สาร้ Toxaphene แต่ในบางประเทศยงผลั ิตอยู่ จนถึงปี 1990s เช่น ประเทศนิการากวั และเยอรมันนี

5.2.3 รายงานผลกระทบต่อห่วงโซ่อาหารและมนุษย์ - ปี ค.ศ. 1985 มีรายงานถึงผลของสาร POPs ต่อระบบสืบพนธั ุ์ของแมวน้าในทะเลํ บอลติก และปลาวาฬ Beluga ในแม่นํ้า St. Lawrence ประเทศแคนาดา - ปี ค.ศ. 1994 มีการรายงานการทาลายระบบภํ ูมิคุ้มกนั การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม ใน สัตว์ที่อยในระดู่ บบนของหั ่วงโซ่อาหาร ซึ่งพบวาม่ ีความสมพั นธั ์กบสารั POPs บางชนิด - ปี ค.ศ. 1995 มีการรายผลของสาร POPs ต่อระบบต่อมไร้ท่อในมนุษยและส์ ัตวบาง์ ชนิด 5.2.4. บทบาทของนานาชาติในการควบคุมสาร POPs - ปี ค.ศ. 1995 นานาชาติได้มีการประชุมร่วมกบั UNEP ในการประเมินผลกระทบ ของสาร POPs 12 ชนิด พบวาม่ ีเหตุผลเพียงพอที่จําเป็นตองลดก้ ารแพร่กระจาย แต่กยั็ งมีข้อลงเลั ในเรื่องของการผลิตและการใช ้ - ปี ค.ศ. 1997 องคการนานาชาต์ ิวาด่ วยการว้ ิจัยเรื่องมะเร็ง (International Agency for Research on Cancer ; IARC) มีการตีพิมพเอกสารเร์ ื่องความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งจากการได้รับ สาร Polychlorinated dibenzo-para-dioxins และ Polychlorinated dibenzofurans ในมนุษย.์ - ปี ค.ศ. 1998 United Nations Economic Commission for Europe (UNECE)ประกอบดวยประเทศในทว้ ีปยโรปุ รัสเซีย แคนาดา และสหรัฐอเมริกา ได้มีการลงนาม ร่วมกนวั าด่ วยการห้ ามผล้ ิตและใชสาร้ POPs บางชนิด - ปี ค.ศ. 2001 โครงการส่ิงแวดลอมแห้ ่งสหประชาชาติ ( United Nations Environment Programme : UNEP) ร่วมกบั Intergovernmental Forum of Chemical Safety (IFCS) และประเทศต่างๆ ได้จดใหั ้มีการประชุมว่าดวยสารมลพ้ ิษที่ตกคางยาวนาน้ ณ กรุงสตอกโฮล์ม ราชอาณาจกรสวั ีเดน และลงนามอนุสัญญาว่าดวยกา้ รคุ้มครองสุขภาพอนามยของมนั ุษยและ์ สิ่งแวดลอมจาก้ สารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ สารเคมี POPs 12 ชนิด

5.3. การนําสาร POPs ลงสู่ทะเล แหล่งของสาร POPs ที่นําลงสู่ทะเลสามารถแบ่งออกไดเป้ ็น 2 ประเภท คือ 1. Primary sources เป็นที่นําเอาสาร POPs ลงสู่ทะเลโดยตรง เช่น การตกลงมาจาก บรรยากาศ การเคลื่อนยายผ้ ่านทางแม่น้าตํ ่างๆ โดยเฉพาะผ่านพ้ืนที่เกษตรกรรม นํ้าทิ้งจาชุมชน และโรงงานอุตสาหรรมต่างๆ เป็นต้น 2. Secondary sources ซึ่งเกิดข้ึนในโลกตะวนตกเปั ็นส่วนใหญ่ ทั้งน้ีเนื่องจากส่วนที่นําลงสู่ ทะเลที่เป็น Primary Sources ถูกควบคุมโดยกฎหมาย โดยแหล่งที่เป็น Secondary Sources มาจาก 68

ดินตะกอนที่ปนเป้ือนสาร POPs หรือพ้ืนที่ในทะเลที่เป็นสถานที่ทิ้ง (Dump Site) เกิดการ ปลดปล่อยสาร POPs กลบสั ู่มวลน้าอํ ีกคร้ังเนื่องจากกิจกรรมบางประการ (Skei et al., 2000)

5.3.1. การเคลอนยื่ ้ายทางอากาศ (Aerial Transport) สาร POPs เป็นสารประเภท Lipophilic จึงมีความสามารถในการละลายน้าไดํ ้ น้อย มีความสามารถในการระเหยตาถํ่ ึงปานกลาง ดังน้ันโมเลกุลของสารชนิดน้ีจึงสามารถ เคลื่อนยาย้ ไดเป้ ็นระยะทางที่ไกลในรูปของแก๊ส (Gaseous Phase) และเนื่องจากสารชนิดน้ีมี คุณสมบัติเป็นพวก Hydrophobicity จึงสามารถดูดซบบนอนั ุภาคของสารแขวนลอยในบรรยากาศ แลวอย้ ในรู่ ูปละอองในอากาศ (Aerosol) และถูกเคลื่อนยายโดยกระแสลมไปย้ งพั ้ืนที่ต่างๆ แหล่ง ของการปนเป้ื อนสารชนิดน้ีโดยทวไปจะมาจากการเกษตรกรรม่ั จากน้ันก็จะถูกเคลื่อนยาย้ ทาง อากาศซึ่งเป็นเสนทางหล้ กลงสั ู่ทะเล สารกาจํ ดศั ตรั ูพืชในกลุ่มออร์กาโนคลอรีนทุกชนิด เมื่อถูกใช้ ก็มีการระเหยสู่บรรยากาศ โดยเฉพาะในเขตร้อนซึ่งมีการใชอย้ ่างกวางขวางประกอบก้ บสภาพั ภูมิอากาศเหมาะสมต่อการปลดปล่อยข้ึนสู่บรรยากาศ ในประเทศไนจีเรีย กวา่ 98% ของ ดีดีที ที่ ใชในพ้ ้ืนที่เพาะปลูกจะระเหยข้ึนสู่บรรยากาศภายในระยะเวลา 4 ปี (Clark et al., 1997) นอกจาก ดีดีที แลวย้ งมั ีสารในกลุ่ม “Drin” และ “Toxaphene” ที่สามารถตรึงแน่นกบอนั ุภาคในอากาศแล้ว ถูกพดพาลงสั ู่ทะเลโดยกระแสลม แหล่งของสาร POPs ที่เคลื่อนยายส้ ู่อากาศ ไดแก้ ่ 1. การสเปรยในอากาศ์ (Aerial Spraying) มากกวา่ 50% ของสาร POPs ที่ถูกพนสเปรย่ เพ์ ื่อ กาจํ ดศั ตรั ูพืชโดยการใชเคร้ ื่องบิน มิได้ถูกเป้ าหมายบนพ้ืนดิน แต่กลบไปอยั ในรู่ ูปของละอองใน อากาศ (Aerosols) จากน้นกั ถู็ กเคลื่อนย้ายไปตามทิศทางของกระแสลม 2. การเพาะปลูกในพ้นทื ี่แหงแล้ ้ง (Cultivation of Arid Area) ในเขตแหงแล้ งท้ ี่มี การเพาะปลูกโดยการใชระบบชลประทาน้ ในช่วงที่ดินแหงอน้ ุภาคของดินที่มีสาร POPs ดูดซบอยั ู่ อาจถูกพดโดยกระแสลมกลายเปั ็นฝนละอองแลุ่ วเคล้ ื่อนยายไปในพ้ ้ืนที่อื่น

แหล่งที่สําคญของการปนเปั ้ือนสาร POPs ในระบบนิเวศชายฝ่ังและทะเลเปิด คือการตกลง มาจากบรรยากาศ (Atmospheric Deposition) โดยขบวนการตกลงมาจากบรรยากาศของสาร POPs มีอย ู่ 3 แบบ 1. Wet Deposition เกิดข้ึนในกรณีที่สาร POPs อยในรู่ ูปแก๊ส (Gas) หรือรวมในรูปของ ละอองในอากาศ (Aerosols) หรืออนุภาค (Particles) จากน้นกั ถู็ กชกนั าจากบรรยากาศลํ งสู่ทะเล โดยฝนที่ตกลงมา

2. Dry Deposition เกิดข้ึนในกรณีที่สาร POPs ที่อยในรู่ ูปของละอองในอากาศ หรือ อนุภาค จากน้นกั ถู็ กนาลงสํ ู่ทะเล แต่เกิดข้ึนในกรณีที่ไม่มีฝนตก 3. Vapour Phase Adsorption เป็นกระบวนการที่สาร POPs ในรูปโมเลกุลของแก๊สลง เกาะติดกบผั วนิ ้าทะเลํ จากการรายงานถึงผลการศึกษาในทะเลบอลติก (Baltic Sea) โดย Larsson et al., (2000) พบวา่ การนาสารํ PCBs ลงสู่ทะเลในรูป Wet Deposition มีประมาณ 7% ในรูปDry Deposition มี ประมาณ 7% และในรูป Vapour Phase Deposition มีประมาณ63%. การเคลื่อนยายผ้ านทาง่ บรรยากาศลงสู่ทะเลเป็นแหล่งที่สําคญทั ี่สุดในการนาสารํ POPs ลงสู่ทะเลบอลติก เช่น สาร PCBs ประมาณ 77% ถูกนาลงสํ ู่ทะเลผานทางบรรยากาศ่ ขณะที่การเคลื่อนยายผ้ านทางแม่ ่นํ้ามีประมาณ 23%

ตารางที่ 5.2. แสดงการเคลื่อนยายสาร้ POPs ชนิดต่างๆ โดยเปรียบเทียบระหว่างการ เคลื่อนยายผ้ านทางบรรยากาศ่ และผานทางแม่ ่นํ้า ลงสู่มหาสมุทร

สารประกอบ POPs ทางบรรยากาศ (ตัน/ปี ) ทางแม่นํ้า (ตัน/ปี ) %ทางบรรยากาศ HCB 77.1 4 95 Dieldrin 42.9 4 91 DDT/DDE/DDD 165 4 98 Chlordane 22.1 4 85 PCBs 239 40-80 80 ที่มา : Clark et al., (1997)

5.3.2. การเคลอนยื่ ้ายทางแม่นํ้าและการชะล้างพนทื้ ี่เกษตรกรรม (River Input and Agricultural Run-off) 5.3.2.1. สภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเล (Coastal Environments) ดังที่ไดกล้ ่าวมาขางต้ นแล้ ้ว วาปร่ ิมาณของสาร POPs ทั้งหมดที่ถูกเคลื่อนยายลงส้ ู่ทะเลโดยแม่นํ้าต่างๆ มีน้อยเมื่อเปรียบเทียบ กบการเคลั ื่อนยายผ้ ่านทางอากาศ อย่างไรก็ตามกระแสน้ําสามารถพดพาเอาอนั ุภาคของ Silt ปริมาณมากลงสู่ทะเล หากอนุภาคของ Silt เหล่าน้ีมาจากพ้ืนที่เกษตรกรรม กจะม็ ีสาร POPs ดูดซับ อยู่ ก่อนที่ตะกอนเหล่าน้ีจะถูกเคลื่อนยายลงส้ ู่แหล่งน้ําชายฝ่ังผ่านบริเวณเอสทูรี่ ก็จะมีการ

เปลี่ยนแปลงสภาพทางเคมีและฟิ สิกส์เกิดข้ึน โดยขบวนการที่เกิดข้ึน เช่น การรวมตวกั บสารั Organic Polymers การจบกั บพวกอนั ุภาคของสารอินทรีย์ที่มีขั้ว (Lipophilic) อนุภาคที่มีการ รวมตวแลั วม้ ีขนาดใหญ่ขึ้น (Macroagregates) ก็จะตกลงในบริเวณเอสทูรี่หรือบริเวณดินดอน สามเหลี่ยมปากแม่นํ้า (Delta) ดังน้นในบรั ิเวณชายฝ่ังทะเลจึงเป็นบริเวณที่พบการสะสมของสาร POPs ในปริมาณมาก เนื่องจากสาร POPs จะดูดซบอยั กู่ บตะกอนไดั ้ดี โดยสาร POPs เหล่าน้ี สามารถดูดซึมเขาส้ ู่สัตวหน์ าด้ ิน (Bentic Fauna) หรือสามารถระเหยข้ึนสู่มวลน้าดํ านบนหากพ้ ้ืน แหล่งน้าอยํ ในสภาวะไรู่ ้ออกซิเจน (Clark et. al., 1997) 5.3.2.2. สภาพแวดล้อมทเปี่ ็ นทะเลเปิ ด (Open Sea Environments) แม้ว่าสาร POPs จะมาจากการพดพาโดยแมั ่นํ้าหรือจะมาจากน้าทํ ิ้ง ก็มิได้ หมายความว่าจะถูกนาออกไปสํ ู่ทะเลเปิดไดโดย้ ตรง แต่ตะกอนที่มีการสะสมในบริเวณปากแม่นํ้า จะตองใช้ ระยะเวลานานกว้ ่าจะเคลื่อนยายส้ ู่ทะเลเปิ ด ถึงแม้ว่าสาร POPs จะมีคุณสมบัติเป็น Lipophilic แต่ก็มีบางส่วนที่สามารถละลายน้าํ ในส่วนน้ีเองกจะถ็ ูกเคลื่อนยายในร้ ูปที่ละลายน้าํ หรือรวมตวกั บสารอั ินทรีย์อยในรู่ ูปของคอลลอยย ์ แลวถ้ ูกเคลื่อนยายออกส้ ู่ทะเลเปิด (Larsson et al., 2000) สาร POPs มีความสามารถในการละลายน้าแตกตํ ่างกนั โดยส่วนใหญ่จะละลายจนถึงจุด อิ่มตวไมั ่เกิน 1 ppb แต่จะละลายได้ดีในไขมนหรั ือดูดซบอยั กู่ บตะกอนั บริเวณผิวน้าทะเลจะมํ ี แผนฟ่ ิล์มบางๆ (Air-Water Film Interface) ความหนาสูงสุดประมาณ 1 มิลลิเมตร มีกรดไขมัน (Fatty acid) เป็นองคประกอบ์ เนื่องจากสาร POPs ละลายได้ดีในไขมนทั าใหํ สารด้ งกลั ่าวไปสะสม ในแผนฟ่ ิลมบร์ ิเวณผวนิ ้าทะเลํ ส่งผลต่อส่ิงมีชีวิตที่อาศยบรั ิเวณผวนิ ้าและนกทะเลํ สิ่งมีชีวิตที่ล่องลอยในน้าํ (Planktonic Organisms) มีบทบาทสําคญตั ่อขบวนการ ตกตะกอนในทะเลเปิด เนื่องจากแพลงกตอนเป์ ็นแหล่งที่สําคญของตะกอนในทะเลั เมื่อส่ิงมีชีวิต ชนิดน้ีตายลงกจะตกตะกอนผานมวลน่ ้าจากเขตํ Euphotic Zones ลงสู่ทะเลลึก วฏจั กรของสารั POPs ในทะเลจึงเร่ิมตนข้ ้ึน โดยเมื่อตะกอนที่เกิดจากส่ิงมีชีวิตตกลงผานมวลน่ ้าํ มีการยอยสลาย่ สารอินทรีย์ดังกล่าวเกิดข้ึน ส่งผลให้สาร POPs ถูกปลดปล่อยสู่มวลน้าอํ ีกคร้ัง กระบวนการน้ีมี ความสาคํ ญในบรั ิเวณที่มวลน้าสํ ัมผสกั บพั ้ืนทะเล (Water-sediment interface) เนื่องจากบริเวณ ดงกลั ่าวมีแบคทีเรียหนาแน่นและมีการยอยสลายเก่ ิดข้ึนมาก ตะกอนที่มีสาร POPs ดูดซบอยั ู่ ใน บางสภาวะสามารถปลดปล่อยสารชนิดน้ีกลบสั ู่มวลน้าไดํ ้ เช่น กรณีที่แหล่งน้าอยํ ู่ในสภาวะไร้ ออกซิเจน (Skei et al., 2000).

5.4. การเข้าสู่สายใยอาหารของสาร POPs สิ่งมีชีวิตที่ล่องลอยในน้าํ (Planktonic Organisms) ซึ่งหมายถึงผู้ผลิตข้นตั ้น (Primary Producers) หรือ แพลงกตอนพ์ ืช (Phytoplankton) เป็นส่ิงมีชีวิตชนิดแรกที่เคลื่อนยายสาร้ POPs เขาส้ ู่ระบบสายใยอาหาร จากการศึกษาในปัจจุบันยงมั ีแบคทีเรีย ที่เป็นเส้นทางสาคํ ญอั ีกอนหนั ึ่งที่ นําสาร POPs เขาส้ ู่ระบบผานเส่ ้นทางห่วงโซ่อาหารของจุลชีพ (Microbial Food Chain) ซึ่งส่วน ของห่วงโซ่อาหารของจุลชีพก็จะมีการเชื่อมโยงกนระหวั ่างส่ิงมีชีวิตขนาดเล็ก (Microorganisms) ในทะเล โดยกลุ่มของส่ิงมีชีวิตขนาดเล็กในทะเลเปิด ประกอบดวย้ ไวรัส แบคทีเรีย Flagellates Ciliates แพลงกตอนพ์ ืช และแพลงกตอนส์ ัตวขนาดเ์ ล็ก เป็นต้น โดยเฉพาะแบคทีเรีย ซึ่งพบอยู่ อยางหนาแน่ ่น ดังน้นแบคทั ีเรียจึงเป็นส่ิงมีชีวิตที่มีศักยภาพในการดึงเอาสาร POPs ในน้าทะเลเขํ ้า สู่เซลลในส์ ดสั ่วนที่มากกวาแพลงก่ ตอนพ์ ืช (Larsson et al. , 2000) สิ่งมีชีวิตในทะเลสามารถได้รับสาร POPs ได ้ 2 ทาง คือ 1. ได้รับโดยตรงจากส่ิงแวดลอมโดยรอบ้ เมื่อส่ิงมีชีวิตเหล่าที่ได้รับสาร POPs กจะ็ สะสมในเน้ือเยื่อไขมัน ดังน้นหากสั ่ิงมีชีวิตในทะเลชนิดใดมีไขมนมากโอกาสในการสะสมสารั ชนิดน้ีก็มีมากเช่นกนั การที่สิ่งมีชีวิตได้รับสารโดยตรงจากน้าและเกํ ็บสะสมในร่างกาย เรียกว่า Bioconcentration โดยขบวนการน้ีเกิดข้ึนแตกต่างกนในแตั ่ละระดบของสายใยอาหารในทะเลเปั ิด และมีกลไกพิเศษในแต่ละระดับ เช่น ในแพลงกตอนพ์ ืช การแพร่ของสาร POPs เขาส้ ู่ภายในเซลล์ มากหรือน้อยข้ึนอยู่กบั Lipomolecules ที่ผนงเซลลั ภายนอก์ ในปลาทะเล การได้รับสาร POPs โดยตรงจากน้าทํ ี่ผานเหง่ ือกแลวม้ ีการแพร่เขาเน้ ้ือเยื่อไขมัน ค่า Bioconcentration Factor (BCF) สามารถหาไดจากอ้ ตราสั ่วนระหวางความเข้่ มขนของสารเคม้ ีในส่ิงมีชีวิต กบความเขั มข้ นของสาร้ ชนิดเดียวกนในสั ่ิงแวดลอมโดยรอบ้ ค่า Bioconcentration Factor จะใชเฉพาะในกรณ้ ีที่สารเคมีมี กลไกการนาเขํ าส้ ู่ร่างกายโดยการแพร่ (Diffusion) 2. ได้รับโดยทางออมจากการเป้ ้ือนในอาหาร ในกรณีนี้จะพบความเขมส้ ูงในปลา นกทะเล และสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ ระดบความเขั มข้ นเพ้ ่ิมข้ึนตามระดบของหั ่วงโซ่อาหาร เรียกว่า Biomagnification โดยจะเกิดข้ึนตามลาดํ บของการสะสมในสั ่ิงมีชีวิตตามระดบของหั ่วงโซ่ อาหาร หรือเรียกวา่ Bioaccumulation เช่น ในปลาทะเล สามารถสะสมสาร POPs จากอาหารที่มัน กินและจากอนุภาคในน้าและตะกอนทํ ี่มีสารเคมีดูดซบอยั ู่ ในกรณีที่สารมลพิษไม่ถูกเมตาบอลิซึม ในร่างกายของปลา สารเคมีเหล่าน้ีก็จะสะสมในเน้ือเยื่อไขมนและมั ีความเขมข้ นเพ้ ่ิมข้ึนตาม ระยะเวลา ในทางปฏิบัติ ตัวบ่งช้ีถึงการสะสมจากการทดลอง มักจะมีความเขมข้ นของสาร้ POPs เพ่ิมข้ึนตามอายุและเพ่ิมข้ึนตามระดบของสายใยอาหารั องค์ประกอบของไขมนจะเปั ็นกลไก ควบคุมการสะสมสาร POPs ในร่างกาย (Skei et al., 2000)

5.5. การใช้สาร POPs ในประเทศไทย ประเทศไทยมีการใชสารด้ ีดีที (DDT) ในโครงการกาจํ ดไขั มาเลเร้ ีย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2493 เป็นตนมา้ และได้นํามาไดปราบศ้ ตรั ูพืชอยางแพร่ ่หลาย ปัจจุบันกยั็ งมีการจากํ ดการใชั สารกล้ ุ่มน้ี โดยทางราชการมีนโยบายหามใช้ และห้ ามน้ าเขํ ายาฆ้ ่าแมลงในกลุ่มน้ีบางชนิด ไดแก้ ่ พ.ศ. 2525 หามน้ าเขํ าและใช้ สารบ้ ีเอชซี (BHC) และเอนดร็ ิน (Endrin) ปี พ.ศ. 2526 ห้ามใช้ดีดีทีทางดาน้ การเกษตร ปี พ.ศ. 2531 ห้ามนาเขํ ายาฆ้ ่าแมลง ไดแก้ ่ แฮปตาคลอ (Heptachlor) อัลดริน (Aldrin) และดีลดริน (Diedrin) มาใชทางด้ านการเกษตร้ แต่ยังไม่ห้ามใชทางด้ านสาธารณส้ ุข ปัจจุบัน ประเทศไทยได้สังห่ ามอน้ ุญาตข้ึนทะเบียนสารในกลุ่ม POPs บางชนิด ไดแก้ ่ ดีดีที (DDT) บีเอชซี (BHC) เอนดร็ ิน (Andrin) และทอกซาฟ๊ ีน (Toxaphene) ยาฆ่าแมลงในกลุ่มน้ีทางองคการอนาม์ ยโลกหั ามใช้ หร้ ือหากมีการใชจะต้ ้องเข้มงวดที่สุด ไดแก้ ่ บีเอชซี (BHC) ลินเดน (Lindane) ท๊อกซาฟีน (Toxaphene) คลอเดน (Chlodane) เฮปตา คลอร์ (Haptachlor) ดีดีที (DDT) อัลดริน (Aldrin) ดีลดริน (Diedrin) และ เอนดร็ ิน (Endrin) ใน หลายประเทศมีการส่ังห้ามใชมานานแล้ วแต้ ่กยั็ งผลิตส่งออกขายต่างประเทศ โดยเฉพาะประเทศ กาลํ งพั ฒนาั

5.6. การจําแนกประเภทของสาร POPs สารที่นํามาใช้กาจํ ดศั ตรั ูพืชกลุ่ม POPs ในกลุ่มโมเลกุลหนัก และเป็นสารทีมีผลกระทบ มากกวากล่ ุ่มที่มีนํ้าหนกโมเลกั ลตุ ํ่า ปัจจุบันพบมีการสะสมในระบบนิเวศทางทะเลและสัตวทะเล์ มากข้ึน สารในกลุ่มน้ีสามารถจาแนกไดํ ้ดังน้ี 5.6.1. ดีดีที (DDT) และอนุพันธ์ 5.6.1.1. ดีดีที (DDT; Dichlorodiphenyltrichloroethane) เป็นสารฆ่าแมลงที่รู้จกกั นมาั นาน มีลักษณะสาคํ ัญ คือ - เป็นพิษรุนแรงต่อแมลง แต่มีพิษนอยต้ ่อสตวั ชน์ ิดอื่น - มีความคงทนสูง มีคาคร่ ึ่งชีวิต (Half-life) ในดินประมาณ 10 ปี - เป็นพิษอยางต่ ่อเนื่อง เพราะมีความคงทนสูง - ราคาถูก สมยสงครามโลกครั ้ังที่ 2 และสงครามยโรปุ ได้มีการนาดํ ีดีที มาใช้ป้ องกนการตั ิดเช้ือ โรคไขรากสาด้ (Typhus) ในกลุ่มผอพยพู้ ต่อมาองคการอนาม์ ยโลกั (WHO) ได้นํามาใช้กาจํ ดยั งทุ ี่ เป็นพาหะของโรคมาลาเรีย จนกระท้งมั ีการหามน้ ามาใชํ ้ฆ่าแมลงชนิดน้ีตั้งแต่ปี ค.ศ. 1939 แต่ 73

ประเทศกาลํ งพั ฒนาบางประเทศแถบแอฟรั ิกาและตะวนออกไกลั ยังมีการใช้ดีดีทีเพื่อกาจํ ัด ศัตรูพืชในการเกษตรและป่าไม ้เนื่องจาก ดีดีที เป็นสารกาจํ ดศั ตรั ูพืช (Pesticide) ตัวแรกที่มีการใช้ กนอยั างกว่ ้างขวาง จนนาไปสํ ู่การปนเป้ือนท้งในดั ินและน้าํ จนกระท้งปั ัจจุบัน (WFPHA, 2000) 5.6.1.2. ดีดีอี (DDE; Dichlorodiphenyethane) เป็นอนุพันธ์ของดีดีที เกิดจากการสูญ เสียคลอรีนอะตอม (Cl-) ไป 1 โมเลกุล มีความเป็นพิษนอยกว้ ่าดีดีที ไม่นิยมนามาใชํ ้ฆ่าแมลง สารดีดีทีที่มีการปนเป้ือนลงสู่ทะเล กวา่ 80% จะสะสมอยในรู่ ูป ดีดีอี 5.6.1.3. ดีดีดี (DDD; Dichlorodiphenyldichloroethane) เป็นอนุพันธ์ของดีดีที เกิดจาก การสูญเสียคลอรีนอะตอม (Cl-) อนุพันธ์ชนิดน้ีเป็นพิษกบแมลงั แต่มีพิษนอยต้ ่อปลา สัตว์ส่วน ใหญ่สามารถขบสารชนั ิดน้ีออกได้จึงมีการสะสมน้อย ในทางการค้า ดีดีทีจะมีส่วนผสมของ อนุพันธ์ทั้งสองชนิด

ภาพที่ 5.1. สูตรโครงสร้างทางเคมีของดีดีที

ผลของสารดีดีที ต่อสภาพแวดล้อมในแหล่งนํ้า ดีดีที มีผลกระทบต่อส่ิงทีชีวิตในแหล่งน้ํา โดยทาใหํ ้การพฒนาของระบบสั ืบพนธั ุ์ ล้มเหลว ส่งผลต่อระบบภูมิคุ้มกนั มีการตายของนกภายหลงการพั นสารด่ ีดีที เนื่องจากดีดีทีมีพิษ ต่อระบบประสาท หากมีการสะสมในร่างกายกจะเป็ ็นพิษต่อตับ ไต และส่งผลต่อระบบภูมิคุ้มกนั (WFPHA, 2000) จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ พบว่า ดีดีที ส่งผลทาใหํ ้กาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น ลดลง 50% ที่ระดบความเขั มข้ ้น 1 ppb. ปลาทะเลจะไวต่อความรู้สึกเมื่อได้รับสารดีดีที ในปลา กระดูกแขงจะม็ ีคาระด่ บความเขั มข้ นท้ ี่ทําใหตายลงคร้ ึ่งหนึ่ง ที่ระเวลา 96 ชัวโมง่ (96 h LC50) อยู่ ระหว่าง 0.4 - 0.89 ไมโครกรัม/ลิตร แต่ในหอยสองฝาสามารถทนต่อความเป็นพิษสูงเมื่อ เปรียบเทียบกบสั ัตว์ชนิดอื่น โดยมีค่าระดับความเขมข้ นท้ ี่ทําให้ตายลงครึ่งหนึ่ง ที่ระเวลา 96 ชวโมง่ั มากกวา่ 10 มิลลิกรัม/ลิตร (Clark et. al., 1997)

ภาพที่ 5.2. การสะสมของดีดีทีในระบบนิเวศทางทะเล (Ingmanson and Wallace, 1995)

5.6.2. กล่มุ Cyclodiene หรือ “Drins” ยาฆ่าแมลงในกลุ่มน้ี ไดแก้ ่ อัลดริน (Aldrin) ไดเอลดริน (Dialdrin) ดิลดริน (Dieldrin) แอนดริน (Endrin) แฮปตาร์คลอ (Haptachlor) อัลดรินและไดเอลดรินเป็นยาฆ่าแมลง มีโครงสร้างคลายก้ นั ดิลดรินจะสลายตวกลายเปั ็นไดเอลดรินอยางรวดเร่ ็วเมื่อเขาส้ ู่ส่ิงแวดลอม้ หรือร่างกาย ในระหวางป่ ี พ.ศ. 2493-2513 อัลดรินและไดเอลดรินเป็นยาฆ่าแมลงที่มีการใช้กนั อยางแพร่ ่หลายจนถึงปี พ.ศ. 2514 สหรัฐอเมริกากประกาศห็ ามใช้ สารท้ ้งสองเปั ็นยาฆ่าแมลง แต่ ยังใหใช้ ้กาจํ ดปลวกไดั ้ เนื่องจากพบวาเป่ ็นสารทาลายสํ ่ิงแวดลอมและม้ ีผลสืบเนื่องที่เป็นอนตรายั ต่อสุขภาพมนุษย ์ ดังน้นในปั ี พ.ศ. 2530 กห้็ ามใช้ทุกกรณี สารกลุ่มน้ีมีความคงทนและความเป็น พิษท้งตั วมั นเองและอนั ุพันธ์ที่ไดจากการย้ อยสลาย่ เช่น แฮปตาร์คลอ เมื่อสลายเป็น Heptachlor Epoxide จะมีความเป็นพิษสูงกว่า สารฆ่าแมลงในกลุ่มน้ีนิยมใชเคล้ ือบเมลดพ็ ืชเนื่องจากมีความ

เป็นพิษและความคงทนสูง มีความเป็นพิษรุนแรงต่อสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมและม้ ีการสะสมใน สิ่งมีชีวิต (Bioaccumulation) สารในกลุ่มน้ีมีการยกเลิกการใช้ตั้งแต่ ปี ค.ศ. 1970 ยกเว้น อุตสาหกรรมบางประเภท แม้ว่าปัจจุบันมีการใช้น้อยลงแต่มีสารกลุ่มน้ีปริมาณมากกระจายลงสู่ สิ่งแวดลอมและม้ ีการชะลางไปสะสมในทะเล้ 5.6.2.1. อัลดริน และไดเอลดริน (Aldrin and Dieldrin) อัลดริน และไดเอลดริน เป็นชื่อ สามญของสารเคมั ีในกลุ่ม “Drins” ที่รู้จักกนดั ีและมีการใชอย้ างกว่ างขวางในการก้ าจํ ดแมลงในั ดิน (Soil Insect) ทั้งอลดรั ิน และไดเอลดรินสามารถดูดซบตะกอนดั ินแลวซ้ ึมลงสู่แหล่งน้าใตํ ้ดิน ไดเอลดรินสามารถคงทนอยไดู่ ในด้ ินโดยมีค่าครึ่งชีวิต (Half-life) ประมาณ 5 ปีใน เขตอบอุ่น (WFPHA, 2000) แต่ในเขตร้อนพบว่ามีการสลายตวประมาั ณ 90% ภายในระยะเวลา 1 เดือน (WHO, 1989) หากสารชนิดน้ีเขาส้ ู่ร่างกายมนุษยจะตกค์ างอย้ ในรู ่างกาย โดยมีค่าครึ่งชีวิตใน ร่างกายประมาณ 9-12 เดือน (WFPHA, 2000). แสงอาทิตย์และแบคทีเรียเป็นตัวการทาใํ ห้สารเหล่าน้ีเปลี่ยนแปลงไป เช่น อัลดริน เปลี่ยนเป็นไดเอลดริน ดังน้นจั ึงพบแต่ไดเอลดรินในส่ิงแวดลอมเป้ ็นส่วนมาก สารท้งสองจั บตั ัว แน่นกบดั ินและระเหยสู่อากาศอย่างช้า ๆ พืชได้รับอลดรั ินและไดเอลดรินจากดิน อัลดรินจะ เปลี่ยนเป็นไดเอลดรินอยางรวดเร่ ็วเมื่ออยในพู่ ืชและสัตว ์ ไดเอลดรินสะสมอยทู่ ี่ไขมนและออกั จากร่างกายได้ชามาก้ ไดเอลดรินมีอยทุู่ กแห่งในส่ิงแวดลอมแต้ ่มีปริมาณนอย้ เนื่องจากถูกหาม้ ใชไปแล้ วจ้ ึงปนเป้ือนอยในอาหารในปรู่ ิมาณตํ่า โรงขยะจะมีไดเอลดรินปริมาณสูงกวาท่ ี่อื่น. อัลดรินและไดเอลดรินมีผลต่อระบบประสาทส่วน หากรับเขาในร้ ่างการในปริมาณสูง หากได้รับในปริมาณปานกลางเป็นเวลานานกทํ็ าใหเก้ ิดอาการชกไดั ้ จากการศึกษาในสตวั ทดลอง์ พบว่าทาใหํ ้ภูมิคุ้มกนลดลงั สถาบนวั ิจัยมะเร็งของสหรัฐอเมริกาไม่จัดว่าอลดรั ินและไดเอลดริน เป็นสารก่อมะเร็ง ไม่มีข้อมูลที่ชัดเจนว่าอลดรั ินและไดเอลดรินเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย ์ แต่ พบวาเม่ ื่อใหไดเอลดร้ ินกบหนั ูในปริมาณสูงจะทาใหํ เป้ ็นมะเร็งที่ตับ จากการศึกษาขอม้ ูลที่พบใน คน หากมีปริมาณไดเอลดรินเกินกว่า 0.20 มิลลิกรัมในเลือด 1 ลิตร (0.20 mg/L) มีผลทาใหํ ้มี อาการชักและควบคุมกล้ามเน้ือไมได้ สํานักงานคุ้มครองส่ิงแวดล้อมสหรัฐอเมริกา (Environmental Protection Agency หรือ EPA) กาหนดวํ าในน่ ้าและอาหารทะเลควรมํ ีอัลดรินไม่ เกินกวา่ 74 picogram ต่อลิตร (pg/L - pico เท่ากบเศษหนั ึ่งส่วนลานล้ าน้ หรือเท่ากบั 10-12) และมี ไดเอลดรินไม่เกินกวา่ 71 pg/L (WHO, 1992) ผลต่อสภาพแวดล้อมในแหล่งนํ้า

อัลดริน และไดเอลดริน พบมีผลทาใหํ เก้ ิดการเปลี่ยนแปลงต่อระบบเอนไซม็ ์ ระบบฮอร์โมน และระบบสืบพนธั ุ์ในปลา อัลดรินพบมีการสะสมเพ่ิมข้ึนในหอยและปลา (WFPHA, 2000).

ตารางที่ 5.3. แสดงการสะสมของสารไดอลดรั ิน (Dialdrin) ในส่ิงมีชีวิตและค่า Bioaccumulation Factor

ความเข้ มข้ นในน้ํ า Bioaccumulation ชนิด ระยะเวลาที่ได้รับ (วัน) (ไมโครกรัม/ลิตร) Factor Guppy 0.8, 2.3 หรือ 4.2 32 12 500 (Poecilia reticulata) Sculpins 0.017, 0.17, หรือ 0.86 32 13300 (Cottus perplexus) Alga (Scenedesmus 1, 5, หรือ 20 14 1300 obliquus) Water flea 2.1, 4.5, หรือ 12.8 6 14 000 (Daphnia magna) Common frog 0.8 2 387.5 (Rana temporaria) ที่มา : http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc91.htm

สําหรับ แอนดริน (Endrin) เป็นสารกาจํ ดหนั ู (Rodenticide) และเป็นสารกาจํ ดแมลงในั ไร่ฝ้ าย นาขาว้ และไร่ข้าวโพด แอลดรินจะเป็นพิษต่อรุนแรงต่อส่ิงมีชีวิตในแหล่งน้าํ คือ ปลา สัตวไม์ ่มีกระดูกสันหลัง และแพลงกตอนพ์ ืช โดยมีค่าความเขมข้ นท้ ี่ทําให้ตายลงครึ่งหนึ่ง (96-h LC50) ตํ่ากวา่ 1 ไมโครกรัมต่อลิตร ขณะที่ค่าความเขมข้ นท้ ี่ทําใหตายลงคร้ ึ่งหนึ่งของสารอลดรั ิน และไดแอลดริน ในปลา มีค่าอยในชู่ ่วง 1.1 ถึง 53 ไมโครกรัมต่อลิตร (WHO, 1992) แอนดริน สามารถคงทนอยไดู่ ในด้ ินโดยมีค่าครึ่งชีวิต (Half-life) ประมาณ 12 ปีในเขตอบอุ่น แอลดรินเมื่อ เขาส้ ู่ร่างกายจะไปสะสมในเน้ือเยื่อไขมัน (Adipose Tissues) แต่โดยทวไปจะสามารถเมตาบอล่ั ิ ซึมและขบออกจากรั ่างได้ภายใน 24 ชัวโมง่ (WFPHA, 2000).

ตารางที่ 5.4. แสดงการสะสมของสารแอนดริน (Endrin) ในส่ิงมีชีวิตและค่า Bioaccumulation Factor

ความเข้ มข้ นในน้ํ าระยะเวลาที่ได้รับ Bioaccumulation ชนิด (ไมโครกรัม/ลิตร) (วัน) Factor Clam (Mercenaria 1 5 480 mercenaria) Mussel 10 24 38 (Hyridella australis) Eastern oyster 0.05 7 2780 (Crassostrea virginica) Water flea 1.0 1 2600 (Daphnia magna) Fathead minnow 0.015 _ 10 000 (Pimephales portals)

ที่มา : http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc91.htm

5.6.2.2. แฮปตาร์คลอ (Haptachlor) แฮปตาร์คลอ เป็นสารกาจํ ดปลวกั (Termiticide) และกาจํ ดแมลงั (Insecticide) โดยเคลือบเมล็ดพืช แฮปตาร์คลอถูกเมตาบอไลด์ในร่างกาย กลายเป็น Heptachlor epoxide มนุษยได์ ้รับสารชนิดน้ีจากการกินอาหารที่ปนเป้ือนและการหายใจ เอาละอองสารจากการสเปรยสารก์ าจํ ดแมลงั แฮปตาร์คลอ มีความเป็นพิษสูงในมนุษยโดยม์ ีผล ต่อระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System) และทาลายตํ ับ นอกจากน้ียังมีผลต่อ ระบบฮอร์โมน Progesterone และ Oestrogen มีการตรวจพบการสะสมในสัตว์นํ้าหลายชนิด เช่น ปลากินยุง (Mosquito Fish) หอยกาบ (Soft Clam) หอยนางรม (Oyster) และปลา Fathead Minnow. (WFPHA, 2000).

ดีลดริน เฮปตาร์คลอ

ภาพที่ 5.2. สูตรโครงสร้างทางเคมีของดีลดริน และ เฮปตาร์คลอ

5.6.3. กลุ่มคลอเดน (Chlordane) คลอเดนเป็นสารกาจํ ดแมลงั ใช้กาจํ ดมดตามสนามหญั าและพ้ ้ืนที่เพาะปลูก สารคลอเดน ที่คงทนในสภาพแวดลอมอย้ ในรู่ ูป Chlordane Isomers ซึ่งมี 2 รูป คือ Alpha Chlodane และ Gamma Chlordane (WHO, 1984) คลอเดนเป็นสารที่ละลายน้าไดํ ้น้อยมาก แต่ละลายได้ดีในตัว ทาละลายอํ ินทรีย์ เป็นสารกึ่งระเหย (Semi-volatile) จึงทาใหํ ้พบสารชนิดน้ีในบรรยากาศ เมื่อถูก เคลื่อนยายลงส้ ู่ทะเลสามารถดูดซบอยั กู่ บตะกอนั สามารถสะสมในไขมนของสั ่ิงมีชีวิต คลอเดน สามารถคงทนในสภาพแวดลอมโดยคงอย้ ในดู่ ินไดมากกว้ ่า 20 ปี มักจะได้รับเขาส้ ู่ร่างกายผาน่ ทางอาหาร โดยคลอเดนที่ตกคางในร้ ่างกายจะถูกเมตาบอไลดในเน์ ้ือเยื่อ และสามารถถ่ายทอดจาก แม่สู่ลูกผ่านทางน้ํานมที่ให้ลูกดื่ม คลอเดนพบว่ามีความสัมพันธ์กับโรคหลอดลมอักเสบ (Bronchitis) โรคไซนัส (Sinusitis) และ โรคปวดศีรษะขางเด้ ียว (Migraine) ในบานท้ ี่มีการใช้ สารชนิดน้ีกาจํ ดปลวั ก จากการศึกษาบุคคลที่ทํางานในโรงงานผลิตคลอเดน พบว่าส่วนใหญ่จะ เป็นโรคที่เกี่ยวของก้ บระบบทางเดั ินหายใจ (WFPHA, 2000) ผลของคลอเดนในสิ่งแวดล้อม ความเป็นพิษของคลอเดนในสัตว์นํ้าบางชนิด เช่น ในปลา Fathead Minnow มีค่าความ เขมข้ นท้ ี่ทําใหตายลงคร้ ึ่งหนึ่งที่ 96 ชัวโมง่ (96-h LC50) เท่ากบั 52 ไมโครกรัมต่อลิตร ในปลา Rainbow Trout มีค่าเท่ากนั 7.8 ไมโครกรัมต่อลิตร สารอาหารที่ปลาได้รับมีผลต่อความเป็นพิษ ของคลอเดน (WHO, 1984) คลอเดนสามารถเคลื่อนยายผ้ านทางบรรยากาศได่ เป้ ็นระยะทางไกล ซึ่งปัจจุบันสามารถพบในระบบสายใยอาหารแถบอาร์กติก สามารถตรวจพบไดในส้ ่ิงมีชีวิตท้งในั

นํ้าจืดและในทะเล เช่น ในปลา Flathead minnow สาหร่าย หอยฝาเดียว และปลา Sheephead Minnow. (WFPHA, 2000) พิษเฉียบพลนของคลอเดนตั ่อส่ิงมีชีวิตในแหล่งน้ามํ ีความแตกต่างกนั จากการทดลองใน Pink Shrimp พบค่า LC50 ที่ 96 ชัวโมง่ มีค่ากวา่ 0.4 มิลลิกรัมต่อลิตร มีค่า Bioconcentration Factors เท่ากบั 37,800 สําหรับปลา Fathead Minnows และ 16,000 สําหรับปลา Sheepshead minnow (http://www.chem.unep.ch/pops/)

ภาพที่ 5.3. สูตรโครงสร้างทางเคมีของคลอเดน

ตารางที่ 5.5. แสดงการสะสมของสารคลอเดน (Chlodane) ในส่ิงมีชีวิตและค่า Bioaccumulation Factor

ความเข้ มข้ นในน้ํ า Bioaccumulation ชนิด ระยะเวลาที่ได้รับ (วัน) (ไมโครกรัม/ลิตร) Factor Bacteria (Caulobacter _ _ 53 000 vibrioides) Alga _ _ 49 500 - 98 386 (Oedogonium sp.) Alga (Ankistrodesmus _ _ 5560 amalloides) Water flea 1.7 - 21.6 7 15 000 - 175 000 (Daphnia magna) Oysters 10 _ 7300

ที่มา : http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc91.htm

5.6.4. กล่มุ Toxaphene Toxaphene เป็นชื่อทางการคาของ้ Polychlorinated Camphenes นํามาใช้กาจํ ดแมลงั ตั้งแต่กลางปี ค. ศ. 1940 มีคลอรีนเป็นองคประกอบอย์ ประมาณู่ 68% โดยน้าหนํ ัก ใชในการก้ าจํ ัด แมลงศัตรูฝ้ ายและพืชผักต่างๆ ปัจจุบันเป็ นสารที่ถูกจํากัดในการใช้ มีส่วนผสมของ สารประกอบมากกวา่ 177 ชนิด การผลิตสาร Toxaphene เกิดข้ึนต้งแตั ่ 15-20 ปีที่แล้ว เส้นทาง การเคลื่อนยายสาร้ Toxaphene ที่ตกคางในด้ ิน ไดแก้ ่ การระเหยสู่บรรยากาศ ขบวนการชะลาง้ เป็นต้น คาคร่ ึ่งชีวิต (Half-life) ของสาร Toxaphene ในดินมีระยะเวลายาวนานกวา่ 12 ปี เป็นสาร ที่รู้จักกนดั ีในแง่การสะสมในสิ่งมีชีวิต (WFPHA, 2000).

ผลต่อสภาพแวดล้อมในแหล่งนํ้า สาร Toxaphene มีผลต่อสัตว์นํ้าหลายชนิด เช่น ยับย้งการสรั ้างเปลือกในหอยนางรม ทํา ใหเก้ ิด Broken-Back- Syndrome ในปลา Fathead minnows ปลา Brook Trout และปลาChannel Catfish (WHO, 1984) ในสตวั เล์ ้ียงลูกดวยนมท้ ี่อาศยในแหลั ่งน้าํ การได้รับสาร Toxaphene จะทํา ให้ขาด Hepatic Enzymes ที่ใชในการเมตาบอไลด้ สาร์ Toxaphene ส่งผลให้สาร Toxaphene สามารถสะสมในระดบความเขั มข้ นท้ ี่สูงในเน้ือเยอไขมื่ ัน (WFPHA, 2000).

ตารางที่ 5.6. แสดงการสะสมของสาร Toxaphene ในส่ิงมีชีวิตและคา่ Bioaccumulation Factor

ความเข้ มข้ นในน้ํ า ชนิด ระยะเวลาที่ได้รับ (วัน) Bioconcentration Factor (ไมโครกรัม/ลิตร) Brook Trout 0.041 – 0.5 15 4900 - 76000 Mosquito Fish 44.4 _ 4247

ที่มา : http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc91.htm

ภาพที่ 5.4. สูตรโครงสร้างทางเคมีของ Toxaphene

5.6.5 โพลคลอรี ิเนตไบฟี นิล (Polychlorinated biphenyl) หรือ สาร พีซีบี (PCBs) สารพีซีบี (PCBs) หรือ โพลีคลอริเนตไบฟีนิล (Polychlorinated biphenyls) หมายถึง กลุ่มของสารเคมีจําพวกสารอินทรีย์ที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบหลัก สารกลุ่มน้ีมี ประมาณ 209 ชนิด โดยแตกต่างกนทั ี่จํานวนอะตอมและตาแหนํ ่งของคลอรีนที่เติมเขาไปในวง้

แหวนของไบฟีนิล (Biphenyl) ซึ่งเป็นโครงสร้างหลัก สูตรทวไปของสารพ่ั ีซีบี คือ C6X5-C6X5 โดยตาแหนํ ่ง X อาจเป็นไฮโดรเจนหรือ คลอรีนอะตอมกได็ ้ สารพีซีบี เป็นสารที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นในหองปฏ้ ิบัติการ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1930 โดย บริษัท Monsanto Chemical Corporation เป็นสารเคมีที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีคลาย้ กบดั ีดีที มีลักษณะเป็นของเหลว ละลายน้าไดํ ้น้อย แต่ละลายได้ดีในไขมัน เป็นสารที่ทนต่อ กระบวนการออกซิเดชน่ั (Oxidation) ทนความร้อน สลายตวไดั ยากในธรรมชาต้ ิและส่ิงมีชีวิต มี ความคงสภาพสูง ไม่ติดไฟ เป็นสารที่ใช้ในโรงงานผลิตอุปกรณ์อิเล็กโทรนิค โรงงานผลิตสี พลาสติก และสารเคลือบต่างๆ นํ้ามนหลั ่อลื่น ตัวนาความรํ ้อนในระบบไฮโดรลิก ใชในระบบ้ ถ่ายเทความร้อน ใชเป้ ็นสารป้ องกนไฟฟั ้ าร่ัวในเครื่องใชไฟฟ้ ้ า เช่น หมอแปลงไฟฟ้ ้ า ชื่อทางการ ค้าของสารพีซีบีจะแตกต่างกนออกไปั ขึ้นอยกู่ บประเทศผั ผลู้ ิต เช่น Arochlor ของ สหรัฐอเมริกา, Kanechlor ของญี่ปุ่น, Chlophen ของเยอรมัน, และSovol ของรัสเซีย เป็นต้น

ภาพที่ 5.5. สูตรโครงสร้างทางเคมีของ สาร พีซีบี (PCBs)

ผลิตภณฑั ทางการค์ าของสาร้ PCBs มีหลายชนิด โดยมีหมายเลข 4 ตัว ตามหลัง ชื่อทางการค้า หมายเลขสองตวแรกจะบอกลั กษณะทางโมเลกั ุล กล่าวคือ ถ้าเป็น 12 ก็หมายถึง Chlorinated Biphenyls ส่วนตวเลขสองตั วหลั งจะบอกคั ่าร้อยละของน้าหนํ กคลอรั ีน เช่น Aroclor 1242 หมายถึง PCBs ที่ประกอบดวยคลอร้ ีน 42% สาร PCBs เป็นสารที่คงสภาพได้สูงกวา่ ดีดีที ทั้งน้ีเนื่องจากระหวาง่ Aromatic Rings ไม่มีส่วนประกอบของ Ethane ซึ่งเป็นตาแหนํ ่งที่จะทาใหํ ้ เกิดการการเปลี่ยนแปลงได้ง่ายดงเชั ่นใน ดีดีที อย่างไรก็ตามสารชนิดน้ีสามารถสลายไดโดย้

แบคทีเรีย และรังสีอุลตร้าไวโอเล็ต การสลายตวจะใหั ้เกิดสารหลายชนิด เช่น Iso-heptane และ n-propylbenzene เป็นต้น การแพร่กระจายของสารพีซีบีในสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพีซีบีเป็นสารที่ถูกสังเคราะห์ขึ้น ดังน้นการแพรั ่กระจายในส่ิงแวดลอม้ จึงเกิดจากการกระทาของมนํ ุษย ์ โดยเกิดจากการผลิตและนาไปใชํ ้ สุดทายจะถ้ ูกปล่อยออกสู่ สิ่งแวดลอม้ และไปสะสมในตะกอนตามแหล่งน้าตํ ่างๆ พีซีบีสามารถเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยงอั ีก ที่หนึ่งที่อยไกลจากแหลู่ ่งเดิม หรือ จากซีกโลกหนึ่งไปยงอั ีกซีกโลกหนึ่งไดโดยอาศ้ ัย 2 ขบวนการ คือ 1. ขบวนการ Grasshopper effect เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วย การระเหย (Evaporaing) และ การพดพาลงไปนอนกั นทะเล้ (Deposit) โดยเกิดข้ึนซ้าๆํ กนเปั ็นวงจร 2. ขบวนการทางห่วงโซ่อาหาร (Food chain) โดยเร่ิมจากปลา นกกินปลา สัตวเล์ ้ียงลูก ด้วยนม และสุดทายค้ ือ มนุษย ์ ซึ่งอยบนยอดสู่ ุดของห่วงโซ่อาหาร จากท้งั 2 กระบวนการน้ีทําให้พีซีบีสามารถเขาไปสะสมในร้ ่างกายมนุษยและ์ สัตว์ที่อาศยอยั ู่ห่างไกลจากแหล่งผลิตหรือใช้พีซีบีได ้ ดังน้ันการแกใขป้ ัญหาของสารพีซีบีใน สิ่งแวดล้อมจึงจาเปํ ็ นต้องอาศัยความร่วมมือของทุกประเทศ จากการประชุมของโครงการ สิ่งแวดลอมแห้ ่งสหประชาชาติ (UNEP) ณ เมือง Montreal ปี ค.ศ.1998 ได้จดใหั ้พีซีบีเป็นสาร หนึ่งในสิบสารที่อยในกลู่ ุ่ม Peristent Organic Pollutants (POPs) ซึ่งเป็นกลุ่มของสารที่ลดปริมาณ การใชลงให้ ้มากที่สุดเนื่องจากเป็นสารมลพิษในส่ิงแวดลอมท้ ี่มีความเป็นพิษสูง ประกอบกบมั ี ความคงทนและสลายตัวไดยาก้ ด้วยเหตุที่มีผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมจ้ ึงมีความพยายามลดปริมาณการใช้ลง ปริมาณของ PCBs ที่ผลิตข้ึนมาใช้ปีละกว่า 1 ล้านตัน ประมาณว่า สาร PCBs รั่วไหลออกสู่ สิ่งแวดลอมโลกประมาณป้ ีละกว่า 75,000 ตัน และเกิดความยุ่งยากตามมาจนถึงปัจจุบัน สาร PCBs สามารถแพร่กระจายสู่สิ่งแวดลอมได้ หลายทาง้ เช่น ปะปนมากบนั ้าทํ ิ้งหรือของเสียจาก โรงงานอุตสาหกรรม การเผาขยะมูลฝายที่มีสารชนิดน้ีปะปนอยทํู่ าให้สาร PCBs ปลดปล่อยสู่ บรรยากาศ ทั้งน้ีเพราะสาร PCBs ถูกทาลายไดํ ยากด้ วยความร้ ้อน การใชสาร้ PCBs เป็นยาปราบ ศัตรูพืชกเป็ ็นอีกหนทางหนึ่งที่สาร PCBs ปนเป้ือนในส่ิงแวดลอม้ เนื่องจากสารชนิดน้ีมีจานวนํ คลอรีนตาจะมํ่ ีประสิทธิภาพในการเป็ นยาปราบศัตรูพืชได้ดี อย่างไรก็ตามเมื่อสารชนิดน้ี ปนเป้ือนลงสู่สิ่งแวดลอมแล้ ้ว ทะเลจะเป็นแหล่งสุดทายท้ ี่รองรับสารเหล่าน้ีเอาไว ้ เมื่อสาร PCBs เจือปนลงในแหล่งน้าแลํ วจะม้ ีโอกาศสะสมตวแลั ะเพ่ิมขยายตวตามชั ีวภาพไปตามห่วงโซ่อาหาร เช่นเดียวกบสารดั ีดีที

ภาพที่ 5.6. วัฏจกรของสารั PCBs ในส่ิงแวดลอม้ (Kennish, 1996)

มนุษยเร์ ่ิมตระหนกถั ึงภยอั นรั ้ายแรงของสาร PCBs เป็นคร้ังแรกเมื่อมีการตรวจพบสาร PCBs ในปลาของทะเลบอลติกใน ค.ศ. 1966 หลงจากนั ้นการศั ึกษาเรื่องปริมาณตกคางและ้ ผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมได้ กระท้ ากํ นอยั างแพร่ ่หลาย ผลของ PCBs ต่อมนุษย์ที่เห็นได้ชัดน้นั เกิดในประเทศญี่ปุ่น ใน ค.ศ. 1968 โดยชาวญี่ปุ่นประมาณ 5,000 คน ไดบร้ ิโภคน้ามํ นรั ําขาวท้ ี่เจือ ปนโดยสาร PCBs ที่ร่ัวออกจากระบบระบายความร้อน ทําให้เกิดเป็นโรคที่เรียกว่า Yusho disease โดยมีอาการเป็นผื่นที่ผิวหนังทวต่ั ัว บางรายมีอาการอ่อนเพลียและอาเจียร เหตุการณ์ ดังกล่าวทาใหํ ้มีผู้เสียชีวิต 4 คน (Clark et.al., 1997) ความเป็ นพษขอสารพิ ีซีบี ความเป็นพิษของสารพีซีบี ไม่มีแบบเฉียบพลัน แต่จะสะสมในร่างกายทีละนอย้ เป็นเวลานานจนเกิดอาการเร้ือรังในที่สุด อาการเร่ิมแรกของการเกิดพิษคือ เบื่ออาหาร คลื่นไส ้

อาเจียน และแขนขาเกิดอาการบวม อาการต่อมาที่รู้จักกนดั ีและเห็นได้ชัดคือ เกิดฝีและตุ่มเลกๆ็ ที่ ผิวหนัง ผิวหนงและเลั บคล็ ้าํ นอกจากน้ียังอาจทาลายระบบประสาทํ ทําให้เกิดความผิดปกติของ ระบบสืบพนธั ุ์ และระบบภูมิคุ้มกนั และอาจทาใหํ ้เกิดเป็นมะเร็ง มนุษยสามารถร์ ับพีซีบีเขาส้ ู่ ร่างกายไดโดยการร้ ับประทานอาหารที่ปนเป้ือนสารพีซีบี การซึมผ่านผิวหนังและตับ แต่จะถูก ร่างกายเปลี่ยนแปลงได้น้อยมาก พีซีบีถูกขับออกจากร่างกายได้บ้าง ส่วนมากทางอุจจาระ ปัสสาวะ นอกจากน้นถั ูกขับออกไดเล้ กน็ อยทางน้ ้านมํ และผวหนิ ัง ผลกระทบในแหล่งนํ้า สาร PCBs มีประวัติอันยาวนานในเรื่องของผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิต มีรายงานถึง ผลของสาร PCBs ต่อระบบสืบพนธั ุ์และระบบฮอร์โมนต่อแมวน้าํ (Harbour Seal) ในแถบ อาร์กติก ผลกระทบต่อนกทะเล โดยทาใหํ ้อัตราการวางไข่ลดลง เปลือกไข่หนา และมีพัฒนาการ ของตวอั ่อนผิดปกติและตายภายหลงฟั ักออกเป็นตวภายในระยะเวลาไมั ่เกิน 5 วัน (WFPHA, 2000).ในแหล่งน้าํ สาร PCBs มักจะดูดซับอยกู่ บตะกอนและสารอั ินทรีย์ จากการศึกษาจะพบ สะสมในตะกอนและสารแขวนลอยมากกว่าละลายอยู่ในน้าํ แม้ว่าสาร PCBs จะคงสภาพใน ตะกอนไดเป้ ็นระยะเวลานาน แต่กมี็ บางส่วนที่สามารถปลดปล่อยสู่มวลน้าไดํ โดยการกระ้ ทาของํ ทั้งส่ิงมีชีวิตและส่ิงไม่มีชีวิต ปริมาณของสาร PCBs ในตะกอนสามารถสูญเสียได้ทั้งการกระทํา โดยส่ิงแวดลอมและส้ ่ิงมีชีวิต (WHO, 1993) แม้วาในหลายประเทศม่ ีการควบคุมท้งการใชั และ้ การปล่อยสาร PCBs แต่การปล่อยสาร PCBs ในปัจจุบันจะจากํ ดพั ้ืนที่แคบลงเมื่อเปรียบเทียบกบั ในอดีด มีปัจจัยหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการสะสมในเน้ือเยื่อไขมันของส่ิงมีชีวิต (Bioaccumulation) ไดแก้ ่ ระยะเวลาและระดบความเขั มข้ นท้ ี่ได้รับ โครงสร้างทางเคมีของ สารประกอบ จากการทดลองหาค่า Bioconcentration Factors ของสาร PCBs ในสัตว์นํ้าหลาย ชนิด เช่น ปลา กุง้ หอยนางรม พบมีคาอย่ ในชู่ ่วง 200-70000 ในทะเลเปิดการสะสมสาร PCBs จะ เพ่มขิ ้ึนตามระดบของหั ่วงโซ่อาหาร

5.6.6. สารไดออกซิน (Dioxins) และฟูแรน (Furans) ไดออกซิน เป็ นสารเคมีสังเคราะห์ที่มีอันตรายมากที่สุดชนิดหนึ่ง เพราะ แบคทีเรียไม่สามารถยอยสลายได่ ้ มีอยทู่ วไปท่ั ุกแห่งในส่ิงแวดลอม้ โดยเกิดจากการรวมตวของั คลอรีน ออกซิเจน และเบนซีน (Benzene) สามารถสะสมอยในเนู่ ้ือเยื่อของส่ิงมีชีวิต โดยจะมี ความเขมข้ นมากย้ งข่ิ ้ึนเมื่ออยในหู่ ่วงโซ่อาหารหลายระดับ สารไดออกซิน เป็นสารที่มีคลอรีน เป็นองคประกอบอย์ ู่ 1-8 อะตอม แต่มีไอโซเมอร์ (Isomer) กวา่ 85 แบบ สาร TCDD (2,3,7,8- tetrachlorodibenzodioxin) ถือเป็นไอโซเมอร์ที่มีความเกี่ยวของก้ บสั ่ิงแวดลอมทางทะเลมากท้ ี่สุด 86

และเป็นตวทั ี่มีพิษร้ายแรงที่สุด มีลักษณะเป็นของแข็งซึ่งละลายในน้าไดํ ้ ทนต่อความร้อน คง สภาพในดินและน้ําแต่สามารถสลายตัวได้อย่างรวดเร็วโดยแสง ส่วนใหญ่ปนเป้ื อนใน ขบวนการผลิตที่เกี่ยวเนื่องกบคลอรั ีนโดยไม่ได้ตั้งใจ เช่น โรงเผาขยะ โรงงานผลิตสารเคมีกาจํ ัด แมลงและวชพั ืช โรงงานผลิตพลาสติกพีวีซี (Poly-Vinyl Chloride) โรงงานฟอกยอมกระดาษ้ ส่วนฟูแรน หรือ Chlorinated dibenzofurans เป็นที่มีโครงสร้างคลายก้ บไดออกซั ิน แต่มีปริมาณ ไอโซเมอร์สูงถึง 135 แบบ สารไดออกซิน มีลักษณะทางเคมีและกายภาพที่คงที่ ความคงที่จะเพ่ิมมากข้ึนเมื่อมี จํานวนของฮาโลเจนเพ่ิมข้ึน เป็นสารที่ไม่ละลายน้าแตํ ่ละลายในตวทั าละลายํ อินทรีย์และน้ามํ ัน มีความเป็นพิษสูง กลุ่มอุตสาหกรรมที่มีการใชสารไดออกซ้ ินมาก ไดแก้ ่ - จากโรงงานแปรรูปไมและอ้ ุตสาหกรรมบาบํ ัด ที่ใชสาร้ Chlorophenols - โรงงานยาปราบวชชพั ืช เช่น 2,4,5 T และ 2,4 D ซึ่งเป็นแหล่งของไอโซเมอร์ Di-CDD, Tri-CDD และ Tetra-CDD

ภาพที่ 5.6. สูตรโครงสร้างทางเคมีของ สารไดออกซิน

ปัจจุบันอุตสาหกรรมที่ใชสารไดออกซ้ ิน เหล่าน้ีได้มีการลดและขจดออกไปเกั ือบหมด แต่แหล่งของไดออกซิน ที่สําคญทั ี่เหลืออยกู่ ็คือ มาจากการเผาไหมของสารอ้ ินทรีย์ เช่น นํ้ามัน และไม้ต่างๆ สารไดออกซิน สามารถสงเคราะหั ์ได้ที่ระดบอั ุณหภูมิ 200-400 oC สารปนเป้ือนชื่อ “ไดออกซิน” ทําใหมน้ ุษยตระหน์ กไปทั วในฐานะท่ั ี่เป็นตวกั ่อมะเร็งใน ร่างกายและมีอันตรายสูงสุดในกลุ่มสารพิษท้ังหมด ความรุนแรงที่ว่าน้ีได้รับการยืนยนโดยั สํานกงานพั ิทักษ์สิ่งแวดลอมแห้ ่งสหรัฐอเมริกา (EPA-Environmental Protection Agency)

โทษภัยของไดออกซิน เป็ นที่รู้จักกันมานานแล้วโดยเฉพาะเมื่อคร้ังสงครามเวียดนามที่ สหรัฐอเมริกานาสารสํ ีส้ม (Agent Orange) ไปโปรยในพ้ืนที่ป่าเพื่อเปิดสมรภูมิที่เป็นจุดบอดของ ตัวเอง พลเมืองเวียดนามต้งแตั ่คร้ังน้นจนถั ึงปัจจุบันเจ็บป่วยลมตายไปเป้ ็นจานวนมากํ เนื่องจาก ไดออกซินเป็นสารที่สามารถแพร่กระจายอยในสู่ ่ิงแวดลอมท้ วไปท่ั าใหํ ยากท้ ี่จะหลีกเลี่ยง อยางไร่ กดี็ แหล่งที่พบมากที่สุด คือ ในไขมนสั ตวั ์ และไขมันปลาน้าจํ ืด พิษภัยของไดออกซิน คณะกรรมการสํา นักงานอาหารและยา กระทรวงสาธารณสุข อ้างถึงขอม้ ูลของ สํานักงานพิทักษ์ส่ิงแวดลอมแห้ ่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ว่า ไดออกซินเป็นสารก่อมะเร็งชนิด เฉียบพลัน (พบในสัตวทดลอง์ ) มีผลทาใหํ เบ้ ื่ออาหาร นํ้าหนกลดั เป็นแผลในกระเพาะอาหาร ตับ อักเสบและเสียชีวิต ผลให้ตัวอ่อนพิการ หรือผเปู้ ็นแม่แทงได้ ้ นอกจากน้ียังทาใหํ ้จานวํ นเช้ืออสุจิ (Sperm) ลดลง สิ่งมีชีวิตที่อาศยในแหลั ่งน้าทํ ี่มีการสะสมการไดออกซินมกจะเปั ็นกลุ่มที่อยู่ ระดบบนของหั ่วงโซ่อาหาร โดยสารชนิดน้ีจะส่งผลต่อระบบสืบพนธั ุ์และการพฒนาการของตั ัว อ่อน การเข้าสู่ระบบห่วงโซ่อาหารของไดออกซินมาจากการตกจากบรรยากาศ

5.6.7. กลุ่มลนเดนิ (Lindane; -HCH) ยาฆ่าแมลงกลุ่มน้ีได้ถูกนามาใชํ ้กาจํ ดแมลั งในระยะเวลาใกลเค้ ียงกบการนั าดํ ีดีทีมาใช ้ สารในกลุ่มน้ีสามารถระเหยและคงสภาพอยู่ได้ในสภาวะอุณหภูมิสูง จึงนิยมใช้รมควัน (Fumigate) ผลผลิตทางการเกษตรต่างๆ เพื่อกาจํ ัดแมลง เช่น กลวยไม้ ้ นอกจากน้ียังนิยมใชเคล้ ือบ เมลดพ็ ืช ทาเน้ือไม้ป้ องกนมอดั เป็นต้น เนื่องจากลินเดนสามารถสะสมไดในระบบห้ ่วงโซ่อาหาร ดังน้ันจึงมีการจากํ ดการใชั ้ อย่างไรก็ตาม ยงมั ีการใชยาฆ้ ่าแมลงกลุ่มน้ีอย่างกวางขวางในด้ าน้ การเกษตร

5.6.8. กล่มุ Hexachlorobenzene (HCB) สารในกลุ่มน้ีมีการใช้กนอยั างแพร่ ่หลายในการอบดิน (Soil fumigant) เคลือบเมลดพ็ ืช อบยงฉางปุ้ ้ องกนเชั ้ือรา และอบเน้ือไม ้ เป็นสารที่เป็นผลพลอยได ้ (By-product) ในการผลิต จาก การผลิตสารเคมีที่มีคลอรีนเป็นองคประกอบ์ (Chlorinated chemicals) ไดแก้ ่ Carbontetrachloride, Pentachlorophenol และ Vinyl chloride monomer สาร HCB มีความสามารถในการละลายน้าไดํ ้ น้อย ดังน้นเมั ื่อมีการปนเป้ือนลงสู่ทะเล จึงมกจะอยั ในรู่ ูปเกาะติดอยกู่ บอนั ุภาคของตะกอนและมี ความคงทนสูง สิ่งมีชีวิตในแหล่งน้าโดยทํ วไปจะสะสมสาร่ั HCB จากน้าแํ ละอาหาร ขณะที่ สิ่งมีชีวิตหนาด้ ินได้รับสาร HCB โดยตรงจากตะกอน การสะสมสาร HCB ในตะกอนจะมีความ 88

สมพนธั ์กบปรั ิมาณสารอินทรีย์ที่เป็นองคประกอบในตะกอน์ การได้รับสาร HCB จากอาหารทํา ให้สิ่งชีวิตมีการสะสมเพ่ิมข้ึนตามระดับห่วงโซ่อาหาร ซึ่งพบได้ในระบบนิเวศของแหล่งน้ํา ธรรมชาติโดยทวไป่ั (WHO, 1997). ผลของสารา HCB ต่อมนุษย ์ พบวาสาร่ HCB ในระดบความั เขมข้ นส้ ูงจะเป็นพิษเฉียบพลนตั ่อตับ เดกทารกสามารถได็ ้รับสาร HCB จากนมแม่ โดยจะมีผลให้ การเจริญเติบโตลดลง และทาใหํ ้ต่อมไธรอยดโต์

ภาพที่ 5.7. สูตรโครงสร้างทางเคมีของ สาร Hexachlorobenzene (HCB)

5.7. ความเป็ นไปของสาร POPs เมื่อลงสู่ ในทะเล 1. การเจือจาง (Dilution) คือการที่สาร POPs ที่ปนเป้ือนในแหล่งน้ามํ ีการเจือจางให ้ ความเขมข้ นลดลง้ 2. การเข้มข้น (Concentration) คือ การสะสมของสาร POPs ในส่วนประกอบเฉพาะ เจาะจงของระบบนิเวศทาใหํ ความเข้ มข้ นเพ้ ่มขิ ้ึน 3. การสลายตวและการเปลั ี่ยนแปลงรูป (Degradation and Transformation) คือ การ สลายตวเปั ็นสารที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลตาลงํ่ หรือการเปลี่ยนแปลงรูปใหแตกต้ ่างไปจากสารเดิมของ สาร POPs ที่ปนเป้ือนในแหล่งน้าํ สาร POPs สามารถละลายน้าไดํ ้น้อยมาก ความสามารถในการละลายถึงจุดอ่ิมตวไมั ่เกิน 1 ppb แต่เป็นสารที่ละลายในไขมนและดั ูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคแขวนลอยในน้าไดํ ้ดี บริเวณผวทะเลิ ตั้งแต่ที่มีความหนาไม่กี่ไมครอน (m) ถึง 1 มิลลิเมตร มักจะมีสาร POPs รวมตวอยั กู่ บกรดั ไขมัน (Fatty acid) การสะสมของสารชนิดน้ีบริเวณผวทะเลจะมิ ีผลกระทบอยางมากต่ ่อต้งแตั ่ สัตว์ที่อาศยอยั บนผู่ ิวน้าํ (Surface-living Organism) จนถึงนกทะเล สาร POPs สามารถ แลกเปลี่ยนกบบรรยากาศไดั ้โดยรวมอยูก่ บละอองนั ้าบรํ ิเวณผวนิ ้าในทะเลทํ ี่มีนํ้ามนลอยปะปนอยั ู่

สัตวทะเลท์ ี่อาศยอยั บรู่ ิเวณน้ีมีโอกาสสูงที่จะได้รับและสะสมสาร POPs เมื่อส่ิงมีชีวิตรับเขาส้ ู้ ร่างกายแลวข้ บออกไดั ยาก้ และจะมีการสะสมในส่วนของเน้ือเยอไขมื่ ัน (Fatty Tissue) เนื่องจาก สารในกลุ่มน้ีละลายได้ดีในไขมัน (Lipid Soluble) ในช่วงที่สัตวทะเลขาดแคลนอาหาร์ จะมีการ ดึงเอาอาหารที่สะสมในรูปไขมนมาใชั ้ ทําใหสาร้ POPs หมุนเวียนในกระแสเลือดอยในระดู่ บสั ูง สภาพเช่นน้ีทําให้สัตวเป์ ็นอนตรายไดั ้ กรณีที่มีการปนเป้ือนสาร POPs จะมีความเป็นได้ที่ระดับ ความเขมข้ นเพ้ ่ิมข้ึนแบบทวีคูณตามลาดํ บขั ้นในหั ่วงโซอาหาร (Biomegnification) โดยมีตัวอยาง่ การศึกษาถึงการสะสมในสัตวทะเล์ กล่าวคือ ในน้ามํ ีดีดีทีอย ู่ 0.005 ppb แต่ในแพลงกตอนส์ ัตว์ พบ 0.04 ppb ในปลาที่กินแพลงกตอนส์ ัตวพบ์ 0.23 ppb ในปลาขนาดใหญ่พบ 2.07 ppb และใน นกกินปลาพบดีดีทีสะสมสูงถึง 13.8 ppb สัตวทะเลจะม์ ีการสะสมไดในระด้ บทั ี่แตกต่างกนั ขึ้นยู่ กบชนั ิด อาย ุ เพศ ช่วงฤดูการผสมพนธั ุ์ และระดบนั ้าขํ ้ึนลงที่มันอาศยอยั ู่ เช่น หอยแลงภู่ (Mytilus spp) มีการสะสมดีดีที และ PCBs ได้สูงมาเมื่อเปรียบเทียบกบหอยชนั ิดอื่น ในแมวน้าํ (seal) เพศผู้ จะมีการสะสมดีดีที และ PCBs สูงกวาเพศเม่ ีย ขณะที่เพศเมียสามารถสะสม ดีลดริน สูงกวาเพศผ่ ู้ (Clark et al., 1997)

5.8. ผลต่อความเป็ นพษของสาริ POPs ต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล 5.8.1. ผลกระทบที่ทําให้สัตว์นํ้าตาย (Lethal Effect) ผลกระทางดานช้ ีววิทยาของสาร POPs ที่ปนเป้ือนลงสู่แหล่งน้าจะกํ ่อใหเก้ ิดผล กระทบกบสั ตวั ์นํ้า ระดบความรั ุนแรงข้ึนอยกู่ บปั ัจจยตั ่างๆ เช่น ชนิดและความเขมข้ ้น การศึกษา ความเป็นพิษของสาร POPs ต่อพืชและสตวั ทะเล์ เป็นเรื่องกระทาไดํ ยากในเร้ ื่องของความแม่นยํา เนื่องจากสารชนิดน้ีเป็นสารที่ละลายในไขมัน ละลายน้าไดํ ้น้อยมาก ดังน้ันอตราการไดั ้รับสาร จริงๆ เป็นเรื่องยากในขณะทดสอบ นอกจากการศึกษาโดยการให้สัตว์กินเพียงทางเดียว นอกจากน้ีสารที่ทดลองจะไปสะสมในไขมนไมั ่แสดงอาการเกิดพิษ อัตรายจะเกิดก็ต่อเมื่อมีการ นําเอาส่วนไขมันสะสมมาใช้ในกระบวนการเมตาบอลิซึมหรือช่วงที่ใหอดอาหาร้ สารในกลุ่มน้ีจะไปทาลายระบบประสาทของสํ ัตวและบางชน์ ิดอาจส่งผลกระทบ ข้างเคียงต่ออวยวะสั ่วนอื่นๆ ของร่างกาย สารในกลุ่มดีดีที เป็นสารที่มีการศึกษากนมากั โดยจะมี พิษต่อระบบประสาทโดยทาใหํ ้เกิดลกษณะั “Repetative Discharge” ในแรงผลกดั นของั เส้นประสาท (Nerve Impulse) ลักษณะดงกลั ่าวคลายคล้ ึงกบลั กษณะทั ี่เกิดจากอาการที่ระดบแคั ลเซี่ยมในเลือดตากวํ่ ่าปกติ (Hypocalcemia) และจาการศึกษาในปลาไหลพบว่าดีดีที มีผลต่อการ ดูดซึมของเหลวในลาไสํ และย้ บยั ้งการรั ับออกซิเจนของ Mitochondria

จากการศึกษาเล้ียงแพลงกตอนท์ ี่มีสาร ดีดีที และ PCBs ในระดบความเขั มข้ ้น 1

g/L พบมีกาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนลดลงกว้ า่ 50% ค่า LC50 ที่ 96 ชัวโมง่ ในปลากระดูกแข็ง มีค่าอยู่ ระหวาง่ 0.4-89 g/L สําหรับดีดีที และ 0.3-34 g/L สําหรับ ดีลดริน ในหอยสองฝา สัตวเล์ ้ียง

ลูกดวยนมและนกทะเล้ พบมีคา่ LC50 ที่ 96 ชัวโมง่ มากกวา่ 10,000 g/L 5.8.2. ผลในระดับทไมี่ ่ทําให้ตาย (Sub-lethal Effect) ผลในระดับ Sub-lethal ของสารออร์กาโนคลอรีน ในนกทะเลพบวาสารด่ ีดีที มีผล ต่อกระบวนการ Calcium Metabolism ทําใหเปล้ ือกไขบางผ่ ดปกติ ิ และนกทะเลที่ได้รับสาร PCBs จะทาใหํ ไข้ ่มีอัตราการฟักตํ่า ในสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนม้ สาร PCBs และสารออร์กาโนคลอรีน ชนิด มีผลต่อระดบฮอรั ์โมน Oestrogens ผิดปกติ ทาใหํ ้สัตวเพศผ์ ู้มีการพฒนาสั ่วนของรังไข่ (Ovary) และมีการตกไขได่ ้ ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความเป็ นพษของสาริ POPs 1. ความเสถียรและคงสภาพ (Stability and Persistence) คุณสมบัติดังกล่าวข้ึนอย ู่ กบโครงสรั ้างทางเคมี สาร POPs ที่มีความเสถียรสูงกวาจะม่ ีความคงสภาพอยในสภาพแวดลู่ อม้ ไดนานและเป้ ็นอนตรายตั ่อระบบนิเวศมากกวา่ 2. ความสามารถในการละลายน้าํ (Water Solubility) สาร POPs ที่มีความ สามารถในการละลายน้าไดํ ้สูง โอกาศปนเป้ือนในแหล่งน้าไดํ ้ง่ายและแพร่กระจายไดในบร้ ิเวณ กวาง้ ความเป็นพิษเฉียบพลนจะรั ุนแรงกวา่ แต่การคงสภาพในแหล่งน้าอยํ ไดู่ ไม้ ่นาน 3. ศักยภาพการดูดซึมเขาไปในเน้ ้ือเยื่อและการสะสมในสิ่งมีชีวิต (Potential for Uptake and Bioaccumulation) 4. คุณสมบัติของแหล่งน้าํ 4.1 ลักษณะของแหล่งน้าํ กระแสน้าและคลํ ื่นลมจะทาแพรํ ่กระจายจะเกิดข้ึนรวดเร็ว และเจือจางได้ง่าย โอกาศการเกิดความเป็นพิษจะลดนอยลง้ 4.2 บริเวณของแหล่งน้าํ บริเวณพ้ืนมีที่เกษตรและอุตสาหกรรมจะมีโอกาศปนเป้ือน ได้ง่ายและเกิดความเป็นพิษสูงกวาบร่ ิเวณอื่นๆ 5.9. การสลายตัวของสาร POPs ในทะเล สาร POPs ที่ปนเป้ือนในแหล่งน้าหรํ ือเขาส้ ู่ร่างกายของส่ิงมีชีวิตจะมีการเปลี่ยนรูปให้ แตกต่างไปจากสารเดิม (Transformation) การเปลี่ยนแปลงรูปของสาร POPs เกิดจากการสลายตัว เป็นสารที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลตาลงํ่ (Degradation) หรือเกิดจากขบวนการสันดาป (Metabolism) ใน ร่างกายของส่ิงมีชีวิต กลายเป็นสารที่เกิดจากขบวนการสันดาป (Metabolite) ซึ่งจะสามารถขับ

ออกนอกร่างกายได้ง่ายข้ึน การเปลี่ยนแปลงรูปแบบของสาร POPs ที่มีสิ่งมีชีวิตเขามาเก้ ี่ยวของ้ เรียกวา่ Biotransformation การเปลี่ยนแปลงรูปของสาร POPs แบ่งออกได ้ 2 ประเภท 1. การเปลี่ยนแปลงรูปที่ไม่เกี่ยวของก้ บสั ่ิงมีชีวิต (Non-biological Transformation) การ เปลี่ยนแปลงรูปประเภทน้ีสามารถเกิดข้ึนได้ทั้งในน้าํ บรรยากาศ ดิน และบริเวณผิวพืช โดยมี ปัจจยทั ี่สําคัญ คือ อากาศ แสง และตวรั ีดิวซ์ (Reducing Agent) การเปลี่ยนแปลงรูปโดยทวๆ่ั ไปมี ผลก่อใหเก้ ิดการทาลายความเปํ ็นพิษ (Detoxification) ของสาร POPs อยางไรก่ ตาม็ สารที่เกิดจาก การเปลี่ยนแปลงรูป (Transformation Products) ในบางกรณีอาจจะมีผลกระทบที่เป็นอนตรายตั ่อ สิ่งมีชีวิตคงเดิมหรืดมากกว่าสาร POPs นั้นๆ ก็ได ้ การเปลี่ยนแปลงรูปของสาร POPs ที่ไม่ เกี่ยวของก้ บสั ่ิงมีชีวิตมีขบวนการทีสําคญคั ือ 1.1 ขบวนการทางฟิสิกส์-เคมี (Physico-chemical Processes) ขบวนการที่สําคญคั ือ การ สลายตวเนั ื่องจากแสง (Photo Degradation) โดยมีรังสีอุลตราไวโอเลตเป็ ็นปัจจยทั ี่สาคํ ญตั ่อการ เปลี่ยนแปลงรูป การสลายตวจะเกั ิดข้ึนหลงจากมั ีการดูดกลืนแสง (Absorption) เขาไป้ ขบวนการ เปลี่ยนแปลงรูปจะเป็นไปตามกฏของโฟโตเคมี (Law of Photo-chemistry) อัตราการเปลี่ยนแปลง รูปข้ึนอยชนู่ ิดของสาร POPs 1.2 ขบวนการทางเคมี (Chemical Modification) คืดการเปลี่ยนแปลงรูปที่เกิดจากปฏิกิริยา ทางเคมี ปฏิกิริยาที่สําคัญ คือ ออกซิเดชน่ั (Oxidation) ไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) รีดักชน่ั (Reduction) Nucleophilic Displacement และ High Energy Induced Decomposition 2. การเปลี่ยนแปลงรูปที่เกิดจากส่ิงมีชีวิต (Biological Transformation) การสนดาปของสารั POPs สามารถเกิดข้ึนในร่างกายของส่ิงมีชีวิต ทั้งสัตว์ชั้นตาโดยเฉพาะแบคทํ่ ีเรีย สัตว์นํ้าที่มีและ ไม่มีกระดูกสนหลั ัง และสตวั ์ชั้นสูงอื่นๆ รวมท้งมนั ุษย์ด้วย การเปลี่ยนแปลงรูปของสาร POPs ใน ร่างกายของสตวั ์นํ้ามี 2 ขบวนการที่สําคัญ 2.1. ขบวนการออกซิเดชน่ั (Oxidation) เป็นขบวนการที่สําคญมากของการั สันดาปในร่างกายของส่ิงมีชีวิตและในระบบเอ็นไซมของเซลล์ ์ (Cellular Enzyme System) ขบวนการดงกลั ่าวอาจทาใหํ ความเป้ ็นพิษของสาร POPs ตกคางในร้ ่างกาย หรืออาจจะขบถั ่ายออก นอกร่างกายเร็วข้ึน โดยการเปลี่ยนแปลงรูปของสาร POPs ไปเป็นรูปที่สามารถละลายน้าไดํ ้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม สาร POPs อาจจะเปลี่ยนแปลงรูปไปเป็นอนุพันธ์ที่มีความเป็นพิษมากข้ึนก็ได ้ ขบวนการออกซิเดชนท่ั ี่สําคญมั ี 3 ประเภท คือ - Hepatic Microsomal Oxidation คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชนท่ั ี่เกิดข้ึนในไมโครโซม (Microsome) ของตับ โดยมี mfo (Mixed Function Oxidase) เป็นเอนไซม็ ์ที่จําเป็นในปฏิกิริยา

ดังกล่าว ปัจจยทั ี่มีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาประเภทน้ี คือ เพศ อายุ การเจริญวัย ระยะการสืบพนธั ุ์ อาหาร และสุขภาพ - Extrahepatic Metabolism คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชนท่ั ี่เกิดข้ึนในไมโครโซมของ เน้ือเยื่อต่างๆ นอกเหนือจากตับ เช่น การเกิดปฏิกิริยาในไมโครโซมของสมอง เป็นต้น การ เกิดปฏิกิริยาน้ีมีเอนไซม็ ์ที่เกี่ยวของค้ ือ Cytochrome P450 ซึ่งเป็นเอนไซม็ ์ที่พบโดยทวไปในส่ั ัตว์ เล้ียงลูกดวยนม้ นก สัตวเล์ ้ือยคลาน สัตวคร์ ึ่งบกครึ่งน้าํ ปลา แมลง แบคทีเรีย และพืชช้นสั ูง - Non-microsomal Oxidation คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชนท่ั ี่เกิดข้ึนนอกไมโครโซมของเซลล ์ โดยมีเอนไซม็ ์ที่เกี่ยวของค้ ือ NADPH หริอ NADH-Dependent Dehydrogenases 2.2. ขบวนการไฮโดรไลซิสของเอสเตอร์ (Hydrolysis of Esters) สาร POPs หลายชนิดเป็นสารพวกเอสเตอร์หรือใกล้เคียงกับเอสเตอร์ซึ่งสามารถสลายได้โดยเอ็นไซม ์ Esterases ที่อยในรู่ ่างกายของสัตว ์ ขบวนการไฮโดรไลซิสของสาร POPs นี้อาจมีเอนไซม็ ชน์ ิด เดียวหรือหลายชนิดมาเกี่ยวของ้ ขึ้นอยกู่ บชนั ิดของสตวั และประเภทของเน์ ้ือเยื่อ

5.10. แนวทางการป้ องกนและแกั ้ไขการปนเปื้อนสาร POPs ในทะเล 5.10.1. ควรมีการควบคุมการใชสาร้ POPs ในงานสาธารณะสุข เช่น ดีดีที อยางเข่ มงวด้ ไมให้มีการนามาใชํ ตามบ้ านเร้ ือนหรือการเกษตร หรือใช้ด้วยความระมดระวั งเมั ื่อจาเปํ ็น เพื่อ ไม่ใหเก้ ิดผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมและควรม้ ีการตรวจสอบในสิ่งแวดลอมท้ ุกๆ ปี 5.10.2 กระทรวงสาธารณสุข ควรมีนโยบายลดปริมาณการใชสาร้ POPs ลง และควรมี การศึกษาวิจัยหาสารชนิดอื่นมีไม่เป็นอนตรายมาทดแทนั 5.10.3 หน่วยงานที่เกี่ยวของ้ เช่น กองควบคุมพืชและวสดั ุการเกษตร ควรมีการตรวจสอบ สารฆ่าแมลงที่ห้ามใชแล้ ้ว ซึ่งอาจแฝงมากบสารเคมั ีป้ องกนและกั าจํ ดศั ตรั ูพืชชนิดอื่น และออก กฎหมายหาม้ 5.10.4 ควรมีการพฒนาใหั ้มีการใช้ประโยชน์ที่ดินอยางถ่ ูกหลกการั เช่น การปลูกป่าทด แทนที่ถูกทาลํ ายในพ้ืนที่ต้นน้ํา มีมาตรการป้ องกนการพั งทลายของดั ิน ปลูกพืชคลุมดิน เพื่อ ป้ องกนการเคลั ื่อนยายยาปราบศ้ ตรั ูพืชที่ติดมากบดั ินและการไหล่บ่าของน้าไมํ ่ใหแพร้ ่กระจายลง สู่แหล่งน้าและทะเลํ 5.10.5 ควรมีการเผยแพร่ความรู้เกี่ยวกบการใชั สาร้ POPs แก่เกษตรกรและประชาชน อยางท่ วถ่ั ึงเกี่ยวกบพั ิษภัย วิธีการใชและผลกระทบต้ ่อส่ิงแวดลอม้ 5.10.6 ควรสนบสนั ุนให้มีการวิจัยสารป้ องกนกั าจํ ดศั ตรั ูพืชตามธรรมชาติมาใช ้

5.11. อนุสัญญากรุงสตอกโฮล์มว่าด้วยสารมลพิษที่ตกค้างยาวนาน (Conference of Plenipotentiaries on the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants) ปี ค.ศ. 2001 โครงการส่ิงแวดลอมแห้ ่งสหประชาชาติ ( United Nations Environment Programme : UNEP) ร่วมกบั Intergovernmental Forum of Chemical Safety (IFCS) ได้จัดให้มี การประชุมคณะกรรมการเจรจาระหวางร่ ัฐบาลเพื่อร่างกลไกทางกฎหมายระหวางประเทศว่ าด่ วย้ การดําเนินการระหว่างประเทศเกี่ยวกับสารมลพิษที่ตกค้างยาวนาน(Intergovernmental Negotiating Committee for an International Legally Binding Instrument for Implementing International Action on Certain Persistent Organic Pollutants : INC/POPs) เพื่อลดความเสี่ยงต่อ สุขภาพอนามยของั มนุษยและ์ สิ่งแวดลอมจากสารมลพ้ ิษที่ตกคางยาวนาน้ ในหลกเกณฑั ์สาคํ ัญ ของอนุสัญญา และได้จัดให้มีการประชุมผู้มีอํานาจเต็มว่าดวยอน้ ุสัญญากรุงสตอกโฮลมว์ ่าดวย้ สารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ ณ กรุงสตอกโฮล์ม ราชอาณาจกรสวั ีเดน เพื่อเปิดโอกาสใหประเทศ้ ต่างๆ ร่วมลงนาม ขณะน้ีมีประเทศที่ร่วมลงนามแล้ว 131 ประเทศ จุดมุ่งหมายของอนุสัญญาฯ คือ เพื่อคุ้มครองสุขภาพอนามัยของมนุษย์และส่ิงแวดล้อมจาก สารมลพิษที่ตกคางยา้ วนาน สารเคมี POPs เบ้ืองต้น 12 ชนิดคือ อัลดริน (Aldrin); คลอเดน (Chlordane); ดีดีที (DDT); ดิลดริน (Dieldrin); เอนดริน (Endrin); เฮปตะคลอร์ (Heptachlor); เอชซีบี (Hexachlorobenzene); ไมเร็กซ์ (Mirex); ท็อกซาฟีน (Toxaphene); พีซีบี (Polychlorinated Biphenyls : PCBs); ไดออกซิน (Polychlorinated dibenzo-p-dioxins : PCDDs) และฟิวแรน (Polychlorinated dibenzofurans : PCDFs พันธกรณีสําคัญที่ต้องปฏิบัติหลังจากที่อนุสัญญา POPs มีผลบังคับใช้แล้ว สรุปได้ ดังน◌◌ี ้ 1. ใช้มาตรการทางกฎหมายและการบริหารในการหามผล้ ิตและใชสาร้ POPs 9 ชนิดแรก 2. นําเข้า/ส่งออกสาร POPs ได้กเฉพาะตามว็ ตถั ุประสงค์ที่อนุญาต 3. จัดทาแผนปฏํ ิบัติการในการลดหรือเลิกการปล่อยสาร POPs จากกระบวนการผลิตภายใน 2 ปี หลงจากอนั ุสัญญา POPs บังคบใชั ้ 4. ส่งเสริมการใชสารทดแทน้ แนวปฏิบัติทางดานส้ ่ิงแวดลอม้ และเทคนิคที่ดีที่สุด 5. คลงสั ินคาท้ ี่มีสาร POPs ต้องได้รับการดูแลไม่ให้ส่งผลต่อสุขภาพมนุษยและต์ ่อส่ิงแวดลอม้ รวมท้งตั องด้ ูแลจดการของเสั ียที่เกิดจากสาร POPs 6. กาหนดแผนและปฏํ ิบัติตามแผนเพื่ออนุวัติตามอนุสัญญา POPs และส่งรายงานให้ ที่ประชุม ภาคี (COP) ภายใน 2 ปี หลงจากอนั ุสัญญา POPs มีผลบงคั บใชั ้

7. ระดบผั บรู้ ิหารและผู้กาหนดนโยบายมํ ีความเขาใจเร้ ื่อง POPs 8. ให้ข้อมูลเกี่ยวกับ POPs แก่สาธารณชน รวมท้งกั าหนดแผนและแนวปฏํ ิบัติในการ ประชาสัมพนธั ์ใหสตร้ ี เด็ก และผู้ด้อยโอกาสทางการศึกษาทราบเรื่อง POPs และภยอั นตรายั ต่อสุขภาพและส่ิงแวดลอม้ 9. สนบสนั ุนให้มีทําการวิจัยเรื่องผลกระทบต่างๆ จากสาร POPs ทั้งในระดบชาตั ิและระหว่าง ประเทศ 10. ตั้งศูนยประสานงานระด์ บชาตั ิเพื่อทาหนํ าท้ ี่ในการแลกเปลี่ยนขอม้ ูลและหนาท้ ี่อื่นๆ

ประโยชน์ที่ประเทศไทยจะได้รับจากการเข้าเป็ นภาคและดี ําเนินตามอนุสัญญาฯ 1. ปกป้ องสุขภาพอนามยของมนั ุษย์รวมถึงสุขภาพของผู้บริโภค คนงาน สตรี เด็กและ ผู้ดอยโอกาสทางการศ้ ึกษา และส่ิงแวดลอมของประเทศจากสารมลพ้ ิษที่ตกคางยาวนาน้ 2. การนาเขํ ้า การส่งออกสารเคมีอันตรายและสารมลพิษที่ตกคางยาวนานจะได้ ้มีการ ควบคุม ดําเนินการอยางเป็่ นระบบและเขมงวด้ และก่อใหเก้ ิดผลดีต่อการควบคุมสารเคมีอันตรายและ การ บริหารจดการสารเคมั ีในประเทศ 3.ป้ องกนการนั าเขํ าและ้ ส่งออกสารเคมีอันตรายและสารมลพิษที่ตกคางยาวนานอย้ างผ่ ดกฎหมายิ ระหวางชาต่ ิ 4.การปกป้ องมิให้มีการลกลอบทั ิ้งสารเคมีอันตรายและสารมลพิษที่ตกคางยาวนานเข้ ามาใน้ ประเทศ 5. ได้รับการคุ้มครองและความช่วยเหลือท้งทางดั านว้ ิชาการและดานการเง้ ินจาก กองทุน สิ่งแวดลอมโลกและองค้ การระหว์ ่างประเทศท้งทั ี่เป็นขอตกลงทว้ ิภาคีและพหุภาคี อาทิ UNEP, GEF, UNIDO, UNDP, DANCED และ World Bank เพื่อการอนุวัติอนุสัญญาฯ 6. ได้รับความช่วยเหลือทางดานว้ ิชาการและเทคโนโลยีต่างๆ จากประเทศภาคีที่พัฒนาแลวเพ้ ื่อ ป้ องกนและแกั ไขป้ ัญหาจากสารเคมีอันตรายและสารมลพิษที่ตกคางยาวนานให้ ้เป็นระบบครบ วงจร ซึ่งทาใหํ สภาพแวดล้ อมของประเทศด้ ีขึ้น 7. เพื่อแสดงบทบาทของประเทศในการดาเนํ ินการตามพนธกรณั ีจากการประชุมสหประชาชาติวา่ ด้วยส่ิงแวดลอมและการพ้ ฒนาั (United Nations Conference on Environment and Development : UNCED) ในการแกไขป้ ัญหาส่ิงแวดลอมโลก้ โดยเฉพาะอยางย่ ่ิงการให้ความร่วมมือระหว่าง ประเทศภายใตแผนปฏ้ ิบัติการ 21 (Agenda 21) ในส่วนที่เกี่ยวของก้ บสารเคมั ีตามแผนปฏิบัติการ บทที่ 19 (Chapter 19)

8. ส่งเสริมให้มีการจดทั าทํ าเนํ ียบการปลดปล่อยสารมลพิษที่ตกคางยาวนานเพ้ ื่อใชประกอบการ้ กาหนดแนวทางํ หรือมาตรการในการลด ป้ องกนั และแกไขป้ ัญหาสารมลพิษที่ตกคางยาวนาน้ 9. ส่งเสริมให้มีการถ่ายทอดเทคโนโลยีเพื่อพฒนาโครงสรั ้างพ้ืนฐาน เสริมสร้างสมรรถนะ และ ขีดความสามารถในการจดการดั านสารเคม้ ีตลอดวงจรของสารเคมี 10. พัฒนาภาคอุตสาหกรรมในการส่งเสริมความปลอดภยจากสาั รเคมีอนตรายและพยายามั ค้นควาว้ ิจัยสารทดแทนที่มีความปลอดภัยมากกวา่ เพื่อสร้างศกยภาพในการแขั งข่ นทางการคั าและ้ การลงทุน (ข้อมูลเพ่ิมเติมศึกษาไดจาก้ http://www.pcd.go.th/info_serv/haz_pops.htm )

บทท ี่ 6 โลหะหนัก

โลหะหนัก (Heavy Metal) ถือเป็นธาตุโลหะปริมาณนอย้ เป็นสารมลพิษที่ไม่สามารถ ยอยสลายได่ โดยแบคท้ ีเรีย ถือเป็นสารมลพิษประเภท Conservative อีกชนิดหนึ่ง สิ่งมีชีวิตใน ทะเลไม่วาจะเป่ ็นพืชหรือสัตว์มีขีดจากํ ดในการรั ับเอาโลหะหนัก และหากได้รับในปริมาณมาก ก็ จะสะสมในร่างกาย (Bioaccumulation) โลหะหนัก บางชนิดมีการสะสมเพ่ิมข้ึนตามลาดํ บขั ้นในั ระบบห่วงโซ่อาหาร

6.1. แหล่งของโลหะหนัก ที่ปล่อยลงสู่ทะเล 6.1.1. จากบรรยากาศ (Atmospheric Inputs) เป็นแหล่งของธาตุโลหะปริมาณนอยจาก้ ธรรมชาติที่สําคญทั ี่ถูกปล่อยลงสู่ทะเล พวกโลหะที่ถูกปล่อยข้ึนสู่บรรยากาศ ไม่ว่าจากการเผา ไหมของเ้ ครื่องยนต ์ หรือภูเขาไฟระเบิด สามารถทาปฏํ ิกิริยาหรือมีขบวนการควบแน่นก่อนตกลง สู่ทะเล โดยอาจจะตกลงมาท้งในรั ูปของอนุภาคขนาดเล็ก (Particles) หรือตกลงมาพร้อมกบฝนั (Precipitation) นอกจากน้ีโลหะบางชนิดที่ปล่อยข้ึนสู่บรรยากาศในรูปแกส็ (Gases) หรือละออง (Aerosols) เช่น ซีลิเนียม (Selenium) ปรอท (Mercury) และโบรอน (Boron) ธาตุเหล่าน้ีจะใช้ ระยะเวลาหนึ่งอยู่ในบรรยากาศก่อนที่จะตกลงสู่ทะเล ระยะเวลาที่อยู่ในบรรยากาศข้ึนอยู่กบั ปฏิกิริยาที่เกิดข้ึน เช่น ตะกว่ั ใชระยะเวลาประมาณ้ 5 วัน 6.1.2 จากแม่นํ้าลงสู่ทะเล (River Input) การเคลื่อนยายธาต้ ุโลหะลงสู่ทะเลจาก ขบวนการชะลางแล้ วไหลลงแม้ ่นํ้า ก่อนที่กระแสน้าจะพํ ดพาลงสั ู่ทะเล เป็นแหล่งที่สาคํ ญอั ีก แหล่งหนึ่งในการนาเอาธาตํ ุโลหะลงสู่ทะเล ปริมาณที่จะถูกพดพาออกสั ู่ทะเลจะข้ึนอยกู่ บพั ้ืนที่ที่ แม่นํ้าไหลผาน่ ในการเคลื่อนยายธาต้ ุโลหะลงสู่ทะเลผานทางแม่ ่นํ้า ส่วนหนึ่งของโลหะจะดูดซับ กบอนั ุภาคของสารแขวนลอยและตกตะกอนในบริเวณปากแม่นํ้า 6.1.3. จากแหล่งอื่น ๆ (Other Sources) ไดการปล้ ่อยจากโรงงานอุตสาหกรรม หรือการ นาเอาธาตํ ุโลหะไปทิ้งในทะเลโดยตรง 6.2. ปรอท (Mercury) ปรอทเป็นโลหะสีขาว เป็นของเหลวที่อุณหภูมิปกติ สามารถระเหยกลายเป็นไอได ้ ประโยชน์ของปรอท ไดแก้ ่ ใชในการท้ าเครํ ื่องมือวิทยาศาสตร์ เช่น เทอร์โมมิเตอร์ บารอมิเตอร์ ปั๊มดูดอากาศ และเครื่องมือที่ใช้วัดความดนโลหั ิต ใชในอ้ ุตสาหกรรมไฟฟ้ า เช่น สวิตช์อตโนมั ัติ

สําหรับตู้เยนและไฟฟ็ ้ ากระแสตรง ซัลไฟด์ของปรอทใช้ทําสีแดงในอุตสาหกรรมเครื่องเคลือบ ดินเผา ออกไซดของปรอทใช์ ้ในการทําสี เพื่อป้ องกนมั ิใหแตกและลอกง้ ่าย สําหรับนาไปใชํ ทาใต้ ้ ท้องเรือ 6.2.1. แหล่งของสารปรอทที่ปล่อยลงสู่ทะเล 6.2.1.1. โดยธรรมชาติ (Natural Inputs) ไดแก้ ่ กระบวนการชะลางและก้ ดกรั ่อนหิน ที่มีสารปรอทเป็นองคประกอบ์ การแยกตวของเปลั ือกโลกและภูเขาไฟระเบิด ปริมาณของสาร ปรอทที่เกิดข้ึนจากกระบวนการขางต้ ้น มีประมาณ 25,000 ถึง 125,000 ตัน/ปี (IPCS/WHO, 1989) นอกจากน้ียังเกิดจากไฟป่า และกระบวนการทางชีววิทยา (Biological Formation) 6.2.1.2. จากกิจกรรมของมนุษย ์ (Human Activity) กิจกรรมต่างๆ ของมนุษยเป์ ็น ตัวการสาคํ ญทั ี่ปล่อยสารปรอทลงสู่ทะเล อยางไรก่ ตามปร็ ิมาณสารปรอทที่เกิดจากกิจกรรมของ มนุษย์ยังมีปริมาณนอย้ เมื่อเทียบกบปรั ิมาณสารปรอทที่เกิดจากธรรมชาติ กิจกรรมของมนุษย์ที่ ส่งผลต่อการปล่อยสารปรอทลงสู่ทะเลและชายฝ่ัง ได้แก่ โรงงานผลิต Acetaldehyde อุตสาหกรรม การสกดทองคั าและเงํ ิน การเผาไหมซากด้ ึกดาบรรพํ ์ นํ้ามนเชั ้ือเพลิง การปล่อย ของเสียจากชุมชน อาคารบานเร้ ือนต่างๆ และการถลุงแร่ ซึ่งมีปริมาณ 1000-6000 ตัน/ปี เป็นต้น 6.2.2. พฤติกรรมของสารปรอทในแหล่งนํ้า บรรยากาศถือเป็นเส้นทางหลกสั ําหรับการกระจายของสารปรอทบนผิวโลก และ เป็นเส้นทางสาคํ ญในการเคลั ื่อนยายสารปรอทลงส้ ู่มหาสมุทร (Vandal et al., 1993). สารปรอท ในรูปของก๊าซในบรรยากาศมีคา่ Residence Time ประมาณ 1 ปี สารปรอทสามารถละลายได้ดีใน แหล่งน้าทํ ี่มีออกซิเจนแลวฟอร้ ์มเป็นสารประกอบ Mercury (II) hydroxide ในน้าจํ ืด และ สารประกอบ Mercury (II) chloride ในน้าทะเลํ โดยปกติสารปรอทในน้าจะสํ ูญเสียโดยการดูด ซับกบตะกอนั สารปรอทในรูปน้ีสามารถเปลี่ยนไปอยู่ในรูปที่เป็นพิษ คือ รูป Methylmercury ผ่านกระบวนการ Biomethylation โดยแบคทีเรีย (Skei, 1978) และมีสภาพแวดลอม้ เช่น ออกซิเจน pH และ อิออนซลไฟดั ์ เป็นปัจจยสนั บสนั ุน (Magos, 1990) แพลงก์ตอนสัตว ์ สัตวหน์ ้าดิน และปลา สามารถได้รับสารปรอท ทั้งในรูปสารปรอท อินทรีย์ และอนินทรีย์ จากน้าทะเลํ ทั้งแพลงกตอนส์ ัตวและส์ ัตวหน์ าด้ ิน สามารถสะสมสาร ปรอทในรูปปรอทอนินทรีย์ไดอย้ างรวดเร่ ็วเมื่อเปรียบเทียบกบปรอทอั ินทรีย์ ส่วนในแพลงกตอน์ พืชที่ได้รับสารปรอทอนินทรีย์จะขับออกได้รวดเร็ว โดยกระบวนการ Passive Diffusion ในสตวั ์ที่กินปลาทะเลเป็นอาหาร เช่น นกทะเล และสตวั เล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ สามารถ สะสมสารปรอทอินทรีย์ในเน้ือเยื่อในระดบความเขั มข้ นท้ ี่มากกว่าในปลาทะเล โดยสัตวทะเลท์ ี่ หาอาหารในบริเวณใกล้ฝั่งมีโอกาศที่จะสะสมสารปรอทไดมากกว้ ่าพวกที่หาอาหารในทะเลเปิด 98

ในนกทะเล พบอนตรายทั ี่เกิดข้ึนนอยกรณ้ ีที่ระดบความเขั มข้ นของสารปรอทในส้ ่วนของตับ และ ขน มีค่าเพ่ิมข้ึน ทั้งน้ีเนื่องมีการสะสมธาตุซิลิเนียม ซึ่งเป็นธาตุที่ลดความเป็นพิษของที่เกิดจาก สารปรอท (GESAMP, 1990) 6.2.3. วัฏจักร และการเคลอนยื่ ้ายสารปรอท มี 2 วัฎจักร ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนยายและการกระจายของสารปรอท้ (IPCS/WHO, 1989). 1. Global Mercury Cycle เป็นวฎจั กรทั ี่เกี่ยวของก้ บการหมั ุนเวียนของสาร ปรอทในบรรยากาศที่มาจากการระเหยบนพ้ืนแผ่นดินลงไปสู่มหาสมุทร อย่างไรก็ตาม การ เพ่ิมข้ึนความเขมข้ นของสารปรอทในว้ ฏจั กรนั ้ีวัดได้ค่อนขางยากท้ ้งนั ้ีเนื่องจากปริมาณสารปรอท ทั้งหมดที่มีอยในมหาสมู่ ุทรมีอยในปู่ ริมาณมาก (ประมาณ 70 ล้านตัน) สารปรอทในทะเลที่ ได้รับมาจากบรรยากาศและการเคลื่อนยายผ้ านทางแม่ ่นํ้าสายต่างๆ จากการประเมินพบวาปร่ ิมาณ สารปรอทกว่า 11,100 ตัน/ปี ถูกเคลื่อนยายลงส้ ู่บริเวณเอสทูรี่ และกว่า 46,000 ตัน/ปี ถูก เคลื่อนยายลงส้ ู่ทะเลผานทางเส่ ้นทางดงกลั ่าว โดยเฉพาะจากบรรยากาศถือเป็นเส้นทางสาคํ ัญ ดัง แสดงในตารางที่ 6.1 ตารางที่ 6.1. เสนทางการเคล้ ื่อนยายสารปรอทลงส้ ู่มหาสมุทร

เสนทางการเคล้ ื่อนยาย้ เอสทูรี่ นํ้าทะเล (Magos, 1990) (WHO, 1976) ผานทางบรรยากาศ่ กิจกรรมทางธรรมชาติ 6,000 ตัน/ปี 25,000 ตัน/ปี กิจกรรมโดยมนุษย ์ 3,500 ตัน/ปี 16,000 ตัน/ปี ผานทางแม่ ่นํ้า 1,600 ตัน/ปี 5,000 ตัน/ปี

มีขบวนการทางธรรมชาติ 2 ประเภท ที่ทําให้บรรยากาศเป็นเสนทางท้ ี่สําคัญในการเคลื่อนยายสาร้ ปรอทลงสู่ทะเล กล่าวคือ ขบวนการระเหย (Volatilzation) จากพ้ืนดิน และการปลดปล่อยสาร ปรอทจากการระเบิดของภูเขาไฟในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง อีกขบวนการหนึ่งก็คือ กระบวนการรี ดักชน่ั (Reduction) ที่เกิดข้ึนในดินจากกระบวนการทางเคมี หรือกิจกรรมของพวกจุลชีพ (WHO, 1976). 2. Local Mercury Cycle เป็นวฏจั กรทั ี่สําคญในการเคลั ื่อนยายสารปรอทระด้ บหั ่วงโซ่

อาหารในเแหล่งน้าํ ผ่านทางกระบวนการ Methylation ของสารปรอทอนินทรีย์ในตะกอน สิ่งมีชีวิตในแหล่งน้าสามารถสะสมสารปรอทในรํ ูป Methylmercury แม้ว่ามนมั ิใช่เป็นรูปที่ถูก ปล่อยลงสู่แหล่งน้าโดยตรงํ กล่าวคือ สารปรอทที่ถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ามํ กจะอยั ในรู่ ูปธาตุปรอท (Elemental Mercury) หรือ Mercury (II) chloride และสารประกอบไฮดรอกไซด ์ (Hydroxide Complexes) สารปรอทเหล่าน้ีก็จะไปดูดซบบนสารแขวนลอยและตะกอนั ภายในระยะทางอัน สั้นจากบริเวณที่ปล่อยหรือจากแหล่งกาเนํ ิดของสารปรอทอนินทรีย์ สารปรอทในตะกอนเหล่าน้ี สามารถเปลี่ยนไปอยในรู่ ูป Methylate Forms โดยแบคทีเรีย ในสภาพแหล่งน้าโดยทํ วไป่ั สาร Dimethylmercury สามารถระเหยได ้ แต่ในสภาพเป็นกรด สาร Dimethylmercury บางส่วน สามารถเปลี่ยนไปอยในรู่ ูป Monomethylmercury ion ซึ่งสามารถคงสภาพอยในนู่ ้าและระเหยไดํ ้ นอย้ สารปรอทในรูปของ Monomethylmercury ion สามารถสะสมในส่ิงมีชีวิตไดโดยตรง้ ใน ปลากินเน้ือสามารถได้รับสาร Methylmercury ทั้งจากน้าและจากหํ ่วงโซ่อาหาร สารปรอทอนินทรีย์มีความสามารถละลายน้าไดํ ้น้อยมาก มักจะอยู่ในรูปสารประกอบ หรือดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคสารแขวนลอยและตกตะกอนสะสมอยพืู่ ้นทองทะเล้ . มีขบวนการหลาย อย่างที่ทําให้สารปรอทสามารถดูดซับอยู่กับตะกอน เช่น ขบวนการ Cationic Sorption กระบวนการ Irreversible Sorption โดยสารประเภทซลไฟดั ์ กรด Humic และสารประกอบของ กรด Fulvic รวมถึงขบวนการดูดซับโดยอนุภาคของแร่ดินเหนียว (Clays) หรือรวมอยู่กบั สารประกอบ Organo-metallic โดยพนธะโควาเลั นท้ ์ (Covalent) ลักษณะการดูดซบทั ี่เกิดข้ึนอยาง่ แข็งแรงแสดงให้เห็นถึงโอกาศที่สารปรอทในตะกอนจะละลายออกมาอยู่ในน้ํามีน้อยมาก ขบวนการ Methylation ที่เกิดข้ึน จะเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนคุณลกษณะของสารปรอทั โดยจะ มีความสามารถละลายน้าไดํ ้น้อยลง ขณะเดียวกนกั ็ละลายในไขมนไดั มากข้ ้ึน ดังน้นแทนทั ี่สาร ปรอท อนินทรีย์จะดูดซบอยั กู่ บตะกอนั กลบมั ีความสามารถในการเคลื่อนยายเข้ าส้ ู่วัสดุที่มีไขมัน เป็นองคประกอบ์ โดยเฉพาะส่ิงมีชีวิตที่อาศยในนั ้าํ

100

ภาพที่ 6.1. วัฏจกรของสารปรอทในระบบนั ิเวศแหล่งน้าํ ที่มา : http://sofia.usgs.gov/publications/fs/166-96/fig1.html

6.2.4. การสะสมของสารปรอทในสิ่งมีชีวิตในทะเล สารปรอทในสาหร่ายและสัตว์ไม่มีกระดกสู ันหลังในทะเล รูปแบบของสารปรอทอินทรีย์ จะมีความเป็นพิษนอยกว้ าในร่ ูปปรอทอนินทรีย์ พิษของ สารปรอทต่อสาหร่ายทะเลข้ึนอยกู่ บรั ูปฟอร์ม ปรอทที่อยในแพลงกู่ ตอนพ์ ืชจะเป็นปรอท อนินทรีย์ แพลงกตอนพ์ ืชไม่สามารถเปลี่ยนรูปปรอทอนินทรีย์ ใหเป้ ็นปรอทอินทรีย์ได ้ แต่แพลงกตอนพ์ ืช สามารถดึงปรอทในน้าเขํ ามาสะสมไว้ ภายในเซลล้ ์ หรือบริเวณผนงเซลลั ได์ โดยตรง้ ความเขมข้ ้น สะสม (Concentration Factor) ของสารปรอทในแพลงกตอนพ์ ืชจะแปรผนอยั ในชู่ ่วง 200 ถึง หลายพนเทั ่า ทั้งน้ีขึ้นอยกู่ บรั ูปฟอร์มของสารปรอท (เปี่ยมศกดั ์ิ, 2543) ส่วนสัตวไม์ ่มีกระดูกสัน หลงและั หอยทะเลสองฝา จะมีความสามารถในการดูดซึมสารปรอท ไดอย้ างรวดเร่ ็ว ดังน้นหอยั สองฝา เป็นตวบั ่งช้ีสภาวะแวดลอมได้ ้ดี เนื่องจากหอยกินอาหารโดยการกรอง จึงมีโอกาสที่จะ สะสมสารปรอทไดมาก้

101

สารปรอทในปลาทะเล ในปลาทะเลส่วนใหญ่ จะมีสารปรอทเป็นองคประกอบอย์ ในกลู่ ามเน้ ้ือประมาณ 150 ไมโครกรัม/กิโลกรัม (0.15 ppm) ในปลา Cod (Gadus morhua) บริเวณทะเลเหนือ มีการสะสม ของสารปรอทอย ู่ 0.15-0.20 ppm ส่วนในกรีนแลนด์มีการสะสมของสารปรอทอยเพู่ ียง 0.01- 0.04 ppm ในฉลามซึ่งอาศยอยั บรู่ ิเวณชายฝ่ังฟลอริด้า พบมีสารปรอทสะสมอยในตู่ วถั ึง 2.57 ppm ในปลาทะเลมากกวา่ 33% มีการสะสมสารปรอทเกินกวาระด่ บทั ี่มนุษยควรบร์ ิโภค คือ 1 ไมโครกรัมต่อกรัม (Clark et.al, 1997) ในปลาทะเลบางชนิด เช่น ปลาโอ (Thunnus spp), ปลา Swordfish (Xiphias glacdius) ปลา Marlin (Makaira indica) ที่อาศยอยั ในธรรมชาตู่ ิจะมีระดับ ความเขมข้ นของปรอทส้ ูงกวาปลาชน่ ิดอื่น ในปลาทะเลกินเน้ือซึ่งถือเป็นผบรู้ ิโภคสุดทายในทะเล้ ปลากลุ่มน้ีจะมีระดบของปรอทสั ูงเนื่องจากกระบวนการ Bioaccumulation. ปลาทะเลที่วายน่ ้าอยํ ู่ ตลอดเวลา มีอัตราเมตาบอลิซึมสูงและจะเปิดปากตลอดเวลาเพื่อรับออกซิเจนจากน้าทํ ี่ไหลผาน่ เหงือก ลักษณะเช่นน้ีทําใหได้ ้รับสารปรอทในรูป Methyl Mercury เขาส้ ู่ร่างกายเช่นกนและมั ี การสะสมเพ่ิมข้ึนตามอาย ุ โดยปลาทะเลที่มีอายมากจะมุ ีการสะสมสารปรอทสูงกวาอาย่ ุน้อย ปลาสามารถรับสารปรอทไดโดยตรงจากอาหารท้ ี่กินและจากน้าํ อัตราการสะสมของ สารปรอทกจะข็ ้ึนกบรั ูปของสารปรอท และปัจจยแวดลั อมอ้ ื่น ๆ เช่น อุณหภูมิและความเค็ม เมื่อ อุณหภูมิของน้าสํ ูงข้ึน ปลาจะมีการสะสมของสารปรอทสูงข้ึน ความเค็มของน้ากํ ็มีอิทธิพลต่อ อัตราการสะสม ของสารปรอทในร่างกายปลา ปลาน้าจํ ืดจะสะสมเร็วกว่าปลาน้ากรํ ่อย ส่วนปลา ทะเลที่มีความเคมปกต็ ิ (ประมาณ 30 ppt) จะมีอัตราการสะสมของสารปรอทภายในตวไดั เร้ ็วกวา่ ปลาในน้ากรํ ่อย เนื่องจากปลาทะเลจะตองด้ ื่มน้ําทะเล เพื่อปรับระดับความเขมข้ นภายในต้ ัว (Osmoregulation) จึงมีโอกาสที่จะรับสารปรอทจากน้าโดยตรงํ ผลที่จะเกิดข้ึนต่อสัตว์น้าเมํ ื่อ ได้รับปรอท มีด้วยกนหลายประการไดั แก้ ่ ผลต่อการเจริญเติบโต การสืบพนธั ์ ขบวนการทาง สรีระวิทยา พฤติกรรม การกินอาหาร วงจรชีวิต การอพยพยายถ้ ่ิน และพนธั ุกรรม เป็นต้น สารปรอทในนกทะเล นกทะเลมีโอกาศได้รับสารปรอทเขาส้ ู่ร่างกายสูงกว่านกโดยทวไปโ่ั ดยที่ไม่เป็นอนตรายั โดยจะพบสารปรอทสะสมอยสู่ ูงในส่วนของตับ ในนก Albatrosses (Diomedea cxulans และ Phoebetria fusca) บนเกาะ Gough ทางตอนใตของมหาสม้ ุทรแอตแลนติก มีการสะสมของ ปรอทในเนื้อเยอสื่ ูงถึง 274 ไมโครกรัม กวา่ 50% ของสารปรอทในร่างกายของนกทะเลจะนาไปํ สร้างขนที่มีลักษณะแข็ง (Feather) นอกจากน้ีขนอ่อน (Plumage) กมี็ การสะสมของปรอทอยสู่ ูง เช่นกนั ดงนั ้นการผลั ดเปลั ี่ยนขนและมีขนใหม่ขึ้นทดแทนเป็นกระบวนการอยางหน่ ึ่ง ในการนํา ขับเอาสารปรอทออกนอกร่างกาย การศึกษาถึงการสะสมของสารปรอทในส่วนที่เป็นขนอ่อนของ 10 2

นกทะเลจะสามารถใช้เป็นดัชนีบ่งช้ีการเกิดมลพิษจากสารปรอทได้ การสะสมธาตุซิลิเนียม (Selenium) ในร่างการของนกทะเล จะช่วยในการต่อตานการเก้ ิดพิษจากการสะสมสารปรอทได ้ ในไข่ของนกทะเลก็มีการสะสมของสารปรอทเช่นกนั พบไดในไข้ ่ของนก Mallart (Anas platyrhynchos) ไข่มีการสะสมของสารปรอทถึง 6-9 ไมโครกรัม แต่ไม่มีผลกระทบแต่อยางใด่ (Clark et al., 1997) สารปรอทในสัตว์เลยงลี้ ูกด้วยนมในทะเล สัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเลจะม้ ีการสะสมสารปรอทสูง เนื่องจากอาหารที่กินเขาไปส้ ัตว์ เล้ียงลูกดวยนมในทะเล้ เช่น แมวน้าํ (Seal) สิงห์โตทะเล (Sealion) และปลาโลมา (Dophin) จะมี การสะสมเอาธาตุซิลิเนียม ไวตามเน้ ้ือเยื่อในร่างกายและรวมกบสารปรอทในรั ูปต่าง ๆ เช่น ใน ปลาโลมา จะพบ Mercury selenide ในส่วนเน้ือเยอเกื่ ี่ยวพัน (Connective Tissue) ของตับ ซึ่ง สารประกอบชนิดน้ีจะช่วยลดความเป็นพิษ (Detoxifying) ของสารปรอทในรูป Methyl mercury ที่ได้รับจากอาหาร สารปรอทในมนุษย์ มนุษย์ที่ได้รับสารปรอทในรูปของปรอทอนินทรีย์ (Inorganic Mercury) สามารถขบออกั จากร่างกายได้ง่าย ในขณะที่ปรอทอินทรีย์ (Organic Mercury) และ Methyl mercury จะขบออกั ไดยากเม้ ื่อร่างกายได้รับและก็จะมีการสะสม การสะสมในร่างกายเป็นระยะเวลานานก็จะทาใํ ห้ เป็นอนตราั ยได ้ โดยสารปรอท ที่สะสมในเลือดสามารถซึมผานผน่ งหลอดเลั ือดในสมองเขาส้ ู่ ส่วนที่เป็นเน้ือเยอของระบบประสาทื่ (Nervous Tissue) และทาลายเนํ ้ือเยอระบบประสาทื่ หรือที่ เรียกว่าโรคมินามาตะ (Minamata Disease) ที่เกิดในประเทศญี่ปุ่น จากการสังเกตเห็นความ ผิดปกติของสัตวบร์ ิเวณน้นั คือ ปลาวายน่ ้าแบบนอนหงายทํ องข้ ้ึนและวาย่ น้าชํ าลงจนสามารถจ้ ับ ได้ดวยม้ ือเปล่า นกทะเลว่ายน้าจะบํ ินด่ิงหัวตกทะเล แมวซึ่งเป็นสัตวเล์ ้ียงในบานก้ ็มีอาการเซ นํ้าลายไหล ชัก และตายในเวลาต่อมา ดังน้นจั ึงสันนิษฐานกนวั ่าโรคน้ีน่าจะเกิดจากสารเคมี ที่ สะสมอยในสู่ ัตวทะเล์ และเมื่อคนรับประทานอาหารทะเลเขาไป้ ก็จะส่งผลกบรั ่างกาย หลงจากั ได้มีการทดลองกบสั ตวั และคน์ ผลที่ไดสามารถสร้ ุปไดตามท้ ี่สันนิษฐานไว ้ในเวลาต่อมาได้มีการ นําดินจากบริเวณที่ทิ้งน้าเสํ ียของโรงงานมาตรวจ พบวาม่ ีสารปรอทอยเปู่ ็นจานวนมากํ ซึ่งตรงกบั การตรวจพบสารปรอทในอวยวะสั ่วนต่างๆ ของผู้ป่วยที่ตายจึงสามารถสรุปได้ว่า โรคมินามาตะ เกิดจากผู้ป่วยได้รับสารปรอทอินทรีย์ที่เกิดจากโรงงานปล่อยน้าเสํ ียที่มีสารปรอทปนเป้ือนดงทั ี่ กล่าวมา โรคน้ีไม่สามารถรักษาให้หายขาดได ้ เนื่องจากสารปรอทไดเข้ าท้ าลายระบบประสาทํ และสมอง นอกจากน้ียังมีผลต่อทารกที่อยู่ในครรภ์มารดา กล่าวคือ มารดาที่รับประทานอาหาร ทะเลที่ปนเป้ือนสารปรอทเขาไปแล้ ้ว สารปรอทจะผานไปทางรกเข่ าส้ ู่สมองเด็ก ทําให้เด็กที่เกิด 103

มามีอาการพิการทางสมองต้งแตั ่เกิด เด็กจะมีอาการปัญญาอ่อน ทั้งน้ีความสูญเสียอยางมหาศาลท่ ี่ เกิดข้ึน เพราะการพฒนาประเทศไดั ้มุ่งเนนการขยายต้ วทางเศรษฐกั ิจ โดยไม่คํานึงถึงส่ิงแวดลอม้ ทําใหไม้ ่เพียงสูญเสียชีวิตมนุษยแต์ ่ยังทาลายสํ ่ิงแวดลอมด้ วย้ ภายหลงจากการเกั ิดโรคดงกลั ่าว ทํา ให้ทัวโลกม่ ีความสนใจในการที่จะกาหนดเกณฑํ มาตรฐานเพ์ ื่อลดความเสี่ยงจากการเกิดพิษจาก สารปรอทที่ปนเป้ือนอยในอาหารทะเลู่ โดยองคการอนาม์ ยโลกั (World Health Organization ; WHO) ได้กาหนดเกณฑํ การบร์ ิโภคอาหารที่ปนเป้ือนสารปรอท ไม่ควรเกิน 0.2 มิลลิกรัม/ สัปดาห์ ของสารปรอทในรูป Methyl mercury และไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัม/สัปดาห์ ในรูปสาร ปรอทท้งหมดั (Total Mercury) หลายประเทศกาหนดระดํ บของสารปรอททั ้งหมดั อยระหู่ วาง่ 0.5-1.00 ppm. ของน้าหนํ กสดั โดยเกณฑระด์ บทั ี่สูง (1.00 ppm) มักจะใชเป้ ็นเกณฑ์กาหนดํ สําหรับปลาทะเลบางชนิดที่มีการสะสมสารปรอทสูง เช่น ปลาฉลาม และปลาทูน่า เป็นต้น 6.3. แคดเมี่ยม (Cadmium) แคดเมี่ยม เป็นโลหะหนัก มีสีขาว ฟ้า วาว มีลักษณะเน้ืออ่อน สามารถบิดโคงงอได้ และถ้ ูก ตัดได้ง่ายดวยม้ ีด มักอยในรู่ ูปแท่ง แผน่ เส้นลวด หรืดเป็นผงเม็ดเล็กๆ ในอากาศที่มีความช้ืนแค ดเมี่ยม จะถูกออกซิไดซ์ช้าๆ เป็นแคดเมี่ยมออกไซด์ ในธรรมชาติแคดเมี่ยมมกจะอยั ู่รวมกับ กามะถํ นในรั ูปแคดเมี่ยมซัลไฟด์ และ มักปนอยในสู่ ินแร่สังกะสี ตะกว่ั หรือทองแดง ฉะน้ันใน การทาเหมํ ืองสังกะสี จะไดแคดเม้ ี่ยมซึ่งเป็น ผลพลอยได(By้ product) มีการนาโลหะแคดเมํ ี่ยมมา ใชในว้ สดั ุแผนเป่ ็นส่วนผสมของอลลอยดั ใช์ ในการท้ านํ ิเกิลแคดเมี่ยม แบตเตอรี่ เป็นสารคงตวในั โพลีไวนิลคลอไรด ์ ใช้ทําสีในพลาสติกและแกว้ เป็นส่วนผสมของอมาลกมั (Amalgam) ที่ใชใน้ ร้านทนตกรรมั ผลิตภณฑั ์ที่มีแคดเมี่ยมเป็นส่วนประกอบถาให้ ้ความร้อนเกินจุดหลอมเหลว (321 องศาเซลเซียส) จะเกิดควนของแคดเมั ี่ยม (Cadmium Fumes) การนาเอาแคดเมํ ี่ยมมาใช้ทาใหํ ้มีการ ปนเป้ือนของแคดเมี่ยมในส่ิงแวดลอม้ ทั้งในอากาศ นํ้า ดิน รวมท้งใั นอาหาร เมื่อมีมากๆ จะเกิด การสะสม โดยเฉพาะมนุษยหร์ ือสัตว ์ ถ้ามีการสะสมของแคดเมี่ยมในร่างกายมากอาจก่อให้เกิด พิษได ้ 6.3.1. แหล่งแคดเมี่ยมทปลี่ ่อยลงทะเล แคดเมี่ยมสามารถพบโดยทวไปในธรรมชาต่ั ิ อยรวมอยู่ กู่ บธาตั ุสังกะสี (Zine) ตะกว่ั (Lead) และ คอบเปอร์ซัลไฟด ์ (Copper sulphite) ในช้นเปลั ือกโลกมีแคดเมี่ยมเป็นองคประกอบ์ อยประมาณู่ 0.2 ppm. ในหินอคนั ี (Igneous Rocks) พบแคดเมี่ยมอยในระดู่ บตั ํ่า (<0.001-1.6 ppm) แต่ในหินตะกอน (Sedimentary Rocks) พบแคดเมี่ยมอยในระดู่ บทั ี่สูงเนื่องจากหินตะกอนมี องคประกอบของสารอ์ ินทรีย์ กอนแร้ ่ แมงกานีส (Manganese Nodule) และ แร่ฟอสฟอไรด ์

104

(Phosphorite) แคดเมี่ยมจะพบมากในวสดั ุที่มีสารอินทรีย์เป็นองคอย์ สูงู่ เช่น ถ่านหิน พบแคด เมี่ยม 0.01 - 22 ppm และน้ามํ นดั ิบ พบแคดเมี่ยม 0.01 - 16 ppm (Fergusson, 1990)

แหล่งสาคํ ญของการเตั ิมแคดเมี่ยมลงสู่ทะเล ไดแก้ ่ จากขบวนการแยกตวของเปลั ือกโลก ใตทะเล้ และจากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ละปี ได้มีการนาเอาแํ คดเมี่ยมมาใช้ใน อุตสาหกรรมต่างๆ กว่า 19,500 ตัน แหล่งแคดเมี่ยม ที่ปล่อยลงสู่ทะเลจะอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ ไดแก้ ่ - ฝุ่น ละออง และ นํ้าทิ้ง จากการทาเหมํ ืองแร่ตะกวและส่ั ังกะสี หรือจากโรงงานผลิตแค ดเมี่ยมโดยตรง - นํ้าทิ้งจากอุตสาหกรรมการผลิตแผงวงจรไฟฟ้ า ซึ่งมีแคดเมี่ยมเป็นองคประกอบอย์ ู่ ประมาณ 100-500 ppm. - ฝุ่น ละออง และ นํ้าทิ้ง จากโรงงานถลุงโลหะและโรงงานถลุงเหล็ก - จากขบวนการผลิตสังกะสีที่ไม่เป็นสนิม โดยมีการเคลือบด้วยโลหะที่มีแค ดเมี่ยมเป็นองคประกอบอย์ ประมาณู่ 0.2% การกดกรั ่อนของโลหะเหล่าน้ีหลงการใชั ประมาณ้ 4- 12 ปี จะเป็นการเพ่มแคดเมิ ี่ยมลงสู่สิ่งแวดลอม้ - จากการสึกกร่อนของยางรถยนต์และจักรยานยนต์ ซึ่งมีแคดเมี่ยมเป็ น องคประกอบอย์ ประมาณู่ 20-90 ppm. - จากการผลิตปุ๋ ยฟอสเฟต โดยหินฟอสเฟตที่ใช้เป็นวตถั ุดิบจะมีแคดเมี่ยมเป็น องคประกอบอย์ ประมาณู่ 100 ppm. - จากการเผาไหมของถ้ ่านหิน โดยในถ่านหินมีแคดเมี่ยมเป็นองคประกอบอย์ ู่ 0.25-5.00 ppm. ดังน้นการเผาไหมั ้ถ่านหินเป็นการปล่อยแคดเมี่ยมสู่บรรยากาศ - จากน้าทํ ิ้งตามอาคารบานเร้ ือนต่างๆ มีแคดเมี่ยม เป็นองคประกอบอย์ สูู่ งถึง 30 ppm. ปริมาณของแคดเมี่ยมที่ปล่อยลงสู่ทะเล จากการประเมินมีสูงถึง 8,000 ตัน/ปี และกวาคร่ ึ่ง ของจานวนนํ ้ี เกิดจากกิจกรรมของมนุษย ์ และในประมาณท้งหมดนั ้ีกวา่ 2,900 ตัน จะตกตะกอน และรวมอยูก่ บตะกอนพั ้นทะเลื (Sediment) ในบริเวณไหล่ทวีป (Clarke et al. 1997) 6.3.2. พฤติกรรมของธาตุแคดเมี่ยมในแหล่งนํ้า พฤติกรรมของธาตุแคดเมี่ยมในส่ิงแวดลอมจะม้ ีลักษณะคลายก้ บธาตั ุสังกะสี แคดเมี่ยม สามารถรวมตวกั บอั ิออนชนิดอื่นแลวอย้ ู่ในรูปของสารประกอบ ซึ่งมีอยู่ 4 ชนิดหลัก คือ แค ดเมี่ยมฮาไลด ์ (Cadmium halide) แคดเมี่ยมซลไฟดั ์ (Cadmium sulphide) แคดเมี่ยมออกไซด ์ (Cadmium oxide) และ สารประกอบออร์กาโนแคดเมี่ยม (Organocadmium compound) รูปแบบ 105

ของแต่ละชนิดจะข้ึนอยู่กับพีเอช (pH) รูปแบบของแคดเมี่ยมยงสามารถพบในรั ูปของ

สารประกอบอื่น ไดแก้ ่ CdO, CdS, Cd(OH)2, CdCO3, และ CdSiO3 แต่มีความสามารถละลายน้าํ ได้น้อย ในน้าทะเลทํ ี่ระดบความเคั ็ม 10-35 ppt แคดเมี่ยมจะอยในรู่ ูปของสารประกอบเชิงซอน้ แคดเมี่ยมคลอไรด ์ (Cadmium chloride complex). 1. แคดเมี่ยมฮาไลด ์ (Cadmium halide) มีอย ู่ 4 ชนิดที่รู้จักกนดั ี แต่ในรูปแคดเมี่ยมคลอไรด ์

(Cadmium Chloride ; CdCl2) เป็นรูปแบบที่สําคญในสั ่ิงแวดลอม้ รูปแบบที่พบมากในน้าทะเลํ + - คือ CdCl , CdCl2 และ CdCl3 , และประมาณ 2.5% ของแคดเมี่ยมท้งหมดจะพบในรั ูปของอิออน แคดเมี่ยมอิสระ (Free cadmium ion ; Cd2+) (Fergusson, 1990) อยางไรก่ ตาม็ รูปแบบของแคด เมี่ยมฮาไลด ์ จะสามารถละลายไดในน้ ้าและเกํ ิดเป็น Complex Ions 2. แคดเมี่ยมซลไฟดั ์ (Cadmium sulphide) สารประกอบแคดเมี่ยมในรูปน้ีเกิดข้ึนโดยการ 2+ 2- ผานไฮโดรเจนซ่ ลไฟดั ์ (H2S) ลงในสารละลายแคดเมี่ยม (Cd(II)) อิออนของ Cd และ S สามารถรวมตวไดั เป้ ็นอย่างดี ทั้งน้ีเนื่องจากเป็นอิออนแบบมีขั้ว สารประกอบที่เกิดข้ึนสามารถ ละลายน้ําได้น้อยมาก แคดเมี่ยมซัลไฟด์มักจะเป็ นรูปแบบที่ค่อนข้างคงที่และมักพบใน สภาพแวดลอมแบบร้ ีดักชน่ั 3. แคดเมี่ยมออกไซด ์ (Cadmium oxide) รูปแบบของแคดเมี่ยมออกไซด ์ เกิดข้ึนจากปฏิกิริยา ออกซิเดชนธาต่ั ุแคดเมี่ยม ที่สัมผสกั บอากาศเปั ็นเวลานาน โดยสีของออกไซด์ที่เกิดข้ึนอาจมีสี แตกต่างกนั จากสีเขียว สีเหลือง สีแดง บางคร้ังอาจมีสีดํา โครงสร้างของแคดเมี่ยมออกไซด์ มี ลักษณะคลายก้ บั โซเดียมคลอไรด ์ สามารถเปลี่ยนแปลงรูปไดเม้ ื่อถูกความร้อน เนื่องการสูญเสีย ออกซิเจน แคดเมี่ยมออกไซด์ละลายในกรด แต่ละลายได้น้อยในน้ําและในสภาพเป็นด่าง (Fergusson, 1990) 4. สารประกอบออร์กาโนแคดเมี่ยม (Organocadmium Compound) สารประกอบดงกลั ่าว สามารถไดจากการเตร้ ียม Grignard reagent ในสภาพที่เหมาะสม เช่น การต้ม Dimethylcadmium ที่ 105.7C และ Diethylcadmium ที่ 64C ภายใตความด้ ัน 19 มิลลิเมตร-ปรอท สารประกอบ ดังกล่าวสามารถสลายตวไดั ในแหล้ ่งน้าํ การเปลี่ยนแปลงรูปแบบของอนินทรีย์แคดเมี่ยม ในน้าทะเลจะสํ ่งผลต่อความสามารถใน การละลาย สาร Chelate ประเภทสารอินทรีย์ เช่น Humus สามารถปลดปล่อยพนธะั ส่งผลใหแค้ ดเมี่ยมสามารถละลาย และสลายตัวได้ในน้ําทะเล ในของแข็งที่เป็นองค์ประกอบในน้ําทิ้ง (Sewage Sludge) แคดเมี่ยมสามารถรวมตวกั บคารั ์บอเนต ซัลไฟด ์ และสารประกอบอินทรีย ์ สารประกอบออร์กาโนแคดเมี่ยม (Organocadmium compound) เช่น Metallothioneins สามารถ สลายตัวโดยขบวนการทางชีววิทยาและปลดปล่อยแคดเมี่ยมได้หากแหล่งน้ําอยู่ในสภาพมี 106

ออกซิเจน หรือในตะกอนที่อยในสภาะไรู่ ้ออกซิเจน สารประกอบ Cadmium carbonate และ Cadmium sulphides สามารถคงสภาพไดนานในตะกอน้ 6.3.3. พฤติกรรมของแคดเมี่ยมในทะเล แคดเมี่ยมอิออนและสารประกอบแคดเมี่ยมหลายรูปแบบ (Form) สามารถพบไดในน้ ้าํ ทะเล อนินทรีย์แคดเมี่ยมในน้ามํ ีลักษณะคลายก้ บธาตั ุตะกว่ั รูปแบบของแคดเมี่ยมอิสระมกจะพบั ในน้าทะเลทํ ี่มีค่า pH ค่อนขางต้ ํ่า (<7 ถึง 8). และถือเป็นรูปแบบที่สําคญในนั ้าทะเลํ ในน้าทะเลทํ ี่ มีระดบของคลอไรดั ์อิออน 0.54 โมล/ลิตร แคดเมี่ยมสามารถรวมตวกั บคลอไรดั ์ ไดสารประกอบ้ + - Cadmium-Chloro เช่น CdCl2, CdCl3 และ CdCl ซึ่งเป็นรูปแบบสาคํ ญในนั ้าทะเลทํ ี่ระดับ pH 7 ถึง 9. สารประกอบ Cadmium-chloro ค่อนขางจะม้ ีสภาพคงที่ทั้งน้ีเกิดจากความแขงแรงของ็ พันธะ (Bond) ที่เกิดข้ึนระหวางแคดเม่ ี่ยมกบคลอไรดั ์ (Cd-Cl bond) แคดเมี่ยมในรูป Hydrated Cd2+ มักพบในสภาพออกซิเดชน่ั โดยเฉพาะในสภาพแวดลอม้ โดยทวไปในแหล่ั ่งน้าจํ ืดและน้าทํ ี่มีระดบความเคั มต็ ํ่า แต่ในสภาพรีดักชน่ั และมีซัลเฟอร์ปรากฏ ร่วมอยดู้่ วย แคดเมี่ยมอาจอยูในร่ ูป CdHS- (Fergusson, 1990).

แคดเมี่ยมคาร์บอเนต (CdCO3) เป็นรูปแบบที่พบนอยในน้ ้าทะเลํ ขึ้นอยกู่ บั pH และอลคาั ลินิตี้ของน้าํ คาดว่าที่ระดับ pH และอลคาลั ินิตี้สูงจะพบแคดเมี่ยมคาร์บอเนตมากข้ึน ใน

สภาพแวดลอมท้ ี่มีการปนเป้ือน อาจพบแคดเมี่ยมในรูป CdSO4 และ Cd-organic ligand complexes นอกจากน้ีแคดเมี่ยมสามารถรวมตวกั บสารอั ินทรีย์ในรูปแบบต่าง ๆ เช่น Amino acids, Carboxylic acids และ Polysaccharides เป็นต้น สัดส่วนของแคดเมี่ยมในรูป Cadmium- organic complexes จะมีประมาณ 10 ถึง 80% ของปริมาณแคดเมี่ยมท้งหมดในนั ้าทะเลํ รูปแบบของแคดเมี่ยมบริเวณผิวน้าจะมํ ีการเปลี่ยนแปลงอยเสมอู่ เนื่องจากแคดเมี่ยมอยู่ ในรูปของ Cd2+ (2+ oxidation state) ปฏิกิริยาออกซิเดชนและร่ั ีดักชนจะม่ั ีอิทธิพลค่อนขางน้ อยต้ ่อ รูปแบบของแคดเมี่ยมที่ละลายในน้าํ การดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคของแร่ดินเนียว (Clay) และเหล็ก ออกไซด ์ (Iron oxide) จะมีบทบาทสาคํ ญในปฏั ิกิริยารีดักชนธาต่ั ุแคดเมี่ยมในน้าํ อยางไรก่ ็ตาม แคด เมี่ยมไม่สามารถูกเปลี่ยนรูปไดโดยพวกจ้ ุลชีพ หรือที่เรียกวา่ Methylation เหมือนกบธาตั ุ ปรอท ดงทั ี่ไดกล้ ่าวมาขางต้ ้น (U.S. EPA, 1991) ความเขมข้ นของแคดเม้ ียมในตะกอนบริเวณพ้ืนทะเล จะมีความผนแปรขั ้ึนอยกู่ บสภาพั ทางภูมิศาสตร์ ทั้งน้ีขึ้นอยกู่ บวั ่าตะกอนน้นมาจากทะเลลั ึก หรือมาจากชายฝ่ังทะเล ความเขมข้ ้น ของแคดเมี่ยมในตะกอนตามแนวชายฝ่ังจะมีค่าสูงเนื่องจากอยู่ใกลแหล้ ่งมลพิษที่มาจากพ้ืนดิน บริเวณที่มีคาความเข่ มข้ นส้ ูงมกจะพบในบรั ิเวณใกลเค้ ียงกบแหลั ่งที่ปล่อย

107

การกระจายของแคดเมี่ยมในทะเลระดบผั ิวน้าและระดํ บลั ึกจะมีความแตกต่างกนั ใน ระดบผั ิวน้าํ แคดเมี่ยมจะมีความเขมข้ นลดลง้ เนื่องจากส่ิงมีชีวิตนาเขํ าส้ ู่ร่างกาย นอกจากน้ีแค ดเมี่ยมยงสามารถดั ูดซึมเขาส้ ู่สิ่งมีชีวิต ส่วนในระดบนั ้าลํ ึกมีการตกตะกอนของซากอินทรีย์สาร นําไปสู่การลดลงของออกซิเจน บางพ้ืนที่มีการเกิดภาวะน้าผํ ุด (Upwelling) ทําให้อตราความั เขมข้ นของแคดเม้ ี่ยมในระดบลั ึกมีค่าสูงกว่าระดบผั ิวน้าํ ในน้าทะเลชํ ่วงระดบความเคั ็ม 10-35 ppt. แคดเมี่ยมจะอยในรู่ ูปสารประกอบเชิงซ้อนแคคเมี่ยมคลอไรด ์ (Cadmium chloride complex) แคดเมี่ยมสามารถเคลื่อนยายลงส้ ู่แหล่งน้ําท้งในสภาพเปั ี ยกและแห้ง โดยแหล่งของแค ดเมี่ยมที่เคลื่อนยายลงส้ ู่แหล่งน้ามํ ีอยู่หลายแหล่งดวยก้ นดั งทั ี่ไดกล้ ่าวมาขางต้ ้น แคดเมี่ยมจาก อากาศที่ตกลงสู่ชายฝ่ังและในทะเลมกจะอยั ในรู่ ูปของอนุภาค (Particle form) ในอากาศ หรือ ละลายอยู่ในน้ําฝนและในหิมะ โดยจะพบความเขมข้ นท้ ี่สูงในอากาศบริเวณแหล่งโรงงาน อุตสาหกรรม โรงงานถลุงเหล็ก การขนส่งทางอากาศกเป็ ็นอีกเสนทางหน้ ึ่งในการนาแคดเมํ ี่ยมลง สู่นํ้าทะเลบริเวณที่อยหู่ ่างจากชายฝ่ัง การเคลื่อนยายแคดเม้ ี่ยมจากแหล่งน้าจํ ืดลงสู่ทะเลจะมีทั้งใน รูปสารละลายและสารแขวนลอย ซึ่งตะกอนในแม่น้าจะเปํ ็นตวสะทั อนถ้ ึงกิจกรรมบนพ้ืนดินใน บริเวณใกลเค้ ียง 6.3.4. แคดเมี่ยมในสิ่งมีชีวิตในทะเล แคดเมี่ยมเป็นธาตุโลหะที่ไม่จําเป็นสําหรับส่ิงมีชีวิตในทะเลและพบว่ามีการ สะสมนอยมากในระบบห้ ่วงโซ่อาหาร จากการศึกษาผลของแคดเมี่ยมในแพลงกตอนพ์ ืชพบวา่ ที่ ระดบความเขั มข้ นของแคดเม้ ี่ยมสูงถึง 100 ppm จะเพ่ิมการสังเคราะห์แสงและการเจริญเติบโต ของแพลงก์ตอนพืช จากการศึกษาในแพลงก์ตอนสัตวพวก์ Euphausid (Maganyctiphanes norvegica)โดยให้กินแพลงกตอนพ์ ืชที่มีระดบความเขั มข้ นของแคดเม้ ี่ยม 2.1 ppm แต่จากการ ตรวจวดในมั ูลที่ขับถ่าย (Fecal Pellets) พบมีความเขมข้ นของแคดเม้ ี่ยมสูงถึง 9.6 ppm. (นํ้าหนัก แห้ง) ขณะที่เหลือในเซลลของต์ วมั นเองมั ีเพียง 0.7 ppm เท่าน้นั (Clark et al., 1997) ในสัตว์ ทะเลที่มีวิวัฒนาการสูงข้ึน เช่น สัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ จะมีระดบของแคดเมั ี่ยมสะสมอยตํ่าู่ โดยพบมีการสะสมเพ่ิมเล็กนอยในส้ ่วนของไต (Kidney) แต่สัตวทะเลเหล์ ่าน้ีสามารถสร้างสาร Metallothionein ที่สามารถลดความเป็นพิษของแคดเมี่ยมที่สะสมได ้ ในแพลงกตอนส์ ัตว์ที่อาศัย บริเวณผวนิ ้าํ พบมีระดบความเขั มข้ นของแคดเม้ ี่ยมสูง ส่งผลให้สัตว์ทะเลที่อาศยอยั บรู่ ิเวณผวนิ ้ามํ ี ระดบความเขั มข้ นของแคดเม้ ี่ยมในร่างกายสูงตามไปดวย้ เนื่องจากสตวั ทะเลเหล์ ่าน้ีกินพวกแพลง ตอนสัตวตามผ์ ิวน้าเปํ ็นอาหารน้นเองั สัตวในกล์ ุ่มของหอยทะเล พบมีการสะสมแคดเมี่ยมอยสูงู่ โดยเฉเพาะพวกที่กินอาหารโดยการกรอง (Filter Feeding)

108

6.3.5. ผลกระทบต่อมนุษย์ อันตรายที่เกิดจากแคดเมี่ยมจากการบนทั ึก พบคร้ังแรกในประเทศญี่ปุ่น เรียกว่า โรคอิไต-อิไต (Itai-Itai) ลักษณะอาการของโรคจะปวดกระดูกและส่วนขอต้ ่อต่างๆ ของร่างกาย เนื่องจากการได้รับแคดเมี่ยมที่ปนเป้ือนจากโรงงานถลุงแร่สังกะสี ในปัจจุบันอาการที่แสดงออก จากการได้รับแคดเมี่ยมมีลักษณะคลายก้ บการขาดสั ารอาหาร (Malnutrition) และขาดวิตามิน (Vitamin Deficiency) การได้รับแคดเมี่ยมทีละนอยเป้ ็นเวลานาน ทําใหเก้ ิดการสะสมแคดเมี่ยมใน ไต อาจจะทาใหํ ้เป็นโรคไตได ้ จากการทดลองในสัตวโดยการให์ ้แคดเมี่ยมทางน้าและอาหารํ พบวาความด่ นเลั ือดสูงข้ึน, เหลกในเล็ ือดตํ่า, เป็นโรคตับ, ประสาทและสมองเสียหาย เชื่อวาแค่ ดเมี่ยมมีส่วนทาใหํ ้เป็นมะเร็ง โดยจากการทดลองในสัตวพบว์ ่า สัตว์ที่ได้รับแคดเมี่ยมจากการ หายใจจะเป็นมะเร็งปอดแน่นอน แต่ในมนุษย์ยังไม่ทราบแน่นอนว่า ถ้าสัมผสแคดเมั ี่ยมทาง ผิวหนัง หรือรับแคดเมี่ยมโดยทางน้าและอาหารแลํ ้ว แคดเมี่ยมจะทาใหํ เป้ ็นมะเร็งไดหร้ ือไม่ แค ดเมี่ยมและสารประกอบแคดเมี่ยม เป็นรายชื่อของสารที่ต้องหาม้ เช่นเดียวกบั สารปรอท ตาม ข้อตกลงนานาชาติไม่อนุญาตใหปล้ ่อยแคดเมี่ยมลงสู่ทะเล 6.4. ตะกั่ว (Lead) ตะกวเป่ั ็นโลหะอ่อน สีเทาเงินหรือแกมน้าเงํ ิน พบได้ทัวไปท่ ้งในดั ิน หิน นํ้า พืช และ อากาศ โดยเฉลี่ยในหินจะมีตะกวอย่ั ู่ 13 มิลลิกรัมต่อหิน 1 กิโลกรัม (13 ppm) เช่น ในหินอคนั ีพบ ประมาณ 10 – 20 ppm ในหินตะกอนพบประมาณ 10 - 70 ppm แร่ที่มีตะกวผสมอย่ั ู่ ไดแก้ ่ แร่กาลี

นา (Galena, Pbs) แร่เซอรัสไซท ์ (Cerrussite, PbCO3) แร่อะไนลีไซท ์ (Anylesite, PbSO4) พบ ปริมาณตะกวประมาณ่ั 5 - 25 มิลลิกรัม ต่อดิน 1 กิโลกรัม (5-25 ppm) ในน้าทะเลพบตะกํ วน่ั อย้ กว่าน้าจํ ืด โดยพบ 0.08 - 0.04 ppm ในอากาศบริเวณห่างไกลชุมชนพบประมาณ 0.0006 ไมโครกรัม ต่ออากาศ 1 ลูกบาศกเมตร์ แต่บริเวณชุมชนพบมากถึง 0.001 ไมโครกรัมต่ออากาศ 1 ลูกบาศก์เมตร ประเทศที่ผลิตตะกวท่ั ี่สําคญไดั แก้ ่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย ออสเตรเลีย แคนาดา ส่วนในประเทศไทยพบไดเล้ กน็ อยบร้ ิเวณจงหวั ดกาญจนบั ุรี ในบรรดาโลหะในโลก ตะกว่ั เป็นโลหะที่มนุษยสนใจ์ เรื่องความเป็นพิษมากที่สุด เนื่องจากการใชประโยชน้ ์อยางมากมาย่ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรม แบตเตอรี่รถยนตและเร์ ือดํา นํ้า ใชตะก้ วเก่ั ือบร้อยละ 50 ของผลิตผลตะกวท่ั ้งหมดั และยงใชั ในร้ ูปตะกวอ่ั ินทรีย์ (Alkyl lead) เป็นสารเคมีที่ใช ้ เติมในน้ามํ นเบนซั ิน ใชในอ้ ุตสาหกรรมสี เช่น สีแดง ของตะกวออกไซด่ั ์ (Red lead) สีเหลือง จากตะกวโครเมต่ั (Lead chromate) สีขาว จากตะกวคาร่ั ์บอเนต (Lead carbonate) และ ตะกวซ่ั ลเฟตั (Lead sulfate) เป็นต้น

109

6.4.1. แหล่งของตะกวทั่ ปลี่ ่อยลงทะเล 6.4.1.1. แหล่งธรรมชาติ ตะก่ัวในธรรมชาติมีอยู่หลายรูปแบบ ที่พบกัน โดยทวไป่ั คือ Galena (lead sulfide) ตะกวในร่ั ูปน้ีมีองคประกอบของส์ ังกะสี ทองแดง เหล็ก และ แคดเมี่ยม ผสมอยดู้่ วยแต่มีในปริมาณนอย้ รูปแบบของตะกวอย่ั ่างอื่น ไดแก้ ่ Anglesite (Lead sulphate), Cerussite (Lead carbonate) และ Plattnerite (lead [IV] oxide) โอกาสพบตะกวท่ั ี่ เป็นอิออนอิสระในธรรมชาติมีน้อยมาก ความเขมข้ นเฉล้ ี่ยของตะกวในช่ั ้นเปลั ือกโลกมีประมาณ 1.6 g Pb ต่อดิน 100 กิโลกรัม จะเห็นได้วาม่ ีปริมาณน้อยมาก (Pain, 1995) ขบวนการสลายตวของหั ินโดยธรรมชาติเป็นแหล่งของตะกวจากธรรมชาต่ั ิที่ สําคัญ จากการประมาณปริมาณตะกวท่ั ี่มาจากธรรมชาติมีถึง 24.5 x 103 ตัน/ปี ในจานวนนํ ้ีกว่า 65% มาจากกระบวนการชะลางก้ ดกรั ่อนของหินในธรรมชาติ (Clark et al, 1997) 6.4.1.2. จากการกระทําของมนุษย์ ตะกวท่ั ี่เกิดข้ึนจากการกระทาของมนํ ุษย ์ เช่น การทาเหมํ ืองแร่ โรงงานถลุงแร่ตะกวหร่ั ือแร่ชนิดอื่น ตะกวในร่ั ูป Tetraalkyl lead มีการนามาใชํ ้ เติมในน้ามํ นเชั ้ือเพลิงเพื่อป้ องกนการนั ็อคของเครื่องยนต ์ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1923 การเผาไหมของ้ เครื่องยนต์จากการจุดระเบิดทาใหํ ตะก้ วในร่ั ูป Tetraalkyl lead กลายตะกวอน่ั ินทรีย์และถูกปล่อย สู่บรรยากาศ ปีละกวา่ 450,000 ตัน การเผาไหมจากโรงงานอ้ ุตสาหกรรม เป็นแหล่งที่สําคญอั ีก แหล่งหนึ่งในการปล่อยการตะกวออกส่ั ู่สิ่งแวดลอม้ บรรยากาศเป็นแหล่งรองรับสารตะกวท่ั ี่ถูก ปลดปล่อยออกมา จากน้นกั จะเคล็ ื่อนยายไปย้ งแหลั ่งอื่น เช่น ดิน และ นํ้า ปริมาณตะกวรวมท่ั ี่นํามาใชในแต้ ่ละปีมีประมาณ 43 ล้านตัน โดยส่วนใหญ่จะ อยในรู่ ูปโลหะทาแผํ นแบตเตอร่ ี่ สารตะกวท่ั ี่สูญเสียและปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอมจะอย้ ในรู่ ูป สารประกอบตะกว่ั (Lead Compound) ตะกวท่ั ี่มาจากธรรมชาติมีเพียงประมาณ 25,000 ตัน/ปี เท่าน้ัน การปล่อยตะก่ัวลงสู่ทะเลโดยมนุษย์ มีจํานวนเพ่ิมมากข้ึนหลังจากมีการปฏิวัติ อุตสาหกรรม (Industrial Revolution) แต่ปัจจุบนไดั ้หันมาใชสารชน้ ิดอื่นทดแทนเพื่อเติมใน นํ้ามนเพั ื่อลดปัญหาที่เกิดข้ึน สารชนิดน้ีคือ เมธิล เทอร์เทียรี บิวทิล อีเธอร์ (Methyl t-Butyl Ether : MTBE) ได้จากการผสมสารเคมีเขาด้ วยก้ นั เช่น ผสม Isobutylene กบั Methanol เร่ิมมีการใชงาน้ ในคริสตทศว์ รรศที่ 1980 สําหรับทดแทนสารตะกวในน่ั ้ามํ นเบนซั ินเพื่อช่วยใหการเผาไหม้ ้ดีข้ึน อยางไรก่ ็ตามสารชนิดน้ียังไม่ยืนยนถั ึงผลกระทบทางส่ิงแวดลอมท้ ี่จะเกิดข้ึน ทั้งน้ีเนื่องจากสาร ดังกล่าวมีคุณสมบัติระเหยเป็นไอได้ง่ายและรวดเร็ว ละลายน้าไดํ เล้ ็กนอยและซ้ ึมลงยงชั ้นนั ้าใตํ ้ ดิน และอยู่ในน้ําใต้ดินได้เป็นเวลานาน สามารถเกาะอยู่กบอนั ุภาคในน้าไดํ ้ ซึ่งจะกลายเป็น ตะกอนในที่สุด แต่ไม่พบการสะสมของ MTBE ในพืชและสตวั อย์ างม่ ีนัยสาคํ ัญ

110

6.4.2. พฤติกรรมของตะกวในแหลั่ ่งนํ้า ตะกวโดยท่ั วไปจะอย่ั ในรู่ ูป oxidation states มีประจุ +2 และ +4 ตะกวในร่ั ูป ประจุ +4 จะเปลี่ยนรูปได้ง่าย ส่วนในรูป +2 มักจะมีความคงที่ภายใตสภาพแวดล้ อมโดยท้ วไป่ั ตะกวม่ั ีทั้งในรูปตะกวอ่ั ินทรีย์ (Organic Form) และอนินทรีย์ (Inorganic Form) สารประกอบ ตะกว่ั อนินทรีย์จะมีความสามารถในการละลายน้าไดํ ้น้อย แต่สามารถละลายได้ดีเมื่อได้รับ ความร้อน และละลายได้ดีในกรดอินทรีย์ เช่น กรดไนตริก การกระจายของตะกวในทะเลข่ั ้ึนอยู่กบรั ูปแบบทางเคมี (Chemical Form) ลักษณะทางภูมิศาสตร์ คุณสมบัติของน้าทะเลํ เช่น pH ความกระดาง้ อุณหภูมิ และความเค็ม ของน้าทะเลํ ตะกวม่ั ีค่าครึ่งชีวิต (Half-life) ที่สั้น มีความสามารถในเปลี่ยนแปลงโดยการดูดซับ (Adsorption) การปลดปล่อย (Desorption) การตกตะกอน (Precipitation) การละลาย (Dissolution) รวมท้งปฏั ิกิริยารีดักชนโดยส่ั ่ิงมีชีวิต ที่สามารถลดความความเขมข้ นของตะก้ วใน่ั นํ้าทะเลได ้ ในตะกอนเป็นแหล่งที่สะสมตะกวท่ั ี่สาคํ ญในทะเลั โดยตะกวสามารถรวมต่ั วกั บั Ferromanganese oxide ในบริเวณเอสทูรี่และในมหาสมุทร ภายใตสภาวะไร้ ้ออกซิเจน - 2- - ตะกวสามารถรวมต่ั วกั บอั ิออนบางชนิด เช่น Cl , SO4 และ CO3 เป็น สารประกอบเชิงซอน้ รูปแบบของตะกวม่ั ีความซบซั อน้ โดยคาดตะกวในร่ั ูป PbOH+, PbCl+,

PbSO4 และ PbCO3 เป็นรูปที่พบกนโดยทั วไป่ั แต่ในสภาพความเคมส็ ูง ตะกวจะอย่ั ในรู่ ูป PbCO3 และ PbCl+ (Sadiq, 1992). 6.4.3. ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล ตะกวท่ั ี่เป็นองคประกอบอย์ ในทะเลู่ โดยปกติจะไม่เป็นพิษเมื่อเปรียบเทียบกบั โลหะชนิดอื่น จากการศึกษาพบวาท่ ี่ความเขมข้ นของตะก้ วส่ั ูงถึง 0.8 ppm. ในรูป Lead nitrate สามารถเพ่มการเจริ ิญเติบโตของแพลงคตอนพ์ ืชได ้ ทั้งน้ีเนื่องจากอิทธิพลของธาตุอาหารในรูปไน เตรท ที่เป็นองคประกอบอย์ นัู่ นเอง่ (Clark et al., 1997) จากการศึกษาผลต่อการสะสมตะกวใน่ั สาหร่ายสีเขียวแกมน้าเงํ ิน Aphanothece halophytica พบวาสาหร่ ่ายตวนั ้ีสามารถสะสมตะกวใน่ั อตราทั ี่เร็วมาก การสะสมจะอ่ิมตวทั ี่ 90 ไมโครกรัมต่อ 1 มิลลิกรัมน้าหนํ กแหั งสาหร้ ่าย ภายใน 1 ชัวโมง่ ที่จุดอ่ิมตวนั ้ี ตะกวท่ั ี่ถูกสะสมไวสามารถใช้ ้ EDTA ดูดซบออกมาั แสดงใหเห้ ็นวาการ่ สะสมตะกวของสาหร่ั ่าย เกิดข้ึนที่ผวิ เซลลเป์ ็นส่วนใหญ่ สาหร่ายจะมีความสามารถในการสะสม ตะกวลดลงเม่ั ื่ออายมากขุ ้ึน หอยแมลงภู่ (Mytilus spp) มีกลไกการลดความเป็นพิษ (Detoxifying Mechanism) ที่เกิด จากตะกว่ั โดยการเก็บสะสมตะกวในร่ั ูป Granule ในส่วนของ Digestive Gland จากเหตุผล

111

ดังกล่าว จึงมีการใช้หอยแมลงภู่เป็ นตัวตรวจสอบการเกิดปัญหามลพิษที่เกิดข้ึนจากตะก่ัว โดยทวไปหอยจะม่ั ีตะกวสะสมอย่ั ในประมาณตู่ ากวํ่ า่ 1 ppm (นํ้าหนกเปั ียก) ปลาทะเลจะมีการสะสมตะกวในปร่ั ิมาณน้อย โดยปกติจะอยู่ในช่วง 0.05-0.15 ppm (นํ้าหนกเปั ียก) มีการศึกษาในแมวน้าทํ ี่กินปลาเป็นอาหารไม่พบการสะสมของตะกวในร่ั ่างกาย ในนกทะเล พบระดบสารตะกั วมากกว่ั า่ 100 ppm. (นํ้าหนกแหั ้ง) อยในรู่ ูป Trialkyl lead ในส่วน ของตับ นกทะเลที่มีระดบของั Trialkyl lead สะสมในตบเพั ียง 0.5 ppm. จะทาใหํ เก้ ิดพิษโดยทาใหํ ้ ระบบประสาทกลามเน้ ้ือไม่ทํางาน และตายในที่สุด ปัจจุบันความสนใจในเรื่องการศึกษาการ ปนเป้ือนสารตะกวในทะเลและผลกระทบ่ั ยังมีการศึกษากนนั อย้ 6.4.4. ผลต่อสุขภาพของมนุษย์ ตะกวเข่ั าส้ ู่ร่างกายได ้ ทางปากโดยรับประทานอาหาร และ นํ้าดื่มที่ปนเป้ื อน ตะกว่ั ทางการหายใจ โดยเฉพาะจากไอเสียรถยนต ์ ส่วนการดูดซึมทางผิวหนัง ส่วนมากเกิดกบั บุคคลที่มีอาชีพ เกี่ยวของก้ บตะกั วเป่ั ็นส่วนใหญ่ โดยตะกวอ่ั ินทรีย์ ถูกดูดซึมเขาผ้ วหนิ งไดั ้ดี เคยมี การสํารวจดิน และฝุ่นบริเวณริมถนน ที่เป็นชุมชนหนาแน่น พบว่ามีปริมาณตะกวส่ั ูงถึง 7,500 ppm ขณะที่ค่าเฉลี่ยของผวดิ ินโลกเพียง 5-25 ppm พิษเร้ือรังของตะกว่ั จะค่อยๆแสดงอาการ ออกมา ภายหลงจากไดั ้รับสารตะกวท่ั ีละน้อย เขาส้ ู่ของเหลว ในร่างกาย และ ค่อยๆสะสม ใน ร่างกาย จนถึงระยะเวลาหนึ่ง อาจนานเป็นปี จึงแสดงอาการ ส่วนมาก เกิดกบบั ุคคลที่มีอาชีพที่ สัมผสกั บตะกั ว่ั ตะกวเม่ั ื่อเขาส้ ู่ร่างกาย ไม่วาทางใด่ จะถูกดูดซึมเขาส้ ู่ระบบไหลเวียนโลหิต ไปจับ กบเมั ็ดเลือดแดง แทนที่เหล็ก (Fe+2) ซึ่งเป็นโลหะที่จําเป็น ในการสร้างเม็ดเลือดแดง ทําให้เกิด อาการโลหิตจาง (Anaemia) และมีผลให ้ ปริมาณเหลกในน็ ้าเหลํ ือง เพิ่มข้ึนผดปกติ ิ ตะกวบางส่ั ่วน ไปสะสมในกระดูก ตะกว่ั (Pb+2) จะเขาไปแทนท้ ี่ แคลเซียม (Ca+2) ซึ่งเป็นโลหะ ที่จําเป็นในการ สร้างกระดูก และฟัน ทําให้มีอาการปวดตามข้อ กระดูกผ ุ และหกงั ่าย ถ้าไปสะสมที่รากฟัน ทําให้ เห็นสีม่วง หรือสีดําบริเวณเหงือก บางคร้ังเรียกว่า เส้นตะกว่ั (Lead line) ฟันหลุดได้ง่าย มีผู้วิจัย พบว่าตะกว่ั สามารถเกาะกบกระดั ูกในร่างกาย ไดนานถ้ ึง 32 ปี และยงสะสมในไขมั ัน ระบบ ประสาท สมอง ระบบน้าเหลํ ือง ตับ และไต 6.5. ทองแดง (Copper) ทองแดงพบโดยทวไปในห่ั ินและแร่บนพ้ืนโลก มีค่าความเขมข้ นประมาณ้ 4.5 g/g ของน้าหนํ กแหั ้ง ในดินมีค่าความเขมข้ นอย้ ในชู่ ่วง 2 - 100 g/g ของน้าหนํ กแหั ้ง แร่ทองแดง มี ชื่อเรียก เช่น Cuprite, Malachite, Azunite, Chalcopyrite และ Bornite ในแร่ทองแดงมีซลไฟดั ์ (Sulfide) ประกอบอยประมาณู่ 75%

11 2

6.5.1. แหล่งทองแดงทลงสี่ ู่ทะเล ทองแดงที่ลงสู่สิ่งแวดลอมจากกระบวนการทางธรรมชาต้ ิโดยขบวนการชะลาง้ (Weathering Process) และจากกิจกรรมของมนุษย ์ ปริมาณทองแดงที่ปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอมในแต้ ่ ละปีประมาณ 200,000 ถึง 373,000 ตัน ทั้งหมดน้ีประมาณ 40-70% มาจากกระบวนการชะลาง้ ตามธรรมชาติ ดังแสดงในตารางที่ 6.2.

ตารางที่ 6.2. ปริมาณของทองแดงที่ปล่อยลงสู่สภาพแวดลอม้

แหล่ง ปริมาณทปลี่ ่อย (ตัน/ปี ) ขบวนการชะลางตามธรรมชาต้ ิ 80,000 - 250,000 ขบวนการผลิตแร่ทองแดง 37,000 ขบวนการผลิตเหลกและเหล็ กกล็ ้า 10,500 การเผาไหม้ 300 - 12,000 นํ้าทิ้ง 42,000 สูญเสียขณะใช ้ 31,000 ปริมาณท้งหมดั 200,000 - 373,000 ที่มา : Demayo and Taylor, (1981)

แหล่งของทองแดงที่มาจากกิจกรรมของมนุษย ์ ไดแก้ ่ การกดกรั ่อนทองเหลืองและท่อ ทองแดงโดยน้ํากรด นํ้าทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม และการใช้สารประกอบทองแดง เช่น Copper sulphate เป็นสารกาจํ ดพั ืชน้าํ (Aquatic Algicide) ทองแดงที่มาจากแหล่งอุตสาหกรรม เช่น โรงงานถลุงแร่ทองแดง โรงงานผลิตลวดทองแดง แผงวงจรไฟฟ้ า โรงงานผลิตเหล็กและ เหลกกล็ ้า และ การเผาไหม้ของถ่านหิน เป็นต้น คามาตรฐานขององค่ ประกอบของทองแดงท์ ี่เป็น องคประกอบในน์ ้าทํ ิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมในประเทศอาเซียน ดังแสดงในตารางที่ 6.3

113

ตารางที่ 6.3. ค่ามาตรฐานขององคประกอบของทองแดงท์ ี่เป็นองคประกอบในน์ ้าทํ ิ้งจากโรงงาน อุตสาหกรรมในประเทศอาเซียน

ประเทศ ชนิดของนํ้าทิ้ง ค่ามาตรฐาน (mg/L) เอกสารอ้างอิง อินโดนีเซีย Waste water effluent 1 - 5 BAPEDAL, 1990 มาเลเซีย Industrial and 0.2 (Standard A) DOE, 1979 domestic effluents 1.0 (Standard B) ประเทศไทย Industrial effluents 1.0 PCD, 1994 สิงคโปร์ Trade effluents 1.0 (water course) - 0.5 mg/L (controlled water course)

6.5.2. พฤติกรรมของทองแดงในแหล่งนํ้า ความเขมข้ นของทองแดงในร้ ูปของสารประกอบและสารประกอบเชิงซ้อนในน้าํ ขึ้นอยกู่ บปั ัจจยทางเคมั ี เช่น pH อุณหภูมิ ความเค็ม ความเขมข้ นของซ้ ลไฟดั ์และสาร Organic Ligands เช่น Humic acid, Fulvic acids และผงซกฟอกั (Detergent) ทองแดงในรูป Copper (I) ion หรือ Cu+ มักอยในสภาวะไมู่ ่คงที่ในสภาพธรรมชาติ โดยทวไป่ั (pH 6-8 และน้ามํ ีออกซิเจน) โดยมกจะถั ูกออกซิไดซ์ไปอยในรู่ ูป copper (II) ทองแดง ในรูป Copper (II) จะสามารถละลายไดในน้ ้าทํ ี่มี pH ตาํ่ สารประกอบ Copper (II) chloride, Copper (II) nitrate และ Copper (II) sulphate สามารถละลายได้ดีในน้าํ ทองแดงในรูป Copper (II) ion มีปฏิกิริยาที่รุนแรงกบสารอั ินทรีย์และสารอนินทรีย์บางชนิดที่เป็นองคประกอบอย์ ในนู่ ้าํ ตามธรรมชาติ เช่น Carbonate, Phosphate, Amino acids และ Humic acids เกิดเป็นสารประกอบ เชิงซ้อนแลวตกตะกอน้ หรือดูดซับอยู่กบสารแขวนลอยั อย่างไรก็ตามสารประกอบดงกลั ่าว สามารถละลายไดหากแหล้ ่งน้ามํ ีสภาวะ pH ตํ่า ดังที่ไดกล้ ่าวขางต้ ้น สัดส่วนของทองแดงที่ รวมอยกู่ บสารแขวนลอยแลั วเคล้ ื่อนยายผ้ านทางแม่ ่นํ้ามีค่าประมาณ 20-90% (Han and Hung, 1990; Ho et al.,1993). แบคทีเรียสามารถปลดปล่อยทองแดงได้ในกรณีที่ทองแดงมีการรวมตัวกับ สารอินทรีย์ ทองแดงเมื่อมีการเคลื่อนยายลงส้ ู่บริเวณเอสทูรี่ และในทะเลซึ่งมีค่า Ionic Strength มากกวาในน่ ้าจํ ืด ทําใหทองแดงสามารถรวมต้ วกั บคอลลอยดั ์ (Colloids) และสารแขวนลอยในน้าํ ส่วนทองแดงที่ยังเหลืออยสามารถรวมตู่ วกั บของแขั ็ง (Solid) ในบริเวณที่มีการผสมผสานของ

114

มวลน้าและตกตะกอนในบรํ ิเวณเอสทูรี่ ดังน้นบรั ิเวณเอสทูรี่เป็นแหล่งที่สําคญทั ี่สะสมทองแดงที่ ถูกเคลื่อนยายผ้ านทางแม่ ่นํ้าต่างๆ ในรูป Particulate Form พิษของทองแดงต่อส่ิงมีชีวิตในน้าขํ ้ึนอยกู่ บั Free Copper (II) Ion และสารประกอบ เชิงซอน้ ไฮดรอกซี่ (Hydroxy- complexes) อยางไรก่ ตามส็ ัดส่วนของ Free copper (II) ion มี ค่าตํ่า อาจมีค่าน้อยกว่า 1% ในแหล่งน้าประเภทํ Eutrophic water ซึ่งทองแดงมกอยั ู่ในรูป สารประกอบเชิงซอนมากกว้ ่า สารประกอบเชิงซอนของทองแดงก้ บสารอั ินทรีย์และสารอนินท รีย์ที่ตกตะกอนจะมีความเป็นพิษนอยเม้ ื่อเทียบกบั Free copper (II) ion 6.5.3. ทองแดงในสิ่งมีชวตในทะเลิ ทองแดงถือเป็นธาตุที่มีความจาเปํ ็นสาหรํ ับสัตวทะเล์ โดยพบระดบความเขั มข้ ้น ที่สูงในกลุ่ม Dacapods, Crustaceans, Gastropod และ Cephalopods. โดยเป็นองคประกอบอย์ ในู่ Respiratory Pigment ที่เรียกวา่ Haemocyanin โดยทองแดงส่วนเกินหรือมีมากเกินไปจะมีการ สะสมในส่วนของตับ ในปลาหมึกพบทองแดงในส่วนของตบสั ูงถึง 4,800 ppm ในส่วนของ Hepatopancreas ของกุงม้ งกรพบสั ูงถึง 2,000 ppm ในหอยนางรมพบทองแดงอยสูู่ งในส่วนของ Leucocytes และเมดเล็ ือด (Blood Cell) โดยพบสูงถึง 20,000 ppm ในแพลงกตอน์ ปลาทะเล และหอยทะเล ในพ้ืนที่ที่มีการปนเป้ือนของทองแดง เมื่อเปรียบเทียบกบพั ้ืนที่ที่ไม่มีการปนเป้ือน พบไม่มีการสะสมในห่วงโซ่อาหาร และในปลากิน เน้ือซึ่งผบรู้ ิโภคสูงสุดในระบบห่วงโซ่อาหารไม่พบการสะสมของทองแดงแต่อยางใด่ ในพวก Polycheate ความเขมข้ นของทองแดงในเซลล้ ์จะสัมพนธั ์กบความั เขมข้ นในตะกอน้ (Sediment) โดยจะพบทองแดงสะสมในส่วนของ Epidermal Cell ตัวอ่อนของ หอยสองฝาจะไว (Sensitive) ต่อสารทองแดง และตายไดหากม้ ีระดบความเขั มข้ นส้ ูง พวกหอยสองฝาที่เล้ียงในน้าทํ ี่มีการปนเป้ือนทองแดง ก็จะมีการสะสมและถ้า หากมีการสะสมอยมากกู่ ็จะทาใหํ ้เน้ือมีลักษณะเป็นสีเขียว โดยค่า Concentration factor ที่ใช้ สาหรํ ับหอยนางรมมีค่า 7,500 มนุษย์มีความเสี่ยงจากการได้รับทองแดงโดยการบริโภคอาหาร ทะเล โดยมีกาหนดคํ าความเข่ มข้ นท้ ี่อันตราย (Lethal Dose) ประมาณ 100 มิลลิกรัม อยางไรก่ ตาม็ ระดบความเขั มข้ นของทองแดงเพ้ ียง 5.0-7.5 ppm ในอาหารกสามารถท็ าใหํ รสชาต้ ิของอาหารไม่ น่ารับประทาน 6.6. ดีบุก (Tin) ดีบุกมีการใชเป้ ็นวสดั ุโครงสร้างและสารเคมีเพื่อจุดประสงคหลายอย์ าง่ ดีบุกในรูปของ Methyltin compounds จากมาจากธรรมชาติ ส่วนในรูปของ Tributytin (TBT) มาจากกิจกรรม ของมนุษย ์ (Tong et al., 1996) ในแต่ละปี ปริมาณดีบุกกวา่ 91 ตัน ในรูป Triorganotin biocides 115

ถูกปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอม้ สารประกอบ Organotin มีคุณสมบัติฆ่าเช้ือราและและแบคทีเรียได้ดี เช่น Tributyltin oxide มีการใชอย้ างกว่ ้างขวางในองค์ประกอบของสีทาไม ้ สีทาเรือ และในระบบ หล่อเย็น สารประกอบ Tributyltin fluoride ใช้กาจํ ดสั ่ิงมีชีวิต (Biocide) จึงนิยมใชเป้ ็น องคประกอบของส์ ีทาบาน้ สารประกอบ Tributyltin chloride ใช้กาจํ ดแบคทั ีเรีย (Bactericide) และเช้ือรา (Fungicide) ในโรงงานฟอกหนังและเป็นส่วนประกอบในสีทาไม ้ สารประกอบ Tributyltin maleate และ Tributyltin methacrylate ใช้กาจํ ดแบคทั ีเรียและเช้ือราในโรงงานทอผ้า (Moore et al., 1992) สาร Tributyltin (TBT) นิยมใชเป้ ็นองคประกอบในส์ ีทาเรือเดินทะเลเพื่อ ป้ องกนสั ่ิงมีชีวิตที่มาเกาะทองเร้ ือ เช่น เพรียง (Barnacle) และหอยสองฝาบางชนิด ปัจจุบัน สาร TBT มีการประกาศห้ามใชในประเทศพ้ ฒนาแลั ้ว ประเทศสหรัฐอเมริกา แคนาดา ออสเตรเลีย และฮ่องกง ไม่อนุญาตใหใช้ ้สีทาเรือที่มีองคประกอบของ์ TBT ทาเรือที่มีขนาดความยาวนอยกว้ า่ 25 เมตร ยกเวนเร้ ือที่ทําดวยอล้ ูมิเนียม (Evans et al., 1995) อยางไรก่ ตาม็ เรือที่มีความยาวลาเรํ ือ มากกวา่ 25 เมตร ยังเป็นตวการสั าคํ ญในการปลั ่อยสาร TBT ลงสู่ทะเล โดยเฉพาะบริเวณ ท่าเรือขนส่งต่าง ๆ สารประกอบ Organotin มีการใชในการก้ าจํ ดหอยั (Molluscicide) ในบ่อเล้ียง สัตว์นํ้า การจากํ ดการใชั สาร้ TBT สําหรับทาเรือยงมั ิได้ดาเนํ ินการในบางประเทศในแถบเอเซีย ตะวนออกเฉั ียงใต ้ แต่อันตรายจากการใชสารชน้ ิดน้ีได้รับความสนใจมากข้ึนในปัจจุบัน 6.6.1 พฤติกรรมของสาร Tributyltin (TBT) ในสิ่งแวดล้อม สาร Tributyltin (TBT) เป็นสาร Organotin compound ซึ่งประกอบดวย้ Butyltin รวมตวกั บอั ิออนลบ (Anions) ไดแก้ ่ Chloride, Fluoride, Oxide, Hydroxide, Carboxylate หรือ Thiolate คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสาร Organotins มีความแตกต่างกนั โดยใน โครงสร้างทางเคมีประกอบดวยพ้ นธะโควาเลั นท้ ์ (Covalent) ระหว่างคาร์บอน กบั ดีบุก (Sn-C)

อยางน่ อย้ 1 พันธะ มีสูตรโดยทวไป่ั คือ RnSnX4-n (n = 1 - 4; R = alkyl หรือ aryl group; X = H, หรือ halogen) การที่ในโครงสร้างประกอบดวย้ aryl หรือ alkyl group จะทาใหํ สารประกอบ้ ดังกล่าวมีความเป็นพิษต่อส่ิงมีชีวิตมากข้ึน สารประกอบ Organotins สามารถแบ่งออกไดเป้ ็น Monoorganotin, Diorganotin, Triorganotin และ Tetraorganotin ขึ้นอยกู่ บจั านวนของํ Organic group (n) ที่เป็นองคประกอบอย์ ู่ โดยกลุ่มที่มี Organic groups เท่ากบั 3 จะมีความเป็นพิษสูงสุด ดังน้นสารประกอบั Triorganotin โดยเฉพาะในรูป Trimethyltin, Tributyltin และ Triphenyltin จึง มีการศึกษาถึงความเป็นพิษต่อสภาพแวดลอมมากเป้ ็นกรณีพิเศษ โดยทวไปสารประกอบ่ั Organotin สามารถละลายไดในช้ ่วง 5 – 50 มิลลิกรัม/ ลิตร สารประกอบ Organotin ที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลมากและมีจํานวน Organic group เกาะอยมากจะู่ มีความสามารถละลายน้าไดํ ้น้อยลง ในน้าทะเลซํ ึ่งมีคลอไรด ์ (Chloride) เป็นองคประกอบอย์ ู่ ทํา 116

ใหการละลายได้ ของ้ TBT และ สารประกอบ Triphenyltin compounds น้อยลง ทั้งน้ีเนื่องจากสาร Organotin สามารถรวมกบคลอไรดั ์ กลายเป็น Organotin chloride สาร Organotins ที่ใช้กนั ในทางการค้ามกจะเปั ็นประเภทที่ละลายน้าไดํ ้น้อย แต่สามารถคงสภาพอยในตะกอนไดู่ ยาวนาน้ สาร TBT สามารถปนเป้ือนลงสู่สิ่งแวดลอมในทะเลได้ เน้ ื่องจากการหลุดลอก ของสีที่ใชทาล้ าเรํ ือ ทั้งในรูปที่ละลายน้าและรํ ูปที่รวมตวกั บตะกอนทั ี่มีขนาดอนุภาคเลกกว็ ่า 0.2 m ที่ระดับ pH 8 สารประกอบ TBT ในสภาวะสมดุลย ์ สามารถพบได ้ 3 รูปแบบ คือ TBT- chloride, TBT-hydroxide และ TBT-carbonate แต่ที่ระดับ pH ตํ่ากวา่ 7 สารประกอบ TBT จะอยู่ ในรูป Tributyltin chloride และ Aquo complex (TBTOH2+) ส่วนที่ระดับ pH 10 ในสภาวะ สมดุลย ์ สามารถพบ TBT ในรูป TBT-hydroxide และ TBT-carbonate (Laughlin et al., 1986) การสลายตวของสารประกอบั Organotin จะเป็นไปในลกษณะการสั ูญเสีย alkyl หรือ aryl groups ที่เป็นองคประกอบอย์ ู่ ดังแสดงในกระบวนการดานล้ ่าง:

R4Sn  R3SnX  R2SnX2  RSnX3  SnX4

มีหลายกระบวนการที่สามารถทาลายํ Sn-C bond เช่น รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต รังสี แกมม่า ขบวนการทางชีวภาพและเคมี เป็นต้น ขบวนการระเหยของสารประกอบ Organotins ทั้ง ในรูป Monoorganotin, Diorganotin และTriorganotin จะเกิดข้ึนได้น้อยมาก ทั้งน้ีเนื่องจาก สารประกอบเหล่าน้ีดูดซบและตรั ึงแน่นอยกู่ บอนั ุภาคของสารแขวนลอยและตะกอน การบวนการ ดูดซับสาร Organotin กบอนั ุภาคของสารแขวนลอย เป็นกระบวนการที่สําคญในการลดสารั Organotin ในน้าํ ขบวนการสลายโดยพวกจุลชีพ เป็นขบวนการสาคํ ญในการสลายสารั Organotin ในส่ิงแวดลอมเช้ ่นกนั โดยเรียกขบวนการสลาย TBT โดยส่ิงมีชีวิตว่า Debutylation โดย ขบวนการน้ีจะลดจานวนํ Organic group จาก Tributyltin เป็น Dibutyltin และ Monobutyltin ตามลาดํ ับ จนกลายเป็นดีบุกอนินทรีย์ (Inorganic Tin) ในที่สุด ปัจจัยทางด้านสภาพแวดลอม้ เช่น อุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ํา และชนิดของจุลชีพ มีบทบาทสําคัญในการสลาย สารประกอบ TBT โดยกระบวนการ Debutylation ในแหล่งน้าชายฝํ ่ังและในทะเล จะมีค่าครึ่ง ชีวิต (Half-life) อยประมาณู่ 5 ถึง 20 วัน 6.6.2. ผลของสาร TBT ต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล TBT เป็นสารที่มีพิษรุนแรงและเป็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตในทะเล โดยเฉพาะ กลุ่ม Planktonic Organism พบมีความเขมข้ นส้ ูงในบริเวณท่าเรือต่างๆ สาร TBT มีผลต่อการ เกิดข้ึนมาทดแทน (Recruitment) ของหอยสองฝาบางชนิด เช่น หอยเชลล์และหอยนางรม 117

เนื่องจากเป็นอนตรายสั ูงต่อตวอั ่อนของลูกหอยแมจะม้ ีระดบความเขั นข้ นท้ ี่ตํ่า ผลในระดับ Sub- lethal สารTBT จะมีผลกระทบมากกบการทั าฟารํ ์มเล้ียงหอย โดยระดบสารั TBT ที่ตํ่ากวา่ 0.01 g/l สามารถลดการเจริญเติบโต ทําใหหอยม้ ีลักษณะเปลือกหนาแต่มีเน้ือนอย้ ไม่เป็นที่ต้องการ ของตลาด นอกจากน้ี TBT มีผลต่อการพฒนาสั ่วนของอวยวะสั ืบพนธั ุ์ของพวก Gastropod หรือที่ เรียกวา่ Imposex ซึ่งเกี่ยวของก้ บการเปลั ี่ยนแปลงการทางานของระบบฮอรํ ์โมน ทาใหํ ระบบการ้ สืบพนธั ุ์ล้มเหลว ในอุปกรณ์ประมงหลายชนิด เช่น อวนจะมีการเคลือบ organotin เพื่อป้ องกนั ปัญหา การเกาะของส่ิงสกปรกต่างๆ สาร Organotin จะไม่สลายโดยความร้อนขณะปรุงอาหาร อยางไรก่ ตาม็ TBT สามารถเปลี่ยนรูปในน้าทะเลไปอยํ ในรู่ ูปไม่เป็นอนตรายภายในั 1-2 สัปดาห์

ตารางที่ 6.4. ความเขมข้ นของสาร้ TBT ในตะกอนตามสถานที่ต่างๆ ในประเทศไทย

สถานที่ ความเขมข้ ้น เอกสารอางอ้ ิง (นาโนกรัม/กรัม นํ้าหนกแหั ้ง แหล่งเพาะเล้ียงสตวั ์นํ้าชายฝ่ัง 4 - 81 Kan-Atireklap et al., (1997) ท่าเรือประมง 9 - 880 ท่าเรือนอกชายฝ่ัง 36 - 4,500

6.7. สารหนู (Arsenic) สารหนูเป็นธาตุกึ่งโลหะ พบได้ทัวไปในส่ ่วนประกอบของหิน ถ่านหินและดิน ในสมัย โบราณสารหนูเป็นที่รู้จักกนในชั ื่อ Orpiment โดยพวกกรีก และโรมนเปั ็นผเรู้ ่ิมเรียกว่าสารหนู (Arsenic) คนจีนใชสารหน้ ูเป็นส่วนประกอบของยาสมุนไพรหลายชนิดเมื่อประมาณกวา่ 2-3 พัน ปีมาแล้ว สารหนู (Arsenic) เป็นสารก่อมะเร็งโดยที่มีนํ้าหนกอะตอมั 74.9216 โดยพบสารหนูได ้ 2 แบบคือ สารหนูอินทรีย(Organic)์ และสารหนูอนินทรีย์ (Inorganic) สารหนูอินทรีย์เป็นพิษ น้อยกว่าสารหนูอนินทรีย์ สารหนูเกิดข้ึนไดเองท้ ้งตามธรรมชาตั ิ และดวยฝ้ ีมือมนุษย ์ ใน ธรรมชาติ การชะลางของห้ ินและแร่ที่มีสารหนูเป็นองคประกอบ์ เช่น อาร์ซีโนไพไรท ์ (FeAsS) ทําใหพบสารหน้ ูทัวไปในส่ ่ิงแวดลอม้ โดยเฉพาะในดิน พบได้ตั้งแต่ 0.1 - 40 มิลลิกรัม/กิโลกรัม กิจกรรมการดาเนํ ินชีวิตของมนุษย ์ ทําใหสารหน้ ูในส่ิงแวดลอมเพ้ ่ิมปริมาณข้ึน เช่น การทาเหมํ ือง แร่ การถลุงโลหะ การใช้ปุ๋ ยและยาฆ่าแมลงในการเกษตร อาร์เซนิคไตรออกไซด์ (Arsenic

118

trioxide) ถูกนามาใชํ ทางการค้ าและการเกษตรท้ วโลกประมาณป่ั ีละ 50,000 ตัน โดยใชเป้ ็น วัตถุดิบของยากาจํ ดศั ตรั ูพืช ยาฆ่าแมลง ยาฆ่าวชพั ืช นํ้ายาถนอมเน้ือไม ้ บางคร้ังผสมในอาหาร สัตว ์ ในยาคนและยาสตวั ์ รวมท้งใชั ผสมโลหะท้ าอํ ุปกรณ์อิเลกโทรน็ ิคส์ การปนเป้ือนสารหนูใน ทะเลส่วนใหญ่จะมาจากธรรมชาติ โดยเฉพาะในบริเวณที่มีการทาเหมํ ืองแร่ Metalliferous

6.6.1. แหล่งของสารหนูที่ปนเปื้อนในทะเล ในช้นของเปลั ือกโลกพบความเขมข้ นของสารหน้ ูประมาณ 1.5 - 2.0 มิลลิกรัม/ กิโลกรัม โดยสารหนูที่พบในธรรมชาติรวมอยกู่ บดั ินดวยพ้ นธะทั ี่แขงแรง็ โดยเฉพาะในบริเวณที่ มีแร่ดินเหนียวและสารอินทรีย์เป็นองคประ์ กอบอยมากู่ (IPCS/WHO, 1992) สารหนูถูกนาลงสํ ู่ สิ่งแวดลอมโดยขบวนการทางธรรมชาต้ ิมีประมาณ 45,000 ตัน/ปี และเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ มีประมาณ 28,000 ตัน/ปี (Neff, 1997) สารหนูในรูปของ Arsenic (III) oxide เป็นรูปแบบที่ใชใน้ ขบวนการผลิตสารกาจํ ดแมลงั (Insecticide) วัชพืช (Herbicide) เช้ือรา (Fungicide) สาหร่าย (Algicide) ผลิตภณฑั ยา์ (Pharmaceutical Products) (IPCS/WHO, 1992) กิจกรรมที่ปล่อยลงสู่ สิ่งแวดลอม้ ไดแก้ ่ การผลิตและอบแร่ซัลไฟด์ การเผาไหมของน้ ้ามํ นเชั ้ือเพลิง นํ้าทิ้งจากการทํา เหมืองแร่ และ การชะลางผ้ ิวดิน เป็นต้น ปริมาณสารหนูถูกนาลงสํ ู่ทะเลผานทางบรรยากาศจะม่ ี ปริมาณนอยเม้ ื่อเปรียบเทียบกบการนั าลงสํ ู่ทะเลผานทางแม่ ่นํ้า ดังแสดงในตารางที่ 6.5

ตารางที่ 6.5.ปริมาณของสารหนูที่ถูกนาลงสํ ู่แหล่งน้าชายฝํ ่ัง

จากบรรยากาศ โดยธรรมชาติ 7,800 ตัน/ปี โดยกิจกรรมของมนุษย ์ 18,800 ตัน/ปี จากแม่นํ้า 88,000 ตัน/ปี ที่มา : Magos (1990)

6.6.2. พฤติกรรมของสารหนูในสิ่งแวดล้อม สารหนูมีทั้งแบบอินทรีย์และอนินทรีย์ แต่รูปแบบที่สําคญและมั ีผลกระทบมาก ต่อส่ิงมีชีวิต คือ รูปสารหนูอนินทรีย์แบบ Trivalent (As III) และ Pentavalent (As V) สารหนูมี ความซับซ้อนในวฏจั กรชั ีวธรณีเคมีในทะเล และมีความเป็นพิษต่อสัตวทะเลรวมถ์ ึงอตรายถั ึง ผู้บริโภคข้นสั ุดทาย้ คือ มนุษย ์ ในแหล่งน้าํ สารหนูสามารถอยในรู่ ูปสารประกอบที่มีความคงที่ ซึ่งมี Oxidation State 4 รูปแบบ คือ +5, +3, 0, และ –3 ภายใตสภาพร้ ีด็อกที่แตกต่างกนั (Soto et 119

al., 1993; Neff, 1997) สารหนูในแหล่งน้าธรรมชาตํ ิจะพบอยในรู่ ูป Arsenate (As V) (Madsen, 1992; Soto et al., 1993) มีปริมาณนอยท้ ี่พบในรูป Arsenite (As III) และรูป Methylated arsenical ในสภาพที่มีออกซิเจน และ pH ตํ่า สารหนูในรูป Arsenate (As V) จะถูกรีดิ้วไปอยรูปู่ Arsenite (As III) ซึ่งมีความเป็นพิษที่สูงกวา่ (Madsen, 1992) สารหนูในรูป Arsenite (III) สามารถถูก ออกซิไดซ์ ไปอยในรู่ ูป Arsenate (V) ไดโดยแบคท้ ีเรีย ถ้าหากในน้าทะเลอยํ ในสภาวะมู่ ีออกซิเจน หรือเปลี่ยนกลบไปอยั ในรู่ ูป Arsenite (III) เรียกกระบวนน้ีวา่ Biomethylation (Magos, 1990). รูปสารหนูอินทรีย์ (Organic forms) ในทะเลพบได ้ 2 รูปแบบ คือ Methylarsonic acid (MMA) และDimethylarsinic acid (DMA) (Neff, 1997) บรรยากาศเป็นแหล่งหนึ่งในการเคลื่อนยายสารหน้ ูลงสู่มหาสมุทร ทั้งในรูปอนุภาค (Particulate Phase) และรูปที่ละลาย (Dissolved Phase) ในบริเวณชายฝ่ังและเอสทูรี่ สารหนูจะ เคลื่อนยายลงมาในร้ ูปองคประกอบของอน์ ุภาค โดยขบวนการกดกรั ่อนแร่ Arsenopyrites และ สารหนูในรูป Arsenate และ Arsenite ที่เป็นองคประกอบอย์ ในตะกอนู่ ในทะเลเปิด สารหนูจะ พบในรูปที่ละลาย (Dissolved form) เป็นส่วนใหญ่ การกระจายของสารหนูในทะเลมีความ แปรปรวนค่อนขางน้ อย้ การเคลื่อนยายสารหน้ ูในรูปแบบต่างๆ โดยส่ิงมีชีวิตอาจทาใหํ ้มีผลต่อ การกระจายของสารหนูในบางพ้ืนที่ 6.6.3. ผลของสารหนูต่อสิ่งมีชีวิต ในสาหร่ายทะเล มีองคประกอบของสารหน์ ูอยู่ในรูป Carbohydrate compound ใน สิ่งมีชีวิตในทะเล เช่น สาหร่ายทะเล กุง้ ปู และปลา มีการสะสมสารหนู แต่การสะสมไม่เพ่ิมข้ึน ผานทางระบบของห่ ่วงโซ่อาหาร พิษของสารหนูจะข้ึนอยกู่ บรั ูปแบบ (Forms) โดยสารหนูที่อยู่ ในรูป Trivalent จะมีความเป็นพิษสูงกว่ารูป Pentavalent ในสัตวทะเลจะม์ ีสารหนูเป็น องคประกอบอย์ ในรู่ ูป Arsenobutaine ซึ่งเป็นรูป Pentavalent ซึ่งไม่เป็นอนตรายั ความเป็นพิษ ของ สารหนูอนินทรีย์ ในรูป Arsenic trioxide ที่มีต่อมนุษยเป์ ็นที่รู้จักกนดั ี โดยมีค่า Lethal Dose อยระหวู่ ่าง 50-300 มิลลิกรัม การสูดเอาสารหนูอนินทรีย์ สามารถทาใหํ ้เกิดมะเร็งในระบบ ทางเดินหายใจ การดื่มน้าทํ ี่มีสารหนูเป็นองคประกอบอย์ ู่อาจทาใํ ห้เกิดมะเร็งในถุงน้าดํ ี ตับ ไต และผวหนิ ัง ได ้

6.7. เงิน (Silver) เงิน ได้มีการนามาใชํ ในการท้ าอํ ุปกรณ์ถ่ายรูป ขดลวดกึ่งตวนั ํา แบตเตอรี่ เหรียญกษาปณ์ อุปกรณ์อิเลกโทรน็ ิค และเป็นตวเรั ่งปฏิกิริกยา (Catalyst) เป็นต้น การปนเป้ือนเงิน จะมาจากการ ทําเหมืองแร่ การถลุงแร่ และจากน้าทํ ิ้งต่างๆ ที่ปล่อยลงสู่น้ําทะเล ในน้ําทะเลจะมีเงินเป็น 1 20

องคประกอบอย์ ตํู่่ ามาก คือ 0.1-0.3 นาโนกรัม/ลิตร เงินที่เป็นองคประกอบอย์ ในตะกอนจะอยู่ ในู่ สภาวะออกซิไดซ์ เงินพบมีการสะสมในส่ิงมีชีวิตในทะเลบางชนิด (Bioaccumulation) เช่น แพลงกตอนพ์ ืช สาหร่ายทะเล และหอยนางรม ขณะเดียวกนกั ็พบในระดบความเขั มข้ นต้ าในกลํ่ ามเน้ ้ือปลาทะเล กุง้ ปลาหมึก และหอยฝาเดียว ในตะกอนบริเวณปากแม่นํ้าพบมีค่าที่สูง และมีการสะสม ในสัตว์ หลายชนิด ระดบความเขั มข้ ้นของเงิน 1-14 g/l พบเป็นอนตรายตั ่อตวอั ่อนของหอยสองฝา แม้ว่าเงินจะมีความเป็นพิษสูงแต่ยังไม่ปรากฎการเกิดความเป็นพิษจากการปนเป้ือนในที่ต่าง ๆ นอกจากน้ียังไม่มีเกณฑ์ที่ใช้กาหนดคํ ามาตรฐานในอาหารทะเล่ ที่ไม่เป็นอนตรายั

6.8. เหล็ก (Iron) เหล็ก เป็นโลหะที่ไม่ค่อยสร้างปัญหาจากการปนเป้ือนลงสู่ทะเล แหล่งของเหลกท็ ี่เติมลง สู่ทะเล จะการนาตะกอนทํ ี่ลักษณะสีแดง (Red Mud) ที่ได้จากการนาสารํ Titanium dioxide ไปทิ้ง ทะเล ซึ่งสาร Titanium dioxide เป็นสารที่นํามาใชผสมส้ ี ทดแทน Lead oxide เพื่อลดปัญหา อนตรายจากตะกั วท่ั ี่จะเกิดข้ึนกบมนั ุษย ์ การนาเอาตะํ กอนที่มีองคประกอบของเหล์ กไปท็ ิ้งทะเล จะส่งผลต่อส่ิงมีชีวิตในทะเลได ้ โดยเฉพาะพวกสัตวหน์ าด้ ิน (Benthose) เหลกท็ ี่ตกตะกอนในรูปของ Hydrate oxide หรือ ตะกอน ของเหลกในร็ ูป Iron oxide สามารถเกาะติดกบไขั ปลาและต่ วอั ่อนส่งผลต่อการฟักและการพฒนาั ของตวอั ่อน ในหอยแมลงภู่ (Mytilus edulis) ที่ได้รับสารประกอบของเหลกจะม็ ีผลทาใหํ ้สูญเสีย นํ้าหนัก มีอตราการตายั สูง มีการขบขั ้ีเทียม (Pseudofaeces) มากผดปกติ ิ นอกจากน้ีสารประกอบ ของเหลกในร็ ูป Iron hydroxide มีผลทาใหํ สเปอมร้ ์ (Sperm) รวมตวกั นเปั ็นกลุ่มและลดอตราการั ผสมติดของไขก่ บนั ้าเชํ ้ือ (Fertilization)

6.9. นิเกล (Nickel) นิเกล เป็นโลหะหนัก (Heavy Metal) ที่สําคญทั ี่มีการสะสมในตะกอน โดยเฉพาะใน บริเวณปากแม่นํ้าในเขตพ้ืนที่อุตสาหกรรม นิเกลใชในอ้ ุตสาหกรรมโลหะต่างๆ เช่น ใชผสม้ อุปกรณ์อิเลกโทรน็ ิค แบตตอรี่ และเป็นตวเรั ่งปฏิกิริยาต่าง ๆ นํ้ามนเชั ้ือเพลิงมีนิเกลเป็นองคประกอบอย์ สูงู่ ดังน้นการเผาไหมั ้นํ้ามนเชั ้ือเพลิงเป็นการ เพ่ิมนิเกลสู่บรรยากาศ อยางไรก่ ตามแหล็ ่งที่เติมนิเกลลงสู่ทะเลที่สําคญกั คื็ อจากแม่นํ้า และน้าทํ ิ้ง จากชุมชนต่างๆ ในน้าทะเลโดยทํ วไปจะม่ั ีนิเกล เป็นองคประกอบอย์ ประมาณู่ 0.2 g/l

1 21

ความเป็นพิษของนิเกล ขึ้นอยกู่ บระดั บความเคั มและอ็ ิออนชนิดอื่นที่เป็นองคประกอบ์ ในน้าทะเลํ แต่นิเกิลเป็นโลหะที่เป็นพิษปานกลาง เมื่อเทียบกบโลหะชนั ิดอื่น ๆ เช่น ปรอท ตะก่วั และแคดเมียม ไม่ปรากฎความเขมข้ นท้ ี่สูงหรือมีการสะสมในส่ิงมีชีวิตต่างๆ ในทะเล (Non-bioaccummulation)

1 22 บทท ี่ 7 สารโพลไซคลี ิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs)

สารประกอบ PAHs เป็นสารประกอบอินทรีย์คาร์บอนที่พบโดยทวไปในสภาพแวดล่ั อมทาง้ ทะเลและบริเวณชายฝ่ัง สารประกอบ PAHs เป็นสารมลพิษที่สะสมในส่ิงแวดลอมท้ ี่ได้รับความสนใจ ในการศึกษามากข้ึนเนื่องจากเป็นสารที่สามารถที่ก่อใหเก้ ิดมะเร็ง (Carcinogen) สามารถเหนี่ยวนาใหํ ้ เกิดการเปลี่ยนแปลงสารพนธั ุกรรมนาไปสํ ู่การกลายพนธั ุ์ (Mutagen) นอกจากน้ีสามารถก่อใหเก้ ิดการ ผิดปกติของตวอั ่อน (Teratogenic) ในสัตว์นํ้าและมนุษยได์ ้ สารประกอบ PAHs จะรู้จักกนดั ีในชื่อสาร Polynuclear Aromatic Hydrocarbon หรือ Polycyclic Organic Matter สารประกอบชนิดน้ีสามารถ สะสมในส่ิงมีชีวิตในทะเล โดยได้รับจากแหล่งน้ําเสียที่มาจากโรงงานอุตสาหกรรมและน้าทํ ิ้งจาก ชุมชนต่างๆ (Cocchieri et. al., 1990) ระดบของสารประกอบั PAHs จะพบมีความเขมข้ นส้ ูงในบริเวณ แหล่งน้ากรํ ่อยและแหล่งน้าชายฝํ ่ังที่มีประชากรอาศยอั ยหนาแนู่ ่น (den Besten et. al., 1992) แม้ว่า สารประกอบชนิดน้ีสามารถส่งผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตดงทั ี่ไดกล้ ่าวมาขางต้ ้น แต่ความรู้ที่เกี่ยวของก้ บั ขบวนการทางฟิสิกส์ เคมี และชีวภาพ ของสารชนิดน้ีในสภาพแวดลอมจร้ ิงๆ ยังมีการศึกษากนนั ้อยมาก โดยการศึกษาที่กระทาอยํ ในปู่ ัจจุบันจะเนนถ้ ึงความเป็นไปในสภาพแวดลอมและส้ ่ิงมีชีวิตในทะเลเป็น ส่วนใหญ่

7.1. แหล่งของสารประกอบ PAHs สารประกอบ PAHs ที่ปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ัง แหล่งใหญ่จะมาจากกิจกรรม ของมนุษย ์ แม้ว่าสารชนิดน้ีในธรรมชาติสามารถสังเคราะห์ไดจากแบคท้ ีเรีย พืช และรา หรือไดจาก้ ขบวนการแปรสภาพทางธรรมชาติ เช่น การสลายตวของถั ่านหินและน้ามํ ัน การเกิดไฟป่า เกิดจากรอย รั่วของพ้ืนโลกใตทะเลและภ้ ูเขาไฟระเบิด เป็นต้น ในขบวนการเกิดน้ามํ นดั ิบจากการทบถมของั สารอินทรีย์ภายใตสภาวะระด้ บอั ุณหภูมิตํ่าถึงปานกลางจะมีองคประกอบของสารประกอบ์ PAHs เกิดข้ึนเป็นปริมาณมาก โดยน้ามํ นดั ิบมีสารประกอบ PAHs อยประมาณู่ 0.2-7% อยางไรก่ ็ตาม การ ปนเป้ือนของสารชนิดน้ีในทะเลกมาจากก็ ิจกรรมของมนุษยเป์ ็นสาคํ ัญ โดยเฉพาะน้าทํ ิ้งจากชุมชนและ โรงงานอุตสาหกรรม คราบน้ามํ ัน การผลิตแอสฟัลส์ (Asphalt) ขบวนการสลายสารอินทรีย์คาร์บอนใน

123

สภาพที่มีอุณหภูมิสูง (Pyrolysis) เช่น การเผาไหมของน้ ้ามํ นเชั ้ือเพลิง ซึ่งสารประกอบ PAHs ที่ปล่อย ลงสู่สิ่งแวดลอมและมาจากกระบวนการผล้ ิต การขนส่ง และการใช้นํ้ามนของมนั ุษย ์ จะมีมากกวาส่ ่วน ที่มาจากธรรมชาติ นอกจากน้ียังมีกิจกรรมอีกหลายอยางท่ ี่มีส่วนสนบสนั ุนการสังเคราะห์สารประกอบ PAHs เช่น การสูบบุหรี่ การเผาถ่านหิน รวมท้งการกลั นน่ั ้ามํ ัน สารประกอบชนิดน้ีเหล่าน้ีสามารถ เคลื่อนยายลงส้ ู่แหล่งน้าในลํ กษณะละอองอากาศั (Aerosols) อนุภาคของแข็งขนาดเล็ก (Small perticles) หรือละอองไอน้าํ (Vapour) ทั้งในบรรยากาศและแหล่งน้าํ สารประกอบ PAHs จะดูดซับ (Adsorption) ติดแน่นอยกู่ บั อนุภาคสารแขวนลอย เนื่องจากสารประเภทน้ีเป็นสารที่มีขั้วแบบ Hydrophobic มีความสามารถในการ ละลายน้าไดํ ้น้อย มีการระเหยตํ่า และมีโครงสร้างเป็นวงแหวนอะโรมาติก (Aromatic Ring) ดังน้นเมั ื่อ สารชนิดน้ีปนเป้ือนลงไปในแหล่งน้ากํ ็จะดูดซบอยั กู่ บสารแขวนลอยและตะกอนพั ้ืนทะเล (Kennish, 1992) ขบวนการโฟโตเคมี (Photochemical) และออกซิเดชนโดยส่ั ่ิงมีชีวิต (Biological Oxidation) จะมี ผลนอยมากต้ ่อการสลายตวของั สารประกอบ PAHs ที่สะสมในตะกอนพ้ืนทะเลเมื่อเปรียบเทียบกบั ส่วนที่อยในนู่ ้าํ ส่งผลทาใหํ สารประกอบ้ PAHs คงทนและสะสมเพ่ิมสูงข้ึนในตะกอนพ้ืนทะเล ดังน้นั ตะกอนบริเวณชายฝ่ังและในทะเลจะเป็นแหล่งสะสมของสารประกอบ PAHs ที่สําคญและสั ่งผล ต่อเนื่องต่อการสะสมในส่ิงมีชีวิตดวย้ ความเขมข้ นของสารประกอบ้ PAHs ที่พบในส่ิงมีชีวิตในน้าํ พบมีความแปรปรวนสูง จากรายงานพบมีค่าอยในชู่ ่วง 0.01 ถึงมากกว่า 5000 ไมโครกรัมต่อน้าหนํ ัก แห้ง 1 กิโลกรัม ความเขมข้ นจะพบม้ ีค่าสูงในส่ิงมีชีวิตที่อาศยอยั ู่ในทะเลบริเวณที่มีการปล่อย สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอยางต่ ่อเนื่อง (Kennish, 1996)

124

ตารางที่ 7.1. แหล่งของสารประกอบ PAHs ในบรรยากาศและระบบนิเวศแหล่งน้าํ แหล่ง ปริมาณ (ตัน/ปี ) บรรยากาศ - การเผาป่า 19,513 - การเผาที่เกี่ยวของก้ บการเกษตรกรรมั 13,009 - การเผาขยะ 4,769 - กระบวนการทางอุตสาหกรรม 1,045 - เครื่องจกรกลั 45 ระบบนิเวศแหล่งนํ้า - คราบน้ามํ ัน 170,000 - ตกจากบรรยากาศ 50,000 - นํ้าทิ้ง 4,400 - การชะลางผ้ วดิ ิน 2,940 - การสงเคราะหั ์โดยส่ิงมีชีวิต 2,700 ที่มา : Kennish (1996)

7.2. โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบ PAHs สารประกอบ PAHs เป็นกลุ่มของสารที่มีองคประกอบของไฮโดรเจน์ (H) คาร์บอน (C) มาเรียง ตัวเป็นวงแหวนอะโรมาติก (Aromatic Ring) ตั้งแต่ 2 วงหรือมากกวา่ มีการเรียงตวในลั กษณะเสั ้นตรง เป็นมุม เหลี่ยม หรือเป็นกลุ่ม (Cluster) โดยสารประกอบ PAHs ที่พบ มีวงแหวนอะโรมาติก ตั้งแต่ 2 วง

รวมกนั คือ Naphthalene (C10H8) ไปจนถึงมีวงแหวนอะโรมาติก 7 วงรวมกนั คือ Coronene (C24H12) โดยสารประกอบ PAHs ที่มีวงแหวนอะโรมาติก 2 วง ไดแก้ ่ Biphenyl naphthalene, 1- methynaphthalene, 2-methynaphthalene, 2,6 dimethynaphthalene, และ Acenaphthalene, ที่มีวง แหวนอะโรมาติก 3 วง ไดแก้ ่ Fluorene, Phenanthrene, 1-methylphenanthrene และ Anthracene ที่มี วงแหวนอะโรมาติก 4 วง ไดแก้ ่ Fluoranthene, Pyrene และ Benz(a)anthracene และที่มีวงแหวนอะโร มาติก 5 วง ไดแก้ ่ Chrysene, Benzo(a) pyrene, Benzo(e) pyrene, Perylene และ Dibenz(a,h)anthracene สารประกอบ PAHs ที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลตํ่า (Low-molecular Weight) ซึ่งจะประกอบดวยวงแหวนอะโร้

125

มาติก 2-3 วง พบมีความเป็นพิษเฉียบพลนสั ูง แต่ไม่เป็นสารก่อมะเร็ง ขณะที่สารประกอบ PAHs ที่มี นํ้าหนกโมเลกั ุลสูง (High-molecular Weight) มักจะเป็นพิษค่อนขางต้ าแตํ่ ่มีศักยภาพในการเป็นสารก่อ มะเร็ง ซึ่งจะประกอบดวยวงแหวนอะโรมาต้ ิก 4-6 วง (Kennish, 1996)

ภาพที่ 7.1. สูตรโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบ PAHs ชนิดต่างๆ (Kennish, 1996) 126

7.3. การเปลยนแปลงรี่ ูปของสารประกอบ PAHs (Transformation of PAHs) ขบวนการโฟโตออกซิเดชน่ั (Photooxidation) เคมีออกซิเดชน่ั (Chemical Oxidation) และ ขบวนการเมตาบอลิซึมในส่ิงมีชีวิต (Biological Metabolism) เป็นขบวนสาคํ ญในการเปลั ี่ยนแปลงรูป (Transformation) และสลายตัว (Degradation) ในบริเวณแหล่งน้ากรํ ่อยและในทะเล โดยขบวนการโฟ โตออกซิเดชน่ั จะเป็นขบวนการสาคํ ญในการสลายตั วของสารประกอบั PAHs ในน้าทะเลํ ในบริเวณ ผิวน้านอกจากจะเกํ ิดปฏิกิริยาดงกลั ่าวแล้ว ยังเกิดปฏิกิริยาเคมี (Chemical Reaction) ที่สามารถลดความ เขมข้ นของสาร้ PAHs ไดเช้ ่นกนั เช่น ปฏิกิริยาระหวางสารประกอบ่ PAHs กบั โอโซน (Ozone) ทําให้ เกิดสาร Aromatic aldehydes, Carboxylic acid และสาร Guinones เป็นต้น การทาปฏํ ิกิริยากบคลอรั ีน สามารถกาจํ ดสารประกอบั PAHs ในน้าไดํ ้ แบคทีเรีย รา และสัตว์นํ้า เป็ นตัวการในการเปลี่ยนแปลงรูปโดยส่ิงมีชีวิต (Biological Transformation) ขบวนการสลายตวของสารประกอบั PAHs โดยจุลินทรีย์จะเกิดในสภาพที่มีออกซิเจน (Aerobic Condition) สําหรับในสัตว์นํ้า การสลายสารประกอบ PAHs โดยขบวนการเมตาบอลึซึม จะมี ความสามารถที่แตกต่างกนั ขึ้นอยกู่ บการพั ฒนาของระบบเอั นไซม็ ์ Mixed Function Oxidase (MFO) ที่ มีชื่อ Cytochrome P-450 ซึ่งเป็นตวการสั าคํ ัญในการลดความเป็นพิษของสารประกอบ PAHs

7.4. การเคลอนสารประกอบื่ PAHs ในทะเลและชายฝั่ง การเคลื่อนยายสารประกอบ้ PAHs ลงสู่สิ่งแวดลอมในบร้ ิเวณชายฝ่ังและทะเล จะมาจาก บรรยากาศ การปล่อยของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมและชุมชน การชะลางจากแผ้ นด่ ิน และจากคราบ นํ้ามัน เป็นต้น นอกจากน้ียังสามารถเกิดจากการสงเคราะหั ์โดยส่ิงมีชีวิตในแหล่งน้าเองํ ซึ่งมกจะพบในั ตะกอนพ้ืนทะเลในสภาพไร้ออกซิเจน แต่ปริมาณที่เกิดข้ึนในทะเลโดยขบวนการสังเคราะห์จาก สิ่งมีชีวิตยงมั ิได้มีการศึกษา เส้นทางหลกในการนั าเอาสารประกอบํ PAHs ลงสู่ทะเลจะมาจากการ ตกตะกอนจากบรรยากาศ โดยจะอยในรู่ ูปละอองจากการเผาไหมและละอองในอากาศ้ (Aerosols) และ ถูกนาสํ ู่มหาสมุทรโดยปะปนมากบนั ้าฝํ น นอกจากน้ีมวลของอากาศที่พัดผ่านโรงงานอุตสาหกรรม มักจะมีสารประกอบ PAHs เป็นองคประกอบอย์ ประมาณู่ 20-30 นาโนกรัม/ลูกบาศกเมตร์ อยางไรก่ ็ ตาม ขบวนการสลายตวทางเคมั ี ขบวนการโฟโตออกซิเดชน่ั และอตราการตกตะกอนของอนั ุภาคใน บรรยากาศ จะเป็นตวควบคั ุมคา่ Residence Time ของสารประกอบ PAHs ที่อยในบรรยากาศู่ ส่วนเส้นทางการนาสารประกอบํ PAHs ลงสู่แหล่งน้าชายฝํ ่ังและทะเลผ่านทางชะลางจาก้ พื้นดิน จะมีหลายทางดวยก้ นั เช่น จากการปล่อยน้ามํ นหลั ่อลื่นหรือน้ามํ นเครั ื่อง จากการชะลางแอส้ 127

ฟัลส์ที่ใช้ทําถนนต่างๆ นํ้าทิ้งจากโรงกลนน่ั ้ามํ ัน โรงงานพลาสติก รวมท้งอั ุตสาหกรรมอื่นๆ ที่มีสาร PAHs เป็นองคประกอบ์ นอกจากน้ี นํ้าทิ้งจากชุมชนที่ปราศจากการบาบํ ัด กเป็ ็นอีกเสนทางหน้ ึ่งในการ นําเอาสารประกอบ PAHs ลงสู่แหล่งน้าชายฝํ ่ัง เมื่อสารประกอบ PAHs เหล่าน้ีเคลื่อนยายลงส้ ู่ทะเลก็ จะดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคของตะกอนและจะสะสมในตะกอนพ้ืนทะเล 7.4.1. สารประกอบ PAHs ในนํ้า ดังที่ไดกล้ ่าวมาขางต้ นแล้ วว้ าสารประกอบ่ PAHs ที่ลงสู่ทะเลจะดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาค ของสารแขวนลอยและตกตะกอนลงสู่พื้นทะเลเป็นส่วนใหญ่ ความเขมข้ นของสารประกอบ้ PAHs ใน นํ้าทะเลจะมีค่าตากวํ่ า่ 0.1 ไมโครกรัม/ลิตร ระดบความเขั มข้ นในน้ ้าทะเลจะลดลงตามระยะทางจากํ แหล่งที่มีการปล่อยลงทะเล ระดบความเขั มข้ นของสารประกอบ้ PAHs ในน้าจะมํ ีค่าตาเมํ่ ื่อเปรียบเทียบกบในั สิ่งมีชีวิตและในตะกอน อยางไรก่ ตามสารละลายและคอลลอยด็ บางชน์ ิด เช่น Humic acid และ Fulvic acid ในน้าทะเลสามารถทํ าใํ หสารประกอบ้ PAHs ละลายได ้ การละลายได้ขึ้นอยกู่ บจั านวนของํ วง แหวนอะโรมาติก และน้าหนํ กโมเลกั ุล โดยกลุ่มที่มีจํานวนวงแหวนอะโรมาติก เพ่ิมข้ึน ความสามารถ ในการละลายกจะลดลง็ เช่น การละลายของ Naphthalene ซึ่งมีจํานวนวงแหวนอะโรมาติก 2 วง สามา ถละลายได ้ 30 ppm. ขณะที่สารประกอบ PAHs ที่มีวงแหวนอะโรมาติก 5 วง สามารถละลายไดอย้ ู่ ในช่วง 0.5-5.0 ppb เท่าน้นเองั 7.4.2. สารประกอบ PAHs ในตะกอน ความเขมข้ นของสารประกอบ้ PAHs ในตะกอนพ้นทะเลจะมื ีคาส่ ูงมากกวาในน่ ้าทะเลํ ประมาณ 1,000 เท่า และมีความคงทนต่อการสลายตัว ดังน้นจั ึงสามารถนามาใชํ เป้ ็นค่าดชนั ีการนาเอาํ สารชนิดน้ีลงสู่ทะเล สารประกอบ PAHs ที่ละลายน้าสํ ่วนใหญ่เป็นประเภทน้าหนํ กโมเลกั ุลตํ่า ดังน้นั จึงสลายตวไดั อย้ างรวดเร่ ็วโดยขบวนการโฟโตออกซิเดชน่ั ซึ่งจะเกิดข้ึนอยางรวดเร่ ็วในสภาพที่มีแสง อุณหภูมิ และออกซิเจนมีค่าสูง (Kennish, 1992) อยางไรก่ ็ตาม ในตะกอนน้นการสลายตั วโดยั ขบวนการขางต้ นม้ ีน้อยมาก และความเป็นพิษจะมีคาส่ ูงหากในตะกอนมีสภาพไร้ออกซิเจน ระดับความ เขมข้ นของสารประกอบ้ PAHs ในตะกอนจะมีความแตกต่างกนในแตั ่ละแห่ง ในพ้ืนที่ที่ได้รับอิทธิพล จากน้าทํ ิ้งของโรงงานอุตสาหกรรมมกจะมั ีความเขมข้ นส้ ูง โดยอาจมีความเขมข้ นส้ ูงกว่า 100 ppm. การศึกษาปริมาณความเขมข้ นของสารประกอบ้ PAHs ในตะกอนมีการกระทากํ นอยั างกว่ างขวางใน้ สหรัฐอเมริกา ยุโรป และออสเตรเลีย แต่ในแถบเอเชียจากรายงานยงมั ีการศึกษากนนั ้อยมาก

128

7.4.3. สารประกอบ PAHs ในสิ่งมีชีวิต องคประกอบของสาร์ PAHs ในสัตวทะเล์ ขึ้นอยกู่ บปั ัจจยเบั ้ืองต้น คือ การผนแปรั ความเขมข้ นในสภาพแวดล้ อม้ ระดบความเขั นข้ นท้ ี่เป็นองคประกอบในส์ ่ิงมีชีวิต และความสามารถ ของส่ิงมีชีวิตในการเมตาบอลิซึม เนื่องจากสารประกอบ PAHs จะสะสมอยมากในตะกอนพู่ ้ืนทองน้ ้าํ ดังน้ันสัตว์ที่อาศยตามหนั ้าดินจะได้รับสารชนิดน้ีตลอดเวลาโดยเฉพาะพ้ืนที่ที่ได้รับสารพิษชนิดน้ี อยางไรก่ ็ตาม การที่สารประกอบ PAHs ดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาคของตะกอนสามารถจากํ ดปรั ิมาณการ สะสมในส่ิงมีชีวิตในทะเลและลดศกยภาพทั ี่จะทาใหํ เก้ ิดความเป็นพิษ ในช่วง 10 กวาป่ ีที่ผานมา่ ได้มี การตรวจวดความเั ขมข้ นในส้ ่ิงมีชีวิต เช่น ในหอยสองฝา เนื่องจากเป็นส่ิงมีชีวิตที่อยู่กบทั ี่และมีการ สะสมของสารประกอบ PAHs ไดอย้ างรวดเร่ ็ว ขณะที่ความสามารถในการเมตาบอลึซึมมีน้อย โดย ข้อมูลที่มีอยจะเปู่ ็นสารประกอบ PAHs ประเภทมีวงแหวนอะโรมาติก 5 วง คือ Benzo(a)pyrene (den Besten et. al., 1992; Kennish, 1992) อยางไรก่ ตามสารประกอบ็ PAHs ชนิดน้ียงพบในระดั บความั เขมข้ นท้ ี่ตาในสํ่ ตวั ทะเล์ พวกแบคทีเรีย และเช้ีอราสามารถออกซิไดซ์สารประกอบ PAHs เป็นสาร Dihydrodiols และ Catechols จากน้นสารเหลั ่าน้ีจากถูกออกซิไดซ์ต่อไปกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้าํ เช้ือราสามารถเมตาบอไลซ์สารประกอบ PAHs โดยเอนไซม็ ์ Cytochrome P-450 ในกลุ่มของ เอนไซม็ ์ Mixed Function Oxidase (MFO) เหมือนกบใั นสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนม้ ในสัตวทะเลท์ ี่ไม่มี กระดูกสันหลงจะมั ีระดบการทั างานของเอํ ็นไซม ์ MFO แตกต่างกนั เช่น ในกลุ่ม Annelids และ Arthopods จะมีเอนไซม็ ์ MFO ทํางานไดอย้ ในสู่ ่วนของตับ เหงือก และไต (Stegeman, 1992) ปัจจัย ภายในที่มีอิทธิพลต่อการทางานของเอํ นไซม็ ์ MFO ในการเมตาบอไลซ์สารประกอบ PAHs ไดแก้ ่ อาย ุ เพศ ความสมบูรณ์ของร่างกาย ช่วงระยะเวลาในการลอกคราบ (พวก Arthopods) ของสัตวทะเล์ ส่วน ปัจจยภายนอกทั ี่มีอิทธิพล ไดแก้ ่ อุณหภูมิ ฤดูกาล เป็นต้น ในสัตวทะเลประเภทหอยสองฝาพบม์ ีการ สะสมสารประกอบ PAHs ที่สูงเมื่อเปรียบเทียบกบปลาทะั เล ทั้งน้ีเนื่องจากปลาทะเลสามารถเมตา บอไลซ์สารประกอบ PAHs ไดรวดเร้ ็วจึงทาใหํ ้ระดบความเขั มข้ นในกล้ ามเน้ ้ือมีน้อย การสะสม สารประกอบ PAHs นํ้าหนกโมเลกั ลสุ ูงซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง จะมีมากกวาการสะสมสารประกอบ่ PAHs ประเภทน้าหนํ กโมเลกั ลตุ ํ่า ความเป็นพิษเฉียบพลนของสารประกอบั PAHs ที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลตาจะเพํ่ ่ิมข้ึนตาม นํ้าหนกโั มเลกุล ขณะที่กลุ่มที่มีนํ้าหนกโมเลกั ุลสูงจะมีพิษเฉียบพลนนั อย้ เนื่องจากมีความสามารถใน การละลายน้าไดํ ้น้อยและมีความเขมข้ นต้ ํ่า อยางไรก่ ตาม็ แมจะม้ ีความเขมข้ นต้ ํ่า แต่มีความสามารถทํา 129

ใหเก้ ิดพิษในลกษณะไมั ่ทําให้สัตว์นํ้าตาย (Sub-lethal) เช่น ยับย้งการเจรั ิญเติบโต ทําใหการพ้ ฒนาของั เชลล์ผิดปกติ ทําใหเก้ ิดโรคเร้ือรัง (Chronic Disease) ทําลายระบบสืบพนธั ุ์ ความเป็นพิษเฉียบพลนของั สารประกอบ PAHs จะอยในชู่ ่วง 0.2-10 ppm. ส่วนระดบความเขั มข้ นท้ ี่ทําใหเก้ ิดผลในลกษณะเรั ้ือรัง จะอยในชู่ ่วงระดบความเขั มข้ ้น 5-100 ppb. (Kennish, 1996)

130

บทท ี่ 8 สารกมมั ันตรังสี

8.1. ความหมายของคาทํ เกี่ ยวขี่ ้อง กัมมันตรังสี (Radioactivity) คือ ธาตุและไอโซโทปบางส่วนที่สามารถเปลี่ยนแปลง ตัวเองเป็นธาตุ หรือ ไอโซโทปอื่น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงน้ีจะมีการปลดปล่อย หรือ ส่งรังสีออกมา ด้วย ปรากฏการณ์นี้ไดพบคร้ ้ังแรกโดย เมื่อปี พ.ศ. 2439 ต่อมาได้มีการพิสูจน์ทราบวา่ รังสีแผ่ ออกมาจากขบวนการสลายตัวของธาตุ หรือไอโซโทป อะตอมของธาตุกัมมันตรังสี ประกอบดวยน้ ิวเคลียส (Nucleus) ภายในนิวเคลียสประกอบดวยน้ ิวครีออนส์ (Nucleons) โดย ส่วนของนิวครีออนส์ ประกอบดวย้ 2 ส่วน คือ โปรตอน (Protons) ที่มีประจุบวก และส่วนของ นิวตรอน (Neutrons) โดยส่วนของโปรตอน และนิวตรอน จะอยรู่ ่วมกนโดยั พลงงานนั ิวเคลียร์ (Powerful Nuclear Forces) รอบ ๆ นิวเคลียสจะลอมรอบด้ วยอ้ ิเลกตรอ็ น (Electrons) ซึ่งเป็น ประจุลบ โดยประจุลบของอิเลกตรอนจะม็ ีคาเท่ ่ากบประจั ุบวกในส่วนของ โปรตอน รังสี (Radiation) คือ พลงงานทั ี่แผออกมา่ จากตนก้ าเนํ ิดในรูปของคลื่นแม่เหลกไฟฟ็ ้ า ไดแก้ ่ คลื่นวิทย ุ ไมโครเวฟ แสงสว่าง รังสีเอกซ์ และรังสีคอสมิก เป็นต้น หรือ ในลกษณะของั อนุภาคที่มีความเร็วสูง เช่น แอลฟา และ เบตา เป็นต้น รังสีเกิดข้ึนได้ทั้งจากธรรมชาติและการ กระทาของมนํ ุษย ์ โดยรังสีจากธรรมชาติ ไดแก้ ่ รังสีคอสมิกที่แผกระจายอย่ ทู่ วจ่ั กวาลั ส่วน แหล่งกาเนํ ิดรังสีที่มาจากการกระทาของมนํ ุษย ์ ไดแก้ ่ จากการเดินเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู การ ระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ รวมท้งการผลั ิตสารกมมั นตรั ังสีจาก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่างๆ สารกัมมันตรังสี หรือสารรังสี (Radioactive Material) คือ สารที่องคประก์ อบส่วน หนึ่งมี ลักษณะเป็นไอโซโทปที่มีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotope) และจะสลายตัว โดย การปลดปล่อยพลงงานสั ่วนเกินออกมาในรูปของรังสีอัลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสี เอกซ์ รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกวาหน่ ึ่งรูปพร้อมๆกนั ไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวน้ี เรียกว่า ไอโซโทป กมมั นตรั ังสี หรือ ไอโซโทปรังสี ( Radioisotope) คุณสมบัติที่สําคญอั ีกประการหนึ่ง ของไอโซโทปรังสี คืออตราการสลายตั วดั วยค้ ่าคงตวทั ี่เรียกวา่ ”ครึ่งชีวิต(Half life)” ซึ่งหมายถึง ระยะเวลาที่ไอโซโทปจานวนหนํ ึ่ง จะสลายตัวลดลงเหลือ เพียงครึ่งหนึ่งของจานวนเดํ ิม

131

ภาพที่ 8.1. แสดงผลที่ได้รับจากปฏิกิริยาของสารกมมั นตรั ังสี ที่มา : http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/radioactivity.html

ปฏิกิริยาทางเคมีหรือกระบวนการทางฟิสิกส์ ก็จะทาใหํ อะตอมม้ ีการสูญเสียหรือได้รับ อิเล็กตรอน สารกัมมันตรังสีชนิดเดียวกันมีจํานวนของโปรตอนเท่ากัน แต่มีจํานวนของ นิวตรอนต่างกนั เรียกว่า ไอโซโทป (Isotopes) เช่น คาร์บอนในธรรมชาติกว่า 99% จะ ประกอบดวย้ 6 โปรตอน และ 6 นิวตรอน รวมเป็น 12 นิวครีออนส์ เรียกว่า คาร์บอน 12 (Carbon-12) มีเพียง 1% ที่มี 7 นิวตรอน หรือเรียกวา่ คาร์บอน13 (Carbon-13) โปตสเซั ียม ประกอบดวย้ 19 โปรตอน ในนิวเคลียส และโดยทวไปม่ั ี 20 นิวตรอน เรียก โปตสเซั ียม-39, และถาม้ ี 21 นิวตรอน เรียก โปตสเซั ียม-40 การเปลี่ยนแปลงอตราสั ่วนระหวาง่ โปรตอนและนิวตรอนทาใหํ ้เกิดการแพร่อนุภาครังสีออกมา กมมั นตรั ังสีส่วนใหญ่เกิดจากการ สลายตวของไอโซโทปรั ังสี หรือ นิวไคลด์รังสี (Radioisotope or Radionuclide) ที่มีนิวเคลียสใน สภาพไม่คงที่ และมีการแพร่รังสี (Radiation) ออกมา และมีการสร้างนิวไคลด์ลูก (Daughter Nuclides) เกิดข้ึน โดยรังสีที่แพร่ออกมาจากสารกมมั นตรั ังสีจะอยในรู่ ูปของอนุภาค (Particles) เช่น อนุภาคอลฟั ่า เบต้า และนิวตรอน หรือ Electromagnetic Wave เช่น รังสีแกมม่า และรังสี เอกซ์ ท้งอนั ุภาคและรังสีที่เกิดข้ึนจะประกอบดวยท้ ้งประจั ุบวกและประจุลบ มีพลงงานทะลั ุ ทะลวงส่ิงต่างๆ ได ้ ดังน้นการแตกตั วของรั ังสีสามารถทาลายเนํ ้ือเย้ือส่ิงมีชีวิตและเป็นอนตรายั ต่อส่ิงมีชีวิตอยางย่ ง่ิ

132

8.2. ประเภทของรังสีที่ปล่อยออกมาจากสารกมมั ันตรังสี ธาตุกมมั นตรั ังสีจะปล่อยรังสีออกมา 3 ชนิดหลัก คือ 1. รังสีแอลฟ่า (Alpha Radiation, ) คือ รังสีที่เป็นอนุภาค (Particle) ที่มีประจุไฟฟ้ า บวกเป็นนิวเคลียสของ ฮีเลี่ยม (Helium) ประกอบดวย้ 2 โปรตอน + 2 นิวตรอน แต่ไม่มี อิเล็กตรอนอยู่ในวงขางนอก้ เมื่ออนุภาคแอลฟ่าอ่อนกาลํ งลงกั ็จะดึงดูดอิเล็กตรอนเขามา้ และ กลายเป็นอะตอมของ ฮีเลี่ยม ไป อนุภาครังสีแมจะเก้ ิดข้ึนอยช้าู่ ๆ แต่สามารถผานและท่ าลายํ เน้ือเยื่อส่ิงมีชีวิตได ้ องคประกอบท์ ี่เป็นประจุบวกมีมวลมากและมีการแตกตวเมั ื่อผานเน่ ้ือเยื่อ แต่มีอํานาจในการทะลุทะลวงตํ่า

232 228 4 การสลายตวใหั ้รังสีแอลฟา 90Th ----->88Ra + 2

2. รังสีเบต้า (Beta Radiation, ) คือ อนุภาครังสีที่มีทั้งประจุบวกและประจุลบ โดย ประจุบวกเรียกวา่ Positron ประจุลบเรียกวา่ Negatron ส่วนของ Negatron จะมีความถี่ในการ แพร่อนุภาครังสีมากกวาส่ ่วนของ Positron รังสีเบตาม้ ีความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสงแต่มีขนาด เลกกว็ ่าอนุภาครังสีแอลฟ่า รังสีเบตาม้ ีอํานาจในการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟ่า สามารถ ทะลุผานน่ ้าทํ ี่ลึกประมาณ 1 นิ้ว รังสีเบต้า () เป็นอนุภาคที่มีมวลและค่าประจุไฟฟ้ าเท่ากบั อิเลคตรอน ในแต่ละอนุภาคมีประจุไฟฟ้ าหนึ่งหน่วย

198 198 0 13 13 0 การสลายตวใหั ้รังสีเบต้า 79Au ----->80Hg + -1 7N ----->6C + +1

3. รังสีแกมม่า (Gramma Radiation, ) คือ รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหลกไฟฟ็ ้ า (Electron Magnetic Radiation) ที่แผออกมาจากน่ ิวเคลียส มีความถี่อยในชู่ ่วงประมาณ 1018 ถึง 1021 Hz และมีพลงงานและอั านาจทะลํ ุทะลวงสูงมาก มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง มีคุณสมบัติ เช่นเดียวกนกั บรั ังสีเอกซ์ที่สามารถทะลุผานร่ ่างกายได ้

60 0 60 60 การสลายตวใหั ้รังสีแกมมา 27Co ----->-1 + 28Ni ----->28Ni + 

133

8.3. หน่วยของรังสีและกมมั ันตรังสี หน่วย คือ ชื่อเฉพาะที่กาหนดขํ ้ึนเพื่อใชบอกขนาดและปร้ ิมาณของส่ิงต่างๆ หน่วยของ รังสีและกมมั นตรั ังสี มีดังต่อไปน้ี

ตารางที่ 8.1. หน่วยของรังสีและกมมั นตรั ังสี ปริมาณ หน่วยเดิม หน่วยใหม่ (SI unit) กมมั นตรั ังสี (Radioactivity) คูรี (Ci) เบคเคอเรล (Bq) รังสีที่ถูกดูดกลืน (Absorbed dose) แรด (Rad) เกรย ์ (Gy) รังสีที่ทําใหอากาศแตกต้ ัว (Exposure) เรินทเกน์ (R) คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม (C/kg) รังสีสมมูล (Dose Equivalent) เรม (Rem) ซีเวิร์ต (Sv) ที่มา : http://www.egat.or.th/me/nuc/Knowledge/unit.html

จากการกาหนดหนํ ่วยของปริมาณต่างๆดงกลั ่าวมาในขางต้ ้น การวดรั ังสีเพื่อกาหนดํ ปริมาณซึ่งเป็นที่ยอมรับ และเปรียบเทียบผลกนไดั ้ โดยอาศัย การวดคั ่าพ้ืนฐานตามคาจํ ากํ ดั ความของแต่ละหน่วย เช่น 1. ปริมาณกมมั นตรั ังสี (Radioactivity) การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ ยังผลใหเก้ ิดการ แผรั่ งสี หรือมีอนุภาคที่มีพลงงานเกั ิดข้ึน ไอโซโทปรังสีหรือนิวไคลด์รังสี จึงเป็นแหล่งกาเนํ ิด รังสีชนิดหนึ่งในหลายชนิด การวดจั านวนไอโซโทปรํ ังสี หรือนิวไคลด์รังสี ไม่อาจทาไดํ โดย้ การชงน่ั ้าหนํ ัก หรือ ตวง วดไดั ้ เพราะไอโซโทปรังสีจะปนอยู่กบไอโซโทปอั ื่นๆเสมอ แมแต้ ่ เมื่อทาการแํ ยกใหบร้ ิสุทธ์ิแล้ว เมื่อเวลาผานไปการเปล่ ี่ยนแปลงดงกลั ่าว กจะท็ าใหํ เก้ ิด ธาตุใหม่ ขึ้นปะปน ดังน้นปรั ิมาณกมมั นตรั ังสีในขณะใดขณะหนึ่งจึงวดไดั โดยว้ ดรั ังสีที่เกิดข้ึน ในขณะ น้นั ซึ่งเป็นผลของการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ที่เกิดข้ึน หน่วยของปริมาณกมมั นตรั ังสี เดิม อาศยการเกั ิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ ของธาตุเรเดียมหนัก 1 กรัม ซึ่งเท่ากบั 3.7x1010 Disintegration Per Second และ เรียกวา่ 1 คูรี (Ci) ต่อมาใช ้ SI unit แต่ใหใช้ ้ชื่อเฉพาะวา่ เบค เคอเรล (Bq) ดังน้นั

1 Ci = 3.7x1010Bq

134

ปริมาณกมมั นตรั ังสีจะมีผลเมื่อเขาส้ ู่ร่างกาย เพราะรังสีที่เกิดข้ึนจะถูกดูดกลืนในอวยวะั และเน้ือเยื่อของร่างกายมากที่สุด โดยเฉพาะเมื่อการ เปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์นั้นให้อนุภาค แอลฟา หรือ เบตา เพราะอนุภาคท้งสองเปั ็นอนุภาคที่มีพิสัยตํ่า แน่นอนว่าจะตองถ้ ่ายทอด พลงงานทั ้งหมดั ใหอว้ ยวะั และ เน้ือเยอในรื่ ่างกาย ทําใหเก้ ิดอนตรายมากทั ี่สุด 2. ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืน (Absorbed Dose) ผลของรังสีต่อวตถั ุต่างๆบางอยางท่ ี่สามารถสังเกตุเห็นได ้ เช่น การที่แกวหร้ ือพลาสติก เปลี่ยนสีเมื่อนาไปฉายรํ ังสี เป็นเพราะเน้ือแกว้ ดูดกลืน พลงงานของรั ังสีเขาไว้ ้ เนื่องจากรังสีแต่ ละชนิดมีความสามารถทะลุผานว่ ตถั ุไดไม้ ่เท่ากนั และถ่ายเทพลงงานใั ห้กบวั ตถั ุแต่ละ ชนิดได้ ไม่เท่ากนั ดังน้นั ผลของรังสีต่อวตถั ุ จึงแปรผนตามปรั ิมาณพลงงานรั ังสีที่วัตถุนั้นดูดกลืนไว ้ ตัวอยาง่ เช่นรังสีแอลฟาและรังสีเบตา จะถ่ายเทพลงงานทั ้งหมดใหั ้กบั วตถั ุ ในระยะทางจากผิว เพียงเลกน็ อยเท้ ่าน้นั โปรตอนพลงงานตั าๆํ่ ก็เช่นกนั ผลก็คือจะทาใหํ ้เกิดรอยไหม้ที่ผิวหนัง ถ้า เป็นโปรตอนพลงงานสั ูงหรือนิวตรอน พลงงานบางสั ่วนอาจทะลุออกไปจากวตถั ุ บางส่วนของ พลงงานั ถูกดูดกลืนไว ้ หน่วยของ Absorbed Dose เดิมใช ้ rad (Radiation Absorbed Dose) ใน ปัจจุบันหน่วย SI unit โดยใช้ชื่อเฉพาะวา่ เกรย ์ (Gy)

1 Gy = 100 rads

3. ปริมาณรังสีที่ทาใหํ อากาศแตกต้ ัว (Exposure) เป็นปริมาณรังสีที่ไม่เกี่ยวของโดยตรงก้ บผลของรั ังสี เพียงแต่วัดวาม่ ีการแตกตวของั อากาศมากน้อยเพียงใด การวดปรั ิมาณรังสีที่ทําให้อากาศแตกตัว เป็นที่นิยมเพราะเป็นวิธีที่มี ความไวสูง และสามารถวดคั ่าได้ถูกตองมากด้ วยเทคน้ ิคในปัจจุบัน หน่วยเดิมของปริมาณรังสีที่ ทําใหอากาศแตกต้ ัว คือ เรินเกนท ์ (R) ปัจจุบันหน่วย SI ใชเป้ ็นคูลอมบ์ต่อกิโลกรัม (C/kg) โดย ที่ 1 เรินทเกน์ = 2.58x10-4คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม

4. ปริมาณรังสีสมมูล (Dose Equivalent) เป็นหน่วยที่นําเอาผลทางชีววิทยาของรังสีเขามาเก้ ี่ยวของด้ วยโดยอาศ้ ยคั ่า Absorbed

Dose เฉลี่ยทว่ั กลุ่ม ของเน้ือเยื่อ หรืออวยวะรั ่วมกบั Radiation Weighting Factor (WR) ตามชนิด

135

และพลงงานของรั ังสี ในการหาค่า Dose Equivalent (HT) ของกลุ่ม เน้ือเยื่อ และอวยวะตั ่างๆ ดัง สูตรต่อไปน้ี

HT = SRWRxDTxR

ในปัจจุบันหน่วยปริมาณรังสีสมมูล ใน SI unit ใช้ว่า ซีเวิร์ต (Sv) และมีค่าเท่ากบั

Absorbed Dose (Gy) x WR ดังน้นั

1 ซีเวิร์ต (Sv) = 1 Gy ของอนุภาค  = 0.1 Gy ของอนุภาค α

5. ค่าครึ่งชีวิต (Half – life) เป็นการลดลงของปฏิกิริยาของธาตุกมมั นตรั ังสีตาม ระยะเวลา เช่น เรเดียม-226 มีค่าค่าครึ่งชีวิต 1,602 ปี ปฏิกิริยาของสารกมมั นตรั ังสีจะมี ความสมพั นธั ์ในทิศทางตรงขามก้ บคั าคร่ ึ่งชีวิต โดยกลุ่มที่มีคาคร่ ึ่งชีวิตสูงมีคาปฏ่ ิกิริยาตํ่า

8.4. ประเภทของสารกมมั ันตรังสีในทะเล สารกมมั นตรั ังสีในทะเลแบ่งออกไดเป้ ็น 3 ประเภท 1. นิวไคล์กมมั นตรั ังสีในธรรมชาติที่มีอายุยืนยาว นิวไคล์กมมั นตรั ังสีในทะเลมากกวา่ 90% จะเป็นประเภทน้ี ไดแก้ ่ โปแตสเซียม-40 ซึ่ง มีครึ่งชีวิต (Half life) ถึง 1.27 x 1010 ปี โปแตสเซียม-40 นี้มีอย ู่ 0.0118% ของโปแตสเซียมใน ธรรมชาติ จะสลายตวไดั ้ 2 วิธีพร้อมกนั วิธีแรกคือ ปล่อยรังสีเบตา และอีกวิธีหนึ่งคือจับ อิเลกตรอนใน็ K-orbital ได้นิวไคลดถาวร์ คือ อาร์กอน-40 และแคลเซียม-40 ตามลาดํ ับ ไม่ถึง 1% ของกมมั นตรั ังสีในทะเลไดจากร้ ูบิเดียม-87 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 4.7 x 1010 ปี และมีอย ู่ 27.9% ของ รูบิเดียมในธรรมชาติ ในทางสมุทรศาสตร์ธาตุกมมั นตรั ังสีในกลุ่มน้ีที่สําคัญ ไดแก้ ่ ยูเรเนียม ทอเรียม แอคทิโน-ยูเรเนียม 2. นิวไคล์กมมั นตรั ังสีจากรังสีคอสมิค เมื่ออนุภาครังสีคอสมิคเขาส้ ู่บรรยากาศของโลก จะชนกบโมเลกั ลของอากาศุ ทําให ้ โมเลกุลเหล่าน้ีแตกออกเป็นนิวเคลียสที่เสถียรบางและไม้ ่เสถียรบาง้ เกิดนิวไคลด์ใหม่ บางตัว จับกบนั ิวตรอน นิวไคลด์ชนิดใหม่เหล่าน้ีก็จะค่อยๆ กระจายออกสู่บรรยากาศเบ้ืองล่าง ลงสู่ มหาสมุทรและสู่พื้นดิน นิวไคลด์กมมั นตรั ังสีที่เกิดข้ึนดวยว้ ิธีนี้มีครึ่งชีวิตต้งแตั ่เศษส่วนของ วินาทีไปจนถึง 106 ปี พบนิวไคลดประเภทน์ ้ีไม่ตํ่ากว่า 20 ชนิด แต่มีปริมาณความเขมข้ นของ้

136

นิวไคลดแต์ ่ละตวตั ามากํ่ นิวไคลดประเภทน์ ้ีไดแก้ ่ คาร์บอน-14 ไฮโดรเจน-3 ซิลิคอน-32 และ เบริลเลียม-7 เป็นต้น 3. นิวไคลด์ที่มนุษยสร์ ้างข้ึน มีนิวไคลด์กัมมันตรังสีจํานวนมากทีกําเนิดจากระเบิดนิวเคลียร์หรือจาก โรงงานที่ใชเช้ ้ือเพลิงจากพลงงานนั ิวเคลียร์ นิวไคลด์ในกลุ่มน้ีมีมากกว่า 200 ชนิด ตั้งแต่ นํ้าหนกอะตอมั 30 ไปจนถึงน้าหนํ กอะตอมั 66 ในไม่กี่สัปดาห์หลงจากการระเบั ิด นิวไคลด์ ส่วนใหญ่จะเป็น แบเรี่ยม-140 (12.8 วัน) ไอโอดีน-131 (8.05 วัน) หลงจากนั ้นั 1 ปี 75% ของแอ คติวิตี (Activity) จะไดจาก้ ซีเซียม-144 และไอโซโทปลูก (Daughter isotope) ของมัน จากน้นั อีก 20 ปี 90% ของแอคติวิตี จะเป็น สตรอเทียม-90 (28 ปี) ซีเซียม-137 (30 ปี) และไอโซโทป ลูก นอกจากนิวไคลด์ที่เป็นผลิตผลโดยตรงจากระเบิดนิวเคลียร์แล้ว การระเบิดยัง ทําให้เกิดนิวไคลด์กมมั นตรั ังสีอีกหลายตัว เช่น พวกที่เกิดจากการจบกั บนั ิวตรอนของดิน นํ้า อากาศ มีนิวไคลด์ตัวสาคํ ญๆั ไดแก้ ่ ไฮโดรเจน-3 คาร์บอน-14 โปแตสเซียม-32 ซีลิเนียม-35 โครเมียม-51 แมงกานีส-54 เหล็ก-55 เหล็ก-59 โคบอลท-58์ และ สังกะสี-65 นิวไคลด์ทั้งสามประเภทน้ี มักจะพบในทะเลและในส่ิงมีชีวิตในทะเล ถ้า ช่วงเวลาครึ่งชีวิตของมนยาวนานพอกั จะพบสะสมอย็ ในตะกอนดู่ วย้

8.5. แหล่งของสารกมมั ันตรังสีในทะเล 8.5.1. จากธรรมชาติ กมมั นตรั ังสีเป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติอยางหน่ ึ่ง เกิดจากรังสีคอสมิก (Cosmic Ray) ทําปฏิกิริยากบสสารทั ี่อยในชู่ ้นบรรยากาศและบนผั ิวโลก เรียกว่า Cosmogenic Radionuclides แต่จะคงอยู่ได้เพียงไม่กี่นาที กัมมนตรั ังสีในทะเลส่วนใหญ่จะมาจากธรรมชาติที่สําคญคั ือ โปแตสเซียม-40 ซึ่งเป็นกมมั นตรั ังสีที่มาจากการสลายของยเรเนู ียม ทอเรียม และ ไตรเทียม ที่ ทําปฏิกิริยากบรั ังสีคอสมิก บริเวณผวหนิ า้ ทะเลจะมีรังสีคอสมิกมีค่าประมาณ 4 x 10-8 Sv/hr และลดลงเหลือประมาณ 4 x 10-9 Sv/hr ที่ระดบความลั ึก 20 เมตร และจะพบนอยมากท้ ี่ระดับ ความลึกมากกวา่ 100 เมตร นอกจากน้ียังมีกมมั นตรั ังสีที่สร้างข้ึนต้งแตั ่มีการกาเนํ ิดโลก 5รียกวา่ Primordial Radionuclides ไดแก้ ่ โปแตสเซียม-40 ยูเรเนียม-238 และ ทอเรียม-232 ทั้งหมดมีค่า ครึ่งชีวิต (Half life) มากกวา่ 109 ปี โดยพวก Primordial Radionuclides ที่มักพบโดยทวไปใน่ั นํ้าและดินตะกอนบริเวณเอสทูรี่และมหาสมุทร โดยเฉพาะ โปแตสเซียม-40 พบมากที่สุด

137

กมมั นตรั ังสีที่เป็นพวก Heavy Radionuclides จะมีความสามารถในการละลาย (Solubility) ได้น้อย คารวมของก่ มมั นตรั ังสีในผวนิ ้าทะเลํ มีค่าประมาณ 12.6 Bq/L กมมั นตรั ังสี ในทะเลส่วนใหญ่จะเกาะติด (Adsorbed) อยกู่ บอนั ุภาคต่าง ๆ และสะสมอยในสู่ ่วนของตะกอน ท้องทะเล ในตะกอนที่มีขนาดเล็กจะมีพื้นที่ผิวมาก จึงมีความสามารถในการดูดซับสาร กมมั นตรั ังสี ไดมากกว้ ่าตะกอนหยาบ โดยทวไปน่ั ้าทะเลจะมํ ีสารกมมั นตรั ังสีประมาณ 12.6 Bq/L ทรายทะเลมี 200-400 Bq/kg และตะกอน 700-1000 Bq/kg 8.5.2. จากมนุษย์ เป็ นการเติมสารกัมมันตรังสีลงสู่ทะเลจากฝี มือมนุษย์ เร่ิมข้ึนในช่วงปลายของ สงครามโลกคร้ังที่ 2 โดยการใชระเบ้ ิดปรมาณู หลงจากนั ้นประเทศมหาอั านาจหลายประเทศไดํ ้ มีการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ใตทะเล้ (Weapons Testing) การระเบิดเป็นการปล่อยพลงงานั มหาศาลออกมาอย่างรวดเร็ว การระเบิดของระเบิดปรมาณู จะทาใหํ ้เกิดแรงดันหรือแรง กระเทือน 50% พลังงานความร้อน 35% กมมั นตรั ังสี 5% แร่กมมั นตรั ังสี(ฝุ่น) 10% การทดลองอาวธนุ ิวเคลียร์ที่ประกอบดวย้ ยูเรเนียม และ พลูโตเนียม การระเบิดจะทาใหํ ้ เกิดไอโซโทป (Isotopes) และผลผลิตจากการเกิดปฏิกิริยา (Fission products) กวา่ 200 ชนิด ซึ่ง จะกระจายข้ึนสู่บรรยากาศในรูปฝนละอองุ่ (Dust) ก่อนที่จะตกลงพ้ืนดินและทะเล ไอโซโทป รังสี (Radioisotopes) ที่สําคัญ ไดแก้ ่ สตรอเทียม– 90 และ ซีเซียม-137 ที่คาคร่ ึ่งชีวิตประมาณ 30 ปี และ พลูโตเนียม-239 มี ครึ่งชีวิต 24,400 ปี เตาปฏิกรณ์ปรมาณู (Nuclear Reactor) ที่ถูกสร้างข้ึนบนโลกอีกนบรั ้อยแห่งก็เป็น ต้นเหตุที่สําคัญในการปล่อยกัมมันตรังสีสู่สิ่งแวดล้อม เตาปฏิกรณ์ปรมาณูดังกล่าวใช้ใน วตถั ุประสงค์ต่างๆ กนั ไดแก้ ่ การวิจัย การผลิตกระแสไฟฟ้ า เช้ือเพลิงปรมาณู เป็นต้น เตา ปฏิกรณ์เหล่าน้ีถ้าควบคุมไม่ดีพอกอาจเก็ ิดอุบัติเหตุและมีผลทาใหํ ้มีการร่ัวไหลของกมมั นตรั ังสี ลงสู่สิ่งแวดล้อมได้ 8.6. กากกมมั ันตรังสี (Radioactive Waste) กากกมมั นตรั ังสี คือ ของเสีย ไม่วาในร่ ูปของๆแข็ง ของเหลว หรือ ก๊าซที่ประกอบ หรือ ปนเป้ือน ด้วยสารกมมั นตรั ังสี ใน ระดบความแรงรั ังสีสูงกวาเกณฑ่ ์กาหนดวํ า่ เป็นอนตรายั และ วัสดุนั้นๆไม่เป็น ประโยชน์อีกต่อไปแล้ว เมื่อได้ชื่อว่า กาก กมมั นตรั ังสี กาก หรือ ของเสีย เหล่าน้นจะตั ้องได้รับการบาบํ ัด และ จัดการอยางม่ ีระบบ และผานการตรวจสอบ่ อยางเคร่ ่งครัด ประเภทของกากกมมั นตรั ังสีนั้น สามารถแบ่งตามระดบความเขั มข้ นของก้ มมั นตภาพรั ังสีออก ไดเป้ ็น 6 ประเภท

138

1. กากกมมั นตรั ังสีที่มีชีวิต (High-level Wastes) กากกมมั นตรั ังสีชนิดน้ีเป็นวสดั ุสํารอง ไวใช้ ในเตาปฏ้ ิกรณ์นิวเคลียร์ หรือเป็นกากกมมั นตรั ังสีหลงการเกั ิดปฏิกิริยา (Fission Products) ที่ปราศจากการแยกในขบวนการฟอกกากนิวเคลียร์ (Reprocessing) ของเสียประเภทน้ีไม่มีการ ทิ้งลงสู่ทะเล แต่กสามารถลงส็ ู่ทะเลไดเช้ ่นกนั เช่น การจมของเรือดานํ ้าพลํ งงานนั ิวเคลียร์ หรือ เครื่องบินบรรทุกขีปนาวุธเกิดอุบัติเหตุตกลงสู่ทะเล พวกกากกมมั นตรั ังสีที่มีชีวิตประกอบดวย้ ไตรเทียม มากกว่า 37,000 TBq มีการแพร่ออกมาของรังสีอัลฟ่าและเบตามากกว้ ่า 37 TBq นอกจากน้ียงมั ี สตรอเทียม-90 และ ซีเซียม-137 ที่มีการแพร่รังสีออกมามากกวา่ 3.7 TBq มีค่า ครึ่งชีวิตมากกวา่ 50 ปี กากกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีจะตองม้ ีมาตรการและอุปกรณ์จัดเก็บอยางด่ ี เพื่อป้ องกนมั ิให้มีการปนเป้ือนลงสู่ทะเล 2. กากกมมั นตรั ังสีที่เกิดจากขบวนการฟอกหรือปรุงแต่งกากนิวเคลียร์ (Transuranic Wastes) กากกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีภายหลงการฟอกกั จะน็ าไปใชํ เป้ ็นเช้ือเพลิงในเตาปฏิกรณ์ นิวเคลียร์หรือใชในการผล้ ิตอาวุธนิวเคลียร์ โดยการกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีจะประกอบดวยสาร้ กมมั นตรั ังสีในระดบตั าํ่ แต่จะประกอบดวยธ้ าตุที่มีอายุยืนยาวที่อยเหนู่ ือธาตุยูเรเนียมในตาราง ธาตุ มีองคประกอบหล์ กคั ือ พลูโตเนียม ซึ่งจะมีองคประกอบมากกว์ า่ 370 Bq/g 3. กากกมมั นตรั ังสีที่ไม่มีชีวิต (Low-level Wastes) กากกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีมีระดับ ของกมมั นตรั ังสีตํ่ากวา่ 370 Bq/g แม้วาการก่ มมั นตรั ังสีประเภทน้ีจะมีความรุนแรงของรังสีตาํ่ และตองการอ้ ุปกรณ์การเกบท็ ี่ไม่ยุงยากเหม่ ือนกากกมมั นตรั ังสีประเภทอื่นที่ไดกล้ ่าวมา แต่กยัง็ มีศักยภาพในการก่อใหเก้ ิดอนตรั ายจากนิวไคลด์รังสีที่เป็นองคประกอบอย์ ู่ จึงจาเปํ ็นตองม้ ีการ จัดการโดยการกาจํ ดกากกั มมั นตรั ังสีประเภทน้ี ปัจจุบันใช้วิธีการนาไปฝํ ังดิน 4. กากกมมั นตรั ังสีที่ตกคางจากการท้ าเหมํ ืองแร่และการบดแร่ยูเรเนียม (Uranium Mine and Mill Tailing) กากกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีมีอันตรายสูง เนื่องจากมีส่วนของสาร กมมั นตรั ังสีที่มีชีวิตเป็นองค์ประกอบอยู่ แต่มีในระดบตั ํ่า การฝังกลบสารเหล่าน้ีจะสามารถ ป้ องกนการกระจายโดยลมและการชะลั ้างได้ 5. กากของสารกมมั นตรั ังสีจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Decontamination and Decommissioning Wastes ) เป็นกากของสารกมมั นตรั ังสีที่ต้องมีการจดการกั าจํ ดเชั ่นเดียวกบั กากกมมั นตรั ังสีประเภทมีชีวิตและไม่มีชีวิต กากกมมั นตรั ังสีประเภทน้ีคาดวาอาจจะเป่ ็นตวการั ทําใหเก้ ิดการเพ่ิมปริมาณของกากกมมั นตรั ังสีในทะเลในอนาคต 6. การกมมั นตรั ังสีที่ปล่อยข้ึนสู่บรรยากาศ (Gaseous Effluents) เป็นของเสียเกิดจากกิจ กรรมต่างๆ ที่ใช้กมมั นตรั ังสีเป็นแหล่งพลังงานแลวม้ ีการปล่อยข้ึนสู่บรรยากาศ

139

8.7. หลกการจั ัดการกากกมมั ันตรังสี การกาจํ ดกากกั มมั นตรั ังสี มิไดหมายถ้ ึงการทาลายสารกํ มมั นตรั ังสี ใหหมดส้ ิ้นไป ทั้งน้ี เพราะวิธีการทางเคมี-ฟิสิกส์โดยทวไป่ั ไม่สามารถทาลายสารกํ มมั นตรั ังสีได ้ จะมีเพียงวิธีทาง นิวเคลียร์ ซึ่งยงยากและสุ่ ิ้นเปลือง ขบวนการสลายตวตามธรรมชาตั ิของสารกมมั นตรั ังสีเท่าน้นั ที่จะแปรสภาพความเป็นกมมั นตภาพรั ังสีของสารได ้ การจดการกากกั มมั นตรั ังสีจึงเป็นการ ดาเนํ ินการใดๆ เพื่อป้ องกนการแพรั ่กระจายของกากกมมั นตรั ังสีในสภาวะแวดลอมเก้ ิดการ ปนเป้ือนดวยสารก้ มมั นตรั ังสี ซึ่งอาจก่อใหเก้ ิดผลกระทบต่อส่ิงแวดลอม้ วิธีการที่ใชปฏ้ ิบัติต่อ กากฯ เหล่าน้ันมีมากมายหลายวิธีตามลกษณะคั ุณภาพและปริมาณของกากฯเหล่าน้ัน แต่โดย ส่วนรวมแล้ว การกาจํ ดกากฯั ทุกๆวิธีจะมีหลกการรั ่วมกนั 3 ประการ 1. การทาใหํ เข้ มข้ ้น แลวเก้ บรวบรวม็ ( Concentrate and Contain ) 2. การทาใหํ เจ้ ือจาง แลวระบายท้ ิ้ง ( Dilute and Disperse ) 3. การเก็บทอดระยะเวลา และปล่อยใหสารก้ มมั นตรั ังสีสลายตวไปเองั ( Delay and Decay ) 8.7.1. การกาจํ ัดกากกมมั ันตรังสีที่เป็ นของเหลว กากของเหลวระดบรั ังสีสูง(104 – 106 Ci/m3) กากกมมั นตรั ังสีชุดน้ีส่วนใหญ่เป็น สารละลายของปฏิกิริยานิวเคลียร์ (Fission Products) จากโรงงานคืนสภาพเช้ือเพลิงนิวเคลียร์ และมีระดบรั ังสีสูง การบาบํ ดกากนั ้ีมักใช้วิธีการตมระเหย้ (Evaporation) แลวเก้ บไว็ ในภาชนะท้ ี่ คงทน รอจนสารรังสีบางส่วนสลายตวลงบั าง้ แลวจ้ ึงนาไปทํ าเปํ ็นผลิตภณฑั ของแข์ ็ง เช่น โดย วิธีผนึกใหเป้ ็นแกว้ (Vitrification ) ต่อไป กากของเหลวระดบรั ังสีตํ่าและปานกลาง(10-6 – 1 Ci/m3) ตามปกติกากของเหลวกมมั นตรั ังสีมักจะอยในรู่ ูปสารละลายของน้าํ การดาเนํ ินการ กาจํ ดกากของเหลวกั มมั นตรั ังสีนั้น จะเร่ิมดวยการรวบรวมกากของเหลวไว้ จนกระท้ งม่ั ีปริมาณ มากพอ ซึ่งจะไดประโยชน้ ์ คือ เป็นการทอดระยะเวลาใหสารก้ มมั นตรั ังสีที่มีอายุสั้นๆ สลายตัว หมดไป และเป็นการประหยดคั ่าใช้จ่าย วิธีดําเนินการกาจํ ดกากของเหลวมั ีหลายวิธี เช่น การ ตกตะกอนเคมี เป็นวิธีที่ใชสารเคม้ ีผสมลงในของเหลว ทําให้สารกมมั นตรั ังสีเกิดการ ตกตะกอนร่วมกบสารเคมั ีนั้น และสารละลายในส่วนที่เหลือหลงจากเกั ิดการตกตะกอน จะถูก ระบายทิ้งต่อไป ผลจากวิธีทางเคมี คือการเกิดสารประกอบที่ไม่ละลายน้าํ ซึ่งมกเปั ็นเกลือ Hydroxide carbonate หรือ Phosphate ข้ึนกบั วิธีการ และสารเคมีที่ใชงาน้ การตมระเหย้ (Evaporation) เป็นวิธีที่ใชความร้ ้อนในการต้มระเหยน้าทํ ิ้ง โดยเฉพาะอยางย่ งพวกท่ิ ี่มีระดบรั ังสี ปานกลาง การตมระ้ เหยน้ี จะไดผลเป้ ็นกากกมมั นตรั ังสีที่เขมข้ นในร้ ูปตะกอน หรือของเหลว 140

ข้นๆ (Concentrated Residue) การดูดจบดั วยสารแลกเปล้ ี่ยนไอออน (Ion Exchange) เนื่องจาก สารกัมมนตรั ังสีในกากของเหลวฯ จะอยู่ในรูปอนุมูลของธาตุด้วย ดังน้ันจึงสามารถใช้วิธี แลกเปลี่ยนไอออนในการขจดกากของเหลวฯั ไดโดยให้ กากของเหลวไหลผ้ านคอล่ มนั ์ของสาร แลกเปลี่ยนไอออนซึ่งอาจเป็นสารสังเคราะห์ เช่น Ion Exchange Resin หรือสารที่กาเนํ ิดจาก ธรรมชาติ เช่น ถ่าน เกลือ ซีโอไลต ์ และ ดินเหนียวต่างๆ สารกมมั นตรั ังสีจะถูกดูดจบไวั ในสาร้ แลกเปลี่ยนไอออน และสารละลายที่ผานออกไปสามารถละลายท่ ิ้งได ้ 8.7.2. การกาจํ ัดกากกมมั ันตรังสีที่เป็ นของแข็ง กากกมมั นตรั ังสีที่เป็นของแข็งและมีระดบรั ังสีสูง ไดจากโรงงานค้ ืนสภาพเช้ือเพลิง นิวเคลียร์ (Nuclear Fuel Reprocessing Plant) ลักษณะของกาก คือ อ๊อกไซดของธาต์ ุต่างๆ การ บําบดจะกระทั าโดยแปรสภาพของกากใหํ ้เป็นวสดั ุที่คงทนต่อปฏิกิริยาเคมี เช่น แกว้ หรือ เซรามิค กากของแขงท็ ี่แปรสภาพแล้ว เรียกว่า ผลิตภณฑั กาก์ (Waste Product) จะถูกบรรจุลง ในภาชนะที่เหมาะสม และเก็บไวรอการท้ ิ้งกากโดยถาวรต่อไป กากกมมั นตรั ังสีระดบรั ังสีตํ่า และปานกลาง กากของแขงในกล็ ุ่มน้ี ประกอบดวย้ กากตะกอนเขมข้ ้น ( Residue) จากการต้ม ระเหยกากของเหลว จากขบวนการตกตะกอนเคมีของกากของเหลว หรือ จากสารแลกเปลี่ยน ไอออนที่ใชแล้ ้ว กากตะกอนเหล่าน้ีมักจะมีความช้ืนปะปนอยู่ด้วยและยงไมั ่คงทนต่อสภาวะ แวดลอมด้ งนั ้นจะตั องม้ ีการแปรสภาพ เป็นผลิตภณฑั กากท์ ี่เหมาะสมเช่นกนั การแปรสภาพกาก ดังกล่าวน้ี อาจกระทาไดํ โด้ ยวิธีผนึกกากในซีเมนต ์ (Cementation) หรือวิธีผนึกการในยางมะ ตอย (Bituminization) กากของแขงท็ ี่ไดจะเก้ ็บรวบรวมไวและน้ าไปแปรสภาพใหํ ้เหมาะสม เพื่อนําไปเก็บหรือทิ้งลงสู่สิ่งแวดลอมตามธรรมชาต้ ิ โดยไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางรังสีต่อ สิ่งแวดลอม้ 8.7.3. การกาจํ ัดกากกมมั ันตรังสีชนิดทเปี่ ็ นไอหรือก๊าซ กากกมมั นตรั ังสีที่อยในสถานะของกู่ ๊าซน้นมั ีอย ู่ 2 ลักษณะไดแก้ ่ ก๊าซกมมั นตภาพรั ังสี (Radioactive Gas) เช่น ไอโอดีน อาร์กอน และ ซีนอน เป็นต้น หรือ ไอสาร หรือ ฝุ่นละอองที่ ปนเป้ือนดวยสารก้ มมั นตรั ังสี ( Aerosols) การบาบํ ดกากชนั ิดน้ี กระทาไดํ โดยว้ ิธีกรองกาก ใน อากาศดวยระบบกรองพ้ ิเศษ ซึ่งมกจะประกอบดั วย้ Activated Charcoal เป็นตวดั ูดจบสารั กมมั นตรั ังสี และมีอุปกรณ์กรองมลสาร แขวนลอย ที่มีขนาด เล็กๆได้ดี เมื่อกาจํ ดกากโดยการั กรองแล้ว เครื่องกรองจะถูกทิ้งเป็นกากของแข็งต่อไป การบาบํ ดกากชนั ิดที่เป็นก๊าซ กมมั นตรั ังสีนั้นจาเปํ ็นตองอาศ้ ยกรรมวั ิธีเฉพาะ เช่น เทคนิคการดูดจับ (Adsorption Technique)

141

ไดแก้ ่ การดูดจบกั ๊าซกมมั นตรั ังสีด้วยสารตวกลางทั ี่เหมาะสม เช่น Activated Carbon หรือ

Porous Matter ที่เคลือบหรือจุ่มดวยเกล้ ือของเงิน (Silver Nitrate Impregnated) ในกรณีของ I2 การสกดแยกั (Extraction) เช่น การสกดแยกดั วยว้ ิธีกลนเย่ั ็น (Cryogenic Distillation) ซึ่งกระทํา ไดโดยการลดอ้ ุณหภูมิของก๊าซให้เยนจ็ ดจนกลายเปั ็นของเหลว แลวปล้ ่อยให้อุณหภูมิสูงข้ึนที ละน้อย ก๊าซแต่ละชนิดที่มีจุดเดือดแตกต่างกันก็จะระเหยออกมา ณ ที่อุณหภูมิต่างกัน ตัวอยางเช่ ่น นีออน มีจุดเดือด = -111.9oC เป็นต้น การแพร่ (Diffusion) เป็นการสกดแยกกั ๊าซ อีกแบบหนึ่งโดยอาศยหลั กการทั ี่ว่าก๊าซแต่ละชนิดมี อัตราการแพร่ (Rate of Diffusion) ใน ตัวกลางต่างๆไม่เท่ากนั ดังน้ันจึงสามารถแยกจากกนไดั หล้ งจากการกรองหรั ือสกดแยกกั ๊าซ ด้วยวิธีต่างๆดงกลั ่าวแล้ว ชุดเครื่องกรอง กจะเป็ ็นที่สะสมของสารกมมั นตรั ังสี และจะตองน้ าไปํ บําบดเปั ็นกากของแขงต็ ่อไป ส่วนก๊าซที่สกดแยกเอาไวั ้ ก็บรรจุใส่ท่อ หรือถงกั ๊าซเพื่อนาไปทํ ิ้ง โดยถาวรต่อไป 8.8. การเกบร็ ักษาและทงกากโดยถาวริ้ กากกมมั นตรั ังสีที่แปรสภาพแล้ว สามารถนาไปทํ ิ้งโดยถาวรได ้ ซึ่งมีวิธีทิ้งหลายวิธี เช่น การเก็บฝังลงใต้ดินต้ืนๆ การเก็บฝังในเหมืองแร่ร้างใต้ดินและการเก็บทิ้งลงในมหาสมุทร เป็น ต้น การทิ้งกากแบบฝังดิน สามารถกระทาไดํ ้ 2 วิธี การทิ้งกากแบบฝังดิน(Shallow Land Burial) เป็นวิธีการที่ใช้กับ กากกัมมนตรั ังสีของแข็ง ที่มีความแรงรังสีตํ่า และมีครึ่งชีวิตของ สาร กมมั นตรั ังสีสั้น (ไม่เกิน 30 ปี) ที่ฝังกากแบบน้ีอาจเป็นหลุมดินหรือเป็นบ่อที่มีโครงสร้าง แขงแรง็ การทิ้งกากแบบฝังดินลึก (Deep Underground Disposal) เป็นการทิ้งกากที่เหมาะสม สําหรับกากกมมั นตรั ังสีที่มีครึ่งชีวิตยาว และมีระดบความแรงรั ังสีสูง และตองการแยกกากจาก้ มนุษยและส์ ่ิงแวดลอมท้ ี่เกี่ยวของก้ บประชาชนใหั มากท้ ี่สุด การทิ้งกากแบบทิ้งทะเล การทิ้ง กากแบบน้ีอาจกระทาไดํ โดยการท้ ิ้งผลิตภณฑั กากท์ ี่ผนึกสนิทแลวลงส้ ู่ทองทะเลโดยตรง้ หรือ โดยวิธีฝังกากใต้ดินใต้ท้องทะเลลึกแต่จะตองปฏ้ ิบัติตามกฏเกณฑ์ข้อตกลงนานาชาติวาด่ วย้ การ ทิ้งกากสารอนตรายลงสั ู่ท้องทะเล(The London Dumping Convention) ปัจจุบันน้ีประเทศต่างๆ ทัวโลกพยายามละเว่ นการท้ ิ้งกากวิธีนี้ การทิ้งและทาลํ ายกากโดยถาวรวิธีอื่นๆ ยงมั ีวิธีทําลาย กากอีกหลายวิธีที่มีการพิจารณาวาอาจจะน่ ามาใชํ ปฏ้ ิบัติได ้ ตัวอยางเช่ ่นการฝังกากลงในน้าแขํ ็ง (Disposal into Ice Sheet) การทาลายกากโดยวํ ิธีนิวเคลียร์(Nuclear Transmutation) และการทิ้ง กากออกไปสู่อวกาศ(Disposal into Space) เป็นต้น อยางไรก่ ็ตามเทคนิคการทิ้งกากดวยว้ ิธี ดังกล่าวยงมั ิได้นํามาใชปฏ้ ิบัติในปัจจุบัน

142

8.9. พฤติกรรมของธาตุกัมมันตรังสีในทะเล ความซบซั อนจากการกระท้ าของปํ ัจจยรั ่วมกนระหวั างป่ ัจจยทางดั านกายภาพ้ เคมี และ ทางด้านชีวภาพ มีผลต่อพฤติกรรมการกระจาย การเจือจางหรือเพ่ิมความเขมข้ นของธาต้ ุ กมมั นตรั ังสีในทะเล พฤติกรรมาทางดานเคม้ ีของนิวไคลด์มีลักษณะเหมือนกบธาตั ุที่อยในคาบู่ เดียวกนของตารางธาตั ุ ไดแก้ ่ นิวไคลดของ์ แคลเซียม45 สตรอเทียม-90 แบเรียม-140 เรเดียม- 226 มีพฤติกรรมคลายธาต้ ุแคลเซียม ขณะที่ โปแตสเซียม-40 รูบิเดียม-86 และ ซีเซียม-137 มี พฤติกรรมเช่นเดียวกับธาตุโปแตสเซียม นิวไคลด์บางชนิดพบมีความเขมข้ นส้ ูงในอวยวะั บางส่วนของสตวั ทะเล์ เช่น สตรอเทียม-90 พบมีความเขมข้ นส้ ูงในส่วนของเปลือก กระดูก และ ส่วนโครงสร้างภายนอก (Exoskeletons) ซีเซียม-137 พบมีความเขมข้ นส้ ูงในส่วน Soft Tissue ของร่างกาย เนื่องจากนิวไคลด์รังสี ที่ปนเป้ือนลงสู่ทะเลและชายฝ่ังมาจากน้าทํ ิ้ง การกระจายจะมี ระดบความเขั มข้ นลดลงตามระยะทางจากแหล้ ่งที่ปล่อย พฤติกรรมการกระจายจะมีลักษณะ คลายก้ บสารมลพั ิษหลายประเภทที่ปนเป้ือนลงสู่ทะเล กล่าวคือ บางส่วนจะดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาค ของตะกอนในทะเลและจะมีการแลกเปลี่ยนเพื่อรักษาสมดุลยอย์ ู่ตลอดเวลา เช่นเดียวกบการั แลกเปลี่ยนอิออนของแร่ธาตุ แลวจะตกตะกอนลงส้ ู่พื้นทะเล ดังน้นพั ้ืนทะเลจึงเป็นแหล่งรวม เอานิวไคลด์รังสีชนิดต่างๆ ความสามารถในการดูดซับอยู่กบตะกอนจะมั ีความสัมพนธั ์กบั ลักษณะของ นิวไคลด์รังสี และพ้ืนที่ผิวของตะกอน ปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนระหว่างนิวไคลด์รังสี กบอนั ุภาคต่างๆ ในบริเวณเอสทูรี่และในทะเลเปิด สามารถอธิบายในรูปการแลกเปลี่ยนอิออนอ ยางง่ ่ายๆหรือสมดุลย์ในการดูดซับ (Adsorption Equilibrium) ตะกอนพ้ืนทะเลมีบทบาทสําคญในการนั าเอาสํ ารกมมั นตรั ังสีที่มีการปนเป้ื อนเขาส้ ู่ ระบบส่ิงมีชีวิต โดยนิวไคลด์รังสีที่สะสมในตะกอนตามพ้ืนทะเลและดูดซบอยั กู่ บสารอั ินทรีย์ จะถูกกินโดยพวกสัตวประเภทกรองสารอ์ ินทรีย์(Detritus Feeder) แลวหม้ ุนเวียนเขาส้ ู่ระบบ สิ่งมีชีวิตในทะเล การย่อยสลายซากสารอินทรีย์ที่ดูดซบนั ิวไคลด์ของธาตุกมมั นตรั ังสีโดยจุล ชีพเป็นพฤติกรรมอีกอยางในการปลดปล่ ่อยนิวไคลดไปสะสมในตะกอนและในน์ ้าทํ ี่อยระหวู่ าง่ ช่องว่างของตะกอน (Interstitial Water) การรบกวนของสัตว์ที่อาศยตามหนั าด้ ินและการ หมุนเวียนของกระแสน้าในชํ ่วงการเกิดพายเปุ ็นขบวนการเคลื่อนยายอย้ างหน่ ึ่งและยงสั ่งผลให้ นิวไคลดกล์ บเขั ้ามาในระบบห่วงโซ่อาหาร สิ่งมีชีวิตในทะเลนอกจากจะได้รับนิวไคลด์จากตะกอนที่สะสมตามพ้ืนทะเลแล้ว ยัง ได้รับนิวไคลด์ที่อยู่ในน้ําทะเลและจากการกินส่ิงมีชีวิตชนิดอื่นๆ ในระบบห่วงโซ่อาหาร

143

สาหร่ายทะเลและพืชน้ําชนิดต่างๆ จะได้รับนิวไคลด์จากน้ําทะเลผ่านทางเน้ือเยื่อบุผิว (Epidermal Tissue) จากผลผลิตเบ้ืองตนน้ ้ีก็จะมีการสะสมเพ่ิมข้ึนตามระดบในระบบหั ่วงโซ่ อาหาร จนถึงผบรู้ ิโภคข้นสั ุดทาย้ การสะสมเอานิวไคลดของส์ ่ิงมีชีวิตในทะเลจะเห็นได้ชัดเจน ในบริเวณที่มีการทดลองอาวธนุ ิวเคลียร์และโรงงานผลิตการแสไฟฟ้ าที่ใชพล้ งงานนั ิวเคลียร์ ตัวอยางการไหลเว่ ียนของซีเซียม-137 ในระบบนิเวศน์ทางทะเล โดยนิวไคลด์รังสี ชนิด นี้จะเคลื่อนยายจากน้ ้าลงสํ ู่ตะกอน บางส่วนของ ซีเซียม-137 จะสะสมอยในพู่ ืชที่อยตามพู่ ้ืน ทะเล แพลงกตอนพ์ ืช แลวก้ ็มีการเคลื่อนยายเข้ าส้ ู่ระบบห่วงโซ่อาหาร โดยพวกส่ิงมีชีวิตที่กิน พืช (herbivorous) จากน้นกั ็เขาส้ ู่ผู้บริโภคข้นตั ้น (Primary Consumer) คือ ปลาขนาดเลกและ็ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่กินสัตว์เป็นอาหาร สุดท้ายก็เคลื่อนยายเข้ าส้ ู่ผู้บริโภคข้นทั ี่สอง (Secondary Consumer) คือปลาขนาดใหญ่ โดยค่า Concentration Factor ของ ซีเซียม-137 มี คาเฉล่ ี่ยเท่ากบั 10, 10, 50 และ 30 สําหรับสาหร่ายทะเล หอย กุงป้ ู และ ปลาทะเล ตามลาดํ ับ สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น แพลงกตอนพ์ ืชและแพลงกตอนส์ ัตว ์ มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมาก ทําให้การสะสมนิวไคลด์รังสีไดรวดเร้ ็วกว่าสัตวทะเลท์ ี่มีขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามสัตวทะเล์ ขนาดใหญ่ไม่สามารถควบคุมระดบความเขั มข้ นในร้ ่างกายได ้ สัตวทะเลหลายชน์ ิดสามารถรับ เอาสารนิวไคลด์รังสีไดในระด้ บความเขั มข้ นใกล้ เค้ ียงกบระั ดบความเขั มข้ นในน้ ้าทะเลํ การ สะสมนิวไคลด์รังสีในส่ิงมีชีวิตบริเวณเอสทูรี่และในทะเลจะพบความเขมข้ นส้ ูงในบริเวณ โรงงานผลิตเช้ือเพลิงนิวเคลียร์และอุตสาหกรรมการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ อยางไรก่ ตาม็ จากการ ประเมินในระดบหั ่วงโซ่อาหาร พบมีการสะสมในระดบความเขั มข้ นท้ ี่ตํ่า ไม่บ่งช้ีถึงการสะสม ในข้นสั ูงของห่วงโซ่อาหาร ยกเวนเพ้ ียง ซีเซียม-137 ที่มักพบมีการสะสมในปลา

8.10. ผลของสารกมมั ันตรังสีในระบบห่วงโซ่อาหาร สารกมมั นตรั ังสีเมื่อปนเป้ือนลงสู่ส่ิงแวดลอมแล้ วจะเก้ ิดผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตต่างๆ สิ่งมีชีวิตสามารถรับสารกมมั นตรั ังสีเขาส้ ู่ร่างกายได ้ 2 ทาง คือ ได้รับโดยตรงจากการหายใจและ ทางผิวหนัง และได้รับจากการกินอาหารที่มีสารกมมั นตภาพรั ังสีเขาไป้ สารกมมั นตภาพบางั ชนิดที่มีองคประกอบและม์ ีคุณสมบัติทางเคมีคลายสารท้ ี่มีองคประ์ กอบสําคญในรั ่างกายของ สิ่งมีชีวิต อาจมีการเพ่ิมขยายทางชีวภาพ (Biological Magnification) ไปตามลาดํ บขั ้นของหั ่วง โซ่อาหาร อย่างไรก็ตามจากการประมาณค่าการรับเอาสารกัมมนตรั ังสีจากธรรมชาติของ สิ่งมีชีวิตในทะเลมีคาต่ ากวํ่ า่ 5 mGy/ปี

144

- สาหร่ายมีความสามารถจะสะสมสารกมมั นตรั ังสีในระดบความเขั มข้ นท้ ี่สูง แต่กไม็ ่ เป็นอนตรายั - กลุ่มกงและปุ้ ู (Crustaceans) มีความสามารถในการดูดซึม (Assimilate) สาร กมมั นตรั ังสี ได้น้อยมาก พบมีสัดส่วนที่ขับออกอยในสู่ ่วนของสิ่งขบถั ่าย (Faeces) สูง - ปลาที่อาศยตามพั ้ืนทะเล (Bottom-living Fish) สามารถทนต่อระดบความเขั มข้ นของ้ สารกมมั นตภาพรั ังสีได้สูงกวาพวก่ ปลาที่อาศยตามผั วนิ ้าํ (Pelagic Fish) เนื่องจากมีการเกาะติด ของสารกมมั นตภาพรั ังสีในตะกอนที่สะสมอยตามพู่ ้ืนทะเล จึงทาใหํ ้ปลาที่อาศยตามพั ้ืนทะเล สามารถทนไดในระด้ บความเขั มข้ นท้ ี่สูง

8.11. ผลกระทบของสารกมมั ันตรังสีต่อสิ่งชีวิตในทะเลและบริเวณชายฝั่ง ผลของสารกมมั นตรั ังสีต่อส่ิงมีชีวิตข้ึนอยู่กบปรั ิมาณที่ได้รับ ประเภทของรังสี และ ระยะเวลาที่ได้รับ (Exposure Period) ผลกระทบอาจแสดงออกมาในรูปของการเปลี่ยนแปลง ทางพนธั ุกรรม (Genetic Change) ทางสรีระ (Physiological Change) การเจริญเติบโตและการ พัฒนาผดปกติ ิ (Aberrant Growth and Development) ก่อใหเก้ ิดโรคมะเร็ง (Cancer Induction) และตายในที่สุด โดยการก่อใหเก้ ิดการเปลี่ยนแปลงของสารพนธั ุ์กรรมในเซลล ์ เป็นส่ิงที่มีการ วิตกกนมากั เนื่องจากจะนาไปสํ ู่การกลายพนธั ุ์(Mutation) มีการศึกษาถึงผลกระทบของสาร กมมั นตรั ังสีต่อสัตวทะเล์ ไดแก้ ่ ในปลา Chinook Salmon ที่เล้ียงในโรงเพาะฟัก ที่มีระดับ ความเขมข้ นของสารก้ มมั นตภาพรั ังสี 5-200 mGy/day แลวปล้ ่อยลงทะเล ไข่และลูกปลาที่ได้ จากแม่ปลาเหล่าน้ีพบว่ามีลกษณะผั ิดปกติเป็นจานวนมากํ สัตวทะเลหลายชน์ ิดที่ได้รับรังสีใน ปริมาณมากจะตายในที่สุด อยางไรก่ ตาม็ ในสภาพธรรมชาติเนื่องจะมีการได้รับรังสีในระดบตั ํ่า จึงก่อใหเก้ ิดอนตรายแบบเรั ้ือรัง และไม่ทําให้สัตว์น้าตายํ (Sub-lethal) การได้รับมีทั้งในลกษณะั กินเขาไป้ หรือได้รับจากภายนอก ซึ่งการได้รับในลกษณะั Chronic Exposure ทําให้สัตว์นํ้าไม่ ถึงตากหากมีการสร้างเน้ือเยื่อมาทดแทน การได้รับรังสียาวนานแต่มีระดบความเขั มข้ นต้ ากวํ่ ่า 10 mGy จะไม่ส่งผลกระทบต่อประชากรสัตวทะ์ เล อัตราการได้รับรังสีที่ก่อให้เกิดผลใน ลักษณะเฉียบพลนตั ่อสัตวในบร์ ิเวณชายฝ่ังและในทะเลจะมีความแตกต่างกนในแตั ่ละกลุ่ม เช่น หอยทะเล มีค่าความเป็นพิษเฉียบพลนประมาณั 100-1000 Gy ปลาทะเล มีค่าอยระหวู่ าง่ 10-50 Gy และสตวั เล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ มีคาอย่ ระหวู่ าง่ 2-13 Gy

145

8.12. ผลต่อมนุษย์ มนุษยสามารถได์ ้รับสารกมมั นตรั ังสีจากหลายๆ แหล่ง ทั้งจากธรรมชาติและสร้างข้ึน เอง มนุษยได์ ้รับสารกมมั นตรั ังสีจากทะเลผานทางการบร่ ิโภคอาหารทะเล ผลกระทบของสาร กมมั นตภาพรั ังสีมีทั้งทางร่างกาย (Somatic Effects) เช่น โรคมะเร็งในเม็ดเลือดขาว (Leukaemia) และโรคมะเร็งชนิดต่างๆ และผลทางพนธั ุกรรม (Genetic Effect) ซึ่งจะทาใหํ เก้ ิด ความผดปกติ ิใน รุ่นถดไปั ในส่ิงแวดลอมในทะเล้ มีสารกมมั นตรั ังสีหลายชนิดที่เกี่ยวของก้ บสั ่ิงมีชีวิตที่สําคัญ และสมควรไดรับการพิจารณาเป็นพิเศษมีอย ู่ 2 ชนิด คือ 1. ซีเซียม-137 กมมั นตรั ังสีชนิดน้ีมีครึ่งชีวิต 33 ปี สลายตวโดยปลั ่อยรังสีแกมม่า ออก มา ซีเซียม-137 มีคุณสมบัติคลายก้ บธาตั ุโปแตสเซียม ฉะน้นั เมื่อเขาส้ ู่ร่างกายกจะไปอย็ ในเซลลู่ ์ ของส่ิงมีชีวิตตาแหนํ ่งเดียวกบโปแตสเซั ียมหรือเป็นการแทนที่โปแตสเซียมน้นเองั ซึ่งมกจะพบั อยตามกลู่ ามเน้ ้ือทวร่ั ่างกาย และการที่ ซีเซียม-137 ปล่อยรังสีแกมม่าอนรั ุนแรงออกมาก็จะทํา อันตรายไดตลอดท้ วร่ั ่างกาย 2. สตรอเทียม-90 กมมั นตรั ังสีชนิดน้ีมีความสาคํ ญยั งกว่ิ าก่ มมั นตภาพรั ังสีใดๆ ในเรื่อง ฝุ่นกมมั นตภาพทั ี่ตกลงมายงพั ้ืนโลก เพราะเหตุที่มีปริมาณมาก (ประมาณ 5.8% ของผลผลิตจาก ปฏิกิริยา) และมีครึ่งชีวิตถึง 20 ปี ฉะน้นั จึงสามารถทาอํ นตรายอยั ไดู่ นาน้ ธาตุสตรอเทียมมี คุณสมบัติทางเคมีคลายก้ บธาตั ุแคลเซียม ซึ่งเป็นธาตุที่จําเป็นต่อส่ิงมีชีวิตท้งพั ืชและสตวั ์ เมื่อสต รอเทียมเขาไปในร้ ่างกายแล้ว กจะไปท็ าหนํ าท้ ี่เหมือนแคลเซียม คือเขาไปอย้ ตามกระดู่ ูกและไม่ ยอมออกไปจากร่างกายง่ายๆ ถึงแม้วา่ สตรอเที่ยม-90 จะปล่อยรังสีเบต้า แต่ถ้าปริมาณมากพอก็ จะก่อเกิดอนตรายเมั ื่ออยในกระดู่ ูกและฝังอยในบู่ ริเวณน้นเปั ็นเวลาหลายปี จากการทดลองกบั สตวั เช์ ื่อวา่ สตรอเทียม-90 สามารถทาใหํ เก้ ิดโรคมะเร็งในเมดเล็ ือด โดยทวไปม่ั กเขั าใจผ้ ิดๆ ว่า ถ้าพบสารกมมั นตรั ังสีในทะเลก็แสดงว่าเป็นภาวะมลพิษ แต่ในความเป็ นจริงแล้วในธรรมชาติก็มีสารกัมมันตรังสีอยู่ในทะเล การศึกษานิวไคลด์ กัมมันตรังสีในมหาสมุทรนํามาใช้ในการหาอายุของตะกอนในทะเลและติดตามรอยการ หมุนเวียนของน้าในมหาสมํ ุทร ยิ่งกว่าน้นพั ฒนาการของการศั ึกษาดานน้ ้ียังได้รับการส่งเสริม โดยทางออมจาก้ การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ และการใชพล้ งงานนั ิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้ า ทํา ให้มีสารกัมมันตรังสีถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมในทะเล สิ่งเหล่าน้ีเป็ นตัวเพ่ิมนิวไคล์ กมมั นตรั ังสีใหแก้ ่แหล่งน้าจํ ึงใชเป้ ็นตัวตามรอยมวลนํ้าได้ด้วย

146

บทท ี่ 9 การขุดลอกทะเลและบริเวณชายฝั่ง

9.1. ความหมายของการขุดลอก (Dredging) การขดลอกุ (Dredging) ตามที่นิยามที่ใหไว้ โดย้ The International Association of Ports and Harbors ค.ศ 1991 หมายถึงการขดดุ ินและหินที่เกิดใต้นํ้าหรือที่มีอยใตู่ ทะเล้ ประกอบดวย้ ขบวนการสาคํ ัญ คือ การขุด (Excavation) การขนส่ง (Transports) และตามดวยการท้ ิ้ง (Disposal) หรือการนาวํ สดั ุที่ได้จากการขุดลอกมาใช้ประโยชน์ต่อไป (ปิยรัตน์, 2543) ตราบใดที่ยังมีการขนส่งทางน้าํ การก่อสร้างท่าเรือ ท่าเทียบเรือ เขื่อนก้นคลั ื่น การขดลอกุ จะยงเปั ็นส่ิงจาเปํ ็นต่อไป การขดลอกเปุ ็นการขดทุ ี่กระทาใตํ ้นํ้าไม่สามารถมองเห็นได้จึงจาเปํ ็นตอง้ มีการศึกษาและทาควํ ามเขาใจในกรรมว้ ิธีการขดลุ อก การขดลอกเปุ ็นกิจกรรมที่สําคญอยั างมากต่ ่อ การวางแผนการพฒนาการขนสั ่งทางน้ําและมีบทบาทสําคญทั ้ังทางด้านส่ิงแวดลอมและด้ ้าน เศรษฐศาสตร์ของประเทศต่าง ๆ ทัวโลก่ ประโยชน์ที่ได้จากการขุดลอกมีหลายประการ ไดแก้ ่ 1. พัฒนาร่องน้าทางเดํ ินเรือ (Navigation) โดยการบารํ ุงรักษา การปรับปรุงร่องน้าทางํ เดินเรือ ท่าเรือ แม่นํ้า ลําคลอง เพื่อใชในการก้ ่อสร้างท่าเรือ หรือแอ่งจอดเรือและอานวยความํ สะดวกอื่น ๆ เพื่อการเดินเรือ 2. การควบคุมน้าทํ ่วม (Flood Control) การรักษาระดบนั ้าในแมํ ่นํ้าให้มีความลึกมากข้ึน หรือกาหนดแนวใหมํ ่ของเสนทางน้ ้าํ หรือควบคุมดวยโครงสร้ ้างเขื่อน อาคารก้นนั ้าํ 3. การก่อสร้างและการถมที่ (Construction and Reclamation) โดยใช้วสดั ุที่ไดจากการข้ ุด ลอก เช่น ทราย กรวด เปลือกหอย ดินตะกอน สามารถนาไปใชํ ในการถมท้ ี่เพื่อการก่อสร้างได้ 4. การทาเหมํ ืองแร่ (Mining) เพื่อการขดแรุ ่ แยกแร่ เพชร โลหะมีคา่ ปุ๋ ยจากดินตะกอนหรือ วัสดุที่ได้จากการขุดลอก 5. การฟ้ืนฟูหรือถมที่ชายหาด (Beach Nourishment) โดยการนาเอาวํ สดั ุจากการขดลอกมาุ ถมชายหาดที่ถูกกดเซาะหรั ือการสร้างหาดทรายเทียม 6. เป็นการเพ่ิมธาตุอาหารในทะเลทาใหํ ้มีกาลํ งผลั ิตมากข้ึนและมีการหมุนเวียนธาตุอาหาร ได้ดีขึ้น 8. เป็นการสร้างที่อยอาศู่ ยแหลั ่งใหม่ให้กบสั ่ิงมีชีวิตพ้ืนทองทะเล้ โดยเฉพาะสัตว์จําพวก หอย 9. เพื่อทาการยํ ายว้ สดั ุที่มีมลสารหรือสารพิษปะปนอย ู่ เช่น โลหะหนัก สารประกอบ POPs ปิโตรเลียม และสารพิษอื่น ๆ

147 10. ประโยชน์อื่น ๆ ไดแก้ ่ การขุดลอกเพื่อวางแนวท่อใต้นํ้า และปรับปรุงคุณภาพน้าํ เป็นต้น ทั้งน้ีกรรมวิธีในการขุดลอกจะตองม้ ีการศึกษาถึงผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมด้ วย้ งานขุดลอกเป็นเทคโนโลยีที่มีความสําคัญ โดยเฉพาะการพฒนารั ่องน้ําทางเดินเรือ (Navigation) ซึ่งการขดลอกแตุ ่ละคร้ังจะมีตะกอนปริมาณมาก แต่ตะกอนเหล่าน้ีกสามารถน็ ามาใชํ ้ ประโยชน์ได ้ อยางไรก่ ตามในตะกอนด็ ินมีการปนเป้ือนของสารพิษ เช่น โลหะหนัก สารประกอบ POPs ปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน สารโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (Polycyclic Aromatic Hydrocabon, PAH) ดังน้นั จึงตองม้ ีการควบคุมและเขมงวดเพ้ ื่อป้ องกนผลกระทบตั ่อส่ิงมีชีวิตและ สิ่งแวดลอมใน้ ทะเล ปัจจุบนไดั ้มีการสํารวจเกี่ยวกบผลกระทบจากการขั ุดลอกท้งในทะเลและั บริเวณปากแม่นํ้า ซึ่งจะศึกษาดานการท้ าลายทํ ี่อยอาศู่ ัย คุณภาพน้าในบรํ ิเวณน้นั และผลโดยตรง ต่อส่ิงมีชีวิตในทะเลโดยเฉพาะสัตว์หน้าดิน การขุดลอกและตะกอนที่ได้จากกิจกรรมน้ีมีผล โดยตรงต่อชุมชนของส่ิงมีชีวิต (Biotic Communities) โดยเฉพาะทาลายแหลํ ่งที่อยอาศู่ ยของสั ัตว์ นํ้า (Kennish , 1996 ) การกลบคั ืนสู่สภาพเดิมของสัตวบร์ ิเวณพ้ืนทองทะเลภายหล้ งการขั ดลอกจะุ เป็นไปอยางช่ ้า ๆ และใชระยะเวลานาน้ ขึ้นอยกู่ บั ลักษณะของตะกอนพ้ืนทองทะเล้ การไหลเวียน ของน้าํ ลักษณะของส่ิงมีชีวิตที่อาศยอยั บรู่ ิเวณน้นั การเพิ่มความเขมงวดเก้ ี่ยวกบการทั ิ้งตะกอนใน ทะเล โดยจะมีการจดการกั บตะกอนเพั ื่อความปลอดภยขอั งส่ิงมีชีวิตในทะเลและมนุษย ์ โดยการ กาหนดพํ ้นทื ี่ในการทิ้งตะกอนให้แคบลงและลดความเข้มขนของสารพ้ ิษในตะกอนก่อนทาการทํ ิ้ง ( Clark.et al ,1997 ) การศึกษาผลกระทบของการขุดลอกในทะเลนับว่าเป็นส่ิงสําคัญ โดยเฉพาะอยางย่ ่ิง การ จัดการเกี่ยวกบวั สดั ุที่ไดจากการข้ ดลอกุ (Dredged Material) และบริเวณที่นําไปทิ้ง (Dumping Site) ซึ่งอาจจะเป็นในทะเลลึก บนแผ่นดิน หรือบริเวณชายฝ่ัง จุดทิ้งตะกอนเหล่าน้ีจําเป็นอย่างย่ิงที่ จะตองม้ ีการพิจารณาตรวจสอบเพื่อประเมินผลกระทบส่ิงแวดลอมและป้ ้ องกนความเสั ียหายที่จะ เกิดข้ึนกบทรั ัพยากรธรรมชาติของประเทศและทรัพย์สินของสังคม โดยส่วนรวม เช่น ปะการัง ป่าชายเลน แหล่งเพาะพนธั ุ์สัตว์นํ้าและสภาพชายฝ่ังทะเล

9.2. สาเหตุที่ต้องมีการขุดลอก 1. ร่องนํ้าตื้นเขิน (Waterway Shallow) ร่องน้าธรรมชาตํ ิเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึน ตามลกษณะของสั ภาพภูมิศาสตร์และอุทกศาสตร์ของพ้ืนที่นั้น ๆ มนุษยได์ ใช้ ประโยชน้ ์จากร่อง นํ้าตามธรรมชาติเพื่อการเดินทาง และขนส่งทางน้าระหวํ ่างชุมชนหรือระหว่างแหล่งอาหารกบั ชุมชน ร่องน้าบางแหํ ่งมีข้อจากํ ดบางประการทั าใหํ ้การเดินทางการขนส่งล่าชาเส้ ียเวลาเนื่องจากต้ืน เขินเป็นบางช่วง โดยเฉพาะอยางย่ งบร่ิ ิเวณปากแม่นํ้าสู่ทะเล หรือที่เรียกวาส่ นดอนปากแมั ่นํ้า ( Bar Adder ) อันเนื่องมาจากการสะสมของตะกอนที่พัดพา ทําให้ต้องมีการขดลอกรุ ่องน้าํ เพื่อใหได้ ้ ความกวางและล้ ึกตามขนาดที่ต้องการ

148 2. การคัดแยกตะกอน (Sediment Extraction) การคดแยกั กรวด ทรายมีแนวโนมในการท้ าเพํ ่ิม สูงข้ึน ไม่ว่าจะนาไปถมทะเลใหํ ้เป็นพ้ืนดิน นํามาใชเพ้ ื่อสกดแรั ่ต่างๆ ทะเล โดยเฉพาะในแถบ เอเชียตะวนออกเฉั ียงใต ้ มีการทาเหมํ ืองแร่ดีบุกในเขตน้าตํ ้ืนชายฝ่ังเป็นจานวนมากํ เนื่องจากดีบุก เป็นแร่ที่มีราคาแพงและพบมาก นอกจากน้ียังใชในการก้ ่อสร้างอาคารต่างๆ การแยกตะกอนใน ทะเล การขดทุ ะเลเพื่อคดแยกกรวดั ทราย ทาไดํ ้ 2 แบบ คือ การดูดเอากรวดทรายข้ึนเรือขณะเรือ จอด เรียกวา่ Anchor dredging และการดูดเอากรวดทรายข้ึนเรือขณะเรือว่ิง เรียกวา่ Trailer dredging กระบวนการดูดกรวด ทราย ดังกล่าว จะมีส่วนของน้ําที่มีองค์ประกอบของโคลน และตะกอน ละเอียด (Silt) ถูกปล่อยไหลเวียนกลบลงสั ู่ทะเล ทําใหเก้ ิดความข่นและมุ ีการตกตะกอนกลบสั ู่พื้น ท้องทะเล

ภาพที่ 9.1. การขดทะเลเพุ ื่อคดแยกกรวดั ทราย (Clark et. al., 1997)

149

9.3. ประเภทของการขุดลอก (Type of Dredging) การขดลอกโดยทุ วไปสามารถแบ่ั ่งออกเป็น 2 ประเภทดวยก้ นคั ือ 1 . การขดลอกโดยใชุ ระบบเคร้ ื่องยนต ์ ( Mechanical Devices ) ระบบน้ีจะมีการดูด ตะกอนที่บริเวณพ้ืนท้องทะเลแล้วนําไปทิ้งในสถานที่ทิ้งหรืออาจมีถังเก็บ แบ่งออกได้หลาย ประเภท ไดแก้ ่ 1.1 Dipper Dredge เครื่องขดประเภทนุ ้ีประกอบดวยอ้ ุปกรณ์ตักดินโดยมีเครื่อง บังคบอยั บนเรู่ ือ โดยทวไปใช่ั ้ตักเศษหินและกอนกรวด้ ตักไดคร้ ้ังละประมาณ 10 ลูกบาศกเมตรต์ ่อ รอบ มีท่อเสนผ้ าศ่ ูนยกลางขนาดใหญ์ ่เป็นตวชั ่วยในการทรงตวของเรั ือขณะขดลอกุ มีท่อขนาดใหญ่ 3 ท่อ เอาไวใช้ ในการขนย้ ายตะกอนระห้ วางการข่ ดลอกุ ตะกอนที่ไดจะอย้ ภายในู่ Dipper Boom เครื่องมือประเภทน้ีจะใช้ขดลอกในทุ ี่มีระดบนั ้าตํ ้ืนกวา่ 20 เมตร

ภาพที่ 9.2. แสดงการขุดลอกแบบ Dipper Dredge

1.2 Bucket Dredge ใช้สําหรับโครงการขดลอกทุ ี่มีขนาดเล็ก เรือตองจอดสน้ ิท และมีสายสมอเป็นตวทั าใหํ ้เรือทรงตวอยั ไดู่ ขณะท้ างานํ ใชเครนบนเร้ ือเป็นตวเคั ลื่อนยายถ้ งตั ัก ปากถงตั กมั ีหลายรูปแบบ เช่น แบบ Clamshell, Orange Peel และ Dragline

150

ภาพที่ 9.3. แสดงการขุดลอกแบบ Bucket Dredge

1.2. Ladder Dredge : เครื่องมือประเภทน้ีมีสายโซ่ยาวติดที่ถังตัก(Bucket Amounts ที่ อยู่บนเรือ มีสายเคเบิลช่วยรักษาการทรงตวของเรั ือขณะทางานํ ความจุของถงตั กประมาณั 1-2 ลูกบาศกเมตร์ มีรางรองรับตะกอนจากการขุดและปล่อยออกทางท่อ เครื่องมือชนิดน้ีทํางานได้ที่ ระดบนั ้าลํ ึกไม่เกิน 30 เมตร

ภาพที่ 9.4. แสดงการขุดลอกแบบ Ladder Dredge

151

2 . การขดลอกโดยใชุ ระบบไฮดรอล้ ิก (Hydraulic Devices ) ระบบการขดลอกแบบนุ ้ี ลําดบแรกจะทั าใหํ ตะกอนร้ ่วนซุยโดยการป่ัน (Agitation) โดยใชแรงด้ นนั ้าํ หลงจากนั ้นตะกอนจะั ฟุ้ งกระจายข้ึนมา จากน้นจะสั ูบไปทิ้งหรือสูบเก็บไวบนเร้ ือแลวน้ าไปทํ ิ้งในที่ที่จัดไว ้ แบ่งออกได้ หลายประเภท ไดแก้ ่ 2.1 Agitation Dredge เป็นการขุดลอกที่ใชมานานกว้ ่า 2000 ปีแล้ว เป็น เครื่องมือที่มีความเก่าแก่มาก เป็นการรวมเอาท้งระบบั Mechanical และ Hydraulic เขาด้ วยก้ นั โดยเครื่องขดประเภทนุ ้ีประกอบดวยต้ วคราดั (Drag) ใชคราดไปตามพ้ ้ืนทะเล โดยมีกระแสน้าเปํ ็น ตัวพดพาเอาตะกอนออกไปจากบรั ิเวณที่ขุดลอก 2.2 Hopper Dredge เครื่องขดลอุ กประเภทน้ีจะใช้ขุดลอกในบริเวณที่มีนํ้าลึก มากกว่า 30 เมตร โดยตะกอนที่ไดจากการข้ ดจะไมุ ่ถูกปล่อยเหมือนวิธีอื่นๆ แต่จะเกบไว็ ในถ้ งเกั ็บ (Hopper) เพื่อนาไปทํ ิ้งในสถานที่ที่จัดไว้ต่อไป โดยถงเกั ็บจะมีความจุมากกว่า 10,000 ลูกบาศก์

เมตร

ภาพที่ 9.5. แสดงการขุดลอกแบบ Hopper Dredge

2.3. Hydraulic Pipeline Dredge ปัจจุบันจะนิยมใชประเภทน้ ้ีมาก เพราะวา่ สามารถดูดตะกอนได้ถึง 2 ใน 3 ของตะกอนท้งหมดั ทําใหเสร้ ็จเร็ว สามารถขดไดุ ้ตั้งแต่ตะกอน ละเอียดไปจนถึงหินที่มีความแขงแรงมาก็ สามารถใช้ที่ระดบความลั ึกมากกวา่ 20 เมตร เครื่องมือ ประเภทน้ีเป็นที่นิยมในการขุดลอกบริเวณชายฝ่ัง มีหัวตดดั ินตะกอนแลวด้ ูดผ่านท่อไปทิ้งในที่ สําหรับทิ้งที่อยไกลออกไปู่

152

ภาพที่ 9.6. แสดงการขุดลอกแบบ Hydraulic Dredge

9.4. การจัดการกับตะกอนทไดี่ ้จากการขุดลอก ตะกอนที่อยในแมู่ ่นํ้า ท่าเรือ บริเวณอ่าวหรือปากแม่นํ้าจะมีการปนเป้ือนของสารเคมีอยาง่ ที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ดังน้ันการจัดการเกี่ยวกับตะกอนหลงการขั ุดลอกจึงเป็นส่ิงจาเปํ ็นและมี ความสําคัญ วัสดุที่ไดจากการข้ ุดลอกส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของสารอินทรียและด์ ินเหนียว ใน สารอินทรีย์จะมีธาตุเหลกและแมงกาน็ ีสอยสูงู่ ปฏิกิริยาออกซิเดชน่ั -รีดักชน่ั พีเอช ความเค็ม เป็น ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการปนเป้ื อนของสารพิษในตะกอน ท้ังน้ีขึ้นอยู่กับปริมาณและชนิดของ ตะกอนดวย้ (Segar, 1997) ซึ่งจะสะสมในระบบห่วงโซ่อาหารต่อไป โดยเฉพาะในบริเวณที่มี ความอุดมสมบูรณ์ ในบริเวณที่มีการทิ้งตะกอนใต้นํ้าจะมีการสะสมของสารพิษ และธาตุอาหารจะ ส่งผลกระทบทางดานกายภาพมากกว้ ่าดานธรณ้ ีเคมีของพ้ืนทองทะเล้ อย่างไรก็ตามบริเวณที่ทิ้ง ตะกอนในทะเลมีแนวโนมไม้ ่เพียงพอกบตะกอนทั ี่ต้องการจะทิ้งจึงตองม้ ีการทิ้งตะกอนบนแผนด่ ิน การทิ้งตะกอนบนแผนด่ ินโดยทวไปแล่ั วจะท้ ิ้งบริเวณใกลชายฝ้ ่ัง (Coastal Marshes) และพ้ืนที่ชุ่ม นํ้า (Wetland) ซึ่งบริเวณน้ีจะเป็นแหล่งฟักไข ่ แหล่งอนุบาลของส่ิงมีชีวิตในทะเล และเป็นบริเวณที่ มีกาลํ ังผลิตสูง โดยเฉพาะบริเวณปากแม่นํ้า การทิ้งกากตะกอนส่งผลทาใหํ ้มีการปลดปล่อย องคประกอบทางเคม์ ีเกิดข้ึน อันจะทาใหํ เก้ ิดปัญหาตามมา อยางไรก่ ตามการท็ ิ้งกากตะกอนบริเวณ แผนด่ ินกยั็ งคงมีอย ู่ การนาของเสํ ียไปทิ้งบนบกเป็นการเพ่ิมอตรายในการทั าใหํ ้โลหะเป็นพิษที่อยู่ ในตะกอนที่ขุดลอกไปละลายกลบออกมาอั ีก เมื่อตะกอนน้ันสัมผสกั ับอากาศ และกระจาย กลบคั ืนสู่ทะเลด้วยกระบวนการชะลาง้ (Run Off) การทิ้งกากตะกอนบริเวณทะเลเปิด ( Open Water) กเป็ ็นอีกทางเลือกในการจดการกั บกากั ตะกอนที่ได้จากการขุดลอก สามารถแบ่งออกเป็น 2 วิธีไดแก้ ่

153 1. Retentive site เป็นการนาไปทํ ิ้งในบริเวณที่มีการเคลื่อนที่ของมวลน้านํ อย้ (Low– energy Hydrodynamic ) ไม่ค่อยมีคลื่น ทําใหตะกอนย้ งคงอยั ในบรู่ ิเวณดงกลั ่าว สามารถป้ องกนั การเคลื่อนที่ของตะกอนและการปนเป้ือนในมวลน้าไดํ ้ เพื่อทาใหํ ้มีประสิทธิภาพมากข้ึนควรทํา การกลบทบตะกอนอั ีกทีหนึ่ง การทบั ถมของกากตะกอนที่ทิ้งลงไปในบริเวณน้ีจะมีการกลบทับ ดวย้ Silt, Clay และ Sand อีกช้นหนั ึ่ง เพื่อป้ องกนการแพรั ่กระจายของสารพิษที่อยในตะกอนเขู่ ้า มาปนเป้ือนในมวลน้าํ และแพร่เขาส้ ู่สิ่งมีชีวิตในที่สุด การกลบทบกากตะกอนสั ่วนใหญ่จะใช ้ Silt และ Clay มากกวาใช่ ้ Sand 2. Despersive site เป็นการนาไปทํ ิ้งในบริเวณที่มีการเคลื่อนที่ของมวลน้าอยํ างร่ ุนแรง (High - energy Hydrodynamic) มีคลื่นแรง โดยที่ตะกอนจะถูกเจือจางและพดพาออกไปในบรั ิเวณ กวางท้ าใหํ ้ความเขมข้ นลดลงเร้ ื่อย ๆ แต่ก็ยังมีปัจจยอั ื่นอีกที่เกี่ยวของ้ โดยเฉพาะปริมาณของ ตะกอนที่ทิ้งลงไป วิธีที่ใช้ในการจัดการ ความลึกและลกษณะของพั ้ืนทองทะเล้

9.5. ผลกระทบจากการขุดลอก ผลกระทบโดยตรงจากการขดลอกรุ ่องน้ากํ คื็ อการทาลายแํ หล่งอาศยของสั ัตวหน์ าด้ ิน โดย ตะกอนจากพ้ืนทะเลมีการฟุ้ งกระจายขณะขุด บางส่วนของสัตว์หน้าดินถูกขุดไปพร้อมกบดั ิน ตะกอนทาใหํ ้เกิดการตาย และตองใช้ เวลามากกว้ า่ 1 ปี ในการคืนสภาพความอุดมสมบูรณ์กลบมาั เหมือนเดิม ขึ้นอยู่กบสภาพทางภั ูมิศาสตร์ องคประกอบของตะกอน์ และประเภทของส่ิงมีชีวิต นอกจากผลกระทบต่อสัตว์หน้าดินแล้ว การขุดลอกยงทั าใหํ ้เกิดความขุ่นของน้าและเพํ ่ิมความ เขมข้ นของสารพ้ ิษบางชนิด โดยความขุ่นจะส่งผลต่อกาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนในทะเล้ แต่ผลกระทบ เช่นน้ีจะเกิดเพียงช่วงระยะเวลาหนึ่งเท่าน้นั ในกรณีที่มีการปลดปล่อยธาตุอาหารจากตะกอนขณะ ทําการขุดลอกจะมีผลต่อกาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนเช้ ่นกนั โดยจะส่งผลต่อคุณภาพน้าํ เช่น เพ่ิมค่าพีเอช ออกซิเจน และคาบ่ ีโอดี ในทะเล ตะกอนพ้ืนทองทะเลบร้ ิเวณท่าเรือและร่องน้าทํ ี่ใชเด้ ินเรือที่อยใกลู่ แหล้ ่งชุมชนและแหล่ง อุตสาหกรรม มกจะมั ีการปนเป้ือนโลหะหนัก ยาฆ่าแมลงกลุ่มออร์กาโนคลอรีน สารปิโตรเลียม ไฮโดรคาร์บอน รวมถึงสารประกอบเคมีอยางอ่ ื่น การขดลอกทะเลในบรุ ิเวณน้ีจะทาใหํ ้มีการปล่อย สารพิษเหล่าน้ีกลบสั ู่มวลน้าํ อยางไรก่ ตาม็ ในบางพ้ืนที่ความเขมข้ นของสารมลพ้ ิษเหล่าน้ีอาจลดลง ทั้งน้ีเนื่องจากเกิดการดูดซบกั บตะกอนทั ี่ฟุ้ งกระจายจากการขดลอกุ การเพ่ิมข้ึนของสารปนเป้ือนปริมาณนอย้ ไดแก้ ่ PCBs, ดีดีที และสารไฮโดรคาร์บอน มี ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตนอยกว้ าการเปล่ ี่ยนแปลงค่าปฎิกิริยารีด๊อก (Redox Potential) และพีเอช ซึ่ง การเปลี่ยนแปลงคาปฎ่ ิกิริยารีด๊อก และพีเอช สามารถส่งผลต่อพฤติกรรมทางดานเคม้ ีของโลหะใน ตะกอน ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตหน้าดินจะเกิดข้ึนถาหากม้ ีการทิ้งตะกอนประเภททรายลงบนพ้ืน ทะเลที่มีลักษณะเป็นโคลน หรือการนาตะกอนทํ ี่เป็นโคลนไปทิ้งในพ้ืนทะเลที่เป็นทราย ซึ่งการ

154 เปลี่ยนแปลงประเภทของตะกอนจะมีผลต่อชุมชนของสตวั หน์ าด้ ิน ซึ่งจะกระทบต่อความหนาแน่น ของประชากรและความหลากหลาย การขดลอกทุ าใหํ ตะกอนลอยต้ วขั ้ึนมาและกระจดกระจายไปในระบบนั ิเวศน์ ตัวอยางเช่ ่น แนวปะการังอาจส่งผลให้แนวปะการังถูกทาลายอยํ างถาวร่ กรณีนี้จะไม่เกิดข้ึนบ่อยนัก เพราะจาก การทดสอบปรากฏวา่ มีแนวปะการังหลายแห่งบริเวณที่มีการขดลอกแทบไมุ ่ได้ถูกทาลายเลยํ การ ขุดลอกเพื่อคดแยกตะกอนั (Sediment Extraction ) จะมีส่วนของนํ้าที่มีองคประกอบของโคลนและ์ ตะกอนละเอียด (Silt) ถูกปล่อยให้ไหลเวียนกลบสั ู่ทะเล ทาใหํ ้เกิดความข่นและตกตะกอนกลุ บสั ู่ ท้องทะเล ผลกระทบจากกระบวนการดงกลั ่าวทาใหํ ้เกิดการสูญเสียแหล่งอนุบาลและแหล่งวางไข่ ของปลาทะเลหลายชนิด และกระบวนการตกตะกอนมีผลต่อกลุ่ม Benthic Algae กลุ่มของสัตว์ที่ อาศยตามพั ้ืนทองทะเล้ ( Benthic Fauna) ในบางกรณีการเพิ่มธาตุอาหารบริเวณพ้ืนทองทะเล้ ในระหวางการข่ ดลอกนุ ้นสามารถเพั ่ิม ผลผลิตเบ้ืองตนได้ ้ แต่กระบวนการน้ีต้องอยในสภาวะทู่ ี่แสงส่องถึง (Eutrophic Condition ) และ ความเขมข้ นของ้ ไนโตรเจนและ ฟอสฟอรัส อยในระดู่ บทั ี่สูง การขดลอกเพุ ื่อการทาเหมํ ืองแร่ ( Marine Mining ) กากตะกอนจากการทาเหมํ ืองแร่ (Mine Tailing) ปริมาณมากได้ถูกปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอมเม้ ื่อปล่อยลงสู่ทะเลเปิดและมีกระแสน้าพํ ัด ตะกอนออกสู่มหาสมุทร ผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ในมหาสมุทรจะนอยกว้ ่าบริเวณชายฝ่ัง หรือ อ่าวปิด เพราะมหาสมุทรมีมวลน้ามหาศาลและกระแสนํ ้าชํ ่วยพดพาทั าใหํ เจ้ ือจางลง การทิ้งกาก ตะกอนบนแผนด่ ินจะมีผลกระทบมากกว่าในทะเลเปิด เพราะสารพิษที่มาจากการทิ้งกากตะกอน สามารถแพร่เขาส้ ู่ แม่นํ้า ลําธาร หรือน้าใตํ ้ดิน เนื่องจาก การเคลื่อนที่ของกากตะกอนในดินได้รับ การสนับสนุนจากการกดเซาะทั าใหํ ้สารพิษแพร่กระจายไดเร้ ็ว ชนิดของส่ิงมีชีวิตที่อาศยอยั ู่ใน บริเวณน้นั และพืชสมารถดูดซบไดั โดยตรง้ อยางไรก่ ็ตามสามารถสรุปผลกระทบที่เกิดจากการขุด ลอกและกากตะกอนได้ดังน้ี 1. เปลี่ยนแปลงสภาพพ้ืนทองทะเลท้ ี่มีอยในธรรมชาตู่ ิ ซึ่งทาใหํ ้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่อยู่ อาศยของสั ตวั บร์ ิเวณทองทะเล้ 2. ทําลายปะการังเนื่องจากการถับถมของตะกอนและเพิ่มความขนของนุ่ ้าํ 3. การกระจดกระจายและการตกของตะกอนั ประกอบไปด้วยวตถั ุอันตราย ซึ่งจะส่งผลต่อ การลดปริมาณออกซิเจน ที่มีอยในนู่ ้าและแสงแดดสํ ่องผานได่ ้น้อย ปกคลุมส่ิงมีชีวิตที่อยใตู่ ทะเล้ 4. พื้นที่ชายฝ่ังทะเลเปลี่ยนแปลงไป หาดทรายถูกกดเซาะั เร่งการตกตะกอนใหเร้ ็วข้ึน เกิด สันทรายในทะเลทําให้ตื้นเขิน 5. สูญเสียส่ิงมีชีวิตใต้ทองทะเล้ เช่น หอย อาหารสัตว์นํ้า การสูญเสียศกยภาพในดั าน้ ความสมพั นธั ์ของส่ิงมีชีวิตทางน้าํ

155 6. เปลี่ยนทิศทางการไหลของน้าํ การทะลกเขั ามาของน้ ้าเคํ ็ม นํ้าบนพ้ืนดินจะถูกเร่งให้ ไหลลงสู่ปากแม่นํ้า 7. ทําให้มีจํานวนชนิดของสตวั ์ และความหลากหลายทางชีวภาพลดลง

156 บทท ี่ 10 ปัญหาขยะในทะเล และบริเวณชายฝั่ง

10.1. ความหมายของขยะในทะเล (Marine litter) ขยะในทะเล หมายถึง วัตถุที่ปรากฏในทะเลหรือสภาพแวดลอมชายฝ้ ่ังที่มีไดเก้ ิดจากธรรมชาติ ทั้งที่อยู่บนผิวน้าํ ในน้าํ พื้นทองทะเล้ รวมท้งบรั ิเวณชายฝ่ัง เป็นวตถั ุที่มนุษยสร์ ้างข้ึนและใชประโยชน้ ์ การนาขยะลงสํ ู่สภาพแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ังมีทั้งแบบจงใจที่จะทิ้งลงสู่ทะเลโดยตรงและแบบไม่จง ใจ ไดแก้ ่ การพดพาโดยกระแสนั ้าและกระแสลมํ ขยะในทะเลมกจะเปั ็นวตถั ุที่คงทนต่อการสลายตัว เช่น พลาสติก โฟม โลหะ ขวดแกว้ รวมท้งซากวั ตถั ุต่างๆ เช่น ซากเรือ วัสดุที่ใช้ในการทําการประมง เป็นต้น ขยะในทะเลสามารถพบไดโดยท้ วไป่ั และมีการกระจายอยในทะเลทู่ วโลก่ั ขยะที่สร้างปัญหามากเมื่อทิ้งลงทะเลกคื็ อซากพลาสติก เนื่องจากยอยสลายได่ ยาก้ แหล่งของขยะ ที่ทิ้งลงทะเลจะพบมากในแนวเส้นทางเดินเรือและแหล่งทาการประมงํ ปริมาณขยะกวา่ 2 กิโลกรัมต่อคน ต่อวัน ถูกทิ้งลงสู่ทะเลในแนวเส้นทางเดินเรือแถบทะเลแคร์ริบเบียน และในแต่ละปีมีพลาสติกกว่า 6.5 ล้านตนทั ี่ทิ้งจากเรือลงสู่ทะเล ส่วนใหญ่จะทิ้งภายในระยะ 400 กิโลเมตรจากชายฝ่ัง โดยขยะที่พบลอยอยู่ ตามผวนิ ้าทะเลํ กวา่ 90% เป็นพลาสติก และมากกวา่ 70% ของขยะที่ถูกนาลงสํ ู่ทะเลจะจมลงลงสู่พื้นทอง้ ทะเล ซึ่งจะพบไดโดยท้ วไปในมหาสม่ั ุทรท้งในเขตนั ้าตํ ้ืนและน้าลํ ึก

10.2. แหล่งทมาของขยะในทะเลี่ แหล่งของขยะในทะเลสามารถจาแนกตามแหลํ ่งที่มาได ้ 2 ประเภท 10.2.1. ขยะทเกี่ ดขิ ึ้นในมหาสมุทร (Ocean-based sources) ประกอบด้วย ก. จากเรือขนส่งสินค้า เรือโดยสาร และเรือสาราญํ (Merchant shipping, ferries and cruise liners) เรือเหล่าจะมีขยะและของเสียชนิดต่างๆ ไดแก้ ่ ของเสียจากหองคร้ ัว วัสดุที่ใชในการขนส้ ่ง สินค้า ขยะจากหองเคร้ ื่องยนตร์ วัสดุใช้ห่อหุ้มสินค้า เช่น เชือก พลาสติก และกล่องใส่วัสดุ นอกจากน้ียัง มีภาชนะที่ใชบรรจ้ ุนํ้ามัน ผงซกฟอกั สาเหตุที่ขยะเหล่ามีการทิ้งลงสู่ทะเลเนื่องจากภาชนะที่ใช้จดเกั ็บมี ไม่เพียงพอ มีการทิ้งลงสู่ทะเลโดยปราศจากความรับผิดชอบ รวมถึงการร่วงลงสู่ทะเลเนื่องจากอุบัติเหตุ และขาดความระมดระวั ัง ข. จากเรือประมง (Fishing vessels) เช่น อวนจบสั ัตว์นํ้า เชือก ลังปลา อุปกรณ์ดักจบปั ู และกงุ้ ถุงมือยาง ขยะที่เกิดจากบนเรือ ภาชนะบรรจุนํ้ามันและผงซักฟอก เป็นต้น ขยะเหล่ามีการทิ้งลงสู่ ทะเลเนื่องจากภาชนะที่ใช้จัดเกบม็ ีไม่เพียงพอ รวมท้งมั ีการทิ้งลงสู่ทะเลทั้งจงใจและไม่จงใจ

157 ค. จากเรือเพื่อการทหารและการวิจัย (Military fleets and research vessel) ชนิดของขยะ ส่วนใหญ่คลายก้ บขยะทั ี่เกิดข้ึนจากเรืออื่นๆ ดังที่ไดกล้ ่าวมาขางต้ ้น ในส่วนของเรือรบเพื่อการทหาร บางคร้ังมีการทิ้งวสดั ุที่เกี่ยวของอาว้ ธยุ ทธโธปกรณุ ์ต่างๆ ลงสู่ทะเล ง. แท่งขดเจาะแกุ ๊สและน้ามํ ัน (Offshore gas and oil platforms) ขยะที่เกิดจากแท่งขุด เจาะแก๊สและน้ามํ ัน ไดแก้ ่ ท่อขดเจาะและวุ สดั ุที่ใช้ดูแลรักษาท่อ หมวกเก่า ถุงมือ กล่องเกบอ็ ุปกรณ์เก่าๆ ภาชนะบรรจุนํ้ามนและผงซั กฟอกั ขยะที่เกิดข้ึนในสานํ กงานั โดยขยะเหล่าน้ีส่วนใหญ่มีการทิ้งลงสู่ทะเล ด้วยความจวใจ จ. จากฟาร์มเล้ียงปลาในทะเล (Fish farming installations) เช่น อวนที่ประกอบเป็น กระชัง วัสดุที่ใชในการสร้ ้างฟาร์ม และถุงอาหารสตวั ์นํ้า เป็นต้น 10.2.2. ขยะที่เกิดขึ้นบนแผ่นดิน (Land-based sources) จากน้นกั ็มีการเคลื่อนยายลงส้ ู่ มหาสมุทร ขยะเหล่ามีหลายประเภท ไดแก้ ่ ก. จากระบบการทิ้งขยะของชุมชนบริเวณชายฝ่ัง (Municipal landfills located on the coast) ขยะที่เป็นของแขงจากอาคารบ็ านเร้ ือนหรือจากแหล่งอื่นจะมีการรวบรวมไวในสถานท้ ี่จัดทิ้งขยะ บริเวณชายฝ่ัง ขยะเหล่าน้ีสามารถเคลื่อนยายโดยกระแสลมพ้ ดหรั ือฝนตกทาใหํ ้เกิดการชะลางโดย้ กระแสน้ําลงสู่ทะเล ระบบการทิ้งขยะเหล่าน้ีเป็นสถานที่ที่ถูกกฏหมายแต่มีการจดการทั ี่ไม่ดี ทําให้ กระแสลมและกระแสน้าสามารถพํ ดไปลงไปสั ู่ทะเลไดโดยตรง้ ข. จากการพดพาโดยแมั ่นํ้า (Riverine transport) ขยะที่เป็นของแขงจากอาคารบ็ านเร้ ือน หรือจากแหล่งอื่นจะมีการรวบรวมไวในสถานท้ ี่จัดทิ้งขยะบริเวณใกล้ริมฝ่ังแม่นํ้า ขยะเหล่าน้ีสามารถถูก ชะลางลงแม้ ่นํ้าไดโดยเฉพาะในช้ ่วงน้าขํ ้ึนหรือฝนตกหนัก นอกจากน้ีในช่วงกระแสลมแรงหรือเกิดพายุก็ สามารถพดลั งสู่แม่น้าํ เช่นกนั สถานที่เกบขยะเหล็ ่าน้ีเป็นสถานที่ที่ถูกกฏหมายแต่มีการจดการทั ี่ไม่ดี จึง ทําใหเก้ ิดปัญหา ค. จากการปล่อยน้าทํ ิ้งจากชุมชนที่ปราศจากการบัด (Discharge of untreated municipal sewage) ตามเมืองและชุมชนที่อยตามชายฝู่ ่ังทะเลมกจะมั ีกฏหมายบงคั บในเรั ื่องระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียก่อน ปล่อยลงสู่ทะเล แต่บางคร้ังกมี็ การยกเวนในเม้ ืองหรือชุมชนตามชายฝ่ังทะเลบางพ้ืนที่ ส่งผลทาใหํ ้นํ้าทิ้ง ที่ปราศจากการบาบํ ดหรั ือมีการบาบํ ดทั ี่ไม่สมบูรณ์จากเมืองหรือชุมชนเหล่าน้ีมีการปล่อยลงสู่แม่น้าหรํ ือ ทะเลโดยตรง ในบางพ้ืนที่มีการรวมเอาระบบน้าทํ ิ้งกบทั ่อน้าทํ ิ้งที่มาจากหองน้ ้าหํ องส้ วมเข้ าด้ วยก้ นั ทําให้ ของเสียที่เป็นขยะจากหองส้ ุขา (Sewage-related waste) ที่ประกอบไปด้วยอุจจาระ ผ้าอนามัย สําลี ผ้าออม้ ถุงยางอนามัย รวมถึงส่ิงต่างๆ ที่ใชในห้ องน้ ้าและหํ องส้ วม้ ปะปนลงสู่แม่นํ้าและทะเล ง. กากของเสียและน้าทํ ิ้งที่ปราศจากการบาบํ ดจากโรงงานอั ุตสาหกรรม (Industrial waste and untreated industrial waste water) เมดพลาสต็ ิก (Plastic pellets) ที่ใชเป้ ็นวตถั ุดิบในโรงงานผลิต

158 พลาสติกที่พบโดยทวไปในทะเลท่ั ุกวนนั ้ีมาจากโรงงานอุตสาหกรรมและจากการขนส่งทางทะเล เม็ด พลาสติกขนาดเล็กมีเส้นผาศ่ ูนยกลางไม์ ่กี่มิลลิเมตรสามารถปรากฏในทะเลท้งโดยการทั ิ้งแบบจงใจและ เกิดจากอุบัติเหตุ หรือมาจากการปล่อยน้าทํ ิ้งที่ปราศจากการบาบํ ดจากโรงงานอั ุตสาหกรรม ขยะอื่นๆ ที่ เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมและมีการทิ้งในบริเวณกาจํ ดขยะแลั วม้ ีการปนเป้ือนลงสู่ทะเล ไดแก้ ่ เศษวสดั ุ จากกระบวนการผลิต วัสดุที่ใชในการบรรจ้ ุหีบห่อ และผลผลิตที่ไม่ไดมาตรฐาน้ เป็นต้น จ. จากการท่องเที่ยวและการพกผั อนชายทะเล่ (Coastal tourism and recreation) นักท่องเที่ยวจานวนไมํ ่น้อยที่มาเที่ยวพกผั ่อนหย่อนใจบริเวณชายทะเลแลวท้ ิ้งขยะเอาไวโดยปราศจาก้ ความรับผิดชอบ ไม่ว่าจะเป็ นถุงพลาสติก กระป๋ องเครื่องดื่ม ของเล่น และก้อนบุหรี่ ลงสู่ชายหาด หลงจากนั ้นั กระแสลมและกระแสน้ากํ พั็ ดหอบลงสู่ทะเล อันเป็นปัญหาที่เกิดข้ึนโดยทวไปในท่ั ุกพ้ืนที่

10.3. ประเภทของขยะในทะเล 10.3.1. จําแนกตามพิษภยทั ี่เกิดข้ึนกบสั ่ิงมีชีวิตในทะเลและส่ิงแวดลอม้ มี 2 ประเภท คือ ก. ขยะทวไป่ั (General Waste) หมายถึง ขยะมูลฝอยที่มีอนตรายนั อย้ ไดแก้ ่ พวกเศษ อาหาร เศษกระดาษ เศษผ้า เศษหญาและใบไม้ ้ กระป๋ องและภาชนะบรรจุต่างๆ เป็นต้น ข. ขยะอนตรายั (Hazardous Waste) เป็นขยะที่มีภัยต่อสัตวทะเล์ มนุษย ์ และส่ิงแวดลอม้ เช่น เศษอวน ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่ พลาสติก เศษแกว้ สําลีและผาพ้ นแผลทั ี่มีเช้ือโรค เป็นต้น 10.3.2. จาแนกตามลํ กษณะของขยะั ก. ขยะเปียกหรือขยะสด (Garbage) มีความช้ืนปนอยมากกวู่ าร่ ้อยละ 50 ส่วนใหญ่ ไดแก้ ่ เศษอาหาร เศษเน้ือ เศษผัก จากบนเรือในทะเลและจากชุมชนบานเร้ ือนที่อยตามชายฝู่ ่ังทะเล รวมท้งซากพั ืช และสัตว์ที่ยังไม่เน่าเปื่อย ขยะประเภทน้ีจะทาใหํ เก้ ิดกล่ินเน่าเหมนเน็ ื่องจากแบคทีเรียยอยสลายอ่ ินทรียสาร นอกจากน้ียังเป็นแหล่งเพาะเช้ือโรคโดยติดไปกบแมลงั และสตวั ์อื่นที่มาตอมหรือกินเป็นอาหาร ข. ขยะแห้ง (Rubbish) คือ สิ่งเหลือใช้ที่มีความช้ืนอยนู้่ อยจึงไม่ก่อใหเก้ ิดกล่ินเหม็น เช่น เศษ อวนเก่า เศษผ้า กระดาษ หญ้า ใบไม ้ ก่ิงไมแห้ ้ง เศษโลหะ เศษแกว้ และ พลาสติก เป็นต้น

159 ตารางที่ 1 แสดงประเภทขยะที่พบในทะเล และชายฝ่ัง

แหล่งทมาี่ ตัวอย่างขยะทพบี่ จากผมาเยู้ อนหาดื /นักท่องเที่ยว ถุงขนม ภาชนะใส่อาหาร กนบ้ ุหรี่ เศษเหลือของขวดพลาสติก หนงสั ือพิมพ ์ ขวดแกว้ ถุงพลาสติก เครื่องมือทางการประมง ทุ่น กบดั กปั ู กบดั กกั งมุ้ งกรั ถุงมือ สายเบ็ด และตาข่ายที่ใชตก้ ปลา ลูกน้าหนํ กลอยั เชือก มากบเรั ือบรรทุกสินค้า ลังบรรจุของ กระป๋ อง ผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมต่าง ๆ หลอดไฟ ถุงผกตาขั าย่ แกลลอนน้ามํ ัน ขวดพลาสติก อื่น ๆ กระดาษแข็ง Fiberglass กระป๋ องสี ยางรถยนต ์ เครื่องเคลือบ ดินเผา

พลาสติก เป็นขยะที่คงทนต่อการสลายตวในทะเลั การใชพลาสต้ ิกและวสดั ุสังเคราะห์มีปริมาณ เพ่ิมข้ึนในช่วง 30 ปีที่ผานมา่ แนวโนมด้ งกลั ่าวสะทอนให้ เห้ ็นถึงปริมาณขยะในทะเลซึ่งมีพลาสติกเป็น องคประกอบอย์ ถึงู่ 60-80% ในหลายพ้ืนที่อาจมีพลาสติกเป็นองคประกอบอย์ สูู่ งถึง 90-95% ของปริมาณ ขยะท้งหมดั แหล่งใหญ่ของขยะที่เป็นพลาสติกน้ีมาจากการใชบนพ้ ้ืนดิน เนื่องจากพลาสติกมีนํ้าหนกเบาั และลอยนํ้า ทําใหสามารถเ้ คลื่อนยายในทะเลได้ โดยกระแสน้ ้าและกระแสลมไปกํ ่อใหเก้ ิดปัญหามลภาวะ ในพ้ืนที่ที่อยู่ห่างไกลได ้ พลาสติกมีการสลายตวชั ามากท้ าใหํ ้เกิดอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตในทะเล เช่น นก ทะเล เต่าทะเล ปลา แมวน้าํ ปลาวาฬ พยูน สิงโตทะเล รวมถึงส่ิงมีชีวิตชนิดอื่นๆ ในทะเล อันตรายที่ เกิดข้ึนมีทั้งสัตวทะ์ เลกินเขาไปแล้ วส้ ่งผลกระทบต่อระบบยอยอาหาร่ (Ingestion system) และการเขาไป้ ติดพนกั บรั ่างกาย (Entanglement) จากการวิจยของนั กวั ิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น พบวา่ พลาสติกเป็นขยะใน ทะเลที่พบมากที่สุด และเป็นแหล่งของสารพิษต่างๆ เนื่องจากพลาสติกสามารถดูดซบเอาสารพั ิษจากน้าํ ทะเลเอาไว้ โดยสารพิษที่พบมากเป็นพิเศษในขยะพลาสติก ไดแก้ ่ สาร Polychlorinated biphenyl (PCBs) สาร Dichlorodiphenyethane (DDE) สาร Nonylphenols (NP) เมดพลาสต็ ิกกวา่ 70% ถูกกินโดยนกทะเล (Seabirds) สัตว์ชั้นสูงในระบบสายใยอาหารจะพบเมดพลาสต็ ิกในระดบความเขั มข้ นท้ ี่สูงในกระเพาะ อาหารภายหลงจากการลั ่าเหยื่อ โดยสารพิษที่สะสมในพลาสติกกจะไปสะสมในส็ ัตวและพบม์ ีการสะสม เพ่ิมข้ึนตามระดบของหั ่วงโซ่อาหาร (Bioaccumulation) ขยะในทะเลโดยเฉพาะกลุ่มของขยะที่ผลิตจากวสดั ุที่คงทนต่อการสลายตัว (Persistent materials) เช่น พลาสติก แกว้ และโลหะ สามารถลอยอยบนผู่ วนิ ้าและมํ ีการเคลื่อนยายเป้ ็นระยะทางที่ไกล บางคร้ัง

160 สามารถพบไดในพ้ ้ืนที่ห่างไกลและเป็นบริเวณที่ไม่ใช่เส้นทางเดินเรือ ทั้งน้ีเนื่องจากการเคลื่อนยายโดย้ กระแสน้าํ (Transportation by currents)

ตารางที่ 2. แสดงระยะเวลาการยอยสลายขยะประเภทต่ ่าง ๆ ที่พบในทะเล และชายฝ่ัง

ขยะ ระยะเวลาการย่อยสลาย ผ้าฝ้ าย 1-5 เดือน เชือก 3-14 ปี ไม ้ 13 ปี กระป๋ องอลูมิเนียม 200-300 ปี ขวดพลาสติก 450 ปี โฟม 500 ปี ขวดแกว้ ไม่สามารถยอยสลายได้่ ที่มา : http://:www.pcd.go.th/information/savesarth/marine.html

ภาพที่ 1 ประเภทของขยะในทะเล และขยะชายฝ่ังที่พบ

161 10.4. สาเหตุที่ทําให้เกดการแพริ ่กระจายของขยะในทะเลและขยะชายฝั่ง 10.4.1. ลมและพายุ เนื่องจากกระแสลมหรือพายุเป็นตวการทั าใหํ ้เกิดการแพร่กระจายของขยะอยางรวดเร่ ็ว และไม่สามารถที่จะควบคุมได ้ ลมอาจพดพาขยะจากบนฝั ่ังที่ห่างไกลมายงชายฝั ่ังที่ใกลทะเล้ และพดลงสั ู่ ทะเลในที่สุด การแพร่กระจายของขยะในทะเล และชายฝ่ังเนื่องจากลม หรือพาย ุ มีการควบคุมไดยากมาก้ เพราะขยะส่วนใหญ่จะถูกพดมาจากฝั ่ังที่ห่างไกลออกไปไม่รู้ต้นกาเนํ ิดที่แน่ชัด

ภาพที่ 2. การแพร่กระจายของขยะชายฝ่ัง เนื่องจากการกระทาของลมฟํ ้ าอากาศ 10.4.2. คลื่น เป็นตวการั สําคญในการนั าพาขยะจากในทะเลขํ ้ึนสู่ชายฝ่ัง หรือเกาะที่ห่างไกลออกไป เนื่องจากลมที่พัดพาขยะลงสู่ทะเล หรือจากการทิ้งลงทะเลโดยเรือท่องเที่ยว เรือโดยสาร หรือเรือประมง เมื่อขยะอยในทะเลกู่ ็จะถูกกระแสคลื่นพดพาจากชายฝั ่ังหนึ่งไปยงอั ีกชายฝ่ังหนึ่งได ้ บางคร้ังคลื่นก็ทาใํ ห้ ขยะบางส่วนจมลงสู่พื้นทองทะเลกลายเป้ ็นส่ิงโสโครกที่อยู่ตามพ้ืนทองทะเล้ ส่งผลต่อสัตวหน์ ้าดินที่ อาศยอยั ในบรู่ ิเวณน้นั และอาจทาลายระบบนํ ิเวศต่าง ๆ ใต้ท้องทะเลอีกดวย้

10.4.3. ฝน การชะลางของฝนท้ ี่ตกลงมาทาใหํ ้เกิดการนาพาขยะํ ลงไปในทะเล การเกิดน้าทํ ่วม หรือ การเกิดน้าหลากํ จะทาใหํ เก้ ิดการพดพาเอาขยะทั ี่อยในแหลู่ ่งน้าลงสํ ู่ทะเลได ้

162 10.5. ผลกระทบของขยะในทะเล 10.5.1. ผลกระทบโดยตรงของขยะต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล ก. ไปผกมู ดตั ิดกบรั ่างกายของสัตวทะเล์ (Entanglement) ในแต่ละปีมีสัตวทะเลจ์ านวนํ ไม่น้อยที่ว่ายน้าเขํ าไปต้ ิดกบเศษขยะั เช่น เศษอวน ทําให้ถูกผกมู ดจนไมั ่สามารถว่ายน้าไดํ และจมน้ ้าตายํ ในที่สุด และมีสัตวทะเลบางชน์ ิดว่ายน้าไปตํ ิดกบขยะั เช่น กระป๋ อง ขวด และลอบดกสั ัตว์นํ้าที่ทิ้งไว ้ แลวออกมาไม้ ่ไดจนตายในท้ ี่สุด เหตุการณ์เหล่าน้ีเกิดข้ึนอาจเป็นอุบัติเหตุหรือเกิดจากพฤติกรรมปกติของ สัตว์ที่อยากรู้อยากเห็น ขยะที่ติดพนกั บสั ัตว์นํ้าบางชนิดอาจไม่ถึงตายแต่อาจส่งผลต่อการเจริญเติบโต บางคร้ังมีการติดตรึงอยกู่ บรั ่างกายของสัตวทะเลจนม์ ีการสร้างเน้ือเยื่อมาปกคลุม สัตวทะ์ เลหลายชนิดมี การใชขยะในทะเลเป้ ็นที่กาบํ งและใชั เป้ ็นวสดั ุสร้างรัง ข. ผลต่อการยอย่ อาหาร (Ingestion) เมื่อสัตวทะเลม์ ีการกินเอาขยะบางชนิดเขาไป้ เนื่องจากเขาใจว้ าเป่ ็นอาหาร ส่งผลทาใหํ ขาดสารอาหาร้ ทั้งน้ีเนื่องจากขยะเหล่าน้ีไปทาใหํ ระบบการย้ อย่ อาหารผิดปกติการกินขยะบางชนิดลงไปทาใหํ ้ย่อยยากทาใหํ ้เกิดการสะสมในกระเพาะอาหารจนทาใหํ ้ สัตว์รู้สึกว่าอ่ิมอยู่ตลอดเวลาและไม่อยากหาอาหารอีกจนทาใํ ห้ขาดสารอาหารในที่สุด การกินวตถั ุที่มี ลักษณะแหลมคมสามารถเป็นอนตรายตั ่อระบบทางเดินอาหารของสัตวได์ ้ ขยะบางชนิดเมื่อกินเขาอาจ้ ไปติดคางในหลอดอาหารท้ าใหํ ้ระบบการหายใจขดขั องและตายในท้ ี่สุด ในสัตวทะเลบางชน์ ิด เช่น เต่า ทะเล กินเอาถุงพลาสติกเข้าไปเนื่องจากเข้าใจว่าเป็นแมงกะพรุนเนื่องจากมีลักษณะใสเหมือนกัน เช่นเดียวกบนกทะเลทั ี่เกิดเมดพลาสต็ ิกเขาไปโดยท้ ี่เขาใจว้ าเป่ ็นไขปลาหร่ ือตวอั ่อนของปู เป็นต้น

10.5.2. ผลกระทบโดยทางอ้อมของขยะในทะเล ก. ปกคลุมพ้ืนทองทะเล้ (Smothering of the seabed) ขยะในพบในทะเลสามารถทาลายํ แหล่งที่อยอาศู่ ยของสั ่ิงมีชีวิตที่อาศยบรั ิเวณพ้ืนทะเลอนเปั ็นแหล่งวางไข่ของสัตว์นํ้า รวมท้งสั ่งผลกระทบ ต่อขบวนการทางชีวภาพบริเวณพ้ืนทองทะเล้ แผ่นพลาสติกที่ปกคลุมตามพ้ืนทะเลเป็นตวขั ดขวางการั แลกเปลี่ยนออกซิเจนระหวางน่ ้ากํ บตะกอนสั ่งผลกระทบต่อสัตว์ที่อาศยตามพั ้ืนทองทะเล้ (Bottom-living animals) หากขยะเหล่าน้ีมีการปกคลุมพ้ืนทะเลในระดบนั ้าตํ ้ืนกจะข็ ดขวางแสงทั ี่จะส่องลงไปถึงสาหร่าย หรือพืชน้าทํ ี่ขึ้นอยตามพู่ ้ืนทะเล (Bottom algae and plants) นอกจากน้ีขยะที่ฝังอยตามพู่ ้ืนทะเลยงสั ่ง กระทบต่อสตวั ์ที่อาศยอยั ตามหนู่ าด้ ิน ข. สะสมและกระจายสารพิษ (Accumulation and dispersion of toxic substances) ขยะ ในทะเลที่เป็นเมดพลาสต็ ิกเป็นแหล่งสะสมของสารพิษบางชนิด นกทะเลและสัตว์ที่อยในระดู่ บบนของั สายใยอาหาร จะพบความเขมข้ นของเม้ ดพลาสต็ ิกสูงในกระพาะอาหารภายหลงจากการกั ินนกและปลาที่ มีขนาดเล็ก ขยะเหล่าน้ีสามารถปล่อยสารพิษ เช่น สารประกอบอินทรีย์ที่มีพิษตกคางย้ าวนาน (Persistent

163 organic compounds) และโลหะ (Metals) ลงสู่ตะกอนและน้าํ สารพิษเหล่าน้ีสามารถดูดซบกั บสาหรั ่าย ขนาดเล็ก (Micro-algae) และแพลงกตอนส์ ัตว ์ (Zooplankton) ส่งผลให้มีการสะสมสารเหล่าน้ีเพ่ิมข้ึนตาม ระดบของหั ่วงโซ่อาหารในทะเล นักวิทยาศาสตร์ได้มีการศึกษาปริมาณพลาสติกในกระแสน้าตอนกลางํ มหาสมุทรแปซิฟิก (Central Pacific gyre) พบมีสัดส่วนของพลาสติกจานวนํ 6 ปอนด์ต่อปริมาณแพลงก์ ตอน 1 ปอนด์ ในบริเวณผิวน้าทะเลํ เม็ดพลาสติกประเภทที่มีเรซินเป็นองคประกอบ์ (Plastic resin pellets) สามารถดูดซบสารพั ิษจากน้าทะเลไดํ ้ เมดพลาสต็ ิกชนิดน้ีพบกระจายอยทัู่ วไปในมหาสม่ ุทร มี ขนาดเส้นผ่าศูนยกลางประมาณ์ 0.1-0.5 เซ็นติเมตร บางคร้ังนกทะเลและสัตวทะเลสามารถย์ ่อยเม็ด พลาสติกดงกลั ่าวไดแต้ ่กส็ ่งผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตที่เกี่ยวของ้ มีการศึกษาโดยการเกบต็ วอยั างเม็่ ดพลาสติก จากบริเวณชายฝ่ังของประเทศญี่ปุ่น พบมีองคประกอบของสาร์ Polychlorinated biphenyl (PCBs) สาร Dichlorodiphenyethane (DDE) สาร Nonylphenols (NP) ในเมดพลาสต็ ิกประเภท Polypropylene (PP) resin pellets โดยมีค่าความเขมข้ นของสาร้ PCBs 4-117 ng/g สาร DDE 0.16-3.1 ng/g และสาร NP 0.13- 16 ng/g ความเขมข้ นด้ งกลั ่าวพบวาม่ ีค่าที่สูงเมื่อเปรียบเทียบกบระดั บความเขั มข้ นในสารแขวนลอยและ้ ตะกอนพ้ืนทองน้ ้าทํ ี่เก็บมาจากพ้ืนที่เดียวกนั จากการทดลองในทะเลโดยการใชเม้ ็ดพลาสติกที่บริสุทธ์ิ ทดสอบการดูดซบสารพั ิษบางชนิดในทะเล พบวาอ่ ตราการดั ูดซบสารั PCBs และ DDE มีค่าเพ่ิมข้ึนตลอด ระยะเวลาการทดลอง ซึ่งเป็นการบ่งช้ีได้วาแหล่ ่งของสาร PCBs และ DDE ในสภาพปกติในทะเลสามารถ ดูดซึมผานผ่ วของเมิ ดพลาสต็ ิกและมีการสะสมได ้ แหล่งใหญ่ของสาร Nonylphenols (NP) ที่ตรวจพบใน เมดพลาสต็ ิกที่มีเรซินเป็นองคประกอบมาจากสารท์ ี่ใชเต้ ิมในองค์ประกอบของพลาสติกและสารที่เกิดจาก การสลายตวของพลาสตั ิก นักวิจยชั าวองกฤษไดั ้ทําการวิจัยถึงการปนเป้ื อนเศษพลาสติกขนาดเล็ก (Microscopic plastic fragments) ที่พบโดยทวไปในมหาสม่ั ุทรและตามชายฝ่ังทะเล นอกจากน้ียังพบเศษ พลาสติกขนาดใหญ่มีการกระจายอยู่โดยทวไป่ั แนวโน้มของการทิ้งขยะชนิดน้ีพบว่าเพ่ิมข้ึนทุกปี เศษ พลาสติกเหล่าน้ียังสามารถปล่อยสารพิษที่เป็นองคประกอบส์ ่งผลกระทบต่อสภาพแวดลอมในทะเล้ กอน้ บุหรี่ (Cigarette butts) ที่ทิ้งตามชายหาดสามารถปล่อยสารพิษและเป็นอนตรายตั ่อสัตวขนาดเล์ กในทะเล็ สัตวทะเลบางชน์ ิดกินกอนบ้ ุหรี่เขาไปโดยเข้ าใจว้ าเป่ ็นอาหาร ค. การเคลื่อนยายส้ ่ิงมีชีวิตชนิดใหม่ไปยงพั ้ืนที่ที่ไม่เคยมี (Transfer of invasive (alien) species) ขยะในทะเลสามารถเคลื่อนยายส้ ่ิงมีชีวิตที่อาศยเกาะตั ิด (Epiphytic organisms) จากพ้ืนที่หนึ่ง ไปยงอั ีกพ้ืนที่หนึ่งที่ไม่พบส่ิงมีชีวิตชนิดน้ีก่อนโดยการเกาะติดกบขยะทั ี่ลอยน้าํ สิ่งมีชีวิตเหล่าน้ี เช่น กุง้ ปู สาหร่าย แบคทีเรีย และรา เป็นต้น สิ่งมีชีวิตสามารถเกาะติดไปกบขยะทั ี่เป็นพลาสติกจากเขตอาร์กติก ไปยงเขตศั ูนย์สูตรได้ ง. รบกวนพ้ืนที่ชายหาดจากเครื่องมือทาความสะอาดํ (Disturbance from mechanical beach cleaning) เครื่องทาความสะอาดและเกํ ็บขยะตามชายหาด ไม่ว่าจะเป็นรถบรรทุกและเครื่องมือ

164 สามารถรบกวนต่อสัตวบางชน์ ิดที่อาศยและใชั ประโยชน้ ์จากพ้ืนที่ชายหาด เช่น ทําลายบริเวณแหล่งที่เต่า ทะเลวางไข่ เครื่องมือทาความสะอาดชายหาดํ อาจส่งผลกระทบต่อสัตว์ที่อาศยตามชายหาดและเปั ็น องคประกอบส์ าคํ ญของสายใยอาหารบรั ิเวณชายหาด 10.5.3. ผลกระทบทางเศรษฐกจและมนิ ุษย์ ก. ทําลายเรือประมงและเครื่องมือประมง ขยะในทะเลก่อให้เกิดปัญหาและความ เสียหายท้งกั บเรั ือประมงและเครื่องมือประมง ทําให้ตองเส้ ียค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมเรือและเครื่องมือ ประมงที่เสียหายอนเนั ื่องมาจากขยะ เศษอวนเก่าที่ทิ้งในทะเลสามารก่อใหเก้ ิดความเสียหายกบเรั ือประมง เช่น ติดพนกั บใบจั กรั เสมอเรือ เพลาขบเรั ือ เป็นต้น นอกจากน้ีเศษพลาสติกและถุงพลาสติกสามารถเข้า ไปอุดตนทางนั ้าเขํ าของระบบหล้ ่อเยนของเคร็ ื่องจกรบนเรั ือ ความเสียหายที่เกิดข้ึนจากขยะยงสั ่งผลโดย ออมต้ ่ออุตสาหกรรมประมงโดยอาจทาใหํ ้ตนท้ ุนการผลิตสูงข้ึน จากการศึกษาในประเทศญี่ปุ่น พบว่า ต้องเสียค่าใช่จ่ายปีละประมาณ 50 ล้านเหรียญสหรัฐ ในการซ่อมแซมเรือประมงที่เกิดความเสียหายจาก ขยะในทะเล ข. เพ่ิมความเสี่ยงดานความปลอดภ้ ยทางทะเลั หากขยะในทะเล เช่น อวนเก่า หรือเชือก ติดพนเขั าก้ บใบพั ดของเรั ืออาจทาใหํ ้เครื่องยนตเร์ ือเสียหายหรือทาใหํ ้การร่ัวของทองเร้ ือได ้ อันจะส่งผล ต่อความปลอดภยของลั ูกเรือ ขยะที่เขาไปต้ ิดกบอั ุปกรณ์บังคบทั ิศทางเรือทาใหํ ้ไม่สามารถบงคั บทั ิศทาง ได้ส่งผลใหเร้ ือประสบอุบัติเหตุได ้ ขยะในทะเลส่งผลกระทบต่อเรือดานํ ้าํ (Submarine) โดยจะไปขดขวางั การเดินเรือและการข้ึนสู่ผิวน้าํ ในบางคร้ังนกประดานั ้าตํ องเส้ ียชีวิตเนื่องจากเขาไปต้ ิดกบเศษอวนหรั ือ เชือกที่ทิ้งไวในทะเล้ ค. ทําลายระบบหล่อเยนของเคร็ ื่องกาเนํ ิดกระแสไฟฟ้ า ขยะในทะเลสามารถติดเขาไป้ กบนั ้าทํ ี่สูบไปใชในระบบหล้ ่อเยนของเคร็ ื่องผลิตกระแสไฟฟ้ าตามบริเวณชายฝ่ังทะเล ทําให้ไปอุดตัน ระบบหล่อเยนก็ ่อให้เกิดความเสียหายและตองเส้ ียค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและตองเส้ ียค่าใช้จ่ายในการ ติดต้งตะแกรงปั ้ องกนขยะทั ี่จะติดไปกบนั ้าํ ง. ปนเป้ือนชายหาดและเสียคาใช่ ้จ่ายในการทาความสะอาดํ ในแต่ละปีต้องเสียค่าใช้จ่าย จํานวนมากในการกาจํ ดขยะในทะเลและพั ดมาตั ิดตามชายหาด จากรายงานในประเทศองกฤษั พบว่า คาใช่ ้จ่ายในการจดเกั บขยะในท็ ้งั 56 เมืองที่อยตามชายฝัู่ ่งทะเล มีคาใช่ ้จ่ายปีละประมาณ 2.9 ล้านปอนด ์ จ. ปนเป้ือนบริเวณท่าเรือพาณิชยและท์ ่าเรือท่องเที่ยว เสียงบประมาณในการทาความํ สะอาด ขยะที่ล่องลายในทะเลและถูกกระแสน้าพํ ดเขั ามาต้ ิดกบบรั ิเวณท่าเรือพาณิชยและท์ ่าเรือท่องเที่ยว ทําให้สูญเสียทศนั ียภาพและเสียงบประมาณในการทาความสะอาดํ

165 ฉ. เป็นอนตรายตั ่อสุขภาพของมนุษย ์ ขยะในทะเลบางประเภทเป็นอนตรายตั ่อผคนทู้ ี่ เดินเล่นบริเวณชายทะเล เช่น เศษแกวและเศษโลหะท้ ี่แหลมคมและเป็นสนิม นอกจากน้ีขยะที่เป็นของเสีย บางประเภทจากชุมชนอาจปนเป้ือนเช้ือโรคและสามารถติดต่อมาสู่มนุษยได์ ้ ช. เป็นอนตรายตั ่อสัตว์ที่หากินในแถบชายฝ่ัง ในบางคร้ังขยะในทะเลที่ติดอยตามู่ ชายหาด เช่น พลาสติก อาจถูกกระแสลมพดไปตั ิดอยูตามท่ ุ่งหญาหร้ ือฟาร์มเล้ียงสัตว์ที่อยบรู่ ิเวณใกลเค้ ียง เมื่อสตวั ์กินเขาไปก้ จะเป็ ็นอนตรายตั ่อระบบการยอยอาหาร่

10.6. สัตว์ที่เสี่ยงต่อการเกดอิ ตรายจากขยะในทะเลั 10.6.1. สัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเล้ (Marine mammals) ไดแก้ ่ แมวน้าํ สิงโตทะเล ปลาวาฬ พยูน และปลาโลมา จากสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมในทะเลกว้ ่า 115 ชนิด มีถึง 49 ชนิดที่พบว่าเคยเป็นได้รับ ผลกระทบจากขยะในทะเลท้งอั นตรายในลั กษณะทั ี่ติดพนลั าตํ วคลั ายเป้ ็นกบดั กและอั ตรายจากการกั ินเข้า ไป โดยเฉพาะ แมวน้าํ สิงโตทะเล ปลาโลมา ที่เป็นอนตรายจากขยะอั นเนั ื่องมาจากความอยากรู้อยากเห็น ของมัน บ่อยคร้ังที่ปลาวาฬ และปลาโลมา เขาไปต้ ิดกบอวนเกั ่าที่ทิ้งไวในทะเล้ สัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมใน้ ทะเลมักจะไม่กินขยะในทะเล ซึ่งแตกต่างจากนกทะเล 10.6.2. เต่าทะเล (Sea turtles) มีเต่าทะเลจานวนมากทํ ี่เขาไปต้ ิดกบเศษอวนเกั ่าและเชือกที่ทิ้งเป็น ขยะในทะเล ในบางคร้ังเต่าทะเลกินถุงพลาสติกเนื่องจากเขาใจว้ ่าเป็นแมงกะพรุน (Jelly fish) ซึ่งเป็น อาหารที่เต่าชอบ ทําให้ถุงพลาสติกที่กินเขาไปไม้ ่สามารถยอยได่ และไปข้ ดขวางระบบยั อยอาหารท่ าใหํ ้ เต่าขาดสารอาหาร บางคร้ังเต่าทะเลกินเอาชิ้นส่วนของโฟม สายเชือก และเศษซากพลาสติก ที่มีสาหร่าย ขึ้นปกคลุมจนเขาใจว้ าเป่ ็นอาหาร จนส่งผลกระทบต่อระบบยอยอาหาร่ 10.6.3. นกทะเล (Sea birds) บ่อยคร้ังที่นกทะเลเคราะห์ร้ายไปติดกบเศษอวนเกั ่า นกทะเล จํานวนไม่น้อยที่ถูกมดตั ิดกบเศษพลาสตั ิกในทะเลที่มีลักษณะคลายบ้ ่วง นกทะเลทวโลกม่ั ีกวา่ 312 ชนิด ในจานวนนํ ้ีกวา่ 111 ชนิดที่กินพลาสติกเขาไปแล้ วก้ ่อใหเก้ ิดปัญหาในระบบยอยอาหารโดยเฉพาะอย่ างย่ ง่ิ นกทะเลที่อาศยใั นแถบละติจูดสูงหรือแถบทางตอนเหนือ เช่น แถบอะลาสกา้ จะพบปัญหามากกว่าแถบ ทางตอนใต ้ จากการศึกษาในนกทะเลแถบอะลาสกา้ พบว่ามีเมดพลาสต็ ิกเป็นองคประกอบถ์ ึง 70% ใน ระบบยอยอาหาร่ 10.6.4. ปลาและกุงทะเล้ (Fish and crustaceans) บ่อยคร้ังที่กุงม้ งกรและปั ูทะเลเขาไปต้ ิดกบเศษั อวนเก่าที่ทิ้งไวในทะเล้ มีการศึกษาในมหาสมุทรแปซิฟิก โดยใชอวนตาข้ ายความยาว่ 1,500 เมตร ลอยใน มหาสมุทรเป็นระยะทางกวา่ 60 ไมล ์ ใชระยะเวลา้ 1 เดือน พบวา่ มีสัตวทะเลต์ ่างๆ เขาไปต้ ิดประกอบดวย้ นกทะเล 99 ตัว ปลาฉลาม 2 ตัว ปลาแซลมอล 75 ตัว เป็นต้น สัตวทะเลเหล์ ่าน้ีเขาไปหาอาหารและหลบ้ ภัย จนกระท้งตั ิดเขาก้ บอวนในทั ี่สุด

166 10.6.5. ปะการัง (Corals) เศษพลาสติก เศษเครื่องมือประมงและคราดสัตวหน์ าด้ ิน ที่ทิ้งอยตามู่ พื้นทะเลและปกคลุมตามแนวปะการัง จะเป็นอนตรายตั ่อปะการัง

ภาพที่ 3. แสดงภาพสตวั ์ที่ได้รับผลกระทบจากขยะชายฝ่ัง และขยะในทะเล

10.7. แนวทางการป้ องกนปั ัญหาขยะในทะเลและบริเวณชายฝั่ง แนวทางในการลดและป้ องกนปั ัญหาขยะในทะเลเป็นเรื่องที่เกี่ยวของก้ บทั ุกคนที่ใชประโยชน้ ์ทุก ประเภทจากทะเล การจดการของเสั ียที่ดีต้องเร่ิมตนจากการป้ ้ องกนการทั ิ้งในสถานที่ที่ไม่ควรทิ้ง เป็น การป้ องกนไมั ่ให้ขยะหรือของเสียก่อให้เกิดปัญหาต้งแตั ่ต้น ขั้นตอนต่อไปก็ต้องจดการกั บขยะทั ี่ทิ้ง โดย สถานที่ทิ้งตองม้ ีการแยกขยะ ขยะบางชนิดอาจนามาใชํ ใหม้ ่ได ้ ส่วนชนิดที่นํามาใชใหม้ ่ไม่ได้กต้็ องมีการ จัดการอยางเหมาะสมเพ่ ื่อไม่ใหเก้ ิดผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมและส้ ุขอนามยของมนั ุษย ์ การจดการกั บขยะั และของเสียที่เกิดข้ึนบนพ้ืนดินถือเป็นหลกการเบั ้ืองตนข้ องการป้ องกนปั ัญหาขยะในทะเล โดยตองเน้ ้น และสนบสนั ุนให้ชุมชนที่อยตามชายฝู่ ่ังทะเลมีระบบการจดเกั ็บและจดการกั บขยะั รวมถึงระบบบาบํ ดนั ้าํ ทิ้ง นอกจากน้ียังตองให้ ้การศึกษา ข้อมูล และการปฏิบัติ ที่เกี่ยวของก้ บขั อด้ ีและขอเส้ ียของการจดการั ของเสียและขยะที่เกิดข้ึนในทะเล การใหการศ้ ึกษาและปฏิบัติมีความจาเปํ ็นสาหรํ ับเจาของเร้ ือ ลูกเรือ ผู้ ที่ใช้ท่าเรือ ชาวประมง รวมถึงประชาชนที่เกี่ยวของ้ ให้ทุกคนมีความรับผดชอบในการปิ ้ องกนมลพั ิษทาง ทะเล นอกจากน้ียังตองให้ ้การศึกษาถึงแหล่งและผลกระทบของขยะในทะเลรวมถึงแนวทางในการลด ปัญหาดงกลั ่าวดวย้ หากสามารถสร้างจิตสานํ ึกให้ทุกคนที่ใชประโยชน้ ์จากทะเลมีความรู้สึกเป็นเจาของ้ รู้จักอนุรักษและเข์ าใจถ้ ึงพิษภยทั ี่จะเกิดข้ึนแล้ว การใชประโยชน้ ์จากทะเลก็จะมีความยงย่ั ืน แนวทาง ป้ องกนและแกั ไขป้ ัญหาขยะในทะเลและขยะชายฝ่ังสามารถสรุปเป็นขอๆ้ ได้ดังน้ี

167 1. จัดทาแผนการจํ ดการั แนวทางและมาตราการการจดการขยะมั ูลฝอย และส่ิงปฏิกูลเพื่อให้ ความช่วยเหลือด้านวิชาการแก่หน่วยงานต่างๆในชุมชน ท้องถ่ินและเขตควบคุมมลพิษ นอกจากน้ี หน่วยงานที่เกี่ยวของก้ บการควบคั ุมมลพิษจะทาการสํ ารวจขํ อม้ ูลดานการจ้ ดการขยะมั ูลฝอยและส่ิงปฏิกูล ของชุมชน เพื่อจดทั าแผนปฏํ ิบัติการขยะมูลฝอยชุมชนของประเทศ และพฒนาระบบการบั าบํ ดนั ้าเสํ ียจาก ขยะมูลฝอยแบบประหยดพั ้นทื ี่ และคาใช่ ้จ่าย 2. ประชาสัมพนธั ์ให้ความรู้และจิตสานํ ึกดานการอน้ ุรักษแก์ ่ประชาชนโดยทางภาครัฐและเอกชน ควรจดทั าเอกสารเผยแพรํ ่ และกิจกรรมต่าง ๆ เพื่อส่งเสริมให้ประชาชนตระหนกในคั ุณค่าของทรัพยากร ทางทะเล และใหความร้ ่วมมือในการป้ องกนและแกั ไขป้ ัญหาส่ิงแวดลอมทางทะเล้ 3. จัดให้มีการนาเรํ ือกาจํ ดขยะเดั ินทะเลเพื่อเกบขยะ็ 4. จัดให้มีโครงการอาสาสมครและการทั าความสะอาดบรํ ิเวณชายฝ่ังและใตทะเล้ 5. การกาหนดกฎหมายวํ าด่ วยการท้ ิ้งขยะบริเวณชายฝ่ังอยางจร่ ิงจงและเรั ่งรัด 6. เจาหน้ าท้ ี่ท้องถ่ินควรมีมาตราการที่เหมาะสมในการดูแลที่ดี คือการให้ร้านอาหารหรือร้านค้า และธุรกิจอื่นๆรับผิดชอบขยะที่ลูกคาท้ ิ้ง รวมถึงให้มีภาชนะรองรับให้เพียงพอต่อการทิ้งขยะของลูกคาท้ ี่ ใชบร้ ิการ การรับผดชอบขยะในคริ ัวเรือนของตนเอง 7. นําขยะที่ใชแล้ วกล้ บมาใชั ใหม้ ่ เช่น พวกกระป๋ องเครื่องดื่ม หรือถุงพลาสติกที่มีหูหิ้ว เป็นการ ช่วยใหขยะท้ ี่ถูกทิ้งมีจํานวนลดลง 8. ขยะที่นํากลับมาใช้ใหม่ไม่ไดควรท้ าจากวํ สดั ุที่ยอยสลายได้ง่ ่าย

10.8. ตัวอย่างของการจัดการขยะในทะเลและบริเวณชายฝั่งทควรกระที่ ํา เรือบรรทุกสินค้า แท่นขุดเจาะนํ้ามันกลางทะเล และผู้ใช้ประโยชน์จากทะเล ต้องช่วยกนในการั ลดการสร้างขยะและของเสียบนเรือและแท่นขุดเจาะที่อยู่ในทะเล ตองม้ ีแผนในการจดการขั องเสียที่ เกิดข้ึนบนเรือและแท่นขดเจาะขนาดใหญุ ่ รวมท้งตั องม้ ีการเตรียมการในการจดการของเสั ียไว้ล่วงหน้า สําหรับเรือขนาดเล็กและผใชู้ ้ประโยชน์จากทะเล ของเสียควรมีการจดเกั บบนเร็ ือและนามาทํ ิ้งในสถานที่ ทิ้งที่อยบนฝู่ ่ัง พื้นที่สําหรับจดเกั ็บท้งบนเรั ือและสถานที่ทิ้งที่เตรียมไวตามท้ ่าเรือต่างๆ ก็ต้องมีเพียงพอ การออกกฏและขอบ้ งคั บตั ่างๆ ไม่ว่าจะเป็นระดบภั ูมิภาคและระดับโลกตามท่าเรือต่างๆ ตองม้ ีความ สอดคลองก้ นเพั ื่อให้ท่าเรือต่างๆ เหล่าน้ีมีระบบรองรับของเสียจากเรืออย่างพอเพียงและมีค่าใช้จ่ายที่ เหมาะสม เรือประมง ต้องพยายามช่วยกนลดการสรั ้างของเสียบนเรือ มีภาชนะจดเกั ็บที่เพียงพอก่อนที่จะ มาถึงฝ่ัง เครื่องมือประมง เช่น อวน ควรจะมีการทาเครํ ื่องหมายหากมีการสูญหายในทะเลก็จะสามารถ ติดตามหาได้ง่าย เครื่องมือประมงที่ชํารุดตองน้ ามาทํ ิ้งในสถานที่ทิ้งบนฝ่ัง ไม่ทิ้งลงทะเล

168 สถานที่จัดเก็บขยะที่ระบบบําบัดนํ้าทิ้ง ชุมชนและเทศบาลตามชายฝ่ังทะเลและอยู่ติดแม่นํ้า จะตองม้ ีสถานที่จะเกบขยะและระบบบ็ าบํ ดนั ้าทํ ิ้งอยางเพี่ ยงพอ เพื่อป้ องกนการทั ิ้งลงสู่ทะเลและแม่นํ้า อาคารบ้านเรือน ต้องไม่ปล่อยของเสียที่เกิดจากหองส้ ุขา รวมท้งตั องม้ ีระบบจดเกั บท็ ี่เหมาะสม ผู้มาเทยวชายหาดและพี่ กแรมชายทะเลั ชายหาดที่มีนักท่องเที่ยวมาเที่ยวและพกแรมควรจั ะมีการ จดถั งขยะหรั ือสถานที่ทิ้งให้เหมาะสม ผู้มาเที่ยวและพกแรมกั ็ต้องมีจิตสํานึกเช่นกนไมั ่ควรทิ้งส่ิงใดๆ เอาไว้ ยกเวนรอยเท้ ้า

169 บทท ี่ 11 นํ้าระบายความร้อน

โรงไฟฟ้ าพลงไอนั ้าสามารถผลํ ิตกระแสไฟฟ้ าไดโดยพล้ งงานความรั ้อนที่ถูกนาไปตํ มน้ ้าํ ให้เดือดและนาไอนํ ้าเดํ ือดไปหมุนกงหั ันผลิตกระแสไฟฟ้ าแจกจ่ายไปตามที่ต่าง ๆ ไอน้ารํ ้อนเมื่อ ผ่านกงหั ันแลวจะม้ ีอุณหภูมิและความดันลดลง เพราะพลงงานสั ่วนหนึ่งถูกใช้ไปในการหมุน กงหั ัน ไอน้าทํ ี่ผานก่ งหั นแลั วจะกล้ นต่ั วเปั ็นน้าเมํ ื่อผานหน่ ่วยควบแน่น (Condenser) แลวน้ ้าทํ ี่ได้นี้ก็ จะนํากลับมาต้มอีกทีเพื่อนําไอน้ําไปใช้ในการหมุนกังหันใหม่ ดังน้ัน ในขณะที่โรงไฟฟ้ า เดินเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้ าจึงตองม้ ีน้าระํ บายความร้อนผ่านหน่วยควบแน่นอยู่ตลอดเวลา หรือ เรียกวาระบบหล่ ่อเย็น โดยน้าจากระบบหลํ ่อเยนจะม็ ีอุณหภูมิสูงกวาปกต่ ิ 15 องศาเซลเซียส

ภาพที่ 11.1. ระบบการทางานของโรงงานผลํ ิตกระแสไฟฟ้ าพลังงานความร้อน ที่มา : http://www.fi.edu/guide/hughes/powerplants.html

170

11.1. นํ้าระบายความร้อน (Cooling water) แหล่งของน้าระบายความรํ ้อนมีอยหลายแหลู่ ่งดวยก้ นั เช่น จากโรงไฟฟ้ าพลงไอนั ้าและจากํ โรงงานอุตสาหกรรมบางประเภท อยางไรก่ ็ตามเมื่อเปรียบเทียบดูแลวจะพบว้ า่ โรงงานไฟฟ้ าพลัง ไอน้ํา เป็นแหล่งใหญ่ที่สุดที่ทิ้งน้ําระบายความร้อนลงสู่แหล่งน้ํา โรงไฟฟ้ าพลงไอนั ้ํามีอยู่ 2 ประเภทใหญ่ ๆ เมื่อจาแนกตามเชํ ้ือเพลิงที่ใช ้ คือ ประเภทใชเช้ ้ือเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) และ ประเภทใชเช้ ้ือเพลิงปรมาณู โรงไฟฟ้ าประเภทใชเช้ ้ือเพลิงจาพวกฟอสซํ ิล ไดแก้ ่ ถ่านหินและน้ามํ ัน ปิโตรเลียม ในอนาคตโรงไฟฟ้ าประเภทน้ีจะมีจํานวนลดลง ทั้งน้ีเป็นเพราะเช้ือเพลิงฟอสซิลใน ธรรมชาติมีปริมาณนอยลงแต้ ่ราคากลบแพงขั ้ึน ในทางกลบกั นโรงไฟฟั ้ าที่ใชเช้ ้ือเพลิงปรมาณูจะ เพ่มในอิ ตราทั ี่สูงข้ึน ทั้งน้ีเป็นเพราะเช้ือเพลิงปรมาณูนั้นยงมั ีอยอีู่ กมากในธรรมชาติ โรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ าขนาดใหญ่ที่มีกาลํ งผลั ิตมากกวา่ 500 MW มักจะต้งอยั ในบรู่ ิเวณ เอสทูรี่หรือชายฝ่ังทะเล เนื่องจากมีความตองการน้ ้าทะเลมาใชํ ในระบบหล้ ่อเย็น กว่า 60% ของ ความร้อนที่เกิดข้ึนจากโรงงาน จะถูกปล่อยลงสู่สิ่งแวดลอมผ้ ่านทางระบบหล่อเย็น โดยโรงงาน ไฟฟ้ าพลงงานนั ิวเคลียร์ขนาด 1,000 MW ต้องการน้าผํ านระบบหล่ ่อเย็น 3-5 พนลั านล้ ิตรต่อวัน โดยน้าทํ ี่ผานจากระบบหล่ ่อเยนจะม็ ีอุณหภูมิสูงกวาปกต่ ิประมาณ 15 องศาเซลเซียส

11.2. ผลกระทบจากโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า (Effect of Electric Generating Station) การปล่อยน้าทํ ี่มีความร้อนสูงลงสู่ทะเลย่อมส่งผลกระทบต่อกลุ่มส่ิงมีชีวิต โดยผลกระทบ แบบเฉียบพลนมั กจะพบในบรั ิเวณที่ปล่อย ส่วนในบริเวณที่ห่างไกลออกไป อาจมีผลในระดบไมั ่ ทาใหํ ้สัตว์นํ้าตาย (Sub-lethal) โดยเฉพาะบริเวณที่มีอุณหภูมิเพ่ิมข้ึน 1-2 องศาเซลเซียส โดยการ เปลี่ยนแปลงในเรื่องขององคประกอบ์ ความหลากหลาย ความหนาแน่น และกาลํ งผลั ิตเบ้ืองต้น มักจะสังเกตุเห็นได้ชัดในบริเวณใกล้ท่อน้าทํ ิ้งจากระบบหล่อเย็น การตอบสนองทางดานสร้ ีรวิทยา และพฤติกรรมจากอุณหภูมิของน้าทํ ี่เพ่ิมสูงข้ึน ไดแก้ ่ 1. การเปลี่ยนแปลงอตราเมตาบอลั ิซึม อันจะนาไปสํ ู่การเจริญเติบโตลดลง 2. การปรับตวดั านพฤต้ ิกรรมเพื่อหลีกเลี่ยงหรือปะทะกบมวลของนั ้าทํ ี่มีความร้อนเพ่มสิ ูงข้ึน นอกเหนือจากความร้อนที่ปล่อยลงสู่บริเวณเอสทูรี่และแหล่งน้าชายฝํ ่ัง ยงมั ีผลกระทบจาก การปล่อยสารเคมี ผลกระทบจากแผนตะแกรงท่ ี่ใช้ดักส่ิงมีชีวิตไม่ให้ผานต่ วควบแนั ่น (Kennish, 1992) โดยสารเคมีที่มีผลกระทบจากโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า คือ คลอรีน ที่ใช้ป้ องกนและลดสั ่ิง สกปรกที่เกิดจากแบคทีเรียหรือสัตวชน์ ิดอื่นในท่อระบบหล่อเย็น สารเคมีที่ปล่อยออกมาจะทาใหํ ้ สัตว์นํ้าตาย จึงตองม้ ีการควบคุมการใชอย้ างใกล่ ้ชิด ในโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ าพลงงานนั ิวเคลียร์ มักจะมีสารกมมั นตรั ังสีในระดบตั ํ่า ปนเป้ือนมากบนั ้าทํ ิ้งลงสู่แหล่งน้าํ แต่มีค่าที่ตํ่าเกินกวาท่ ี่จะเป็น อันตรายต่อส่ิงมีชีวิตหรือมนุษย ์

171

11.2.1. ผลจากการปล่อยนํ้าทงอิ้ ุณหภูมิสูง (Thermal discharge) การเพ่ิมอุณหภูมิของน้าเปํ ็นผลกระทบเบ้ืองตนจากโรงงานผล้ ิตกระแสไฟฟ้ า เนื่องจากมี ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิต ไม่วาจะเป่ ็นการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) การหายใจ (Respiration) การทางานของเอํ นไซม็ ์ (Enzyme activity) การกินอาหาร (Feeding) การสืบพนธั ุ์ (Reproduction) เป็นต้น โดยการเพ่ิมอุณหภูมิมีผลต่ออตราเมตาบอลั ิซึมเพ่ิมสูงข้ึน ขณะที่ปริมาณออกซิเจนกลบลดั ตาลงํ่ ตัวอยางเช่ ่น ที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส จุดอ่ิมตวของออกซั ิเจนในน้าํ คือ 12.8 ppm แต่ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส จุดอ่ิมตวของออกซั ิเจนในน้าํ คือ 9.2 ppm และลดลงมาเหลือ 7.1 ppm ที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ค่าเหล่าน้ีวัดจากน้าทํ ี่ค่อนขางบร้ ิสุทธ์ิ แต่หากในธรรมชาติจริง ๆ แล้ว ปริมาณออกซิเจนจะมีค่านอยกว้ ่าค่าเหล่าน้ีมาก ขณะที่ความตองการออกซ้ ิเจนของส่ิงมีชีวิต เพ่ิมสูงข้ึนเมื่ออุณหภูมิเพ่ิมสูงข้ึน แต่การละลายไดของออก้ ซิเจนกลบลดตั าลงํ่ สภาพเช่นน้ีอาจทํา ให้สัตว์นํ้าตายอย่างรวดเร็ว ส่วนพวกที่ไม่ตายทันที ก็สามารถทาใหํ ้เกิดโรคได้ง่ายเนื่องจาก ความเครียด ในพืชและสัตว์ที่ตายจะสะสมตามพ้ืนทะเลและมีอัตราการย่อยสลายที่สูง ส่งผลให้ แหล่งน้าอยํ ในสภาพไรู่ ้ออกซิเจนได ้ ซึ่งเป็นการทาลายประชาคมสํ ตวั หน์ าด้ ิน นํ้าจากระบบหล่อเย็น ยังส่งผลต่อคุณสมบัติของน้าในแหลํ ่งน้าํ ไดแก้ ่ ความหนาแน่น แรง ตึงผิว ความหนืด และการละลายของก๊าซไนโตรเจน ซึ่งท้งหมดจะมั ีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิของน้าํ เพ่มขิ ้ึน การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นส่งผลต่อการแบ่งช้นของนั ้าํ (Water stratification) และมวล ของน้าในบรํ ิเวณใกลเค้ ียง นํ้าที่มีคาความหน่ ืดตาสํ่ ่งผลให้อัตราการตกตะกอนเพิ่มข้ึน การเพิ่มอุณหภูมิของน้าประกอบกํ บมั ีสารเคมีปะปนกบนั ้าทํ ี่ปล่อยจากระบบหล่อเยนท็ าใหํ ้ กาลํ งผลั ิตเบ้ืองตนล้ ดลง ลักษณะเช่นน้ีสามารถทาใํ ห้กลุ่มของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ําเงิน (Blue green algae) เจริญข้ึนมาทดแทนกลุ่มของไดอะตอม (Diatom) สาหร่ายสีเขียว (Green algae) ลักษณะเช่นน้ีสามารถเกิดข้ึนได้ถ้าอุณหภูมิของน้าเพํ ่ิมข้ึนจาก 10 องศาเซลเซียส เป็น 38 องศา เซลเซียส การเพ่ิมอุณหภูมิของน้าในระดํ บหนั ึ่งอาจทาใหํ แพลงก้ ตอนพ์ ืชชนิดใดชนิดหนึ่งมีการ เจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ ได้ดีกว่าอีกชนิดหนึ่งซึ่งเคยมีประชากรหนาแน่นในช่วงที่อุณหภูมิยังไม่ เปลี่ยนแปลง หากแพลงกตอนชน์ ิดน้ีไม่ไดเป้ ็นอาหารของสัตว์นํ้ากจะม็ ีผลทาใหํ ้กาลํ งผลั ิตของสัตว์ นํ้าในบริเวณน้นลดลงั เป็นขอเส้ ียหายทางดานเศรษฐก้ ิจการประมงอีกประการหนึ่ง แม้วาการเพ่ ่ิมอุณหภูมิในจุดที่ปล่อยน้าทํ ิ้งอาจไม่ทําให้สัตว์นํ้าตาย แต่อาจส่งผลกระทบต่อ สัตว์น้าทางดํ านอ้ ื่นๆ ไดแก้ ่ การสืบพนธั ุ์ การฟักออกเป็นตวลดลงั การพฒนาของตั วอั ่อนชาลง้ การ เปลี่ยนแปลงอตราการหั ายใจ เป็นต้น นอกจากน้ี การเพ่ิมอุณหภูมิของน้าอาจสํ ่งผลต่อกลไกการ ทํางานในร่างกายสัตว์นํ้าช้นสั ูง ไดแก้ ่ การทางานของกลํ ามเน้ ้ือ การเปลี่ยนแปลงของโปรตีนใน เซลล์ การเพ่ิมข้ึนของกรดแลกติกในเลือด การลดตาลงของออกซํ่ ิเจนเนื่องจากการเพ่ิมข้ึนของ กิจกรรมการหายใจ อยางไรก่ ็ตาม อัตรายที่เกิดข้ึนขางต้ นสามารถเก้ ิดข้ึนได้น้อยหากสัตว์นํ้ามีการ ปรับตวจากการเปลั ี่ยนแปลงที่เกิดข้ึน (Acclimation) 172

โดยปกติแลวส้ ่ิงมีชีวิตที่อยในเขตอบอุู่ ่นมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ มากกว่าส่ิงมีชีวิตในเขตร้อน ทั้งน้ีเป็ นเพราะอุณหภูมิของน้ําในเขตอบอุ่นน้ันมีพิสัยการ เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงกวา่ เช่น อุณหภูมิในรอบปีจะเปลี่ยนแปลงอยในพู่ ิสัย 7-27 องศาเซลเซียส (45-80 องศาฟาเรนไฮด ์ สําหรับน้าในเขตรํ ้อนน้นอั ุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอยในพู่ ิสัย 25-33 องศา เซลเซียส (77-90 องศาฟาเรนไฮด)์ ดงนั ้นนั ้าในเขตรํ ้อนน้นมั ีอุณหภูมิอยใกลู่ ้ขีดอนตรายมากั การ เติมความร้อนเพียงเลกน็ อยก้ อาจท็ าใหํ ้อุณหภูมิสูงข้ึนถึงขีดอนตรายไดั ้ การปล่อยน้าทํ ิ้งที่มีความร้อนสูงลงสู่แม่น้าหรํ ือบริเวณเอสทูรี่ที่มีลักษณะปิ ด (Enclosed estuaries) มักจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงต่อกาลํ งผลั ิตปฐมภูมิและทุติยภูมิ อัตราการหายใจ องคประกอบของชน์ ิด มวลชีวภาพ และกลไลของธาตุอาหาร (Nutrient dynamic) ในบริเวณ ใกลเค้ ียง สัตว์ที่อาศยบรั ิเวณน้ีต้องปรับสภาพทั้งทางดานกายภาพ้ เคมี สรีระ และพฤติกรรม เพื่อทน ต่อการเปลี่ยนแปลง 11.2.2. ผลกระทบจากสารไบโอไซด์ (Biocides) คลอรีนเป็นสารที่ใชควบค้ ุมส่ิงมีชีวิตที่มาเกาะติด (Biofouling) ในระบบหล่อเย็น ของโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า เนื่องจากอาจมีสิ่งมีชีวิตท้งขนาดเลั ็กและขนาดใหญ่ไปเกาะอยตามู่ ผนงของทั ่อระบบหล่อเย็น ทําให้ลดประสิทธิภาพในการหล่อเยนและท็ าใหํ ้การไหลของเกิดความ ฝืดและเกิดสนิมกดกรั ่อน ดังน้ัน การใชคลอร้ ีนสามารถขจดแบคทั ีเรีย หรือส่ิงมีชีวิตที่มาเกาะติด ชนิดอื่นๆ ที่ส่งผลกระทบต่อระบบหล่อเย็น แม้คลอรีนสามารถกําจัดแบคทีเรียได้อย่างมี ประสิทธิภาพ แต่กไม็ ่สามารถกาจํ ดพวกสั ่ิงมีชีวิตขนาดใหญ่ที่มาเกาะติด (Macrofouling) บางชนิด ได ้ เช่น หอยสองฝาบางชนิด เนื่องจากหอยสองฝาสามารถปิดเปลือกไดเม้ ื่อมีการใชคลอร้ ีน สิ่งมีชีวิตที่มิใช่เป้ าหมายสามารถได้รับผลกระทบจากการใชคลอร้ ีน โดยเฉพาะส่ิงมีชีวิตที่ ถูกสูบเขาไปก้ บนั ้าในระบบหลํ ่อเย็น ไม่วาจะเป่ ็นแพลงกตอนพ์ ืช แพลงกตอนส์ ัตว ์ ปลาต่างๆ เป็น ต้น รูปแบบของคลอรีนที่ใช้มักจะอยในรู่ ูปของเหลว คลอรีนก๊าซ หรือรูปไฮโปคลอไรด ์ (Hypochlorite) มีการควบคุมระดับความเขมข้ นท้ ี่ปล่อยออกมาให้อยู่ในระดับตํ่า โดย U.S. Environmental Protection Agency (EPA) กาหนดระดํ บของคลอรั ีนตกดางในน้ ้าทํ ิ้งตองม้ ีค่าไม่เกิน 0.2 มิลลิกรัม/ลิตร และปล่อยไดไม้ ่เกิน 2 ชัวโมงต่ ่อวัน ผลจากการใช้คลอรีนอีกอย่างหนึ่งก็คือคลอรีนตกค้างในรูปสารประกอบคลอรามีน (Chloramine) ซึ่งเป็นอนตรายตั ่อสัตว์นํ้าที่รุนแรง แต่ยังไม่มีการศึกษาถึงความเป็นพิษและความ เป็นไปในสภาะแวดลอมในทะเลและเอสท้ ูรี่ สําหรับความเป็นพิษของคลอรีนต่อสัตวทะเล์ ได้มี การศึกษาในห้องปฏิบัติการ โดยมีค่าความเป็นพิษเฉียบพลัน (Acute toxicity) อยในชู่ ่วง 0.15 มิลลิกรัม/ลิตร ที่ระยะเวลาสัมผัส 1 นาที และ 0.02 มิลลิกรัม/ลิตร ที่ระยะเวลาสัมผัส 100 นาที ส่วนความเป็นพิษเร้ือรัง (Chronic toxicity) จะพบในระดบความเขั มข้ นท้ ี่ตํ่า โดยมีผลกระทบ ทางดานสร้ ีระ ชีวเคมี และพฤติกรรม เป็นต้น 173

11.3. ตัวอย่างผลกระทบของนํ้าระบายความร้อนจากโรงงานผลตกระแสไฟฟิ ้ าในประเทศไทย ผลกระทบของน้าระบายความรํ ้อนที่มีต่อแหล่งน้าในประเทศไทยนํ ้นั ส่วนใหญ่เกิดจากน้าํ ระบายความร้อนของโรงไฟฟ้ าพลงไอนั ้าซํ ึ่งมีอยหลายแหู่ ่งดวยก้ นั แต่ที่มีการศึกษาผลกระทบโดย ละเอียดมีอยสองแหู่ ่ง คือ โรงไฟฟ้ าขนอม และโรงไฟฟ้ าบางปะกง 11.3.1 โรงไฟฟ้ าพลงไอนั ํ้าขนอม อยทีู่่ อําเภอขนอม จังหวดนครศรั ีธรรมราช มีกาลํ งผลั ิต กระแสไฟฟ้ า 75,000 กิโลวตตั ์ ในระหวางเด่ ินเครื่องน้นโั รงไฟฟ้ าตองการน้ ้าระบายความรํ ้อนวัน ละ 244,800 ลบ.ม และระบายลงสู่ฝั่งทะเลดานอ้ ่าวไทย นํ้าระบายความร้อนที่ผานเคร่ ื่องควบแน่น จะมีอุณหภูมิอยระหวู่ ่าง 36.5-44 องศาเซลเซียส หรือมีอุณหภูมิสูงกว่าปกติอย ู่ 6.5-11.0 องศา เซลเซียส ผลกระทบจากน้าระบายความรํ ้อนสามารถสรุปเป็นลกษณะใหญั ่ไดสองประการ้ ประการแรกเป็นผลกระทบที่เกิดข้ึนภายในโรงไฟฟ้ า กล่าวคือ นํ้าที่ถูกสูบเขาไประบายความร้ ้อน นั้นจะมีแพลงกตอนส์ ัตว ์ ไดแก้ ่ ลูกปลา ไข่ปลา ลูกปู ลูกกุง้ และลูกหอย ติดเขาไปด้ วย้ แพลงกตอน์ สัตวเหล์ ่าน้ีจะตายทนทั ีเมื่อน้าผํ านระบบควบแ่ น่น ทั้งน้ีเพราะอุณหภูมิจะสูงข้ึนทนทั ีประมาณ 10 องศาเซลเซียส เหนืออุณหภูมิปกติ ผลกระทบประการที่สองเกิดข้ึนในบริเวณที่นํ้าระบายความร้อน ถูกระบายทิ้งลงสู่บริเวณชายฝ่ังทะเล ซึ่งรัศมีโดยรอบ 10 เมตร มีอุณหภูมิสูงมากกว่าระดบปกั ติ ประมาณ 5-8 องศาเซลเซียส การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในระดบนั ้ีทาใหํ ้สัตว์นํ้าหลายชนิดตาย จาก การประเมินราคาจะได้มูลค่าสัตว์นํ้าที่สูญเสียไปกบนั ้าระบายความรํ ้อนจากโรงไฟฟ้ าแห่งน้ีปีละ ประมาณ 175.8 ล้านบาท 11.3.2 โรงไฟฟ้ าบางปะกง เป็นโรงไฟฟ้ าที่สร้างข้ึนเหนือปากแม่นํ้าบางปะกงข้ึนมา ประมาณ 10 กิโลเมตร อยู่ในเขตอาเภอบางปะกงํ จังหวดฉะเชั ิงเทรา มีกาลํ งผลั ิตกระแสไฟฟ้ า ประมาณ 1,820 เมกกะวัตต์ ขณะเดินเครื่องต้องใช้นํ้าเพื่อระบายความร้อนวันละประมาณ 1,088,640 ลบ.ม การประเมินผลกระทบที่เกิดข้ึนจากการใช้นํ้าระบายความร้อนสรุปเป็นลกษณะั ใหญ่ไดสองประการเช้ ่นเดียวกบโรงไฟฟั ้ าขนอม คือ สิ่งมีชีวิตขนาดเลกท็ ี่ถูกดูดติดไปกบนั ้าระบายํ ความร้อนจะถูกทาลายํ การประเมินข้นตั นเม้ ื่อคิดมูลค่าความเสียหาย ปรากฏว่ามีค่าเฉลี่ยปีละกว่า 518.8 ลานบาท้ ส่วนผลกระทบประการที่สอง คือ การปล่อยน้าระบายความรํ ้อนที่มีอุณหภูมิสูงกวา่ ปกติ 7 องศาเซลเซียส กลบลงสั ู่แม่นํ้าทาใํ ห้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อระบบนิเวศน์ของแม่น้าํ และ สิ่งแวดลอมท้ ี่ผิดปกติเกิดข้ึนยอมส่ ่งผลกระทบต่อผลผลิตทางการประมงโดยรวมของแม่นํ้า จะเห็นได้วาโรงไ่ ฟฟ้ าพลงไอนั ้าทํ ้งสั องแห่งสามารถทาใหํ เก้ ิดต่อส่ิงแวดลอมของแหล้ ่งน้าํ ได้ดังทได้กล่าวมา การพิจารณาหาแนวทางในการลดและป้ องกันความเสียหายอันเกิดจาก ผลกระทบดงกลั ่าว ซึ่งอาจทาไดํ หลายว้ ิธี ไดแก้ ่ 1. การเปลี่ยนระบบระบายน้าจากระบบเปํ ิด มาเป็นระบบปิด ซึ่งสามารถลดปัญหาการ ดูดติดส่ิงมีชีวิตขนาดเลกเข็ าไปก้ บนั ้าระบายความรํ ้อน 174

2. ถ้าไม่สามารถเปลี่ยนแปลงระบบระบายความร้อนได้กควรม็ ีการปรับปรุงวิธีการสูบ นํ้าระบายความร้อนเข้า โดยการเพ่มขยายพิ ้ืนที่หนาต้ ดของทางนั ้าเขํ าและลดขนาดของตะแกรงให้ ้มี ช่องตาถี่ลง ทั้งน้ีเพื่อลดครวมเร็วของกระแสน้ําในบริเวณน้ีลงทาใหํ ้ปลาสามารถว่าน้ําหนีได ้ สําหรับการปล่อยน้าระบํ ายความร้อนทิ้งลงสู่แหล่งน้าํ ถ้ามีการระบายทิ้งหลายจุดและระบายทิ้งใน ส่วนที่ลึก กอาจท็ าใหํ ้นํ้าระบายความร้อนสามารถผสมกลมกลืนกบนั ้าในธรรมชาตํ ิ และลดอุณหภูมิ ไดเร้ ็วข้ึนทาใหํ ้มีผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมน้ อยลง้ (เปี่ยมศกดั ์ิ, 2543)

175

บทท ี่ 12 กฎหมายว่าด้วยการป้ องกนและรั ักษาสภาพแวดล้อมในทะเลและชายฝั่ง

ปัญหาความเสื่อมโทรมของสภาพแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ังเป็นปัญหาที่เกิดข้ึนมานาน แลวแต้ ่ไม่ค่อยได้รับความสนใจ ทั้งที่ปัญหาสภาพแวดลอมทางทะเลเก้ ิดข้ึนอย่างต่อเนื่องและส่ง ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตและทรัพยากรธรรมชาติในทะเล ดังน้นหากมนั ุษย์มุ่งที่จะแสวงหาประโยชน์ จากทะเลเพียงด้านเดียวโดยไม่มีการกําหนดมาตรการในการควบคุมและป้ องกันปัญหาต่อ สภาพแวดลอมในทะเลและชายฝ้ ่ังอยางจร่ ิงจัง ก็อาจทาใหํ ้แหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่มนุษยเช์ ื่อว่า สามารถนามาใชํ ได้ อย้ างไม่ ่มีวันหมดน้ี กลบเปั ็นแหล่งที่ไม่มีทรัพยากรใหมน้ ุษย์ตักตวงผลประโยชน์ อีกต่อไปได ้ จึงจาเปํ ็นอย่างย่ิงที่จะตองม้ ีการกาหนดมาตรการทางกฏหมํ ายไม่ว่าจะเป็นกฏหมาย ภายในหรือกฏหมายระหวางประเทศท่ ี่ได้มีการบญญั ัติขึ้นมาเพื่อใชในการป้ ้ องกนและแกั ไขมลภาวะ้ ในทะเลและชายฝ่ัง ปัจจุบัน กฎหมายว่าดวยการป้ ้ องกนและรั ักษาสภาพแวดลอมใน้ ทะเลและชายฝ่ังน้ันมีอยู่ มากมาย ดงจะเหั ็นไดจากการท้ ี่มีอนุสัญญาหลายฉบบซั ึ่งเกิดจากความร่วมมือระหว่างประเทศ เพื่อ กาหนดมาตรการในการปํ ้ องกนและแกั ไขมลภาวะทางทะเลอ้ นเนั ื่องมาจากหลายสาเหตุด้วยกนั เช่น ปัญหาน้ามํ นทั ี่เกิดจากการถูกปล่อยทิ้งลงทะเลตามปกติวิสัยของการเดินเรือ และเกิดจากอุบัติเหตุ ของเรือเดินทะเลที่มีปรากฏบ่อยคร้ัง รวมถึงสาเหตุอื่นๆที่ได้มีการบญญั ัติไวในอน้ ุสัญญากรุงเจนีวา ค.ศ.1958 แมจะย้ งไมั ่มีการกาหนดกฏเกณฑํ ์ของกฏหมายระหว่างประเทศที่สามารถใชในการ้ ป้ องกนและแกั ไขมลภาวะต้ ่างๆในทะเลไดโดยท้ วไปในช่ั ่วงระยะเวลาน้ีกตาม็ แต่กแส็ ดงใหเห้ ็นว่า สังคมระหว่างประเทศไดให้ ้ความสนใจต่อปัญหามลภาวะในทะเลมากกว่าเดิม และเป็นจุดเร่ิมของ การนาไปสํ ู่การสนับสนุนและร่วมมือกนมากขั ้ึน จนกระทงป่ั ัญหาดงกลั ่าวได้รับการยอมรับและ บัญญัติไวในเป้ ็นส่วนหนึ่งของอนุสัญญาสหประชาชาติวาด่ วยกฏหมายทะเล้ ค.ศ.1982

12.1. วิวัฒนาการของกฎหมายทะเล กฎหมายทะเล ในภาษาองกฤษเรั ียกวา่ “ Law of the Sea” ส่วนภาษาฝร่ังเศสเรียกวา่ “Droit de la Mer” แต่เดิมไดรวมอย้ กู่ บั “Maritime Law” หรือ “Droit Maritime” นันเอง่ กฎหมายทะเลเป็น กฏหมายที่ว่าด้วยการเดินเรือในทะเลอนรวมถั ึงกฏหมายระหว่างประเทศในส่วนที่เกี่ยวของก้ บั อํานาจอธิปไตยของรัฐและความสัมพนธั ์ระหว่างรัฐทางทะเล และรวมถึงกฏหมายแพ่งและพานิชย์ ในสาขากฏหมายเอกชนซึ่งเท่ากบรวมกฏหมายทะเลเขั าไว้ ้ดวย้ เพื่อความสะดวกในการศึกษาและ การบงคั บใชั ้ ภายหลงไดั ้มีการแยกกฎหมายทะเลออกจาก Maritime Law

176

กฏหมายทะเลน้นเปั ็นบทบญญั ัติซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากขนบธรรมเนียมประเพณีของรัฐชายฝ่ัง ต่างๆโดยยอมรับนบถั ือและปฏิบัติสืบทอดกนมาแตั ่โบราณ ฉะน้นจั ึงกล่าวได้ว่า “ กฎหมายทะเล เป็นหลกธรรมทั ี่เกี่ยวกบเสรั ีภาพแห่งทะเล” ที่รัฐต่างๆตองเคารพและยอมร้ ับว่าเป็นขอผ้ กพู นทั ี่พึง ปฏิบัติต่อกันและพร้อมที่จะปฏิบัติต่อไป กฎหมายทะเลเร่ิมเปิ ดใช้คร้ังแรกในสมยโรมั นตั ้งแตั ่ ศตวรรษที่ 2 โดยนกกฎหมายชั ื่อ มาเซียอานุส ได้บันทึกไวในประมวลกฎหมายจ้ สตั ิเนียน ซึ่งระบุวา่ “ทะเลและชายฝ่ังของทะเลเป็นของส่วนรวมสําหรับมนุษย์ทุกคน” นับเป็นการเร่ิมตนส้ ร้าง หลกเกณฑั เก์ ี่ยวกบการใชั ทะเลของมน้ ุษย์ข้ึนเป็นคร้ังแรกและกลายเป็นหลกเสรั ีภาพทางทะเล ใน เวลาต่อมาน้ันเอง และเมื่อมนุษยเร์ ่ิมรู้จักทะเลและใชประโยชน้ ์จากทะเลในการคมนาคมและการ ประมงจึงมีความคิดที่จะครอบครองทะเลข้ึน และในที่สุดความพยายามครอบครองทะเลของรัฐ ชายฝ่ังและหลกเสรั ีภาพแห่งทองทะเลก้ ็ไดบรรล้ ุถึงการประนีประนอมกนั กลายเป็นอนุสัญญาว่า ด้วยกฎหมายทะเล 2 ฉบับ คือ 1. อนุสัญญากรุงเจนีวา ค.ศ.1958 (มีผลบงคั บใชั ้กบประเทศไทยตั ้งแตั ่ วันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ.2511 เป็นตนมาจนถ้ ึงปัจจุบัน) 2. อนุสัญญาสหประชาชาติวาด่ วยกฎหมายทะเล้ ค.ศ.1982 กฏหมายทะเลน้ันเป็นกฏหมายที่มีเอกลกษณั ์อยู่ประการหนึ่งซึ่งไม่เคยเปลี่ยนแปลงไม่ว่า กาลเวลาจะผานไปหร่ ือมีกฏเกณฑใหม์ ่ๆเกิดข้ึนมากตามท็ ี นนค่ั ือ การเป็นศูนยกล์ างของการแข่งขัน กนระหวั ่างผลประโยชน์ส่วนตวของรั ัฐแต่ละรัฐและผลประโยชน์ส่วนรวมเพื่อมวลมนุษย ์ (มัลลิกา ,2545)

12.2. มาตรการที่บัญญัติไว้ในอนุสัญญากรุงเจนีวา 1958 มาตรา 5 วรรค 7 ของอนุสัญญาว่าดวย้ “ไหล่ทวีป” กาหนดใหํ ้รัฐชายฝ่ังมีพันธะที่จะตอง้ ดําเนินการมาตรการที่เหมาะสมท้งปวงในเขตปลอดภั ยเพั ื่อการคุ้มครองทรัพยากรมีชีวิตในทะเลให้ พ้นจากส่ิงที่เป็นอนตรายั คําวา่ “เขตปลอดภัย (Safety Zone)” เป็นเขตที่รัฐชายฝ่ังกาหนดขํ ้ึนรอบๆ สิ่งที่ติดต้งหรั ืออุปกรณ์บนไหล่ทวีปของตน สร้างข้ึนเพื่อวตถั ุประสงคในการส์ ํารวจและแสวงหา ทรัพยากรของไหล่ทวีป เขตน้ีมีความกวาง้ 500 เมตรโดยรอบส่ิงที่ติดต้งหรั ืออุปกรณ์ของรัฐชายฝ่ัง ตามอนุสัญญาเจนีวาน้ีจะให้อํานาจแก่รัฐชายฝ่ังในการกาหนดมาตรการตํ ่างๆ ตามเห็นสมควรเพื่อ ป้ องกนความเสั ียหายที่อาจเกิดข้ึนต่อสภาพแวดลอมทางทะเลและจากเร้ ือเดินทะเลต่างๆ มาตรา 24 ของอนุสัญญาว่าดวย้ “ทะเลหลวง” กาหนดใหํ ้รัฐทุกรัฐมีอํานาจที่จะวาง ข้อบงคั บเพั ื่อป้ องกนการั ทาใหํ ้นํ้าทะเลโสโครกโดยการถ่ายเทน้ามํ นจากเรั ือหรือท่อเรือหรือเป็นผล จากการแสวงหาประโยชน์และการสารวจพํ ้นดื ินทองทะเลหร้ ือดินใต้พื้นดินทองทะเล้

177 มาตรา 25 วรรค 2 ของอนุสัญญาวาด่ วย้ “ทะเลหลวง” กาหนดใหํ ้รัฐท้งปวงดั าเนํ ินการเพื่อ ความร่วมมือกบองคั การระหว์ างประเทศท่ ี่เกี่ยวของในการใช้ มาตราการส้ าหรํ ับป้ องกนการทั าใหํ ้นํ้า ทะเลหรือห้วงอากาศเบ้ืองบนโสโครก อันเป็นผลจากกิจกรรมซึ่งใช้วัสดุกมมั นตภาพรั ังสีหรือส่ิงที่ เป็นอันตรายอยางอ่ ื่น

12.3. มาตรการตามอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยกฎหมายทะเล ค.ศ. 1982 (The United Nations Convention on the Law of the Sea, 1982) อนุสัญญาฉบบนั ้ีได้กาหนดกฎเกณฑํ ์และขอบ้ งคั บตั ่างๆอนเกั ี่ยวกบกั ารป้ องกนและรั ักษา สภาพแวดลอมทางทะเลไว้ เป้ ็นส่วนหนึ่งโดยเฉพาะในภาค 12 ว่าดวยการค้ ุ้มครองและรักษา สภาพแวดลอมทางทะเล้ (Part XII: Protection and Preservation of the Marine Environment) ตั้งแต่ มาตรา 192-237 กล่าวคือ

ภาค 12 การคุ้มครองและการรักษาสิ่งแวดล้อมทางทะเล ตอนท ี่ 1 บทบัญญัติทั่วไป ข้อ 192 พันธกรณีทั่วไป รัฐมีพันธกรณีที่จะตองค้ ุ้มครองและรักษาส่ิงแวดลอมทางทะเล้ ข้อ 193 สิทธิอธิปไตยของรัฐที่จะแสวงประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติของตน รัฐมีสิทธิอธิปไตยที่จะแสวงประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติของตน ตามนโยบายดาน้ สิ่งแวดลอม้ และตามหนาท้ ี่ที่จะตองค้ ุ้มครองและรักษาส่ิงแวดลอมทางทะเล้ ข้อ 194 มาตรการเพื่อป้องกัน ลด และควบคุมภาวะมลพิษของสิ่งแวดล้อมทางทะเล 1. ให้รัฐไม่ว่าโดยลาพํ งหรั ือร่วมกนตามทั ี่เหมาะสม ใชมาตรการท้ ้งปวงทั ี่สอดคลองก้ บั อนุสัญญาน้ี ซึ่งจาเปํ ็นเพื่อ ป้ องกนั ลด และควบคุมภาวะมลพิษของส่ิงแวดลอมทางทะเลไม้ ่ว่าจาก แหล่งที่มาใด โดยใช้วิธีการปฏิบัติได้ที่ดีที่สุด ซึ่งมีอยและตามขู่ ีดความสามารถของตนเพื่อความมุ่ง ประสงค์นี้ และให้รัฐเหล่าน้นเพั ียรพยายามประสานนโยบาย ของตนในเรื่องน้ี 2. ให้รัฐใชมาตรการท้ ้งปวงทั ี่จําเป็นเพื่อประกนวั ่ากิจกรรมภายใตเขตอ้ านาจหรํ ือการ ควบคุมของตน จะตองกระท้ าในลํ กษณะทั ี่จะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายโดยภาวะมลพิษแก่รัฐอื่น และส่ิงแวดลอมของร้ ัฐเหล่าน้นั และภาวะมลพิษที่เกิดจากอุบัติการณ์หรือกิจกรรมภายใตเขตอ้ านาจํ หรือการควบคุมไม่แพร่กระจาย ออกนอกบริเวณ ที่รัฐเหล่าน้นใชั ้สิทธิอธิปไตยตามอนุสัญญาน้ี

178 3. มาตรการที่ดําเนินการตามภาคน้ีจะใช้กบแหลั ่ง ที่มาท้งปวงของภาวะมลพั ิษของ สิ่งแวดลอมทางทะเล้ มาตรการเหล่าน้ี นอกจากประการอื่นแล้ว ให้รวมถึงมาตรการที่มุ่งจะลดให้ เหลือนอยท้ ี่สุดเท่าที่จะเป็นไปไดในเร้ ื่อง (ก) การปล่อยสารที่มีพิษ เป็นอนตรายั หรือใหโทษ้ โดยเฉพาะอยางย่ งสารซ่ิ ึ่งคงอยไดู่ นาน้ จากแหล่งที่มาบนบก จากหรือผานบรรยากาศหร่ ือโดยการทิ้งเท (ข) ภาวะมลพิษจากเรือ โดยเฉพาะอยางย่ ่ิง มาตรการเพื่อป้ องกนอั ุบัติเหตุและเพื่อใช้กบั ภาวะฉุกเฉิน เพื่อให้มีความปลอดภยของการปฏั ิบัติการทางทะเลเพื่อป้ องกนการปลั ่อยทิ้งท้งโดยั เจตนาและไม่เจตนา และเพื่อควบคุมการออกแบบ การต่อเรือ อุปกรณ์ การปฏิบัติการ และการจัด บุคลากรของเรือ (ค) ภาวะมลพิษจากส่ิงติดต้งและกลอั ุปกรณ์ที่ใชในการส้ ารวจหรํ ือการแสวงประโยชน์จาก ทรัพยากรธรรมชาติ จากพ้ืนดินทองทะเลและด้ ินใต้ผิวดิน โดยเฉพาะอยางย่ ่ิง มาตรการเพื่อป้ องกนั อุบัติเหตุ และเพื่อใช้กบภาวะฉั ุกเฉิน เพื่อให้มีความปลอดภยของการั ปฏิบัติการทางทะเล และเพื่อ ควบคุมการออกแบบ การสร้าง อุปกรณ์ การปฏิบัติการ และการจดบั ุคลากรของส่ิงติดต้งั หรือกล อุปกรณ์เช่นวา่ (ง) ภาวะมลพิษจากส่ิงติดต้งหรั ือกลอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ปฏิบัติการในส่ิงแวดลอมทางทะเล้ โดยเฉพาะอยางย่ ง่ิ มาตรการเพื่อป้ องกนอั ุบัติเหตุ และเพื่อใช้กบภาวะั ฉุกเฉิน เพื่อให้มีความปลอดภัย ของการปฏิบัติการทางทะเล และเพื่อควบคุมการออกแบบ การสร้าง อุปกรณ์ การปฏิบัติการ และการ จัดบุคลากรของส่ิงติดต้งหรั ือกลอุปกรณ์เช่นวา่ 4. ในการใชมาตรการเพ้ ื่อป้ องกนั ลด หรือควบคุมภาวะมลพิษของส่ิงแวดลอมทางทะเลให้ ้ รัฐงดเวนจาก้ การสอดแทรก โดยปราศจากเหตุอนสมควรในกั ิจกรรมที่รัฐอื่นดาเนํ ินการในการใช้ สิทธิ และการปฏิบัติหนาท้ ี่ ของตนโดยสอดคลองก้ บอนั ุสัญญาน้ี 5. มาตรการที่ใชตามภาคน้ ้ีให้รวมถึงมาตรการที่จําเป็นเพื่อคุ้มครองและรักษาระบบทาง นิเวศวิทยา ที่หายากหรือถูกทาลายไดํ ้ง่าย รวมท้งทั ี่อยอาศู่ ยของชนั ิดพนธั ุ์และส่ิงมีชีวิตทางทะเลอื่น ๆ ที่ใกลจะส้ ูญพนธั ุ์ ที่ถูกคุกคามหรือที่อยในอู่ นตรายั

ตอนที่ 5 หลกเกณฑั ์ระหว่างประเทศและกฎหมายภายใน เพอปื่ ้ องกัน ลด และควบคุมภาวะ มลพษของสิ ิ่งแวดล้อมทางทะเล ข้อ 210 ภาวะมลพิษจากการทิ้งเท 1. ให้รัฐออกกฎหมายและขอบ้ งคั บเพั ื่อป้ องกนั ลด และควบคุมภาวะมลพิษของส่ิงแวดลอม้ ทางทะเลจากการทิ้งเท 2. ให้รัฐใชมาตรการอ้ ื่น ๆ เท่าที่จําเป็นเพื่อป้ องกนั ลด และควบคุมภาวะมลพิษเช่นวาน่ ้นั

179 3. กฎหมาย ข้อบงคั ับ และมาตรการเช่นวาน่ ้นั จะตองประก้ นวั ่าจะไม่มีการทิ้งเทโดยไม่ได้ รับอนุญาต จากเจาหน้ าท้ ี่ผู้มีอํานาจของรัฐ 4. โดยการดาเนํ ินการโดยเฉพาะอยางย่ ่ิงผ่านองคการระหว์ ่างประเทศที่มีอํานาจหรือการ ประชุมทางทูต ให้รัฐเพียรพยายามกาหนดหลํ กเกณฑั ์ มาตรฐาน และแนวปฏิบัติและวิธีดําเนินการที่ ได้รับการเสนอแนะ ในระดบโลกและภั ูมิภาคเพื่อป้ องกนั ลด และควบคุมภาวะมลพิษเช่นว่าน้ัน หลกเกณฑั ์ มาตรฐาน และแนวปฏิบัติและวิธีดําเนินการที่ได้รับการเสนอแนะเช่นว่าน้นตั องม้ ีการ ตรวจสอบซ้าเทํ ่าที่จําเป็น 5. การทิ้งเทภายในทะเลอาณาเขตและเขตเศรษฐกิจจาเพาะํ หรือบนไหล่ทวีปจะกระทามํ ิได้ หากไม่ได้รับความเห็นชอบ ล่วงหนาอย้ างช่ ดแจั งจากร้ ัฐชายฝ่ังซึ่งมีสิทธิอนุญาต ออกขอบ้ งคั ับ และ ควบคุมการทิ้งเทดงกลั ่าว หลงจากไดั ้พิจารณา ในเรื่อง นั้นตามควรกบรั ัฐอื่น ๆ ซึ่งโดยเหตุผลดาน้ ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์อาจได้รับความกระทบกระเทือนจากการนั้น 6. กฎหมาย ข้อบงคั ับ และมาตรการในประเทศตองม้ ีผลบงคั บใั นการป้ องกนั ลด และ ควบคุมภาวะมลพิษเช่นวาน่ ้นั ไม่น้อยไปกวาหล่ กเกณฑั ์และมาตรฐานระดับโลก

ตอนท ี่ 6 การบังคบใชั ้กฎหมาย ข้อ 216 การบังคับใช้กฎหมายในส่วนที่เกี่ยวกับภาวะมลพิษจากการทิ้งเท 1. กฎหมายและขอบ้ งคั บทั ี่ออกตามอนุสัญญาน้ี และหลกเกณฑั ์ และมาตรฐานระหว่าง ประเทศที่ใช้บังคับ ซึ่งกาหนดขํ ้ึนผานองค่ การระหว์ างประเทศท่ ี่มีอํานาจหรือการประชุมทางทูตเพื่อ การป้ องกนั การลด และการควบคุมภาวะมลพิษของส่ิงแวดลอมทาง้ ทะเลจากการทิ้งเท ให้บังคบใชั ้ โดย (ก) รัฐชายฝ่ังเกี่ยวกบการทั ิ้งเทภายในทะเลอาณาเขตหรือเขตเศรษฐกิจจาเพาะหรํ ือบนไหล่ ทวีปของตน (ข) รัฐเจาของธงเก้ ี่ยวกบเรั ือที่ชักธงของตน หรือเรือ หรืออากาศยานที่จดทะเบียนกบตนั (ค) รัฐใด ๆ เกี่ยวกบการกระทั าการบรรทํ ุกของเสียหรือสสารอื่นที่เกิดข้ึนภายในอาณาเขต หรือที่ท่าจอดเรือนอกฝั่งของตน 2. รัฐไม่จําตองด้ าเนํ ินคดีโดยอาศยอั านาจตามความในขํ อน้ ้ี เมื่อรัฐอื่นได้ดําเนินคดีแลวตาม้ ข้อน้ี ตอนท ี่ 7 มาตรการป้ องกัน ข้อ 223 มาตรการ เพื่ออานวยความสะดวกแกํ ่การดาเนํ ินคดี

180 ในการดาเนํ ินคดีตามภาคน้ี ให้รัฐดาเนํ ินมาตรการต่าง ๆ เพื่ออานวยความสะดวกในการํ สืบพยานและการรับฟัง พยานหลกฐานทั ี่เจาหน้ าท้ ี่ของอีกรัฐหนึ่งหรือองคการระหว์ ่างประเทศที่มี อํานาจส่งให้ และให้อํานวยความสะดวก ในการเขาฟ้ ังการดาเนํ ินคดีเช่นว่าน้ันของผู้แทนทางการ ขององคการระหว์ างประเทศท่ ี่มีอํานาจ รัฐเจาของธง้ และรัฐที่ได้รับความกระทบกระเทือนจากภาวะ มลพิษ ซึ่งเกิดจากการละเมิดให้ผู้แทนทางการที่เขาฟ้ ังการดาเนํ ินคดีดังกล่าว มีสิทธิและหนาท้ ี่เช่นที่ อาจบญญั ัติไวตามกฎหมายและข้ อบ้ งคั บภายในหรั ือกฎหมายระหวางประเทศ่

ข้อ 224 การใช้อํานาจบังคับใช้กฎหมาย อํานาจบงคั บใชั กฎหมายต้ ่อเรือต่างชาติภายใตภาคน้ ้ี จะใชได้ ้ก็แต่โดยเจาพน้ กงานหรั ือโดย เรือรบ อากาศยานทหาร หรือเรือ หรืออากาศยานอื่น ที่มีเครื่องหมายชดแจั งและบ้ ่งชดวั ่าใชในงาน้ ของรัฐบาล และได้รับมอบอานาจเพํ ื่อการน้นั

12.4. มาตรการตามอนุสัญญาอนๆทื่ เกี่ ยวกี่ บการปั ้ องกนและรั ักษาสภาพแวดล้อมในทะเล ได้มีการรวบรวมมาตรการตามวิถีทางระหวางประเทศต่ ่างๆซึ่งเกิดจากการตกลงร่วมกนของั สังคมระหว่างประเทศในรูปของอนุสัญญาเพื่อกาหนดกฏเกณฑํ ์ต่างๆโดยมีวัตถุประสงคเพ์ ื่อแกไข้ สถานการณ์อันเนื่องมาจากมลภาวะในทะเล โดยเฉพาะอย่างย่ิงสาเหตุจากน้ํามันที่มีผลสืบ เนื่องมาจากการเดินเรือทางทะเล (สมชัย,2545)

12.4.1. อนุสัญญาว่าด้วยการป้ องกนการปฏั ิบัติการปล่อยนํ้ามันทงลงทะเลิ้ ก. อนุสัญญาว่าด้วยการป้ องกนมลภาวะทางทะเลทั เกี่ ดจากนิ ํ้ามัน ค.ศ. 1954 และ แก้ไขเพมเติ่ ิม ค.ศ. 1962 (The International Convention for the Prevention of Pollution of the Sea by Oil 1954/62) นับเป็นมาตรการแรกที่เกิดจากการร่วมมือกนระหวั างประเทศ่ เพื่อจุดมุ่งหมาย ในการป้ องกนสภาพแวดลั อมทางทะเล้ ในอนุสัญญาน้ีไดมอบหมายให้ ้ องคการก์ ิจการทางทะเล ระหวางประเทศ่ (International Maritime Organization ; IMO) มีหนาท้ ี่ควบคุมและดูแลใหเร้ ือต่างๆ ปฏิบัติตามกฏเกณฑแห์ ่งอนุสัญญาฉบบนั ้ี กล่าวคือ กาหนดใหํ ้มี “เขตหวงหาม้ ” (Prohibited Zone) โดยเป็นบริเวณทะเลที่มีระยะห่างจากฝ่ังอยางน่ อยท้ ี่สุด 50 ไมล ์ ในเขตน้ีห้ามเรือบรรทุกน้ามํ นปลั ่อย นํ้ามนหรั ือส่วนผสมต่างๆ ที่มีนํ้ามนเจั ือปนลงสู่ทะเล เวนแต้ ่จะมีขอยกเว้ นระบ้ ุไว้ชัดแจ้ง หากเรือ ต่างๆ มีการฝ่าฝืนกฏเกณฑตามท์ ี่กาหนดไวํ ้ จะตองร้ ับโทษตามกฏหมายของประเทศที่เรือน้นไดั จด้ ทะเบียนไว ้ และอตราโทษทั ี่จะกาหนดแกํ ่เรือที่กระทาการฝํ ่าฝืนขณะอยนอกอาณาเขตของรู่ ัฐใดๆ น้นั จะตองไม้ ่น้อยกว่าโทษที่กาหนดไวํ ในกรณ้ ีที่เรือกระทาการฝํ ่าฝืนในทะเลอาณาเขตของรัฐที่ เกี่ยวของ้ นอกจากน้ีอนุสัญญาได้กาหนดใหํ ้เรือต่างๆ ที่อยู่ภายในอาณาเขตอานาจรํ ัฐ จะต้อง

181 ดําเนินการที่เหมาะสมเพื่อป้ องกันน้ํามนประเภทตั ่างๆ ที่ใช้ในการปฏิบัติการตามปกติของการ เดินเรือ ก่อนที่จะทิ้งน้ามํ นเหลั ่าน้ีลงสู่ทะเล จะตองผ้ านกระบวนการแยกน่ ้ามํ นออกจากนั ้าเสํ ียก่อน ต่อมาได้มีการแกไขเพ้ ่ิมเติมอนุสัญญาฉบบปั ี ค.ศ. 1954/62 เมื่อปี ค.ศ. 1969 และ 1971 สาระสาคํ ญในการแกั ไขอน้ ุสญญาั พอจะสรุปได้ดังน้ี (1) จํากดปรั ิมาณน้ามํ ัน ซึ่งเรือบรรทุกน้ามํ นอาจจะปลั ่อยทิ้งไดให้ อย้ ในอู่ ตราั 1 ใน 15,000 ของปริมาตรท้งหมดของเรืั อเท่าที่จะบรรทุกได ้ (2) จํากดอั ตราของการปลั ่อยน้ามํ นทั ิ้งได้สูงสุดไม่เกิน 60 ลิตรต่อหนึ่งไมลของการ์ เดินทางของเรือ (3) ห้ามมิให้มีการปล่อยน้ามํ นทั ุกชนิดทิ้งลงสู่ทะเลไม่วาในกรณี่ ใดจากหองบรรท้ ุก นํ้ามันของเรือภายในเขต 50 ไมลของแผ์ นด่ ินที่อยใกลู่ ้ที่สุด ข. อนุสัญญาว่าด้วยการป้ องกนมลพั ษทิ ี่เกดจากเริ ือ ค.ศ. 1973 (The International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973) อนุสัญญาฉบบนั ้ีถูกสร้างข้ึน เพราะเหตุที่มลพิษอนเกั ิดจากการเดินเรือบรรทุกน้ามํ นทั ี่มีมากข้ึนตลอดเวลานนเอง่ั ในอนุสัญญา ฉบบนั ้ีได้กาหนดมาตรการตํ ่างๆ ในการขจดความสกปรกของทะเลั พื้นดินและอากาศที่มีสาเหตุมา จากเรือสินค้า เรือเดินทะเล หรือการใช้อุปกรณ์ต่างๆในสภาพแวดลอมของทะเลให้ ้มีประสิทธิภาพ ยิงข่ ้ึน โดยมาตรการตามอนุสัญญา ค.ศ. 1973 จะครอบคลุมถึงเรือทุกชนิดไม่วาจะเป่ ็นเรือบรรทุก นํ้ามนหรั ือสารอัตรายต่างๆ รวมท้งเรั ือที่ก่อใหเก้ ิดขยะและส่ิงโสโครกต่างๆ ด้วย

12.4.2. อนุสัญญาป้ องกันอุบัติเหตุที่จะก่อให้เกิดนํ้ามันหกจากเรือลงสู่ทะเล อนุสัญญาที่ เกี่ยวของก้ บเรั ื่องน้ีมีอยหลายฉบู่ ับ ไดแก้ ่ 2.1 อนุสัญญาระหวางประเทศว่ าด่ วยการช้ ่วยเหลือผประสบภู้ ยทางทะเลั ค.ศ. 1974 (The International Convention on Safety of Lift at Sea, 1974) 2.2 กฎขอบ้ งคั บระหวั างประเทศว่ าด่ วยการป้ ้ องกนเรั ือชนกนในทะเลั ค.ศ. 1972 (The International Regulations for Preventing Collisions at Sea, 1972) 2.3 อนุสัญญาระหว่างประเทศว่าดวยเร้ ือบรรทุกสินค้า ค.ศ. 1966 (The International Convention on Load Lines, 1966)

12.4.3. อนุสัญญาว่าด้วยการเกิดมลพิษจากนํ้ามันในทะเลหลวง ( The Convention Relating to the High Sea in Cases of Oil Pollution Casualties) อนุสัญญาฉบบนั ้ีเกิดข้ึนจาก แรงผลกดั นของสั ังคมระหวางประเทศเนื่องมาจากการเก่ ิดอุบัติเหตุของเรือ Torrey Canyon ในปี ค.ศ. 1967 โดยอนุสัญญาน้ีมีจุดประสงคใหร์ ัฐชายฝ่ังสามารถกาหนดมาตรการตํ ่างๆ เพื่อป้ องกนชายฝั ่ัง และรักษาผลประโยชน์ของตนเองอนเนั ื่องมาจากน้ามํ นอั นมั ีสาเหตุมาจากอุบัติในบริเวณทะเลซึ่งอยู่

182 นอกอาณาเขตของตน ทั้งน้ีจะตองปร้ ึกษากบรั ัฐอื่นๆ ที่เกี่ยวของและผ้ เชู้ ี่ยวชาญจากองคการก์ ิจการ ทางทะเลระหวางประเทศ่ (IMO) 14.4.4. อนุสัญญาว่าด้วยการรับผิดชอบค่าเสียหายสําหรับความเสียหายอันเนื่องมาจาก มลภาวะจากนํ้ามัน ภายหลงจากกรณั ีการเกิดอุบัติเหตุของเรือ Torrey Canyon สังคมระหว่าง ประเทศไดเห้ ็นความสาคํ ญของการกั าหนดมาตรการในการปํ ้ องกนอั ุบัติเหตุอันก่อใหเก้ ิดผลกระทบ ต่อสภาพแวดล้อมในทะเลและให้ความสนใจกับการกาหนดมาตรการทางกฏหมายทํ ี่จะให้มี ผู้รับผิดชอบและชดใช้ค่าเสียหายจากการก่อให้เกิดมลภาวะทางทะเลจากน้ามํ ัน จึงได้มีการประชุม และกาหนดอนํ ุสัญญาที่เกี่ยวของก้ บเรั ื่องดงกลั ่าวข้ึน ไดแก้ ่ ก. อนุสัญญาว่าด้วยการรับผิดทางแพ่งเกยวกี่ บความเสั ียหายอนเนั ื่องมาจากมลพิษ เกดจากนิ ํ้ามัน (The International Convention on Civil Liability for Oil Pollution Damage) ซึ่ง ได้กาหนดวํ ่าเจาของเร้ ือน้ามํ นทั ี่ทาการขนสํ ่งจะตองร้ ับผิดชอบในความเสียหายที่เกิดจากมลภาวะ จากน้ามํ ัน เวนแต้ ่จะพิสูจน์ได้วาน่ ้ามํ นทั ี่ไหลออกไปน้นมั ีสาเหตุมาจากที่ระบุไวในบทยกเว้ ้น ไดแก้ ่ การสงครามและการกระทาอํ นเปั ็นปรปักษ ์ ภัยพิบัติธรรมชาติ ฯลฯ ข. อนุสัญญาว่าด้วยการก่อตั้งกองทุนระหว่างประเทศว่าด้วยการชดใช้ค่าเสียหาย อันเนื่องมาจากมลพษทิ ี่เกดจากนิ ํ้ามัน ค.ศ. 1971 (The Convention on the Establishment of an International Fund Compensation for Oil Pollution Damage, 1971) เพื่อช่วยเหลือผประสบู้ ความเสียหายจากมลภาวะอนสั ืบเนื่องมาจากน้ามํ นแตั ่ได้รับการชดใช้ค่าเสียหายไม่เพียงพอกบความั เสียหายที่เกิดข้ึน หรือไม่ได้รับการชดใช้คาเส่ ียหายซึ่งอาจเป็นกรณีตามขอยกเว้ นท้ ี่เจาของเร้ ือไม่ต้อง รับผิดชอบต่อความเสียหายที่เกิดข้ึน รวมท้งบรรเทาภั าระของเจาของเร้ ือในการชดใช้ค่าเสียหายที่ มากเกินกวาท่ ี่ได้กาหนดไวํ ้ นอกจากอนุสัญญาระหว่างประเทศขางต้ นท้ ี่กล่าวมาแล้ว ยังมีอนุสัญญาที่ทําข้ึนระหว่าง ภูมิภาคเดียวกนั เช่น 1. อนุสัญญาป้ องกนสภาพแวดลั อมของกล้ ุ่มประเทศในทะเลเหนือ ค.ศ. 1974 (The Nordic Environmental Protection Convention of 1974) 2. อนุสัญญากรุงปารีสวาด่ วยการป้ ้ องกนมลพั ิษที่มาจากแผนด่ ิน (The Paris Convention on the of Land –Based Sources of Pollution) 3. อนุสัญญาว่าการป้ องกนสภาพแวดลั อมทางทะเลใ้ นทะเลบอลติก ค.ศ. 1974 (The Convention on the Protection of the Marine Environment of the Baltic Area of 1974) 4. อนุสัญญาว่าดวยการอน้ ุรักษบร์ ิเวณทะเลเมดิเตอร์เรเนียน (The Convention for Preserving the Mediterranean Sea Area)

183 5. อนุสัญญาเพื่อคุ้มครองและการพฒนาสภาพสั ่ิงแวดลอมทางทะเลของภ้ ูมิภาคคาริบเบียน (Convention for the Protection and Development of the Marine Environment of the Wider Caribbean Region) 6. อนุสัญญาเพื่อคุ้มครอง การจดการั และการพฒนาสภาพแวดลั อมทางทะเลและชายฝ้ ่ังของ พื้นที่ในภูมิภาคแอฟริกาตะวนออกั (Convention for the Protection, Management and Development of Marine and Coastal Environment of the Eastern African Region) 7. อนุสัญญาเพื่อคุ้มครองทรัพยากรธรรมชาติและส่ิงแวดลอมของภ้ ูมิภาคแปซิฟิ กใต ้ (Convention for the Protection of Natural Resources and Environment of South Pacific Region)

12.5. กฎหมายของประเทศไทยทเกี่ ยวขี่ ้องกบการปั ้ องกนและแกั ้ไขมลพษทางทะเลและชายฝิ ั่ง

พระราชบัญญัติการชลประทานหลวง พ.ศ. 2485 มารตรา 28 วรรคสอง ห้ามมิให้มีการปล่อยน้าซํ ึ่งทาใหํ ้เกิดเป็นพิษแก่ธรรมชาติ หรือ สารเคมีเป็นพิษในทางน้าํ บุคคลใดฝ่าฝืน ต้องวางโทษจาคํ ุกไม่เกินสองปี หรือปรับไม่เกินหนึ่งแสน บาท หรือท้งจั าทํ ้งปรั ับ

พระราชบัญญัติกรมประมง พ.ศ. 2490 มารตรา 19 ห้ามมิให้ผู้ใด เท ทิ้ง ระบาย หรือทาใหํ ้วัตถุมีพิษตามที่รัฐมนตรีประกาศ กาหนดในราชกํ ิจจานุเบกษาไปในที่จับสัตว์นํ้า หรือกระทาการใดๆํ อันทาใหํ ้สัตว์นํ้ามึนเมา หรือเท ทิ้ง ระบายหรือทาใํ ห้ส่ิงใดลงไปในที่จับสัตว์นํ้าในลกษณะทั ี่เป็นอนตรายตั ่อสัตว์นํ้า หรือทาใหํ ้ที่จับ สัตว์นํ้าเกิดมลพิษ เวนแต้ ่เป็นการทดลองเพื่อประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ และได้รับอนุญาตจาก พนกงานเจั าหน้ าท้ ี่ บุคคลใดฝ่าฝืน ต้องวางโทษจาคํ ุกต้งแตั ่หกเดือนถึงหาป้ ี และปรับต้งแตั ่ห้าหมื่น บาทถึงหนึ่งแสนบาท และตองชดใช้ เง้ ินคาใช่ ้จ่ายที่กรมเจ้าท่าต้องเสียในการขจดสั ่ิงเหล่าน้นดั วย้

พระราชบัญญัติโรงงานอุตสาหกรรม พ.ศ. 2535 มาตรา 8 (5) กาหนดใหํ โรงงานท้ ุกจาพวกตํ องก้ าหนดมาตรฐานและวํ ิธีการปล่อยของเสีย มลพิษ หรือส่ิงใดๆ ที่มีผลกระทบต่อส่ิงแวดลอมซ้ ึ่งเกิดข้ึนจากการประกอบกิจการโรงงาน ผู้ใดฝ่าฝืน หรือไม่ปฏิบัติตาม ต้องระวางโทษปรับไม่เกินสองแสนบาท

184 พระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 มาตรา 78 การเก็บรวบรวม การขนส่งและการจดการดั วยประการใดๆเพ้ ื่อบาบํ ดและขจั ัด ขยะมูลฝอยและของเสียอื่นที่อยในสภาพเปู่ ็นของแข็ง การป้ องกนและควบคั ุมมลพิษที่เกิดจากหรือมี ที่มาจากการทาเหมํ ืองแร่ทั้งบนบกและในทะเล การป้ องกนและควบคั ุมมลพิษที่เกิดจากหรือมีที่มา จากการสํารวจและขุดเจาะน้ามํ นกั ๊าซธรรมชาติและสารไฮโดรคาร์บอนทุกชนิดท้งบนบกและในั ทะเลหรือการป้ องกนและควบคั ุมมลพิษที่เกิดจากหรือมีที่มาจากการปล่อยทิ้งน้ามํ นและการทั ิ้งเท ของเสียและวตถั ุอื่นๆจากเรือเดินทะเล เรือบรรทุกน้ามํ นและเรั ือประเภทอื่นให้เป็นไปตามกฎหมาย วาด่ วยการน้ ้นั

พระราชบัญญัติการเดินเรือในน่านนํ้าไทย (ฉบับท ี่ 14 ) พ.ศ. 2535 มาตรา 119 ห้ามมิให้ผู้ใดเท ทิ้งหิน กรวด ทราย ดิน โคลน อับเฉา สิ่งของหรือส่ิงปฏิกูล ใดๆ รวมท้งนั ้ํามนและเคมั ีภัณฑ์ลงในแม่นํ้า ลาคลองํ บึง อ่างเก็บน้ํา ทะเลสาป ที่ประชาชนใช้ ประโยชน์ร่วมกนหรั ือทะเลภายในน่านน้าไทยอํ นจะเปั ็นเหตุให้เกิดการต้ืนเขินตกตะกอน หรือ สกปรก นอกจากจะได้รับอนุญาตจากเจาท้ ่า ผู้ใดฝ่าฝืนตองถ้ ูกลงโทษจาคํ ุกไม่เกินหกเดือน หรือปรับ ไม่เกินหนึ่งหมื่นบาท และตองชดใช้ ้คาใช่ ้จ่ายที่กรมเจ้าท่าต้องเสียในการขจดสั ่ิงเหล่าน้นดั วย้ มาตรา 120 ให้กรมเจ้าท่ามีหนาท้ ี่ดูแล รักษา และขดลอกรุ ่องน้าํ ทางเรือเดิน แม่นํ้า ลําคลอง และทะเลภายในน่านน้าไทยํ ห้ามมิให้ผู้ใดขดลอกแกุ ไขเปล้ ี่ยนแปลงร่องน้าํ ทางเรือเดิน แม่นํ้า ลําคลอง และทะเลภายใน น่านน้าไทยํ เวนแต้ ่จะได้รับอนุญาตจากกรมเจาท้ ่าผใดฝู้ ่าฝืนตองระวางโทษปร้ ับไม่เกินสองพนบาทั และเจาท้ ่ามีอํานาจสงให่ั หย้ ดกระทุ าการดํ งกลั ่าว (สุธีร์ ,2532 )

185 เอกสารอ้างอิง

กรมควบคุมมลพิษ. 2538. เกณฑระด์ บคั ุณภาพน้ามาตรฐานในประเทศไทยํ กองการจดการคั ุณภาพน้าํ กรมควบคุมมลพิษ กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลย ี และส่ิงแวดลอม้ . 175 น. กรมควบคุมมลพิษ. 2545. การจดการและแกั ไขป้ ัญหาการเพาะเล้ียงสตวั ์นํ้าชายฝ่ัง. กรมควบคุมมลพิษ. กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยและสี ่ิงแวดลอม้ . 31 น. เกรียงศกดั ์ิ อุดมสินโรจน์. 2542. การบาบํ ดนั ้าเสํ ีย. หจก. สยามสเตชนเนอร่ั ี่ซัพพลายส์. 442 น. ไทยถาวร เลิศวิทยาประสิทธ์ิ. 2536. ผลกระทบของน้าเปลํ ี่ยนสีและการจดการปั ัญหาน้าเปลํ ี่ยนสี. ศูนย์พัฒนาประมงทะเลอ่าวไทยตอนบน. กองประมงทะเล. กรมประมง. กระทรวงเกษตร และสหกรณ์. น 159-166. ปิยรัตน์ ปิติวัฒนกุล. 2543. การขดลอกทะเลุ . วารสารกรทเจาท้ ่า. กนยายนั -ธันวาคม 2543. น. 33-38. เปี่ยมศกดั ์ิ เมนะเศวต. 2543. แหล่งน้ากํ บปั ัญหามลพิษ. สํานกพั ิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 288 น. มนุวดี หังสพฤกษ.์ 2532. สมุทรศาสตร์เคมี. สํานกพั ิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 329 น. มัลลิกา พินิจจนทรั ์. 2545. กฎหมายระหวางประเทศว่ าด่ วยทะเล้ . สํานกพั ิมพ์มหาวิทยาลยรามั คําแหง. กรุงเทพฯ. 168 น. สมชัย ศิริสมบูณ์เวช. 2545. กฎหมายระหวางประเทศว่ าด่ วยทะเล้ . สํานกพั ิมพ์มหาวิทยาลัย รามคาแหงํ . กรุงเทพฯ 447 น. สุธีร์ ราชรุจิทอง. 2532. พระราชบญญั ัติเรือไทยและการเดินเรือในน่านน้าไทยํ . สํานกงานฝั ่าย ฝึกอบรม ศูนย์พัฒนาการประมงแห่งเอเชียตะวนออกเฉั ียงใต.้ 83น. Alloway, B. J. and D. C. Ayres. 1993. Chemical : principles of environmental pollution. BLACKIE ACADEMIC & PROFESSIONAL. London. 291 p. BAPEDAL. 1990. Effluent quality standards for existing operations. Decree of the State Minister for Population and Environment No. KEP-03/MENKLH/II/1991. BAPEDAL (Environmental Impact Management Agency) and EMDI (Environmental Management Development Indonesia), Jakarta, Indonesia. Boonchalermkit, S., S. Srilachai and P. Wongpan. 1999. Distribution of trace metal in green mussels (Perna viridis) from Thailand coastal waters. Proc. 4th ASEAN-Canada Cooperation Programme on Marine Science (ACCPMS-II), Langawi, Malaysia, October 26-30, 1998. p. 297-305.

186

Castro, P and M. E. Huber. 1992. Marine biology. Wn.C. Brawn Pubishers. USA. 592 p. Clark, R. B., C. Frid, and M. Attrill. 1997. Marine pollution. CLARENDON PRESS. OXFORD. 161 p. Cocchieri, R.A., A. Arnese and A. M. Minicucci. 1990. Polycyclic aromatic hydrocarbon in marine organisms from Italian central Mediterranean coasts. Mar. Pollut. Bull., 21 : 15-21. Corredor, O. E., J. M. Morell. And C. D. Castillo. 1990. Persistence of spilled crude oil in a tropical intertidal environment. Mar. Pollut. Bull. 21 (8) 385-388. Davis, R. A. 1991. Oceanography. Wn.C. Brawn Pubishers. USA. 443 p. De Besten, P. J., S.C.M. O’Hara. and J. M. Teal. 1992. Further characterization of benzo (a) pyrene metabolism in the sea star, Asterias rubens L., Mar. Environ. Res. 34 : 309-314. Demayo, A. and M.C. Taylor. 1981. Guidelines for surface water quality. Volume 1: Inorganic chemical substances - copper. Inland Waters Directorate, Environment Canada, Ottawa, Canada. DOE (Department of Environment). 1979. Environmental Quality Act 1974. Environmental Quality (Sewage and Industrial Effluents) Regulations 1979. p. 56 - 76. Elmgren, R. 2001: Understanding human impact on the Baltic ecosystem: changing view in recent decades. Ambio, 30 : 222–231. Evans, S.M., T. Leksono and P.D. McKinnell. 1995. Tributyltin pollution: a diminishing problem following legislation limiting the use of TBT-based anti-fouling paints. Mar. Pollut. Bull. 30:14-21. Fergusson, J.E. 1990. The heavy elements - chemistry, environmental impact and health effects. Pergamon Press, Oxford. 614 p. Frankel, E. G. 1995. Ocean environmental management : A primer on the role of the ocean and how to maintain their contributions to life on earth. Prentice Hall, Inc. A Simon & Schuster Company, Englewood Cliffs, New Jersey. USA, 381 p. Garrison, T. 1995. Oceanography : an invitation to marine science. Wadsworth Publishing Company. USA. 576 p. GESAMP (IMO/FAO/UNESCO/WMO/WHO/IAEA/UN/UNEP Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution). 1990. The state of the marine environment. Reports and Studies No. 115. 111 p.

187

Gray, J.S. 1992. Eutrophication in the sea. pp. 3-15. In G. Colombo, I. Frerrari, V.U. Ceccherelli and R. Rossi. (Eds.). Marine Eutrophication and Population Dynamics. Olsen & Olsen, Fredensborg, Denmark. Han, B.C. and T.C. Hung. 1990. Green oysters caused by copper pollution on the Taiwan coast. Environ. Pollut. 65:347-362. Hattori, Y., A. Kobayashi, K. Nonaka, A. Sugimae and M. Nakamoto. 1988. Degradation of tributyltin and dibutyltin compounds in environmental waters. Water Sci. Technol. 20:71-76. Ho, C.Y., N.M. Tahir and S.L. Tong. 1993. Distributions and transport of Ba, Mn, Nu and Ni in Klang River and coastal waters. Presented at the 5th Asian Chemical Congress, Kuala Lumpur, Malaysia. 8 - 11 November. Hodson, P.V. 1988. The effect of metal metabolism on uptake, disposition and toxicity in fish. Aquat. Toxicol. 11:3-18. Ingmanson D. E. and W. J. Waliace. 1994. Oceanography An Introduction. Wadsworth Publishing Company and An International Thomson Publishing Company. USA. 495 p. IPCS/WHO (International Programme on Chemical Safety/World Health Organization). 1989. Environmental Health Criteria 86. Mercury - Environmental Aspects. 115 p. IPCS/WHO (International Programme on Chemical Safety / World Health Organization). 1992. Inorganic arsenic compounds other than arsine. Health and Safety Guide No. 70. 31 p. Kan-Atireklap, S., S. Tanabe and J. Sanguansin. 1997. Contamination by butyltin compounds in sediments from Thailand. Mar. Pollut. Bull. 34:894-899. Kennish, M. J. 1992. Ecology of estuarines : Anthropogenic effects. CRC Press. London, 365 p. Kennish, M. J. 1994. Practical handbook of marine science. CRC Press. London, 565 p. Kennish, M. J. 1997. Practical handbook of estuarine and marine pollution. CRC Press. London, 524 p. Larsson, P., A. Andersson, D. Bromam, J. Nordback, and E. Lundberg. 2000. Persistent organic pollutants (POPs) in the pelagic systems. Ambio. 29: 234-253. Laughlin Jr., R.B., H.E. Guard and W.M. Coleman. 1986. Tributyltin in seawater : speciation and octanol-water partition coefficient. Environ. Sci. Technol. 20:201-204. Lipnick, R.L., J.L.M. Hermens, K.C. Jones, and D. C. G. Muir. 2000. Persistent, bioaccumulative, and toxic chemicals I, Fate and exposure. American Chemical Society, Washington, DC.

188

Lipnick, R.L., B. Jansson, D. Mackay, and M. Petreas. 2000. Persistent, bioaccumulative, and toxic chemicals II, Assessment and new chemicals. American Chemical Society, Washington, DC. Magos, L. 1990. Marine health hazards of anthropogenic and natural origin. pp. 447-507. In UNEP: Technical annexes to the report on the state of the marine environment. UNEP Regional Seas Reports and Studies No. 114/2. Madsen, K.N. 1992. Effects of arsenic on survival and metabolism of Crangon crangon. Mar. Biol. 113:37-44. Maguire, R.J. and R.J. Tkacz. 1985. Degradation of tri-n-butyltin in the surface microlayer of natural waters. Water Pollut. Res. J. Can. 22:227-233. Moore, D.R.J., D.G. Noble, S.L. Walker, D.M. Trotter, M.P. Wong and R.C. Pierce. 1992. Canadian water quality guidelines for organotins. Ecosystem Sciences and Evaluation Directorate, Environment Canada, Ottawa, Ontario. 145 p. Neff, J.M. 1997. Review: ecotoxicology of arsenic in the marine environment. Environ. Toxicol. Chem. 16:917-927. Nixon, S.W. 1995: Coastal marine eutrophication: A definition, social causes, and future concerns. Ophe. 41: 199–219. OSPAR. 2001. Meeting of the Eutrophication Commitee (EUC). Current status of elaborated ecological quality objectives for the Greater North Sea with regard to nutrients and eutrophication effects (EcoQOs–eutro). Berlin: 26–30 November 2001. Pain, D.J. 1995. Lead in the environment. pp. 356-391. In Hoffman, D.J., B.A. Rattner, G.A. Barton and J. Cairns (eds.). Handbook of Ecotoxicology. Lewis Publishers, CRC Press, Inc., Boca Raton, FL. 755 p. PCD (Pollution Control Department). 1994. Laws and standards on pollution control in Thailand. 3rd edition. Pollution Control Department, Ministry of Science Technology and Environment, Bangkok, Thailand. September 1994. 119 p. Richardson, K. and B.B. Jørgensen, B.B. 1996: Eutrophication in coastal marine ecosystems. Coastal and Estuarine Studies, 52. American Geophysical Union. Washington D.C. Sadiq, M. 1992. Lead in the marine environment. Marcel Dekker Inc. New York. 355 p. Segar, D. A. 1998. Introduction to ocean science. Wadsworth Publishing Company. USA. 497 p. Skei, J. M., Larsson, P., Rosemberg, R., Jonsson, P., Olson, M., Broman, D. 2000. Eutrophication and contaminants in aquatic ecosystems. Ambio Vol.29.

189

Soto, E.G., D.P. Rodriguez, E.A. Rodriguez, P.L. Mahia, E. Fernandez, and A.C. Zubieta. 1993. Inorganic As (III) and As (V) quantification in marine organisms. Mar. Pollut. Bull. 26:335-338. Stegeman, J.J. 1992. Nomenclature for hydrocarbon-inducible cytochrome P450 in fish. Mar. Environ. Res., 34 : 133-139. Sumich, J. L. 1992. An introduction to the biology of marine life. Wn.C. Brawn Pubishers. USA. 449 p. Teal, L. M., J. W. Farrington, K. A. Burns, J. J. Stegeman, B. W.Tripp, B. Woodin and C. Phinney. 1992. The West Falmouth oil spill after 20 years : Fate of fuel oil compounds and effects on animals. Mar. Pollut. Bull.. 24 (12) 607-614. Thurman, H. V. 1997. Introduction oceanography. Prentice-Hall, Inc Simon of Schuster/A Viacom Company, New Jersey. USA. 544 p. Tong, S.L., F.Y. Pang, S.M. Phang and H.C. Lai. 1996. Tributyltin distribution in the coastal environment of Peninsular Malaysia. Environ. Pollut. 91:209-216. U.S. EPA. 1991. Pollutants of concern in Puget Sound. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Puget Sound, Region 10, Seattle, Washington. Utoomprurkporn, W., M. Hungspreugs, S. Ratanachongkiat and A. Snidvongs. 1999. Biogeochemical implications of dissolved trace metal concentration and distribution in the South China Sea. Area I: Gulf of Thailand and East Coast of Peninsular Malaysia. Proc. 1st Technical Seminar on Marine Fishery Resources Survey in the South China Sea. 24-26 November 1997. 86-99. Vandal, G.M., W.F. Fitzgerald, C.F. Boutron, and J-P. Candelone. 1993. Variations in mercury deposition to Antarctica over the past 34,000 years. Nature 362 :621-623. WFPHA. 2000. Persistent organic pollutants and human health. World Federation of Public Health Associations Washington WHO (World Health Organization). 1976. Environmental Health Criteria 1. Mercury. World Health Organization. 131 p. WHO (World Health Organization). 1984. Environmental Health Criteria 34. Chlordane. World Health Organization. 93 p. WHO (World Health Organization). 1989. Environmental Health Criteria 91. Aldrin and Diedrin. World Health Organization. 121 p.

190

WHO (World Health Organization). 1992. Environmental Health Criteria 130. Endrin. World Health Organization. 111 p. WHO (World Health Organization). 1993. Environmental Health Criteria 140. Polychlorinated biphenyls and Teraphenyls. World Health Organization. 112 p. WHO (World Health Organization). 1997. Environmental Health Criteria 195. Hexachlorobenzene. World Health Organization. 134 p.

191

เอกสารอ้างองทางอิ นเตอริ ์เน็ต (Internet References)

1. กฏหมายทเกี่ ยวขี่ ้องกบทะเลไทยั http://www.marinepcd.org./laws/law.html 12 ธันวาคม 2547

2. ขยะในทะเล http://www.pcd.go.th/information/savesarth/marine.html 17 กรกฎาคม 2547

3. พ.ร.บ. กฏหมายและมาตรฐาน ที่เกยวกี่ บการควบคั ุมมลพิษ http://www.pcd.go.th/info_serv/regulation.html 12 ธันวาคม 2547 4. หน่วยวดทางรั ังสี http://www.egat.or.th/me/nuc/Knowledge/unit.html 2 มกราคม 2548

5. อนุสัญญากรุงสตอกโฮล์มว่าด้วยสารมลพษทิ ตกคี่ ้างยาวนาน http://www.pcd.go.th/info_serv/haz_pops.htm 12 ธันวาคม 2547

6. เกลดความร็ ู้มลพษทางทะเลิ http://www.pcd.go.th/info_serv/water_marine.html 12 ธันวาคม 2547

7. Beachwatch http://www.adoptabeach.org.uk/GetInvolved/beachwatch2003.html# 12 ธันวาคม 2547

8. Coastal Eutrophication http://www2.dmu.dk/1_Viden/2_Miljoe-tilstand/3_vand/4_eutrophication 12 กรกฎาคม 2547

9. COASTAL POPULATION AND LITTER http://www.cleanbeaches.org/bluewave/paper.cfm 12 ธันวาคม 2547

192

10. Energy Generation http://www.fi.edu/guide/hughes/powerplants.html 12 ธันวาคม 2547

11. INTERNATIONAL PROGRAMME ON CHEMICAL SAFETY http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc91.htm 24 กรกฎาคม 2547

12. INTERNATIONAL TANKER OWNERS POLLUTION FEDERATION LIMITED http://www.itopf.com 12 ธันวาคม 2547

13. LITTER/MARINE DEBRIS http://www.coastalguide.org/erscc/index.html 12 ธันวาคม 2547

14. Marine Debris Abatement http://www.epa.gov/owow/oceans/debris 12 ธันวาคม 2547

15. Oil Pollution of the Sea http://www.offshore-environment.com/oilpollution.html 7 กรกฎาคม 2547

16. Persistent Organic Pollutants http://www.chem.unep.ch/pops/default.html 12 ธันวาคม 2547

17. Radioactivity http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/radioactivity.html 22 ธันวาคม 2547

18. Schematic representation of the mercury geochemical cycle and the pathways of mercury through the food chain http://sofia.usgs.gov/publications/fs/166-96/fig1.html 2 มกราคม 2548

19. The Harmful Algae http://www.whoi.edu/redtide/ 12 พฤศจิกายน 2547

20. 20 Hazardous Substances from the CERCLA Priority List of Hazardous Substances for 2003 http://www.atsdr.cdc.gov/cxcx3.html 9 กรกฎาคม 2547

193

21. What Are POPs http://pops.gpa.unep.org 19 กรกฎาคม 2547

22. World Oil Pollution: Causes, Prevention and Clean-Up http://oceanlink.island.net/oceanmatters/oil%20pollution.html 12 ธันวาคม 2547

194

วิชา จุลชีววทยาสิ ิ่งแวดล้อม

เรียบเรียงโดย ดร.ฌานิกา แซ่แง่ ชูกลิ่น

สาขาสิ่งแวดล้อม คณะวทยาศาสตริ ์และเทคโนโลยการประมงี มหาวทยาลิ ยเทคโนโลยั ราชมงคลศรี ีวิชัย วิทยาเขตตรัง

คํานํา

เอกสารประกอบการสอนรายวิชา 06-411-306 จุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ เป็นวิชาชีพ เลือก ในหลกสั ูตรวิทยาศาสตรบณฑั ิต สาขาส่ิงแวดลอม้ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการ ประมง มหาวิทยาลยเทคโนโลยั ีราชมงคลศรีวิชัย โดยแบ่งเน้ือหาออกเป็น 5 หน่วยเรียน ไดแก้ ่ แนวคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ อนุกรมวิธานของแบคทีเรีย รา สัตวเซลล์ ์เดียวและ สาหร่าย ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ และการแกไขสภาวะแวดล้ อมโดยจ้ ุลินทรีย์ ในการเรียบเรียงเอกสารเล่มน้ี ผู้เรียบเรียงไดอาศ้ ยการรวบรวมคั นคว้ าจากหน้ ังสือ ตํารา นิตยสาร วารสาร เอกสารต่าง ๆ ของผู้ทรงคุณวุฒิ หลายท่าน ดังปรากฏนามอยู่ใน เอกสารอางอ้ ิง จึงขอขอบคุณทุกท่านไวเป้ ็นอยางส่ ูง ณ โอกาสน้ี ขอขอบพระคุณพอ่ แม่ พี่น้องสามี และลูกที่คอยให้กาลํ งใจั หวงวั ่า เอกสารประกอบการสอนเล่มน้ี จะช่วยอานวยประโยชนํ ์ต่อการเรียน การ สอนวิชา จุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ ตามสมควร หากมีข้อบกพร่องประการใดกรุณาเสนอคาแนะนํ ํา เพื่อผเรู้ ียบเรียงจะได้นําไปปรับปรุงแกไขในโอกาสต้ ่อไป

ดร.ฌานิกา แซ่แง่ ชูกล่ิน พฤษภาคม 2557

สารบาญ

หน้า คํานํา ……………………………………………………………………. (1) สารบาญ ……………………………………………………………………. (2) สารบาญภาพ ……………………………………………………………………. (5) สารบาญตาราง …………………………………………………………………... (6) หน่วยท ี่ 1 แนวความคดพิ นฐานดื้ ้านจุลชีววทยาสิ ิ่งแวดล้อม……………………... 1 1.1 ความหมายและขอบขายของจ่ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ ……………….... 1 1.2 ความสาคํ ญและการใชั ้ประโยชน์ของจุลินทรีย์ในส่ิงแวดลอม้ ……… 1 1.2.1ประโยชน์ของจุลินทรีย์ในส่ิงแวดลอม้ ……………………… 1 1.2.2 โทษของจุลินทรียในส่ิงแวดลอม้ …………………………… 2 1.3 จุลินทรีย์ในส่ิงแวดลอม้ ……………………………………………… 3 1.3.1 แบคทีเรีย……………………………………………………. 3 1.3.2 ฟังใจ………………………………………………………… 7 1.3.3 สาหร่าย (Algae)…………………………………………….. 9 1.3.4 โปรโตซัว (Protozoa)……………………………………….. 10 หน่วยท ี่ 2 อนุกรมวธานของแบคทิ เรี ีย รา สัตว์เซลล์เดียว และสาหร่าย…………… 12 2.1 อนุกรมวิธานของแบคทีเรีย…………………………………………... 12 2.2 อนุกรมวิธานของรา………………………………………………….. 31 2.3 อนุกรมวิธานสตวั เซลเด์ ียว…………………………………………… 34 2.3.1 อนุกรมวิธานของยสตี ……………………………………..์ 34 2.3.2 อนุกรมวิธานของโพรโทซัว……………………………… 35 2.4 อนุกรมวิธานของสาหร่าย…………………………………………… 37 หน่วยท ี่ 3 ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม……………………………. 42 3.1 ความสมพั นธั ์ของจุลินทรีย์ในดิน…………………………………… 42 3.1.1 รูปแบบความสัมพนธั ุ์ของจุลินทรีย์ในดิน………………... 42 3.1.2 จุลินทรีย์ที่มีอยในดู่ ิน…………………………………….. 43 3.1.3 ปัจจยทั ี่มีผลต่อจุลินทรีย์ในดิน……………………………. 45

(3) สารบาญ

หน้า 3.1.4 วัฏจกรของสารเนั ื่องจากจุลินทรีย์ในดิน………………….. 45 3.2 ความสมพั นธั ์ของจุลินทรีย์ในน้าํ ……………………………………. 49 3.2.1 สภาพแวดลอมท้ ี่มีผลต่อจุลินทรีย์ในแหล่งน้าํ ……………. 49 3.2.2 จุลินทรีย์ในแหล่งน้าํ ……………………………………… 50 3.2.3 การแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในแหล่งน้าํ ………………... 51 3.3 ความสมพั นธั ์ของจุลินทรีย์ในอากาศ………………………………... 51 3.3.1 ประเภทของชีวอนุภาคมลสาร……………………………. 52 3.3.2 แหล่งกาเนํ ิดของชีวอนุภาคมลสาร………………………… 52 3.3.3 การแพร่กระจายของจุลินทรียในอากาศ์ …………………… 53 3.3.4 ผลกระทบของชีวอนุภาคมลสาร………………………….. 53 3.3.5 สารพิษในอากาศ (Airborne Toxin)……………………… 54 3.3.6 เช้ือโรคในอากาศ………………………………………….. 54 3.3.7 การควบคุมจุลินทรีย์ก่อโรคในอากาศ…………………….. 56 หน่วยท ี่ 4 ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อสิ่งแวดล้อม………………………….. 57 4.1 การประยกตุ ใช์ ้จุลินทรีย์ในงานดานส้ ่ิงแวดลอม้ ……………………... 57 4.1.1 การใช้จุลินทรีย์บ่งช้ีคุณภาพน้าํ …………………………… 57 4.1.2 การประยกตุ ใช์ ้จุลินทรีย์ในกระบวนการบาบํ ดนั ้าเสํ ีย…….. 57 4.2 จุลินทรีย์กบสารอั ินทรีย์มลพิษ……………………………………….. 61 4.2.1 ความหมายและลกษณะของสารอั ินทรีย์มลพิษ…………… 61 4.2.2 ความสมพั นธั ์ระหวางโครงสร่ ้าง สภาพสารพิษ และการยอยสลายสารปนเป่ ้ือน……………………………. 62 4.2.3 การยอยสลายสารมลพ่ ิษอินทรีย์โดยจุลินทรีย์แบบใช ้ หรือไม่ใชออกซ้ ิเจน………………………………………... 63 4.2.4 ปัจจยทางสั ่ิงแวดลอมท้ ี่มีผลต่อการยอยสลาย่ ………………. 64 4.2.5 ชนิดของจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการยอยสลายสารมลพ่ ิษ 65 4.3 จุลินทรีย์กบโลหะมลพั ิษ……………………………………………… 67 4.3.1 โลหะและแหล่งที่มาของโลหะ…………………………….. 68 4.3.2 ความเป็นพิษของโลหะต่อจุลินทรีย………………………..์ 68

สารบาญ (4)

หน้า 4.3.3 กลไกของจุลินทรีย์ต่อการทนและทาลายพํ ิษโลหะ………… 69 หน่วยท ี่ 5 การแก้ไขสภาวะแวดล้อมเป็ นพษโดยจิ ุลินทรีย์………………………… 72 5.1 การบาบํ ดนั ้าเสํ ียและมลพิษทางน้าํ …………………………………… 72 5.1.1 สาเหตุที่ทําใหเก้ ิดมลพษนิ ้าํ หรือสาเหตุของน้าเสํ ีย………... 73 5.1.2 ลักษณะของน้าเสํ ีย………………………………………… 74 5.1.3 ระบบนิเวศวิทยาของระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ีย…………………... 77 5.2 การบาบํ ดของเสั ียดวยกระบวนการช้ ีวภาพและของเสียในดิน……….. 83 ------

สารบาญภาพ

ภาพท ี่ หน้า

1.1 โครงสร้างพ้ืนฐานของแบคทีเรีย…………………………………………………….4 1.2 เยอหื่ ุ้มเซลลของแบคท์ ีเรีย…………………………………………………………...5 1.3 ลักษณะเสนใยของฟ้ ังใจ……………………………………………………………..8 1.4 ลักษณะรูปร่างของสาหร่ายสีเขียว…………………………………………………...9 1.5 ลักษณะรูปร่างของโปรโตซวชนั ิดต่างๆ…………………………………………....11 2.1 แสดงการแยกและรวมกนของสายคูั ่ DNA…………………………………………18 2.2 ลักษณะของสไปโรขีต……………………………………………………………..20 2.3 ตัวอยางสาหร่ ่ายดิวิชันยกลู ีโนไฟโคไฟตา…………………………………………40 3.1 วัฏจกรไนโตรเจนั ………………………………………………………………… 46 3.2 วัฏจกรคารั ์บอน…………………………………………………………………… 47 3.3 วัฎจกรั กามะถํ ัน…………………………………………………………………… 48 5.1 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Bioventing……………………………………….. 88 5.2 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Biosparging ……………………………………… 89 5.3 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Land farming…………………………………… .. 91 5.4 การใหอากาศโดยการไถพรวนในการบ้ าบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Land farming… 92 5.5 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Biopile…………………………………………… 94

------

สารบาญตาราง

ตารางท ี่ หน้า

2.1 ลักษณะการดารงชํ ีวิตของพวกจุลินทรีย์…………………………………………....13 2.2 แสดงคา่ G + C content ของแบคทีเรียสายพนธั ์ต่างๆ ของเช้ือ Pseudomonas sp……………………………………………………………………………17 3.1 ผลกระทบของชีวมลสาร…………………………………………………………..53 4.1 ชนิดของแบคทีเรียโคลิฟอร์มที่ใชเป้ ็นดชนั ีในการตรวจวิเคราะห์ คุณภาพน้าจากแหลํ ่งต่างๆ………………………………………………………...58 4.2 เช้ือจุลินทรีย์และพยาธิที่ก่อใหเก้ ิดโรคบางชนิดซึ่งพบปนเป้ือนในน้าํ สายชุมชนที่ยังไม่ผานการบ่ าบํ ัด…………………………………………………..59 4.3 ตัวอยางของจ่ ุลินทรีย์ที่ใชออกซ้ ิเจนที่แยกไดจากส้ ่ิงแวดลอมท้ ี่มี การปนเป้ือนของสารมลพิษที่มีความสามารถในการยอยสลายสารมลพ่ ิษ………...66 4.4 ชนิดของจุลินทรีย์ที่ไม่ใชออกซ้ ิเจนที่แยกไดจากส้ ่ิงแวดลอม้ ที่มีการปนเป้ือนของสารมลพิษซึ่งมีความสามารถใน การยอยสลายสารมลพ่ ิษ…………………………………………………………...67

------หน่วยท ี่ 1 แนวความคดพิ ื้นฐานด้านจุลชีววทยาสิ ิ่งแวดล้อม 1.1 ความหมายและขอบข่ายของจุลชีววทยาสิ ิ่งแวดล้อม จุลชีววิทยา (Microbiology) คําวา่ Microbiology มาจากคํา 2 คํา คือ Micro แปลวา่ เล็ก หรือ จุล รวมกบั Biology แปลว่า ชีววิทยา ดังน้นั Microbiology จึงเป็นวิชาที่ศึกษา เรื่องราวของส่ิงมีชีวิตที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าตองใช้ ้กลอง้ จุลทรรศน์ในการศึกษารายละเอียดต่างๆ สิ่งแวดลอม้ คือ สิ่งต่างๆ ที่อยรอบตู่ วมนั ุษย ์ ซึ่งมีทั้งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ทั้งที่เป็น รูปธรรม (จับตองและมองเห้ ็นได)้ และนามธรรม (จับตองไม้ ่ไดและมองไม้ ่เห็น)ทั้งที่เกิดข้ึน เองตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างข้ึน อาจแบ่งได้เป็ น 2 ประเภท คือ สิ่งแวดล้อมทาง ธรรมชาติ (Natural environment) และส่ิงแวดลอมท้ ี่มนุษยสร์ ้างข้ึน (Man-Mode Environment) สิ่งแวดลอมทางธรรมชาต้ ิแบ่งออกเป็น 2 ประเภทย่อย คือ สิ่งแวดลอมทางกายภาพ้ (หรือ สิ่งแวดลอมท้ ี่ไม่มีชีวิต) และส่ิงแวดลอมท้ ี่มีชีวิต สิ่งแวดลอมทางกายภาพ้ หรือส่ิงแวดลอมท้ ี่ไม่ มีชีวิต (Abiotic Environment) แบ่งได้ดังน้ีบรรยากาศ (Atmosphere) หมายถึงอากาศที่ห่อหุ้ม โลก ประกอบด้วย ก๊าชนิดต่างๆ เช่น โอโซน ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ ฝุ่นละออง และไอน้าํ อุทกภาค (Hydrosphere) หมายถึงส่วนที่เป็นน้าํ ทั้งหมดของพ้ืนผวโลกิ ไดแก้ ่ มหาสมุทร ทะเล แม่นํ้า ฯลฯ ธรณีภาคหรือเปลือกโลกหมายถึง ส่วนของโลกที่เป็นของแข็งห่อหุ้มอยู่รอบนอกสุดของโลกประกอบด้วยหินและดิน ส่วน สิ่งแวดลอมท้ ี่มีชีวิต (Biotic Environment)ไดแก้ ่ พืช สัตว ์ และมนุษย ์ ดังน้ันจึงสามารถสรุปได้ว่า วิชาจุลชีววิทยาส่ิงแวดล้อม หมายถึง การศึกษา เกี่ยวกบจั ุลลินทรีย์ที่พบอยทู่ วไป่ั ทั้งในดิน นํ้า อากาศ และที่ปะปนอยในอาหารู่ ตลอดจนศึกษา ถึงความสมดุลทางสภาพแวดลอม้ การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดลอมเน้ ื่องจากหรือเกี่ยวของก้ บั จุลินทรีย์ และการแกสภาพแวดล้ ้อมเป็นพิษโดยหลกการทางจั ุลินทรีย์ 1.2 ความสําคญและการใชั ้ประโยชน์ของจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม 1.2.1ประโยชน์ของจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม 1) ช่วยในการยอยสลาย่ โมเลกุลใหญ่ให้เป็นโมเลกุลเล็ก เรียกว่า กระบวนการ มินัลรัลไลเซชน่ั Minerallization เช่น กระบวนการมิเนอรัลไลเซชัน (mineralization) ของ

ไนโตรเจน จะเป็นการเปลี่ยนแปลงของอินทรีย์ไนโตรเจนในอินทรียวตถั ุเป็น NH3 โดย กิจกรรมของจุลินทรีย์ ดินประเภทสร้างอาหารเองไม่ได ้ (heterotrophic) หลายชนิด เมื่อมีการ + เน่าสลายของอินทรียวตถั ุ ซึ่ง NH3 ที่เกิดข้ึนน้ีส่วนใหญ่จะเปลี่ยนเป็น NH 4 ทันที เมื่อดินมี แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 2

ความช้ืน จุลินทรีย์ดินที่ทําหน้าที่ย่อยสลายอินทรียวตถั ุ ส่วนใหญ่ต้องการแก๊ส O2 ในการ หายใจ ดังน้นมั ิเนอรลไลเซชนของไนโตรเจนจั ึงเกิดข้ึนได้ดีในสภาพที่ดินมีการถ่ายเทอากาศดี เท่าน้นั ในสภาพที่ดินอ่ิมตวดั วยน้ ้าํ (ขาดออกซิเจน) มิเนอรัลไลเซชนของไนโตรเจนเกั ิดข้ึนได้

เพียงเลกน็ อย้ เนื่องจากผลผลิตที่ไดจากม้ ิเนอรัลไลเซชนของไนโตรเจนคั ือ NH3 ดังน้นจั ึงมีชื่อ เรียกขบวนการน้ีอีกชื่อหนึ่งว่าแอมโมนิฟเคชัน (ammonification) มิเนอรัลไลเซชันของ ไนโตรเจนเป็นแหล่งสาคํ ญของไนโตรเจนในดั ินที่จะเป็นประโยชน์ต่อพืช ปริมาณไนโตรเจน ที่ได้ขึ้นอยู่กบปรั ิมาณอินทรียวตถั ุและอตราการเกั ิดกระบวนการมิเนอรัลไลเซชัน ดินที่มี ปริมาณอินทรียวตถั ุสูงอาจมีอัตราการเกิดขบวนการมิเนอรัลไลเซชนตั ากํ่ ็ได ้ ถาหากม้ ีปัจจยทั ี่ ไม่เหมาะสม (นิรนาม, 2557) 2) จุลินทรีย์บางชนิดทาหนํ ้าที่เป็นผู้ผลิต ไดแก้ ่ สาหร่ายสีเขียวแกมน้าเงํ ิน แบคทีเรียที่สังเคราะห์แสงได ้ แบคทีเรียที่ใช้พลงงานแสงอาทั ิตย ์ ซึ่งมีความสําคญในระบบั นิเวศจุลินทรีย์ชนิดสามารถแกสภาพแวดล้ อมเ้ ป็นพิษไดโดยหล้ กการทางจั ุลินทรีย์ เช่น ช่วยใน การย่อยสลายสารพิษ การบาบํ ดนั ้าเสํ ียดวยจ้ ุลินทรีย์ แบคทีเรียบางชนิดสามารถใชปราบ้ ศัตรูพืชได ้ เป็นต้น 3) ส่งเสริมสุขภาพ และรักษาโรคบางชนิดได ้ เช่นการนํา penicillium sp. มาผลิต เพนิซิลลิน (Penicillin) เป็นต้น 1.2.2 โทษของจุลินทรียในสิ่งแวดล้อม 1) จุลินทรีย์บางชนิดเป็นสาเหตุของการเกิดโรคต่างๆ เช่น ในเน้ือสัตวแบ์ คทีเรีย Vibrio cholererae เป็นสาเหตุของอหิวาตกโรค และ Vibrio parehaemolvticus เป็นสาเหตุทํา ใหอาหารเป้ ็นพิษและไวรัสที่ทําใหเก้ ิดตบอั บเสบั 2) จุลินทรีย์บางชนิดทาใหํ เก้ ิดน้าเสํ ีย โดยเมื่อมีการปล่อยน้าเสํ ียลงสู่แหล่งน้าเปํ ็น การเพ่ิมสารอินทรีย์และอนินทรีย์สารให้แก่แหล่งน้าํ ทําให้แบคทีเรียนาไปใชํ เป้ ็นอาหารและ เจริญเติบโตอย่างเร็วและใชออกซ้ ิเจนย่อยสลายสารอินทรีย์ไปดวย้ บางคร้ังใชไม้ ่หมด เกิด สภาพไร้ออกซิเจนในแหล่งน้าํ ทาใหํ ้สิ่งมีชีวิตในแหล่งน้าทนอยํ ไมู่ ่ไดตายไป้ ทําใหแบคท้ ีเรีย แอนแอโรบเจริญแทนที่และยอย่ สลายต่อไป การยอยสภาพไร่ ้ออกซิเจนจะไดสารประกอบท้ ี่มี กล่ินเหม็น รวมท้งกั ๊าซไขเน่ ่าดวยท้ าใหํ ้น้าในแหลํ ่งน้ากลายเปํ ็นเน่าเสีย 3) จุลินทรีย์บางชนิดเป็นตวทั าลายเครํ ื่องมือและเครื่องใชบางอย้ าง่ แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 3

4) จุลินทรีย์บางชนิดทาใหํ อาหารเก้ ิดเน่าเสีย เช่น การเน่าเสียในไข่จะมีแบคทีเรีย ในสกุล Pseudomonas, Proteus, Achromobacter, Bacillus, Micrococus เป็นต้น ที่ทําใหเก้ ิด การเน่าเสีย 5) จุลินทรีย์บางชนิด ทําให้ดินสูญเสียแร่ธาตุในดิน เช่น Dinitrifying bectiria ตัวอยางเช่ ่น Micrococus, Bacillus ฯลฯ ในกระบวนการ Dinitrification ของวฏจั กรไนโตรเจนั มีผลทาใหํ ้ดินสูญเสียธาตุไนโตรเจน 1.3 จุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม จุลินทรีย์มีบทบาทที่สําคญในสั ่ิงแวดลอม้ เนื่องจากมีการแพร่กระจายอยแทบทู่ ุกที่ ในโลกแห่งน้ี ทั้งในน้าจํ ืด บนบก ในอากาศหรือในมหาสมุทร หรือในส่ิงแวดลอมท้ ี่บีบค้นั (Extreme conditions) เป็นต้น โดยจุลินทรีย์มักมีความสัมพนธั ์ซึ่งกนและกั นั และมี ความสัมพนธั ์โดยตรงกบมนั ุษย์ทั้งทางตรงและทางออมอ้ นสั ่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของ ระบบส่ิงแวดล้อม โดยจุลินทรีย์ที่มีความสัมพนธั ์ต่อส่ิงแวดล้อม ได้แก่ แบคทีเรีย ฟังใจ สาหร่าย โปรโตซวและไวรั ัส 1.3.1 แบคทเรี ีย แบคทีเรียถือเป็นจุลินทรีย์มีความสาคํ ญตั ่อการศึกษาทางจุลชีววิทยามากที่สุด กลุ่มหนึ่ง เพราะนอกจากจะเป็นจุลินทรีย์กลุ่มใหญ่แล้ว แบคทีเรียยงมั ีความสาคํ ญตั ่อการ ดํารงชีวิตของมนุษยอย์ างมาก่ ทั้งในทางที่เป็นลบและทางบวก แบคทีเรียหลายชนิดเป็นเช้ือก่อ โรคที่สามารถก่อให้เกิดภาวะติดเช้ือรุนแรงในมนุษย ์ หรือสัตว ์ ในขณะที่แบคทีเรียอีกหลาย ชนิดมีสมบัติที่เป็นประโยชน์ สามารถนามาประยํ กตุ ใช์ ในก้ ิจการต่างๆ ได ้ ดังน้นั การศึกษา เพื่อทาความเขํ าใจเก้ ี่ยวกบธรรมชาตั ิของแบคทีเรียชนิดต่างๆ จึงถือวาม่ ีความสาคํ ญอยั างย่ ง่ิ เพื่อ จะใชองค้ คว์ ามรู้ที่ไดมาใช้ ในการควบค้ ุมแบคทีเรียที่เป็นโทษ และในขณะเดียวกนกั ็สามารถ นําแบคทีเรียที่มีคุณคามาใช่ ้ประโยชน์ไดอย้ างม่ ีประสิทธิภาพ โครงสร้างสร้างระดบเซลลั ของแบคท์ ีเรีย (ภาพที่ 1.1) แบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่ มีเซลลแบบโพคาร์ ีโอต ซึ่งเป็นรูปแบบเซลล์ที่ไม่ซับซอนและภ้ ายในเซลลไม์ ่มีนิวเคลียสที่ แทจร้ ิง มีเพียงบริเวณที่สารพนธั ุกรรมไปรวมกนอยั หนาแนู่ ่น แต่ไม่มีส่วนห่อหุ้มที่ชัดเจน เรียกว่า นิวคลีออยด ์ (nucleoid) และนอกจากลกษณะทั ี่กล่าวมาน้ี เซลลของแบคท์ ีเรียยงมั ี โครงสร้างต่างๆ ที่มีสมบัติคอนข่ างจ้ าเพาะแตกตํ ่างจากจุลินทรีย์กลุ่มอื่น ดังน้ี ผนงเั ซลล ์ เซลลของแบคท์ ีเรียทุกชนิดมีผนงเซลลั เป์ ็นส่วนห่อหุ้มช้นนอกสั ุด ของเซลล ์ ถือเป็นโครงสร้างสาคํ ญทั ี่ช่วยใหแบคท้ ีเรียคงรูปร่าง และปกป้ องกนเซลลั จากแรงด์ ัน แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 4

ออสโมซิส (Osmotic pressure) นอกจากน้ียังเป็นที่ยึดเกาะของแฟลเจลลา เป็นตาแหนํ ่งที่แบค เทอริโอฟาจ (Bacteriophage) ส่วนใหญ่มาเกาะเพื่อนาสารพํ นธั ุกรรมเขาส้ ู่เซลลแบคท์ ีเรียและ ยังมีคุณสมบัติในการเป็นโซมาติกแอนติเจน (somatic antigen) อีกดวย้

ภาพที่ 1.1 โครงสร้างพ้ืนฐานของแบคทีเรีย ที่มา : http://www.arabslab.com/myimages/bacteria/bacteria_cell_wall_structure.jpg

องคประกอบทางเคม์ ีของผนงเซลลั ์ โครงสร้างของผนงเซลลั ์มีความซบซั อน้ มี สารในกลุ่มของโปรตีน และโพลีแซคคาไรดเป์ ็นโครงสร้างหลัก โพลิแซคคาไรด์ที่พบในผนัง เซลลประกอบด์ วยน้ ้าตาลสองชนํ ิดคือ เอนอะซ็ ิทิลกลูโคซามีน (N-acetylglucosamine, NAG) และกรดเอ็น-อะซิทิลมิวรามิก (N-actylmuramic acid, NAM) ขณะที่กลุ่มของโปรตีน ประกอบดวยกรดแอม้ ิโนหลายชนิด เช่น ไลซีน (lysine) อะลานีน (alanine) ไกลซีน (glycine) และกรดกลูตามิก (glutamic acid) เป็นต้น ทั้งน้ีปริมาณและชนิดของกรดแอมิโนจะแตกต่างกนั ไปตามชนิดของแบคทีเรีย แฟลเจลลา (flagella) เป็นระยางค์ที่ใชในการเคล้ ื่อนที่ของแบคทีเรีย พบใน แบคทีเรียบางชนิดเท่าน้นั แฟลเจลลาที่พบในแบคทีเรียแบ่งเป็น 2 แบบใหญ่ ๆ คือ เพอริทริคัส แฟลเจลลา (peritrichous flagella) เป็นแฟลเจลลายื่นออกมารอบๆ เซลลของแบคท์ ีเรีย (peritrichous) พบใน Salmonella typhosa และ (Proteus vulgaris)เป็นต้น อีกแบบคือโพลาร์ แฟลเจลลา (polar flagella) เป็นแฟลเจลลาที่ยื่นออกมาจากปลายหรือข้วของเซลลั ์ อาจยื่น แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 5

ออกมาเพียง 1 เส้น ที่ปลายดานใดด้ านหน้ ึ่งของเซลล์เรียกว่าโมโนทริคัสแฟลเจลลา (monotrichous) พบใน Vibrio cholerae ซึ่งเป็นตวการทั าใหํ ้เกิดโรคอหิวาตกโรค แบบที่ยื่น ออกมามากกว่า 1 เส้น ที่ปลายท้งสองขั างของเซลล้ ์ เรียกว่า แอมฟิทริคัสแฟลเจลลา (amphitrichous) พบใน Chromatium okenii และแบบที่ยื่นออกมามากกวา่ 1 เยอหื่ ุ้มเซลล ์ เยอหื่ ุ้มเซลลเป์ ็นส่วนที่อยถัู่ ดจากผนงเซลลั ของแบคท์ ีเรีย และห่อหุ้ม ไซโทพลาซึมไว ้ มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ ประกอบดวยฟอสโฟล้ ิปิด (phospholipid) 20-30 เปอร์เซ็นต ์ โปรตีน 60-70 เปอร์เซ็นต ์ ทําหนาท้ ี่ควบคุมการผานเข่ าออกของสารต้ ่างๆ (ภาพที่ 1.2)

ภาพที่ 1.2 เยอหื่ ุ้มเซลลของแบคท์ ีเรีย ที่มา : http://www.conceptdraw.com/sampletour/medical/PlasmaMembrane.gif

ไซโทพลาซึม เป็นส่วนที่อยถัู่ ดจากเยอหื่ ุ้มเซลลเข์ ามาภายในเซลล้ ์ มีลักษณะเป็น ของเหลวที่ประกอบดวยสารประกอบหลายชน้ ิดรวมกนั นอกจากน้นยั งมั ีไรโบโซม และโคร มาทินอยภายในอู่ ีกดวย้ แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 6

ไรโบโซม เป็นออร์แกเนลล์ที่มีลักษณะกลม ไม่มีเยื่อหุ้ม ขนาดเล็กมาก เส้นผาศ่ ูนยกลางประมาณ์ 20 นาโนเมตร ประกอบดวยโปรต้ ีน 40 เปอร์เซ็นต ์ และ อาร์เอนเอ็ 60 เปอร์เซ็นต ์ หนาท้ ี่ของไรโบโซมจะเกี่ยวของก้ บการสั ังเคราะห์โปรตีนชนิดต่างๆ โดยจะเข้า ไปยึดเกาะกบั mRNA เป็นสายยาวของโพลิโซม หรือโพลิไรโบโซม (polysome หรือ polyribosome) นิวคลีออยด ์ (nucleoid) คือสารพนธั ุกรรมของแบคทีเรีย กระจายตวอยั ภายในไซู่ โทพลาสซึม ทั้งน้ีเนื่องจากสารพนธั ุกรรมของแบคทีเรียไม่มีเยื่อหุ้มเหมือนในยแครู ิโอต อาจ เรียกชื่ออื่นๆ ได้ดังน้ี บริเวณโครมทิน (chromatin area) นิวเคลียร์ อีควิวาเลนท ์ (nuclear equivalent) โครโมโซมของแบคทีเรีย (bacterial chromosome) โครมาทินบอดี (chromatin body) แบคทีเรียมีรูปร่างหลายแบบ เช่น รูปกลม รูปแท่ง แท่งตรง (regular rod) แท่งกลม ปลายมน (rounded end) แท่งกลมส้ันคลายไข้ ่ (coccoid) แท่งไม่ตรง (irregular rod) รูป ทรงกระบอกขนาดหัวทายไม้ ่เท่ากนั (club-shaped) รูปแท่งยาวปลายเรียวคลายกระสว้ ย (fusiform) แท่งโค้ง (curved rod) เกลียวสวาน่ (spirochete) และแบบเกลียว เป็นต้น การที่ แบคทีเรียมีรูปร่างต่างกนเปั ็นการปรับตวใหั อย้ ในสภาพแวดลู่ ้อมได้ดีขึ้น เช่น รูปร่างกลมทาใหํ ้ เซลล์ทนอยู่ในสภาพแวดลอมท้ ี่แห้งแลงได้ ้ดี ขณะที่รูปร่างแท่งจะช่วยในการแลกเปลี่ยน สารอาหารกบสภาพแวดลั อมได้ ้ดีกวาร่ ูปร่างกลม เนื่องจากมีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมากกวา่ ส่วน พวกที่มีรูปร่างเป็นเกลียว จะลดความเสียดทานในการเคลื่อนที่จากส่ิงแวดล้อมได้ดี แบคทีเรียที่พบว่ามีความสาคํ ญตั ่อส่ิงแวดลอม้ ตัวอยางเช่ ่น Arthrobacter เป็น สมาชิกส่วนใหญ่ของแบคทีเรียในดินซึ่งพบประมาณร้อยละ 40 ของค่า TPC (Total plate count) ติดสี gram variable รูปร่างเซลล์เป็นท่อนยาวบอบบางและรูปร่างเป็นแบบ pleomorphism และติดสีแกรมลบเมื่ออายุน้อย พบมากในดินเนื่องจากใช้อาหารไดกว้ าง้ Streptomyces มีเส้นใยแตกแขนง สืบพนธั ุ์โดยการสร้างสปอร์ ติดสีแกรมบวก ออกซิไดซ์ สารอินทรีย์ได้ แบคทีเรียส่วนใหญ่สร้างสารปฏิชีวนะ ซึ่งมีคุณสมบัติทําลายแบคทีเรีย รา สาหร่าย ไวรัสและโปรโตซวไดั ้ Pseudomonas เป็นแบคทีเรียแกรมลบรูปร่างท่อนหรือโคงม้ ี แฟลกเจลลาตองการอากาศในการเจร้ ิญ Bacillus ติดสีแกรมบวก เป็นพวก gram variable รูป ท่อนสร้างเอนโดสปอร์ได ้

แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 7

1.3.2 ฟังใจ ฟังใจเป็นยคารู ิโอตทวไปเป่ั ็นพวกเฮทเทอโรโทรป ฟังใจมีความสาคํ ญในการั ยอยพอล่ ิเมอร์ของพืชไดแก้ ่ เซลลูโลสและลิกนิน ฟังใจมีประมาณ 15,000 ชนิดที่จัดเป็นฟังใจที่ แทจร้ ิงรวมไปถึงพวก basidiomycetes ที่มองเห็นดวยตาเปล้ ่า เช่น เห็ดและยงพบอาศั ยอยั ู่ ร่วมกับสาหร่ายสีเขียวหรือไซยาโนแบคทีเรีย เช่นไลเคน ฟังใจจัดเป็ นส่ิงมีชีวิตที่มี ความสัมพนธั ์ต่อพืชท้งในแงั ่ที่เป็นประโยชน์และก่อโทษ พวกไมโคไรซาอยู่ร่วมกบรากพั ืช โดยให้อาหารและป้ องกนการเขั าท้ าลายของพวกกํ ่อโรค หรือใชเป้ ็นตวผลั ิตยาเช่น เพนนิซิลิน และไซโครสปอริน ในทางตรงกนขั ามพวกฟ้ ังใจก็ก่อโรคในรากพืชเช่นกนั เช่น Armillaria, Fusarium หรือ Rhizoctonia โครงสร้างสร้างระดบเซลลั ์ของฟังใจ ฟังไจหมายถึงจุลินทรีย์ที่มีนิวเคลียส แบบ eucaryote ไม่มีคลอโรฟิลล ์ สร้างสปอร์ได ้ มีการสืบพนธั ุ์ทั้งแบบมีเพศและไม่มีเพศ โครงสร้างเป็นแบบเซลลเด์ ียวหรือหลายเซลล ์ ผนงเซลลั ประกอบด์ วยสารพวกไคต้ ินหรือ เซลลูโลสกบไคตั ิน ฟังไจหลายเซลลจะประกอบด์ วยเซลล้ เร์ ียงตวในแนวกั นเปั ็นเส้นใยหรือ ไฮฟา(hypha) พวกเซลล์เดียวเรียกวาย่ สตี ์ ส่วนพวกที่มีไฮฟาเรียกวารา่ เซลลไฮฟาขนาดใหญ์ ่มี เสนผ้ าศ่ ูนยกลาง์ 10-20ไมครอน เซลลขนาดเล์ กม็ ีเสนผ้ าศ่ ูนยกลาง์ 1 ไมครอน ผนังเซลล ์ ทําหน้าที่ให้เซลลคงร์ ูปร่างได ้ ฟังไจส่วนใหญ่จะมีผนังเซลล์ ประกอบดวยสา้ รพวกไคตินหรือเซลลูโลสกบไคตั ิน ส่วนโปรตีนและลิปิดที่ผนงเซลลั ์นั้นมี พบน้อยมาก เซลลเมมเบรน์ ทําหนาท้ ี่ห่อหุ้มโปรโตพลาสซึมและควบคุมการนาสารเขํ าส้ ู่ ภายในเซลล์ ประกอบดวยล้ ิปิ ดและโปรตีนที่จะจดเรั ียงตวเปั ็นสารประกอบเชิงซ้อนของ lipoprotein ซึ่งชนิดและจานวนของลํ ิปิดกบโปรตั ีนจะแตกต่างกนไปั ในเซลลเมมเบรนของ์ ยีสต์มีลิปิดประกอบดวย้ mono, di, และ triglycerides, triglycerophisphatides และ sterol ส่วน โปรตีนน้นยั งไมั ่ทราบแน่วชดวั ่าแระกอบดวยชน้ ิดใดบาง้ แต่พบว่ามีเอนไซม์ที่เกี่ยวของก้ บั การนานํ ้าตาลแลํ ะกรดอะมิโนเขาส้ ู่ภายในเซลล ์ ลิปิดและโปรตีนเหล่าน้ีจะมาจดเรั ียงตวเปั ็น unit membrane ซึ่งเป็นโครงสร้างพ้ืนฐานของเซลลเมมเบรน์ ออแกเนลล์ต่าง ๆ (organelles) ไดแก้ ่ ไมโตคอนเดรีย ทําหนาท้ ี่สร้างพลงงานั ในขบวนการ oxidative phosphorylation มีรูปร่างและจานวนแตกตํ ่างกนไปขั ้ึนอยกู่ บชนั ิด ของฟังไจ, ช่วงระยะการเจริญ และการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดลอมภายนอก้ เอนโดพ ลาสมิคเรติคูลัม มีความสาคํ ญเกั ี่ยวกบการเจรั ิญในดานขยายขนาดและความยาวของไฮฟา้ ไร แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 8

โบโซม พบท้งทั ี่เป็นอิสระในไซโตพลาสซึมและเอนโดพลาสมิคเรติคูลัมชนิดขรุขระ ทําหนาท้ ี่ ในการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมที่เป็นอิสระในไซโตพลาสซึมจะสังเคราะห์โปรตีนที่ นําไปใชควบค้ ุมกิจกรรมต่าง ๆ ภายในเซลล์ส่วนไรโบโซมที่เอนโดพลาสมิคเรคูลัมชนิด ขรุขระจะสังเคราะห์โปรตีนเพื่อนาไปใชํ ้กิจกรรมภายนอกเซลล ์ กอลไจแอพพาราตัส ทํา หนาท้ ี่สังเคราะห์สารโมเลกุลใหญ่และสารประกอบเชิงซอนให้ ้กบเซลลั ์ เช่น lipoprotein ใน เซลลปลายไฮฟาน์ ้นจะมั ีกอลไจแอพพาราตสทั าหนํ าท้ ี่เกี่ยวกบการสั งเคราะหั ์เซลลเมมเบรน์ นิวเคลียส แต่ละเซลลจะม์ ีหนึ่งนิวเคลียสหรือมากกวา่ ทั้งน้ีขึ้นอยกู่ บชนั ิดของเส้น ใยในฟังไจน้นั ๆ เนื่องจากในฟังไจที่มีโครงสร้างเป็นเส้นใยน้นั เส้นใยจะมีการเพ่ิมจานวนํ และรวมกลุ่มกนจนมั ีขนาดใหญ่และมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเรียกวาไมซ่ ีเลียม(mycelium) ฟังไจ บางชนิดจะสร้างรงควตถั ุทําให้มีสีต่าง ๆ อีกดวย้ เสนใยของฟ้ ังไจ (ภาพที่ 1.3)

ภาพที่ 1.3 ลักษณะเสนใยของฟ้ ังใจ ที่มา : http://boom3tle31.wordpress.com/

เส้นใยของฟังใจจาแนกไดํ ้ 2 แบบ คือ เส้นใยไม่มีผนงกั ้นั (non septate hypha) : เส้นใยมี ลักษณะเป็นท่อทะลุถึงกนโดยตลอดหรั ือเป็นเซลล์ที่ยาวและมีหลายนิวเคลียส เรียกเส้นใย แบบน้ีวา่ coenocytic hypha และเส้นใยมีผนงกั ้นั (septate hypha) เป็นเส้นใยที่แต่ละเซลลจะม์ ี ผนังก้นไวั ้ทําให้ดูลักษณะเป็นห้องๆ ในแต่ละเซลลจะเช์ ื่อมกนดั วยร้ ูตรงกลางของผนังก้นั ภายในเซลล์มีนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมที่ประกอบดวย้ organelles ต่างๆ สําหรับการเจริญ ในแต่ละเซลลอาจม์ ีหนึ่งนิวเคลียส(uninucleate) หรือหลายนิวเคลียส(multinucleate)

แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 9

1.3.3 สาหร่าย (Algae) สาหร่ายเป็นส่ิงมีชีวิตที่มีคลอโรฟิลลและสามารถส์ ังเคราะห์แสงได ้ แตกต่าง จากพืชสีเขียวคือมีโครงสร้างในการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศเปั ็นแบบง่าย ๆ ส่วนในการสืบพนธั ุ์ แบบไม่อาศยเพศั สาหร่ายหลายชนิดสร้างสปอร์ที่มีแฟลกเจลาและ/หรือสปอร์ที่ไม่เคลื่อนที่อยู่ ในสปอร์แรงเกียม (sporangium) สาหร่ายมีขนาดและรูปร่างแตกต่างกนั (ภาพที่ 1.4) บางชนิด เป็นเซลลเด์ ี่ยว ๆ อาจมีรูปร่างกลม, ท่อน หรือเรียวแหลม บางชนิดอยกู่ นหลายเซลลั ์ ทําใหเก้ ิด รูปร่างที่ต่างออกไป อาจเป็นโคโลนี เป็นเสนสายเด้ ี่ยวๆ หรือเสนสายเป้ ็นกลุ่ม

ภาพที่ 1.4 ลักษณะรูปร่างของสาหร่ายสีเขียว ที่มา : http://content.answers.com/main/content/wp/en-commons/thumb/a/a6/240px- Haeckel_Siphoneae.jpg

แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 10

โครงสร้างสร้างระดับเซลล์ของสาหร่าย เซลล์ของสาหร่ายเป็นชนิดยูคาริโอต ส่วนใหญ่มีผนงเซลลั บางแต์ ่แขงแรง็ พวกสาหร่ายที่เคลื่อนที่ไดจะม้ ี เยอหื่ ุ้มเซลล์ที่ยืดหยนไดุ่ ้ เรียก เพอริพลาสต ์ (periplast) ผนงเซลลั ของสาหร์ ่ายหลายชนิดลอมรอบด้ วยเมทร้ ิกซ์ (outer matrix) ที่ผนงเซลลั ์ขับออกมา ภายในเซลลสาหร์ ่ายมีนิวเคลียสที่เห็นชดเจนั นอกจากน้นมั ีเม็ด แป้ งหยดน้ามํ ัน แวคิวโอล คลอโรฟิลลและรงคว์ ตถั ุอื่นๆ อยในออรู่ ์แกเนลล์ที่เรียกวา่ คลอโร- พลาสต ์ (chloroplast) ซึ่งอาจมีรูปร่างต่างๆ กนั คลอโรฟิลล์มีหลายชนิดคือ เอ บี ซี ดี และอี ส่วน รงควตถั ุอื่นๆ คือ คาโรทีนอยด ์ (carotenoid) ซึ่งประกอบดวยคาโรท้ ีน(carotene) และแซนโธ ฟิล(xanthophyll) กบไฟโคบั ิลินหรือบิลิโปรตีน (phycobilin หรือ biliprotein) 1.3.4 โปรโตซัว (Protozoa) โปรโทซวเปั ็นยคารู ิโอติกโพรทิสต์ที่พบเป็นเซลลเด์ ียวเป็นส่วนใหญ่ (ภาพที่ 1.5) มีความแตกต่างจากยคารู ิโอติกโพรทิสต์อื่น โดยสามารถเคลื่อนที่ไดในบางระยะของวงจร้ ชีวิตและไม่มีผนงเซลลั ์ มีขนาดเลกส็ ่วนใหญ่มีเส้นผาศ่ ูนยกลางขนาด์ 5-250 ไมโครเมตร เซลล์ ของโพรโทซวอาจรวมกั นเปั ็นกลุ่มกอนท้ ี่เรียกวาโคโลน่ ี โดยมีสายไซโทพลาซึมเชื่อมกนั มัก พบในแหล่งที่อยชืู่ ้นแฉะ ทะเล ดิน นํ้าจืด สามารถทนต่อสภาพแวดลอมไม้ ่เหมาะสมไดโดย้ การแปรสภาพเป็นซีสต ์ ซึ่งแบ่งโพรโทซวเปั ็นสองกลุ่ม คือ พวกดารงชํ ีวิตแบบอิสระและพวก ที่อยอาศู่ ยรั ่วมกบสั ่ิงมีชีวิตอื่น โครงสร้างสร้างภายในเซลล์ของโปรโตซัว ไซโทพลาซึม ประกอบดวย้ โปรตีนชนิดกลอบิวลาร์ โปรตีนยึดกนหลวมๆั เป็นโครงร่างของเซลล ์ นอกจากน้ียัง ประกอบดวยโปรต้ ีนที่เรียงตวแบบขนานกั นเปั ็นไฟบริล โพรโตซัวบางชนิดมีรงควตถั ุกระจาย อยทัู่ ว่ ไซโทพลาสซึมทาใหํ ้มีสีต่าง ๆ เช่น เขียว นํ้าตาล และ ม่วง เป็นต้น นิวเคลียสของโพรโทซวทั ุกชนิดอยางน่ อยต้ องม้ ีนิวเคลียสแบบยคารู ิโอตหนึ่ง อัน มีหลายชนิดที่มีนิวเคลียสมากกวาหน่ ึ่งอัน ซึ่งจะมีนิวเคลียสสองอนทั ี่ต่างกนั คือ แมโคร นิวเคลียส (ทําหนาท้ ี่ควบคุมกระบวนการทางเมแทบบอลิซึมของเซลลและกระบวนการร์ ีเจน เนอเรชัน) และไมโครนิวเคลียส (ทําหนาท้ ี่เกี่ยวกบกระบวนการสั ืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศั ) เยอหื่ ุ้มนิวเคลียส มีหนาท้ ี่ป้ องกนเซลลั ไม์ ่ให้มีอันตรายจากส่ิงภายนอก ควบคุม การแลกเปลี่ยนสาร รับการกระตุ้นทางเคมีและทางกายภาพ และเป็นส่วนที่สัมผสกั บเซลลั ์ อื่นๆ ผิวช้นนอั กสุดของเยื่อหุ้มเซลล ์ เรียกวา่ เพลลิเคิล (pellicle) ซึ่งมีความหนาและมีความ ยืดหยนุ่ สามารถป้ องกนความแหั งแล้ งและสารเคม้ ีได ้

แนวความคิดพ้ืนฐานดานจ้ ุลชีววิทยาส่ิงแวดลอม้ 11

โครงสร้างอวยวะทั ใชี่ ้เคลอนทื่ ี่ ซูโดโพเดีย (pseudopodia) เกิดจากการไหลเทของไซโทพลาสซึมกลายเป็นเท้า เทียมที่ยื่นออกไปจากเซลลบร์ ิเวณที่ไม่มีเพลลิเคิลที่แขงห็ ่อหุ้ม เป็นอวยวะทั ี่ใชในการเคล้ ื่อนที่ ของพวกอมีบา แฟลกเจลลาและซีเลีย (flagella and cilia) แฟลกเจลลาเป็นเส้นสายที่ยื่นออกจาก ไซโทพลาสซึม มีจํานวน 1 ถึง 8 เส้น แต่ส่วนใหญ่มี 1 ถึง 2 เส้น ประกอบดวยสองส้ ่วน คือ ส่วนอิลาสติกฟิลาเมนตหร์ ือแอกโซนีม และส่วนห่อหุ้มที่ลอมรอบแอกโซน้ ีม ส่วนซีเลียมี ลักษณะเป็นขนละเอียดและส้นั ยื่นออกจากเซลลอาจม์ ีความยาวสมาเสมอหรํ่ ือความยาวต่างกนั แลวแต้ ่ตําแหน่งของซีเลีย ซีเลียนอกจากช่วยในการเคลื่อนที่แล้ว ยังช่วยในการกินอาหาร และ ช่วยเป็นอวยวะรั ับสมผั ัส

ภาพที่ 1.5 ลักษณะรูปร่างของโปรโตซวชนั ิดต่างๆ ที่มา : http://www.geocities.com/sumpan2000_th/unit_3/sa_1/protista/Protozoa.gif หน่วยท ี่ 2 อนุกรมวธานของแบคทิ เรี ีย รา สัตว์เซลล์เดยวี และสาหร่าย จุลินทรีย์มีลักษณะต่างๆที่สามารถจาแนกใหํ ้เป็นหมวดหมูได ้ โดยเร่ิมจากสายพนธั ์ (strain) ซึ่งเป็นเช้ือบริสุทธ์ิที่มาจากเช้ือโคโลนีเร่ิมต้น เช่น สายพนธั ุ์ ATCC 19554 เป็นต้น ลําดบหมวดหมั ู่ของส่ิงมีชีวิตจดเรั ียงจากกลุ่มใหญ่ลงไปกลุ่มยอยค่ ือ Kingdom Phylum (หรือ Division) Class Order Family Genus และ Species ลาดํ บอนั ุกรมวิธานที่ตํ่าสุด คือ สปีชีส์ (species) ซึ่งเป็นลกษณะของสายพั นธั ์ต่างๆ ที่ คลายคล้ ึงกนั สปีชีส์หนึ่งๆจะมีทัยป์ สเตน (type stain) ร่วมกนั และสายพนธั ์อื่นๆ จะมีลักษณะ คลายก้ บทั ยปั ์ สเตนดวย้ ทัยป์ สเตนเป็นตวอยั ่างที่ใช้อ้างอิงถาวรของสปีชีส์ ดังน้นสปั ีชีส์ของ แบคทีเรียจึงเป็นที่รวบรวมสายพนธั ุ์ที่คลายก้ นั จีนัส (genus) ประกอบดวยสป้ ีชีส์ที่คลายก้ นั และมีทัยป์ สปีชีส์ (type species) ซึ่งเป็น ตวอยั างท่ ี่ถาวรของจีนัส สปีชีส์อื่นจะถูกพิจารณาวาม่ ีความคลายคล้ ึงเพียงพอกบทั ยปั ์ สปีชีส์ จึง จะจดไวั ในจ้ ีนัสเดียวกนั ทํานองเดียวกนในลั าดํ บทั ี่สูงข้ึน ตระกูล (family) กประกอบด็ วยเจเนอรา้ (general) ที่คลายก้ นั อันดับ (order) กประกอบด็ วยตระก้ ลทู ี่คลายก้ นั คลาส (class) กประกอบด็ วยอ้ นดั บทั ี่คลายก้ นั ดิวิชัน (division) กประกอบด็ วยคลาสท้ ี่คลายก้ นั อาณาจกรั (kingdom) กประกอบด็ วยด้ ิวิชันที่คลายก้ นั 2.1 อนุกรมวธานของแบคทิ เรี ีย หลกเกณฑั ์ในการจัดหมวดหมู่แบคทเรี ีย (ดวงพร คันธโชติ, 2537) การจาแนกแบคทํ ีเรียตามวิธีของ Bergey นั้นพยายามหารายละเอียดขอแตกต้ ่าง ระหวางแบคท่ ีเรียใหมากท้ ี่สุดพอสรุปเป็นขอๆ้ ได้ดังน้ี 2.1.1. คุณสมบัติความต้องการอาหาร (Nutritional requirement) แบคทีเรียมีความตองการอาหารแตกต้ ่างกนมากบางชนั ิดตองการอาหารท้ ี่ ซับซอน้ แต่บางชนิดก็เจริญในอาหารที่ง่ายๆ ได ้ สมาชิกของแบคทีเรียเป็นส่ิงมีชีวิตที่สามารถ ดํารงชีวิตอยู่ได้ทุกรูปแบบ ลักษณะการดารงชํ ีวิตแบ่งตามความตองการแหล้ ่งพลงงานั และ แหล่งคาร์บอนได้เป็น 4 ประเภท ดังตารางที่ 2.1

อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 13

ตารางที่ 2.1 ลักษณะการดารงชํ ีวิตของพวกจุลินทรีย์ Mode of growth Carbon source Energy Notes and relation to source hydrogen production Photoheterotrophy Organic carbon Light Preferred growth mode by PNS bacteria. Only mode resulting in hydrogen production Photoautotrophy Inorganic carbon Light In the absence of organic (CO2) carbon. Results in consumption of hydrogen. Aerobicrespiration Organicc arbon Organic In the presence of oxygen. (chemoheterotrophy) carbon Stops hydrogenproduction. Anaerobic respiration Organic carbon Organic Conditions. (Requires (chemoheterotrophy) carbon terminal electron acceptor other than O2, such as nitrate). No hydrogen production. Marginal growth. ที่มา : ดัดแปลงจาก Koku et al., 2002

แบคทีเรียที่ศึกษามากในห้องปฏิบัติการท่ัวไปเป็ นพวกที่มีการดํารงชีวิตแบบ Aerobicrespiration (chemoheterotrophy) อาหารเล้ียงเช้ือ (culture medium) ทัวไปก่ ็ ประกอบดวยธาต้ ุอาหารที่ช่วยในการเจริญของจุลินทรีย์ อาหารเล้ียงเช้ือบางชนิดมีเพียงเกลือ อนินทรีย์ แต่บางชนิดก็ต้องมีการเติมสารสกดจากเนั ้ือสัตว ์ หรือพืช หรือของจุลินทรีย ์ เช่น Beef extract Mall extract และ Yeast extract 2.1.2 ความต้องการทางด้านกายภาพ (Physical requirement) ไดแก้ ่สภาพแวดลอมทางกายภาพท้ ี่เกี่ยวของก้ บการเจรั ิญของแบคทีเรีย เช่น อุณหภูมิ อากาศ แสง ความเป็นกรดด่าง ความตองการแก้ ๊สบางชนิด เป็นต้น สภาพทางกายภาพ สามารถใช้จัดหมวดหมู่ของแบคทีเรียได ้ เช่น แบคทีเรียที่เจริญไดในบรรยากาศท้ ี่มีออกซิเจน อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 14

เรียกว่า aerobic bacteria ถ้าไม่สามารถเจริญในบรรยากาศที่มีออกซิเจน เรียกว่า anaerobic bacteriaหรือถาเจร้ ิญได้ทั้งในที่ที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจนเรียกว่าfacultative anaerobic bacteria หรือถาเจร้ ิญได้ดีในที่ที่มีออกซิเจนเลกน็ อยเร้ ียกวา่ Microaerophilic bacteria แต่ถ้าดู จากอุณหภูมิก็อาจแบ่งทีเรียออกไดเป้ ็น 3 พวกคือ พวกที่ชอบเจริญในที่อุณหภูมิสูงเรียกว่า themophilic bacteria ถ้าชอบอุณหภูมิปานกลางเรียกว่า mesophilic bacteria และถาชอบ้ อุณหภูมิตํ่าเรียกวา่ psychrophilic bacteria เป็นต้น 2.1.3 ลักษณะการเจริญบนอาหารเลยงเชี้ ื้อ (Cultural characteristic) จากเซลล์หนึ่งเซลล์ของแบคทีเรียจะเจริญข้ึนรวมเป็นกลุ่มก้อนที่เรียกว่า โคโลนี (colony) จนสามารถมองเห็นดวยตาเปล้ ่าได ้ ทาใหํ สามารถศ้ ึกษาลกษณะของเชั ้ือจาก โคโลนี เช่น ความมัน ความดาน้ ใส ขุ่น ทึบ ให้รงควตถั ุเป็นเม็ดละเอียดหรือหยาบ ขอบเขต การเจริญกระจายออกหรือเป็นจุดเลกๆ็ มีลักษณะขอบเรียบหรือขรุขระ เป็นเมือกหรือแห้ง หรือ เป็นเกลดเป็ ็นต้น นอกจากน้ีลักษณะการเจริญในอาหารแขงหน็ าต้ ดตรงั (stab culture) หรือใน อาหารเหลว (broth culture) กสามารถน็ ามาชํ ่วยในการจดจั าแนกไดํ ้ 2.1.4 คุณสมบัติด้านสัณฐานวทยาิ (Morphological characteristic) เป็นคุณสมบัติที่ไม่สามารถมองเห็นดวยตาเปล้ ่า ต้องส่องดวยกล้ องจ้ ุลทรรศน์ และแบคทีเรียโดยทวไปค่ั ือพวกที่อยในอู่ นดั ับ Eubacteriales ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่เราศึกษากนั มากที่สุด มีขนาดเป็นไมครอนตองใช้ ้กาลํ งขยายประมาณั 1000 เท่า โดยใชเลนส้ ์หัวน้ามํ ัน (oil immersion len) จึงจะเห็นรูปร่างได้วาเป่ ็นแท่ง ทรงกลม หรือทรงเกลียว มีการจดเรั ียงตวแบบั ไหน รวมท้งศั ึกษาดูวาแบคท่ ีเรียมีการจดสปอรั ์สร้างแคปซูล (capsule) หรือเกราะ (cyst) หรือ เปล่า และดูชนิดของแฟลเจลลา (flagella) แต่ถ้าจะศึกษาโครงสร้างภายในเซลล์ต้องใชกล้ อง้ จุลทรรศน์อิเลกตรอน็ 2.1.5 คุณสมบัติของกระบวนการเมแทบอลิซึมหรือคุณสมบัติทางชีวเคมี (Metabolic or biochemical characteristic) การศึกษาเมเทบอลิซึม นอกจากจะใช้ว่าจุลินทรีย์ให้ประโยชน์หรือให้โทษ อย่างไรแล้ว ยังนามาใชํ ้ในการแยกชนิดของแบคทีเรียด้วย เพราะว่าแบคทีเรียแต่ละชนิดมี ความสามารถในการยอยสารอาหารแตกต่ ่างกนมากั การศึกษาดูการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่ เกิดข้ึน โดยการเล้ียงเช้ือในอาหารชนิดต่างๆ ที่ใส่ธาตุอาหารบางอย่างลงไปแลวส้ ังเกตการ เปลี่ยนแปลงที่เกิดข้ึนในอาหารเล้ียงเช้ือ เช่น การเปลี่ยนสีของอาหารเล้ียงเช้ือ การเกิดกรด เกิด อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 15

แก๊ส เกิดสารบางชนิด เป็นต้น จากวิธีดังกล่าวทาใหํ สามารถทราบปฏ้ ิกิริยาเคมีที่เกิดข้ึนภายใน เซลล ์ แต่ละข้นตอนไดั ้ 2.1.6 คุณสมบัติของส่วนประกอบทางเคมี (Chemical composition characteristic) ปัจจุบันทีเทคนิคใหม่ๆ ที่สามารถแยกโครงสร้างของเซลล์ได้ และใน แบคทีเรียกมี็ การศึกษามากเช่นกนั เช่น พบวาแบคท่ ีเรียแกรมบวกและแกรมลบมีส่วนประกอบ ทางเคมีของผนงเซลลั แตกต์ ่างกนั ศึกษาดูสารพนธั ุกรรมและสารที่เป็นส่วนประกอบของเซลล ์ 2.1.7 คุณสมบัติในการเป็ นแอนติเจน ศึกษาถึงคุณสมบัติของแบคทีเรียเกี่ยวกบปฏั ิกิริยาแอนติเจน-แอนติบอดี ดู ความสามารถของแบคทีเรียในการเป็ นแอนติเจน โดยฉีดแบคทีเรียเข้าไปในร่างกาย สัตวทดลองแล์ วตรวจสอบด้ ูว่ามีการสร้างแอนติบอด้ีข้ึนในซีรัมหรือไม่ ซึ่งปฏิกิริยาน้ีเป็น ปฏิกิริยาที่มีความจาเพาะเจาะจงสํ ูง มีประโยชน์มากในการแยกแบคทีเรีย บางคร้ังสามารถแยก ละเอียดลงไปถึงสายพนธั ์ได ้ 2.1.8 คุณสมบัติด้านพนธั ุกรรม (Genetic characteristic) การจดจั าแํ นกที่ถือว่าสมบูรณ์ที่สุดควรจะศึกษาสารพนธั ุกรรม เพื่อการจัด จําแนกแบคทีเรียให้เขาใกล้ ระบบธรรมชาต้ ิมากที่สุด โดยทวไปศ่ั ึกษา 2 วิธีคือ วิเคราะห์หา ปริมาณของกรดนิวคลีอิก (nucleic acid) โดยหาปริมาณของกวนั ีน (guanine) และไซโทซีน (cytocine) ในเซลล ์ และการหาความสัมพนธั ์ของปฏิกิริยาระหวาง่ DNA กบั DNA หรือ DNA กบั RNA ของแบคทีเรียต่างชนิดกนั ในการเกิด DNA hybridization หรือ DNA-RNA hybridization เพื่อหาความสัมพนธั ์ระหวางแบคท่ ีเรียต่างชนิดกนั นอกจากน้ีการศึกษาถึงขนาด ของจีโนม (genome) กช็ ่วยในการจดจั าแนกไดํ ้ วิธีแบบใหม่สําหรับการจัดอนุกรมวธานของแบคทิ เรี ีย (Molecular approach) เมื่อมีความเจริญกาวหน้ ้าทางชีวโมเลกุลมากข้ึน จึงเกิดแนวทางใหม่สําหรับการจัด อนุกรมวิธานของแบคทีเรีย ด้วยเทคนิคที่ทําใหทราบถ้ ึงคุณสมบัติของยนของแบคที ีเรียจะช่วย สนับสนุนลกษณะภายนอกของสั ่ิงมีชีวิตการศึกษาระบบพนธั ุกรรมของแบคทีเรียในระดับ โมเลกลเพุ ื่อศึกษาหาความสมพั นธั ์ของแบคทีเรียชนิดต่างๆ นิยม 2 วิธีการ คือ 1) เปรียบเทียบเบสองคประกอบของ์ DNA DNA มีลักษณะเป็นสายคู่ (double strand) โดยประกอบดวยเบส้ 4 ชนิดคือ Adenine (A) Thymine (T) Guanine (G) และ Cytosine (C) สําหรับ Double-strand DNA จะมี เบส paring A=T และ G=C การศึกษาในช่วงแรกๆ พบวา่ DNA ที่วิเคราะห์จะมีอัตราส่วนแปร อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 16

ไปตาม DNA ที่ไดจากส้ ่ิงมีชีวิตแต่ละชนิด และต่อมาพบวาเบสองค่ ประกอบของ์ DNA เป็น ลักษณะที่สําคัญในการจัดอนุกรมวิธานโดยเฉพาะอยางย่ งของจ่ิ ุลินทรีย์ วิธีการวิเคราะห์เบสองคประกอบของ์ DNA สามารถทาไดํ ้ทั้งวิธีการทางเคมีและ ฟิสิกส์ ทางเคมีทําโดยการไฮโดรไลส แต่วิธีการทางฟิ สิกส์จะง่ายกว่าโดยใช้ความร้อนค่า melting temperature (Tm) ของ DNA (เป็นอุณหภูมิที่ DNA denature โดยไฮโดรเจนบอนดของ์ ทั้งสองเส้นแยกจากกนไดั คร้ ึ่งหนึ่ง) จะสัมพนธั ์โดยตรงกบคั ่า G + C Content ทั้งน้ีเนื่องจาก ไฮโดรเจนบอนดระหว์ าง่ GC แขงแรงกว็ า่ AT เมื่อ DNA แยกออกจากกนั ค่าดูดซึม (absorb)ที่ 260 นาโนเมตรจะเพ่ิมข้ึนจนได้ค่าการดูดซึมสูงสุด เมื่อเพ่ิมความร้อนข้ึนไฮโดรเจนบอนดจะ์ แยกไดมากข้ ้ึนจนถึงระดบทั ี่ DNA แยกเป็นเส้นเดี่ยว จุดกลางของ curve ที่ได้คือ ค่า Tm สําหรับการหาค่า G + C Content กนํ็ าเอา DNA ไปป่ันใน ScCl gradient ดูระดับ CsCl gradient band เพื่อวดความหนาแนั ่นที่ใช้วิธีการน้ีกเพราะความหนาแน็ ่นของ DNA เป็น function ของ G + C : A + T แลวน้ ามาคํ านวณคํ ่า G + C Content โดยสูตร GC = moles G + moles C / moles G + moles C + miles A + moles T × 100 ในการวิเคราะห์โดยวิธีการทางฟิ สิกส์ ทําให้เห็นความแตกต่างระดับโมเลกุลของ DNA โดยดูจาก Thermal transition ของ DNA ของแบคทีเรียใน melting curve และดูจาก ตําแหน่งของแถบใน CsCl gradient ถ้าแบคทีเรีย 2 ชนิดสัมพนธั ์กนมากจะไดั ยอด้ (peak) ที่ แหลมมาก ความแหลมของ curve และความแคบของแถบจะสัมพนธั ์โดยตรงกบคั ่า G + C content การวิเคราะห์ DNA โดยแสดงในรูป G + C content คาท่ ี่ไดเป้ ็นเพียงค่าเฉลี่ยและแทน ดวย้ peak ของการกระจายแบบปกติเท่าน้นั ปัจจุบันการใช้ค่า G + C content ในการจดจั าแนกแบคทํ ีเรีย พบวาท่ ี่อยในสกู่ ุล เดียวกนจะมั ีค่าต่างกนเลั ็กนอย้ ดังตารางที่ 2.2 และขอบเขตภายในสกุลเดียวกนกั ็ยังอยในวงู่ แคบ (มักไม่เกิน 10-15 โมลเปอร์เซ็นต)์

อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 17

ตารางที่ 2.2 แสดงคา่ G + C content ของแบคทีเรียสายพนธั ์ต่างๆ ของเช้ือ Pseudomonas sp. Pseudomonas ssp. Number of strains G + C content of DNA, mole examined percent (mean value ± standard deviation) P. aeruginosa 11 67.2±1.1 P. acidovorans 15 66.8±1.0 P. testosteroni 9 61.8±1.0 P. multivorans 12 67.6±0.8 P. pseudomallei 6 69.5±0.7 P. putida 6 62.5±0.9 ที่มา : Mandel, 1966 อ้างโดย ดวงพร คันธโชติ, 2537

2) การหาดีกรีของการเกิดสายผสม (Hybridization) หลกการคั ือ ทํา DNA สายคู่ใหแยกเป้ ็นสายเดี่ยวโดยใชความร้ ้อน (denature) จากน้นนั ามาผํ านความเย่ ็น (อุณหภูมิ 10-30 oC) โดยทาใหํ เย้ นลงอย็ างช่ าๆ้ DNA สายเดี่ยวจะ กลบมาจั บคั ู่กนอั ีก (annealing) การรวมมกเปั ็นแบบเดาสุ่ม โดยส่วนที่รวมจะมีความคงตัว เรียกวา่ การจบคั ู่ที่คงทน (stable duplex) อัตราการรวมตวนั ้ีขึ้นกบปั ัจจยหลายอยั าง่ เช่น ความ ยาวเฉลี่ยของสาย DNA annealing temperature และความเขมข้ นของสารประกอบจ้ าพวกเกลํ ือ (คา่ ionic strength ของ medium) ซึ่งเป็นปัจจยทั ี่สําคญตั ่อการทางานของเอนไซมํ ์ (ภาพที่ 2.1) อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 18

ภาพที่ 2.1 แสดงการแยกและรวมกนของสายคั ู ่ DNA ที่มา : http://seqcore.brcf.med.umich.edu/doc/educ/dnapr/pg2.html

การจาแนกชนํ ิดแบคทเรี ียตามหนังสือเบอร์กี (นงลกษณั ์ สุวรรณพินิช และปรีชา สุวรรณพินิช, 2548) เอกสารอางอ้ ิงที่นิยมใช้กนมากทั ี่สุดในการจดหมวดหมั ่ของแบคทู ีเรียคือ Bergey’s Manual of systematic Bacteriological ซึ่งมี 4 เล่ม ดังน้ี Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มที่ 1 เป็นพวกแบคทีเรียแทจร้ ิงแก รมลบดารงชํ ีวิตแบบเคโมเฮเทอโรโทรฟ (chemoheterotroph) Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มที่ 2 รวมแบคทีเรียพวก เคโม เฮเทอโรโทรฟ ที่คุ้นเคย Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มที่ 3 เป็นแบคทีเรียที่แตกต่างจาก เล่ม 1 และ 2 บางชนิดมีแมแทบอลิซึมแตกต่างกนไปั เช่น พวกโฟโตโทรฟ (Phototroph) และ พวกเคโมลิโธโทรฟ (Chemolithotroph) Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มที่ 4 เป็นแบคทีเรียแกรมบวกเป็น เสนสายท้ ี่มีรูปร่างซบซั อน้ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 19

Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มที่ 1 รวมแบคทีเรี ยที่แท้จริ งแกรมลบดํารงชี วิตแบบเคโมเฮเทอโรโทรฟ (chemoheterotroph) มีความสําคัญทางคลินิก อุตสาหกรรมและเกษตรกรรม ส่วนใหญ่มี สัณฐานวิทยาและการเรียงตวของเซลลั ์คอนข่ างง้ ่าย โครงสร้างไม่สลบซั บซั อน้ เช่น Prosthecae ซึ่งเป็นส่วนของผนงเซลลั และเย์ อหื่ ุ้มเซลล์กึ่งแขงท็ ี่ยื่นออกมา ชีท (sheath) ซึ่งเป็นท่อกลวงหุ้ม สายหรือไตรโคม (trichome) เอนโดสปอร์ทนความร้อน และซีสต ์ (cyst) มีสภาพเป็นผนงหนาั ทนความแหงแล้ งแต้ ่ไม่ทนร้อน เซลลไม์ ่เรียงตวเปั ็นไตรโคม สืบพนธั ์โดยการแบ่งตวเปั ็นสอง ตามขวาง มากกว่าการแตกหน่อ (budding) การหักเป็นท่อน (fragmentation) หรือการสร้าง สปอร์ การเคลื่อนที่ส่วนใหญ่จะเคลื่อนที่แบบอิสระมากกวาการค่ ืบคลาน (gliding) ส่วนใหญ่ ดํารงชีวิตแบบเฮเทอโรโทรฟ บางชนิดดารงชํ ีพแบบออโตโทรฟในที่มีก๊าซไฮโดรเจน บางชนิด เป็นปรสิต (parasite) บางชนิดทาใหํ เก้ ิดโรครุนแรง (pathogen) เป็นต้น กลุ่มน้ีแบ่งออกเป็น 12 กลุ่ม ดังน้ี 1. สไปโรขีต (Spirochetes) สไปโรขีตมีลักษณะต่างจากแบคทีเรียชนิดอื่นๆ คือ รูปร่างบิดเป็นเกลียว สามารถบิด(twist) รูปร่างได ้ มีแฟลกเจลลาชนิดพิเศษที่เรียกว่า เพอริพลาสมิกแฟลกเจลลา (periplasmic flagella) หรือเรียกแอกเซียลไฟบริล (axial fibril) หรือเอนโดแฟลกเจลลา (endoflagella) โครงสร้างที่แตกต่างจากแบคทีเรียแทจร้ ิงแกรมลบอื่นๆ คือ ตําแหน่งเพอริพ ลาสมิกแฟลกเจลลา ซึ่งอยระหวู่ างเมมเบรนช่ ้นนอกั (outer membrane) กบโพรโทพลาสมั ิกไซ ลินเดอร์ (protoplasmic cylinder คือ โพรโทพลาสต์กบเพปตั ิโดไกลแคนที่หุ้ม) นันค่ ือตาแหนํ ่ง ของมนอยั ในอยู่ ในเพรู่ ิพลาสมิกสเปซ (periplasmic space) ของเซลล ์ เพอริพลาสมิกแฟลกเจล ลามีโครงสร้างคลายแฟกเจลลาธรรมดารวมท้ ้งเบซั ลบอดั ้ี (basal body) และมีหนาท้ ี่ในการใน การเคลื่อนที่ สไปโรขีตเคลื่อนที่ได้ดีที่สุดในตวกลางทั ี่มีความหนืดสูง ในขณะที่แบคทีเรีย มีแฟกเจลลาธรรมดาเคลื่อนที่ได้ดีที่สุดในที่ความหนืดตํ่า และสไปโรขีตยงเคลั ื่อนที่แบบคืบ คลานบนผวติ ัวกลางที่แข็ง อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 20

ภาพที่ 2.2 ลักษณะของสไปโรขีต ที่มา : http://hawashpharma.blogspot.com/2011/07/spirochetes.html

สไปโรขีตประกอบอนดั บสไปโรคั ีตาเลส (Order Spirochaetales) แบ่งเป็นตระกลสไปู โรคีตาซี (Spirochaetaceae) และ เลปโตสไปราซี (Leptospiraceae) 1.1 ตระกูลสไปโรคีตาซี มีลักษณะเป็นแอนแอโรบ แฟคลเตตั ีฟแอนแอโรบหรือไม โครแอโรบ แหล่งคาร์บอนและแหล่งพลังงานได้จากคาร์โบไฮเดรตหรือกรดอะมิโน เช่น สไป โรคีตา (Spirochaeta) คริสติสสไปรา (Cristispira) ทรีโปนีมา (Treponema) และบอรีเลีย (Borrelia) 1.2 ตระกลเลปโตสไปราซู ี มีลักษณะเป็นแอนแอโรบ แล่งคาร์บอนและแหล่งพลงงานั ไดจากกรดไขม้ ัน เช่น เลปโตสไปรา (Leptospira) 2. แบคทเรี ียแกรมลบมีรูปร่างเป็ นเกลยวหรี ือวิบริออย เคลอนทื่ ี่ได้แอโรบิก หรือไมโคร แอโรฟิ ลิก (Aerobic/microaerophilic, motile, helical/vibrioid, gram negative bacteria) แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีลักษณะคือ เซลล์มีความแข็งแรง มีรูปร่างวิบริออยด ์ (vibrioid) ที่มีการบิดนอยกว้ า่ 1 รอบถึงเฮลิคัล (helical) ที่บิดเกลียว (มีการบิดมากกวา่ 1 รอบ ถึงหลายรอบ) เคลื่อนที่โดยแฟลกเจลลาที่อยทีู่่ ปลายข้วั (polar flagella) เป็นพวกแอโรบิก หรือ ไมโครแอโรฟิลิก ไม่ยอยคาร่ ์โบไฮเดรต มกใหั ผลบวกก้ บปฏั ิกิริยาออกซิเดส (เนื่องจากมีไซโต โครมซี) แบคทีเรียส่วนใหญ่เป็นแซโรไฟต์ที่ไม่ทําอนตรายั พบในน้าจํ ืด นํ้าเค็ม มีน้อยที่เป็น ปรสิต และอาจเป็นพาโธเจนกบคนั สัตวหร์ ือแบคทีเรีย ตัวอยางแบคท่ ีเรียกลุ่มน้ี เช่น อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 21

Aquaspirillum มีรูปร่างเป็นเกลียวหรือวิบริออยด ์ มีแฟลกเจลลาเป็นกลุ่มที่ปลายข้วั ทั้งสอง พวกเซนโพรไฟตชอบออกซ์ ิเจน หรือชอบออกซิเจนนอยๆ้ พบในน้านํ ่ิง นํ้าจืด ไม่พบ ในน้าเคํ มหร็ ือน้าเกลํ ือ 3% Azospirillum มีลักษณะเป็นเซลล์อ้วนและเป็นวิบริออยด ์ มีเฟลกเจลลาเส้นเดียวที่ขั้ว เซลล ์ พบในรากหญ้า ข้าวสาลี ข้าวโพด สามารถตรึงก๊าซไนโตรเจนในรากพืช ในสภาพที่ตรึง ไนโตรเจนจะเป็นพวกชอบอากาศน้อยๆ แต่จะตองการอากาศถ้ าให้ ้เกลือแอมโมเนียมเป็น แหล่งไนโตรเจน Oceanospirillum .กลุ่มน้ีเซลล์มีรูปร่างเป็นเกลียว มักมีแฟลกเจลลาเป็นกลุ่มที่ปลาย ขั้วท้งสองของเซลลั ์ จัดเป็นกลุ่มแอโรบิก เป็นแซโพรไฟตไม์ ่ทาอํ นตรายั พบตามชายฝ่ังทะเล หรือตองการความเค้ มในการเจร็ ิญ Campylobacter กลุ่มน้ีมีแฟลกเจลลา 1 เส้นที่ขั้วเดียวหรือ 2 ขั้วของเซลล ์ เป็นปรสิต แบบไมโครแอโรฟิลิกในอวนวะสั ืบพนธั ุ์ ลําไส้ ช่องปากของคนและสัตวเล์ ้ียงลูกดวยน้ ้านมํ พวกพาโธเจน เช่น C.jejuni ทําใหเก้ ิดอุจจาระร่วงในคน Bdellovibrio กลุ่มน้ีเป็นพวกแอโรบิก วิบริออยด์มีแฟลกเจลลาที่ขั้ว 1 เส้น เป็นปรสิต กบแกรมลบอั ื่นๆ โดยแทรกผานเน่ ้ือเยอชื่ ้นนอกของผนั งเซลลั แล์ ะเจริญอยในเพอรู่ ิพลาสมิกส เปซ พบในดิน ของเสีย นํ้าจืด นํ้าเค็ม 3. แบคทีเรียแกรมลบ รูปโค้ง ไม่เคลื่อนที่ (Non motile or rarely motile gram negative curved bacteria) แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีเซลลแข์ งแรง็ มีรูปร่างต้งแตั ่ coil, helical, spiral, ring (เซลลเป์ ็นรูป โคงและม้ วนมาจนตรงปลายเหล้ ื่อมกนั ) ไม่มีการเคลื่อนที่ พวกแซโพรไฟตไม์ ่เป็นพิษภัย พบ ในดิน นํ้าจืด นํ้าเค็ม ตัวอยางเช่ ่น ตระกลูสไปโรโซมาซี (Spirosomaceae) มี 3 จีนัส เป็นพวก ชอบอากาศไม่มีก๊าซแวคิวโอในเซลล ์ ใหปฏ้ ิกริยาออกซิเดสและคาตาเลสเป็นบวก บางพวกให้ โคโลนีสีเหลือง (จีนัส Spirosoma) โคโลนีสีชมพู (จีนัส Runella และ Flectobacillus) ส่วน จีนัส Microcyclus มีก๊าซแวคิวโอลภายในเซลล์และโคโลนีไม่มีสี 4. แบคทีเรียแกรมลบรูปท่อน ทรงกลมและเป็ นแอโรบิก (Aerobic gram-negative rods and cocci) แบคทีเรียในกลุ่มน้ีมีลักษณะคือ เซลลเป์ ็นท่อนตรงหรือโคงเล้ กน็ อย้ (ไม่เป็น เกลียว) แต่บางพวกเป็นทรงกลมมีกระบวนการหายใจโดยเฉพาะแบคทีเรียกลุ่มน้ีมีหลาย ตระกูล ไดแก้ ่ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 22

ตระกูลซูโดโมนาดาซี (Pseudomonadaceae) มีลักษณะสาคํ ญคั ือ เป็นเซลล์ท่อนตรง หรือโคงเล้ กน็ อย้ เคลื่อนที่โดยใชแฟลกเจลลาท้ ี่ขั้วเซลล ์ ใหผลคาตาเลสเป้ ็นบวกและมกใหั ออก้ ซิเดสเป็นบวก ตัวอยางแบคท่ ีเรียกลุ่มน้ีเช่น Pseudomonas พบได้ทัวไปในด่ ินและน้าํ หลาย ชนิดเป็นพาโธเจนกบคนและสั ัตว ์ บางชนิดทาใหํ เก้ ิดการเน่าเสีย Xanthomonas จีนัสน้ีใหรงค้ วัตถุสีเหลืองทุกชนิดทาใหํ เก้ ิดโรคกบพั ืชเช่น โรคใบจุด (spot) ลาย (streak) พืชเหี่ยวแห้ง (wilt) พวกน้ีสามารถสร้างเมือกขบออกั นอกเซลล ์ (xanthan gum) เป็นสารพวกโพลิแซ็กคาไรด์มี ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารและสี Zoogloea มีลักษณะฝังอยู่ในเจลาตินัสมาทริกซ์ (gelatinous matrix) มีลักษณะเป็นเมือกยนคลื่ ายน้ ิ้วมือ ตระกูลอะโซโตแบคเทอราซี (Azotobacteraceae) มีลักษณะคือ เซลล์มีขนาดใหญ่ ปลายทู่ รูปท่อน ทรงกลมหรือรูปไข่ ลักษณะการเคลื่อนที่และการเรียงตวของแฟลกเจลลาั แตกต่างกนั บางชนิดไม่เคลื่อนที่ เป็นแซโพรไฟต์ที่พบในดิน น้าํ รอบๆรากพืช มีการตรึง ไนโตรเจนในสภาวะที่มีอากาศ มีอัตราการหายใจที่สูงมาก เพื่อให้ก๊าซออกซิเจนหมดไป โดยเร็วที่ผิวเซลล ์ ทําใหสภาพในเซลล้ เป์ ็นสภาพไร้อากาศ วิธีนี้เป็นการป้ องกนเอนไซมั ไนโตร์ จีนัสคอมเพลกซ็ ์ ไม่ให้ถูกยบยั ้งภายใตั สภาพท้ ี่มีอากาศ ไดแก้ ่ Azotobacter ที่สร้างซีส (cyst) ที่ ทนความแหงแล้ งได้ ้ดี แต่ไม่ทนร้อน ตระกูลโรโซเบียซี (Rhizobiaceae) มีลักษณะเป็นรูปท่อนที่สร้างปมที่ราก (root nodule) มี 3 จีนัสคือ Rhizobium และ Bradyrhizobium สามารถตรึงก๊าซไนโตรเจนโดยมี ความสมพั นธั ์แบบซิมไบโอซิสกบรากพั ืชตระกลถู ว่ั แบคทีเรียจะอยทู่ ี่รากขนอ่อน แลวผ้ านเข่ ้า ไปกระตุ้นให้เกิดเป็นปมราก ตอนน้ีแบคทีเรียเปลี่ยนรูปร่างแบคทีรอยด์ (bacteroid) และเกิด เลกฮีโมโกลบิน (leghemoglobin) ภายในปนราก เพื่อป้ องกันเอนไซม์ไนโตรจีเนส (nitrogenase) ไม่ให้ถูกทาลายจากกํ ๊าซออกซิเจน ส่วนอีกจีนัสคือ Agrobacterium กลุ่มน้ีไม่ตรึง ก๊าซไนโตรเจน เป็นพาโธเจนกบพั ืช ทําให้เกิดตุ่ม (gall) ในพืช เนื่องจาก Agrobacterium tumefaciens สามารถเปลี่ยนแปลงเซลลปกต์ ิใหเป้ ็นเซลลเน์ ้ืองอก (tumor cell) เมื่อเกิดเน้ืองอก แลวแม้ ไม้ ่มีแบคทีเรียอยกู่ สามารถท็ าใหํ เซลล้ ์ผิดปกติต่อไปได้ ตระกูลเมทิลโลค็อกคาซี (Methylococcaceae) มีลักษณะคือ เซลล์มีรูปร่างท่อน วิบริ โอหรือกลมสามารถใช้มีเทนเป็นแหล่งคาร์บอนและพลงงานในสภาพแอโรบั ิกหรือไมโครแอ โรฟิลิก แบคทีเรียกลุ่มน้ีไม่ให้โทษ พบในดิน โคลนหรือแหล่งน้าํ บางชนิดตรึงไนโตรเจนใน สภาพไมโครแอโรฟิลิก ตวอยั ่างเช่น Methyllococcus และ Methylomonas จดเปั ็นพวก ออกซิไดซ์มีเทนอยางแท่ จร้ ิง (obligate methane-oxidizer) อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 23

ตระกูลอะซีโตแบคเทอราซี (Acetobacteraceae) กลุ่มน้ีเซลล์มีลักษณะรูปไข่จนถึงรูป ท่อน สามารถออกซิไดซ์เอทานอลไปเป็นกรดอะซิติก ในสภาวะแวดลอมเป้ ็นกลางหรือกรด (pH 4.5) จีนัส Acetobacter มีแฟลกเจลลารอบขาง้ และจีนัส Gluconobacter มีแฟลกเจลลาที่ ปลายข้วของเซลลั ์ ทั้งสองจีนัสจะแตกต่างกนทั ี่ปฏิกิริยาทางชีวเคมี ซึ่งท้งสองจั ีนัสน้ีพบใส ธรรมชาติในสภาพที่เป็ นกรดและมีน้ําตาลหรือแอลกอฮอล์มาก เช่น ผลไม้ เบียร์ ไวน์ นํ้าสมสายช้ ู เป็นต้น กลุ่มที่มีความสาคํ ญทางอั ุตสาหกรรมเช่น Acetobacters ใช้ทําน้าสํ ้มสายชู gluconobacters ใชในการท้ าสารเคมํ ี เช่น ไดไฮดรอกซีอะซีโตน (dihydroxyacetone) กรด 5-คี โตกลูโคนิก ตระกูลลเจี ินเนลลาซี (Legionellaceae) มีลักษณะเป็นรูปท่อน ต้องการแอล-ซีสเทอีน (L-cysteine) เกลือของเหลกและผงถ็ ่าน (activated powdered charcoal) ในการเจริญเติบโต ผง

ถ่านช่วยทาลายความเปํ ็นพิษของไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ (H2O2) ในอาหาร มี 1 จันัส คือ Legionella เคลื่อนที่ด้วยแฟลกเจลลาที่ขั้วเซลลหร์ ือรอบๆ เซลล ์ พบที่ผิวน้าํ สระน้าหรํ ือแหล่ง นํ้าที่มีความร้อน เช้ือทุกชนิดเป็นพวกฉวยโอกาสที่ทําใหเก้ ิดโรคกบคนั คือโรคลีเจินเนลโลซิส (legionellosis) ตระกลูไนซิริเอซี (Neisseriaceae) เช้ือแบคทีเรียในกลุ่มน้ีมีลักษณะเป็นรูปท่อนหรือ ทรงกลมที่ไม่เคลื่อนที่ ใหผลการทดสอบคาตาเลสเป้ ็นบวก ตัวอยางแบคท่ ีเรียที่สําคญในกลั ุ่มน้ี เช่น Neisseria จีนัสน้ีให้ผลออกซิเดสและคาทาเลสเป็นบวก รูปร่างทรงกลม พบเป็นคู่ ด้านที่ ติดกนจะแบนั เป็นปรสิตอยในเยู่ อเมื่ ือกของคนและสัตว ์ มี 2 ชนิด ที่ทําใหเก้ ิดโรคอยางแรงก่ บั คนคือ N.gonorrhoeae เกิดโรคโกโนเรียและ N.meningitidis เกิดโรคเยื่อหุ้มสมองและไขสัน หลงอั กเสบั อีกจีนัสคือ Acinetobacter เป็นแบคทีเรียรูปท่อนติดต่อกนสองเซลลั ์ (diplobacilli) ให้ผลคาตาเลสบวก ออกซิเดสลบ เป็นแซโรไฟต์ พบในดิน ในน้าหรํ ือน้าเสํ ีย และโรคฉวย โอกาสที่ทาใหํ เก้ ิดโรคได ้ 5. แบคทีเรียแกรมลบ รูปท่อน แฟคัลเตตีฟแอนแอโรบ (Facultatively anaerobic gram negative rods) แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีลักษณะสาคํ ญคั ือ รูปร่างเป็นท่อนตรงหรือท่อนโค้ง หายใจแบบใช้ออกซิเจนและแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยกระบวนการหมัก (fermentation) คาร์โบไฮเดรตได ้ จีนัสส่วนใหญ่เกี่ยวของก้ บสั ัตวหร์ ือพืช บางชนิดพบในดินหรือในน้าํ ซึ่ง แบคทีเรียในกลุ่มน้ีแบ่งเป็นตระกลตู ่างๆ ได้ดังน้ี ตระกูลเอนเทอโรแบคทีริซี (Enterobacteriaceae) มีลักษณะสาคํ ญคั ือเซลล์มีขนาด เส้นผานศ่ ูนยกลาง์ 0.3-1.5 ไมโครเมตร รูปร่างเป็นท่อนตรง เคลื่อนที่โดยใชแฟลกเจลลาท้ ี่มี อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 24

รอบตัว ให้ผลออกซิเดสเป็นลบ ไม่ต้องการ Na+ เพื่อเพ่ิมการเจริญของเซลล ์ เซลล์มีเอนติเจน พิเศษที่เรียกว่า เอนเทอโรแบคทีเรียลคอมมอนแอนติเจน (enterobacterial common antigen) ตระกลูนี้มีหลายจีนัส จีนัสที่สําคญมั ีดังน้ี Escherichia สปีชีร์ที่สําคญคั ือ E.coli พบในลาไสํ ้คน และสัตวเล์ ือกอุ่น เป็นแบคทีเรียประจาถํ ่ิน บางสายพนธั ุ์ทาใหํ ้เกิดกระเพาะและสําไส้อักเสบ บางชนิดทาใหํ ้เกิดการติดเช้ือในทางเดินปัสสวะ จีนัส Shigella ทุกสายพนธั ุ์ทําใหเก้ ิดโรคบิด ในคน จีนัส Salmonella ทุกสายพนธั ุ์ทําให้เกิดโรคกบคนั เช่น ไทฟอยด์ พาราไทฟอยดกระ์ และลาไสํ ้อักเสบและโลหิตเป็นพิษ เป็นต้น จีนัส Enterobacter มักพบในน้าํ นํ้าเสีย ดิน เน้ือ พืช ผัก บางชนิดพบในอุจจาระของคนและสัตว ์ บางชนิดเป็นพวดฉวยโอกาสทาใหํ ้เกิดโรค จีนัส Erwinia เป็นแบคทีเรียส่วนใหญ่เกี่ยวของก้ บพั ืช มักทาใหํ เก้ ิดโรคกบพั ืช (plant pathogen) จีนัส Serratia พบทวไปในด่ั ิน นํ้า ผิวของพืช มีหลายสายพนธั ุ์ที่ใหโคโลน้ ีสีแดง ชมพ ู หรืออาจ เป็นเช้ือที่ฉวยโอกาส ทําใหเก้ ิดโรคในคน จีนัส Proteus กลุ่มน้ีพบในลาไสํ ้คน สัตว ์ นํ้าเสีย ใน ดิน เป็นเช้ือฉวยโอกาสทาใหํ เก้ ิดโรคในคน คือ P.mirabilis ซึ่งทาใหํ ้ติดเช้ือในทางเดินปัสสาวะ ของคน จีนัส Yersinnia เป็นปรสิตของสตวั แต์ ่สามารถเกิดการติดเช้ือในคนได ้ เช่น Y.pestis ทํา ใหเก้ ิดโรคกาฬโรค ตระกูลวิบริโอนาซี (Vibrionaceae) ตระกูลน้ีมีลักษณะที่สําคญคั ือ เซลล์มีขนาดเส้น ผานศ่ ูนยกลาง์ 0.3-1.3 ไมโครเมตร เซลล์มีรูปร่างตรงหรือท่อน เคลื่อนที่โดยแฟลกเจลลาที่ขั้ว ใหผลออกซ้ ิเดสเป็นบวก บางจีนัสตองการ้ Na+ ในการเจริญเติบโต เซลลไม์ ่มีแอนติเจนร่วมกบั พวกเอนเทอโรแบคทีเรีย พบได้ทั้งในน้าจํ ืด นํ้าเค็ม ไดแก้ ่ Vibrio เป็นจีนัสที่มีแฟลกเจลามีเบรม แบรนหุ้ม พบในน้ําที่มีความเค็มแตกต่างกัน บางชนิดให้แสงสีฟ้า-เขียวที่เรืองแสงได ้ (bioluminescence) ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ลูซิเฟอเรส (luciferase) ที่ใชออกซ้ ิเจน Vibrio ส่วนใหญ่เป็นแซโรไฟต์ที่ไม่ทําอนตรายั แต่มีบางชนิดที่ทําให้เกิดโรค เช่น V.cholerae ทําให้เกิดอหิวาตกาโรคในคน V.parahaemolyticus ทําให้เกิดโรคกระเพาะอกเสบในคนั เป็น ต้น ตระกูลพาสเจอเรลลาซี (Pasteurellaceae) มีลักษณะที่สําคญคั ือเซลล์มีขนาดเส้นผาน่ ศูนยกลาง์ 0.2-.04 ไมโครเมตร มีรูปร่างเป็นท่อนตรง ไม่เคลื่อนที่ ใหผลออกซ้ ิเดสเป็นบวก ไม่ ต้องการ Na+ ในการเจริญ ไม่มีแอนติเจนร่วมกบพวกเอนเทอโรแบคทั ีเรีย ต้องการสารอาหาร ซับซอน้ ตระกลูนี้เป็นปรสิตสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง ไดแก้ ่ Pasteurella เป็นปรสิตในเยื่อเมือก ของทางเดินหายใจส่วนบนในสัตวเล์ ้ียงลูกดวยนมและนก้ (แต่ไม่พบในคน) เช้ือตวสั าคํ ญทั ี่ทํา ให้เกิดโรคคือ P.multocida ทําให้เกิดเป็นพิษในววคั วาย และเกิดโรคอหิวาตกโรคในสัตว์ปีก อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 25

จีนัส Actinobacillus แบคทีเรียในกลุ่มน้ีเป็นปรสิตในสัตว์เล้ียงลูกด้วยนมและนก เช่น A.lignieresii ทําใหเก้ ิดเน้ืองอกเมดเล็ กๆในว็ ัว ควายและแกะ เป็นต้น 6. แบคทีเรียแกรมลบแอนแอโรบ รูปท่อนตรง โค้งและเป็ นเกลยวี (Anaerobic, gram negative straight, curved and helical rods) แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีอยตระกู่ ลเดู ียวคือ ตระกูลแบคทีรอยดาซี (Bacteroidaceae) มีลักษณะที่สําคญคั ือ เป็นกลุ่มแอนแอโรบ ไม่สร้างเอนโดสปอร์ อาจเคลื่อนที่ได้หรือไม่ได้ ไม่หายใจแบบแอนแอโรบโดยใช้ สารประกอบอนินทรีย์ซัลเฟอร์เป็นตวรั ับอิเลกตรอน็ บางชนิดหายใจแบบแอนแอโรบ โดยใช้ ไนเตรตเป็นฟูมาเรตเป็นตวรั ับอิเล็กตรอน ส่วนใหญ่มีเมทาบอลิซึมแบบเฟอร์เมนเตชนแบบั เดียว เช้ือส่วนใหญ่ใชกรดอ้ ินทรียเป์ ็นผลจากกระบวนการหมัก เช้ือในกลุ่มน้ีพบในช่องปาก และลาไสํ ้คนและสัตว ์ เช้ือบางชนิดทาใหํ ้เกิดโรคในคน เช่น Bacteroides fragilis ซึ่งเป็น แบคทีเรียแอนแอโรบที่แยกไดจากเน้ ้ือเยออื่ ่อนๆของคน 7. แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟอร์หรือซัลเฟต (Dissimilatory sulfate or sulfur-reducing bacteria) แบคทีเรียกลุ่มน้ีเป็นแอนแอโรบ หายใจโดยใชสารประกอบอน้ ินทรีย์ซัลเฟอร์ เป็นตวรั ับอิเลกตรอน็ และไดไฮโดรเจนซ้ ลไฟตั เป์ ็นจานวนมากํ พบในโ คลน นํ้าจืด นํ้าเค็ม นํ้า กร่อยและในลาไสํ ้คนและสัตว ์ เช่น จีนัส Desulfuromonas ซึ่งหายใจโดยใชธาต้ ุซัลเฟอร์เป็น ตัวรับอิเล็กตรอน ส่วนจีนัส Desulfovibrio และ Desulfococcus สามารถใช้ซัลเฟต ไทโอ ซลเฟตหรั ือสารประกอบซลเฟอรั ์ที่ถูกออกซิไดซ์เป็นตวรั ับอิเลกตรอน็ 8. แบคทเรี ียรูปทรงกลม แกรมลบ แอนแอโรบ (Anaerobic gram negative cocci) มีตระกูลเดียวคือ ตระกลูวีลโลเนลลาซี (Veilloneellaceae) มีลักษณะที่สําคัญ คือ เซลล์รูปร่างทรงกลมไม่เคลื่อนที่ มกอยั ู่เป็นคู่ โดยเอาด้านแบนติดกนั มี 3 จีนัสคือ Veillonella, Acidaminococcus, Megasphaera พบในช่องปาก ทางเดินหายใจ หรือทางเดิน อาหารของคน สัตวเค์ ้ียวเอ้ือง สัตว์ฟันแทะและหมู 9. ริกเกตเซียและแคลมิเดีย (The Rickettsias and Chlamydias) เป็นปรสิตที่แทจร้ ิง เจริญไดบนโฮสต้ เท์ ่าน้นั ติดสีแกรมลบ ไม่เคลื่อนที่ ซึ่งมี ลกษณะทั ี่แตกต่างจากไวรัสคือ มีทั้ง DNA และ RNA เพ่มจิ านวนแบบแบํ ่งตวจากหนั ึ่งเป็นสอง (binary fission) ผนังเซลล์มีกรดมีรามิก (muramic acid) มีไรโบโซม มีเอนไซมของ์ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 26

กระบวนการเมทาบอลิซึม ถูกยบยั ้งดั วยยาท้ ี่ต่อตนแบคท้ ีเรียและสร้าง ATP เป็นแหล่งพลงงานั ได ้ อันดับริกเกตเซียเลส (Order Rickettiales) แตกต่างจากแคลมิเดียคือมีกระบวนการเม ทาบอลึซึมที่ซับซอนกว้ ่าและสังเคราะห์ ATP ได ้ ไม่มีวงจรการเจริญที่สลบซั บซั อน้ โดยอาจ เป็นโฮลต์หรือพาหะถ่ายทอดริกเกตเซียไปยงสั ัตว์มีกระดูกสันหลัง ทําให้เกิดโรคในคน ลักษณะที่สําคญของจั ุลินทรีย์ในกลุ่มน้ีคือ รูปร่างท่อนหรือกลม ขนาด 0.3-0.7 ไมโครเมตร เซลล์มรกรดมิวรามิกและกรดไดอะมิโนพิมิลิก มี DNA เป็นสายคู่ การเพ่ิมจานวนจากหนํ ึ่งเป็น สอง การแทรกผานเข่ าโฮลต้ แล์ ะปรสิตตองม้ ีชีวิตและมีกระบวนการเมทาบอลิซึมเอง เมื่อเข้า เซลลฟาโกไซต์ แล์ วจะแบ้ ่งตวในไซโตพลาซั ึมจนเต็มโฮลตแล์ วแตกออก้ สามารถออกซิไดส์ กรดอะมิโนและกลูตาเมตได้ แต่ไม่สามารถออกซิไดซ์กลูโคส หรือกรดอินทรีย์ สามารถ สังเคราะห์สารขนาดเลกเพ็ ื่อใช้สังเคราะห์สารโมเลกุลใหญ่เพื่อการเจริญ แบ่งเป็น 3 ตระกลคู ือ ตระกลรู ิกเกตเซียซี (Rickettsiacceae) ตระกลบารู ์โทเนลลาซี (Bartonellaceae) และ ตระกลแอู นาพลาสมาตาซี (Anaplasmataceae) อันดับแคลมิเดียเลส (Order Chlamydiales) แคลมิเดียเลสต่างจากริกเกตเซียคือ ไม่ สามารถสร้าง ATP ได้ต้องอาศยจากโฮลตั และม์ ีวงจรการเจริญเฉพาะ ) แคลมิเดียแบ่งเป็น ตระกลเดู ียวคือ ตระกลแคลมู ิเดียซี (Chlamydiaceae) มีเพียง 1 จีนัสคือ Chlamydia ทําใหเก้ ิด โรคตาแดง หนองในเทียมหรือกามโรค เป็นต้น 10. ไมโคพลาสมา (The Mycoplasmas) ไมโคพลาสมาเป็นส่ิงมีชีวิตที่มีขนาดเล็กที่สุด สืบพนธั ุ์นอกเซลลของโฮสต์ ์ เนื่องจากไมโคพลาสมาเปลี่ยนแปลงรูปร่างได ้ (pleomorphic) ขนาดเส้นผานศ่ ูนยกลาง์ 0.12- 0.25 ไมโครเมตร ไมโครพลาสมามีลักษณะคือ ไม่มีผนงเซลลั ์ มีแต่เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีสเตอรอล ไม่มีกรดมิวรามิกและกรดไดอะมิโนพิมีลิก เซลล์ยืดหยุดได้จึงเปลี่ยนรูปร่างจากทรงกลมเป็น เส้นดาย้ สามารถลอดผ่านเครื่องกรองแบคทีเรีย เซลล์ถูกทาลายใํ ห้แตกถาเก้ ิดกระบวนการ ออสโมซิส ไม่ถูกทาลายดํ วยยาเพน้ ิซิลินและไซโคลเซอรีน เพราะไม่มีผนงเซลลั ์ แต่ถูกทาลายํ ด้วยเตตราไซคลินซึ่งทาลายทํ ี่กระบวนการสงเคราะหั ์โปรตีน ดํารงชีวิตเป็นแฟคลเตทั ีฟแอนแอ โรบหรือแอนแอโรบอย่างแทจร้ ิง มีจีโนมน้อยประมาณ 1/5 หรือ ½ ของแบคทีเรียอื่น มี ความสามารถในการสังเคราะห์สารต่างๆไดอย้ างจ่ ากํ ดั จึงตองการอาห้ ารพิเศษ ไมโคพลาสมา จัดอยในคลาสมอลลู่ ิคิวเทส (Class Mollicutes) มีเพียง 1 อันดบคั ือ ไมโครพลาสมาตาเลส (Mycoplasmataceae) มี 3 ตระกลคู ือ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 27

ตระกูลไมโคพลาสมาตาซี (Mycoplasmataceae) เป็นปรสิตอยในเยู่ อเมื่ ือก และขอต้ ่อ ของคนและสัตว์ต้องการคอเลสเตอรอลในการเจริญ M.pneumoniae สําคญทั ี่สุดในคน เนื่องจากทาใหํ เก้ ิดโรคนิวมอเนีย (primary atypical pneumonia) ตระกูลอะโคลีพลาสมาตาซี (Acholeplasmataceae) พบในสัตว์มีกระดูกสันหลัง นํ้า เสีย ดิน พืช ไม่ต้องการคอเลสเตอรอล ยังไม่ทราบถึงผลในการทาใหํ ้เกิดโรค ได้แก่จีนัส Acholeplasma เป็นแซโพรไฟตหร์ ือปรสิตในสตวั เล์ ้ียงลูกดวยนมและนก้ ตระกูลสไปโรพลาสมาตาซี (Spiroplasmataceae) รูปร่างเป็นเกลียวและเคลื่อนที่ได้ โดยไม่มีแฟลกเจลลา ยังไม่ทราบกลไกการเคลื่อนไหว มีเพียง 1 จีนัส คือ Spiroplasma ทําให้ เกิดโรคกบสั ้มและพืชอื่น สามารถแยกไดจากของเหลวจากพ้ ืชและผิวลาตํ นพ้ ืช รวมท้งอารั ์โธ รปอดที่กินพืช Bergey’s Manual of systematic Bacteriological เล่มท ี่ 2 รวมแบคทีเรียพวกเคโมเฮเทอโรโทรฟ ไม่มีพวกที่สร้างโพรสธีกา ชีท ซีสต ์ (Prosthecae, sheath, cyst) บางพวกทนร้อนและมีเอนโดสปอร์ บางพวกเปลี่ยนแปลงรูปร่างได ้ ส่วนใหญ่เป็นเซลลเด์ ี่ยวคู่ หรือสาย มีแฟลก-เจลาที่ใชเคล้ ื่อนที่ แบ่งตวจากหนั ึ่งเป็นสอง บาง จีนัสสืบพนธั ุ์โดยการหกเปั ็นท่อน (fragmentation) หรือสร้างโคนิดิสปอร์ (conidiospore) มีทั้ง แซโรไฟตและปรส์ ิตซึ่งแบ่งออกเป็นพวกต่างๆ ดังน้ี 1. แบคทเรี ียแกรมบวกทรงกลม (Gram positive cocci) แบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ได ้ 3 กลุ่ม ดังน้ี แบคทีเรียทรงกลม แอโรบ/แฟคัลเตตีฟ อแนแอโรบ (Aerobic/Facultatively Anaerobic cocci) ลักษณะสําคญคั ือมีไซโตโคม ใชออกซ้ ิเจนเป็นตวรั ับอิเล็กตรอนสุดทายใน้ กระบวนการหายใจบางชนิดไดพล้ งงานจากกระบวนการหมั กแบั ่งไดเป้ ็น 2 ตระกลคู ือ ตระกูล ไดโนค็อกคาซี (Deinococcaceae) มีลักษณะสาคํ ญคั ือ เซลลทรงกลมม์ กเรั ียง 4 เซลลหร์ ือ ลูกบาศก ์ ทนต่อรังสีแกมมาและรังสีอัตราไวโอเลตได้ดี มี 1 จีนัสคือ Deinococcus พวกน้ีมักทํา ให้อาหารที่ผานการฉายร่ ังสีเกิดการเสื่อมเสีย ตระกลูไมโครค็อกคาซี (Micrococcaceae) มี ลักษณะสําคญคั ือ รูปร่างทรงกลมเรียงตวเปั ็น 4 หรือ 8 เซลล ์ ไม่ทนรังสีแกมมาและรังสี อลตราไวโอเลตั มี 3 จีนัสคือ Micrococcus เป็นทรงกลมไม่เคลื่อนที่ หายใจแบบใชออกซ้ ิเจน คาตาเลสใหผลบวก้ โคโลนีสีแดง ส้ม เหลืองหรือไม่มีสี เป็นแซโรไฟตไม์ ่ก่อโรค มักอยในดู่ ิน นํ้าจืดอาจพบผิวหนงคนหรั ือสัตว ์ จีนัส Planococcus เป็นแอโรบิก ให้ผลคาตาเลสเป็นบวก อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 28

เคลื่อนที่โดยแฟลกเจลลา โคโลนีสีเหลือง-นํ้าตาล เป็ นแซโรไฟต์อยู่ในน้ําเค็ม จีนัส Staphylococcus เป็นทรงกลมไม่เคลื่อนที่ คาตาเลสให้ผลบวก แฟคลเตตั ีฟแอนแอโรบ มีทั้ง ออกซิเดตีฟและเฟอร์เมนเตตีฟเมแทบอลิซึม เป็นปรสิตที่ผิวหนัง เชื่อที่สําคญทั ี่ทําให้เกิดโรค คือ S.aureus ทําใหเก้ ิดฝี แผล หนอง อาหารเป็นพิษในคน สัตว ์ เป็นต้น แบคทีเรียแกรมลบ แอโรโทลีแรนท์ เฟอร์เมนเตตีฟ (Aerotolerant fermentative cocci) มีลกษณะคั ือ ไม่มีไซโตโครม มีแต่เฟอร์เมนเตตีฟเมแทบอลึซึม เจริญใน สภาพแอนแอโรบหรือแอโรบ เรียงตวเปั ็นคู่หรือสาย มี 3 จีนัส ไดแก้ ่ Streptococcus เซลลเร์ ียง เป็นคู่หรือสาย คาตาเลสให้ผลลบ โฮโมเฟอร์เมนเตตีฟให้ผลผลิตสุดทายเป้ ็นกรดแลกติก บาง สายพนธั ุ์ทนออกซิเจนได้ตาํ่ สามารถแบ่งกลุ่มโดยอาศยความแตกตั ่างของพอลิแซ็กคาร์ไรด์ที่ ผนังเซลล์ บางตัวเป็นบีต้า-ฮีโมไลติก เกิดบริเวณใสรอบโคโลนี ซึ่งย่อยเม็ดเลือดแดงได้ สมบูรณ์ บางตวมั ีแอลฟา-ฮีโมไลติกยอย่ เมดเล็ ือดแดงไม่สมบูรณ์ ส่วนใหญ่เป็นปรสิตของคน และสัตว ์ หลายชนิดทาใหํ ้เกิดโรค เช่น S.pyogenes ทาใหํ ้เกิดโรคคอเจ็บจากเช้ือสเตรปโต ค็อกคัส กรวยไตอกเสบเฉั ียบพลัน ไข้รูมาติก เป็นต้น จีนัส Leuconostoc เซลลเร์ ียงเป็นคู่ เป็น สาย ใหผลการทดสอบคาตาเลสเป้ ็นลบ เฮเทอโรเฟอร์เมนเตตีฟ ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด ์ เอ ทานอลหรือกรดอะซิติก พบได้จากแหล่งต่างๆ เช่น หญ้า ฟางขาว้ กะหลาปลํ่ ีดอง จีนัส Pediococcus เซลลอย์ เปู่ ็นคู่ 4 เซลล ์ การทดสอบคาตาเลสใหผลเป้ ็นลบ โฮโมแลกต็ ิกเฟอร์เมน เตชัน สามารถสร้างแคปซูลได ้ สามารถทาใหํ เบ้ ียเสียหรือหนืด แบคทเรี ียทรงกลมแอนแอโรบ (Anaerobic gram positive cocci) มีเมทาบอลิซึมแบบกระบวนการหมัก ต้องการคาร์โบไฮเดรตในการหมกเพั ื่อ การเจริญ บางชนิดสามารถยอยกรดอะ่ มิโน และไม่ต้องการคาร์โบไฮเดรต ส่วนใหญ่จะสร้าง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซม ์ ก๊าซไฮโดรเจน กรดไขมนสั ้นๆั ตัวอยางเช่ ่น จีนัส Peptococcus เซลล์ เรียงตวเปั ็นคู่ เป็น 4 เซลล ์ ใชกรดอะม้ ิโนเป็นแหล่งพลงงานั พบที่ลําไส้คนและทางเดินหายใจ จีนัส Peptostreptococcus เป็นคู่สายส้ันหรือยาวใชกรดอะม้ ิโนเป็นแหล่งพลงงานพบในคนั จีนัส Ruminococcus เป็นคู่สายส้ันหรือยาว ใชคาร้ ์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลงงานั พบในลาไสํ ้ ของสตวั ์ จีนัส Coprococcus เป็นคูสายส่ ้นหรั ือยาว ใชคาร้ ์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงาน พบใน อุจจาระคน และจีนัส Sarcina เรียงตวเปั ็น 8 เซลล์รูปลูกบาศกใช์ คาร้ ์โบไฮเดรตเป็นแหล่ง พลงงานั พบในเมลดธ็ ญพั ืช ดิน อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 29

2. แบคทีเรียแกรมบวกสร้างเอนโดสปอร์ (Endospore-Forming Gram-Positive Bacteria) ส่วนใหญ่มีรูปร่างเป็นท่อน มีน้อยที่เป็นทรงกลมติดสีแกรมบวก เคลื่อนที่โดย ใชเฟลกเจลลารอบต้ ัว ไดแก้ ่ แบคทีเรียทรงกลมและรูปท่อนที่สร้างสปอร์ และเป็ นแอโรบิก/แฟคัลเตตีฟแอนแอโรบ (Aerobic/Facultatively anaerobic sporeforming rods and cocci) จีนัส Bacillus รูปร่างท่อน พบในดิน นํ้าจืด นํ้าเค็ม มีหลายชนิดที่สร้างเอกโซ เอนไซม ์ (exoenzyme) ยอยโปรต่ ีนหรือคาร์โบไฮเดรตที่สลบซั บซั อน้ มีผลใหอาหารเน้ ่าเสีย มี เอนโดสปอร์ที่ทนร้อน เช่น B.subtilis และ B.cereus ชอบอุณภูมิปานกลาง พบได้ทวไปใน่ั ธรรมชาติ สร้างเอกโซเอนไซม์ที่ยอยแป่ ้ งและเคซีน B.cereus ทําให้เกิดอาหารเป็นพิษ (food poisoning) เป็นต้น แบคทเรี ียรูปท่อนสร้างสปอร์และเป็ นแอนแอโรบ (Anaerobic sporeforming rods) จีนัส Clostridium พบไดในด้ ิน นํ้าเค็ม นํ้าจืดที่ไม่มีอากาศ ในลาไสํ ้คนและ สัตว ์ มีเมแทบอลิซึมแบบกระบวนการหมัก มีเอนไซม์ยอยโปรต่ ีน สร้างกรดจากคาร์โบไฮเดรต ผลจากกระบวนการหมกไดั กรดอ้ ินทรีย์ เช่น C.botulinum ทําให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ (botulism) C.tetan ทําใหเก้ ิดโรคบาดทะยัก C.perfringens ทําใหเก้ ิดอาหารเป็นพิษ เป็นต้น 3. แบคทีเรียแกรมบวกรูปท่อน ไม่สร้างสปอร์ (Non sporeforming gram-positive rods of regular) มีท้งพวกแซโรไฟตั ์ที่ไม่ใหโทษ้ ปรสิต และพวกที่ทําให้เกิดโรค เป็นพวกรูป ท่อนไดแก้ ่ Lactobacillus เป็นรูปท่อนส้ัน มกตั ่อกนเปั ็นสายโซ่ มกไมั ่เคลื่อนที่ เป็นพวก เฟอร์เมนต ์ มักทนอากาศได ้ มีบางสายพนธั ุ์ที่เป็นพวกแอนแอโรบ ให้ผลการทดสอบคาตาเล สเป็นลบ พบแซโรไพรไฟตในส์ ัตว์ที่มีกระบวนการหมกผลั ิตภณฑั ์จากพืช หรือปรสิตอยู่ใน ช่องปาก ช่องคลอด ลําไสของคน้ 4. แบคทีเรียแกรมบวกรูปท่อนไม่สร้างสปอร์ที่มีรูปร่างแบบต่างๆ กัน (Nonsporeforming gram positive rods of irregular shape) แบคทีเรี ยรู ปท่ อนไม่ แตกกิ่งก้ านเป็ นแอโรบ/แฟคัลเตตีฟแอนแอโรบ (Aerobic/Facultatively Anaerobic nonfilamentous rods) แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีลักษณะคือ รูปท่อนตรงหรือโค้ง เป็นแอนแอโรบิกหรือแฟ คลเตตั ีฟแอนแอโรบิก ไดพล้ งงานจากการหายใจั ไดแก้ ่ จีนัส Corynebacterium เป็นรูปท่อน อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 30

เปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ ไม่เคลื่อนที่ ภายในเซลลสะสมโวล์ ูทินแกรนูล เมื่อยอมส้ ีเมทิลีนบลูติดสี ม่วงแดง ผนงเซลลั ์มีกรดไมโคลิก (mycolic) มีทั้งพวกแซโพรไฟต์ที่พบในดิน นํ้า เป็นปรสิต ในคนและสัตว ์ และพวกที่ก่อโรคกบพั ืชเช่น C.diphtheriae ทําให้เกิดโรคคอตีบในคน จีนัส Arthrobacter เป็นแซโรไฟตในด์ ิน เป็นรูปท่อนทรงกลม ทนความแหงแล้ งและความอดยากได้ ้ ย่อยสลายยาฆ่าวชพั ืช คาเฟอี นิโคติน เป็นต้น จีนัส Cellulomonas เป็นรูปท่อนรูปร่างไม่ แน่นอน อาจเป็นเส้นสายและมีการแตกก่ิงกาน้ ลักษณะสําคญคั ือ ย่อยเซลลูโลสให้ไดเป้ ็น แหล่งคาร์บอนและแหล่งพลังงาน แบคทีเรียรูปท่อนแตกกิ่งก้านเป็ นแอโรบ/แฟคัลเตตีฟแอนแอโรบ (Aerobic/ facultatively anaerobic branched filamentous rods) มีลักษณะสําคญคั ือ สร้างโคโลนีขนาดเล็ก และมีเซลล์ที่แตกก่ิงก้าน เมื่อ โคโลนีใหญ่ขึ้น เซลลจะเป์ ็นดิฟทีรอยหรือเป็นทรงกลม ไดแก้ ่ จีนัส Arachnia เป็นแฟคลเตตั ีฟ แอนแอโรบ ผลการทดสอบคาตาเลสเป็นลบ เป็นปรสิตทาใหํ ้เกิดโรคในคน จีนัส Agromyces เป็นไมโครแอโรฟิลิกจนถึงแอโรบิก ทดสอบคาตาเลตไดผลเป้ ็นลบ เป็นแซโพรไฟต์ในดิน จีนัส Rothai เป็นแอโรบิก ทดสอบกบคาตาเลสไดั ผลบวก้ พบในปากคน แบคทีเรียรูปท่อนแตกกิ่งก้าน/ไม่แตกกิ่งก้าน และเป็ นแอนแอโรบ (Anaerobic nonfilamentous or filamentous rods) พวกน้ีอาจเป็นแอนแอโรบ หรือแฟคลเตตั ีฟแอนแอโรบ มีรูปร่างต่างกนั และ ใหผลจากการหม้ กแตกตั ่างกนั แบคทีเรียกลุ่มน้ีไดแก้ ่ จีนัส Propionibacterium เป็นแบคทีเรีย แกรมบวก เปลี่ยนรูปร่างได้ ไม่สร้างสปอร์ไม่เคลื่อนที่ หมกกรดแลกตั ิก คาร์โบไฮเดรต ใหเป้ ็น กรดโพรพิโอนิก กรดซันซินิก กรดอะซิติกและก๊าซคาร์บอนไดออกไซม์ ต้องการอาหาร ซับซอน้ เจริญช้า เช่น P.acnes ทําใหเก้ ิดโรคผิวหนงในคนั จีนัส Eubacterium เปลี่ยนแปลง รูปร่างได ้ การหมกจะไดั กรดบ้ ิวทีริก กรดอะซิติกและกรดฟอมิก พบในช่องปากคน ลําไส้คน และสตวั ์ ดิน นํ้าและอาหารที่เน่าเสีย จีนัส Actinomyces ตอนแรกเป็นเส้นสายและแตกก่ิงกาน้ ต่อมาเป็นดิฟทีรอยด์ หมกไดั กรดอะซ้ ิติก กรดฟอมิก และไดกรดซ้ กซั ินิกหรือแลกติกจานวนํ มาก พบในช่องปากคนและสัตว์ และในช่องสืบพันธุ์เพศหญิง จีนัส Bifidobacterium เปลี่ยนแปลงรูปร่างได ้ ไม่เคลื่อนที่ หมกไดั กรดอะซ้ ิติกและกรดแลกติก พบในลาไสํ ้คนและ สัตว ์ 5. ไมโคแบคทเรี ีย (Mycobacteria) อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 31

แบคทีเรียกลุ่มน้ีมีจีนัสเดียวคือ Mycobacterium ซึ่งมีลักษณะสาคํ ญคั ือ เป็น ท่อนตรงหรือโคงเล้ กน็ อย้ มีการแตกก่ิงบาง้ มีกรดไมโคลิก มีผนงเซลลั ์ยึดกบเพปทิั โดไกลแคน ลักษณะสาคํ ญมั ีคุณสมบัติที่เรีย กวาทนกรด่ (acid fast) ตัวอยางเช่ ่น M.tuberculosis ทาใหํ เก้ ิด วณโรคในคนั M.scrafulaceum เกิดต่อมน้าเหลํ ืองอกเสบในเดั ็ก เป็นต้น 6. โนคาร์ดิโอฟอร์ม (Nocardioforms) เป็นแอโรบิกแบคทีเรียที่สร้างซบสเตรทไมซั ีเลียม ซึ่งเป็นไฮฟาที่แตกก่ิงกาน้ ซับสเตรทไมซีเลียมจะแตกหักเป็นเซลล์รูปท่อนหรือรูปทรงกลม บางจีนัสสร้างแอเรียลไมซี เลียม (aerial mycelium) เจริญเป็นโคนิดิโอสปอร์ การจดกลั ุ่มแบคทีเรียสร้างไมซีเลียมรวมท้งั โนคาร์ดิโอฟอร์มมีความยงยากุ่ วิธีการจดอาศั ยองคั ประกอบทางเคม์ ีของผนงเซลลั ์ มีลักษณะ สําคญคั ือ เพปทิโดไกลแคนประกอบดวยกรดม้ ีไซ-ไดอะมิโนพิมีลิก ระหวงเพปท่ ิโดไกลแคน ไม่มีไกลีนเชื่อม ผนงประั กอบดวยอะราบ้ ิโนสและกาแลกโตส็ ไดแก้ ่จีนัส Nocardia บางตัว สร้างไมซีเลียมขนาดเล็กเพราะตรงกลางโคโลนีเกิดการแตกหัก เป็นเซลล์รูปท่อนหรือกลม บางตวเกั ิดการแตกหักเป็นท่อน แต่เกิดช้า สร้างซบสเตรตไมซั ีเลียมที่ชัดเจนและบางทีเกิดแอ เรียลไมซีเลียม เกิดเป็นขยมทุ้ ี่ผิวโคโลนี เป็นแซโรไพรไฟต ์ พบในน้าํ ดิน เป็นเช้ือฉวยโอกาส ทําให้เกิดโรค ทําให้เกิดโนคาร์ดิโอซิส (nocardiosis) และแอคติโนไมซีโตมา (actinomycetoma) ในคนและสัตว ์ จีนัส Pseudonocardia ไม่มีกรดโนคาร์โดไมโคลิก ไฮฟา เจริญโดยการแตกหน่อ แอเรียลไมซีเลียมมีโคนิดิโอสปอร์ รูปรี เป็นสายยาว ซึ่งแตกออกที่ ปลายหรือดานข้ างของไฮฟา้ พบในดิน นํ้า ซากเน่าเปื่อย และจีนัส Micropolyspora มีแอเรียล ไมซีเลียมชดเจนั ไฮฟาของท้งซั บสเตรตและแอเรั ียลไมซีเลียมมีโคนิดิโอสปอร์กลมติดอยเปู่ ็น สาย พบสปอร์น้ีในฟางขางหร้ ือโรงเรือนของฟาร์ม ไม่เป็นเช้ือก่อโรค 2.2 อนุกรมวธานของราิ ราจดเปั ็นยคารู ์ริโอตที่ไม่มีคอโรฟิลล ์ สร้างอาหารเองไม่ได ้ จัดเป็นเฮเทอโรโทรฟซึ่ง ต้องการสารอินทรีย์เป็นอาหาร ดํารงชีวิตแบบแอนแอโรบ (aerobe) หรือแฟคลเตตั ีฟแอนแอ โรบ (facultative anarerobe) มีลักษณะเป็นทาลัส (thallus) ส่วนใหญ่ประกอบดวยเซลล้ มาต์ ่อ กนเปั ็นสายยาว มีผนงเซลลั ประกอบด์ วยเซลล้ ูโลส (cellulose) หรือไคติน (chitin) มีสปอร์เพื่อ การสืบพนธั ุ์ 2.2.1 หลกเกณฑั ์ในการจัดหมวดหมู่ของรา การจดจั าแํ นกหมวดหมู่ของรา อาศยลั กษณะของสปอรั ์แบบมีเพศ และการ สร้างฟรุตติงบอดีในวงจรชีวิต (live cycle) แบบอาศยเพศั แต่มีราหลายชนิดที่สร้างสปอร์แบบ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 32

มีเพศและฟรุตติงบอดีในสภาพแวดลอมท้ ี่เหมาะสมเท่าน้ัน จึงยงมั ีราอีกหลายชนิดที่ยังไม่ ทราบวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ ทําให้การจาแนกราตํ องอาศ้ ยลั กษณะอั ื่นๆ เช่น สัณฐานวิทยาของ สปอร์แบบไม่อาศยเพศั โครงสร้าง การเจริญเติบโต และการดารงชํ ีวิต นอกเหนือจากระยะ สืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศั การจาแนกหมวดหมํ ู่ของราตามหลกของคอั นสแตนติน เจ อเลกโซ็ พอลลอส (Constantine J. Alexopoulos) และชาร์ลส์ ดับเบิลย ู มิมส์ (Charles W.Mims) แยก ออกเป็น 3 ดิวิชันคือ ดิวิชันจิมโนไมโคตา (Gymnomycota) แมสติโกไมโคตา (Mastigomycota) และอะแมสติโกไมโคตา (Amastigomycota) ดังน้ี 2.2.2 ราเมือก (slime mold) (ดิวิชันจิมโนไมโคไฟตา, Gymnomycota) ราเมือกเป็นกลุ่มโพรทิสต์ที่มีชีวิตแยกได ้ 2 ระยะ คือระยะหนึ่งคลายส้ ัตว์ที่มี การเคลื่อนที่คลาย้ อะมีบา และอีกระยะหนึ่งไม่เคลื่อนที่ แต่มีการสร้างสปอร์ที่มีผนงเซลลั และ์ มีฟรุตติงบอดี ซึ่งเป็นลกษณะของราั ราเมือกที่รู้จักกนดั ีคือ มิกโซไมซีตีส (Myxomycetes) . ในช่วงการเคลื่อนท่ะมีลักษณะเป็นเมือกและมีหลายนิวเคลียสอยู่รวมกนั เพราะไม่มีผนังก้นั แผนเม่ ือกน้ีเคลื่อนที่คลายอะม้ ีบา เรียกระยะน้ีวาพลาสโมเด่ ียม (plasmodium) ไม่สามารถสร้าง อาหารเองไดเน้ ื่องจากไม่มีคลอโรฟิลล ์ จึงดารงชํ ีวิตดวยการก้ ินแบคทีเรียและราอื่นๆ และยอย่ สลายส่ิงผุพงเปั ็นอาหาร ในสภาพที่มีอาหารไม่เพียงพอ พลาสโมเดียมจะพฒนาเปั ็นฟรุตติงบอ ดีที่มีสปอร์ โดยมีอับสปอร์ (sporangium) ชูขึ้นมา เมื่ออบสปอรั ์แตก สปอร์ปลิวไปตกในที่ เหมาะสมจะงอก (germinate) ส่วนที่คลายว้ ุ้นหรือเมือกข้ึนมาเรียกวา่ สวอมเซลล ์ (swarm cell) ซึ่งเป็ นแกมีตที่มีแฟลกเจลลา แกมีตจะผสมกันเป็ นไซโกต ตัวอย่างของราเมือกได้แก่ Physarum, Stemonitis, Dictyostelium เป็นต้น 2.2.3 ราในดิวิชันแมสติโกไมโคตา (Mastigomycota) ราในดิวิชันน้ีประกอบดวยเซลล้ ์ที่เคลื่อนที่ด้วยแฟลกเจลลา ซึ่งมีแฟลกเจลลา 2 ชนิด คือ วิปแลช (whiplash) และทินเซล (tinsel) วิปแลชเป็นแฟลกเจลลาที่มีส่วนโคนแข็ง และยาวกว่าส่วนปลายซึ่งส้ันและยืดหยุนได่ ้ ส่วนทินเซลแฟลกเจลลาเป็นแฟลกเจลลาที่มีขน เลกๆย็ นออกมาตามความยาวของแฟลกเจลลาื่ แบ่งออกไดเป้ ็น 4 คลาส (class) ดังน้ี คลาสไคตริดิโอไมซีตีส (Class Chytridiomycetes) ประกอบดวยราท้ ี่มีอยในนู่ ้าจํ ืด นํ้าเค็ม มีบ้างในดิน มีแฟลกเจลาแบบวิปแลชเส้นเดียวออกจากดานท้ ายของเซลล้ ์ ผนังเซลล์ ประกอบดวยไคต้ ินและกลูแคน แต่ไม่มีเซลลูโลส การสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศโดยการเชั ื่อมกนั ของแกมีตสองเซลล ์ หรือการเชื่อมของเส้นใยที่คลายไฮฟา้ ที่เรียกว่า ไรซอยด ์ (rhizoid ) เมื่อ ผสมกนไดั ไซโกตซ้ ึ่งจะสร้างสปอร์แรงเกียมที่มีผนงหั นา สมาชิกในคลาสน้ีมักทาใํ ห้เกิดโรค อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 33

ในพืชเช่น Synchytrium ทําใหเก้ ิดโรคในมนฝรั ่ัง Physoderma ทําให้เกิดโรคในขาวโพด้ เป็น ต้น คลาสไฮโฟไคตริดิโอไมซีตีส (Class Hyphochytridiomycetes) เช้ือรากลุ่มน้ีอาศยอยั ู่ ในน้าจํ ืดและน้าเคํ ็ม ซูโอสปอร์มีแฟลกเจลลาชนิดทินเซลเส้นเดียวทางดานหน้ าของเซลล้ ์ ผนัง เซลล์ประกอบไคติน มีบางชนิดที่ประกอบด้วยเซลลูโลสบ้างได้แก่ Rhizidiomyces apophysatus ที่เป็นปรสิตบนโอโอโกเนียมของราในพวกซาโพรเลกเนียซี (Saprolegniaceae) และเป็นปรสิตของสาหร่ายสีเขียวพวก Vaucheria คลาสพลาสโมดิโอฟอโรไมซีตีส (Class Plasmodiophoromycetes) คลาสน้ีเป็นปรสิต ในพืช มีลักษณะพลาสโมเดียมซึ่งเจริญอยในโฮสตู่ ์ พลาสโมเดียมเจริญเป็นซูโอสปอร์แรงเกียม เมื่อสภาพแวดล้อมเหมาะสมก็จะงอก เช้ือราที่สําคัญที่ทําให้เกิดโรคในกะหลํ่าปลีคือ Plasmodiophora brassica ที่ทําใหเก้ ิดโรค club root เป็นต้น คลาสโอโอไมซีตีส (Class Oomycetes) บางคร้ังเรียกราน้าํ (water molds) พบใน สภาพแวดลอมท้ ี่มีนํ้า ลักษณะสําคญคั ือ มีซูโอสปอร์ที่มีแฟลกเจลลาสองเส้น เส้นหนึ่งเป็น ชนิดทินเซลออกจากดานหน้ ้าเซลล ์ และอีกเส้นเป็นชนิดวิปแลชออกจากดานหล้ งเซลลั ์ การ สืบพนธั ุ์มีทั้งแบบอาศยและไมั ่อาศยเพศั การสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยไฮฟาเปลั ี่ยนเป็น สปอร์แรงเกียม ภายในมีซูโอสปอร์แบ่งเซลลแบบไมโทซ์ ิส เมื่อซูโอสปอร์งอกจะสร้างไฮฟา ใหม่ ส่วนการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศจะมั ีการสร้างโอโอโกเนียม (oogonium) ภายในมีเซลลไข์ ่ ส่วนเพศผจะสรู้ ้างอยภายในแอนเทอรู่ ิเดียม (antheridium) เมื่อเกิดการปฏิสนธิ แกมีตเพศผจะมู้ ี โครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ผานหล่ อกปฏิสนธิระหว่างแอนเทอริเดียมและโอโอโกเนียม ซึ่งจะ พัฒนาเป็นโอโอสปอร์ โอโอสปอร์จะงอกเป็นไฮฟาที่ไม่มีผนงกั ้นั ในคลาสน้ีเป็นปรสิต เช่น Plasmopara viticola ทําใหเก้ ิดโรคราน้าคํ างในอง้ ุ่น Saprolegnia ทําใหเก้ ิดโรคกบปลานั ้าจํ ืด เป็นต้น 2.2.4 ราในดิวิชันอะแมสติโกไมโคตา (Amastigomycota) ราในดิวิชันน้ีเรียกว่า ราบก (terrestrial fungi) สร้างเซลล์ที่ไม่มีแฟลกเจลลา แบ่งไดเป้ ็น 4 คลาสดงนั ้ี คลาสไซโกไมซีตีส (Class Zygomycetes) พบทวไปใ่ั นดิน ดารงชํ ีวิตเป็นผู้ยอยสลาย่ สืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศโดยการเขั าค้ ูก่ นของเส้ั นใย 2 สาย เมื่อเสนใยส้ มผั สผนั งทั ี่ก้นจะสลายไปั โพรโทพลาซึมจากสองสายจะผสมกนไดั ไซโกต้ ส่วนการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยสรั ้าง สปอร์แรงกิโอสปอร์ (sporangiospore) หรือโคนิเดีย ที่เคลื่อนที่ไม่ได ้ ราในคลาสน้ีไดแก้ ่ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 34

Rhizopus stolonifer ใชผล้ ิตกรดฟูมาลิก Rhizopus oryzae ใชผล้ ิตแอลกอฮอล ์ พวก Mucor ใช้ ผลิตกรดซกซั ินิก กรดซิตริก กรดออกซาลิก เป็นต้น คลาสแอสโคไมซีตีส (Class Ascomycetes) ราในคลาสน้ีมีจํานวนมากที่สุด ประมาณ 30,000 สปีชีส์ ลักษณะสาคํ ญคั ือ ไม่มีเซลล์ที่เคลื่อนที่ไดเลย้ เส้นใยมีผนงกั ้นั ผนงจะมั ีช่องวาง่ ตรงกลางให้ออร์แกเนลและนิวเคลียสติดต่อกนไดั ้ ผนงเซลั ลประกอบด์ วยสารไคต้ ิน คลาสน้ี บางทีเรียกว่า ราถุง (sec fungi) เพราะสปอร์แบบอาศยเพศเกั ิดอยในถู่ ุงแอสคัส ซึ่งภายในมี ascospore ส่วนการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศสปอรั ์เกิดที่ปลายไฮฟา เรียกวา่ โคนิเดีย กานช้ ูโค นิเดีย เรียกว่า โคนิดิโอฟอร์ ตัวอยางราในคลาสน่ ้ี เช่น Neurospora, Claviceps, Aspergillus, Penicillium, Dendrophoma เป็นต้น คลาสเบสิดิโอไมซีตีส (Class Basidiomycetes) ในคลาสน้ีมีวิวัฒนาการสูงสุด สืบพนธั ุ์ แบบอาศยเพศโดยสรั ้างสปอร์ที่เรียกว่า เบสิดิโอสปอร์ (basidiospore) ที่เกิดบนเบสิเดียม (basidium) ส่วนใหญ่มีรูปร่างคล่ายกระบอง จํานวนเบสิดิโอสปอร์มี 4 สปอร์ ไดแก้ ่ เห็ดชนิด ต่างๆ ฟอร์ม-คลาสดิวเทอโรไมซีตีส (From-Class Deuteromycetes) เป็นราที่มีเส้นใยแบบ มีผนังก้นั สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศเทั ่าน้ันโดยการสร้างโคนิเดีย ดํารงชีวิตท้งอยั ู่อย่างอิสระ เป็นผู้ย่อยสลาย หรือเป็นปรสิตที่ทําให้เกิดโรค เช่น Epidermophyton, Microsporum, Trichophyton ที่ทําใหเก้ ิดโรคผวหนิ ัง เป็นต้น 2.3 อนุกรมวธานสิ ัตว์เซลเดยวี 2.3.1 อนุกรมวธานของยิ สตี ์ ยีสต ์ มีลักษณะเป็นเซลลเด์ ี่ยว มีการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศั โดยการ แตกต่างหน่อ (budding) หรือแตกหน่อ (fission) เนื่องจากเป็นเซลลเด์ ี่ยวจริงสามารถเจริญและสืบพนธั ุ์ได ้ ยีสตจะแตกต์ ่างจากสาหร่ายเนื่องจากไม่สามารถสังเคราะห์แสงได ้ และไม่เหมือนโพรโตทัว เพราะมีผนงทั ี่แขงแรง็ นอกจากน้ียังแตกต่างจากแบคทีเรียเพราะมีขนาดใหญ่กว่าและสัณฐาน วิทยาที่แตกต่างกนดั วย้ ยีสต์มีอยประมาณู่ 350 สปีชีส์ และแยกเป็นจีนัสไดเป้ ็น 39 จีนัส หลกเกณฑั ์ที่ใช้จัดจาแนกยํ ีสต ์ ต้องคานํ ึงการเปลี่ยนแปลงลกษณะภายนอกนั ้นๆั เช่น ยีสต์หลายชนิดจะเปลี่ยนแปลงลกษณะโั คโลนีจากเรียบเป็นหยาบหรือขรุขระ หรืออาจเสีย ความสามารถในการสร้างสปอร์ ถ้าเล้ียงไวนานเก้ ินไป หลกเกณฑั ์ที่ใช้จัดจาแนกเชํ ่น สมบัติ ทางสัณฐานวิทยา สมบัติการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศัยเพศ สมบัติของเซลล์ปกติ สมบัติการ เพาะเล้ียง เช่นสมบัติการเจริญเติบโตในอาหารเหลว อาหารแข็ง สมบัติทางสรีระวิทยา เช่น อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 35

ความสามารถในการใชคาร้ ์บอน ไนโตรเจน ความเจริญในอาหารที่มีแรงดนออสโมตั ิกสูง การ เจริญในที่อุณหภูมิสูง ความสามารถในการผลิตกรด เป็นต้น การจดจั าแนกยํ ีสตแบ์ ่งไดเป้ ็น 2 อันดบใหญั ่ๆ คือ อันดับเอนโดไมซีตาเลส (Order Endomycetales) แบ่งเป็น 2 ตระกลคู ือ แซคคาโรไม ซีตาซี (Saccharomycetaceae) ประกอบดวยหลายตระก้ ลยู อยได่ แก้ ่ ตระกลยู อยซ่ ิสโซแซคคาโร ไมคอยดี (Schizosaccharomycoideae) มี 1 จีนัสคือ Schizosaccharomyces สืบพนธั ุ์แบบไม่ อาศยเพศโดยการแบั ่งตัว ตระกูลยอยแซคคาโรไมคอยด่ ี (Saccharomycoideae) ประกอบดวย้ ยีสต์ที่สร้างแอสโคสปอร์ทุกจีนัส และแตกหน่อออกทางด้านขางของเซลล้ ์ได้หลายแห่ง ตระกลยู อยล่ ิโพมซีตอยดี (Lipomycetoideae) ประกอบดวยจ้ ีนัส Lipomyces มีสปอร์สีเหลือง อําพนเปั ็นรูปไข่อยในแอสคู่ ัส ตระกลยู อยแนดโซน่ ิออยดี (Nadsonioideae) ประกอบดวยจ้ ีนัส ที่มีการแตกหน่อออกท้งสองขั ้วของเซลลั ์ อันดับอูสติลาจินาเลส (Ustilaginales) ประกอบดวยย้ ีสต์ที่สร้างเบสิดิโอสปอร์มี 2 จีนัสคือ Leucosporidium และ Rhodosporidium ทั้งสองน้ีเป็นจีนัสใหม่ ยีสตพวกน์ ้ีเป็นพวก แตกหน่อ ไมซีเลียมอาจมรหรือไม่มี มีแคลมิโดโคนิเดีย มีผนังหนาหุ้มและแยกตวออกจากั ไฮฟาเดิม ทําหนาท้ ี่คลายสปอร้ ์ระยะพัก เซลล์มีสีแดงหรือสีส้ม ยีสต์ในฟอร์ม-ออร์เดอร์โมนิเลยเลสี (from-order Moniliales) มี 2 ตระกลคู ือสปอร์โร โบโลไมซีตาซี (Sporobolomycetaceae) และคริปโตคอดคาซี (Cryptococcaceae) สมาชิกใน ตระกลสปอรู ์โรโบโลไมซีตาซีมีการสร้างบลลั ิสโตสปอร์ (ballistospore) ซึ่งเป็นสปอร์แบบไม่ อาศยเพศั 2.3.2 อนุกรมวธานของโพรโทซิ ัว โพรโทซัว (protozoa) เป็นยคารู ิโอติกโพรทิสตพบเป์ ็นเซลลเด์ ียวส่วนใหญ่ สามารถ เคลื่อนที่ได ้ ไม่มีผนังเซลล์ มีขนาดเล็ก เซลล์ของโพรโทซัวอาจรวมเป็นกลุ่มกอนท้ ี่เรียกว่า โคโลนี (colony) พบในแหล่งที่อยชืู่ ้นแฉะ ในทะเล ในดิน ในน้าจํ ืด ทนต่อสภาพแวดลอมท้ ี่ไม่ เหมาะสมไดโดยการแปรสภาพเป้ ็นซีสต ์ (cyst) ซึ่งแบ่งโพรโทซวออกเปั ็น 2 กลุ่มคือพวก ดํารงชีวิตแบบอิสระ (free living) และพวกที่อาศยรั ่วมกบสั ่ิงมีชีวิตอื่น (symbiont) พวกดารงชํ ีวิตเป็นอิสระ พบทวไปในแหล่ั ่งน้าเชํ ่น น้าเคํ ็ม น้าจํ ืด ดิน ปัจจยทั ี่มีผลต่อ การกระจายและจานวนของโพรโทซํ ัวในแหล่งที่อยู่คือ อุณหภูมิที่เหมาะสมในการเจริญอยู่ ระหว่าง 16-25 องศาเซลเซียส ต้องมีแสงสว่าง สารอาหารที่เพียงพอและความเขมข้ นของ้ ไฮโดรเนียมไอออนที่เหมาะสม (pH 3.2-8.7) ส่วนโพรโทซวทั ี่อาศยอยั รู่ ่วมกบสั ่ิงมีชีวิตอื่น ซึ่ง อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 36

ความสมพั นธั ุ์ระหวางโพรโทซ่ วกั บสั ่ิงมีชีวิตอื่น แบ่งได ้ 3 ชนิด คือการอยรู่ ่วมกนโดยโฮสตั ไม์ ่ เสียและไม่ได้รับประโยชน์ ตัวอยางเช่ ่น Entamoeba gingivalis อาศยทั ี่โคนฟันคอยกินเศษ อาหาร ภาวะพึ่งพากนเปั ็นการอยรู่ ่วมกนโดยตั ่างฝ่ายต่างไดประโยชน้ ์ เช่น โพรโทซวจั าพวกํ แฟลกเจลเลตชื่อ Trichonympha ที่อยในลู่ าไสํ ้ปลวกช่วยยอยไม่ ให้ เป้ ็นอาหารของปลวก โพร โทซวและปลวกแยกออกจากกั นไมั ่ได ้ ภาวะปรสิต โดยโพรโทซวเปั ็นปรสิตที่สําคญทั ี่สุดที่ทํา ใหเก้ ิดโรค โพรโทซวอยั ในอาณาจู่ กรโพรทั ิสตาจดเปั ็นไฟลมใหญั ่ๆ ได ้ 3 ไฟลมคั ือ ไฟลัมซาร์โคแมสทิโกฟอรา (Sarcomastigophora) มีลักษณะสาคํ ญคั ือ มีนิวเคลียส ชนิดเดียว ยกเว้น Foraminiferida บางชนิดในระยะกาลํ งพั ฒนาั มีการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศั โด วิธีการผสมที่เรียกวาซ่ ีนแกมี (syngamy) ไม่สร้างสปอร์ เคลือนที่โดยใชแฟลกเจลลาหร้ ือซูโด โพเดีย แบ่งเป็นซบไฟลั ัม เช่น ซับไฟลมแมสทั ิโกฟอรา (Mastigophora) ระยะโทรโฟซอยต ์ (trophozoite) หรือระยะ ปกติที่มีการหาอาหารเป็นอิสระ มีแฟลกเจลลาหนึ่งเส้นหรือมากกวา่ อยเดู่ ี่ยวๆหรือเป็นโคโลนี สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศั โดยการแบ่งตวจากหนั ึ่งเป็นสองตามยาวการสืบพนธั ุ์อาศยเพศบางั ชนิดเท่าน้นั ซับไฟลมซารั ์โคดินา (Sarcodina) มีลักษณะที่สําคญคั ือ มีซูโดโพเดียในการเคลื่อนที่ ถ้ามีแฟลกเจลลาจะพบระยะที่กาลํ งเจรั ิญ ลําตวเปลั ือย (naked) หรือมีเปลือกภายในหรือ ภายนอกที่ประกอบดวยสารต้ ่างๆ กนั สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยการแบั ่งตวจากหนั ึ่งเป็น สอง ถ้ามีการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศั จะมีแกมีตที่มีแฟลกเจลลา ส่วนใหญ่ดารงชํ ีพแบบอิสระ แบ่งออกเป็นซุปเปอร์คลาส ดังน้ี ซูเปอร์คลาสไรโซโพดา (Rhizopoda) มีลักษณะสําคญคั ือ มีการเคลื่อนที่ ด้วยซูโดโพเดีย มีทั้งพวกลาตํ วเปลั ือย เช่น Amoeba และพวกมีเปลือก เช่น Arcella และพวกฟอ รามินิฟอรา ซูเปอร์คลาสแอคติโนโพดา (Actinopoda) มักมีรูปร่างทรงกลม เป็นพวก ล่องลอย (แพลงตอน) ซูโดโปเดียบอบบางและมีแอคโซโพเดีย (axopodia) บางชนิดเปลือย บาง ชนิดมีเปลือกเป็นไคติน ซิลิกา หรือสตรอนเตียมซัลเฟต มีการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศหรั ือไม่ อาศยเพศั ตัวอยางเช่ ่น Heliozoa ไฟลัมเอพิคอมเพล็กซา (Apicomplexa) มีลักษณะที่สําคญคั ือ ในวงจรชีวิตจะมีการ สร้างสปอร์ (spore formation) มีเอพิคอลคอมเพลกซ็ ์ (apical complex) เป็นออร์แกแนลล์ที่อยู่ ด้านหน้าของเซลล์ซึ่งประกอบดวยโพลาร้ ิง (polar ring) ภายในมีโครงสร้างเป็นรูปโคน อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 37

ประกอบดวยเส้ นสายท้ ี่ขดกนเรั ียกโคนอยด ์ (conoid) รอปทรีส์ (rhoptries) เป็นออร์แกเนลล์รูป แท่งอยเปู่ ็นคู่ทางดานปลายขยายใหญ้ ่ และไมโครนีมส์ (micronemes) เป็นออร์แกเนลล์รูปแท่ง ยาวทึบต่อแสงอิเลกตรอน็ สืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศโดยวั ิธีซีนแกมี ไม่มีซิเลียและทุกสปีชีส์เป็น ปรสิตท้งสั ิ้น ไฟลมนั ้ีแบ่งออกเป็น คลาสสปอโรซัว (Sporozoea) ในคลาสน้ีมีการสืบพนธั ุ์แบบอาศยและไมั ่อาศยเพศั โอ โอซีสต์มักมีสปอร์โรซอยตเป์ ็นระยะติดต่อ มีแฟลกเจลลาเฉพาะระยะไมโครแกมีต ซึ่งคลาสน้ี แบ่งยอยได่ เป้ ็น 2 ซับคลาสคือ ซับคลาสเกรการีเนีย (Gregarinia) มีลักษณะคือโทรโฟซอยต์ ขนาดใหญ่และอยนอกเซลลู่ ์ เป็นปรสิตในทางเดินอาหารและช่องทองส้ ัตวไม์ ่มีกระดูกสันหลัง บางตวเคลั ื่อนที่โดยการบิดลาตํ ัว ส่วนซบคลาสคอคซั ิเดีย (Coccidia) มีโทรโฟซอยตขนาดเล์ ็ก และอยภายในเซลลู่ ์ ไฟลัมซิลิโอฟอรา (Ciliophora) มีลักษณะคือในระยะหนึ่งของวงจรชีวิตจะมีซิเลีย มี นิวเคลียสสองแบบคือ แมโครนิวเคลียส (macronucleus) และไมโครนิวเคลียส (micronucleus) สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยแบั ่งจากหนึ่งเป็นสองตามขวาง สืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศโดยวั ิธี คอนจูเกชัน ส่วนใหญ่ดํารงชีวิตอิสระ มีบ้างที่เป็นคอมเมนซัล (commensal) และส่วนนอยท้ ี่ เป็นปรสิต 2.4 อนุกรมวธานของสาหริ ่าย สาหร่ายเป็นส่ิงมีชีวิตที่มีคลอโรฟิลล ์ (chlorophyll) สามารสังเคราะห์แสงได ้ แตกต่าง จาพืชสีเขียวที่มีโครงสร้างในการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศแบบงั ่ายๆ เช่น สาหร่ายเซลล์เดียว สามารถทาหนํ าท้ ี่เป็นเซลล์สืบพนธั ุ์ไดเลย้ ในการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศสาหรั ่ายหลายชนิด สร้างสปอร์ที่มีแฟลกเจลลา หรือสปอร์ไม่เคลื่อนที่อยในสปอรู่ ์แรงเกียม ในธรรมชาติสามารถ พบสาหร่ายทวไป่ั ท้งในมหาสมั ุทร ทะเล นํ้าจืด ลาธารํ ในดินแฉะ เป็นต้น สาหร่ายพวกที่ ล่องลอยอยู่ในน้าเรํ ียกว่า แพลงตอน (plankton) ซึ่งเป็นอาหารของสัตว์อื่นๆ สาหร่ายจะอยู่ บริเวณที่มีแสง ความช้ืนและอาหารที่เพียงพอ สาหร่ายอาจมีรูปร่างเกลียว กลม ท่อนหรือ แหลม อาจอยเดู่ ี่ยวๆหรือเสนสายเป้ ็นกลุ่ม เซลลของสาหร์ ่ายเป็นยคารู ิโอต ส่วนใหญ่ผนงเซลลั ์ บางแต่แขงแรง็ เช่น ผนงเซลลั ของไดอะตอมประกอบด์ วยซ้ ิลิกาทาใหํ ้มีความหนาและแขงแรง็ ภายในเซลล์มีนิวเคลียสที่ชัดเจน มีเมดแป็ ้ ง หยดน้ามํ นและแวคั ิวโอล คลอโรฟิลลและรงคว์ ตถั ุ อื่นๆ หลักเกณฑ์ในการจัดจําแนกสาหร่าย คือชนิดและสมบัติของรงควตถั ุ องคประกอบ์ ทางเคมีของอาหารที่สะสมหรือผลผลิตที่ไดจากการส้ ังเคราะห์แสง ชนิดและรูปร่างของแฟลก อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 38

เจจลลารวมถึงจานวนและตํ าแหนํ ่งที่แฟลกเจลลามาเกาะ องค์ประกอบของผนังเซลล์ทั้ง ทางดานเคม้ ีและกายภาพ ลักษณะรูปร่างและการจดระเบั ียบของเซลลและท์ ลลั ัส วงจรชีวิต โครงสร้างในการสืบพนธั ุ์และวิธีการสืบพนธั ุ์ จากหลกเกณฑั ์ดังกล่าวสามารถแบ่งสาหร่าย ออกเป็น 9 ดิวิชันดงนั ้ี ดิวิชันโรโดไฟโคไฟตา (Rhodophycophyta) ดิวิชันโรโดไฟโคไฟตา (Rhodophycophyta) หรือสาหร่ายสีแดง (red algae) ส่วนใหญ่อาศยอยั ในทะเลู่ มีการสืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยใชั สปอร้ ์ที่เคลื่อนที่ไม่ได ้ ส่วน การสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศโดยการผสมกั นของแกมั ีต 2 เพศ เซลล์สืบพนธั ุ์เพศผเรู้ ียกวาสเปอร่ ์ มาเทีย (spermatia) และเพศเมียที่เรียกวา่ คาร์โพโกเนีย (carpogonia) มีคลอโรฟิลลเอ์ คาโรทีน ไฟโคอิริทริน ไฟโคไซเอซิน อาหารสะสมเป็นแป้ งชนิดฟลอริเดียน (floridean starch) และ นํ้ามัน ไม่มีแฟลกเจลลา มีความสําคญทางเศรษฐกั ิจโดยเฉพาะ Gelidium ใชผล้ ิตวุ้น และ Chondrus crispus เป็นแหล่งของคาร์แรกจีแนน ดิวิชันแซนโธไฟโคตา (Xanthophycophyta) ดิวิชันแซนโธไฟโคตา (Xanthophycophyta) หรือสาหร่ายสีเขียวแกมเหลือง (Yellow-Green algae) พบในเขตน้าจํ ืด นํ้าเค็ม รวมท้งในดั ิน พบเป็นเซลลเด์ ี่ยวๆ เป็นโคโลนี เป็นเส้นสายที่แตกก่ิงกานและไม้ ่แตกก่ิงกาน้ สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยสรั ้างซูโอสปอร์ที่ เคลื่อนที่ได ้ ซึ่งมีแฟลกเจลลาขนาดยาวไม่เท่ากนั บางชนิดสร้างสปอร์ที่เคลื่อนที่ไม่ได ้ หรือ สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยเกั ิดการแตกหักของท่อนสาหร่าย (fragmentation) หรือเกิดการ แบ่งเซลล์ก็ได ้ ไม่ค่อยพบการสืบพนธั ุ์แบบอาศยเพศั องคประกอบของเซลล์ ์มีคลอโรฟิลลเอ์ และซี คาโรทีน สะสมพวกน้ามํ นหรั ือคริสโซลามินาริน (chrysolaminarin) ดิวิชันคริสโซไฟโคไฟตา (Chrysophycophyta) ดิวิชันคริสโซไฟโคไฟตา (Chrysophycophyta) หรือสาหร่ายสีทอง (Golden algae) สาหร่ายพวกน้ีมีแฟกเจลลา บางชนิดมีขาเทียม (pseudopod) จึงกินอาหารโดยใชขาเท้ ียม ได ้ มีรูปร่างทรงกลมและเป็นเส้นสายที่ไม่เคลื่อนที่ ทัวไปส่ ืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศโดยการั แบ่งจากหนึ่งเป็นสอง มีบางคร้ังที่มีการผสมของแกมีตแบบไอโซแกมัส องค์ประกอบของ เซลล์มีคลอโรฟิลลเอและซ์ ี คาโรทีน ฟิวโคแซนติน (fucoxanthin) อาหารสะสมเป็นเป็นคริส โซลามินารินและน้ามํ ัน ตัวอยางเช่ ่น Ochromonas ดิวิชันฟี โอไฟโคไฟตา (Phaephycophyta) อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 39

ดิวิชันฟีโอไฟโคไฟตา (Phaephycophyta) หรือสาหร่ายสีนํ้าตาล (Brown algae) เป็นสาหร่ายที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีรงควตถั ุประกอบดวยคลอโรฟ้ ิลลเอและซ์ ี คาโรทีน ฟิวโคแซนติน อาหารสะสมในเซลลเป์ ็นน้าตาลลามํ ินาริน (laminarin) คาร์โบไฮเดรตที่ละลาย นํ้าและน้ามํ ัน แฟลกเจลลามี 2 เส้น สารประกอบผนงเซลลั เป์ ็นพวกเซลลูโลส ส่วนใหญ่อาศัย อยในทะเลและมู่ กอั ยในนู่ ้าเยํ ็น เช่น Kelp เป็นสาหร่ายที่มีขนาดใหญ่ มีส่วนยึดเกาะคลายราก้ (holdfast) บางชนิดมีถุงอากาศ (air bladder) ทําใหลอยต้ วไดั ้ ดิวิชันบาซิลลาริโอไฟโคไฟตา (Bacillariophycophyta) ดิวิชันบาซิลลาริโอไฟโคไฟตา (Bacillariophycophyta) หรือไดอะตอม (diatoms) รูปร่างมีหลายแบบอาจเป็นเซลลเด์ ี่ยวๆ โคโลนี หรือเส้นสาย ผนงเซลลั ประกอบด์ วย้ ซิลิกา เปลือกของไดอะตอมเรียกว่าฟรัสตูล (frustules) เมื่อตายทบถมจะกลายเปั ็นไดอะตอม เอเซียสเอิร์ทอยใตู่ ทะเล้ มีแร่ธาตุและน้ามํ นทั ี่มีการนามาใชํ ประโยชน้ ์ เช่น ยาสีฟัน ยาขดรถั ยา ขัดโลหะ เป็นต้น องคประกอบของเซลล์ ์ประกอบดวย้ คลอโรฟิลล์เอและซี คาโรทีน ฟิวโค แทนซิน (fucoxanthin) อาหารที่สะสมไวในเซลล้ เป์ ็นคริสโซลามินาริน (chrysolaminarin) และ นํ้ามัน ดิวิชันยูกลโนไฟโคไฟตาี (Euglenophycophyta) ดิวิชันยกลู ีโนไฟโคไฟตา (Euglenophycophyta) หรือยกลู ีนอยด ์ (Euglenoids) สาหร่ายกลุ่มน้ีประกอบดวยรงคว้ ตถั ุคลอโรฟิลลเอและบ์ ี คาโรทีน อาหารที่สะสมในเซลลเป์ ็น พาราไมลอน (paramylon) ซึ่งเป็นแป้ งไม่ละลายน้าและยํ งมั ีนํ้ามัน มีแฟลกเจลลาอยดู้่ านบนสุด ของเซลล ์ เคลื่อนที่โดยใชฟล้ กเจลลาั สืบพนธั ุ์โดยการแบ่งตามยาว เซลลไม์ ่แขงแรงเพราะไม็ ่มี ผนงเซลลั ์ที่ประกอบดวยเซลล้ ูโลส เยื่อหุ้มช้นนอกเปั ็นเพอริพลาสต ์ (periplast) มีจุดรับแสง (eyespot หรือ stigma) และมีคอนแทรกไทล ์ แวคิวโอ (contractile vacuole) และไฟบริลอยในู่ เซลล ์ ซึ่งมีลักษณะของเซลล์สัตวแต์ ่ขณะเดียวกนกั ็มีคลอโรพลาสต์ด้วย ตัวอยางเช่ ่น Euglena, Phacus, Lepocinclis (ภาพที่ 2.3) ดิวิชันคลอโรไฟโคไฟตา (Chlorophycophyta) ดิวิชันคลอโรไฟโคไฟตา (Chlorophycophyta) หรือสาหร่ายสีเขียว (Green algae) ส่วนใหญ่พบในน้าจํ ืด พบบางในน้ ้าเคํ มและบนบก็ มีรงควตถั ุคลอโรฟิลลเอและบ์ ี คาโร ทีน อาหารสะสมในเซลลเป์ ็นแป้ งและน้ามํ ัน มีแฟลกเจลลา 1 2 หรือมากกว่า มีนิวเคลียส ชดเจนั มีผนงเซลลั ์ ส่วนคลอโรฟิลลและรงคว์ ตถั ุอื่นๆ อยในคลอโรพลาสตู่ เหม์ ือนพืชช้นสั ูง มี รูปร่างต่างๆ เช่น รูปถวย้ ตาข่าย ขดดาว คลอโรพลาสต์มักมีเม็ดแป้ งที่ผิวเรียกว่า ไพลีนอยด ์ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 40

(pyrenoid) สืบพนธั ุ์โดยซูโอสปอร์ การแบ่งตัว (fission) หรือแบบอาศยเพศโดยวั ิธีไอโซแกมัส และเฮเทอโรแกมัส สาหร่ายสีเขียวพบได้ทั้งพวกเซลลเด์ ียวและเป็นโคโลนี พวกที่เป็นเซลล์ เดียวเคลื่อนที่โดยใชแฟลกเจลลา้ พวกเป็นโคโลนีพบเป็นรูปทรงกลม เส้นใยหรือเป็นแผน่ บาง ชนิดมีโครงสร้างพิเศษเรียกว่า holdfast ไวเกาะย้ ดกึ บพั ้ืนวตถั ุหรือพืชในน้าอํ ื่นๆ ตัวอยางเช่ ่น Chlamydomonas เป็นสาหร่ายสีเขียวที่อยเปู่ ็นเซลลเด์ ี่ยวๆ เคลื่อนที่ไดและพบได้ ในด้ ินและใน นํ้าจืด สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ และยงมั ีตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวที่เคลื่อนที่ไม่ได้ เช่น Chlorella ใช้ศึกษาเกี่ยวกบการสั ังเคราะห์แสงและเพื่อเป็นอาหารเสริม Volvox เป็นสาหร่ายสี เขียวโคโลนีเดี่ยว เกิดการเจริญมากในแหล่งน้าํ (bloom) Desmids เป็นสาหร่ายสีเขียวที่ น่าสนใจที่รูปร่างแต่ละเซลลประกอบด์ วยสองฝาท้ ี่เหมือนกนั Ulothrix เป็นสาหร่ายที่อยเปู่ ็น เส้นสาย (filament) พบตามแหล่งน้าทํ ี่ไหล ยึดติดกบพั ้ืนผิว holdfast สืบพนธั ุ์แบบไม่อาศยเพศั โดยการสร้างซูโอสปอร์ที่มีแฟลกเจลลา Spirogyra เป็นเส้นสายพบปกคลุมอยที่ผิู่ วน้าหรํ ือ แหล่งน้าไหลชํ าๆ้ ที่น่าสนใจคือมีคลอโรพลาสต์ลักษณะพิเศษคือเรียงตวเปั ็นเกลียวอยในเซลลู่ ์ เป็นต้น

ภาพที่ 2.3 ตัวอยางสาหร่ ่ายดิวิชันยกลู ีโนไฟโคไฟตา คือ Euglena, Phacus และ Lepocinclis ที่มา : A http://triemerlab.plantbiology.msu.edu/Euglena/Index.htm B https://www.google.co.th/search?q=Phacus&source C https://www.google.co.th/search?q=Lepocinclis&source

ดิวิชันคริปโตไฟโคไฟตา (Cryptophycophyta) ดิวิชันคริปโตไฟโคไฟตา (Cryptophycophyta) หรือ คริปโตโมแนด (Cryptomonads) สาหร่ายชนิดน้ีมีรงควตถั ุคลอโรฟิลลเอและซ์ ี คาโรทีน ไฟโคอิรทริน ไฟโค ไซแอนิน อาหารสะสมในเซลลเป์ ็นแป้ งและน้ามํ ัน มีแฟลกเจลลา 2 เส้นออกจากฐานของร่อง (groove) ขนาดไม่เท่ากนั สาหร่ายชนิดน้ีเป็นเซลลเด์ ี่ยว คลายรองเท้ าแตะ้ แบนทางดานบนและ้ อนุกรมวธานของแบคทิ ีเรีย รา สัตวเซลล์ เด์ ียว และสาหร่าย 41

ล่าง มีผนงเซลลั เป์ ็นเซลลูโลส บางชนิด บางชนิดเซลลเปล์ ือย (naked) สืบพนธั ุ์โดยการแบ่งตัว ตามยาวหรือสร้างซูโอสปอร์หรือชีสต ์ ดิวิชันไพร์โรไฟโคไฟตา (Pyrrophycophyta) ดิวิชันไพร์โรไฟโคไฟตา (Pyrrophycophyta) หรือ ไดโนแฟลกเจลเลต (dinoflagellates) สาหร่ายน้ีมีรงควตถั ุคลอโรฟิลลเอและซ์ ี คาโรทีน อาหารสะสมในเซลลเป์ ็น แป้ งและน้ามํ ัน พบในน้าเคํ ็ม นํ้ากร่อยและน้าจํ ืด เป็นเซลล์เดี่ยวๆ ลักษณะเซลล์แบน มีร่อง ตามยาวและตามขวาง มีแฟลก เจลลา 2 เส้น ไดโนแฟลกเจลเลตส่วนมากปกคลุมดวยเย้ อหื่ ุ้ม เซลลเท์ ่าน้นั เช่น Gymnodinium แต่บางชนิดมีผนงเซลลั เป์ ็นเซลลูโลส จึงมีลักษณะคลายเกราะ้ ไดโนแฟลกเจลเลตเป็นแพลงตอนที่สําคญและทั าใํ ห้เกิดเรดไทด์ (red tide) เวลาเกิดการ ขยายพนธั ุ์มากๆ ทําให้ทะเลบริเวณน้ันมีสีแดงหรือเหลือง สาหร่ายจะปล่อยสารที่เป็นพิษต่อ ปลา สัตว์นํ้าและหอย เมื่อพิษสะสมมากๆ คนที่บริโภคอาจเป็นพิษได ้ สาหร่ายที่ทําให้เกิดสี เหล่าน้ีคือ Gonyaulax บางชนิดเกิดการเรืองแสงได ้ เช่น Noctiluca

หน่วยท ี่ 3 ความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม 3.1 ความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์ในดิน 3.1.1 รูปแบบความสัมพนธั ์ุของจุลินทรีย์ในดิน ระบบนิเวศของจุลินทรีย์ในดิน รวมชนิดของจุลินทรีย์และองค์ประกอบทาง กายภาพของดินไว้ด้วยกนมั ีทั้งส่ิงที่มีและไม่มีชีวิต (abiotic and abiotic component) จุลินทรีย์ที่ อาศยอยั ู่ในดินมีความสัมพนธั ์แตกต่างกนั บางชนิดก็ไม่มีความแตกต่าง หรือเป็นกลาง (Neutral) บางชนิดได้ประโยชน์ บางชนิดเสียประโยชน์ ความสัมพนธั ์ที่เป็ นกลาง ภาวะเป็ นกลาง (Neutralism) เป็นความสมพั นธั ์ที่จุลินทรีย์ 2 ชนิดที่แตกต่างกนอาจอยั ในทู่ ี่ เดียวกนโดยไมั ่มีผลอะไรต่อกนั ตัวอยางเช่ ่น จุลินทรีย์แต่ละชนิดจะใชสารอา้ หารแตกต่างกนโดยั ไม่สร้างผลผลิตที่ไปห้ามการเจริญของอีกฝ่ายหนึ่ง สภาพน้ีอาจมีอยู่ชั่วคราวเมื่อสภาพแวดลอม้ เปลี่ยนไปโดยเฉพาะสารอาหารที่มีอยจะทู่ าใหํ ความส้ มพั นธั ์นี้เปลี่ยนไปดวย้ ภาวะพงพากึ่ ัน (Mutualism) ภาวะพึ่งพากนเปั ็นความสัมพนธั ์ที่ต่างฝ่ายต่างไดประโยชน้ ์ ซึ่งวิธีการที่ไดประ้ โยชน์จะแตกต่างกนไปั ชนิดหนึ่งคือการแลกเปลี่ยนสารอาหารระหว่างสปีชีส์ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ซินโทรพิซึม (syntrophism) จุลินทรีย์หลายชนิดสังเคราะห์วิตามินและ กรดอะมิโนในปริมาณที่มากเกินกวาท่ ี่ต้องใช ้ ขณะที่จุลินทรีย์ชนิดอื่นตองการสารอาหารเหล้ ่าน้ีเพม่ิ ดังน้นจั ุลินทรีย์ต่างชนิดกสามารถเจร็ ิญอยไดู่ ้ด้วยกนั ภาวะองอาศิ ัย (Commensalism) ภาวะอิงอาศยเปั ็นความสัมพนธั ์ที่ฝ่ายหนึ่งไดประโยชน้ ์ อีกฝ่ายไม่มีผลอะไร มักเกิดในดินที่มีการยอย่ สลายสารซบซั อน้ เช่น เซลลูโลส ลิกนิน ตัวอยางเช่ ่น ราจานวนมากสามารถยํ ่อยสลายเซลลูโลสให้เป็นกลูโคสได ้ แบคทีเรียส่วนใหญ่ไม่สามารถย่อย สลายเซลลูโลส แต่สามารถนาผลผลํ ิตที่ไดจากการย้ ่อยของรามาใช้ คือกลูโคสและกรดอินทรีย์ ดังน้นแบคทั ีเรียที่เล้ียงยากกวาจะต่ องการว้ ิตามินและกรดอะมิโนที่แบคทีเรียพวกเล้ียงง่ายกวาสร่ ้าง ขึ้นและขบถั ่ายออกมา อีกตวอยั างค่ ือ การเปลี่ยนแปลงซยสเตรตทั ี่ไดจากหลายๆ้ สปีชีส์ร่วมกนทั ํา เช่น ลิกนินซึ่งเป็นองคประกอบของไม์ จะทนต้ ่อการถูกยอย่ ดวยเช้ ้ือบริสุทธ์ิที่เล้ียงในห้องทดลอง แต่ลิกนินที่อยในปู่ ่าจะถูกยอยด่ วยจ้ ุลินทรีย์ในดินโดยเฉพาะรา

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 43

ความสัมพนธั ์ที่เสียประโยชน์ สภาวะปฏิปักษ์ (Antagonism) สภาวะปฏิปักษเป์ ็นสภาวะที่จุลินทรีย์สร้างสารปฏิชีวนะ หรือสารที่ห้ามการเจริญตามปกติของส่ิงมีชีวิตอื่น สภาวะปฏิปักษพบในธรรมชาต์ ิ เช่น S.aureus terreus และ Pseudomonas aeruginosa มีสภาวะปฏิปักษ์ต่อ Aspergillus terreus การแก่งแย่ง (Competition) การแก่งแยงเป่ ็นความสัมพนธั ์เชิงลบที่แก่งแยงสารอาหารท่ ี่ จําเป็นเหมือนกนั ในสภาพน้ีจุลินทรีย์ที่ปรับตวไดั ้ที่สุดจะอยู่รอด และขบไลั ่สปีชีส์อื่นที่ต้องการ สารอาหารอยางเดี่ ยวกนออกไปั ภาวะปรสิต (Parasitism) ภาวะปรสิตเป็นความสัมพนธั ์ที่จุลินทรีย์ชนิดหนึ่งอาศยอยั ในู่ สิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง โดยปรสิต (parasite) กินเซลล ์ เน้ือเยื่อ ของเหลวของส่ิงมีชีวิตอื่นที่เป็นโฮสต ์ (host) ปรสิตที่สําคญคั ือ Bdellovibrio bacterio vorus ซึ่งเป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีมากในดิน นํ้า เสียและเป็นปรสิตในแบคทีเรีย ปรสิตน้ีเคลื่อนที่ไดจะเกาะก้ บเซลลั ์โฮสต์ที่บริเวณหนึ่งและย่อย สลายเซลล ์ เมื่อนาแบคทํ ีเรียที่เป็นโฮสตมาเล์ ้ียงในจานอาหาร จะเกิดบริเวณคลายพลาค้ (plaque) ขึ้นแสดงวาเก่ ิดการยอยสลายของเซลล่ ์ 3.1.2 จุลินทีย์ที่มีอยู่ในดิน ดินเป็ นแหล่งที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์มากมายหลายชนิด ประกอบไปด้วย แบคทีเรีย รา เช้ือแอคติโนมยสั ีท สาหร่าย โปรโตซัว และไวรัส นอกจากน้ีแลวในด้ ินยงมั ีสัตวหน์ ้า ดิน และแมลงหนาด้ ินต่างๆ สิ่งมีชีวิตเหล่าน้ีมีความสมพั นธั ุ์กนในระบบนั ิเวศของดิน ส่วนใหญ่แล้ว ดินเกิดจากการสลายตวและผั ุพังของแร่หินต่างๆ โดยอิทธิพลจากธรรมชาติ เช่นความร้อน ความ เย็น กระแสน้ํา และการทบถมของซากสั ่ิงมีชีวิตที่เน่าเปื่ อยผุพัง ซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมของ จุลินทรียในด์ ิน จุลินทรีย์เหล่าน้ีจึงมีบทบาทสาคํ ญในการเกั ิดความอุดมสมบูรณ์ของดิน จํานวนของ จุลินทรีย์ในดินข้ึนอยกู่ บอาหารทั ีมีประโยชน์ในดิน ความช้ืน ค่าความเป็นกรด-ด่าง และ อุณหภูมิ ของส่ิงแวดลอมในด้ ิน 1) แบคทเรี ีย (วราวุฒิ จุฬาลกษณานั ุกูล, 2557) แบคทีเรียจัดเป็ นจุลินทรีย์กลุ่มใหญ่พบจํานวนมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับ จุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ ในหนึ่งกรัมของดินที่อุดมสมบูรณ์มีแบคทีเรียมากถึง หนึ่งแสนถึงพนลั าน้ โคโลนีต่อกรัมดิน มีหนาท้ ี่ในการยอยสลายซากพ่ ืชซากสัตว ์ ผลิตฮิวมัส เปลี่ยนแปลงแร่ธาตุในดิน ใหเป้ ็นประโยชน์ต่อส่ิงมีชีวิตท้งจั ุลินทรีย์เองและพืช แบคทีเรียบางชนิดเป็นโรคพืช แบคทีเรียที่พบ ในดินโดยทวไป่ั มีรูปร่าง 3 แบบคือ แบบกลม แบบแท่ง และแบบเกลียว แบคทีเรียเจริญเติบโตและ เพ่มจิ านวนอยํ างรวดเร่ ็วในดินที่มีอินทรีย์วัตถุ มีความช้ืนพอสมควร

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 44

และค่าความเป็นกรดด่างอยระหวู่ ่าง 5.5-9 ในบริเวณรากพืชจะพบแบคทีเรียมากกว่าในบริเวณที่ ไกลออกไป กิจกรรมของแบคทีเรียในดินมีมากมายแต่ที่มีความสาคํ ญตั ่อระบบนิเวศ คือ การเป็นผู้ ย่อยสลายอินทรียวตถั ุในดินทาใหํ ้อยู่ในรูปที่พืชสามารถนําไปใช้ประโยชน์ได้ และทาใหํ ้เกิด กระบวนการตรึงไนโตรเจนในดินเป็นต้น แบคทีเรียที่พบและสามารถนํามาใช้ประโยชน์ เช่น Pseudomanas sp, Rhizobium sp, Bacillus sp, Clostridium sp เป็นต้น 2) เชื้อรา (วราวุฒิ จุฬาลกษณานั ุกูล, 2557) เป็นจุลินทรีย์ที่มีจํานวนรองลงมาจากแบคทีเรีย เส้นใยของเช้ือรายาวเป็นสิบถึง ร้อยเมตรต่อกรัมของดินที่อุดมสมบูรณ์ มีบทบาทในการยอยสลายซากพ่ ืชซากสัตวรว์ มถึงฮิวมสในั ดิน บางชนิดเป็นสาเหตุของโรคในส่ิงมีชีวิต บางชนิดทาลายํ nematode ซึ่งเป็นศตรั ูพืช ดํารงชีวิตได้ โดยการดูดซึมสารอินทรีย์จากการยอยภายนอกเซลล่ ์ มีรูปร่างเป็นเส้นใย หรือเป็นเซลลเด์ ี่ยว จําเป็น ต้องการออกซิเจนในการดารงชํ ีวิต เช้ือราส่วนใหญ่เจริญเติบโตได้ดีในดินที่เป็นกรด ที่พบและคัด แยกไดจากพ้ ้ืนที่ในโครงการ Mucor sp, Chaetomium sp, Trichoderma sp, Aspergillus sp, Penicillium sp เป็นต้น 3) สาหร่าย (นงลกษณั ์ สุวรรณพินิช และ ปรีชา สุวรรณพินิช, 2548) จํานวนของสาหร่ายในดินมีน้อยกว่าราและแบคทีเรีย สาหร่ายที่พบส่วนใหญ่เป็น สีเขียว เช่น พวก Chlamydomonas, Chlorococcum และไดอะตอม ในดินที่สมบูรณ์กิจกรรมทาง ชีวเคมีของสาหร่ายจะลดลง เพราะถูกแยงอาหารโดยแบคท่ ีเรียและรา เนื่องจากสาหร่ายเป็นพวกที่ สังเคราะห์แสงจึงพบมากที่ผิวดินหรือใต้ผิวดินเล็กน้อย ผลจากการสังเคราะห์แสงทาใหํ ้เกิดก๊าซ ออกซิเจนและเพ่ิมสารอินทรีย์ไดแก้ ่ดิน นอกจากน้ียังเป็นตวทั าใหํ ้เกิดการเปลี่ยนแปลงและแทนที่ (succession) สาหร่ายที่ตายจะทบถมกลายเปั ็นสารอินทรีย์ที่ทําให้แบคทีเรียและราเจริญได ้ นอกจากน้ีสาหร่ายบางชนิดเช่น นอสตอก อนาบีนา ยังช่วยตรึงก๊าซไนโตรเจนจากอากาศให้อยในู่ รูปสารประกอบไนเตรตที่พืชนาไปใชํ ได้ ้ 4) โพรโทซัว โพรโทซัวส่วนใหญ่ในดินเป็นพวกแฟลกเจลลาและอะบีบา พบมากในดินที่มี อินทรียวตถั ุสูงและชุ่มช้ืน โพรโทซวในดั ินช่วยกินแบคทีเรียบางชนิด จึงเป็นการควบคุมปริมาณ แบคทีเรียใหอย้ สมดู่ ุล

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 45

3.1.3 ปัจจัยที่มีผลต่อจุลินทรีย์ในดิน (วีรานุช หลาง, 2551) 1) จํานวนและชนิดของสารอาหารในดิน ถ้าในดินมีปริมาณธาตุอาหารสูงมาก จะ พบแบคทีเรียและเช้ือราในดินมากกวาจ่ ุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ เนื่องจากแบคทีเรียและเช้ือราเจริญไดเร้ ็ว กวา่ 2) อุณหภูมิของดิน อุณหภูมิส่งผลถึงการเจริญของจุลินทรียและก์ ิจกรรมของ จุลินทรีย์ในดิน โดยทวไปสภาพแวดล่ั อมท้ ี่มีอุณหภูมิสูงจะกระตุ้นกิจกรรมต่างๆ ของจุลินทรีย์ได้ ดีกวาอ่ ุณหภูมิตํ่า 3) ความช้ืนของดิน อากาศเป็นปัจจยในการั ดารงชํ ีตที่สําคญของจั ุลินทรีย ์ ดินที่มี ความช้ืนสูงจะมีปริมาณออกซิเจนในดินก็ลดลง จุลินทรีย์ในดินแต่ละชนิดมีระดบความชั ้ืนของดิน ที่เหมาะสมต่อการดารงชํ ีพที่ต่างกนไปั เช่น แบคทีเรียเจริญได้ดีที่ความช้ืนร้อยละ 50-75 แอคติโน มัยซิสจะเจริญได้นอยหร้ ือไม่เจริญเลยที่ความช้ืนร้อยละ 85-100 ส่วนเช้ือราเจริญได้ที่ความช้ืนร้อย ละ 27 เป็นต้น 4) ความเป็นกรด ด่างของดิน โดยทวไปแบคท่ั ีเรียเจริญได้ดีที่พีเอชเป็นกลางคือ 6- 7.5 ที่พีเอชสูงกวาน่ ้ีจะพบแอคติโนมยซั ิสมากกวาแบคท่ ีเรีย ถ้าพีเอชตากวํ่ า่ 5 แอคติโนมยซั ิสจะไม่ เจริญเลย ส่วนเช้ือราจะเจริญได้ดีในดินที่มีสภาพความเป็นกรดมากกวาด่ ่าง 5) ความลึกของดิน ความลึกของดินเกี่ยวเนื่องกบธาตั ุอาหาร อากาศและแสง ดิน ชั้นบนจะมีธาตุอาหาร อากาศและแสงมากกวาด่ ินช้นลั ่าง ทําให้มักพบกลุ่มแอโรปและแอคติโนมัย ซิส เช้ือรา สาหร่ายและโปรโทซัวมากกว่า ในทางตรงกนขั ามด้ ินช้ันล่างจะพบพวกแอนแอโรบ มากกวา่ 3.1.4 วัฏจักรของสารเนื่องจากจุลินทรีย์ในดิน 1) วัฏจักรไนโตรเจน ไนโตรเจน เป็นธาตุที่มีอยู่ในบรรยากาศมากที่สุดประมาณร้อยละ 80

ไนโตรเจนที่พืชนาไปใชํ จะอย้ ในรู่ ูปสารประกอบเคมี เช่น แอมโมเนีย (NH3) หรือไนเตรด (NO3) วัฎจักรของไนโตรเจน เร่ิมจากอินทรีย์มีไนโตรเจนเป็ นองค์ประกอบจะถูกย่อยสลายโดย

กระบวนการแอมโมนิฟิเคชัน (ammonification) ไดแอมโมเน้ ีย (NH3) และแอมโมเนียถูกออกซิไดส์

ในกระบวนการ nitrification ไดในเตรด้ (NO3) และไนไตรต ์ (NO2) สัตวจะม์ ีการกาจํ ดไนโตรเจนั

ออกมาในรูปของยูเรียและแอมโมเนียไนไตรต์และไนเตรดจะถูกรีดิวซ์เป็นก๊าซไนโตรเจน (N2) กลบคั ืนสู่บรรยากาศ โดยกระบวนการ denitrification และจะถูกนาไปใชํ ้ต่อไปในกระบวนการ nitrogen fixation (ภาพที่ 3.1) พบในสาหร่ายสีเขียวแกมน้าเงํ ิน และพืช

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 46

ตระกูลถว่ั จะถูกแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน (nitrogen – fixation bacteria) อยตามปมรากถู่ วแล่ั ้ว เปลี่ยนเป็นไนเตรด และไนโตรเจนอาจเกิดข้ึน โดยปรากฏการณ์ตามธรรมชาติ คือ ฟ้ าแลบ ฟ้ าผา่ มี ผลทาใหํ ไนโตรเจนในบรรยากาศเปล้ ี่ยนไปอยในรู่ ูปไนเตรด ซึ่งพืชนาไปใชํ ได้ ้

ภาพที่ 3.1 วัฏจกรไนโตรเจนั ที่มา : http://environment.ekstepza.ws/nitrogen-cycle.html

2) วัฏจักรคาร์บอน (Carbon cycle) คาร์บอน (Carbon) เป็นธาตุที่มีอยู่ในสารประกอบอินทรีย์เคมีทุกชนิด ดังน้นวั ฏจั กรคารั ์บอนมัก ไปสัมพนธั ์กบวั ฏจั กรอั ื่น ๆในระบบนิเวศ คาร์บอนเป็นองคประกอบ์ สําคญอยั ่างหนึ่งของสารอินทรีย์สารในส่ิงมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรด โปรตีน ไขมัน วิตามิน วัฏ จักรคาร์บอน หมายถึง การที่แก๊สคาร์บอนไดออกไซดจากกอากาศถ์ ูกนาเขํ าส้ ู่สิ่งมีชีวิต หรือออก จากส่ิงมีชีวิตคืนสู่บรรยากาศ และน้าอํ ีกหมุนเวียนกนไปเชั ่นน้ีไม่มีที่สิ้นสุดโดย (ภาพที่ 3.2) แก๊ส

คาร์บอนไดออกไซด ์ (CO2) ในบรรยากาศและน้าถํ ูกนาเขํ าส้ ู่สิ่งมีชีวิตผานกระบวนการส่ ังเคราะห์

ด้วยแสงของพืช (CO2) จะถูกเปลี่ยนเป็นอินทรีย์สารที่มีพลงงานสะสมอยั ตู่ ่อมาสารอินทรีย์สารที่

พืชสะสมไวบางส้ ่วนถูกถ่ายทอดไปยงผั บรู้ ิโภคในระบบต่าง ๆ โดยการกิน CO2 ออกจากส่ิงมีชีวิต คืนสู่บรรยากาศและน้าไดํ ้หลายทาง ไดแก้ ่

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 47

1.การหายใจของพืชและสัตว ์ เพื่อให้ไดพล้ งงานออกมาใชั ้ ทําให้คาร์บอนที่อยู่ในรูปของ

อินทรีย์ สารถูกปลดปล่อยออกมาเป็นอิสระในรูปของ CO2 2.การย่อยสลายส่ิงขบถั ่ายของสัตว ์ และ ซากพืชซากสัตว ์ ทําให้คาร์บอนที่อยู่ในรูปของ

อาหารถูกปลดปล่อยออกมาเป็นอิสระในรูปของ CO2 3.การเผาไหม่ ของถ้ ่านหิน นํ้ามัน และคาร์บอเนต เกิดจากการทบถมของั ซากพืชซากสัตว์ เป็นเวลานาน แหล่งของสารคาร์บอนในธรรมชาติ คือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซมจะถ์ ูกตรึงดวยพ้ ืชสีเขียว และสาหร่ายโดยการสังเคราะห์แสงให้กลายเป็นสารอินทรีย์ ส่วนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก แบคทีเรียคือ การที่ออโตโทรฟิ กแบคทีเรียใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็ นแหล่งคาร์บอนเพื่อ เปลี่ยนเป็นคาร์โบไฮเดรต และเกิดการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์โดนเฮเทอโรโทรฟิ กแบคทีเรีย สารอินทรีย์คาร์บอนที่เกิดข้ึนจะถูกนํามาใช้ในกระบวนการหายใจ ให้ได้พลังงานและ คาร์บอนไดออกไซด ์ หรืออาจใช้สร้างเนื้อเยอของพื่ ืชของสตวั หร์ ือของจุลินทรีย์เอง ซึ่งเมื่อส่ิงมีชีวิต ตายลงจะถูกจุลินทรีย์ยอย่ สลายเน้ือเยื่อเหล่าน้นทั าใหํ ้ไดคาร้ ์บอนไดออกไซดกล์ บคั ืนสู่บรรยากาศ เพื่อให้พืชใช้ต่อไป

ภาพที่ 3.2 วัฏจกรคารั ์บอน ที่มา : http://environment.ekstepza.ws/carbon-cycle.html 3) วัฏจักรของกามะถํ ัน (Sulfur cycle) กามะถํ ัน เป็นธาตุที่จําเป็นธาตุหนึ่ง อยู่ภายในร่างกายของส่ิงมีชีวิต เป็น องคประกอบอย์ างหน่ ึ่งของโพรโทพลาซึม โปรตีนที่สําคญหลายชนั ิดมีกามะถํ นเปั ็นองคประกอบ์ โดย เป็นตวเชั ื่อมในสายพอลิเพปไทด ์ ซึ่งเราพบในกรดอะมีโนซีสตีน (Cydtine), ซิสเตอิน

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 48

(Cysteine) และ เมธิโอนิน (Methionine) จัดได้วาเป่ ็นธาตุที่จําเป็นต่อการเจริญเติบโตและกระบวนการเม แทบอลิซึมของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตในส่ิงมีชีวิตท้งหลายั อาจกล่าวได้ว่า ถ้าปราศจากกามะถํ ัน แลวไม้ ่สามารถมีชีวิตอยไดู่ ้ แหล่งกามะถํ นทั ี่สําคญคั ือ สารประกอบอนินทรีย์ซัลเฟตซึ่งไดมาจาก้ กระบวนการเปลี่ยนแปลงยอยสลายอ่ ินทรีย์สารหรือส่ิงขบถั ่าย โดยการกระทาของราแอสเพอรํ ์จิลลัส (Aspergillus) และรานิวโรสปอรา (Neurospors) เราเรียกกระบวนการที่ทาใหํ สารอ้ ินทรีย์กลบสลายเปั ็น สารอนินทรีย์นี้วา่ “Mineralization” กามะถํ นทั ี่พบโดยทวไป่ั มักจะอยในรู่ ูปสารประกอบต่างๆ เช่น

ซัลเฟอร์ไดออกไซด ์ (SO2) ไดจากการเผาไหม้ ของโรงงานอ้ ุตสาหกรรมปลดปล่อยสู่บรรยากาศ มี

ผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย ์ (ถ้ามีในอากาศ 5 มก/ลิตร ทําให้หลอดลมตีบ หืด) แต่ปริมาณ SO2 จะ ลดลง เนื่องจากการชะลางของฝนลงในด้ ินและน้าํ สัตว์นํ้ากจะได็ ้รับสารประกอบกามะถํ ัน เมื่อตาย ลงก็ถูกย่อยสลายปลดปล่อยกามะถํ นออกมาั ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดจาก

ปฏิกิริยาออกซิเดชนระหวั างไฮโดรเจนซ่ ลไฟดั ์กบโอโซนั ไฮโดรเจนซลไฟดั ์ (H2S) เกิดจากการลด ออกซิเจนของสารอนินทรีย์ซัลเฟต โดยแบคทีเรียพวกไม่ใช้ออกซิเจน เช่น Desulfovibrio

desulfuricans ซัลเฟต (SO4) เป็นรูปที่พืชสามารถนาไปใชํ ประโยชน้ ์ได ้ สะสมอยในดู่ ิน ปุ๋ ยที่มนุษย์ ให้แก่พืชและจากการกระทาของพวกแบคทํ ีเรียไม่มีสี และแบคทีเรียกามะถํ นทั ี่สังเคราะห์ด้วยแสง ได ้ วัฏจกรของกั ามะถํ นมั ีอย ู่ 2 วัฏจกรั ไดแก้ ่ วัฏจกรทั ี่ไม่ผานผ่ ผลู้ ิต และผบรู้ ิโภคกบั วัฏจกรทั ี่ผาน่ ผู้ผลิตและผบรู้ ิโภค (ภาพที่ 3.3)

รูปที่ 3.3 วัฎจกรกั ามะถํ ัน

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 49

3.2 ความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์ในนํ้า ความสมพั นธั ์ของจุลินทรีย์ในแหล่งน้าไมํ ่วาจะเป่ ็นน้าจํ ืด นํ้าเค็ม นํ้ากร่อย หรือน้าในแหลํ ่ง ต่างๆ จุลินทรีย์ที่พบมีเกือบทุกประเภท เช่น แบคทีเรีย เช้ือรา สาหร่าย โพรโทซวหรั ือไวรัส เป็นต้น จุลินทรีย์บางชนิดมีอยเดู่ ิมในแหล่งน้าํ จุลินทรีย์บางชนิดนามาสํ ู่แหล่งน้าจากอากาศํ ดิน หรือของ เสียจากอาคารบานเร้ ือน จุลินทรีย์ในแหล่งน้ามํ ีความสาคํ ญตั ่อคนและสัตว ์ และมีความสาคํ ญในแงั ่ ห่วงโซ่อาหารและส่ิงมีชีวิตในน้าํ 3.2.1 สภาพแวดล้อมที่มีผลต่อจุลินทรีย์ในแหล่งนํ้า สภาพแวดลอมท้ ้งทางกายภาพและทางเคมั ีมีผลต่อจานวนจํ ุลินทรีย์ในแหล่งน้าํ จะ แตกต่างไปตามแหล่งน้าแตํ ่ละชนิด อาทิ 3.2.1.1 อุณหภูมิ (Temperature) อุณหภูมิเป็นปัจจยทั ี่ทําให้จุลินทรีย์เจริญช้าหรือเร็ว อุณหภูมิของน้าทํ ี่ผิวดินจะ แตกต่างกนมากั เช่น ในน้าทะเลรํ ้อยละ 90 มีอุณหภูมิตํ่ากวา่ 5 องศาเซลเซียสจึงเหมาะกบการเจรั ิญ ของไซโครไฟลเท์ ่าน้ัน ในน้าพํ ุร้อนมีอุณหภูมิสูงก็พบจุลินทรีย์อาศยอยั ู่ไดเป้ ็นพวกเทอร์โมไฟล ์ เป็นต้น

3.2.1.2 ความดันของนํ้า (Hydrostatic pressure) นํ้าผวดิ ินหรือน้าลํ ึกๆในมหาสมุทรจะมีความกดดนอากาศตั ่างกนั ความกดดนของั นํ้าจะเพ่ิมข้ึนตามความลึก โดยความดนจะเพั ่ิมข้ึน 1 atm ต่อความลึกของน้าํ 10 เมตร โดยกลุ่ม จุลินทรีย์ที่อยู่ในน้ําลึกเป็นกลุ่มที่ชอบความดันสูง (Brophilic) พบว่าไม่สามารถเจริญได้ที่ บรรยากาศปกติ 3.2.1.3 แสงสว่าง (Light) สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ต้องอาศยแสงทั ้งทางตรงและทางอั อม้ ในส่วนแหล่งน้าสํ ่วน ใหญ่ผู้ผลิตข้นตั นค้ ือ สาหร่าย ความลึกของน้าทํ ี่แสงส่องลงมาถึงเรียกว่า โฟติกโซน (photic zone) จะแตกต่างไปตามฤดูกาล โดยทวไปการส่ั งเคราะหั ์แสงเกิดข้ึนที่น้าระดํ บบนๆั คือ 50-125 เมตร 3.2.1.4 ความเค็ม (Salinity) ทัวไปน่ ้าจํ ืดแทบไม่มีความเค็ม แต่ในทะเลสาบน้าเคํ ็มจะมีค่าความเค็มสูง 33-37 - 4 กรัม/กิโลกรัม เกลือที่เป็นองคประกอบหล์ กคั ือคลอไรด ์ (Cl) ซัลเฟต (SO 2-) และ

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 50

2- คาร์บอเนต (Co3 ) ของ Na K Ca และ Mg ความเขมข้ นของเกล้ ือและปากแม่นํ้าจะตํ่า จุลินทรีย์ส่วน ใหญ่อาศยอยั ในนู่ ้าเคํ มท็ ี่ต้องการเกลือที่ความเขมข้ นร้ ้อยละ 2.5-4.0 3.2.1.5 ความข่นุ (Turbidity) แหล่งน้าจะมํ ีความขุ่นไม่เท่ากนั ในบริเวณทะเลลึกน้าจะใสหรํ ือมีความขุ่นน้อย มาก แต่บริเวณชายฝ่ังจะมีความข่นมากุ สารแขวยลอยที่ทําให้นํ้าความข่นุ ไดแก้ ่ แร่ธาตุบนบก ซาก สารอินทรีย์ เช่น เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ไคติน หรือจุลินทรีย์ที่แขวนลอย ความข่นของนุ ้ามํ ีผลต่อ การแพร่ผานของแสงส่ ู่แหล่งน้าํ มีผลต่อกระบวนการสงเคราะหั ์ด้วยแสง 3.2.1.6 พีเอช (pH) โดยทวไปจ่ั ุลินทรีย์ในน้าจํ ืดสามารถเจริญได้ที่พีเอชระหว่าง 6.5-8.5 ขณะที่พีเอช ของน้าทะเลอยํ ระู่ หว่าง7.5-8.5 และพีเอชที่เหมาะสมกบการเจรั ิญของจุลินทรีย์ในทะเลคือ 7.2-7.6 ส่วนในทะเลสาบและแม่นํ้าคาพ่ ีเอชจะอยในชู่ ่วงที่กวางข้ ้ึนกบสภาพแวดลั อมบร้ ิเวณน้นั 3.2.1.7 สารอนินทรีย์และสารอนทริ ีย์ (Inorganic and organic constituents) ชนิดและปริมาณของสารอนินทรีย์และสารอินทรียในแหล์ ่งน้ามํ ีความสําคญตั ่อ จุลินทรีย์ ไนเตรตและฟอสเฟตเป็นสารอนินทรีย์ที่สําคญตั ่อการเจริญของสาหร่าย ส่วนสารอินทรีย์ จําเป็นต่อการเจริญของสาหร่าย ส่วนสารอินทรีย์จาเปํ ็นต่อการเจริญของแบคทีเรียและเช้ือราที่เป็น แซโพรไฟต์ แหล่งน้าทํ ี่ได้รับของเสียจากอาคารบานเร้ ือนจะมีการเปลี่ยนแปลงของสารอาหาร มากกว่าในทะเลปิด ของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาจมีสารยบยั ้งจั ุลินทรีย์ในแหล่งน้าํ โลหะ บางชนิด เช่น ปรอทและโลหะหนกอั ื่นๆ แม้มีเพียงเลกน็ อยอาจเป้ ็นสารยบยั ้งจั ุลินทรีย์ได ้ 3.2.2 จุลินทรีย์ในแหล่งนํ้า จุลินทรีย์ในปากแม่นํ้า (Estuary) มีการเปลี่ยนแปลงบางชนิดอาจได้รับเพ่ิมเติมจาก บ้านเรือน โรงงานอุตสาหกรรม พื้นที่การเกษตรหรือไดจากบรรยากาศในแหล้ ่งน้าทํ ี่ได้รับการ ปนเป้ือนจากบานเร้ ือนจะมีสารอินทรีย์อยมากู่ แบคทีเรียที่มีอยมากไดู่ แก้ ่ โคลิฟอร์ม ฟีคัลสเตรบ โตค๊อกไค Proteus, Bacillus, Clostridium, Sphaerotilus, Beggitoa, Thiothrix, Thiobacillus และ อื่นๆ อาจพบไวรัสจากลาไสํ ้ดวย้ ในแหล่งน้าทํ ี่ไม่ค่อยมีสารอินทรีย์จะพบแบคทีเรียที่แตกหน่อได้ และหรือพวกที่มีระยางค์ เช่น Hyphomicrobium, Caulobacter, Nitrosomonas, Nitrobacter นอกจากน้ียังพบเช้ือราหลายชนิด เช่น แอสโคไมซีตัส ไฟโคไมซีตัส และฟังไจอิมพอแฟคไทดวย้ แบคทีเรียที่พบในแหล่งน้าจํ ืดไดแก้ ่

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 51

Pseudomonas, Flavobacterium, Acromonas, Alcaliginis ส่วนที่พบในน้าเคํ ็มและปากอ่าวไดแก้ ่ Vibrio, Acinetobacter, Pseudomonas, Flavobacterium, Alterromonas และ Staphylococcus แบคทีเรียที่อยที่ผิู่ วแหล่งน้ามํ กมั ีสีเพื่อป้ องกนอั นตรายจากแสงแดดั เช้ือราที่พบในน้าทะเลไดํ แก้ ่ ดิ วเทอโรไมซีตัส ไฟโคไมซีตัสและมิกโซไมซีตัส นอกจากน้ียังมีจุลินทรีย์ที่อาศยอยั ที่อุู่ ณหภูมิสูง เช่น ในน้าพํ ุร้อน มีแบคทีเรียที่ทนอุณหภูมิสูงมากกว่า 75 องศาเซลเซียส เช่น Thermus และ Sulfolobus ส่วน Bacillus stearothermophilus สามารถเจริญไดในน้ ้าพํ ุร้อนที่อุณหภูมิ 55-70 องศา เซลเซียส ส่วนพวกสาหร่ายสีเขียวแกมน้าเงํ ินและสาหร่ายสีเขียวกพบได็ เช้ ่นกนั 3.2.3 การแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในแหล่งนํ้า การแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในแหล่งน้าแบํ ่งออกไดเป้ ็น 4 รูปแบบ ไดแก้ ่ 3.2.3.1 เขตริมฝ่ังน้าํ (Litteral zone) เป็นพ้ืนที่ริมฝ่ังน้าทํ ้งสองดั าน้ มีแสงแดดส่องถึงตลอด ทวท่ั ้งพั ้ืนที่และพบการเจริญของพืชน้าเปํ ็นส่วนมาก ปริมาณออกซิเจนในเขตน้ีมีมากท้งจากการั ละลายของออกซิเจนในอากาศ และจากการสังเคราะห์แสงของพืชน้าํ จุลินทรีย์ที่พบบ่อยไดแก้ ่ Cytophaga 3.2.3.2 เขตผวหนิ าน้ ้าํ (Limnetic zone) อยถัู่ ดจากเขตริมฝ่ังน้าเขํ ามาในเขตน้ ้ียังคงมีปริมาณ ออกซิเจนและแสงที่เพียงพอ จุลินทรีย์ที่พบไดแก้ ่ Pseudomonas, Caulobacter และ Cytophaga 3.2.3.3 เขตกลางความลึกของแหล่งน้าํ (Profundal zone) เขตน้ีมีปริมาณออกซิเจนและแสง ค่อนข้างตํ่า จุลินทรีย์ที่พบในเขตน้ีไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ดํารงชีวิตภายใต้สภาวะไร้ ออกซิเจนและสามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นซัลเฟอร์และซัลเฟต ตัวอย่างจุลินทรีย์ที่พบ ไดแก้ ่ Sulfur bacteria 3.2.3.4 เขตทองน้ ้าํ (Benthic zone) ในเขตน้ีมีปริมาณออกซิเจนและแสงตาสํ่ ุด ไม่พบ จุลินทรีย์ที่สังเคราะห์แสงได้ ดํารงชีวิตแบบไร้อากาศ จุลินทรีย์กลุ่มน้ีพบกลุ่มจุลินทรีย์ที่สร้างมีเทน ตัวอยางจ่ ุลินทรีย์ที่พบไดแก้ ่ Desulfovibrio, Clostridium, Methanobacterium และ Methanococcus 3.3 ความสัมพันธ์ของจุลินทรีย์ในอากาศ อากาศมีส่วนก๊าซชนิดต่างๆ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์และอื่นๆ รวมท้งไอนั ้าและฝํ นละอองุ่ ซึ่งส่วนผสมของก๊าซต่างๆในบรรยากาศคอนข่ างคงท้ ี่มีเพียง

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 52

ปริมาณไอน้าและฝํ นละอองเทุ่ ่าน้นทั ี่ปริมาณแตกต่างกนั จุลินทรีย์ในบรรยากาศแมพบในปร้ ิมาณ น้อยแต่สามารถเป็นอนตรายตั ่อมนุษยหร์ ือสตวั ์อื่นๆ ได ้

3.3.1 ประเภทของชีวอนุภาคมลสาร จุลินทรีย์ในอากาศและสารพิษที่จุลินทรีย์สร้างข้ึน มักพบในลกษณะทั ี่เกาะกบั อนุภาคสารของละอองเสมหะหรือฝุ่นละอองต่างๆ ของแขวนลอยในอากาศที่มีขนาด 0.02-100 ไมโครเมตร เรียกวาช่ ีวมวลอนุภาค (Bioaerosols) โดยทวไปอน่ั ุภาคมลสารแบคทีเรียมกมั ีเส้นผาน่ ศูนยกลางประมาณ์ 5 ไมโครเมตร จุลลินทรีย์ในบรรยากาศไม่สามารถเพ่ิมจานวนไดํ ้ แต่จะอาศัย อากาศเป็นตวกลางในการแพรั ่กระจายจากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่ง ชนิดของชีวมวลสารแบ่งไดเป้ ็น 2 ประเภท 3.3.1.1. Droplet nuclei คือ ชีวอนุภาคมลสารของละอองเสมหะที่ เกิดจากการจาม ไอ หรือ การพูดคุยของมนุษยเช์ ้ือโรคใน droplet nuclei สามารถล่องลอยอยู่ในอากาศและมีชีวิตอยู่ใน ระยะเวลาหนึ่งจากการห่อหุ้มของละอองเสมหะ 3.3.1.2. Dust particle คือ ชีวอนุภาคมลสารของฝนละอองทุ่ ี่เกิดจากแรงลมหรือแรงกระทํา ของมนุษย์ก่อใหเก้ ิดการฟุ้ งกระจายของฝนละอองจากแหลุ่ ่งต่างๆ 3.3.2 แหล่งกาเนํ ิดของชีวอนุภาคมลสาร แหล่งกาเนํ ิดชีวอนุภาคมลสารสามารถแบ่งออกไดเป้ ็น 2 ประเภท ไดแก้ ่ 3.3.2.1 แหล่งกาเนํ ิดจากส่ิงแวดลอมภายในอาคาร้ (Indoor Environment) การจาม ไอ และพดคู ุย การจามอาจก่อให้เกิด 106 droplet nuclei ในขณะที่ การ พูดคุยและการไออาจก่อใหเก้ ิด 104 droplet nuclei วัสดุก่อสร้างและเฟอร์นิเจอร์ต่างๆ ไดแก้ ่ผนงหรั ือ เพดานห้อง ทั้งที่เป็นวอลลเป์ เปอร์หรือทาสี พรมและพื้นที่ ผิววสดั ุต่างๆในหอง้ เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น กิจกรรมต่างๆ ภายในอาคาร เช่นการทาความสะอาดอาคารํ การเดิน การว่ิง และ การผลิตสินคาของโรงงานอ้ ุตสาหกรรม เป็นต้น 3.3.2.2 แหล่งกาเนํ ิดจากส่ิงแวดล้อมภายนอกอาคาร (Outdoor Environment) การเกษตร เช่นกิจกรรมการเกบเก็ ี่ยวผลผลิตทางการเกษตร การเลี้ยงสัตว ์ การหมัก ปุ๋ย เป็นต้น ระบบบาบํ ดของเสั ีย เช่น ถังเติมอากาศของระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียที่มีการเติมอากาศที่ ผวบิ ่อและการนากลํ ับมาใช้ เป็นต้น

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 53

จากธรรมชาติซึ่งมกเกั ิดจากการกระทาของลมเหนํ ือผวนิ ้าํ หรือทะเล เป็นต้น 3.3.3 การแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในอากาศ ชนิดของจุลินทรีย์ที่พบในอากาศจะแตกต่างกันไปตามแต่ละสถานที่ การ แพร่กระจายของจุลินทรีย์นั้นข้ึนอยกู่ บปั ัจจยหลั ัก 2 ประการ ไดแก้ ่ 3.3.3.1 ลักษณะทางสภาพแวดลอมของอากาศ้ ไดแก้ ่ ความเร็วลม ความช้ืนและอุณหภูมิ ของอากาศ ความเร็วลมมีผลให้ชีวอนุภาคมลสารยงคงแขวนลอยและแพรั ่กระจายไปไดไกลใน้ อากาศหรือตกลงสู่พื้นผวติ ่างๆ ส่วนความช้ืนและอุณหภูมิของอากาศมีผลโดยตรงต่อการดารงชํ ีวิต ของจุลินทรีย์ในอากาศ 3.3.3.2 ลักษณะทางกายภาพของชีวอนุภาคมวลสารไดแก้ ่ ขนาด ความหนาแน่นและรูปร่าง ของชีวอนุภาคมวลสาร ชีวอนุภาคมลสารที่มีขนาดมากกวา่ 6 ไมโครเมตร จะตกลงสู่พื้นไดเร้ ็วและ สามารถตกคางอย้ ตามระบบทางเดู่ ินหายใจส่วนบนเช่น จมูกและหลอดลม ส่วนที่มีขนาดเลกกว็ า่ 6 ไมโครเมตรจะเขาถ้ ึงปอดได ้ 3.3.4 ผลกระทบของชีวอนุภาคมลสาร ชีวอนุภาคมลสารส่งผลกระทบในดานลบต้ ่อสุขภาพของมนุษยและส์ ่ิงแวดลอม้ สรุปได้ดงตารางทั ี่ 3.1 ตารางที่ 3.1 ผลกระทบของชีวมลสาร จุลินทรีย์ที่เป็ น ผลกระทบต่อสุขภาพมนุษย์ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สาเหตุ สาหร่าย อาการผนคื่ ัน ปัญหาเรื่องกล่ิน แบคทีเรีย อาการภูมิแพ ้การติดเช้ือของระบบ ทําลายพ้ืนผิววสดั ุ ทําความ ทางเดินหายใจ ไข ้ปวดกลามเน้ ้ือ เสียหาย อาเจียนและระคายเคืองเยื่อบุผิว ต่อผลิตผลทางการเกษตร ปัญหา เรื่องกล่ิน เช้ือรา อาการภูมิแพ้ผื่นคัน หอบหืด การ ทําลายพ้ืนผิววสดั ุ ทําความ ติดเช้ือ ผลกระทบต่อระบบประสาท (จาก เสียหาย พิษของ mycotoxin) ต่อผลผลิตทางการเกษตร ระคายเคืองเยื่อบุ ปัญหา เรื่องกล่ิน

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 54

โปรโตซัว อาการภูมิแพ้ การติดเช้ือเยื่อหุ้มสมอง ทําความเสียหายต่อผลติผลทาง อักเสบ ทางการเกษตร (การระบาดของ โรค สัตว)์ ไวรัส การติดเช้ือ ทําความเสียหายต่อผลิตผลทาง การเกษตร 3.3.5 สารพษในอากาศิ (Airborne Toxin) สารพิษในอากาศแมจะม้ ีปริมาณน้อยในอากาศแต่ก็ก่อให้เกิดพิษต่อมนุษยได์ ้ เนื่องจาก lethal dose ของสารพิษที่ออกฤทธ์ิ ร้ายแรงต่อมนุษย ์ มักมีปริมาณต่อหน่วยเพียงนาโน หรือไมโครกรัม ตัวอยางของสารพ่ ิษจาก จุลินทรีย์ที่พบในอากาศไดแก้ ่ 1. Botulinal A Toxin เป็นสารพิษที่ สร้างข้ึนจากเช้ือ Clostridium botulinum สารพิษน้ีออก ฤทธ์ิต่อระบบประสาท (Neurotoxin) โดยขดขวางการหลั งของ่ั acetylcholine ซึ่งเป็นสารสื่อ ประสาทเขาท้ ้ี่บริเวณปลายประสาท lethal dose มีค่าเท่ากบั 0.3 ไมโครกรัม มีผลทาใหํ มองเห้ ็นภาพ ซ้อน กลามเน้ ้ือตาเป็นอมพาตั แขนขาไม่มีแรงและตายไดจากการหดเกร้ ็งตวขั องกลามเน้ ้ือทางเดิน หายใจภายหลงสั ูดดม 12 ชวโมง่ั 2. Staphylococcal enterotoxin เป็นสารพิษที่สร้างข้ึนจากเช้ือ Staphylococcus aureus มี lethal dose เท่ากบั 25 ไมโครกรัม อาการที่พบไดแก้ ่ ตะคริว คลื่นไส้ อาเจียน ท้องเสีย หลงสั ูดดม 1 ชัวโมง่ 3. Lipopolysaccharide เป็นส่วนของผนงเซลลั ของแบคท์ ีเรียแกรมลบ ซึ่งออกฤทธ์ิเป็น แอนติเจน ต่อระบบภูมิต้านทานของมนุษย์มักก่อใหเก้ ิดอาการแน่นหนาอก้ ไอ เป็นไข ้ หายใจเสียง ดัง แหล่งที่ก่อใหเก้ ิดการรับ สารพิษไดแก้ ่ โรงป่ันฝ้ าย กองหญาแห้ ้ง โรงบาบํ ดนั ้าเสํ ียฟาร์มและคอกปศุสัตว ์ 3.3.6 เชื้อโรคในอากาศ (Airborne Toxin) โรคติดเช้ือที่แพร่กระจายทางอากาศ ที่พบบ่อยมีดังน้ี 3.3.5.1 แบคทีเรีย

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 55

Streptococcal diseases เกิดจากเช้ือพวก Streptococcus ซึ่งมีรูปร่างกลม (coccus) ติดสีกรัมบวก เรียงตวเปั ็นสายยาวคลายล้ ูกปัด หรืออยู่เป็นคู่ มีเส้นผ่าศนูย์กลาง 0.5-1 um ไม่ เคลื่อนไหว และเป็น facultative anaerobe สามารถสร้างเอนไซมและ์ toxin หลายชนิด เช่น Streptococcus pyogenes ทําใหเก้ ิดอาการเจบคอ็ Streptococcus pneumonia ทําใหเก้ ิดโรคปอดบวม Streptococcus mutans พบในช่องปากคนทุกคนทาใหํ เก้ ิดฟันผStreptococcusุ fecalis ทําใหเก้ ิดการ ติดเช้ือในทางเดินปัสสาวะในผหญู้ ิงได ้ คอตีบ (Diptheria) เกิดจากเช้ือแบคทีเรีย Corynebacterium dipthriae วัณโรค (tuberculosis) หรือทีบี (T.B.) เกิดจากเช้ือ Mycobacterium tuberulosis ไอกรน (Pertussis, Whooping cough) เกิดจากเช้ือแบคทีเรีย Bordetella pertussis Meningococcus meningitis หรือไขกาฬหล้ งแอั ่น เกิดจากเช้ือแบคทีเรีย Neisseria meningitidis Mycoplasma pneumonia หรือปอดบวมจากเช้ือ Mycoplasma pneumoniae Legionnaires disease หรือปอดบวมจากเช้ือ Legionella pneumophila เช้ือเป็น แบคทีเรียกรัมลบ 3.3.5.2 ไวรัส ไขหว้ ัด (Common cold, Coryza) เกิดจากเช้ือไวรัส Rhinovirus ไขหว้ ดใหญั ่ (Influenza, Flu) เกิดจากเช้ือไวรัสไขหว้ ดใหญั ่ที่เรียกว่า Influenzavirus คางทูม (Mumps, Epidemic parotitis) เกิดจากไวรัสชื่อวา่ Mumps virus ทําให้ต่อม นํ้าลาย parotid glands อักเสบบวม หัด (Measles) เกิดจากเช้ือ Measlesvirus มักเป็นในเด็กเลกจะม็ ีอาการไข ้ ไอ ตา แดง หรือเคืองตา หัดเยอรมัน (Rubella, German measles) เกิดจากเช้ือไวรัสชื่อ Rubella virus มีวิธี ติดต่อทางการหายใจ ในหญิงที่ตั้งครรภ์โดยเฉพาะในระยะ 3 เดือนแรก เช้ือไวรัสจะรบกวนการ สร้างอวยวะของเดั กท็ าใหํ เด้ กพ็ ิการหรือแทงได้ ้ สุกใส-งูสวด ( Chickenpox, Varicella) เกิดจากเช้ือไวรัสตวเดั ียวกนคั ือ Varicella Zoster virus

ความสัมพนธั ์ของจุลินทรีย์กบสั ่ิงแวดลอม้ 56

3.3.7 การควบคุมจุลินทรีย์ก่อโรคในอากาศ 1.การใชสารเคม้ ีทําลายเช้ือโรค สารเคมีที่สามารถใช้ทําลายเช้ือโรคในอากาศมัก เป็นสารเคมีที่ระเหยไดหร้ ือใช้พ่นเป็นละอองสู่อากาศได ้ เช่น formaldehyde, ethylene oxide, propylene glycol, triethylene glycol เป็นต้น โดยสองชนิดสุดทายเป้ ็นสารเคมีที่มีประสิทธิภาพดี ที่สุด เนื่องจากไม่มีกล่ิน ไม่มีพิษและไม่ระคายเคือง 2.การใช้รังสี รังสีที่สามารถทาลายอนํ ุภาคจุลินทรียได้ดีที่สุดคือ รังสียูวีที่มีความ ยาวคลื่น 260-270 นาโนเมตร โดยรังสียูวีมีการนามาใชํ ในพ้ ้ืนที่ที่มีขนาดเล็ก ไดแก้ ่ ในโรงพยาบาล โรงงานผลิตยาและหองปฏ้ ิบัติการวิจัย เป็นต้น รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์มีความยาวคลื่น 2,600-2,700 Ao สามารถทาลายจํ ุลินทรีย์ได้ดีที่สุด โดยที่รังสีอัลตราไวโอเลตจะทาลายกรดํ นิวคลีอิก ทําให้เกิดการเสียหายหรือตายไป รังสีอัลตราไวโอเลตจะไปรบกวนขบวนการแมทาบอลิ ซึม 3.การควบคุมฝุ่นละออง โดยใช้วิธีการสร้างเช็ด ถู หรือ ใชเคร้ ื่องดูดฝุ่นทาความํ สะอาดบริเวณพ้ืนผิววสดั ุต่างๆและพ้ืนห้อง และอาจมีการใช้นํ้ายาฆ่าเช้ือโรคเช็ดตามภายหลงทั ี่ได้ กาจํ ดฝั ุ่น บนพ้ืนผิววสดั ุออกไปแล้ว นอกจากน้ียังอาจใชเคร้ ื่องกรองอากาศที่มีคุณสมบัติดักจบฝั ุ่น ละอองและจุลินทรีย์

หน่วยท ี่ 4 ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อสิ่งแวดล้อม 4.1 การประยุกต์ใช้จุลินทรีย์ในงานด้านสิ่งแวดล้อม 4.1.1 การใช้จุลินทรีย์บ่งชี้คุณภาพนํ้า (Indicator Microorganisms of water Quality ) จุลินทรีย์ที่ใชเป้ ็นตวบั ่งช้ีถึงคุณภาพของ นํ้าดื่ม นํ้าใช ้ และน้าเสํ ีย คือ แบคทีเรียที่ อยในกลู่ ุ่มฟิคัลโคลิฟอร์ม (fecal coliform) เช่น Escherichia coli เป็นแบคทีเรียที่ที่อาศยอยั ในลู่ าใสํ ้ ของมนุษยและส์ ตวั เล์ ือดอุ่นจะพบมากในอุจจาระ และแบคทีเรียในกลุ่มที่ไม่ใช่ฟิคัลโคลิฟอร์ม(non fecal coliform) ซึ่งอาศยอยั ในดู่ ินและพืช แบคทีเรียท้งสองกลั ุ่มน้ีเป็นเช้ือที่ไม่ก่อให้เกิดโรค (non pathogen) แต่สามารถที่จะอาศยอยั ู่ในส่ิงแวดลอมภาย้ นอกร่างกายไดนานกว้ ่า และสามารถ วิเคราะห์หาปริมาณได้ง่ายกว่าเช้ือจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคชนิดต่างๆ ดังน้ันในการวิเคราะห์ คุณภาพน้าทางชํ ีววิทยาจึงใชแบคท้ ีเรียกลุ่ม โคลิฟอร์มเป็นดชนั ีบ่งช้ีถึงความสกปรกของแหล่งน้าํ มี รายงานว่าเช้ือโคลิฟอร์มจะปนเป้ื อนอยู่ในแหล่งน้ําเสียชุมชนมากกว่าน้ําเสียจากโรงงาน อุตสาหกรรม การตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้าทางแบคทํ ีเรียใช้ได้ทั้งกบนั ้าดํ ื่มและน้าเสํ ียซึ่ง มาตรฐานน้าทํ ิ้งกาหนดใหํ ้มีปริมาณของแบคทีเรียชนิคโคลิฟอร์มเท่ากบปรั ิมาณของแบคทีเรียที่ ยอมให้มีไดในน้ ้าดํ ื่มคือประมาณ 1-10 โคโลนี/100 มล. เนื่องจากน้าเปํ ็นพาหะนาโรคทํ ี่ดี ฉะน้นจั ึง ต้องตรวจหาปริมาณเช้ือโคลิฟอร์มในน้าดํ ื่มและน้าใชํ เพ้ ื่อป้ องกนการแพรั ่ระบาดของโรค ขอม้ ูลใน ตารางที่ 4.1 แสดงชนิดของแบคทีเรียที่ใชเป้ ็นดชนั ีในการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้าจากแหลํ ่งต่างๆ ซึ่งวิธีการตรวจหาปริมาณโคลิฟอร์มในน้านํ ิยมใช้กนอยั ู่ 3 วิธี คือ วิธีเอ็มพีเอ็น(mostprobable number, MPN) วิธีกรองผานเย่ ื่อdกรอง (membrane filter) และวิธีนบจากจานเพาะเชั ้ือมาตราฐาน (standard plate count) ซึ่งรายละเอียดวิธีการวิเคราะห์สามารถอ่านไดจากหน้ งสั ือวิเคราะห์และน้าํ เสียโดยทวไป่ั 4.1.2 การประยุกต์ใช้จุลินทรีย์ในกระบวนการบําบัดนํ้าเสีย ( Microorganisms in Wastewater Processing ) กระบวนการบาบํ ดนั ้ําเสียทางชีววิทยาเป็นวิธีที่นําเอาจุลินทรีย์ซึ่งส่วนใหญ่เป็น แบคทีเรีย คือประมาณ 95% รองลงมา ไดแก้ ่ รา สาหร่าย และโปรโตซัว ยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ใน นํ้าเสียทาใหํ ้ค่าบีโอดีของน้าเสํ ียลดลง ซึ่งในบางระบบ ค่าบีโอดีลดไดมากก้ วา่ 95% ประสิทธิภาพ ของการบาบํ ดนั ้าเสํ ียนอกจากข้ึนอยกู่ บคั ุณลกษณะเรั ่ิมตนของน้ ้าเสํ ียเองแล้ว ยังข้ึน อยกู่ บปรั ิมาณ และชนิดของเชื้อจุลินทรีย์ในระบบบาบํ ดนั ้นๆั ด้วย ส่วนน้าทํ ิ้งที่ผานการบ่ าบํ ดมาแลั วในบางระบบ้ กสามารถ็ ปล่อยสู่แหล่งน้าสาธารณะไดํ โดยตรงหร้ ือในบางกรณีอาจ ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 58

จําเป็นตองฆ้ ่าเช้ือก่อนปล่อยทิ้งท้งนั ้ีเพื่อป้ องกนการแพรั ่ระบาดของเช้ือโรคที่ไม่ต้องการ เห็นได้ว่า ในระบบบาบํ ดแบบใชั ้อาการ ดั้งน้ันจึงควรทาความรํ ู้จักกบจั ุลินทรีย์ดังกล่าวบางพอส้ ังเขป ดัง ตารางที่ 4.2 ตารางที่ 4.1 ชนิดของแบคทีเรียโคลิฟอร์มที่ใชเป้ ็นดชนั ีในการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้าจากแหลํ ่ง ต่างๆ แหล่งหรือชนิดของนํ้า แบคทเรี ียทเปี่ ็ นดัชนีตรวจวเคราะหิ ์ นํ้าดื่ม Total colifrom แหล่งน้าจํ ืด Fecal colifrom , E. coli , Enterococci แหล่งน้ากรํ ่อย Fecal colifrom , Total colifrom , Enterococci แหล่งน้าทํ ี่เพาะเล้ียงสตวั ์นํ้า Total colifrom , Fecal colifrom แหล่งน้าเพํ ื่อการเกษตรกรรม Total colifrom นํ้าทิ้งจากกระบวนการบาบํ ัด หรือผานการฆ่ ่า Total colifrom , Fecal colifrom เช้ือแล้ว ที่มา : Tchobanoglous and Burton ( 1991 )

4.1.2.1 แบคทเรี ีย ( Bacteria ) แบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่สําคญทั ี่สุดในระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียทางชีววิทยา โดย ปกติแบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์เซลลเด์ ียว มีรูปร่างเป็นแท่ง กลม หรือเป็นเกลียว แต่ชนิดที่สําคญทั ี่สุด ไดแก้ ่ ชนิดที่มีรูปร่างเป็นแท่งเคลื่อนไหวได ้ ในบางคร้ังอาจจะอยรวมกู่ นเปั ็นกลุ่ม ( Cluster ) หรือ เป็นลูกโซ่ ( Chain ) หรือเกาะรวมกนเปั ็นตะกอนลอยที่เรียกวา่ ฟลอก็ ( floc ) หรือเกาะตวอยั กู่ บั กากตะกอนที่เรียกวา่ สลดจั ์ (sludge) โดยทวไปแบคท่ั ีเรียจะขยายพนธั ุ์ด้วยการแบ่งเซลลในสภาวะ์ ที่มีสภาพแวดลอมท้ ี่เหมาะสม โดยทวไปเวลาเพ่ั ่ิมจานวนเปํ ็นสองเท่า (generation time ) เพียง 15-30 นาที แต่ในบางสายพนธั ุ์สามารถสร้างเกราะหุ้มเซลล์ที่เรียกวา่ สปอร์ ไดเม้ ื่อมีสภาพเวดลอมไม้ ่เหมาะสมต่อการเจริญ เช่น ขาดอาหาร อุณหภูมิสูงหรือในสภาวะที่แห้ง แล้ง แบคทีเรียที่พบในแหล่งน้ําเสียท้ังจากชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรมจะอยู่ในสกุล Alcaligenes , Flavobacterium , Bacillus และ Pseudomonas ซึ่งส่วนใหญ่จะทาหนํ าท้ ี่ยอยสลาย่ สารประกอบอินทรีย์ในน้าเสํ ีย การดารงชํ ีพของแบคทีเรียตองใช้ พล้ งงานและสารประกอบตั ่าง ๆ ทั้งในรูปของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ซึ่งสามารถแบ่งแบคทีเรียตามแหล่งของพลงงานั และคาร์บอนที่ไดมอย้ างกว่ างๆ้ คือ

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 59

ตารางที่ 4.2 เช้ือจุลินทรีย์และพยาธิที่ก่อใหเก้ ิดโรคบางชนิดซึ่งพบปนเป้ือนในน้าสายชํ ุมชนที่ยังไม่ ผานการบ่ าบํ ัด จุลินทรีย์ โรค อาการ / ข้อสังเกต Bacteria Escherichia coli Gastroenteritis ท้องร่วง Legionella pneumophila Legionellosis หายใจติดขัด มีอาการไข ้ Leptospira ( 150spp ) Leptospirosis เป็นดีซ่าน และมีไข้สูง Salmonella ( ~ 1,700 spp ) Typhoid fever มีไข้สูง ท้องร่วง เกิดแผลเปื่อยที่ Salmonellosis ลําไสเล้ ็ก Shigella ( 4 spp ) Shigellosis อาการอกเสบของลั าไสํ ตอนล้ ่าง Vibrio cholerae Cholera ท้องร่วงอยางร่ ุนแรง มีอาการ สูญเสียน้าํ Yersinia cholerae Yersinosis ท้องร่วง Yersinia enterolitica Yersinosis ท้องร่วง Protozoa Balantidium coli Balantidiasis ท้องร่วง และอาการอกเสบลั าไสํ ้ ตอนล่าง Cryptosporidium Cryptosporidiosis ท้องร่วง Entamoeba histolytic Amebiasis ท้องร่วงเร้ือรัง เป็นฝีที่ตับและ ลําไสเล้ ็ก Giardia lamblia Giardiasis ท้องร่วง คลื่นไส ้ และอาหารไม่ ยอย่ ที่มา : Tchobanoglous and Burton, (1991 ) แบ่งตามชนิดของแหล่งคาร์บอนไดเป้ ็น 2 ชนิด โดยชนิดแรกคือ แบคทีเรียที่สามารถ สร้างสารอาหารไดเอง้ (autotrophic bacteria) โดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซดเป์ ็นแหล่งอาหาร และ ไดพล้ งงานจากแสงอาทั ิตยหร์ ือจากออกซิไดซ์สารอนินทรีย์ เช่น แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซลไฟดั ์ และไฮโดรเจนชนิดที่สอง คือ แบคทีเรียที่ใชคาร้ ์บอนจากอินทรีย์ (heterotrophic bacteria) เป็นพวก ที่ช่วยยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ ซึ่งมีบทบาทในการบาบํ ดนั ้าเสํ ียอยางมาก่

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 60

แบ่งตามความตองการของออกซ้ ิเจน สามารถแบ่งแบคทีเรียตามความตองการออกซ้ ิเจน ได ้ 3 กลุ่ม คือ กลุ่มแรก แบคทีเรียที่ต้องการใชออกซ้ ิเจนในการเจริญเติบโต (aerobic bacteria) ดังน้ันในระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียใชอากาศจ้ ึงจาเปํ ็นตองท้ าการกวนหรํ ือเป่ าอากาศเพ่ิมเติมออกซิเจน ให้กบแบคทั ีเรียกลุ่มน้ี มีผลให้การเจริญเติบโตและย่อยสลายสารอินทรีย์ไดเร้ ็วข้ึนกลุ่มที่สอง คือ แบคทีเรียกลุ่มที่ไม่ตองการออกซ้ ิเจนในการเจริญเติบโต (anaerobic bacteria) มีบทบาทสาคํ ญในั ระบบบาบํ ดแบบไรั ้อากาศซึ่งบางสายพนธั ุ์ยังสามารถผลิตก๊าซมีเทนได้อีกดวย้ กลุ่มที่สาม คือ กลุ่ม แบคทีเรียที่ไม่สามารถเจริญท้งในสภาพทั ี่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน( facultative bacteria ) สามารถพบแบคทีเรียกลุ่มน้ีไดในบ้ ่อบาบํ ดแบบเปั ิดที่มีความลึกของบ่อต้งแตั ่1.5 เมตร ขึ้นไป 4.1.2.2 รา (Fungi) เป็นจุลินทรีย์ที่มีเซลลแบบย์ คารู ิโอต (eukaryotes cell) หรือเซลล์ชั้นสูงคือ มี นิวเคลียสที่แทจร้ ิง ลักษณะทวไปม่ั กเปั ็นเส้นยาว ๆ ไม่มีผนงกั ้นเซลลั ์ และไม่ม่คลอโรฟิลล ์ ราส่วน ใหญ่อยในดู่ ินและในน้าํ ดํารงชีวภาพแบบเฮเทอโรโทรฟิคดวยการย้ อยสลายสารอ่ ินทรีย์พวกคาร์ โบไฮเดรท เช่น แป้ ง นํ้าตาล และเซลลูโลส เป็นสารอาหารเจริญได้ดีในที่มีพีเอชและความช้ืนตํ่า รา มีบทบาทมากพอสมควรในระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียแบบใชอากาศชน้ ิดบ่อโปรยกอง(trickling filter) 4.1.2.3 สาหร่าย ( Algae ) สาหร่ายเซลลเด์ ียวจดเปั ็นส่ิงมีชีวิตแบบเซลล์ชั้นสูงยกเวนสาหร้ ่ายสีนํ้าเงินแกมเขียว ซึ่งเป็นเซลล์ชั้นตํ่า คือ ไม่มีเยอหื่ ุ้มนิวเคลียสและเซลล์มีลักษณะไม่ซับซอน้ แต่ลักษณะโดยทวไปจะ่ั มีคลอโรฟิ ลล์ที่สามารถสังเคราะห์อาหารเองได้ด้วยการสังเคราะห์แสง ผลของปฏิกิริยาชีวเคมี ดังกล่าวจะไดออกซ้ ิเจนเป็นผลผลิตพลอยได้ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อแบคทีเรียที่เจริญอยรู่ ่วมกนในั ระบบบ่อผงนึ่ ้าํ (oxidation pond) ระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ียแบบให้อากาศจะพบสาหร่ายอยดู้่ วยกนหลายั ชนิดแต่ชนิดที่มีความสาคํ ญตั ่อส่ิงแวดลอม้ และกระบวนการบาบํ ดนั ้าเสํ ียคือ สาหร่ายสีนํ้าเงินแกม เขียว (blue green algae) เช่น Anacystis , Anabaena และ Aphanizomenon ส่วนสาหร่ายสีเขียว ( green algae ) ที่สําคัญ เช่น Oocystis และ Pediastrum เป็นต้น 4.1.2.4 โปรตัวซัว (Protozoa) โปรตวซั ัวเป็นสัตว์เซลล์เดียวมีรูปร่างคงที่ไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงยกเวนม้ ีอะมีบา (amaeba) มีนิวเคลียสเห็นได้ชัดซึ่งอาจจะมีมากกวา่ 1 นิวเคลียส บางพวกเคลื่อนไหวดวยด้ วย้

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 61

ขน (ciliate) หรือหนวด (flagellate)หรือบางพวกเคลื่อนไหวดวยต้ วของมั นเองั (amaeboid) ซึ่งเป็น โปรโทซวทั ี่พบไดในบ้ ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียแบบให้อากาศโดยทวไป่ั เช่น ระบบตะกอนเร่ง (activated sludge) และในระบบบ่อผงนึ่ ้าํ ส่วนมากบทบาทหนาท้ ี่ของโปรตวซั วทั ี่เด่นชดยั งไมั ่ค่อยพบมากนัก แต่ส่วนใหญ่จะกินแบคทีเรียและสาหร่ายท้งเซลลั ์ที่มีชีวิตและตายแลวรวมท้ ้งสารอั ินทรีย์อื่นๆใน บ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียเป็นอาหาร 4.2 จุลินทรีย์กับสารอนทริ ีย์มลพิษ 4.2.1 ความหมายและลกษณะของสารอั นทริ ีย์มลพิษ สารอินทรีย์มลพิษ หมายถึง สารอินทรีย์ที่เป็นอนตรายตั ่อส่ิงแวดลอม้ (ดิน นํ้า อากาศ) ต่อมนุษย์และส่ิงมีชีวิตต่างๆ ในส่ิงแวดล้อมน้ัน สารอินทรีย์มลพิษถูกจาแนกไดํ ้เป็น สารอินทรีย์มลพิษที่ย่อยสลายได ้ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนและปิ โตรเคมี และสารประกอบ สังเคราะห์ สารอินทรีย์มลพิษที่ย่อยสลายได้ ประกอบดวยสารมลพ้ ิษจากน้าทํ ิ้งและของเสีย จากบ้านเรือนและแหล่งชุมชน ของเสียอินทรีย์จากการเกษตร จากโรงพยาบาลและโรงงาน อุตสาหกรรม เป็นต้น สารมลพิษในกลุ่มน้ีเป็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตในส่ิงแวดลอมโดยอาจม้ ีความ เป็นพิษ หรือเป็นมลพิษชีวภาพที่สามารถก่อโรคต่อมนุษย ์ สัตวเล์ ้ียง และสัตวทางการเกษตรต์ ่างๆ ได ้ อยางไรก่ ็ตามสารมลพิษในกลุ่มน้ีสามารถบาบํ ดไดั โดยกระบวนการช้ ีวภาพโดยการยอยสลาย่ ระบบบาบํ ดทั ้งแบบทั ี่ใหหร้ ือไม่ใหอากาศ้ สารประกอบไฮโดรคาร์บอน เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบข้ึนดวยไฮโดรเจนและ้ คาร์บอนเป็นโครงสร้างหลัก โดยอาจมีธาตุอื่นเป็นองคประกอบซ์ ึ่งมีการสร้างพนธะรั ่วมกนดั วย้ เช่น ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และหมู่ฟังชันต่างๆ เช่น หมูไฮดรอกซิล เป็ นต้น สารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารที่อยู่ในสถานะต่างๆ ท้งทั ี่เป็นก๊าซ เช่น ก๊าซมีเทน ก๊าซโพรเพน เป็นต้น ของเหลวเช่น เฮกเซน เบนซีน เป็นต้น สารประกอบไฮโดรคาร์บอนสามารถแบ่งออกไดเป้ ็นกลุ่ม ตามระบบของ International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ไดเป้ ็น 4 กลุ่ม ดังน้ี กลุ่มที่ 1 ไฮโดรคาร์บอนแบบอ่ิมตัว (Saturated hydrocarbon) สารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มน้ีเรียกวา่ อัลเคน (Alkane) เป็นสารที่มีโครงสร้างที่ประกอบดวยพ้ นธะเดั ี่ยว และอ่ิมตวดั วยไฮโ้ ดรเจน ซึ่งโครงสร้างน้ีเป็นโครงสร้างแบบง่ายเมื่อเปรียบเทียบกบโครงสรั ้าง

ไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มอื่นๆ สูตรโครงสร้างท่ัวไปของสารไฮโดรคาร์บอนอ่ิมตัวคือ CnH2n+2 ตัวอยางสารไฮโดรคาร่ ์บอนแบบอ่ิมตวทั ี่อาจเป็นอนตรายตั ่อส่ิงแวดลอม้ เช่น ก๊าซ

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 62

มีเทนซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก หรือสารไฮโดรคาร์บอนแบบอ่ิมตวทั ี่อาจเป็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิต เช่น เฮกเซนซึ่งส่งผลทาลายระบบประสาทของมนํ ุษยได์ ้ กลุ่มที่ 2 ไฮโดรคาร์บอนแบบไม่อิ่มตัว (Unsaturated hydrocarbon) สารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มน้ีเป็ นสารที่มีโครงสร้างที่ประกอบด้วยพนธะคั ู่ ระหว่างอะตอมของ

คาร์บอนซึ่งเรียกว่า อัลคีน (Alkene) มีสูตรโครงสร้างคือ CnH2n หรือโครงสร้างที่ประกอบดวย้ พันธะสาม ระหวางอะตอมของคาร่ ์บอนซึ่งเรียกวา่ อัลไคน์ (Alkyne) กลุ่มที่ 3 ไฮโดรคาร์บอนแบบวง (Cycloalkane) สารประกอบไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มน้ี ประกอบข้ึนดวยวงของคาร้ ์บอนหนึ่งวงหรือมากกว่าและมีอะตอมของไฮโดรเจนของพนธะรั ่วม ด้วย กลุ่มที่ 4 อะไรมาติกไฮโดรคาร์บอน (Aromatic hydrocarbon) สารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มน้ีประกอบข้ึนดวยอะโรมาต้ ิกและอาจเรียกวา่ เอรีน (Arene) 4.2.2 ความสัมพนธั ์ระหว่างโครงสร้าง สภาพสารพิษ และการย่อยสลายสารปนเปื้อน สภาพพร้อมใช้ทางชีวภาพ (Bioavailability) กลไกการย่อยประกอบด้วย 2 ขั้นตอน ขั้นแรกเป็นการนาสารตํ ้งตั นเข้ าส้ ู่เซลลและข์ ้นตอนทั ี่สองคือ การเมทาบอลิซึมหรือการ ยอยสารต่ ้งตั นน้ ้นๆั สารปนเป้ือนมกถั ูกยอยได่ อย้ างรวดเร่ ็ว หากอยในรู่ ูปที่ละลายน้าไดํ ้ อยางไรก่ ็ ตามการย่อยสลายสารปนเป้ื อนมกถั ูกจากํ ดดั วยความสามารถในการละลายหร้ ือมกถั ูกดูดซับที่ อนุภาคดินหรือตะกอนซึ่งทาใหํ สภาพพร้ ้อมใชทางช้ ีวภาพเกิดข้ึนไดยาก้ การเจริญของจุลินทรีย์บนสารอาหารอินทรีย์มักถูกจากํ ดดั วยค้ ุณภาพการละลาย ซึ่งปัญหาของจุลินทรียเน์ ื่องจากสารต่างๆเหล่าน้นั ไม่สามารถถูกนาไปใชํ ได้ อย้ างอ่ ิสระ ในสภาพ

ของเหลว จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ต้องการค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ที่ค่อนขางส้ ูง (aw >0.96) การสัมผสกั บั สารอินทรีย์ที่ละลายน้าตํ ามํ่ กเกั ิดไดอย้ างจ่ ากํ ดั สารเหล่าน้ีอาจอยในรู่ ูปของแขงหร็ ือของเหลว หรือ สามารถอยไดู่ ้ทั้ง 2 สถานะ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของเหลวมีความหนาแน่นมากหรือ น้อยกวาน่ ้าจํ ึงเกิดการแยกช้นั เช่น polychlorinated biphenyls (PCBs) จุลินทรีย์นําของเหลวอินทรีย์ เขาส้ ู่เซลล์โดยอาศัย 4 วิธีการดงตั ่อไปน้ี วิธีที่ 1 ใช้สารอินทรีย์ส่วนน้อยที่พอละลายในน้าอยํ ู่บ้างเล็กน้อยแต่วิธีนี้มกถูกจากํ ดั เนื่องจากคุณสมบัติการละลายน้าของสารํ ินทรีย์ในน้าคํ อนข่ างต้ ํ่า วิธีที่ 2 จุลินทรีย์สัมผสสารอั ินทรีย์โดยตรงที่หยดน้ามํ ัน โดยใชอว้ ยวะพั ิเศษที่เรียกว่า ฟิม เบรีย (Fimbriae) หรืออาศยคั ุณสมบัติของผนงเซลลั ์ที่เป็นไฮโดรโฟบิก วิธีนี้ก็มีข้อจากํ ดทั ี่บริเวณ รอยต่อระหวางเฟสน่ ้าและไฮโดรคารํ ์บอน

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 63

วิธีที่ 3 สัมผสโดยตรงกั บโมเลกั ุลของสารอินทรีย์ขนาดเล็กที่กระจายอยู่ในน้าํ วิธีนี้มี ข้อจากํ ดอยูั ที่จํ่ านวนหยดน้ามํ นเลั ็กๆในทะเล คลื่นจะเป็นตวทั าใหํ เก้ ิดการกระจายของหยดน้ามํ นแตั ่ ในดินจะเกิดการกระจายเหล่าน้ีมักตํ่า วิธีที่ 4 อาศยสารลดแรงตั ึงผิว (Surfactant) หรือตวกระทั าอํ ิมันชัน (Emulsifier) ซึ่งจะเพ่ิม การละลายของสารอินทรีย์ในน้าโดยการสรํ ้างไมเซลล ์ (Micelles) หรือฟอง (Vesicles) สารลดแรง ตึงผวยิ งชั ่วยให้ผิวเซลลเป์ ็นไฮโดรโฟบิกมากข้ึน ทําใหสามารถเกาะก้ บเสนั ้ามํ นของสารอั ินทรีย์ได ้ 4.2.3 การย่อยสลายสารมลพษอิ นทริ ีย์โดยจุลินทรีย์แบบใช้หรือไม่ใช้ออกซิเจน การยอยสลาย่ สารอินทรีย์และสารมลพิษอินทรีย์ในธรรมชาติโดยใช้จุลินทรีย์ที่ใช้ ออกซิเจนเป็นตวรั ับอิเล็กตรอนตวสั ุดทาย้ จุลินทรีย์จะนาคารํ ์บอนและพลงงานทั ี่ไดจากการย้ ่อย สลายน้นไปใชั การด้ าเนํ ินวิถีเมทาบอลิซึมของเซลล ์ การเจริญและการสร้างเซลลใหม์ ่ ผลิตภณฑั จาก์ การย่อยสารอินทรีย์และสารมลพิษอินทรีย์อย่างสมบูรณ์นั้นไดแก้ ่ คาร์บอนไดออกไซด์ น้าและํ เซลล์ใหม่ กระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์และสารมลพิษอินทรีย์อย่างสมบูรณ์เรียกว่า กระบวนการ Mineralization แสดงดังสมการ

สารต้งตั ้น (สารอินทรีย์และสารอินทรียมลพ์ ิษ) + O2 เซลลใหม์ ่ (Biomass) + CO2 + H2O

หากการย่อยสลายสารมลพิษอินทรีย์นั้นเกิดข้ึนไม่สมบูรณ์ กระบวนการน้ีจะถูก เรียกว่ากระบวนการเปลี่ยนรูป (Biotransformation) โดยสารต้งตั นจะถ้ ูกเปลี่ยนรูปไปเป็นสาร ผลิตภณฑั ์ที่สะสมอยูในเซลลและหร์ ือถูกขบออกจากเซลลั ์ สารผลิตภณฑั ์ที่ไดจากการย้ ่อยสลาย สารมลพิษอินทรีย์อยางไม่ ่สมบูรณ์ไดแก้ ่ สารอินทรีย์จําพวกแอลกอฮอล์ แอลดีไฮด ์ คีโตน หรือกรด อินทรีย์เช่น กรดไพรูวิก กรดซิตริก กรดไกลโคลิก กรดออกซาลิก เป็นต้น

สารต้งตั ้น (สารอินทรีย์และสารอินทรีย์มลพิษ) + O2 เซลลใหม์ ่ + CO2 + H2O + สาร ผลิตภณฑั ์อินทรีย์

สําหรับการย่อยสารพิษอินทรีย์จําพวกสารประกอบฮาโลเจน (Halogenated organic compounds) ส่วนใหญ่ปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนเป็นอนดั บแรกไดั แก้ ่ การกาจํ ดหมั ู่ฮาโลเจน (Dehalogenation) โดยปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล และการกาจํ ดสารไฮโดรเจนั

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 64

ฮาไลด ์ (Hydrogen halide) ตัวอยางของปฏ่ ิกิริยา Dehalogenation ของสารอินทรีย์ที่มีหมู่คลอรีนหมู่ 1-2 เช่น

C2H4Cl + HOH C2H4ClOH + HCl สําหรับสารมลพิษอินทรีย์ที่มีหมู่คลอรีนมากกวา่ 2 หมู่ เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรดหร์ ือคลอโรเอ ทธิลีนซึ่งประกอบดวยหม้ ู่คลอรีน 4 หมู่นั้น พบวาการย่ อยสลายเก่ ิดข้ึนไดโดยว้ ิถีเมทาบอลิซึม หรือ เกิดโดยปฏิกิริยาการยอยสลายซ่ ึ่งไม่ใชออกซ้ ิเจนโดยปฏิกิริยา Reductive dechlorination สําหรับการยอยสลาย่ สารมลพิษอินทรียใน์ ธรรมชาติโดยจุลินทรีย์ที่ไม่ใชออกซ้ ิเจน (Strict anaerobes) หรือสามารถใชหร้ ือไม่ใช้กได็ ้ (Facultative anaerobes) ตัวรับอิเลกตรอนต็ วสั ุดทายท้ ี่รับ

อิเล็กตรอนไดแก้ ่ ไนเตรต คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟต ซัลไฟต ์ (SO3) หรือไธโอซลเฟตั (S2O3) เป็นต้น จุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจนเป็นตวรั ับอิเล็กตรอนเหล่าน้ีไดแก้ ่ ซัลเฟตรี ดิวซิงแบคทีเรีย (Sulfate-reducing bacteria) หรือแบคทีเรียจาพวกเมทธาโนเจนํ ปฏิกิริยาการยอยสลายหร่ ือการ เปลี่ยนรูปสารอินทรีย์หรือสารมลพิษอินทรีย์ตั้งตนโดยใช้ ้ตัวรับอิเลกตรอนส็ ุดทายอ้ ื่นแทนการใช้ ออกซิเจนแสดงได้ดังสมการ

สารต้งตั ้น (สารมลพิษอินทรีย์) + NO3 เซลลใหม์ ่ + N2 + NO2 + H2O + CO2 - สารต้งตั ้น (สารมลพิษอินทรีย์) + NO2 CO2 + H2O + N2 2- H2 + SO4 H2S + H2O

สารต้งตั ้น (สารมลพิษอินทรีย์) + H2 เซลลใหม์ ่ + CH4

2H2 + CO2 เซลลใหม์ ่ + CH4

2H2 + CO2 CH4 + H2O สําหรับปฏิกิริยาการย่อยสลายแบบไม่ใชออกซ้ ิเจนที่เกิดอย่างไม่สมบูรณ์นั้น ผลิตภณฑั ์ที่เกิดข้ึน ไดแก้ ่ กรดอินทรีย์แสดงได้ดังสมการ - CH3CHCOOH + SO42 CH3COOH + CO2 + H2S 4.2.4 ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อการย่อยสลาย ปัจจัยทางส่ิงแวดล้อมที่มีผลต่อกิจกรรมและการรอดชีวิตของจุลินทรีย์ใน สิ่งแวดลอม้ ปัจจยหนั ึ่งที่ส่งผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์คือ สารอินทรีย์ซึ่งเป็นแหล่งคาร์บอนของ จุลินทรีย์ พวกที่ไดสารอาหารจากสารอ้ ินทรีย์ (Heterotrophic Microoganisms) ผิวดินซึ่งค่อนขางม้ ี สารอินทรียปร์ ิมาณสูงและหลากหลายจึงเป็นแหล่งที่พบจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลาย นอกจากน้ียัง มีปัจจยอั ื่นๆ ทั้งทางกายภาพและชีวภาพดงนั ้ี

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 65

4.2.4.1 ก๊าซออกซิเจน ทัวไปการย่ อยสลายภายใต่ สภาวะท้ ี่มีออกซิเจน จะเกิดเร็วกว่าการ ยอยสลายในสภาวะไร่ ้ออกซิเจน เช่น การปนเป้ือนของปิโตรเลียมในทะเลสาบ นํ้าจืดหรือแม่นํ้าที่มี ออกซิเจนมกมั ีการยอยสลายได่ เร้ ็ว สารอินทรีย์บางชนิดจะเกิดการยอยภายใต่ สภาวะไร้ ้ออกซิเจน เมื่อมีไนเตรต เหล็กหรือซัลเฟตเป็นตวรั ับอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น เบนซีน สารแอโรมาติกที่มี ออกซิเจนเกาะอยเชู่ ่นเบนโซเอทหรือฟีนอล แมกระน้ ้นกั ตามการย็ อยสารเหล่ ่าน้ีจะตองการช้ ่วงเวลา สําหรับเกิดการเปลี่ยนแปลงนานกวาสภาวะท่ ี่มีออกซิเจน 4.2.4.2 ปริมาณสารอินทรีย์ ผิวดินมีปริมาณจุลินทรีย์มากกว่าใต้ผิวดิน โดยใต้ผิวดินมกมั ี ปริมาณตากวํ่ ่าสองเท่า ชั้นวาโดสและช้นนั ้าใตํ ้ดินมกมั ีจุลินทรีย์ที่มีกิจกรรมค่อนขางต้ าดํ่ งนั ้นการั ตอบสนองต่อแหล่งคาร์บอนจึงตาลงไปดํ่ วย้ แนวโนมของปร้ ิมาณออกซิเจนและสารอินทรียและ์ อัตราการยอยสลายสารในด่ ินที่ระดบตั ่างกนั โดยผิวดินมีการยอยสลายแบบใช่ ออกซ้ ิเจนและการ ย่อยเกิดค่อนขางเร้ ็ว การย่อยในช้นวาโดสกั ็เกิดแบบใชออกซ้ ิเจนแต่ค่อนขางใช้ เวลาในการย้ ่อย สลายนาน ส่วนช้นใตั ้ดินมกเกั ิดชาเน้ ื่องจากมีจํานวนประชากรจุลินทรีย์ตํ่าและเกิดเป็นสภาวะไร้ ออกซิเจนอยางรวดเร่ ็วเมื่อการยอยด่ าเนํ ินผานไประยะเวลาหน่ ึ่ง 4.2.4.3 ปริมาณไนโตรเจน การยอยสลายสารอ่ ินทรีย์ที่ปนเป้ือนโดยเฉพาะไฮโดรคาร์บอน ที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจนจะทาใหํ ้เกิดความตองการสารอาหารจ้ าพวกไนโตรเจนและฟอสฟอรํ ัส เพ่ิมมากข้ึน การย่อยจะเกิดได้ดีหากมีการเติมไนโตรเจน เช่น กรณีการยอยป่ ิโตรเลียม โดยทงไป่ั จุลินทรีย์มีอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนต่อฟอสฟอรัส (C:N:P, 100:10:1) 4.2.4.4 ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมอนๆื่ อุณหภูมิ การยอยสลายไฮโดรคาร่ ์บอนสามารถเกิดไดในช้ ่วงอุณหภูมิใกล้จุดเยอกื แขงและมากกว็ ่า 30 องศาเซลเซียส แบคทีเรียสามารถปรับตวเขั าก้ บอั ุณหภูมิที่รุนแรงเพื่อรักษา กิจกรรมในเซลล ์ อยางไรก่ ตามการเปล็ ี่ยนแปลงตามฤดูกมี็ ผลต่ออตราการยั อยสลาย่ ค่าพเอชี ในดินอตราการยั อย่ สลายสารไฮโดรคาร์บอนมกเกั ิดไดในสภาพเป้ ็นด่าง มากกวาสภาพเป่ ็นกรด ในดินที่เป็นกรดเช้ือรามีการแก่งแยงด่ ีกวาแบคท่ ีเรีย ซึ่งแบคทีเรียตองการพ้ ี เอชที่เป็นกลาง เช้ือราสามารถเจริญและยอยสารมลพ่ ิษในดินได้ดีที่ช่วงพีเอช 6.5-8.0 4.2.5 ชนิดของจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการย่อยสลายสารมลพิษ จุลินทรีย์ในธรรมชาติโดยทวไปอาจไม่ั ่ทนทานต่อความเป็นพิษและไม่สามารถ ยอยสลายสารมลพ่ ิษเพื่อใชเป้ ็นอาหารได ้ อยางไรก่ ตามพบว็ ่าจุลินทรีย์ในธรรมชาติมีความสามารถ ในการปรับตวของเซลลั ให์ ทนทานต้ ่อความเป็นพิษของสารมลพิษเหล่าน้นในั

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 66

สิ่งแวดลอม้ และในเวลาเดียวกนอาจมั ีความสามารถในการเหนี่ยวนาและสรํ ้างเอนไซมและว์ ิถีเมทา บอลิซึมที่เหมาะสมต่อการยอยสลายสารเหล่ ่าน้นเพั ื่อนามาใชํ เป้ ็นอาหารในการเจริญสร้างเซลลใหม์ ่ และการสร้างพลังงาน จุลินทรีย์ที่มีความสามารถและมีคุณสมบัติดังกล่าวสามารถพบได้ใน สิ่งแวดลอมท้ วไปหร่ั ือในส่ิงแวดลอมท้ ี่มีการปนเป้ื อนของสารมลพิษ ตัวอย่างของจุลินทรีย์ที่มี ความสามารถและคดแยกไดั จากส้ ่ิงแวดลอมท้ ี่มีการปนเป้ือนของสารมลพิษดงตารางทั ี่ 4.3 และ 4.4 จุลินทรีย์เหล่าน้ีมีความสามารถย่อยสลายสารพิษได้ด้วยตนเอง แต่ในบางกรณีการย่อยสลายสาร มลพิษตองอาศ้ ยการทั างานของจํ ุลินทรียเป์ ็นกลุ่ม (Microbial consortium) ประโยชน์ของการอยู่ ร่วมกันและการทางานรํ ่วมกันของกลุ่มจุลินทรียได์ ้แก่ การย่อยสลายแบบเป็นข้นๆั (Stepwise degradation) หรือการเกิดปฏิกิริยาการยอยสลายแบบเป่ ็นลาดํ ับ (Sequencial degradation) การสร้าง สารอินทรีย์โดยอินทรีย์ชนิดหนึ่งซึ่งเป็ นสารจําเป็ นต่อการเจริญของจุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่ง (Synthesis of a necessary component) หรือการกาจํ ดสารอั ินทรีย์โดยจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งซึ่งสาร ดังกล่าวเป็นสารพิษของจุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่งที่อยในสภาพแวดลู่ อมแบบเด้ ียวกนั (Removal of toxin metabolites) หรือการทางานรํ ่วมกนของกลั ุ่มจุลินทรีย์เพื่อเพื่อให้มีอัตราการยอยสลายสาร่ มลพิษสูงสุด (Enhancement of overall rate of degradation by microbial web) ตารางที่ 4.3 ตัวอยางของจ่ ุลินทรีย์ที่ใชออกซ้ ิเจนที่แยกไดจากส้ ่ิงแวดลอมท้ ี่มีการปนเป้ือนของสาร มลพิษที่มีความสามารถในการยอยสลายสารมลพ่ ิษ แบคทเรี ีย รา Achromobacter xyloxidans Fusarium sp. Acinetobacter sp. Phanerochaete chrysorhiza Alcaligenes denitrificans Phanerochaete sanguinea Flavobacterium sp. Phanerochaete filamentosa Methanosarcina mazei Trametes hirsute Mycobacterium vaccae Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas stutzeri Xanthobacter autotrophicus Serratia marcescens ที่มา : Rainwater, 1991; Lamar, 1990 อ้างโดย อลิสา วังใน, 2550

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 67

ตารางที่ 4.4 ชนิดของจุลินทรีย์ที่ไม่ใชออกซ้ ิเจนที่แยกไดจากส้ ่ิงแวดล้อมที่มีการปนเป้ือนของสาร มลพิษซึ่งมีความสามารถในการยอยสลายสารมลพ่ ิษ สารมลพิษ ชนิดของจุลินทรีย์ กระบวนการย่อยสลาย เบนโซเอต Pseudomonas stutzeri ดีไนตริไฟอิง Desulfonema magnum ซัลเฟต รีดิวซิง แบคทีเรียพวกเมทธาโนเจน เมทธาโนจินิก (Methanogenic) เคติคอล แบคทีเรียพวกเมทธาโนเจน เมทธาโนจินิก Desulfobacterium catecholicum ซัลเฟตรีดิวซิง พารา-ครีซอล กลุ่มแบคทีเรียจาพวกดํ ีไนตริไฟอิง ดีไนตริไฟอิง ซัลเฟต รีดิวซิงแบคทีเรีย ซัลเฟต รีดิวซิง แบคทีเรียพวกเมทธาโนเจน เมทธาโนจินิก ฟีนอล กลุ่มแบคทีเรียจาพวกดํ ีไนตริไฟอิง ดีไนตริไฟอิง ซัลเฟต รีดิวซิงแบคทีเรีย ซัลเฟต รีดิวซิง Desulfobacterium phenolicum แบคทีเรียพวกเมทธาโนเจน เมทธาโนจินิก โทลูอีน แบคทีเรียพวกดีไนตริไฟอิง ดีไนตริไฟอิง แบคทีเรียพวกเมทธาโนเจน เมทธาโนจินิก ออโธ-ไซลีน แบคทีเรียพวกดีไนตริไฟอิง ดีไนตริไฟอิง ที่มา : Rainwater (1991) และ Lamar (1990) อ้างโดยอลิสา วังใน, 2550

4.3 จุลินทรีย์กับโลหะมลพิษ (อลิสา วังใน, 2550) ภาวะมลพิษเนื่องจากโลหะกาลํ งเกั ิดข้ึนในปัจจุบันมีมากข้ึน เนื่องจากโลหะมีความคงทน ในส่ิงแวดลอมและไม้ ่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพ เคมีหรือกายภาพ แม้คุณสมบัติทางเคมีและ สภาพนําไปใชของโลหะเปล้ ี่ยนแปลงหากถูกออกซิไดส์หรือรีดิวส์ อต่ธรรมชาติของโลหะน้นยั งคงั เหลืออยเชู่ ่นเดิม เนื่องจากโลหะไม่ถูกทาลายหรํ ือสลายดวยความร้ ้อนหรือจุลินทรีย ์ ผลที่ตามมาคือ การที่ยากที่จะกาจํ ดโลหะออกจากสั ่ิงแวดลอม้ ตัวอย่างการปนเป้ือนของโลหะเช่น การปนเป้ือน ของตะกว่ั แคดเมียม วานาเดียมและสงกะสั ี ส่วนใหญ่แพร่มาจากโรงงานอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และตามอาคารบานเร้ ือน โลหะที่ปนเป้ือนในส่ิงแวดลอมม้ ีผลทาใหํ ้เกิดความเจ็บป่ วยต่างๆ เช่น โรคหวใจั มะเร็ง ระบบประสาท เป็นต้น

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 68

4.3.1 โลหะและแหล่งทมาของโลหะี่ โลหะแบ่งเป็น 3 ประเภทคือ โลหะ เมทลลอยดั ์ และโลหะหนัก โลหะมีคุณสมบัติ ที่สําคญคั ือ การนาไฟฟํ ้ า โลหะนาไฟฟํ ้ าได้ดีมาก เนื่องจากมีอิเลกตรอนอ็ ิสระที่สามารถ เคลื่อนที่ได ้ แต่เมื่ออุณหภูมิสูงข้ึนค่าการนาไฟฟํ ้ าจะลดลง การนาความรํ ้อน โลหะนาความรํ ้อนได้ดี มีความมัน วาวที่ผิวของโลหะ ทําใหสะท้ อนแสงได้ ้ โลหะสามารถตีเป็นแผนได่ ้ มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลว สูง เพราะมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลสูง นอกจากน้ียังมีคุณสมบัติทางเคมีที่สําคญคั ือ สามารถ เกิดปฏิกิริยากบออกซั ิเจนไดสารประกอบเบส้ ิกออกไซด ์ เมื่อละลาย นํ้าจะไดสารละลายท้ ี่เป็นเบส (มี pH สูงกวา่ 7 และมีไฮดรอกไซดไอออน์ OH-) และเมื่อนาสารประกอบเบสํ ิกออกไซดมาท์ ํา ปฏิกิริยากบกรดั จะไดเกล้ ือ มีคาออกซ่ ิเดชนเปั ็นบวก (มีแนวโนมให้ ้อิเลกตรอนก็ บไอออนอั ื่น) เกิด เป็น ไอออนบวก เมื่อสารประกอบโลหะละลายน้าํ มีค่าศกยั ไฟฟ์ ้ ามาตรฐาน (Eo) เป็นลบ สามารถ

เขาแทนท้ ี่ไฮโดรเจนใน สารละลายกรดและเกิดก๊าซไฮโดรเจน (H2) ขึ้น แหล่งที่มาของโลหะซึ่งโลหะที่ปนเป้ือนในส่ิงแวดลอมอาจมาจากการท้ าเหมํ ืองแร่ การฟอกแร่ กระบวนการนิวเคลียร์ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ โลหะอลลอยดั ์ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้ า สี สารกนบั ูด ยาฆ่าแมลง นอกจากน้ียังพบการปนเป้ื อนของของทองแดงและสังกะสีจากการใชยา้ ปราบวชพั ืชและยาฆ่าแมลง ตะกวม่ั าจากการผลิตแบตเตอรี่ สายเคเบิลและอลลอยดั ์ ปรอทมาจาก การผลิตสี เทอร์โมมิเตอร์เครื่องใช้ไฟฟ้ า ยาปราบเช้ือราและสารกันบูดในผลิตภัณฑ์ยาและ เครื่องสาอางํ 4.3.2 ความเป็นพษของโลหะติ ่อจุลินทรีย์ โลหะเป็นพิษเนื่องจากมนอยั ู่ในรูปไอออนิกซึ่งจะจบกั บลั ิแกนด์ของเซลล์และ แทนที่โลหะจาเปํ ็นที่มีอยู่แลวในเซลล้ ปกต์ ิ ตัวอยางเช่ ่น อาร์เซทสามารถแทนที่ฟอสเฟตในเซลล ์ นอกจากน้ีโลหะยงขั ดขวางการทั างานของโปรตํ ีนและกรดนิวคลีอิกโดยการจบกั บหมั ู่ซัลไฮดริล และฟอสเฟตหรือไฮดรอกซิลตามลาดํ ับ เป็นผลให้รูปร่างและหน้าที่ของโปรตีนและดีเอ็นเอ เปลี่ยนแปลงไป ตัวอยางเช่ ่น แคดเมียมแข่งขนกั บโลหะสั ังกะสีในเซลลโดยจ์ บกั บดั ีเอนเออย็ างไม่ ่ จําเพาะแลวช้ ักนําให้สายเดี่ยวแตกออก โลหะยงอาจมั ีผลต่อขบวนการฟอสโฟรีเลชันและการ ควบคุมการผานเข่ าออกของเย้ ื่อเซลล ์ เช่น ที่พบในวานาเดทและปรอท จุลินทรีย์โดยปกติใชกลไก้ การส่งผานเย่ อเซลลื่ ได์ ้ โดยการแพร่หรือกลไกอื่น ตัวอยางเช่ ่น Cd2+ ผานเข่ าเซลล้ ในขณะท์ ี่เกิดการ active transport ของ Mn2+ ในเช้ือ Staphylococcus aureus

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 69

การมีปฏิกิริยาต่อกนระหวั ่างโลหะกบจั ุลินทรีย์ทําให้เกิดอตราการเจรั ิญลดลง มีลักษณะ สัณฐานวิทยาเปลี่ยนแปลงไปอยางไม่ ่ปกติและมีการขดขวางการทั างานของกระบวนการทางชํ ีวเคมี ภายในเซลล์ จํานวนและความหลากหลายของจุลินทรีย์โดยรวมลดลง อย่างไรก็ดีจุลินทรีย์บาง ประเภทมีการทนต่อโลหะเป็นพิษ 4.3.3 กลไกของจุลินทรีย์ต่อการทนและทาลายพํ ษโลหะิ จุลินทรีย์มีกลไกบางอย่างที่ทําให้ทนต่อสารพิษและการทาลายสารพํ ิษไดแก้ ่การ ออกรหัส (Encode) ของพลาสมิดซึ่งมีความจาเพาะตํ ่อโลหะบางอยางหร่ ือกลไกที่เกิดโดยโลหะ ทัวไปไม่ ่จําเพาะชนิดโดยสามารถสรุปไดเป้ ็น 2 กลไก ดังต่อไปน้ี 4.3.3.1 กลไกทั่วไปในการทนต่อโลหะ การจบโลหะทั ี่บริเวณนอกเซลลเป์ ็นการ ตรึงโลหะและป้ องกนการเขั าส้ ู่เซลล ์ โลหะจบกั บผั ิวเซลล์ที่เป็นประจุลบโดยมกเกั ิดกบโลหะทั ี่มี ประจุบวกไดแก้ ่ แคดเมียม ตะกว่ั สังกะสีและเหล็ก เช่นผิวของสาหร่ายประกอบดวยหม้ ู่คาร์บอกซี ลิก อะมิโน ไทโอไฮดรอกซิล ซึ่งจะจบกั บโลหะอยั างแข่ งแรง็ หมู่ฟอสโฟริลและฟอสโฟลิพิดในไล โพโพลิแซกคาร์ไรดของเย์ อชื่ ้นนอกของแบคทั ีเรียกจั็ บกบโลหะอยั างแรงเช่ ่นเดียวกนั การจบโลหะั โดยเซลลของจ์ ุลินทรีย์มีความสําคญในแงั ่นิเวศวิทยาคือผิวเซลล์ช่วยกระจายโลหะโดยเฉพาะใน สิ่งแวดลอมทางน้ ้าแํ ละแง่การนาไปใชํ ้คือความสามารถในการดูดซบโลหะเปั ็นการกาจํ ดโลหะออกั จากบริเวณปนเป้ือน การจบภั ายนอกเซลล์มักเกิดกบผั ิวเมือก (Slime Layer) หรือพอลิเมอร์ที่อยู่ ภายนอก (Exopolymer) ที่ประกอบดวยคาร้ ์โบไฮเดรต โพลีแซคคาร์ไรด์ และบางคร้ังยงเกั ี่ยวกบั กรดนิวคลีอิกและกรดไขมัน ทั้งยงปกปั ้ องเซลล์จากความแห้ง (Desiccation) การถูกจบกั ิน (Phagocytosis) และการเป็นพาราไซส์ (Parasitism) พอลิเมอร์ที่อยภายนอกนู่ ้ีมักมีผลต่อการจับ โลหะหนกเชั ่น ตะกว่ั แคดเมียมและยเรเนู ียมโดยมีหมู่ทําหนาท้ ี่ (Functional) โดยทวไปเป่ั ็นประจุ ลบ ปัจจยทั ี่มีผลต่อการจบกั นไดั แก้ ่ พีเอช การกาจํ ดความเปั ็นพิษของโลหะโดยการสร้างสารไว้ นอกเซลลเป์ ็นผลให้เกิดการตรึงโลหะและป้ องกนโลหะเขั าส้ ู่เซลล ์ ตวอยั างเช่ ่น การตรึงตะกวของ่ั พอลิเมอร์ภายนอกเกิดโดยแบคทีเรียหลายชนิด เช่น Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus และ Azotobacter จริงๆ แลวกลไกการจ้ บแบบนั ้ีเป็นกลไกการต้านทานตะกวท่ั ี่พบบ่อยที่สุด สารชนิดที่สองที่จุลินทรีย์สร้างเพื่อจบโลหะคั ือ ซิเดโรฟอร์ (Siderophore) โดย เป็นสารประกอบเชิงซอนของเหล้ ็กที่มีมวลโมเลกุลตํ่า หนาท้ ี่ทางชีวภาพไดแก้ ่ การทาใหํ ้เหล็กใน สิ่งแวดล้อมเข้มขนข้ ้ึนเพื่อให้ง่ายต่อการผานเข่ าส้ ู่เซลล ์ ซิเดโรฟอร์อาจจบกั บโลหะั

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 70

ชนิดอื่นที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่คลายคล้ ึงกบเหลั ็ก เมื่อจบกั บโลหะซั ิเดโรฟอร์สามารถลดสภาพ ความพร้อมใชของโลหะและผลท้ ี่ตามมาคือการลดความเป็นพิษของโลหะ สารลดแรงตึงผิวชีวภาพ (Biosurfactants) เป็นกลุ่มสารประกอบที่ถูกสร้างโดย จุลินทรีย์หลายชนิด บางกรณีถูกปล่อยออกมา พบว่าสารลดแรงตึงผิวช่วยทาใหํ ้โครงสร้าง สารประกอบเชิงซอนก้ บโลหะเชั ่น แคดเมียม ตะกวและ่ั สังกะสี สารประกอบเชิงซอนน้ ้ีสามารถ เพ่ิมการละลายของโลหะ มีความสําคญในการลดสภาพเปั ็นพิษของโลหะและพบว่าจุลินทรีย์ที่ สามารถสร้างสารลดแรงตึงผวไดิ ้นั้นจะเป็นประชากรส่วนใหญ่ที่สามารถทนต่อแหล่งปนเป้ือนของ โลหะ กลไกการใชของเหล้ ือใช ้ (By-product) จากกระบวนการเมทาบอลึซึมของเซลล ์ โลหะที่ละลายน้าไดํ จะถ้ ูกลดความสามารถในการละลายลงไดแก้ ่ ตะกอนของซลไฟดั ิก (Sulfidic) และฟอสไฟดิก (Phosphidic) เช่น ภายในสภาวะมีอากาศ Citrobacter สามารถสร้างฟอสเฟตซึ่งทํา ใหเก้ ิดตะกอนของตะกวและทองแดงภายใต่ั สภาพไร้ ้อากาศสารไฮโดรเจนซลไฟตั ความเข์ มข้ นส้ ูงที่ ถูกสร้างจาก Desulfovibrio ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่รีดิวส์ซัลเฟตและทาใหํ โลหะตกตะกอน้ 4.3.3.2 กลไกต่อการทนต่อโลหะแบบขึ้นอย่กัู บชนิดของโลหะ กลไกการทนต่อ โลหะภายในเซลล์แบคทีเรี ยอาจเกี่ยวข้องกับการจับหรื อแยกโดยเมทัลโลไทโอนีน (Metallothionein) หรือโปรตีนที่คลายคล้ ึงกนในสั ่ิงมีชีวิตพวกยคารู ิโอต เช่น สาหร่าย ยีสต ์ และฟัง ใจบางชนิด เมทลโลไทโอนั ีนเป็นโปรตีนที่มีมวลโมเลกุลตาประกอบดํ่ วยซ้ ีสเทอีนมาก ทําให้กนั การจบแบบสั ัมพรรคภาพของโลหะ แคดเมียม สังกะสั ทองแดง เงิน และปรอท การสร้างน้ีชักนํา โดยการมีโลหะและหนาท้ ี่แรกคือการทาลายพํ ิษของโลหะน้นโปรตั ีนที่คลายเมท้ ลโลไทโอนั ีนถูก แยกจากไซยาโนแบคทีเรีย Synechococcus หรือ E.Coli และ Pseudomonas puttida จุลินทรีย์บางชนิดใชระบบการป้ ๊ัมโลหะ โดยอาศยพลั งงานซั ึ่งเป็นผลจากการออก คาสํ ่ังของพลาสมิดในการกาจํ ดโลหะออกจากเซลลั ์ บางระบบเกี่ยวของก้ บเอนไซมั ์ ATPase หรือ เกี่ยวของก้ บปั ๊ัมชนิด chemiosmotic ion หรือโปรตอน กลไกน้ีมีประสิทธิภาพที่จะป๊ัมไอออนที่เป็น พิษเขาไปในเซลล้ ์ ออกจากเซลลโด์ ยกระบวนการ Active transport (ATPase pump) หรือ chemiosmotic ion หรือ proton pump อาร์เซเนท โครเมียมและแคดเมียมเป็นโลหะ 3 ชนิด ที่ แบคทีเรียสารความทนโดยการปั๊มออกน้ีมากที่สุด

ชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่อส่ิงแวดลอม้ 71

การเติมหมู่เมทิล (Methylation) ที่โลหะถูกพิจารณาวาเป่ ็นกลไกการทนต่อโลหะ แบบข้ึนอยกู่ บชนั ิดของโลหะ เนื่องจากพบได้กบการทนโลหะเพั ียงบางชนิด โดยทวไปการเต่ั ิมหมู่ เมทิลเพ่ิมสภาพพิษของโลหะซึ่งเป็นผลมาจากการเพ่ิม lipophilicity ซึ่งเป็นผลใหเก้ ิดการผานเข่ าเย้ ื่อ เซลล ์ อยางไรก่ ็ดีการระเหยของโลหะเอ้ือใหเก้ ิดการแพร่ของโลหะออกจากเซลลแล์ ะยงเปั ็นการลด พิษของโลหะอยางม่ ีประสิทธิภาพ การระเหยของโลหะน้ีสังเกตพบในตะกว่ั ปรอท ดีบุก ซิลิเนียม และอาร์เซนิค เช่น ปรอท (Hg2+) ถูกออกซิไดส์ใหอย้ ในรู่ ูปเมทิลเมอเมอคิวรี (Methylmercury) และ ไดเมทิลเมอคิวรี (Dimethylmercury) ซึ่งเป็นสารระเหยที่เป็นพิษมากต่อจากน้ันจะแพร่ออกจาก เซลล์ การเติมหมู่เมทิลของโลหะน้ีพบว่าเป็นการกาจํ ดโลหะออกจากแหลั ่งน้ําผิวดินและดินที่ ปนเป้ือน

หน่วยท ี่ 5 การแก้ไขสภาวะแวดล้อมเป็นพิษโดยจุลินทรีย์ 5.1 การบําบดนั ํ้าเสียและมลพษทางนิ ํ้า นํ้าเสีย (wastewater) เป็นน้าทํ ี่เกิดการปนเป้ือนมีคุณลกษณะเปลั ี่ยนแปลงไป ซึ่งเป็นสภาวะ ที่นํ้ามีสารที่อาจก่ออนตรายหรั ือวสดั ุที่น่ารังเกียจเจือปนอยในนู่ ้าในปรํ ิมาณที่ทําให้คุณภาพน้าถํ ูก ทําลายไป และส่งผลต่อการดารงชํ ีวิตของมนุษยและส์ ่ิงมีชีวิตในน้าํ เพื่อเป็นการป้ องกนมั ิให้เกิด ปัญหาภาวะน้าเนํ ่าเสีย กรมโรงงานอุตสาหกรรม จึงไดอาศ้ ยประกาศกระทรวงั อุตสาหกรรมฉบบทั ี่ 2 (พ.ศ.2539) เรื่องกาหนดคํ ุณลกษณะของนั ้าทํ ิ้งที่ระบายออกจากโรงงาน ใชควบค้ ุมการปล่อยน้าํ ทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม โดยอาศยการวั ดความสกปรกของนั ้าเสํ ียที่นิยมวดพาราั มิเตอร์ต่างๆที่ สําคญโดยั ได้นิยามความหมายของน้าทํ ิ้ง ว่าเป็นน้าเสํ ียที่เกิดจากการประกอบกิจการโรงงาน อุตสาหกรรมที่จะระบายลงสู่แหล่งน้าสาธารณะหรํ ือออกสู่สิ่งแวดลอมและให้ ความหมายรวมถ้ ึงน้าํ เสียจากการใช้นํ้าของคนงาน รวมท้งจากกั ิจกรรมอื่นในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น น้าทํ ี่ปนเป้ือน ดวยเช้ ้ือโรคและน้าทํ ี่ปนเป้ือนดวยโลหะหน้ กหรั ือสารพิษ ซึ่งไม่สามารถสังเกตถึงการเปลี่ยนแปลง ทางกายภาพได ้ ซึ่งเรียกโดยทวไปว่ั า่ ”นํ้าเสีย” นํ้าเสียมีลักษณะทางกายภาพจะประกอบดวยความข้ นุ่ ของแข็ง กล่ิน สีและ อุณหภูมิ ซึ่งแต่ ละลกษณะจะมั ีความสัมพนธั ์ซึ่งกนและกั นั และลกษณะทางกายภาพยั งสั ามารถใช้บ่งบอกคุณภาพ ของน้าเสํ ียไดอย้ างหยาบๆ่ ซึ่งเป็นน้าทํ ี่ผานการใช่ ประโยชน้ ์มาแล้ว เช่น การใชอาบ้ ใช้ซักลาง้ ใช้ สําหรับขบเคลั ื่อนส่ิงปฏิกูลหรือใช้ล้างวตถั ุดิบในโรงงานอุตสาหกรรม ใช้ล้างพ้ืนโรงงาน ตลอดจน ใช้สําหรับระบายความร้อน ฯลฯ น้าทํ ี่ผานการใช่ ประโยชน้ ์แลวจะม้ ีคุณลกษณะเปลั ี่ยนไปจากเดิม คือ มีสิ่งสกปรกต่างๆ เจือปนอย ู่ ไดแก้ ่ สารอินทรีย์ สาร อนินทรีย์ สารพิษ จุลินทรีย์ต่างๆ รวมท้งั ความร้อนการแบ่งประเภทน้าเสํ ียอาจแบ่งตามลกษณะนั ้าเสํ ียที่มาจากแหล่งต่างๆ ที่มีสารที่อยในนู่ ้าํ เสียต่างกนสารเหลั ่าน้นจะเปั ็นสารประเภทใดข้ึนอยกู่ บแหลั ่งและกรรมวิธีการผลิตในอุตสาหกรรม นั้นๆ จึงได้มีการรวบรวมและแบ่งประเภทตามสารหลกทั ี่ให้ลักษณะเด่นของน้าเสํ ียน้นั ซึ่งพอสรุป เป็นประเภทใหญ่ๆ ได ้ ดังน้ี นํ้าเสียประเภทที่มีสารอินทรีย์ นํ้าเสียประเภทที่มีสารอนินทรีย์ นํ้าเสีย ประเภทที่แพร่กระจายเช้ือโรค นํ้าเสียที่มีความเป็นกรด-เบสสูง นํ้าเสียที่มีโลหะหนกทั ี่เป็นพิษ นํ้า เสียที่มีสารกมมั นตภาพรั ังสี และน้าเสํ ียที่มีอิฐ หิน ดิน ทรายปนอยนํู่ ้าเน่าเกิดจากการที่นํ้าในแหล่ง นํ้าได้รับส่ิงสกปรกจาพวกสารอํ ินทรีย์มากจนเกินไป โดยเมื่อน้าไดํ ้รับสารอินทรีย์ สารอินทรีย์จะ เกิดการย่อยสลายโดยแบคทีเรียที่มีอยู่ในน้ํา ในขณะที่ย่อยสลายแบคทีเรียจาเปํ ็นต้องใช้ก๊าซ ออกซิเจนซึ่งละลายอยในนู่ ้าํ (Dissolved Oxygen) เป็นปัจจยในการยั อยสลาย่ ซึ่งเรียกการยอยสลาย่ ชนิดน้ีวาการย่ อย่

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 73 สลายแบบใชอากาศ้ (Aerobic Process) เมื่อปริมาณก๊าซออกซิเจนในน้าหมดไปํ โดยที่สารอินทรีย์ ในน้ายํ งเหลั ืออยสารอู่ ินทรีย์จะถูกยอยสลายต่ ่อไปอีกโดยแบคทีเรียที่ไม่ใชอากาศหร้ ือออกซิเจนที่ ละลายอยในนู่ ้าํ ซึ่งเรียกว่าการยอยสลายแบบไม่ ่ใชอากาศ้ (Anaerobic Process) ในการยอยสลาย่ แบบน้ีจะทาใหํ เก้ ิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เกิดสภาพที่ไม่น่าดู คือน้าจะมํ ีสีดําและมีกล่ินเหม็น มลพิษน้าํ (water pollution) หมายถึง การที่นํ้าตามธรรมชาติถูกทาใหํ ้มีคุณสมบัติ เปลี่ยนแปลงไปจากเดิมจนไม่สามารถใช้ประโยชน์จากน้ําน้ันได้ หรือเป็นอุปสรรคต่อการใช้ ประโยชน์จากน้าในแหลํ ่งน้าํ มลพิษทางน้าทํ ี่เกิดข้ึน และปรากฏใหเห้ ็น ไดแก้ ่ นํ้าในแหล่งน้าเดํ ิมซึ่ง มีลักษณะเป็นธรรมชาติเกิดเปลี่ยนแปลง มีกล่ินเหม็น มีสีดํา ซึ่งเรียกกนโดยทั วไปว่ั ่า “นํ้าเน่า” แต่ ในบางครั้งการเกิดมลพิษทางน้าจะไมํ ่ปรากฏลกษณะของการเนั ่าเสียใหเห้ ็นดงทั ี่กล่าวมาแล้ว 5.1.1 สาเหตุที่ทําให้เกดมลพิ ษนิ ํ้า หรือสาเหตุของนํ้าเสีย มลพิษน้าํ เป็นน้าทํ ี่มีสารหรือส่ิงปฏิกูลที่ไม่พึงปรารถนาปนอย ู่ การปนเป้ือนของ สิ่งสกปรกเหล่าน้ีจะทาใหํ ้คุณสมบัติของน้าเปลํ ี่ยนแปลงไปจนอยในสภาพทู่ ี่ไม่สามารถนากลํ บมาั ใชประโยชน้ ์ได ้ สิ่งปนเป้ื อนที่อยู่ในน้าเสํ ีย ไดแก้ ่ นํ้ามัน ไขมัน ผงซักฟอก สบู่ ยาฆ่าแมลง สารอินทรีย์ที่ทําใหเก้ ิดการเน่าเหมนและเช็ ้ือโรคต่าง ๆ สําหรับแหล่งที่มาของมลพิษน้าํ ส่วนใหญ่ มาจากน้าเสํ ียของแหล่งชุมชน จากกิจกรรมสาหรํ ับการดารงชํ ีวิตของคนเรา เช่น อาคารบานเร้ ือน หมู่บ้านจดสรรั คอนโดมิเนียม โรงแรม ตลาดสด โรงพยาบาล เป็นต้น จากการศึกษาพบวาความเน่ ่า เสียของคูคลองเกิดจากน้าเสํ ียประเภทน้ี ถึงประมาณ 75% และน้าเสํ ียจากกิจกรรมอุตสาหกรรม ไดแก้ ่น้าเสํ ียจากขบวนผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมรวมท้งนั ้าหลํ ่อเยนท็ ี่มี ความร้อนสูง และน้าํ เสียจากห้องน้าหํ องส้ ้วมของคนงานดวยความเน้ ่าเสียของคุคลองเกิดจากน้าเสํ ียประเภทน้ีประมาณ 25% แมจะม้ ีปริมาณไม่มากนัก แต่สิ่งสกปรกในน้าเสํ ียจะเป็นพวกสารเคมีที่เป็นพิษและพวกโลหะ หนกตั ่าง ๆ รวมท้งพวกสารอั ินทรีย์ต่าง ๆ ที่มีความเขมข้ นส้ ูงดวย้ ซึ่งมาจากแหล่งต่างๆ ไดแก้ ่ สิ่งปฏิกูลจากบ้านเรือน ที่อยอาศู่ ยของชนทั ี่อยรวมกู่ นเปั ็นชุมชนเป็นยานท่ ี่อยอาศู่ ัย และ ยานการค่ าขาย้ ในอาณาบริเวณดงกลั ่าวน้ี ยอมจะ่ มีน้าทํ ิ้งจากการอุปโภคและบริโภค เช่น นํ้าจาก การซกลั างและการท้ าครํ ัว นํ้าจากส้วมที่ไม่ได้ผานการบ่ าบํ ดใหั ้มีคุณภาพตามมาตรฐานและอยไมู่ ่ ไกลจากแม่นํ้าลาคลองนํ ้าทํ ิ้งเช่นน้ีจะทาใหํ เก้ ิดน้าเนํ ่าน้าเสํ ียได ้

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 74 สิ่งปฏิกูลจากการเกษตรกรรม ในการเพาะปลูกปัจจุบันน้ี เกษตรกรใชสารเคม้ ีมากข้ึน เช่น ปุ๋ย สารเคมีกาจํ ดศั ตรั ูพืช ซึ่งบางชนิดสลายตวยากั สารอาจจะตกคางอย้ ตามพู่ ืชผกผลไมั ้ ก่อใหเก้ ิด อันตรายแก่ผู้บริโภค และบางส่วนอาจจะกระจายอยตามพู่ ้ืนดิน เมื่อฝนตกน้าฝนจะชะลํ างส้ ่ิงเหล่าน้ี ลงแม่น้าลํ าคลํ อง เป็นเหตุให้กุง้ ปลา หอย ปู และสัตว์นํ้าอื่น ๆ เป็นอนตรายถั ึงตายได ้ ถ้าสัตว์นํ้า ได้รับสารเคมีบางชนิดในปริมาณไม่มากก็อาจสะสมอยู่ในตวสั ัตว์ เมื่อคนจบสั ัตว์นํ้าเหล่าน้ีมา ทําอาหาร สาร เคมีนั้นกจะเข็ าไปสะสมอย้ ในรู่ ่างกายของคนอีกทอดหนึ่งบริเวณเพาะปลูกอาจมีมูล สัตวปนอย์ ู่ เมื่อฝนตกหรือเมื่อใช้นํ้ารดพืชผกผลไมั ้ นํ้ากจะชะล็ างส้ ่ิงปฏิกูล คือมูลสัตว์นี้ลงสู่แม่นํ้า ลําคลอง ในมูลสัตวอาจม์ ีเช้ือโรคและพยาธิปนอยเปู่ ็นเหตุให้ผู้ใชแม้ ่นํ้าลาคลองไดํ ้รับเช้ือโรคจาก สิ่งปฏิกูลน้นไดั ้ สิ่งปฏิกลจากการอู ุตสาหกรรม โรงงานอุตสาหกรรมทวไปใช่ั ้นํ้าในปริมาณมากนอย้ ต่างกนั นํ้าที่ใช้ทําความสะอาดเครื่องมือและพ้ืนที่ในโรงงานและน้าทํ ิ้งจากโรงงาน จะเป็นน้าเสํ ียไหลลงสู่ แม่นํ้า ลําคลอง บางโรงงานอาจมีวัสดุเหลือจากผลิตภณฑั ์อุตสาหกรรมบางประเภทปนไปกบนั ้าทํ ิ้ง ทั้งหมดน้ี เป็นเหตุให้นํ้าในแม่นํ้าลาคลองเนํ ่า ส่งกล่ินเหม็น มีสารพิษปะปนอยกลายเปู่ ็นมลภาวะที่ เป็นพิษต่อส่ิงแวดลอมบร้ ิเวณน้ัน นํ้ามนจากโรงงานอั ุตสาหกรรมก็มีส่วนทาความเสํ ียหายต่อ สิ่งแวดลอม้ หากใช้น้ามํ นโดยขาดความระมั ดรั ะวัง เช่น การเทน้ามํ นหลั ่อลื่นที่ใช้แลวลงน้ ้าํ ตลอดจนการทาความสะอาดโรงงานํ นํ้าทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมที่ปล่อยลงแม่นํ้าลาคลองเชํ ่นน้ี จะมีคราบน้ามํ นลอยเปั ็นฝ้ าทาใํ ห้ก๊าซออกซิเจนในอากาศไม่สามารถจะละลายลงไปในน้ามํ ีผลทํา ให้สิ่งมีชีวิตที่อาศยอยั ในนู่ ้าขาดกํ ๊าซออกซิเจน ยิ่งกว่าน้นถั าม้ ีคราบน้ามํ นคลั ุมผิวพ้ืนน้าํ แสงแดด ส่องลอดลงไปใต้นํ้าไม่ได ้ ทําให้พืชในน้าบางชนํ ิดไม่สามารถสร้างอาหารและเจริญเติบโต แลวย้ งมั ี ผลเสียต่อเนื่องทาใหํ ้สัตวในน์ ้าตายดํ วย้ เพราะพืชเล็ก ๆ ในน้าํ ซึ่งเป็นอาหารของสัตวตายเพราะน์ ้าํ เสีย

5.1.2 ลักษณะของนํ้าเสีย ลักษณะของนาเส้ ียสามารถพิจารณาจากคุณสมบัติสําคัญ 3 ด้าน คือ คุณสมบัติทาง กายภาพ เคมี และชีวภาพ ดังน้ี 1) คุณสมบัติทางกายภาพ 1.1) อุณหภูมิ (temperature) อุณหภูมิเป็นปัจจยหนั ึ่งที่มีอิทธิพลท้งทางตรงและั ทางออมต้ ่อการดารงชํ ีวิตของส่ิงมีชีวิตในน้าํ โดยปกติอุณหภูมิของน้าจะเปลํ ี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ของอากาศซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล ระดบความสั ูงและสภาพภูมิประเทศ

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 75 นอกจากน้ียังข้ึนอยกู่ บความเขั มของแสงอาท้ ิตย ์ กระแสลม ความลึกปริมาณสารแขวนลอยหรือ ความขนและสภาพแวดลุ่ อมท้ ว่ั ๆ ไปของแหล่งน้าํ ซึ่งโดยปกติอุณหภูมิของน้าในแหลํ ่งน้าตํ ่างๆ ไม่ ควรสูงเกิน 3 องศาเซลเซียส เมื่อเปรียบเทียบกบสภาพอุั ณหภูมิของอากาศปกติ 1.2) สี (color) สีของน้าแํ สดงให้เห็นสภาพแวดลอมอย้ างคร่ ่าว ๆ และสาร แขวนลอยที่มีอยในแหลู่ ่งน้านํ ้นั ถ้าเป็นสีที่เกิดโดยธรรมชาติจากการสลายของพืช ใบไม ้ ใบหญ้า ถึงแมจะไม้ ่มีอันตรายต่อผบรู้ ิโภค แต่เนื่องจากสีของมนเปั ็นสีเหลืองน้าตาลํ จึงอาจทาใหํ ้เกิด ความรู้สึกที่ไม่ตองการใช้ ้นํ้าดงกลั ่าวบริโภค จึงจาเปํ ็นตองก้ าจํ ดออกถั าม้ ีปริมาณมาก 1.3) ความข่นุ (turbidity) หมายถึง สมบัติทางแสงของสารแขวนลอยซึ่งทาใหํ แสง้ กระจาย และดูดกลืนมากกว่าที่จะปล่อยใหแสงผ้ านเป่ ็นเส้นตรง โดยความข่นของนุ ้าจะแสดงใหํ ้ เห็นวาม่ ีสารแขวนลอย เช่น ดินตะกอน สารอนินทรีย์ แพลงกตอน์ และส่ิงที่มีชีวิตขนาดเล็ก เป็นต้น อยมากนู่ อยเพ้ ียงใด สารเหล่าน้ีจะกระจายและขดขวางไมั ่ใหแสงส้ ่องลงไปได้ลึก โดยสารเหล่าน้ีจะ ดูดซบเอาแสงไวั ้ ความข่นของนุ ้ามํ ีความสาคํ ญตั ่อปัญหาทางดานอนาม้ ยสั ่ิงแวดลอมใน้ ดานคว้ าม ต้องการนามาอํ ุปโภค 1.4) ของแข็ง (solid) เป็นสารที่อยในนู่ ้าหรํ ือน้าเสํ ียท้งทั ี่ละลายในน้าไดํ ้ (dissolved solids) หรือที่เป็นสารแขวนลอย (suspended solids) ของแขงท็ ้งหมดจะประกอบดั วยท้ ้งสารอั ินทรีย์ (organic matter) และสารอนินทรีย์ (inorganic matter) มากมายหลายชนิด ของแขงจะม็ ีผลต่อ คุณสมบัติของน้าทํ ้งทางดั านน้ ิเวศวิทยาและส่ิงแวดลอม้ รวมท้งอาจจะมั ีผลกระทบทางดานสร้ ีระ วิทยาต่อส่ิงมีชีวิต โดยอาจจะทาใหํ เก้ ิดปฏิกิริยาทางสรีระที่ร่างกายไม่ต้องการเมื่อบริโภคเขาไปได้ ้ 1.5) กล่ิน (odor) กล่ินจากน้าเสํ ียส่วนมากแลวมาจากแก้ ๊สที่เกิดจากการยอยสลาย่ ของสารอินทรีย์ในน้าเสํ ีย ส่วนใหญ่จะเป็นแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เกิดจากจุลินทรีย์ชนิดที่ไม่ ต้องการออกซิเจน นํ้าที่มีกล่ินเหมนท็ าใหํ ้นํ้าน้นไมั ่เป็นที่พึงประสงคสาหร์ ับใช้ประโยชน์ 1.6) รส (taste) นํ้าสะอาดตามธรรมชาติจะไม่มีรส การที่นํ้ามีรสผดไปจากปกติ ิ เนื่องจากมีสารอินทรีย์หรือสารอนินทรีย์ปะปนอย ู่ เช่น นํ้าที่รสกร่อย ทั้งน้ีเนื่องจากมีเกลือคลอไรด์ ละลายอยในนู่ ้านํ ้นในปรั ิมาณสูง นํ้าที่มีรสชาติเปลี่ยนแปลงไปทาใหํ ้นํ้าน้นไมั น่ ่าดื่มและไม่สามารถ นํามาใชประโยชน้ ์ได ้

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 76 2) ลักษณะของน้าเสํ ียทางเคมี 2.1) ค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) นํ้าตามธรรมชาติจะมีค่าความเป็นกรดเป็นด่าง อยระหวู่ าง่ 6.5-8.5 ซึ่งความแตกต่างของค่าความเป็นกรดเป็นด่างข้ึนอยกู่ บลั กษณะของภั ูมิประเทศ และสภาพแวดลอมหลายประการ้ เช่น ลักษณะของพ้ืนดินและหิน ปริมาณฝนตก ตลอดจนการใช้ ที่ดินในบริเวณแหล่งน้าํ นอกจากน้ียังข้ึนอยกู่ บสั ่ิงที่มีชีวิตในน้าํ เช่น จุลินทรีย์และแพลงตอนพืช เป็นต้น การที่มีค่าความเป็นกรดเป็นด่างสูงหรือตามากเกํ่ ินไปจะมีผลกระทบต่อการดารงชํ ีวิตของ สิ่งมีชีวิตภายในน้าโดยตรงํ นอกจากน้ีหากมีค่าความเป็นกรดเป็นด่างตามากจะมํ่ ีฤทธ์ิในการกดั กร่อนอาจทาใหํ เก้ ิดการกดกรั ่อนท่อ อุปกรณ์ หรือภาชนะต่างๆ ได ้ 2.2) ออกซิเจนละลายในน้าํ (dissolved oxygen; DO) เป็นค่าที่บ่งบอกถึงปริมาณ ออกซิเจนที่ละลายในน้าํ ปริมาณออกซิเจนในน้าจะเปลํ ี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของน้าและความํ กดดนของบรรยากาศั ในฤดูร้อนปริมาณของออกซิเจนที่ละลายในน้านํ อยลง้ เพราะวาม่ ีอุณหภูมิสูง ขณะเดียวกนจะมั ีการยอยสลายและปฏ่ ิกิริยาตาง่ ๆ จะเพ่มมากขิ ้ึน ทําใหความต้ องการของออกซ้ ิเจน เพื่อไปใช้กิจกรรมเหล่าน้นสั ูงไปดวย้ ในแหล่งน้าธรรมชาตํ ิจะมีออกซิเจนละลายอยระหวู่ ่าง 5-7 มิลลิกรัม/ลิตร 2.3) บีโอดี (biochemical oxygen demand; BOD) เป็นค่าที่บอกถึงปริมาณของ ออกซิเจนที่ถูกใชในการย้ อยสลายสารอ่ ินทรีย์ชนิดที่ยอยสลายได่ ภายใต้ สภาวะท้ ี่มีออกซิเจน เป็น ค่าที่นิยมใช้กนมากในการแสดงถั ึงความสกปรกมากน้อยเพียงใดของน้าเสํ ียจากชุมชนและจาก โรงงานต่าง ๆ เป็นคาท่ ี่สําคัญมากในการออกแบบและควบคุมระบบบาบดนั ้าเสํ ียโดยทางชีวภาพ 2.4) ซีโอดี (chemical oxygen demand; COD) เป็นค่าที่บ่งบอกถึงปริมาณ ออกซิเจนท้งหมดทั ี่ต้องการใชเพ้ ื่อออกซิเดชนสารอั ินทรีย์ในน้าดํ วยสารเคม้ ีซึ่งมีอํานาจในการออก ซิไดส์สูงในสารละลายที่เป็นกรด มีผลทาใหํ ้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในน้าํ ค่าซีโอดีมี ความสาคํ ญในการวั ิเคราะห์คุณภาพน้าทํ ิ้ง การควบคุมระบบบาบํ ดนั ้าทํ ิ้ง และการควบคุมระบบบา บัดน้าเสํ ีย 2.5) ธาตุอาหาร (nutrients) เช่น ไนโตรเจน และ ฟอสฟอรัส เป็นธาตุที่มี ความสาคํ ญในการสั ังเคราะห์โปรตีน ทาให้พืชน้ามํ ีการเจริญเติบโตอยางรวดเร่ ็ว ในแหล่งน้าทํ ี่มี ธาตุอาหารมากเกินไปจะทาใหํ เก้ ิดปัญหาข้ึน คือ จะมีการเจริญเติบโตของสาหร่ายมากกวาปกต่ ิ ซึ่ง โดยทวไปน่ั ิยมเรียกวาปรากฏการณ่ ์สาหร่ายเบ่งบาน (algae blooms) นอกจากน้นพั ืช

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 77 นํ้าต่าง ๆ กจะเจร็ ิญเติบโตได้ดี ส่งผลทาใหํ เก้ ิดการแพร่กระจายของพืชน้าเหลํ ่าน้ีมากเกินไปและทํา ให้นํ้าเน่าเสียในที่สุด 2.6) สารโลหะหนัก (heavy metals) ในสภาพธรรมชาติโลหะหนกมั กปะปนอยั ู่ เสมอภายในน้าเพราะเกํ ิดข้ึนมาจากการสลายตวของหั ินและแร่ที่มีโลหะหนกเหลั ่าน้ีปรากฏอยเปู่ ็น องคประกอบร์ ่วมดวย้ แต่ส่วนใหญ่เกิดข้ึนในปริมาณที่น้อยมากไม่เป็นอนตรายตั ่อส่ิงมีชีวิตและ สิ่งแวดลอม้ สําหรับโลหะหนกทั ี่เป็นปัญหาต่อส่ิงแวดลอมส้ ่วนใหญ่เป็นสารพิษที่ถูกปล่อยจาก โรงงานอุตสาหกรรม เช่น ปรอท ทองแดง แคดเมียม ตะกว่ั สังกะสี และโครเมียม สารเหล่าน้ี สามารถทาอํ นตรายตั ่อสัตว์นํ้าในระดบความเขั มข้ นต้ ํ่า และจะสะสมอยู่ในร่างกายสัตว์ซึ่งจะ ถ่ายทอดมายังผบรู้ ิโภคได ้ 5.1.3 ระบบนิเวศวทยาของระบบบิ ําบัดนํ้าเสีย ระบบนิเวศวิทยาหมายถึงองคประก์ อบท้งหลายไมั ่ว่าจะเป็นทางดานช้ ีววิทยาหรือ ทางด้านส่ิงแวดล้อมที่ปฏิสัมพนธั ์ซึ่งกันและกัน และรวมกันอยู่ในขอบเขตจํากัด ด้วยเหตุนี้ ปฏิบัติการชีวภาพเคมีแต่ละชนิดจะสร้างระบบนิเวศของตนเอง ซึ่งถูกกาหนดขํ ้ึนมาดวยป้ ัจจยตั ่างๆ เช่น ลักษณะและโครงสร้างของระบบ ลักษณะทางเคมีของน้าเสํ ียและการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ เคมีที่เกิดข้ึน โดยการกระทาของแบคทํ ีเรียที่อาศยอยั ในระบบู่ ประชากรจุลินทรีย์ในระบบนิเวศจะมีลักษณะเป็นของตนเอง ซึ่งไม่เหมือนกนั ท้งนั ้ีโครงสร้างของจุลินทรีย์ยอมแตกต่ ่างกนไปตามความสามารถในการปรั ับตวของปฏั ิบัติการเคมี ซึ่งไม่เท่ากัน กล่าวคือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดล้อมทางกายภาพและเคมีที่เกิดข้ึน ความสามารถในการปรับปรุงตวเองของจั ุลินทรีย์จะเป็นเครื่องกาหนดองคํ ประ์ กอบและโครงสร้าง ของประชากรจุลินทรีย์การวางกฏเกณฑ์ทัวไปในการก่ าหนดจํ านวนและชนํ ิดของจุลินทรีย์ใน ระบบนิเวศใดๆ จึงเป็นเรื่องที่ไม่อาจกระทาไดํ ้ อยางไรก่ ดีสิ็ ่งที่ควรแก่การสนใจคือการพิจารณาถึง ลักษณะทั่วไปของโครงสร้างของประชากรจุลินทรีย์และเชื่อมโยงมนเขั าก้ ับส่ิงแวดลอมของ้ ปฏิบัติการชีวเคมีที่กาลํ ังพิจารณาอยู่ จุดมุ่งหมายของการพิจารณาดังกล่าวไม่ใช่เพื่อรวบรวม ประเภทของจุลินทรีย์ แต่เพื่อให้เขาใจม้ ีความเขาใจในบทบาทของจ้ ุลินทรีย์แต่ละประเภท ใน ปฏิบัติการชีวภาพเคมีแบบต่างๆ 5.1.3.1 ระบบการหมักแบบไร้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ระบบการหมักแบบไร้ออกซิเจน มักใช้ถังปฏิกิริยาแบบกวนสมบูรณ์ โดยมี จุดมุ่งหมายส่วนใหญ่อยทีู่่ การปรับเสถียรให้กบตะกอนอั ินทรีย์หรือจุลินทรีย์ ถังปฏิกิริยามกมั ี Space

Time (สเปสไทม)์ หรือ MCRT หลายๆวัน สารอินทรีย์ที่ถูกทาลายจะกลายเปํ ็น CO2 และ

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 78

CH4 ซึ่งเป็นผลปฏิกิริยาของการหมัก กลุ่มจุลินทรีย์ของระบบหมกประกอบแบคทั ีเรียไร้ออกซิเจน 2 ชนิด คือ Methanogenic bacteria และ Non Methanogenic bacteria เป็นส่วนสาคํ ัญ ถังหมกอาจมั ี จุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ อยู่ด้วย เช่น ฟังใจ โปรโตซัว แต่จุลินทรีย์ประเภทอื่นที่ไม่ใช่แบคทีเรียจะมี บทบาทนอยมากในระบบปฏ้ ิบัติการแบบน้ี ภายในถงหั มัก สารประกอบอินทรีย์จะถูกขนส่งเขาไปในเซลล้ ์ของแบคทีเรีย ยกเวนสารประกอบท้ ี่มีขนาดใหญ่เกินไป ซึ่งจะตองถ้ ูกยอยด่ วยเอนไซม้ ให์ ้มีขนาดเลกจนสามารถ็ นําเขาส้ ู่เซลลได์ ้ สารอินทรีย์ที่อยในเซลลู่ จะถ์ ูกออกซิไดซ์หลายคร้ัง จนในที่สุดกลายเป็นมีเทนและ คาร์บอนไดออกไซม ์ ซึ่งเป็นผลสุดทายของปฏ้ ิกิริยา การเปลี่ยนแปลงสารอินทรียจนกระท์ งได่ั ผล้ สุดทายม้ ีอยหลายขู่ ้นตอนซั ึ่งตองอาศ้ ยแบคทั ีเรียประเภทไร้ออกซิเจน 2 ชนิดคือ Non Methanogenic bacteria และ Methanogenic bacteria แบคทีเรียชนิดแรกมีหน้าที่เปลี่ยนสารอินทรียให์ ้เป็นกรด อินทรีย์ระเหย (Volatile acids) ต่างๆ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด ์ และก๊าซไฮโดรเจน ส่วนชนิดหลัง ทํางานต่อจากแบคทีเรียชนิดแรก โดยทาหนํ ้าที่เปลี่ยนผลปฏิกิริยาของแบคทีเรียชนิดแรก โดยมี หนาท้ ี่เปลี่ยนผลปฏิกิริยาของแบคทีเรียชนิดแรกใหกลายเป้ ็นมีเทน แบคทีเรียที่สร้างมีเทน (Methanogenic bacteria) เป็นแบคทีเรียที่เล้ียงยาก กล่าวคือ กินยากและเลือกกินอาหาร อีกท้งยั งอั ่อนแออีกดวย้ (ตายง่ายและโตช้า) ในปัจจุบันพบวาแบคท่ ีเรีย ประเภทน้ีมีอาหารที่ใช้ไดโด้ ยตรงอยู่เพียงไม่กี่ชนิดและดารงชํ ีวิตข้ึนอยู่กบแบคทั ีเรียที่ไม่สร้าง มีเทน (Non Methanogenic bacteria) เป็นอยางมาก่ แบคทีเรียท้งสองประเภทมั ีปฏิสัมพนธั ์แบบ Commensalism และ Mutualism เนื่องจากแบคทีเรียที่สร้างมีเทนมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงพี เอชเป็นอยางมาก่ ชีวิตจึงข้ึนอยกู่ บปรั ิมาณกรดอินทรีย์ระเหยที่ผลิตข้ึนโดยแบคทีเรียที่ไม่สร้างมีเทน ถ้าอตราการผลั ิตกรดสูงกวาอ่ ัตราการใช้กรด กจะม็ ีการสะสมกรดข้ึนภายในถงหมั กอาจเปั ็นผลให้พี เอชลดลงจนเป็นอนตรายตั ่อแบคทีเรียที่สร้างมีเทน ดังน้ันปฏิสัมพนธั ์ซึ่งเดิมเป็น Commensalism จึงเปลี่ยนไปเป็นแบบ Amensalism ความสมดุลอยางเปราะบางระหว่ างแบคท่ ีเรียท้งสองประเภทนั ้ี เป็นตนเหต้ ุของความดอยเสถ้ ียรภาพของระบบการหมกแบบไรั ้ออกซิเจน และก่อปัญหาต่างๆ ใน ด้านการควบคุมการทางานของระบบนํ ้ี แบคทีเรียที่ไม่สร้างมีเทนมีทั้ง Obligate anaerobes และ Facultative bacteria แต่ ชนิดแรกจะมีจานวนมากกวํ ่า 10 หรือ 20 เท่าของชนิดหลัง แบคทีเรียซึ่งไม่สร้างมีเทนเหล่าน้ี มัก เป็นพวกที่มีรูปร่างท่อนซึ่งมีแกรมลบ ไม่สร้างสปอร์ แต่สามารถผลิตกรดอะซิติก

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 79 และกรดบิวทาริกได ้ นอกเหนือจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซไฮโดรเจน แบคทีเรียพวกน้ี อาจมีบทบาทในฐานะเป็นตวคอยทั าลายออกซํ ิเจนที่เขามาก้ บนั ้าํ เพื่อมิใหออกซ้ ิเจนเป็นอนตรายตั ่อ การเจริญของแบคทีเรียที่ผลิตมีเทนและแบคทีเรียที่สร้างกรดอินทรีย์ชนิดไร้ออกซิเจนอยางเด็่ ดขาด จุลินทรีย์อื่นที่มีความสาคํ ญในกระบวนการหมั กแบบไรั ้ออกซิเจนไดแก้ ่ แบคทีเรีย ที่ทําหนาท้ ี่ยอยสลายสารประ่ กอบโมเลกุลใหญ่ เช่น แป้ ง โปรตีน และไขมัน เป็นต้น ให้เป็นสาร โมเลกุลเล็ก นักวิทยาศาสตร์เคยพยายามเรียงลาดํ บความสั ําคญของจั ุลินทรีย์ประเภทน้ีตามความ สมารถในการทาลายซํ ับสเตรตของมัน แต่ก็ไม่ประสบความสาเรํ ็จ เนื่องจากวิธีการวิเคราะห์และ ทดลองในห้องปฏิบัติการ และยงไมั ่สมบูรณ์พอที่จะทาใหํ ้บรรลุถึงความต้องการดังกล่าวได ้ อยางไรก่ ตามงานม็ ีปัจจยตั ่างๆ เท่าที่มีอยชีู่ ้ใหเห้ ็นวากล่ ุ่มจุลินทรีย์เหล่าน้ีมีความตองการอาหารก้ นั อยางกว่ างขวาง้ และอาจได้ชื่อว่า Commensalism และ Mutualism เป็นปฏิสัมพนธั ์ที่มีบทบาท สําคัญในการดํารงชีวิตของประชากรแบคทีเรียกลุ่มน้ี การที่แบคทีเรียที่สร้างมีเทนเจริญเติบโตช้า แมอย้ ในสภาวะทู่ ี่เหมาะสมและการที่ มีความรู้สึกไวต่อออกซิเจนแมในปร้ ิมาณเลกน็ อยมาก้ ทําใหการศ้ ึกษาวิจัยเกี่ยวกบแบคทั ีเรียที่สร้าง มีเทนประสบความยุ่งยากต่างๆ จนถึงปัจจุบนไดั ้พบแบคทีเรียพวกน้ีไม่มากนักและปรากฏว่า สับสเตรตของแบคทีเรียเหล่าน้ีก็มีจํานวนจากํ ดมากั กล่าวคือ แบคทีเรียท้งหมดทั ี่พบสามารถใช ้

CO2 และ H2 หรือกรดฟอร์มิก (HCOOH) เป็นซบสเตรตไดั ้ บางชนิดสามารถใชเมทานอล้ กรดอะซิ ติก ได ้ 5.1.3.2 ระบบเอเอส (Activated Sludge) แอคติเวเตดสล็ ดจั เป์ ็นชื่อที่ใชบรรยายล้ กษณะของจั ุลินทรีย์ของระบบ ปฏิบัติการ เคมีแบบใชออกซ้ ิเจนและใช้จุลินทรีย์แขวนลอยในการกาจํ ดสารอั ินทรีย์ที่อยในรู่ ูปสารละลายและ รูปคอลลอยด ์ ระบบน้ีมีถงเพาะจั ุลินทรีย์หลายแบบ แต่ทุกแบบใช้วิธีการตกตะกอนเป็นวิธีการแยก ตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้ากํ ่อนระบายน้ําทิ้งจากระบบ การที่ถังเพาะเช้ือหรือถงทั าปฏํ ิกิริยามี ลักษณะต่างๆ กนั ทําให้เกิดผลกระทบต่อโครงสร้างและองคประก์ อบของประชากรจุลินทรีย์ที่ อาศยอยั ในถู่ งปฏั ิกิริยาเหล่าน้นั เนื่องจากมีการคนคว้ าว้ ิจัยระบบแบบน้ีมากกว่าระบบบาบํ ดนั ้าเสํ ีย แบบอื่น ทําให้อาจใช้รูปแบบของถงปฏั ิกิริยาเป็นเครื่องกาหนดอยํ ่างกวางๆ้ ถึงโครงสร้าง และ องคประกอบของประชากรจ์ ุลินทรีย์ที่อาศยอยั ไดู่ ้ โดยทวไปแ่ั ลวโครงสร้ ้างและองคประกอบของ์ ประชากรจุลินทรีย์ของระบบน้ีกวางขวางกว้ ่าระบบการหมกแบบไรั ้ออกซิเจนมาก ระบบหมกมั ี จุลินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นพวก

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 80 โปรคาริโอตและแบบยคารู ิโอตอยรู่ ่วมกนั จุลินทรีย์ที่อยในระบบเอเอสอาจจู่ าแนกไดํ เป้ ็นประเภท ใหญ่ได้ดังน้ี 1) จุลินทรีย์ที่สร้างฟลอค้ (Floc former) มีบทบาทสาคํ ญมากในระบบเอเอสั เพราะ ถ้าขาดกลุ่มน้ีแล้ว ไม่สามารถแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้าไดํ ้ด้วยวิธีตกตะกอนตามธรรมชาติ เดิมเชื่อวา่ Zooglea ramigera เป็นแบคทีเรียชนิดเดียวที่สร้างฟลอค้ แต่ในปัจจุบนเชั ื่อวาม่ ีจุลินทรีย์ หลายชนิด เช่น โปรโทซัวและฟังใจ ก็สามารถทาใหํ ้เกิดฟล้อคได้ โดยท่ังไปแบคทีเรียเป็ น องคประกอบส์ าคํ ญของจั ุลินทรีย์กลุ่มน้ี กลไกในการสร้างฟลอคของแ้ อคติเวเตตสลกจั เร์ ียกว่า ไบ โอฟลอคค้ ูเลชัน (Bio-Flocculation) 2) แซฟโปรไฟต ์ (Saprophytes) เป็นจุลินทรีย์ที่รับผิดชอบต่อการยอยสลายของ่ สารอินทรีย์ในน้าสํ ่วนใหญ่ของเซลลกล์ ุ่มน้ีเป็นแบคทีเรีย มักเป็นพวกที่สร้างฟลอกด้ วย้ แบคทีเรียที่ ไม่สามารถสร้างฟลอคก้ อาจอย็ ในประเภทนู่ ้ีได ้ แต่จะถูกจบอยั ในฟลู่ อค้ แซฟโปรไฟตสามารถแบ์ ่ง ออกเป็น 2 ชนิด คือ แบบปฐมภูมิ (Primary) และแบบทุติยภูมิ (Secondary) แซฟโปรไฟตแบบปฐม์ ภูมิรับผิดชอบการย่อยสลายของสับสเตรตเดิมให้กลายเป็นสารประกอบโมเลกุลเล็ก ระบบเอ เอสควรมีแซฟโปรไฟตปฐมภ์ ูมิหลายๆชนิด ทั้งน้ีเพื่อลดปัญหาในเรื่องแยงช่ ิงอาหารชนิดเดียวกนั เพื่อให้สามารถย่อยสับสเตรตไดอย้ ่างกวางขวาง้ แซฟโปรไฟต์ทุติยภูมิมีหน้าที่ต่อจากแบบแรก กล่าวคือ ช่วยให้เกิดการย่อยสลายที่สมบูรณ์ของสับสเตรตโมเลกุลเล็กที่สร้างโดยแซฟโปรไฟต์ ปฐมภูมิ ผลสุดทายของปฏ้ ิกิริยาคือคาร์บอนไดออกไซด์และน้าํ ด้วยเหตุนี้ปฏิสัมพนธั ์ระหว่างกนั และกนขั องแซฟโปรไฟต์ทั้งสองแบบอาจจดเปั ็นแบบ Commensalism จุลินทรีย์กลุ่มน้ีส่วนใหญ่ เป็นแบคทีเรียที่มีรูปร่างเป็นท่อนและมีแกรมลบ แต่อาจมีฟังใจ ยีสตและโปรโทซ์ ัว รวมอยดู้่ วยบาง้ ไม่มาก 3) จุลินทรีย์ทําลาย (Predator) ชนิดที่สําคญของระบบเอเอสคั ือ โปรโทซวซั ึ่งจับ แบคทีเรียเป็นอาหาร พบว่าโปรโทซวในระบบนั ้ีมีถึง 230 ชนิด ตัวที่สําคญคั ือ ซิลิเอตซึ่งคลานหา กินบนฟลอค้ (Crawl Ciliates) หรือเป็นแบบก่ิงกาน้ (Stalked Ciliate) ระบบเอเอสที่มีซิลิเอตอาศัย อยู่เป็ นจานวนมากมํ ักเป็ นระบบที่มีประสิทธิภาพสูง เชื่อว่าโปโทซัวมีบทบาทสําคัญในการ ตกตะกอนของจุลินทรีย์ทําให้ได้นํ้าใส นอกจากซิลิเอตแลวบางคร้ ้ังอาจพบอบีบาและแฟลกเจลเลต อาศยอยั ในจู่ ุลินทรีย์กลุ่มน้ีด้วย แต่จุลินทรีย์ทั้งสองชนิดน้ีไม่ถือวาม่ ีความสาคํ ญแตั ่อยางใด่ 4) จุลินทรีย์ก่อกวน (Nuisance Organisms) เป็นจุลินทรีย์ที่คอยก่อกวนการทางานํ ของระบบเอเอส ปัญาหาส่วนใหญ่มักเกิดข้ึนกบการตกตะกอนของฟลั อค้ ตัวอยางเช่ ่น

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 81 แบคทีเรียหรือฟังใจที่มีรูปร่างยาวคลายเส้ ้นใย จัดเป็นจุลินทรีย์ประเภทก่อกวนได ้ เพราะทาใหํ ้เกิด การจบไม่ลงของตะกอนที่เรียกว่า Bulking แบคทีเรียและฟังใจที่รับผิดชอบในเรื่องน้ีมักเป็น Sphaerotilus และ Geotrichium ระบบเอเอสเป็นปฏิบัติการชีวภาพเคมีที่มีระบบนิเวศซบซั อน้ ปฏิสัมพนธั ์ระหวางจ่ ุลินทรีย์ เกิดข้ึนไดหลายประเภท้ เพราะมีองคประกอบของจ์ ุลินทรีย์อยางกว่ างขวาง้ เนื่องจากซบสเตรตของั ระบบน้ีมีส่วนประกอบที่เป็นสารอินทรีย์นาๆชนิด ทําให้เกิดการแยงช่ ิงอาหารชนิดเดียวกนมั กไมั ่ เกิดข้ึน แต่บางคร้ังการแก่งแยงอาห่ ารเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สําหรับแซฟโปรไฟตแบบปฐมภ์ ูมิ มกมั ีจุลินทรีย์ร่วมกนอยั หลายประเภททู่ ้งนั ้ีเพราะ ได้ซับสเตรตที่เป็นผลมาจากการยอยสลายอาหาร่ ของแซฟโปรไฟตแบบปฐมภ์ ูมิ ลักษณะเช่นน้ีช่วยเนนให้ ้เห็นถึงความสําคญของปฏั ิสัมพนธั ์แบบ Commensalism และ Mutualism ได้ชัดเจน สภาพแวดลอมเป้ ็นปัจจยสั ําคญอั ีกอย่างหนึ่งในการกาหนดโครงสรํ ้างและองคประกอบ์ ของกลุ่มจุลินทรีย์ในระบบแอคติเวเตดสลดจั ์ สภาพแวดลอมด้ งกลั ่าวไดแก้ ่ คุณลกษณะของนั ้าเสํ ีย ค่าดีโอ ค่าพีเอช และอุณหภูมิ สําหรับค่าดีโอ (DO) มีบทบาทต่อองค์ประกอบของประชากร จุลินทรีย์เกิดข้ึนในระหวางท่ ี่มีการแยกตะกอนในถงตกตะกอนั ซึ่งเป็นสถานที่ที่มีดีโอตากวํ่ าในถ่ ัง ปฏิกิริยา ถ้ามีค่าดีโอไม่เพียงพอ แบคทีเรียแบบเส้นใย (Filamentous bacteria) อาจเจริญได้ดีกว่า ชนิดอื่น ทําให้มีการเพ่ิมจานวนอยํ างมากจนเก่ ิดอาการที่เรียกว่า การไม่จมลงของสลดจั ์ (Bulking) ในกรณีที่พีเอชตาสํ่ ่งเสริมให้ฟังใจแบบเส้นใยสามารถเจริญได้ดีทําใหเก้ ิดการไม่จมลงของสลดจั ์ 5.1.3.3 ระบบทริคคลงฟิ ิ ลเตอร์ (Frickling Filter) ทริคคลิงฟิลเตอร์เป็นปฏิบัติการชีวภาพเคมีในการบาบํ ดนั ้าเสํ ียที่มีจุลินทรีย์เติบโต เป็นฟิล์มติดอยู่กบผั ิววสดั ุตัวกลางและมีนํ้าเสียไหลผ่านตวกลางในลั กษณะทั ี่เป็นแผ่นบางๆ โดย ปกติระบบน้ีเหมาะสมสําหรับกาจํ ดสารละลายอั ินทรีย ์ แต่ก็อาจใช้กบสารอั ินทรีย์ที่อยู่ในรูปของ คอลลอยด ์ (Colloid) เพราะคอลลอยดจะถ์ ูกจบอยั ในฟู่ ิลมช์ ีวภาพ (Biofilm) และจะถูกยอยในเวลา่ ต่อมา ทริคคลิงฟิลเตอร์ก็เป็นเช่นเดียวกบระบบเอเอสั กล่าวคือ มีองคประกอบจ์ ุลินทรีย์ ที่แตกต่างกนอยั างกว่ ้างขวาง แต่ระบบน้ีมีประชากรจุลินทรีย์หลายประเภทยงกว่ิ าแอคต่ ิเวเตดสลดจั ์ เสียอีก ทั้งน้ีเพราะทริคคลิงฟิลเตอร์นอกจากจะมีโปรติส (Protist) ทั้งสองประเภทคือโปรคาริโอต และยคารู ิโอต ยังมีสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในสกุลที่สูงกว่าเช่น นีมาโทด (Nematode) โรติเฟอร์ (Rotifer) หนอนตะกอน (sludge worm) และตวอั ่อนของแมลงบางชนิด

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 82 สายโซ่อาหารของทริคคลิงฟิลเตอร์จึงมีครบถวน้ ความสมบูรณ์ของการย่อยสลายสารอินทรีย์ใน สับสเตรตจึงมีมาก เป็นผลให้มีมวลชีวภาพเหลือออกจากระบบนอย้ เพราะเป็นการลดปัญหาในการ กาจํ ดตะกอนสั ่วนเกิน แบคทีเรียที่อยู่ในตาแหนํ ่งตาของลํ่ ูกโซ่อาหารมีหน้าที่โดยตรงในการกําจัด สารละลายอินทรีย์ที่อยู่ในน้าเสํ ียส่วนที่ละลายน้าจะถํ ูกกาจํ ดออกไปอยั างรวดเร่ ็ว เมื่อน้าเสํ ียไหล ผ่านฟิ ล์มชีวภาพ สําหรับสารอินทรีย์ที่อยู่ในรูปของตะกอนขนาดเล็กหรือคอลลอยด์จะถูกฟิ ล์ม ชีวภาพจับเอาไว้ก่อนและจะได้รับการย่อยในภายหลังเมื่อน้ําไหลผ่านพ้นไปแล้ว การย่อย สารอินทรีย์คอลลอยดกระท์ ําโดยปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่มีจุลินทรีย์ปล่อยออกมาจากเซลลเพ์ ื่อทาใหํ ้ โมเลกลของสารอุ ินทรีย์มีขนาดเลกลงจนเซล็ สามารถด์ ูดเขาไปใช้ ได้ ้สําหรับในระบบ ทริคคลิงฟิลเตอร์ ประชากรของแบคทีเรียอาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ แซฟโปรไฟทแบบปฐม์ ภูมิ และทุติยภูมิ ซึ่งประกอบดวยแบคท้ ีเรียชนิดต่างๆ ที่คลายคล้ ึงกบในแอคตั ิเวเตดสลดจั ปร์ ิมาณของ แบคทีเรียประเภทต่างๆ จะเปลี่ยนไปตามความลึงของฟิลลเตอร์ ์ ในทริคคลิงฟิลเตอร์พบฟังใจมากกวา่ 90 ชนิด ในจานวนนํ ้ีมีฟังใจที่พบเป็นประจํา ในฟิลลเตอร์ ์มากกว่า 20 ชนิด บทบาทของมนกั ็เป็นเช่นเดียวกบแบคทั ีเรีย เช่นทาลายสารอํ ินทรีย์ เป็นต้น โปโตซวกั มี็ อยหลายชนู่ ิดและชนิดที่พบกนบั ่อยไดแก้ ่ ซาร์โคดิน (Sarcodina) มาสติโกฟอ รา (Mastigophora) และซิลิเอต (Ciliates) บทบาทของโปรโทซวคั ือคอยกินจุลินทรียขน์ าดเลกกว็ ่า เป็นอาหาร ในฤดูร้อนอาจพบสาหร่ายเจริญอยางรวดเร่ ็วในบริเวณตอนบนของฟิวเตอร์ซึ่งสาหร่ายที่ สาคํ ญไดั แก้ ่ สาหร่ายสีเขียว (Green algae) และสามารถพบไดอะตอม (Diatom) ได้ด้วย นอกจากน้ี ยังอาจพบเมทาซัว (Metazoa) ที่ประกอบดวยหนอนแอนน้ ีลิด (Annelid worms) ตัวออ่นของแมลง และทาก สิ่งมีชีวิตช้นสั ูงเหล่าน้ีจะบริโภคฟิล์มชีวภาพ และทาใหํ ้ฟิล์มชีวภาพหลุดออกจากผิววสดั ุ ตัวกลาง 5.1.3.4 ระบบบ่อบําบัดนํ้าเสียกลางแจ้ง บ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียหรือ Oxidation Pond หรือ Facultative Stabilization Pond เป็นบ่อ ต้ืนที่มีขนาดใหญ่และมีเวลากักน้ําสูงมาก สารอินทรีย์ที่เป็นตะกอนซึ่งถูกส่งเข้ามาในบ่อจะ ตกตะกอนลงสู่กนบ้ ่อ และเกิดการยอยสลายแบบไร่ ้ออกซิเจน สารอินทรีย์ที่ละลายน้าไดํ และท้ ี่เป็น คอลลอยดจะถ์ ูกยอยโดยแบคท่ ีเรียที่แขวนลอยดอย์ ในนู่ ้าํ ส่วนของน้าเสํ ียที่เป็นสาร อนินทรีย์ถูกใช้ โดยสาหร่าย อาจกล่าวได้ว่าบ่อแบบน้ีเป็นบนไดกั าวแ้ รกของปฏิบัติการชีวภาพเคมี เนื่องจากผู้ ควบคุมไม่มีอํานาจในการควบคุมการทางานของบํ ่อหลงจากทั ี่สร้างข้ึนแล้ว

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 83 นิเวศวิทยาของส่วนก้นบ่อได้รับอิทธิพลจากสภาวะที่ไร้ออกซิเจน ดังน้ันจึง เหมือนกบระบบการหมั กแบบไรั ้ออกซิเจน ตะกอนของแขงถ็ ูกทาลายโดยแบคทํ ีเรียที่ไม่สร้างมีเทน บางส่วนของสารละลายอินทรีย์จะถูกยอยโดยแบคท่ ีเรียของระบบไร้ออกซิเจน สารละลายอินทรีย์ที่ เหลือจะถูกแบคทีเรียในน้าตอนบนทํ าลํ ายไป แบคทีเรียที่อาศยอยั ในนู่ ้าของบํ ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียมกเปั ็น แบบ Facultative ซึ่งสามารถยอยสลายสารอ่ ินทรียและสารคอลลอยด์ ์ แบคทีเรียที่ไม่มีชีวิตจะจมลง กนบ้ ่อและเกิดการยอยสลายแบบไร่ ้ออกซิเจน จุลินทรีย์ชนิดอื่นที่พบในบ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียไดแก้ ่ ฟังใจ ยีสต ์ และสาหร่าย พบวาฟ่ ังใจมากกวา่ 100 ชนิดและยสตี มากกว์ า่ 50 ชนิด ในระบบน้ีถ้าสภาวะแอ โรบิกเกิดข้ึนกับน้ําส่วนใหญ่ในบ่อ ก็สามารถพบโปรโตซัวอีกด้วย สาหร่ายสีเขียวถือว่าเป็น ประชากรจุลินทรีย์ที่มีบทบาทสาคํ ญมากในบั ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียจะมีชีวิตอยไดู่ เฉพาะตอนบนของบ้ ่อ ซึ่งแสงอาทิตยสามารถส์ ่องไปถึง หน้าที่สําคญของสาหรั ่ายสีเขียวคือการสร้างออกซิเจนให้กบั แบคทีเรียหรือจุลินทรีย์อื่นที่ต้องการ สาหร่ายส่วนใหญ่จะเป็นพวกสาหร่ายยูคาริโอต แต่อาจมี สาหร่ายหรือแบคทีเรียสีเขียวแกมน้าเงํ ิน (Blue green algae) เป็นองคประกอบส์ าคํ ัญ ในบางกรณีที่ สภาวะแวดลอมอ้ านวยใหํ ้สาหร่ายที่ตายแลวจมลงส้ ู่กนบ้ ่อเช่นเดียวกบแบคทั ีเรีย อนึ่งระดบการั กวนน้าเปํ ็นปัจจยกั าหนดชนํ ิดของสาหร่าย ถ้าบ่อได้รับการหมุนเวียนเป็นอย่างดีจากแรงลมและ คลื่น สาหร่ายส่วนใหญ่จะเป็นชนิดที่ไม่เคลื่อนที่เกิดกระจัดกระจายทวบ่ั ่อ ถ้าบ่อมีนํ้านึ่งและ แบ่งเป็นช้นๆั สาหร่ายที่เคลื่อนที่ไดเช้ ่น ยูกลีนา (Euglena) จะเป็นตวสั าคํ ัญ และกรณีพบสาหร่ายอยู่ เฉพาะในผวนิ ้าตอนบนของบํ ่อเท่าน้นั ปฏิสัมพนธั ์ระหว่างจุลินทรีย์ที่อาศยอยั ู่ในบ่อบาบํ ดนั ้าเสํ ียมีหลายประเภทและ เกี่ยวพนธั ์กนอยั างซ่ บซั อน้ ปฏิสัมพนธั ์เหล่าน้ีเป็นแบบเดียวกบทั ี่พบในระบบเอเอสและระบบการ หมกไรั ้ออกซิเจนตวอยั ่างของการเกี่ยวพนธั ์กันของปฏิสัมพนธั ์ในบ่อบาบํ ดนั ้ําเสียได้แก่ การ เปลี่ยนแปลงประเภทของปฏิสัมพนธั ์ที่เกิดข้ึนจากการเปลี่ยนแปลงส่ิงแวดลอมซ้ ึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได ้ กล่าวคือ ปฏิสัมพนธั ์แบบช่วยเหลือซึ่งกนและกั นั (Mutualism) ระหว่างสาหร่ายและแบคทีเรียซึ่ง เกิดข้ึนในเวลากลางวนจะเปลั ี่ยนไปเป็นแบบแก่งแยงออกซ่ ิเจนในเวลากลางคืน 5.2 การบําบดของเสั ียด้วยกระบวนการชีวภาพและของเสียในดิน

5.2.1 Degradation หมายถึง การยอยหร่ ือการเน่าเสีย (decay) และเมื่อเติม “bio” กหมายถ็ ึง การยอยหร่ ือการเน่าเสียโดยการทางานของสํ ่ิงมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นแบคทีเรีย รา แมลง หนอนและ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่กินส่ิงของต่างๆ ที่ตายแลวและเปล้ ี่ยนรูปสารเหล่าน้นไปเปั ็นสารใหม่ ดังน้นั biodegradation คือวิธีการทางธรรมชาติในการรีไซเคิล (recycle) ของของเสียหรือ

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 84 การย่อยสลายของสารอินทรีย์ไปเป็นโมเลกุลที่เล็กลงหรือเปลี่ยนไปเป็นสารอาหารอย่างอื่นที่ สามารถถูกใชโดยส้ ่ิงมีชีวิตอื่นๆ ต่อไป โดยปกติในธรรมชาติจะไม่มีของเสียเพราะสสารทุกชนิดจะ ถูกรีไซเคิลและของเสียจากส่ิงมีชีวิตหนึ่งจะเป็ นสารอาหารให้กับส่ิงมีชีวิตชนิดอื่นต่อไป สารอินทรีย์บางชนิดอาจจะถูกยอยสลายได่ เร้ ็วกวาสารอ่ ินทรียชน์ ิดอื่นแต่ในที่สุดสารทุกชนิดจะถูก ยอยสลาย่ จากกระบวนการตามธรรมชาติเหล่าน้ีเองทาใหํ มน้ ุษยสามารถลดของเส์ ียและลดปริมาณ สารก่อมลพิษในส่ิงแวดลอมลงได้ ้ ซึ่งเทคโนโลยีชีวภาพส่ิงแวดลอมท้ ี่ได้รับการยอมรับและคุ้นเคย ไดแก้ ่ การทาปํ ุ๋ ยหมัก (composting) และการบาบํ ดนั ้าเสํ ียกเป็ ็นการใชประโยชน้ ์จากกระบวนการ biodegradation เช่นกนั Biodegradation จึงหมายรวมถึงสารอินทรีย์หรือสารอนินทรีย์ที่ถูกยอยสลายโดยเอนไซม่ ์ที่ สร้างข้ึนจากส่ิงมีชีวิต แต่ในกระบวนการ biodegradation ที่เกิดข้ึนสามารถประกอบดวยหล้ ายๆ ปฏิกิริยาซึ่งอาจจะมีผลผลิตหรือปฏิกิริยาต่างๆ ตามมาที่แตกต่างกนั เช่น สารก่อมลพิษบางชนิด อาจจะถูกยอยหร่ ือเปลี่ยนรูปอยางสมบ่ ูรณ์ไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด ์ (mineralization) หรือถูก เปลี่ยนรูป (transform) ไปเป็นสารชนิดอื่นที่อาจจะมีพิษหรือไม่มีพิษกได็ ้ หรืออาจจะถูกสะสมไว้ ภายในเซลลหร์ ือถูกทาใหํ เป้ ็นสารที่มีความซบซั อนข้ ้ึน (polymerized) หรืออาจจะถูกทาใหํ ้ดูดซับ อยกู่ บสารอั ื่นๆ ที่มีอยในดู่ ิน ดินตะกอนหรือในน้าเปํ ็นต้น Bioremediation คือการกาจํ ดสารปนเปั ้ือนหรือสารก่อมลพิษโดยชีววิธี โดยเป็นการกาจํ ัด หรือลดความเป็นพิษของสารก่อมลพิษใหลดลงโดยให้ อย้ ในระดู่ บทั ี่กฏหมายหรือมาตรฐานกาหนดํ ไว ้ เป็นการใช้ส่ิงมีชีวิตซึ่งอาจจะเป็นจุลินทรีย์หรือพืชในการลดหรือกาจํ ดสารกั ่อมลพิษ ทําให้วิธีนี้ เป็นวิธีที่ปลอดภัย มีค่าใช้จ่ายไม่สูงมาก และผลิตภณฑั ์ที่เกิดข้ึนจากกระบวนการยอยสลายม่ กไมั ่ เป็นพิษ (non-toxic by-products) ทําใหเป้ ็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับจากสาธารณะ โดยปกติมักใช้ กระบวนการ bioremediation ในการกาจํ ดคราบนั ้ามํ ัน สารประกอบไฮโดรคาร์บอน สารฆ่าแมลง หรือโลหะหนัก Bioremediation ณ สถานที่ที่มีการปนเป้ือนสารก่อมลพิษมกเกั ิดข้ึนไดสองทางค้ ือ การเร่งการเจริญของจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลายสารท่ ี่ต้องการกาจํ ดซั ึ่งเป็นวิธีการที่พบได้บ่อยโดย การเติมสารอาหารต่างๆ ลงไปเพื่อให้จุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลาย่ สารพิษที่ตองการก้ าจํ ดเจรั ิญได้ อยางรวดเร่ ็วและใชสารพ้ ิษน้นใหั หมดไป้ หรือการปรับสภาพแวดลอมต้ ่างๆ ให้เหมาะสมต่อการ เจริญของจุลินทรีย์ที่พึงประสงค ์ เช่น ปรับค่าพีเอช การเติมออกซิเจน การปรับความช้ืนเป็นต้น ซึ่งเรียกวิธีการที่ปรับ

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 85 สภาพแวดล้อมต่างๆ ให้เหมาะสมกับการย่อยสลายสารก่อมลพิษของจุลินทรีย์นี้ว่า “Biostimulation” หรือวิธีการที่สองคือ การเติมจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสารก่ ่อมลพิษชนิดน้นๆั ลง ไปในบริเวณที่มีการปนเป้ือนหรือที่เรียกวา่ “Bioaugmentation” อยางไรก่ ตาม็ bioremediation จะ สามารถเกิดข้ึนไดในบางกรณ้ ีเท่าน้นเพราะในสถานทั ี่ที่มีการปนเป้ือนของสารก่อมลพิษที่มีความ เขมข้ นส้ ูงมากๆ จะทาใหํ ้จุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญได ้ เช่น การปนเป้ือนโลหะหนกไดั แก้ ่ แคดเมียม หรือตะกว่ั หรือในสภาพแวดลอมท้ ี่มีความเขมข้ นของเกล้ ือสูงๆ อยางไรก่ ตาม็ bioremediation เป็น การใช้เทคนิคในการทาความสะอาดแกํ ่สิ่งแวดลอมในก้ ารส่งเสริมกระบวนการย่อยสลายแบบ เดียวกบทั ี่เกิดในธรรมชาติ bioremediation อาจจะมีความปลอดภยและประหยั ดมากกวั าการบ่ าบํ ัด แบบด้งเดั ิมเช่นการเผาหรือการฝังกลบ นอกจากน้ียังมีข้อดีคือสามารถบาบํ ดสารกั ่อมลพิษได้ที่ บริเวณที่มีการปนเป้ือน (in situ bioremediation) ไดเลยโดยไม้ ่ต้องขดหรุ ือเคลื่อนยายด้ ินหรือน้าทํ ี่ ต้องการบาบํ ดไปทั าการยํ อยสลาย่ ณ สถานที่ใหม่ (ex situ bioremediation) กระบวนการกาจํ ดสารสารดั วยกร้ ะบวนการชีวภาพจะดาเนํ ินไปไดหร้ ือสําเร็จได้ตองม้ ี ปัจจยตั ่างๆ ที่เหมาะสมเช่น ต้องมีจุลินทรีย์ที่มีหรือผลิตเอนไซม์ที่จะทาใหํ ้เกิดการยอยสลายสาร่ นั้นๆ สารเคมีหรือสารก่อมลพิษชนิดน้นๆั จะตองสามารถถ้ ูกใช ้ (accessible) โดยจุลินทรีย์ที่มีเอนไซม์ จําเพาะต่อสารน้นๆั เพราะมีสารหลายชนิดที่ไม่สามารถถูกใชหร้ ือยอยโดยจ่ ุลินทรีย์แม้วาจ่ ุลินทรีย์ นั้นจะมีเอนไซม์ที่สามารถยอยสารชน่ ิดน้นๆั กตาม็ อาจจะเนื่องมาจากสารชนิดน้นๆั อยในสภาพทู่ ี่ แตกต่างจากสภาพหรือรูปแบบของสารที่จุลินทรีย์จะสามารถใชสารน้ ้นไดั ้ (low bioavailability) เช่น สาร ชนิดน้นไมั ่สามารถละลายน้าหรํ ือสารน้นถั ูกดูดซบไวั ้กบของแขั งเช็ ่น ดินหรือดินตะกอน เป็นต้น ถ้าเอนไซม์ตัวเร่ิมตนท้ ี่จะยอยสลายสารก่ ่อมลพิษเป็น extracellular enzyme พันธะที่จะถูกเขาท้ าปฏํ ิกิริยา จะต้องเป็นอิสระ แต่โดยปกติสารอินทรีย์มักจะถูกดูดซบไวั โดยโมเลก้ ุลอื่นๆ สารที่จะถูกยอยควรม่ ี ความสามารถในการเขาไปในเซลล้ ของจ์ ุลินทรีย์ในกรณีที่เอนไซม์ตัวเร่ิมตนในปฏ้ ิกิริยายอยสลาย่ เป็น intracellular enzyme ในทางตรงกนขั ามผล้ ิตภณฑั ของปฏ์ ิกิริยาที่เกิดจาก extracellular enzyme จะตอง้ สามารถเขาไปในเซลล้ ์ถ้าปฏิกิริยาข้นตั ่อไปจะตองเก้ ิดในเซลล์เพื่อให้ปฏิกิริยาย่อยสลายดาเนํ ิน ต่อไปได ้ เนื่องจากจานวนของจํ ุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการย่อยสลายสารสังเคราะห์ใน ธรรมชาตินั้นมีน้อย ดังน้นสภาวะในธรรมชาตั ิควรจะเหมาะสมต่อการเพ่ิมจานวนของจํ ุลินทรีย์ที่มี ความสามารถในการยอยสลายสารน่ ้นๆั ดังน้นความเรั ็วหรืออตราในการเกั ิดการยอยสลายของสาร่ ก่อมลพิษโดยจุลินทรีย์นั้นจะข้ึนกบปั ัจจยตั ่างๆ หลายปัจจยเชั ่น พีเอช อุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจน จํานวน

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 86 และชนิดของจุลินทรีย์ ระยะเวลาของการปรับตวของจั ุลินทรีย์ (acclimation) การใชได้ ของ้ สารอาหารต่างๆ โครงสร้างของสารก่อมลพิษ ความเขมข้ นของสารก้ ่อมลพิษ จากที่กล่าวมาจุลินทรีย์จะเป็นปัจจยหลั กในการยั อยสลายสารก่ ่อมลพิษ ดังน้นการทั ี่ไม่มี จุลินทรีย์ที่จําเพาะต่อสารก่อมลพิษที่ปนเป้ือนในส่ิงแวดลอมหร้ ือมีจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสารก่ ่อ มลพิษน้นไดั แต้ ่สภาวะแวดล้อมไม่เหมาะสมต่อการเจริญหรือการยอยสลาย่ สารก่อมลพิษน้นๆั ก็ จะยงคงอยั หรู่ ือสูญหายไปจากสิ่งแวดล้อมได้ช้ามากและจะส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยรวมได ้ จุดมุ่งหมายของการกาจํ ดสารกั ่อมลพิษดวยกระบวนการช้ ีวภาพ คือ การยอยสลายให่ สา้ ร ก่อมลพิษน้นหมดไปหรั ือใหอย้ ในระดู่ บทั ี่กฎหมายกาหนดํ การกาจํ ดสารดั วยกระบวนการช้ ีวภาพ น้นสามารถนั าไปประยํ กตุ ใช์ ในการก้ าจํ ดสารกั ่อมลพิษในดิน นํ้าใต้ดิน นํ้าเสีย ระบบกาจํ ดของเสั ีย ต่างๆ และกาจํ ดสารกั ่อมลพิษที่อยในรู่ ูปก๊าซ สารก่อมลพิษที่สามารถกาจํ ดไดั ้ด้วยกระบวนการทาง ชีวภาพน้นมั ีมากมายหลายชนิด แต่ที่มีการบาบํ ดอยั เสมอู่ เช่น นํ้ามนและผลั ิตภณฑั ์ polycyclic aromatic hydrocarbons, chlorinated aliphatics เช่น trichloroethylene (TCE) และ tetrachloroethylene หรือบางคร้ังอาจเรียกวา่ perchloroethylene (PCE) และ chlorinated aromatic hydrocarbons ซึ่งสารเหล่าน้ีมีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย ์ และส่ิงแวดลอม้ ส่วนโลหะหนัก แม้ว่าจะไม่สามารถถูกยอยได่ โดยจ้ ุลินทรีย์แต่จุลินทรีย์สามารถเปลี่ยนรูปและทาใหํ ้ความเป็นพิษ ของโลหะหนกลดลงไดั ้ ดังน้นจั ึงมีการประยกตุ ใช์ กระบวนการทางช้ ีวภาพในการลดความเป็นพิษ ของโลหะหนกเชั ่นเดียวกนั หลกเกณฑั ในการพ์ ิจารณาการใชกร้ ะบวนการชีวภาพในกาจํ ดสารกั ่อมลพิษว่าจะประสบ ผลสาเรํ ็จหรือไม่น้นขั ้ึนอยกู่ บั จะตองม้ ีจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลายสารก่ ่อมลพิษที่ต้องการกาจํ ัด จุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลายสารก่ ่อมลพิษน้นจะตั องม้ ีความสามารถในการยอยสลายหร่ ือเปลี่ยน รูปสารก่อมลพิษให้อยู่ในรูปที่ไม่เป็นพิษหรืออยู่ในระดับที่ตํ่ากว่ากฎหมายกาหนดในอํ ตราทั ี่ รวดเร็ว จุลินทรีย์ดังกล่าวต้องไม่ผลิตสารที่เป็นพิษหรือผลิตภณฑั จากการย์ อยสลายต่ ้องไม่เป็นพิษ บริเวณที่ต้องการบาบํ ดสั ารก่อมลพิษจะตองไม้ ่มีสารที่จะยบยั ้งกั ารเจริญของ จุลินทรีย์กลุ่มที่ ต้องการ สารที่ต้องการกาจํ ดจะตั องอย้ ในรู่ ูปที่จุลินทรีย์สามารถยอยสลายได่ ้ สภาวะต่างๆ ต้อง เหมาะสมต่อการเจริญหรือการยอยสลายของจ่ ุลินทรีย์ เช่น มีสารอาหารต่างๆ อยางเพ่ ียงพอ มี ออกซิเจนหรือตวรั ับอิเลกตรอนอื่นๆ ความช้ืนพอเหมาะ อุณหภูมิเหมาะสม และมีแหล่งคาร์บอน หรือแหล่งพลงงานสั าหรํ ับการเจริญอย่างเพียงพอถาการย้ อยสลายสารก่ ่อมลพิษน้นเปั ็นการยอย่ สลายแบบ cometabolism คาใช่ ้จ่ายใน

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 87 การบาบํ ดตั ้องไม่สูงมากนักหรือต้องไม่สูงกวาการใช่ เทคโนโลย้ ีอื่นๆ ในการกาจํ ดสารกั ่อมลพิษ การเลือกใชการก้ าจํ ดสารกั ่อมลพิษด้วยกระบวนการชีวภาพมีเหตุผลหลกมาจากเรั ื่อง คาใช่ ้จ่าย เนื่องจากคาใช่ ้จ่ายในการกาจํ ัดสารก่อมลพิษดวยกระบวนการช้ ีวภาพนอยกว้ าเทคโนโลย่ ี อื่นๆ และได้รับการยอมรับจากสาธารณะ เทคโนโลยีที่นํามาใชในกา้ รกาจํ ดสารกั ่อมลพิษโดยกระบวนการชีวภาพน้นบางเทคนั ิคจะ เป็นแบบบาบํ ัด ณ ที่ปนเป้ือน (in situ bioremediation) ทําใหไม้ ่จําเป็นตองขนย้ ายด้ ินหรือน้าทํ ี่ ปนเป้ือนไปบาบํ ดทั ี่อื่น ข้อดีของ in situ bioremediation คือค่าใช้จ่ายไม่สูง แต่ข้อดอยของว้ ิธีนี้กคือ็ บางปัจจยไมั ่สามารถควบคุมไดอย้ างม่ ีประสิทธิภาพ ดงนั ้นจั ึงอาจมีการใช้วิธีอื่นคือ นําดินหรือน้าทํ ี่ ปนเป้ือนสารก่อมลพิษไปบาบํ ัด ณ ที่อื่น (ex situ bioremediation) ข้อดอยของว้ ิธีนี้คือ ค่าใช้จ่ายที่ เพ่ิมสูงข้ึนเนื่องจากตองม้ ีการขนยายและการจ้ ดการตั ่างๆ ในการขนยาย้ (handling) ไม่ใหสารก้ ่อ มลพิษแพร่กระจายสู่ส่ิงแวดลอมในระหว้ างก่ ารขนยาย้ แต่มีข้อดีคือ สามารถควบคุมปัจจยตั ่างๆ ได้ อยางม่ ีประสิทธิภาพ

1.) In situ bioremediation การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษ ณ ที่ปนเป้ือน หรือ in situ bioremediation นั้นโดยทวไปม่ั ี ข้อดีคือ มีค่าใช้จ่ายน้อย เนื่องจากไม่ต้องขนยายด้ ินหรือน้าทํ ี่ปนเป้ื อนไปทาการบํ าบํ ดทั ี่อื่น นอกจากน้ียังเป็นการรบกวนระบบของจุลินทรีย์ประจาถํ ่ิน (normal microbiota) น้อยอีกดวย้ แต่ ข้อเสียของการบาบํ ดแบบั in situ bioremediation คือ อัตราการยอยสลายสารก่ ่อมลพิษมกจะถั ูก จํากดดั วยความล้ ึกของดินที่ปนเป้ือนสารก่อมลพิษ เพราะจุลินทรีย์ที่ทําหนาท้ ี่หลกในการยั อยสลาย่ คือ จุลินทรีย์กลุ่มที่ต้องการอากาศ โดยส่วนใหญ่ความลึกที่เหมาะสมในการยอยสลายไม่ ่ควรเกิน 30 เซนติเมตร วิธีการที่นิยมใชในการ้ บาบํ ดสั ารก่อมลพิษในระบบ in situ bioremediation คือ Bioventing เป็นการบาบํ ดสารกั ่อมลพิษในดินโดยการให้อากาศลงไปในดินในบริเวณที่เรียกวา่ vadose zone หรือ unsataurated zone โดยดินที่บําบดนั ้นตั องอย้ เหนู่ ือช้นนั ้าใตํ ้ดิน (ภาพที่ 5.1) การใหอากาศเป้ ็น การให้ออกซิเจนแก่จุลินทรีย์ซึ่งใชออกซ้ ิเจนเป็นตวรั ับอิเล็คตรอนตวสั ุดทายส้ ําหรับแบคทีเรียที่ต้องการ อากาศ อากาศที่ให้นั้นทาไดํ โดยการป้ ๊ัมอากาศลงไปในท่อที่ขุดเจาะลงไปในดินที่ต้องการบาบํ ัด อยางไรก่ ็ ตามการให้อากาศจะตองให้ ้ในอตราทั ี่ไม่สูงมากนกเพั ื่อป้ องกนั การระเหยของสารก่อมลพิษ นอกจากน้ี การให้อากาศที่เร็วเกินไปจะทาใหํ ้สารที่ระเหยไดแพร้ ่ผ่านช้นดั ินอยางรวดเร่ ็วทาใหํ ้จุลินทรีย์ไม่สามารถ บําบดไดั ้ทันจึงก่อใหเก้ ิดปัญหาทางดานมลภาวะทางอากาศได้ ้อีกดวย้ นอกจากน้ียังสามารถใหสารอาหาร้ ต่างๆ ลงไปด้วยเพื่อเป็นการกระตุ้นการ

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 88 ทํางานของจุลินทรีย์ประจาถํ ่ิน วิธีการ Bioventing เป็นวิธีการที่ใชเคร้ ื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ ไม่มากนัก ทําให้มีคาใช่ ้จ่ายไม่สูง Bioventing เป็นวิธีที่นิยมใช้ในการบําบดสารประกอบไฮโดรคารั ์บอน อยางไรก่ ตามสารท็ ี่ ระเหยได้ง่ายจะไม่เหมาะสาหรํ ับวิธีนี้เนื่องจากอาจจะระเหยอยางรวดเร่ ็วเมื่อมีการให้อากาศทาใหํ ้ จุลินทรีย์ไม่สามารถยอยสลายได่ ้ทัน ดินที่มีลักษณะแน่น ระบายอากาศไดไม้ ่ดี ไม่เหมาะสาหรํ ับวิธี Bioventing เนื่องจากอากาศจะไม่สามารถแพร่ผ่านช้ันดินหรืออนุภาคของดินได้อย่างมี ประสิทธิภาพทาใหํ ้การทางานของจํ ุลินทรีย์ที่ต้องการอากาศไม่ดีนัก อย่างไรก็ตามจะตอง้ ระมดระวั งไมั ่ให้มีการแพร่กระจายของสารที่ระเหยไปสู่ดินบริเวณที่ไม่ปนเป้ือนดวยเช้ ่นกนั การ บําบดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Bioventing จะประสบผลสาเรํ ็จได้ขึ้นอยกู่ บปั ัจจยตั ่างๆ เช่น การมีอยู่ ของจุลินทรีย์กลุ่มที่สามารถยอยสลายสารก่ ่อมลพิษน้นๆั ได ้ ชนิดของสารก่อมลพิษ ความสามารถ ในการใชได้ ้ (availability) ของตวรั ับอิเลกตร็ อนตวสั ุดทายส้ าหรํ ับจุลินทรียกล์ ุ่มที่ต้องการ การ สัมผสกั นและระยะทางระหวั างจ่ ุลินทรีย์กบสารกั ่อมลพิษน้นๆั โครงสร้างของสารก่อมลพิษ

ภาพที่ 5.1 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Bioventing ที่มา: www.rtdf.org/PUBLIC/biorem/bioabtp.htm อ้างโดย ศุภศิลป์ มณีรัตน์, 2552

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 89 Biosparging วิธีการบาบํ ดสารกั ่อมลพิษแบบ Biosparging จะมีหลกการเชั ่นเดียวกบั Bioventing แต่การ ใหอากาศจะเป้ ็นการใหในส้ ่วนที่เป็น saturated zone เช่น ใหอากาศในช้ ้นนั ้าใตํ ้ดิน (ภาพที่ 5.2) วัตถุประสงคไม์ ่เพียงแต่เป็นการให้ออกซิเจนเท่าน้นแตั ่ยังทาใหํ ้สารก่อมลพิษที่ระเหยไดเค้ ลื่อนที่ เขามาส้ ู่ส่วนที่เป็น unsaturated zone หรือ vadose zone ซึ่งจะมีจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลายได่ อย้ ู่ เป็นจานวนมากํ อยางไรก่ ตามการให็ อากาศน้ ้นจะตั องไม้ ่ใหในอ้ ตราทั ี่เร็วเกินไปเพื่อป้ องกนไมั ่ให้ สารที่ระเหยไดแพร้ ่ผานช่ ้นั unsaturated zone เร็วเกินไปจนจุลินทรีย์ไม่สามารถยอย่ สลายสารก่อ มลพิษได้ทนและอาจจะกั ่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศข้ึนอีกดวย้ Biosparging เป็นวิธีการที่เหมาะ สําหรับการกาจํ ดสารอั ินทรีย์ที่ระเหยได ้ เช่น BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene และ xylene isomers)

ภาพที่ 5.2 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Biosparging ที่มา: www.mmr.org/cleanup/tech/fs200002.htm อ้างโดย ศุภศิลป์ มณีรัตน,์ 2552

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 90 Ex situ bioremediation บางคร้ังการบาบํ ดสารกั ่อมลพิษไม่สามารถกระทาไดํ ้ ณ ที่ปนเป้ือน เนื่องมาจากสาเหตุ หลายๆ ปัจจัย จึงตองม้ ีการขนย้ายดินหรือน้าทํ ี่ปนเป้ือนไปบาบํ ดทั ี่อื่น ซึ่งจะเรียกการบาบํ ดดั งกลั ่าว ว่า ex situ bioremediation วิธีการที่นิยมใชในการบ้ าบํ ดสารกั ่อมลพิษในระบบ ex situ bioremediation คือ Land farming จุลินทรียในด์ ินมีความสามารถในการยอยสลายสารก่ ่อมลพิษต่างๆ ได้ หลายชนิด เนื่องจากสามารถผลิตเอนไซม์ที่จําเพาะกบสารกั ่อมลพิษชนิดน้นๆั ดังน้นวั ิธีการที่ง่าย ที่สุดคือ การเติมจุลินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายสารก่อมลพิษน้ันลงไปในดินที่ตองการบ้ าบํ ดและั ปล่อยให้จุลินทรีย์ดําเนินกิจกรรมต่างๆ วิธีนี้เรียกวา่ land farming หรือ land treatment (ภาพที่ 5.3) ซึ่งใช้กนมากในอั ุตสาหกรรมน้ามํ นเพั ื่อบาบํ ดของเสั ียที่มีการปนเป้ือนน้ามํ นชนั ิดต่างๆ นอกจากน้ี ยังมีการใชในการบ้ าบํ ัด sludge ชนิดต่างๆ ของเสียจากโรงงานแยกก๊าซ ดินที่ปนเป้ือน creosote ของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ รวมท้งโรงงานอั ุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมเยอและื่ กระดาษ รวมท้งอั ุตสาหกรรมหนัง Land farming เป็นวิธีที่ง่ายโดยการนาดํ ินที่ปนเป้ือนมาแผ ่ (spread) ในที่ที่ได้จัดเตรียมไว้ และมีการไถพรวนเพื่อเป็นการใหอากาศแก้ ่จุลินทรีย์เป็นคร้ังคราว (ภาพที่ 5.4) เนื่องจากจุลินทรีย์ที่ มีบทบาทสาคํ ญใั นการยอยสลายสารก่ ่อมลพิษอยางรว่ ดเร็ว คือ จุลินทรีย์กลุ่มที่ต้องการอากาศ ปริมาณของแหล่งคาร์บอนที่ต้องเติมลงไปในดินเพื่อให้จุลินทรีย์มีการแบ่งตวอั ย่างรวดเร็วจะมี ความสาคํ ญตั ่อการได ้ ชีวมวล (biomass) ในปริมาณมากซึ่งจะทาใหํ ้เกิดการยอยสลายเร่ ็วข้ึน อย่างไรก็ตามแหล่งคาร์บอนมกจะมั ีอย่างเพียงพอเนื่องจากสารก่อมลพิษคือแหล่งคาร์บอนที่ ตองการให้ ้จุลินทรีย์ใช ้ แต่โดยปกติปริมาณของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในดินมกจะตั าหรํ่ ือ อาจจะมีสารอนินทรีย์อื่นๆ อีกที่มีปริมาณนอยในด้ ิน ดังน้นเพั ื่อให้จุลินทรีย์มีการเจริญอยางรวดเร่ ็ว และได้ชีวมวลในปริมาณมากจึงมกมั ีการเติมไนโตรเจนและฟอสฟอรัสลงไปในดินโดยมกจะเตั ิม ในรูปของปุ๋ ยทางการค้า อีกปัจจยหนั ึ่งที่มีความสาคํ ญตั ่อการเจริญของจุลินทรีย์ คือ ความช้ืน เนื่องจากบนผิวหน้าของดินมกจะแหั ้งดงนั ้ันจึงตองม้ ีการควบคุมความช้ืนของดินให้เหมาะสม สําหรับจุลินทรีย์กลุ่มที่ต้องการอากาศ พีเอชก็มีความสาคํ ญตั ่อการยอยสลายสารก่ ่อมลพิษในดิน โดยปกติพีเอชที่เหมาะสมมกจะอยั ในชู่ ่วง 6.0-8.0 โดยเฉพาะการยอยสลายสารไฮโดรคาร่ ์บอน ใน กรณีที่มีการเติมปุ๋ ยที่มีไนโตรเจนตองท้ าการตรวจสอบคํ ่าพีเอชของดินอยางสม่ าเสมอํ่ เนื่องจาก กระบวนการ nitrification ที่เกิดข้ึนจะทาใหํ ้ พีเอชของดินค่อนขางเป้ ็นกรดแม้วา่ Land farming จะ เป็นวิธีที่ง่ายแต่กต้็ องระมดระวั งเปั ็นอยาง่

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 91 มากเพื่อป้ องกนไมั ่ใหเก้ ิดการปนเป้ือนของสารก่อมลพิษออกไปสู่สิ่งแวดลอม้ ดังน้นสารกั ่อมลพิษ หลายชนิดจึงไม่สามารถใช้วิธีนี้ในการบาบํ ดไดั ้ สารก่อมลพิษที่สามารถใช้วิธีนี้ไดควรเป้ ็นสารที่ จุลินทรีย์สามารถยอยสลายได่ ้ง่าย (readily biodegradable) แม้วาสารก่ ่อมลพิษที่จะนามาบํ าบํ ดดั วย้ วิธี Land farming จะสามารถยอยสลายได้ง่ ่ายแต่ข้อควรระวงอั ีกประการหนึ่งกคือ็ ในบริเวณที่จะทํา Land farming ชั้นน้าใตํ ้ตินควรอยลึู่ กกวาปกต่ ิหรือควรมีชั้นดินเหนียวหรือมีวัสดุที่สามารถป้ องกนั การซึมของสารก่อมลพิษลงสู่แหล่งน้าใตํ ้ดิน ข้อดีของวิธี Land farming คือ ค่าใช้จ่ายในเรื่อง เครื่องมือ อุปกรณ์และการจดการตั ํ่า ข้อดอยของว้ ิธี Land farming คือ อัตราการยอยสลายค่ ่อนขาง้ ตํ่า ต้องการพ้ืนที่มาก สารก่อมลพิษอาจจะมีการปนเป้ือนลงสู่ชั้นน้าใตํ ้ดินและสารบางชนิดอาจจะ มีการระเหย ทําใหเก้ ิดปัญหามลภาวะทางอากาศในบริเวณใกลเค้ ียงได ้

ภาพที่ 5.3 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Land farming ที่มา: www.ierworld.com/aboutus.html อ้างโดย อ้างโดย ศุภศิลป์ มณีรัตน์, 2552

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 92

ภาพที่ 5.4 การใหอากาศโดยการไถพรวนในการบ้ าบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Land farming ที่ มา : www.gastechnology.org/webroot/app/xn/xd.aspx?it=enweb&xd=4reportspubs% 5C4_ 8focus%5Cmgpfocus.xml อ้างโดย ศุภศิลป์ มณีรัตน์, 2552

Composting การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษโดยวิธี Composting นั้นเป็นการนาดํ ินที่ปนเป้ือนสารก่อมลพิษมา ผสมรวมกบอั ินทรียวตถั ุอื่นๆ เช่น มูลสตวั ์ ขี้เลื่อย แกลบหรือวสดั ุเศษเหลือทางการเกษตรอื่นๆ โดย วัสดุทางการเกษตรที่ใส่ลงไปน้นจะเปั ็นแหล่งของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสและสารอาหารอนินท รีย์อื่นๆ โดยการยกกองดินให้สูงเป็นรูปสามเหลี่ยมเป็นแถวยาวเหมือนกบการทั ากองปํ ุ๋ ยหมัก และ ในระหว่างการย่อยสลายจะเกิดความร้อนดังน้ันจึงตองม้ ีการกลบกองดั ินเป็นคร้ังคราวเพื่อลด อุณหภูมิในกองดินลง และเป็นการเพ่มอากาศใหิ แก้ ่จุลินทรีย์อีกดวย้ Biopiles เป็นการปรับปรุงขอด้ อยของท้ ้งั Land farming และ Composting โดยเป็นการนํา ดินที่ปนเป้ือนสารก่อมลพิษมาผสมกบวั สดั ุเศษเหลือทางการเกษตร เช่น ซังขาวโพด้ ขี้เลื่อย หรือ อาจจะมีการเติมปุ๋ ยทางการค้า และมีการใหอากาศจากข้ างใต้ กองด้ ินทาใหํ เป้ ็นการเร่งการยอยสลาย่ โดยจุลินทรีย์กลุ่มที่ต้องการอากาศ ผลิตภณฑั ์ที่เกิดข้ึนคือ คาร์บอนไดออกไซดและน์ ้าํ นอกจากน้ีที่ ข้างใตกองด้ ินยงทั าเปํ ็นระบบท่อเพื่อใหอากาศและสารอาหารต้ ่างๆ สามารถควบคุมพีเอช ความช้ืน มีทางระบายเพื่อเกบส็ ่วนของของเหลวที่เกิดข้ึนในระหวางกระบวนการย่ อยสลาย่ เพื่อป้ องกนการั ปนเป้ือนในส่วนของ leachate และเนื่องจาก biopiles มี

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 93 ระบบการให้อากาศดงนั ้นกองดั ินจึงสามารถสูงได้ถึง 20 ฟุต และกินเน้ือที่ได้ถึง 500-10000 ลูกบาศกเมตร์ และมีการปิดทบดั วยพลาสต้ ิกเพื่อป้ องกนฝนชะและการระเหยของสารกั ่อมลพิษที่ ระเหยได ้ (ภาพที่ 5.5) นอกจากน้ีการปิดทบดั วยพลาสต้ ิกยงเปั ็นการเพ่ิมอุณหภูมิใหแก้ ่ระบบการ ยอยสลายด่ วย้ ดังน้นั biopiles จึงเป็นระบบที่ส่งเสริมการเจริญของจุลินทรีย์ประจาถํ ่ินกลุ่มที่ ต้องการอากาศและไม่ต้องการอากาศ การยอยสลายจะใช่ เวลาประมาณ้ 3-6 เดือน ในบางกรณี อาจจะมีการใชสารลดแรงต้ ึงผวในการชิ ่วยเร่งการยอยสลายสารก่ ่อมลพิษที่ถูกดูดซบอยั กู่ บอนั ุภาค ดิน โดยสารลดแรงตึงผิวที่ใชจะเป้ ็นสารลดแรงตึงผวชนิ ิดไม่มีประจุ (non ionic) และประจุลบ (anionic) อยางไรก่ ตามการใช็ สารลดแรงต้ ึงผวในกระบวนการกิ าจํ ดสารกั ่อมลพิษดวยกระบวนการ้ ชีวภาพน้นจะตั องใช้ ้ด้วยความระมดระวั งเนั ื่องจากสารลดแรงตึงผวบางชนิ ิดเมื่อใชในประมาณมาก้ จะเป็นพิษต่อจุลินทรีย์ได้และบางชนิดจะไปเพ่ิมการใช้ออกซิเจนเนื่องจากสารลดแรงตึงผิวก็ สามารถถูกยอยสลายได่ ้ดวยจ้ ุลินทรีย์ Biopiles นิยมใชในการก้ าจํ ดปั ิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน และน้ามํ นดั ีเซล (diesel) ซึ่งเป็นน้ามํ นทั ี่มีการปนเป้ือนมากในส่ิงแวดลอม้ ถึงแม้วาน่ ้ามํ นดั ีเซลโดย ส่วนใหญ่จะประกอบดวย้ n-lkanes สายตรงที่ความยาวของคาร์บอนต้งแตั ่ C-C แต่ก็ยัง 10 22 ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ที่ย่อยสลายได้ยากและมีค่าการใช้ได้ของจุลินทรีย์ (bioavailability) ตํ่า Bioreactors ถังปฏิกรณ์หรือ bioreactor มีหลายรูปแบบและมกจะใชั ในการผล้ ิตยาปฏิชีวนะ กรดอะมิโนหรือผลิตภณฑั ์อื่นๆ ในกระบวนการหมัก แต่มีถังปฏิกรณ์เพียงไม่กี่รูปแบบที่นามาํ ประยกตุ ใช์ ในการบ้ าบํ ดสารกั ่อมลพิษ ถังปฏิกรณ์โดยส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาเพื่อการบาบํ ดแบบั ใชออกซ้ ิเจน ดังน้นการสั ่งถ่ายออกซิเจนในถงปฏั ิกรณ์จึงตองเก้ ิดข้ึนอยางม่ ีประสิทธิภาพเพื่อให้ ระบบเป็นสภาวะที่มีอากาศอยางเพ่ ียงพอทาใหํ ้เป็นวิธีที่มีค่าใช้จ่ายค่อนขางส้ ูง ถังปฏิกรณ์ที่ไม่ใช้ อากาศหลายชนิดจึงถูกออกแบบมาเพื่อใชในการบ้ าบํ ดสารกั ่อมลพิษบางชนิดที่ไม่ต้องการอากาศ ในการบําบัด

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 94

ภาพที่ 5.5 การบาบํ ดสารกั ่อมลพิษดวยว้ ิธี Biopile ที่มา: Kodres (1999) อ้างโดย ศุภศิลป์ มณีรัตน์, 2552

ถังปฏิกรณ์แบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามรูปแบบของจุลินทรีย์ที่ใช ้ คือ เป็นเซลล์อิสระหรือเซลล์ ที่ถูกตรึง (immobilize) ในแบบแรกจุลินทรีย์จะอยในซู่ สเั พนชนอย่ั างอ่ ิสระและเช้ือจุลินทรียจะ์ เจริญอยในนู่ ้าหมํ กหรั ือเกาะติดอยกู่ บดั ินหรือตะกอนดินที่อยในซู่ สเพนชั น่ั ถงปฏั ิกรณ์ในแบบแรก นี้จะมีการกวนหรือมีการพนอากาศตลอดเวลา่ เช่น slurry reactor, stirred tank bioreactor, aerated lagoons และ activated sludge ถังปฏิกรณ์หลายชนิดเป็นระบบต่อเนื่อง (continuous) คือ ของเหลวที่ ต้องการบาบํ ดเขั าและของเหล้ วที่บําบดแลั วออก้ อยตลอดเวู่ ลา มักใชในกรณ้ ีที่ของเหลวที่ต้องการ บําบดมั ีปริมาณมาก ในบางกรณีการบาบํ ดจะทั าเปํ ็นแบบกะ (batch) การบาบํ ดแบบกะมั กใชั ในกรณ้ ี ที่ต้องการบาบํ ดดั ิน ดินตะกอน หรือของแขงอ็ ื่นๆ ที่ต้องการระยะเวลาในการบาบํ ดคั ่อนขางนาน้ หรือของที่ต้องการบาบํ ดเปั ็นของเหลวที่มีปริมาณนอย้ ระบบการบาบํ ดทั ี่เซลล์จุลินทรีย์อยเปู่ ็น อิสระในซัสเพนชันอาจจะใช่ ในร้ ูปแบบที่คลายก้ บั activated sludge ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการกาจํ ัด ของเสียชุมชน (municipal waste) และมีการใหอากาศ้ มีการกวนและมีการควบคุมปัจจยตั ่างๆ ที่จะ มีผลต่อการยอยสลายทางช่ ีวภาพ เช่น ปริมาณออกซิเจนที่ละลายได้ พีเอช อุณหภูมิ สารอาหารต่างๆ ไดแก้ ่ สารอนินทรีย์ นอกจากน้ีอาจจะมีการเติมจุลินทรีย์ที่สามารถยอยสลายการก่ ่อมลพิษลงไปโดย อาจจะเติมในรูปสายพนธั ุ์

การแกไขสภาวะแวดล้ อมเป้ ็นพิษโดยจุลินทรีย์ 95 เดี่ยวหรือสายพนธั ุ์ผสมเพื่อเร่งอตราการยั อยสลาย่ ในถงปฏั ิกรณ์บางชนิดอาจจะมีการดกจั บสารทั ี่ ระเหยได ้ บางคร้ังถาสารก้ ่อมลพิษถูกดูดซับเอาไว้กบอนั ุภาคของดินอาจจะตองม้ ีการเติมสารลดแรง ตึงผิวเพื่อชะเอาสารก่อมลพิษออกมาจากอนุภาคดินก่อน อยางไรก่ ็ตามการใชสารลดแรงต้ ึงผิวไม่ ควรใชความเข้ มข้ นส้ ูงเกินไปเพราะจะเป็นพิษต่อจุลินทรีย์ได ้ เนื่องจาก polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) เป็นสารที่มีความสามารถในการละลายน้าตํ าและมํ่ ีความไม่ชอบน้าํ (hydrophobicity) สูง ทําให้มีข้อจากํ ดในเรั ื่องของการถ่ายโอนมวล (mass transfer) ซึ่งอาจจะลด ข้อจากํ ดนั ้ีไดโดยการใช้ การบ้ าบํ ดแบบั ex situ bioremediation (Volkering et al., 1993; Mulder et al., 1998) ดังน้นการใชั ้ stirred tank bioreactor จะช่วยเพ่ิมประสิทธิภาพในการผสมและการถ่าย โอนมวลของ PAHs เขาส้ ู่ชั้นของของเหลวได ้

เอกสารอ้างอิง

Koku, H., Ero,glu, I., Gunduz, U., Yucel, M. and Turker, L. 2002. Aspects of the metabolism of hydrogen production by Rhodobacter sphaeroides. International Journal of Hydrogen Energy 27, 1315 – 1329. ดวงพร คันธโชติ. 2537. อนุกรมวิธานของแยคทีเรียและปฏิบัติการ. สํานกพั ิมพโอเด์ ียนสโตร์ กรุงเทพมหานคร. นงลกษณั ์ สุวรรณพินิจ และปรีชาสุวรรณพินิจ. (2548). จุลชีววิทยาทวไป่ั . พิมพคร์ ้ังที่ 5. พิมพ์ที่โรงพิมพแห์ ่ง จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. กรุงเทพ. มันส่ ิน ตัณฑุลเวศม.์ 2542. เทคโนโลยีบําบดนั ้าเสํ ียอุตสาหกรรม. สํานกพั ิมพแห์ ่งจุฬาลงกรณ์มหาวทยาลิ ัย กรุงเทพมหานคร. วราวุฒิ จุฬาลกษณานั ุกูล. 2557. จุลินทรีย์ในดิน. ออนไลน์ http://www.rspg.org/microbiology/micro_01.htm สืบค้น 18 เมษายน 2557 วีรานุช หลาง. 2551. จุลชีววทยาสิ ่ิงแวดล้อม. สํานกพั ิมพ์มหาวิทยาลยเกษตรศาสตรั ์ กรุงเทพมหานคร. ศุภศิลป์ มณีรัตน์. 2552. เอกสารประกอบการเรียนการสอนวิชาการยอยสลายและการก่ าจํ ดสารปนเปั ้ือนทาง ชีวภาพ (853-543). ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรม คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์. อลิสา วังใน. 2550. การบาบํ ดสารมลพั ิษทางชีวภาพ. สํานกพั ิมพแห์ ่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรุงเทพมหานคร. นิรนาม. 2557. กระบวนการมินัลรัลไลเซชน่ั Minerallization http://coursewares.mju.ac.th: lecture/pdf/ chapter005.pdf (ออนไลน์) สืบค้น 20 เมษายน 2557.

คูมือปฏิบัติการเคม ี 2

Chemistry Laboratory II

ผูสอน : อาจารยสุนันทา ของสาย

สาขาวทยาศาสตริ กายภาพ คณะวทยาศาสตริ และเทคโนโลยการประมงี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย วทยาเขตตริ งั

ก

คํานํา

การเรียนการสอนเคมีในปัจจุบัน เปิดโอกาสให้นักศึกษาได้เรียนรู้และลงมือปฏิบัติการทดลองด้วย ตนเองซึ่งเป็นการพัฒนาศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ของนักศึกษาให้สูงขึ้นและเป็นประสบการณ์ที่ดีของนักศึกษา เนื่องจากได้มีการฝึกทักษะในการใช้อุปกรณ์และเครื่องมืออีกทั้งยังได้เห็นผลการทดลองตามความจริงจากการ ลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง คู่มือปฏิบัติการเคมี 2 ฉบับนี้จัดทําเพื่อใช้ประกอบการสอนวิชาปฏิบัติการเคมี 2 ซึ่งมี เนื้อหาเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ สมดุลเคมี กรด - เบส จลนศาสตร์เคมี เคมีไฟฟ้า และเคมีสิ่งแวดล้อม ซึ่ง ผู้เขียนได้เรียบเรียงจากประสบการณ์ในการทดลอง เวปไซต์ สื่ออิเล็กทรอนิกส์และแหล่งข้อมูลอื่นๆ และหวัง เป็นอย่างยิ่งว่าผู้เรียนจะได้รับประโยชน์สูงสุด สามารถนําหลักการทางทฤษฎีมาปฏิบัติได้จริงและมีทักษะทาง วิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง

สุนันทา ข้องสาย มิถุนายน 2556

ข

สารบัญ

หน้า คํานํา ก สารบัญ ข สารบัญภาพ ค สารบัญตาราง ง บทปฏิบัติการที่ 1 สมดุลเคม ี 1 บทปฏิบัติการที่ 2 pH scale , อินดิเคเตอร์ และปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส 9 บทปฏิบัติการที่ 3 สารละลายบัฟเฟอร์ 21 บทปฏิบัติการที่ 4 ไทเทรชันของกรด – เบส 28 บทปฏิบัติการที่ 5 อัตราการเกิดปฏิกิริยา 35 บทปฏิบัติการที่ 6 อุณหเคมี 40 บทปฏิบัติการที่ 7 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน 47 บทปฏิบัติการที่ 8 เซลล์ไฟฟ้าเคมี 55 บทปฏิบัติการที่ 9 การวิเคราะห์สารเคมีในชีวิตประจําวันเชิงคุณภาพ 61 บทปฏิบัติการที่ 10 การหาความกระด้างของน้ํา 65 เอกสารอ้างอิง 74 บรรณานุกรม 75 ประวัติผู้เขียน 76

ค

สารบญภาพั

ภาพท ี่ หน้า 2.1 แสดงช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ต่างๆ 11 2.2 แสดงตัวอย่าง pH meter 12 8.1 แสดงเซลล์กัลวานิก 56 8..2 แสดงเซลล์อิเลกโตรไลต็ ์ 56

ง

สารบัญตาราง

ตารางท ี่ หน้า 2.1 ตัวอย่างอินดิเคเตอร์, ช่วง pH ที่เปลี่ยนสีและสีที่เปลี่ยน 11 4.1 การเลือกใช้อินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมในการไทเทรต 29 8.1 ค่า standard reduction potential ที่ 25 ๐C 57

บทปฏิบัติการที่ 1 สมดุลเคม ี

วัตถุประสงค ์ 1. เพื่อศึกษาสมดุลของปฏิกิริยาเคมี 2. เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีผลกระทบต่อสมดุลเคม ี

หลักการ ปฏิกิริยาเคมีที่เป็นปฏิกิริยาแบบผันกลับได้ประกอบด้วยปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดภาวะสมดุลขึ้นเรียกว่าสมดุล เคมี (chemical equilibrium) ปฏิกิริยาย้อนกลับ เขียนสมการได้ดังนี้ aA + bB  cC + dD

จากสมการข้างบนจะแยกได้เป็น 2 ปฏิกิริยา ดังนี้ 1. ปฏิกิริยาไปข้างหน้า (forward reaction) aA + bB  cC + dD

2. ปฏิกิริยาย้อนหลัง (backward reaction) cC + dD  aA + bB

ทั้ง 2 ปฏิกิริยาต่างก็มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉพาะซึ่งมีทิศทางการเกิดปฏิกิริยาสวนทางกัน เมื่อใดก็ ตามที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาของทั้งสองปฏิกิริยาเท่ากันจะทําให้ปฏิกิริยาย้อนกลับนั้นเกิดภาวะสมดุลสมบัติของ ปฏิกิริยา เช่น อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นของสารในระบบจะคงที่ เมื่อนําค่าความเข้มข้นของสาร ในปฏิกิริยาไปอัตราส่วนความสัมพันธ์ก็จะได้ค่าคงที่ที่ค่าหนึ่ง เรียกค่าที่คํานวณได้นั้นว่าค่าคงที่ของสมดุล (equilibrium constant) ซึ่งเป็นค่าเฉพาะของปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิหนึ่งๆ เท่านั้น เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน ค่าคงที่ของสมดุล (นิยมแทนด้วย K) จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย

จากปฏิกิริยาข้างบน ค่า K หาได้จากสูตร K = [C] c [D] d [A] a [B] b [ ] คือ ความเข้มข้นของสารที่มีหน่วยเป็นโมล / ลิตร a , b , c ,d คือ ตัวเลขแสดงจํานวนโมลของสารที่อยู่ในปฏิกิริยา (สัมประสิทธิ์ที่แสดงจํานวนโมลของสารในปฏิกิริยาที่ดุลแล้ว) ค่า K จะคงที่เสมอที่อุณหภูมิหนึ่งๆ ถ้ามีการเปลี่ยนสภาวะแวดล้อมของระบบ เช่น ความเข้มข้นของ สาร อุณหภูมิ และความดัน สมดุลของระบบจะถูกรบกวนทําให้ไม่อาจอยู่ในภาวะสมดุลได้ต่อไป ระบบจะมี การปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุลใหม่อีกครั้งโดยเปลี่ยนไปในทิศทางที่ทําให้ถูกรบกวนน้อยลงค่า K ในสมดุลใหม่จะ 2

มีค่าเท่ากับค่า K ของระบบก่อนถูกรบกวนการปรับตัวของระบบเพื่อให้เกิดสมดุลใหม่นี้ อธิบายได้โดยใช้หลัก ของ เลอ ชาเตอลิเยร์ (Le Chaterier’s Principle) สารละลายที่อิ่มตัวเป็นระบบที่อยู่ในภาวะสมดุลด้วยเพราะอัตราการละลายจะเท่ากับอัตราการตกผลึก ทําให้เห็นปริมาณของผลึกตัวถูกละลายคงเดิม ความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารอิ่มตัวนั้นบอกให้ทราบถึง ความสามารถในการละลายนั้นๆ (solubility) ณ อุณหภูมิที่กําหนดให้ สําหรับเกลือที่ละลายได้น้อย สมดุลเคมีจะเกิดระหว่างส่วนที่ไม่ละลายกับส่วนที่ละลายในรูปของอิ ออน เช่น Ag Cl (s)  Ag+ (aq) + Cl- (aq) 2+ 2- BaSO4 (s)  Ba (aq) + SO4 (aq)

สมมุติ MX คือเกลือที่ละลายน้ําได้น้อยชนิดหนึ่ง เมื่อนําไปละลายจะอยู่ในรูป + - MX (s)  M (aq) + X (aq)

K นี้ จะแทนด้วย Ksp (solubility product constant)

ถ้ารบกวนสมดุลของระบบโดยเติม M+ หรือ X- ลงไป ระบบจะปรับสมดุลขึ้นใหม่ การเปลี่ยนแปลง ทิศทางของสมดุลใหม่นั้นสามารถพิจารณาได้จากปริมาณของ MX ที่อยู่ในรูปของแข็งที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง M+ หรือ X- ที่เติมลงไปนี้เรียกว่าเป็นอิออนร่วม (common ion) ของระบบปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นหลังเติมอิออน ดังกล่าวเรียกว่าผลของอิออนร่วม (common ion effect) สําหรับการทดลองในบทปฏิบัติการนี้จะศึกษาถึง ผลของความเข้มข้นและอุณหภูมิที่มีต่อสมดุลเคมีรวมทั้งผลที่เกิดจากการเติมอิออนร่วมด้วยโดยศึกษาจาก ปฏิกิริยาต่างๆ ดังต่อไปนี้ 2- 2- 1. ศึกษาสมดุลของโครเมท – ไดโครเมทอิออน (CrO4 – Cr2O7 ) 2- + - โครเมทอิออน (CrO4 ) เมื่อทําปฏิกิริยากับ H จะได้ไฮโดรเจนโครเมทอิออน (HCrO4) ซึ่ง 2- ไม่เสถียรและเปลี่ยนแปลงไปเป็น Cr2O7 ในที่สุด ดังสมการ 2- + - 2- CrO4 + 2 H  2 HCrO4  Cr2O7 + H2O

หรืออาจเขียนสมการสุทธิได้เป็น 2- + 2- 2 CrO4 + 2 H  Cr2O7 + H2O เหลือง ส้ม 2- 2- สมดุลของปฏิกิริยาเกิดระหว่าง Cr2O4 กับ Cr2O7 ในสารละลายกรด เมื่อรบกวนสมดุล โดยเติม OH- ลงไปจะไปลด H+ ในระบบทําให้ระบบจะปรับสมดุลใหม่โดยเบี่ยงเบนไปในทิศทาง ซ้ายมือ สีของสารละลายจะเปลี่ยนไป 2. ศึกษาสมดุลของสารประกอบเชิงซ้อนโคบอลต์(II) อิออน สารละลาย Co(II) ในน้ําจะอยู่ในรูปสารประกอบเชิงซ้อน (complex ion ) มีสูตร 2+ - - [Co(H2O)6 ] ซึ่งเป็นสารละลายสีชมพู เมื่อมี Cl อยู่ด้วย Cl จะเข้าไปแทนที่โมเลกุลของน้ําในสารเชิงซ้อน 2- อย่างรวดเร็วเกิดเป็นสารเชิงซ้อน [CoCl4 ] ซึ่งมีสีน้ําเงินและอยู่ในน้ําภาวะที่สมดุลกันดังสมการ 2+ - 2- [Co(H2O)6 ] + 4Cl  [CoCl4 ] + 6 H2O 3

สีชมพ ู สีน้ําเงิน เมื่อระบบอยู่ในสมดุลดังกล่าว ถ้ารบกวนระบบโดยการเพิ่มความเข้มข้นของสารที่เกี่ยวข้อง กับระบบ อุณหภูมิของระบบจะมีการปรับสมดุลขึ้นใหม่ซึ่งสังเกตจากสีของของสารละลายที่เปลี่ยนไป 3. ศึกษาสมดุลของอิออนเชิงซ้อน [Fe(SCN)]+2 3+ - 2+ Fe + SCN  [Fe(SCN)] เหลือง แดงเลือดนก 4. ศึกษาสมดุลของสารละลายอิ่มตัวของ NaCl (saturated sodium chloride equilibrium) หรือ สารละลายอิ่มตัวของ PbCl2 (saturated lead(II) chloride equilibrium) สารละลายอิ่มตัวของเกลือใดๆ หมายถึงสภาวะที่มีเกลือนั้นในรูปของแข็งอยู่ในภาวะสมดุล กับอิออนของเกลือในสารละลาย ศึกษาทิศทางของสมดุลใหม่เมื่อรบกวนระบบโดยพิจารณาปริมาณของส่วนที่ ไม่ละลาย

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. บีกเกอร์ ขนาด 300 มิลลิลิตร 2. หลอดทดลอง 3. เทอร์โมมิเตอร์ 4. หลอดหยด 5. แท่งแก้วคน 6. ตะเกียงแอลกอฮอล์ 7. สารละลายโพแทสเซียมโครเมต เข้มข้น 0.1 โมลาร ์ (0.1 M K2CrO4 ) 8. สารละลายกรดซัลฟิวริก เขมข้ ้น 6 โมลาร ์ (6 M H2SO4) 9. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ เขมข้ ้น 6 โมลาร์ (6 M NaOH) 10. สารละลายโคบอลต์(II) คลอไรด์ เข้มข้น 0.2 โมลาร ์ (0.2 M CoCl2) 11. สารละลายไอรอน(III) ไนเตรต ความเข้มข้น 0.1 M (1 M Fe(NO3)3) 12. สารละลายโพแทสเซียมไธโอไซยาเนต ความเข้มข้น 0.1 M (1 M KSCN) 13. สารละลายอิ่มตัวโซเดียมคลอไรด์ (Sat. NaCl ) 14. กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (Conc. HCl) 15. น้ํากลั่น 16. น้ําแข็ง

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 สมดุลของโครเมท – ไดโครเมทอิออน 1. ตวง 0.1 M K2CrO4 ปริมาณ 3 มิลลิลิตร ใส่หลอดทดลอง 2 หลอด เติม 6 M H2SO4 ประมาณ 2 – 3 หยด ลงในหลอดที่ 1 เขย่าให้ผสมกัน สังเกตสีของสารละลายโดยเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของสีกับ หลอดที่ 2 2. เติม 6 M NaOH 10 หยด ใส่ในหลอดที่มีการเปลี่ยนแปลง เขย่าให้สารละลายผสมกัน สังเกตการ เปลี่ยนแปลง

ตอนที่ 2 สมดุลของสารประกอบเชิงซ้อนของ Co(II) อิออน 1. ตวงสารละลาย 0.2 M CoCl2 ปริมาณ 8 มิลลิลิตร ใส่บีกเกอร์แล้วเติม Conc. HCl ลงไป 5 มิลลิลิตร ผสมให้เข้ากัน สารละลายที่ได้มีสีม่วง (ถ้าไม่เป็นสีม่วงให้เติมกรดทีละหยดจนกว่าจะได้สีม่วง) 2. แบ่งสารละลายออกเป็น 3 หลอดๆ ละ เท่าๆ กัน หลอดที่ 1 แช่น้ําร้อน (อุณหภูมิ 70 – 90 ๐C) หลอดที่ 2 แช่น้ําแข็ง หลอดที่ 3 วางไว้ที่อุณหภูมิห้อง บันทึกผลการทดลองที่สังเกตได้

ตอนที่ 3 สมดุลของไธโอไซยาเนท – เหล็ก(II) อิออน 1. ตวงสารละลาย 0.1 M Fe(NO3)3 ปริมาณ 10 หยด ผสมกับสารละลาย 0.1M KSCN ปริมาณ 10 หยด ใส่ในบีกเกอร์แล้วเติมน้ําลงไปอีก 20 มิลลิลิตร ผสมให้ละลายเนื้อเดียวกัน 2. แบ่งสารละลายข้อ 1 ออกเป็น 4 หลอดๆ ละ 5 มิลลิลิตร หลอดที่ 1 เติม Fe(NO3)3 ลงไป 3 – 5 หยด บันทึกผลการเปลี่ยนแปลง หลอดที่ 2 เติม KSCN ลงไป 3 – 5 หยด บันทึกผลการเปลี่ยนแปลง หลอดที่ 3 เติม 6 M NaOH ลงไป 3 – 5 หยด บันทึกผลการเปลี่ยนแปลง (ถ้าได้ตะกอนเกิดขึ้นบันทึกสีของตะกอนด้วย) หลอดที่ 4 ไมเต่ ิมสารใดๆ เก็บไว้เพื่อเปรียบเทียบสีกับหลอดที่ 1 – 3

ตอนที่ 4 สมดุลของสารละลายอิ่มตัวของ NaCl หรือ PbCl2 1. ตวงสารละลาย Sat. NaCl หรือ PbCl2 ปริมาณ 2 มิลลิลิตร ลงในหลอดแก้วแล้วเติมผลึก NaCl ลงไป อีกเล็กน้อย (สารละลายอิ่มตัวจะไม่ละลายส่วนที่เติมลงไปใหม่และควรทํา 2 หลอด เพื่อให้อีกหลอดหนึ่งใช้เป็น ตัวเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลง) 1. เติม Conc. HCl ปริมาณ 2 มิลลิลิตร ลงไปในหลอด สังเกตผลของปฏิกิริยา บันทึกผล 2. เติม 6 M NaOH ปริมาณ 2 มิลลิลิตร ลงไปในหลอด สังเกตผลของปฏิกิริยา บันทึกผล

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

ชื่อผู้ทําการทดลอง 1...... รหัสนักศึกษา...... สาขาวิชา...... 2...... รหัสนักศึกษา...... สาขาวิชา...... 3...... รหัสนักศึกษา...... สาขาวิชา......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 สมดุลของโครเมทอิออน – ไดโครเมทอิออน

หลอด สีของสารละลาย สารที่เติม ทิศทางของปฏิกิริยา ที่ สีเดิม  สีใหม ่ 1 6M H2SO4 6M NaOH 2 –

ตอนที่ 2 สมดุลของสารประกอบเชิงซ้อนของ Co (II) อิออน

สีของสารละลาย หลอดที่ อุณหภูมิ ( ๐C) ทิศทางของปฏิกิริยา สีเดิม  สีใหม ่ 1 0 2 70 – 79 3 ห้อง

ตอนที่ 3 สมดุลของไธโอไซยาเนท – เหล็ก(II) อิออน

สีของสารละลาย ทิศทางของ เหตุผลของการ หลอดที่ สารที่เติม สีเดิม  สีใหม ่ สมดุลใหม ่ เปลี่ยนแปลง 1 Fe(NO3)3 2 KSCN 3 6 M NaOH

ตอนที่ 4 สมดุลของสารละลายอิ่มตัวของ NaCl หรือ PbCl2

การเปลี่ยนแปลง ทิศทางของปฏิกิริยา 1. เมื่อเติม HCl

2. เมื่อเติม NaOH

สรุปและวิจารณ์ผลการทดลอง …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

คําถามทายการทดลอง้ 1. ทิศทางสมดุลของโครเมทอิออน – ไดโครเมทอิออน เมื่อเติม 6 M H2SO4 และ 6 M NaOH เป็นไป ในทางเดียวกันหรือไม่ เพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น 2+ - 2- 2. จากการทดลองจงพิจารณาว่าปฏิกิริยา [Co(H2O)6] + 4 Cl  [CoCl4] + 6 H2O 3. เป็นปฏิกิริยาชนิดดูดหรือคายความร้อน 4. ผลของความเข้มข้นของสารที่เปลี่ยนไปในปฏิกิริยาที่อยู่ในสมดุลเคมีทําให้เกิดผลอย่างไร จงอธิบาย พร้อมทั้งยกตัวอย่างประกอบ 5. จากการทดลองเพื่อศึกษาสมดุลของสารละลายอิ่มตัวของ NaCl เมื่อเติม Conc. HCl และ 6 M NaOH ลงไปจะกระทบกระเทือนต่อสมดุลเคมีหรือไม่ เพราะเหตุใด

บทปฏิบัติการที่ 2 pH scale , อินดิเคเตอร์ และปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

วัตถุประสงค ์ 1. ศึกษาสภาพความเป็นกรดและเบสของสารละลาย 2. ศึกษา pH scale และการจัดค่า pH ของสารละลาย 3. ศึกษาสมบัติและการใช้อินดิเคเตอร์ 4. ใช้อินดิเคเตอร์เป็นตัวบอกความเป็นกรดและเบสของสารละลายบางชนิด 5. ศึกษาปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเกลือบางชนิด

หลักการ จากที่เคยศึกษาผ่านมา กรดคือสารที่มีรสเปรี้ยว ส่วนเบสคือสารที่มีรสขมหรือฝาด แต่กรดหรือ เบสบางชนิดไม่สามารถทดสอบด้วยการชิมได้ ในสารละลายกรดเรามักจะบ่งบอกด้วยปริมาณของ H+ ซึ่งถ้าอยู่ + - + - ในน้ํามักจะอยู่ในรูปของ H3O ส่วนสารละลายเบสจะบ่งบอกด้วยปริมาณของ OH ทั้ง H และ OH จาก กรดและเบสสามารถทําปฏิกิริยากับน้ําได้ ดังนั้นกรดและเบสสามารถเกิดปฏิกิริยาสะเทินซึ่งกันและกันได้ เช่น HCl + NaOH  NaCl + H2O

สภาพความเป็นกรดและเบสในสารละลายที่มีน้ําเป็นตัวทําละลายจะเกี่ยวข้องกับการแตกตัวของน้ํา โดยทั่วไปถือว่าน้ําบริสุทธิ์ไม่นําไฟฟ้าและไม่แตกตัวเป็นไอออน แต่ความเป็นจริงแล้วน้ําบริสุทธิ์แตกตัวได้ เล็กน้อยเพียง 0.000001% + - H2O  H + OH

ผลคูณระหว่างความเข้มข้นของ H+ และ OH- ที่มีหน่วยเป็นโมลต่อลิตรจะมีค่าคงที่เรียกว่าค่าคงที่ การแตกตัวของน้ํา , Kw + - -14 ๐ [H ][OH ] = Kw = 1.0 x 10 ที่ 25 C

ในน้ําบริสุทธิ์ ปริมาณความเข้มข้นของ H+ และ OH- จะเท่ากัน [H+] = [OH-] = 1.0 x 10-7 M

ในสารละลายที่เป็นกรดหรือเบสผลคูณนี้ยังมีค่าคงที่ แต่ในสารละลายกรดจะมีความเข้มข้นของ H+ มากกว่า 1.0 x 10-7 M และจะมีความเข้มข้นของ OH- น้อยกว่า 1.0 x 10-7 M ส่วนในสารละลายเบสก็จะตรง ข้ามกัน

การวัดค่าความเข้มข้นของ H+ โดยใช้ pH scale เพื่อความสะดวกในการบอกปริมาณความเข้มข้นของ H+ ซึ่งมีค่าน้อยมาก จึงกําหนดมาตราที่ใช้บอก ความเข้มข้นของ H+ ขึ้นมาเรียกว่า pH โดยกําหนดว่า pH = – log [H+] [H+] = 10- pH

ดังนั้น ปริมาณความเข้มข้นของ H+ ในน้ําบริสุทธิ์หรือสารละลายที่เป็นกลางจะมีค่าเท่ากับ 1.0 x 10-7 M จะได้ pH = – log (1.0 x 10-7) = 7

แสดงว่าในสารละลายที่เป็นกลางมีค่า pH = 7 เราจึงได้ค่า pH แสดงความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายได้ โดยในสารละลายที่เป็นกรด pH จะน้อยกว่า 7 และในสารละลายที่เป็นด่าง pH จะมากกกว่า 7 ในทํานองเดียวกัน pOH ก็คือตัวเลขที่แสดงความเข้มข้นของ OH- ในสารละลาย โดยกําหนดว่า pOH = – log [OH-] เนื่องจาก [H+] [OH-] = 1.0 x 10-14 log [H+] + log [OH-] = log (1.0 x 10-14) – log [H+] – log [OH-] = – log (1.0 x 10-14) pH + pOH = 14 ความสัมพันธ์ระหว่าง pH และ pOH สามารถใช้ pH แสดงความเป็นด่างได้เช่นเดียวกับแสดงความเป็นกรด

อินดิเคเตอร์ (Indicators) อินดิเคเตอร์เป็นสารอินทรีย์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนมักจะมีสมบัติเป็นกรดอ่อนหรือเบสอ่อนซึ่งสามารถ เปลี่ยนแปลงสีได้เมื่อค่า pH ของสารละลายเปลี่ยนและจะมีสีแตกต่างกันตามสภาพกรด – เบส อินดิเคเตอร์ ส่วนใหญ่จะไม่เปลี่ยนสีที่ค่า pH เดียวกัน บางชนิดก็เปลี่ยนสีที่ pH = 7 บางชนิดที่ pH = 4 หรือ pH = 8 ใน การเปลี่ยนสีจากรูปกรด (acid form) ไปเป็นรูปเบส (basic form) จะต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงค่า pH ประมาณ 2 หน่วย หรือ 1 หน่วย ถ้าคิดจากแต่ละด้านของจุดกึ่งกลาง อินดิเคเตอร์จะมีประโยชน์อย่างมากใน การบอกว่าสารละลายเปลี่ยนจากกรดเป็นเบส หรือเบสเป็นกรด ในเทคนิคของการไทเทรตระหว่างกรด – เบส ก็ต้องอาศัยอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมในการบอกจุดที่สารทําปฏิกิริยาพอดีกัน

ตารางที่ 2.1 ตัวอย่างอินดิเคเตอร์, ช่วง pH ที่เปลี่ยนสีและสีที่เปลี่ยน

อินดิเคเตอร ์ pH range สีที่เปลี่ยน methyl violet 0.2 – 3.0 เหลือง –> ม่วง congo red 3.0 – 5.0 น้ําเงิน –> แดง bromocresol purple 5.2 – 6.8 เหลือง –> ม่วง phenolphthalein 8.3 – 10.0 ไม่มีสี –> ม่วงแดง thymol blue 8.0 – 9.6 เหลือง –> น้ําเงิน alizarin yellow 10.0 – 12.0 เหลือง –> แดง

โดยทั่วๆ ไป อินดิเคเตอร์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการมักอยู่ในรูปสารละลายซึ่งในการทดลองจะใช้เพียง 2 – 3 หยด เท่านั้น แต่บางครั้งจะเป็นกระดาษที่ชุบสีของอินดิเคเตอร์ เวลาทดสอบก็ใช้แท่งแก้วแตะสารละลายมาแตะ กระดาษอินดิเคเตอร์ เช่น กระดาษลิตมัสเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีน้ําเงินในช่วง pH 4 – 8 ในสารละลายกรดจะมี สีแดง ในสารละลายเบสจะมีสีน้ําเงิน นอกจากนี้ยังมีกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ที่เรียกว่า “pH paper” จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับ pH ของสารละลายได้กว้างขวางกว่าโดยจะแสดงการเปลี่ยนสีอย่างต่อเนื่องในช่วง pH ต่างๆ โดยจะเปลี่ยนจากสีแดงเข้มที่ pH = 1 ไปเป็นสีน้ําเงินเข้มที่ pH = 14

ภาพที่ 2.1 แสดงช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ต่างๆ ที่มา : http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base/C8.HTM

ในการทดลองที่ต้องการความสะดวกรวดเร็วและแน่นอนของการวัดค่า pH ของสารละลาย จะใช้ เครื่องมือที่เรียกว่า “pH meter” ดังภาพที่ 2.2

ภาพที่ 2.2 แสดงตัวอย่าง pH meter ที่มา : http://nano-machinery.com/catalog/index.php/manufacturers_id/250/sort/2a/language/ th

ไฮโดรไลซิส หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างเกลือกับน้ําแล้วทําให้สารละลายของเกลือนั้นมีสมบัติเป็นกรดหรือ เบส หรือหมายถึงปฏิกิริยาที่ไอออนของเกลือทําปฏิกิริยากับน้ําแล้วให้ H+ หรือ OH- ผลก็คือสารละลายนั้นจะมี สภาพเป็นกรดหรือเบสซึ่งจะขึ้นกับชนิดของเกลือนั้น ซึ่งเราสามารถแบ่งประเภทของเกลือตามปฏิกิริยา ไฮโดรไลซิส 1. เกลือที่เกิดจากกรดแก่ทําปฏิกิริยากับเบสแก่ เกลือประเภทนี้เมื่อนํามาละลายน้ําจะไม่เกิดการไฮโดรไลซิส เช่น NaCl, KCl, Na2SO4 เป็นต้น เพราะไอออนของเกลือเหล่านี้ไม่ทําให้ปริมาณ H+ หรือ OH- ของน้ําเปลี่ยนแปลง สารละลายจะมี ฤทธิ์เป็นกลาง NaCl  Na+ + Cl- + - H2O  H + OH เมื่อนํา NaCl ไปละลายน้ํา NaCl จะแตกตัวให้ Na+ และ Cl- หมด และทั้ง Na+ และ Cl- ไม่ทํา ปฏิกิริยากับน้ําจึงไม่ไปรบกวนสมดุลของน้ํา ดังนั้นปริมาณของ [H+] และ [OH-] ในสารละลาย ยังคงเท่าเดิม 2. เกลือที่เกิดจากเบสแก่ทําปฏิกิริยากับกรดอ่อน เช่น NaCN, CH3COONa, Na2CO3 เมื่อนําเกลือประเภทนี้ไปละลายน้ําจะไฮโดรไลซ์ได้สารละลาย ที่มีสมบัติเป็นเบส + – CH3COONa  Na + CH3COO - - เนื่องจาก CH3COO ซึ่งเป็นคู่เบสของกรด CH3COOH ซึ่งเป็นกรดอ่อน ดังนั้น CH3COO สามารถรับ H+ จากน้ําได้ ทําให้ปริมาณ H+ ลดลงปริมาณของ OH- จึงมีมากกว่าทําให้สารละลาย มีสภาพเป็นเบส ซึ่งสารละลายนี้จะมีค่า pH มากกว่า 7

3. เกลือที่เกิดจากเบสอ่อนทําปฏิกิริยากับกรดแก่ NH4Cl, Al2(SO4)3 เมื่อนําเกลือประเภทนี้มาละลายน้ําจะไฮโดรไลซ์ได้สารละลายที่แสดงสมบัติ เป็นกรด + – NH4Cl  NH4 + Cl + - NH4 + OH  NH4OH + - - เนื่องจาก NH4 สามารถรวมตัวกับ OH ให้ NH4OH ผลคือความเข้มข้นของ OH ลดลง ความเข้มข้นของ H+ มากกว่า ทําให้สารละลายมีสมบัติเป็นกรด สารละลายนี้จะมี pH น้อยกว่า 7 4. เกลือที่เกิดจากเบสอ่อนทําปฏิกิริยากับกรดอ่อน CH3COONH4, Al2S3, NH4CN เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ําแล้วสามารถเกิดไฮโดรไลซ์ได้ทั้งแคท ไอออนและแอนไอออน แต่สมบัติของสารละลายที่ได้บางชนิดอาจเป็นกรด บางชนิดอาจเป็นเบส หรือกลางก็ได้แล้วแต่สมบัติเฉพาะตัวของเกลือบางชนิด ถ้าแคทไอออนและแอนไอออนรวมตัวกับ น้ําแล้วได้เบสกับกรดที่มีค่าความแรงในการแตกตัวเท่ากัน (ka = kb) สารละลายที่ได้ก็จะมีฤทธิ์ เป็นกลาง

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. หลอดทดลอง 2. ที่วางหลอดทดลอง 3. หลอดหยด 4. แท่งแก้วคน 5. ขวดน้ํากลั่น 6. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ความเข้มข้น 0.1 โมลาร์ (0.1 M HCl) 7. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเขมข้ ้น 0.01 โมลาร์ (0.01 M NaOH) 8. กระดาษลิตมัส 9. อินดิเคเตอร์ชนิดต่างๆ ได้แก่ - universal ondicator - methyl orange - methyl yellow - bromthymol blue - phenolphthalein - methyl red - thymol blue - phenol red - methyl violet - alizarin yellow - bromocresol purple

10. สารเคมีที่ใช้ทดสอบหา pH ได้แก ่ - acetic acid - sodium acetate - trisodium phosphate - disodium phosphate - sodium bicarbonate - sodium chloride - ammonium nitrate - ammonium hydroxide - ammonium sulphate - ammonium oxalate - sulphuric acid - sodium carbonate - น้ําส้มสายชู - น้ําอัดลม - แชมพูสระผม - น้ํายาซักแห้ง - แอลกอฮอล์เช็ดแผล - นม

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 เตรยมสารละลายที ี่มีค่า pH ต่างๆ กัน 1. สําหรับในช่วงที่เป็นกรด, pH 1 – 6 จากสารละลายมาตรฐาน 0.1 M HCl (pH = 1) (HCl เป็นกรดแก่ แตกตัวได้ 100%) - สารละลาย pH = 2 ปิเปตสารละลายมาตรฐาน 0.1 M HCl ปริมาณ 5 มิลลิลิตร แล้วเจือจางให้ มีปริมาตรเป็น 50 มิลลิลิตร - สารละลาย pH = 3, 4, 5, 6 เตรียมเช่นเดียวกับสารละลาย pH = 2 โดยแต่ละ pH จะเจือจาง น้ํากลั่นลงเป็น 10 เท่าของ pH ที่ติดกัน 2. สําหรับในช่วงที่เป็นกลาง, pH 7 ใช้น้ํากลั่นที่ต้มแล้วตั้งทิ้งไว้ให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง 3. สําหรับในช่วงที่เป็นเบส, pH 8 – 13 จากสารละลายมาตรฐาน 0.1 M NaOH (pH = 13) - สารละลาย pH = 12 ปิเปตสารละลายมาตรฐาน 0.1 M NaOH ปริมาณ 5 มิลลิลิตร แล้วเจือจาง ให้มีปริมาตรเป็น 50 มิลลิลิตร - สารละลาย pH = 8, 9, 10, 11 เตรียมเช่นเดียวกับสารละลาย pH = 12 โดยแต่ละ pH จะเจือ จางน้ํากลั่นลงเป็น 10 เท่าของ pH ที่ติดกัน

ตอนที่ 2 การหาช่วง pH (pH range) ที่เปลี่ยนสีของอินดิเคเตอรชน์ ิดต่างๆ 1. วางหลอดทดลองที่สะอาดและแห้งลงในที่วางหลอดทดลองจํานวน 13 หลอด 2. เติมสารละลาย pH 1 – 13 ลงในแต่ละหลอดๆ ละ 2 มิลลิลิตร 3. หยดอินดิเคเตอร์ methyl orange ลงในแต่ละหลอดๆ ละ 3 หยด เขย่าให้เข้ากัน 4. บันทึกผลลงในตารางระหว่างค่า pH และสีที่ปรากฏ บอกช่วงที่สีเปลี่ยน 5. ทําซ้ําข้อ 1 – 4 แต่เปลี่ยนอินดิเคเตอร์ชนิดใหม่ 6. อินดิเคเตอร์ที่ใช้ได้แก่ methyl yellow, bromthymol blue, phenolphthalein, methyl red, thymol blue, phenol red, methyl violet, alizarin yellow, bromocresol purple และ universal indicator 7. เก็บสารละลายชุดนี้ไว้เพื่อเปรียบเทียบในการหา pH ของสารละลายตัวอย่างในตอนที่ 3

ตอนที่ 3 การหาค่า pH ของกรดแก่, กรดอ่อน, เบสแก่, เบสอ่อน, เกลือ และสารเคมีที่ใช้ใน ชีวิตประจาวํ ัน โดยเทียบจากสีของอนดิ ิเคเตอร ์ 1. วางหลอดทดลองที่สะอาดและแห้งลงในที่วางหลอดทดลองจํานวน 19 หลอด 2. แต่ละหลอดเติมสารละลายตางๆ่ ดังนี้ตามลําดับ 3. หลอดที่ 1 เติมสารละลาย sulphuric acid ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 2 เติมสารละลาย acetic acid ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 3 เติมสารละลาย sodium hydroxide ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 4 เติมสารละลาย ammonium hydroxide ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 5 เติมสารละลาย sodium acetate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 6 เติมสารละลาย trisodium phosphate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร 16

หลอดที่ 7 เติมสารละลาย disodium phosphate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 8 เติมสารละลาย sodium carbonate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 9 เติมสารละลาย sodium bicarbonate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 10 เติมสารละลาย sodium chloride ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 11 เติมสารละลาย ammonium nitrate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 12 เติมสารละลาย ammonium sulphate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 13 เติมสารละลาย ammonium oxalate ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 14 เติมน้ําส้มสายชูเจือจาง ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 15 เติมน้ําอัดลมเจือจาง ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 16 เติมแชมพูสระผมเจือจาง ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 17 เติมน้ํายาซักแห้งเจือจาง ปริมาณ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 18 เติมแอลกอฮอล์ ปรมาณิ 2 มิลลิลิตร หลอดที่ 19 เติมนม ปริมาณ 2 มิลลิลิตร 4. ทดสอบความเป็นกรด – เบส ด้วยกระดาษลตมิ ัส บันทึกผล 5. แบ่งสารละลายแต่ละหลอดออกเป็น 3 ส่วน แต่ละส่วนให้ทดสอบโดยหยดอินดิเคเตอร์ต่างๆ ดังนี้ - ส่วนที่ 1 หยด universal indicator ลงไป 3 หยด - ส่วนที่ 2 หยด methyl orange ลงไป 3 หยด - ส่วนที่ 3 หยด phenolphthalein 3 หยด 6. บันทึกผลและเทียบสีจากผลการทดลองที่ 2 เพื่อหาค่า pH ของสารละลาย

ตอนที่ 4 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเกลือ 1. วางหลอดทดลองที่สะอาดและแห้งลงในที่วางหลอดทดลอง 2. ใช้ช้อนตักสารที่สะอาดและแห้ง ตักสารประมาณ 0.1 มิลลิกรัม (เท่าปลายหัวไม้ขีดไฟ) ใส่ลงใน หลอดทดลอง 3. เติมน้ํากลั่นลงไปหลอดละ 3 มิลลิลิตร 4. ใช้แท่งแก้วคนสารให้ละลายจนหมด 5. ทดสอบความเป็นกรด – เบสของสารละลายโดยใช้กระดาษลิตมัส 6. หยด universal indicator ลงในหลอดทดลองที่บรรจุสารละลายทุกๆ หลอดๆ ละ 3 หยด เขย่าและ นําไปเทียบสีกับการทดลองตอนที่ 3 เพื่อหาค่า pH ของสารละลาย

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4...... ผลการทดลอง ตอนที่ 2 การหาช่วง pH (pH range) ที่เปลี่ยนสีของอินดิเคเตอรชน์ ิดต่างๆ

สีของสารละลายที่ pH ต่างๆ ช่วง pH ที่ อินดิเคเตอร ์ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 เปลยนสี่ ี methyl orange methyl yellow bromthymol blue phenolphthalein methyl red thymol blue phenol red methyl violet alizarin yellow bromocresol purple universal indicator

ตอนที่ 3 การหาค่า pH ของกรดแก่, กรดอ่อน, เบสแก่, เบสอ่อน, เกลือ และสารเคมีที่ใช้ใน ชีวิตประจาวํ ัน โดยเทียบจากสีของอนดิ ิเคเตอร ์

การเปลี่ยนสี สีที่สังเกตจากอินดิเคเตอร ์ สารตัวอยาง่ ของกระดาษ universal methyl phenolphthalein ค่า pH ลิตมัส indicator orange sulphuric acid acetic acid sodium hydroxide ammonium hydroxide sodium acetate trisodium phosphate disodium phosphate sodium carbonate sodium bicarbonate sodium chloride ammonium nitrate ammonium sulphate ammonium oxalate น้ําส้มสายชูเจือจาง น้ําอัดลมเจือจาง แชมพูสระผมเจือจาง น้ํายาซักแห้งเจือจาง แอลกอฮอล์ นม

ตอนที่ 4 ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเกลือ

สารตัวอยาง่ สูตรของเกลือ การเปลี่ยน การเปลี่ยนแปลงสี ค่า pH สูตรของกรด สีของ ของสารละลายเมื่อ และเบสที่ได้ กระดาษ หยด universal จากเกลือ ลิตมัส indicator sodium acetate trisodium phosphate disodium phosphate sodium carbonate sodium bicarbonate sodium chloride ammonium nitrate ammonium sulphate ammonium oxalate

คําถามทายการทดลอง้

1. จากการทดลองตอนที่ 3 สารที่มีคุณสมบัติเป็นกรดได้แก่สารใดบ้าง 2. จากการทดลองตอนที่ 3 สารที่มีคุณสมบัติเป็นกลางได้แก่สารใดบ้าง 3. จากการทดลองตอนที่ 3 สารที่มีคุณสมบัติเป็นเบสได้แก่สารใดบ้าง 21

บทปฏิบัติการที่ 3 สารละลายบฟเฟอรั ์

วัตถุประสงค ์ 1. เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับสารละลายบัฟเฟอร์และความสําคัญของสารละลายบัฟเฟอร์ 2. เข้าใจการควบคุม pH ของสารละลายบัฟเฟอร์

หลักการ สารละลายบัฟเฟอร์ (buffer solution) คือสารละลายที่เตรียมจากกรดอ่อนกับเกลือของกรดอ่อน หรือเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน เช่น สารละลายของกรดอะซิติกกับโซเดียมอะซิเตด (CH3COOH + CH3COONa) สารละลายของแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์กับแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4OH + NH4Cl) สารละลายของกรดคาร์บอนิกกับโซเดียมคาร์บอเนต (H2CO3 + NaHCO3) เป็นต้น สารละลายบัฟเฟอร์มีสมบัติ พิเศษที่แตกต่างไปจากสารละลายกรดและเบสโดยทั่วไปคือสามารถรักษาระดับ pH ของสารละลายไว้ได้เกือบ คงที่แม้ว่าจะเติมกรดแก่หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อยก็ไม่ทําให้ค่า pH ของสารละลายนั้นเปลี่ยนแปลงไปมากนัก การที่สารละลายบัฟเฟอร์สามารถรักษาระดับ pH ของสารละลายให้เกือบคงที่สามารถอธิบายได้โดยพิจารณา + จากสารละลายบัฟเฟอร์ของกรดอะซิติกกับโซเดียมอะซิเตด (CH3COOH + CH3COONa) เมื่อเราเติม H จาก กรดไฮโดรคลอริกลงไป ปฏิกิริยาจะเป็นดังสมการ + - H + CH3COO  CH3COOH เกลือของกรดอ่อน กรดอ่อน เมื่อเราเติม OH- จากโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงไป ปฏิกิริยาเป็นดังสมการ - - OH + CH3COOH  CH3COO + H2O กรดอ่อน เกลือของกรดอ่อน ปริมาณของ H+ และ OH- จากกรดแก่และเบสแก่ที่เติมลงไปในสารละลายบัฟเฟอร์จะถูกลดลงโดยไอออนของ สารละลายบัฟเฟอร์ในสารละลายดังสมการที่แสดงส่งผลทําให้ค่า pH ของสารละลายไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก ตัวอย่างการคํานวณเพื่อแสดงสมบัติของสารละลายบัฟเฟอร์ ตัวอย่างที่ 1 จงคํานวณหาค่า pH ของสารละลาย CH3COOH ความเข้มข้น 0.10 โมลาร์ + - CH3COOH  H + CH3COO ที่สภาวะสมดุล 0.1 – x x x โมลาร์ - + Ka = [CH3COO ] [H ] [CH3COOH] 1.8 x 10-5 = (x) (x) 0.1 – x x มีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับ 0.1 จึงตัดทิ้งได้ x = 1.34 x 10-3 = [H+] จาก pH = – log [H+] = – log (1.34 x 10-3) pH = 2.87

ตัวอย่างที่ 2 จงคํานวณหาค่า pH ของสารละลาย CH3COOH ความเข้มข้น 0.10 โมลาร์ ที่มี CH3COONa ความเข้มข้น 0.08 โมลาร์ (สารละลายบัฟเฟอร์) CH3COONa เป็นเกลือของเบสแก่แตกตัวได้หมด + - CH3COONa  Na + CH3COO + - ดังนั้น [Na ] = [CH3COO ] = 0.08 โมลาร์ + - CH3COOH  H + CH3COO ที่สภาวะสมดุล 0.1 – x x 0.08 + x โมลาร์ - + Ka = [CH3COO ] [H ] [CH3COOH] 1.8 x 10-5 = (x) (0.08 + x) 0.1 – x x มีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับ 0.08 และ 0.10 จึงตัดทิ้งได้ x = 2.25 x 10-3 = [H+] จาก pH = – log [H+] = – log (2.25 x 10-5) pH = 4.65

ตัวอย่างที่ 3 จงคํานวณหาค่า pH ของสารละลาย เมื่อเติมสารละลาย HCl ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ ลงใน -5 สารละลายในตัวอย่างที่ 1 และ 2 (กําหนดให้ค่าคงที่การแตกตัว, Ka ของ CH3COOH = 1.8 x 10 ) ก.) เมื่อเติมสารละลาย HCl ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ ลงในสารละลายในตัวอย่างที่ 1 เนื่องจาก HCl เป็นกรดแก่แตกตัวได้หมด ดังนั้น [H+] = [HCl] = 0.01 = 1.0 x 10-2 โมลาร์ + เทียบกับ [H ] ที่มาจากการแตกตัวของ CH3COOH ถือว่าน้อยมากๆ ดังนั้น [H+] ของสารละลาย  1.0 x 10-2 โมลาร์ จาก pH = – log [H+] = – log (1.0 x 10-2) pH = 2 ข.) เมื่อเติมสารละลาย HCl ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ ลงในสารละลายในตัวอย่างที่ 2 (สารละลาย บัฟเฟอร์) + - H จาก HCl เข้ารวมตัวกับ CH3COO ได้ CH3COOH ทําให้ [CH3COOH] เพิ่มขึ้น ในขณะที่ - [CH3COO ] ลดลง + - CH3COOH  H + CH3COO ที่สภาวะสมดุล 0.1 + 0.01 – x x 0.08 – 0.01 + x โมลาร์ - + Ka = [CH3COO ] [H ] [CH3COOH] 1.8 x 10-5 = (x) (0.07 + x) 0.11 – x

23 x มีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับ 0.07 และ 0.11 จึงตัดทิ้งได้ x = 2.83 x 10-5 = [H+] จาก pH = – log [H+] = – log (2.83 x 10-5) pH = 4.55 จะเห็นว่า 1.) เมื่อเติมกรด HCl ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ ลงในสารละลายตัวอย่างที่ 1 ซึ่งไม่ใช่สารละลาย บัฟเฟอร์ ค่า pH จะเปลี่ยนไป 2.87 – 2 = 0.87 หน่วย 2.) เมื่อเติมกรด HCl ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ ลงในสารละลายตัวอย่างที่ 2 ซึ่งเป็นสารละลาย บัฟเฟอร์ ค่า pH จะเปลี่ยนไป 4.65 – 4.55 = 0.10 หน่วย (น้อยมาก) - + ในกรณีถ้าเติมเบสแก่ลงไป OH ที่ได้จากเบสจะรวมตัวกับ H จาก CH3COOH จะทําให้ CH3COOH แตกตัวให้ H+ มากขึ้นจึงเท่ากับเป็นการลด OH- มีผลทําให้ pH ไม่เปลี่ยนมากนัก

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. หลอดทดลอง 2. ที่วางหลอดทดลอง 3. หลอดหยด 4. กระบอกตวง 5. แท่งแก้วคน 6. ขวดน้ํากลั่น 7. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ความเข้มข้น 0.01 โมลาร์ (0.01 M HCl) 8. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเขมข้ ้น 0.01 โมลาร์ (0.01 M NaOH) 9. สารละลายโซเดียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต ความเข้มข้น 0.50 โมลาร์ (0.50 M NaH2PO4) 10. สารละลายโซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟต ความเข้มข้น 0.50 โมลาร์ (0.50 M Na2HPO4) 11. สารละลายกรดอะซิติก ความเข้มข้น 1.0 โมลาร์ (1.0 M CH3COOH) 12. สารละลายโซเดียมอะซิเตด ความเข้มข้น 1.0 โมลาร์ (1.0 M NaCH3COO) 13. สารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ ความเข้มข้น 1.0 โมลาร์ (1.0 M NH4OH) 14. สารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ ความเข้มข้น 1.0 โมลาร์ (1.0 M NH4Cl) 15. Universal indicator

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 เตรยมสารละลายี 1. unbuffered solution - สารละลาย (1) น้ําบริสุทธิ์ : ต้มน้ํากลั่นประมาณ 400 มิลลิลิตร ในบีกเกอร์ขนาด 600 มิลลิลิตร เพื่อไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปล่อยให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง ใช้กระจกนาฬิกาปิดไว้ - สารละลาย (2) 0.0001 M HCl : เจือจางสารละลาย 0.01 M HCl จํานวน 1 มิลลิลิตร ด้วย น้ํากลั่นจนมีปริมาตรเป็น 100 มิลลิลิตร - สารละลาย (3) 0.0001 M NaOH : เจือจางสารละลาย 0.01 M NaOH จํานวน 1 มิลลิลิตร ด้วยน้ํากลั่นจนมีปริมาตรเป็น 100 มิลลิลิตร 2. buffered solution - 2- - สารละลาย (4) H2PO4 + HPO4 : ผสมสารละลาย 0.50 M NaH2PO4 จํานวน 10 มิลลิลิตร กับสารละลาย 0.50 M Na2HPO4 จํานวน 10 มิลลิลิตร เข้าด้วยกันในบีกเกอร์ - - สารละลาย (5) CH3COOH + CH3COO : ผสมสารละลาย 1.0 M CH3COOH จํานวน 10 มิลลิลิตร กับสารละลาย 1.0 M CH3COONa จํานวน 10 มิลลิลิตร เข้าด้วยกันในบีกเกอร์ - สารละลาย (6) NH4OH + NH4Cl (1:1) : ผสมสารละลาย 1.0 M NH4OH จํานวน 10 มิลลิลิตร กับสารละลาย 1.0 M NH4Cl จํานวน 10 มิลลิลิตร เข้าด้วยกันในบีกเกอร์ - สารละลาย (7) NH4OH + NH4Cl (1:4) : ผสมสารละลาย 0.1 M NH4OH จํานวน 5 มิลลิลิตร กับสารละลาย 1.0 M NH4Cl จํานวน 20 มิลลิลิตร เข้าด้วยกันในบีกเกอร์

ตอนที่ 2 การเปลยนแปลงคี่ ่า pH ใน unbuffered solution และใน buffered solution 1. ตวงสารละลาย 1 (จากตอนที่ 1) ใส่หลอดทดลอง 3 หลอด หลอดละ 3 มิลลิลิตร - หลอดที่ 1 เติม universal indicator ลงไป 3 หยด สังเกตสี บันทึกค่า pH - หลอดที่ 2 เติมสารละลาย 1.0 M HCl ลงไป 1 หยด เติม universal indicator ลงไป 3 หยด สังเกตสี บันทึกค่า pH - หลอดที่ 3 เติมสารละลาย 1.0 M NaOH ลงไป 1 หยด เติม universal indicator ลงไป 3 หยด สังเกตสี บันทึกค่า pH 2. ทําการทดลองเช่นเดียวกันแต่เปลี่ยนจากสารละลาย 1 เป็นสารละลาย 2 – 7

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 2 การเปลยนแปลงคี่ ่า pH ใน unbuffered solution และใน buffered solution

สารละลาย ค่า pH ของสารละลาย ไม่เติมสารใดๆ เมื่อเติม 1 M HCl เมื่อเติม 1 M NaOH สารละลาย 1 : น้ํากลั่น สารละลาย 2 : 0.0001 M HCl สารละลาย 3 : 0.0001 M NaOH - 2- สารละลาย 4 : H2PO4 + HPO4 - สารละลาย 5 : CH3COOH + CH3COO สารละลาย 6 : 1:1 NH4OH + NH4Cl สารละลาย 7 : 1:4 NH4OH + NH4Cl

คําถามทายการทดลอง้

1. จงเขียนสรุปผลของการเติมสารละลายกรดและเบสลงใน unbuffered และ buffered solution 2. ในกรณีสารละลายที่ 6 และ 7 อัตราส่วนของเบสและเกลือไม่เท่ากัน จะมีผลอย่างไรต่อค่า pH ของ สารละลาย 28

บทปฏิบัติการที่ 4 ไทเทรชันของกรด – เบส

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาเทคนิคการหาปริมาณโดยการวัดปริมาตร 2. เพื่อฝึกฝนการใช้บิวเรตและปิเปตได้อย่างถูกต้อง 3. เพื่อหาความเข้มข้นของสารละลายที่ไม่ทราบค่าโดยใช้เทคนิคการไทเทรท 4. ศึกษาคุณสมบัติและการเลือกใช้อินดิเคเตอร์ได้เหมาะสมกับระบบที่ศึกษา 5. เพื่อให้เข้าใจเกี่ยวกับการคํานวณหาความเข้มข้น

หลักการ การบอกความเป็นกรด – เบสของสารละลายในรูปของค่า pH จะเป็นเพียงการบอกค่าความเข้มข้น ของ H+ แต่ไม่ได้บอกถึงปริมาณของกรดหรือเบสทั้งหมดในสารละลาย กระบวนการวิเคราะห์ที่ต้องการวัด จํานวนโมลหรือจํานวนสมมูลทั้งหมดของกรดในปริมาตรสารละลายที่กําหนดให้โดยให้ทําปฏิกิริยากับ สารละลายมาตรฐานที่ทราบความเข้มข้นเรียกว่ากระบวนการไทเทรชัน (titration) การไทเทรตระหว่างกรดกับ เบสจําเป็นต้องใช้อินดิเคเตอร์ (indicator) ทุกครั้งเพื่อให้ทราบถึงจุดที่กรดและเบสทําปฏิกิริยากันอย่างสมบูรณ์ โดยดูที่สีของอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงเมื่อใกล้เคียงจุดสมมูลเรียกว่าจุดยุติของการไทเทรต (end point) ซึ่งที่ จุดนี้จะไม่พอดีกันทีเดียวแต่จะมีปริมาณของสารอย่างหนึ่งมากเกินไปเล็กน้อยจึงทําให้อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี จากปริมาตรสารที่ทําปฏิกิริยาพอดีกันนํามาหาความเข้มข้นหรือปริมาตรของสารที่ไม่ทราบได้ ในการคํานวณ อาจทําได้โดยการคํานวณจากสมการโดยใช้หลักที่ว่า สารที่ทําปฏิกิริยากันพอดีจะมี จํานวนกรัมสมมูลเท่ากันหรือคํานวณโดยใช้สูตร N1V1 = N2V2 เมื่อ N1 , N2 = ความเข้มข้นมีหน่วยเป็นนอร์มอล V1 , V2 = ปริมาตรของสารละลายที่รวมกันพอดี ดังนั้น ที่จุดสมมูลของการไทเทรตระหว่างกรดกับเบส จํานวนกรัมสมมูลของกรด = จํานวนกรัมสมมูลของเบส NaVa = NbVb 1000 1000 NaVa = NbVb เมื่อ a = acid b = base ถ้าคํานวณโดยอาศัยความสัมพันธ์ของจํานวนโมลของสารที่เข้าทําปฏิกิริยากันจะต้องอาศัยสมการมวล สารสัมพันธ์ เช่น a A + b B  c C + d D จะได้ว่า จํานวนโมลของสาร A = a จํานวนโมลของสาร B b เช่น 2 NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2 H2O 29

จํานวนโมลของสาร NaOH = 2 จํานวนโมลของสาร H2SO4 1

การเลือกใช้อินดิเคเตอร์ในการไทเทรต ในการไทเทรตระหว่างกรดกับเบส ในขณะที่เราหยดสารละลายจากบิวเรตลงไปทําปฏิกิริยากับ สารละลายอีกชนิดหนึ่งซึ่งอยู่ในขวดรูปชมพู่ เราจะไม่สามารถทราบได้ว่าถึงจุดสมมูลของปฏิกิริยาหรือยัง เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงขณะที่สารทั้งสองทําปฏิกิริยากันพอดี เราจึงจําเป็นต้องใช้อินดิเคเตอร์เป็นตัว บอกจุดยุติของการไทเทรตโดยอาศัยการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ จุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีเรียกว่าจุดยุติซึ่งจะ ขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ส่วนจุดที่สารทําปฏิกิริยาพอดีกันเรียกว่าจุดสมมูล ในขณะที่ทําการไทเทรต pH ของสารละลายจะเปลี่ยนแปลงไปเรื่อยๆ เราควรจะเลือกอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนสีตรงช่วง pH ของจุดสมมูล พอดีก็จะได้จุดยุติใกล้เคียงกับจุดสมมูลที่สุด ถ้าเราเลือกใช้อินดิเคเตอร์ผิดจุดยุติจะไกลจากจุดสมมูลเมื่อนํา ปริมาตรที่ได้ไปคํานวณผลจะผิดพลาดไปมาก ตารางที่ 4.1 การเลือกใช้อินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมในการไทเทรต

การไทเทรตระหว่าง pH ที่จุดจบของการไทเทรต อินดิเคเตอร์ที่เหมาะสม กรดแก่ – เบสแก ่ ประมาณ 7 bromthymol blue กรดแก่ – เบสอ่อน ต่ํากว่า 7 methyl orange กรดอ่อน – เบสแก ่ สูงกว่า 7 phenolphthalein กรดอ่อน – เบสอ่อน อาจสูงกว่าหรือต่ํากว่า 7 พิจารณาจากช่วง pH

ในการไทเทรตเราสามารถหาความเข้มข้นของสารตัวอย่างได้โดยไทเทรตกับสารละลายที่ทราบค่า ความเข้มข้นที่แน่นอน ซึ่งสารละลายที่เตรียมให้มีความเข้มข้นที่ถูกต้องและแน่นอนเรียกว่าสารละลาย มาตรฐาน (standard solution) ในการทดลองนี้การไทเทรตระหว่างกรด – เบส เพื่อจะนําไปหาความเข้มข้น ของสารละลายตัวอย่างที่เป็นกรด โดยทั่วไปจะต้องเตรียมสารละลายมารฐานขึ้นมาเพื่อนําไปหาความเข้มข้นที่ แน่นอนของเบสก่อนเรียกว่า standardization เมื่อทราบความเข้มข้นของเบสแล้วจึงจะนําเบสนี้เป็นสาร มาตรฐานในการหาความเข้มข้นของสารตัวอย่างกรดต่อไป โดยทั่วไปจะใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮโดรเจนพ ทาเลต (KHP) เป็นสารละลายมาตรฐานเริ่มต้น (primary standard)

เทคนิคที่เกี่ยวข้อง 1. ในขณะทําการไทเทรต เพื่อความสะดวกในการดูสีของอินดิเคเตอร์ที่เปลี่ยนไป นักศึกษาควรใช้ กระดาษขาววางรองใต้ขวดรูปกรวย 2. ในการเขย่าขวดสารละลายขณะไทเทรตควรใช้วิธีหมุนคอขวดอย่าเขย่าอย่างรุนแรง สารละลาย อาจหกหรือกระเด็นได้ 3. ในขณะไทเทรตต้องใช้มือควบคุมอัตราการไหลของสารละลายจากบิวเรตตลอดเวลา 4. การควบคุมปริมาตรของสารละลายในปิเปตควรใช้นิ้วชี้ 5. เมื่อเลิกใช้บิวเรตแล้วให้ทําความสะอาดโดยการล้างด้วยน้ําสะอาดหลายๆ ครั้ง โดยเฉพาะบริเวณ ก๊อกเปิด – ปิด

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. บิวเรต 2. ปิเปต 3. ขวดรูปชมพู่ 4. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ความเข้มข้น 0.10 โมลาร์ (0.10 M HCl) 5. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ไม่ทราบความเข้มข้น (unknown NaOH) 6. สารละลายกรดไฮโดรคลอริกตัวอย่าง (HCl) 7. สารละลายกรดน้ําส้มตัวอย่าง (CH3COOH) 8. ฟีนอล์ฟทาลีน (phenolphthalein) 9. บรอมไทมอลบลู (bromthymol blue)

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การ standardization 1. ทําความสะอาดบิวเรตโดยการล้างและชะด้วยน้ํากลั่น ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เพียงเล็กน้อย ชะอีกครั้ง แล้วจึงเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ไม่ทราบความเข้มข้นลงในบิวเรต ปรับระดับของ สารละลายให้ตรงขีดบอกระดับ 2. ปิเปตสารละลายมาตรฐานกรดไฮโดรคลอริกลงในขวดรูปชมพู่ ปริมาณ 10 มิลลิลิตร หยดบรอมไทมอ ลบลูลงไป 3 หยด เขย่าให้เข้ากัน 3. ทําการไทเทรตกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์จากบิวเรต โดยไขสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ จากบิวเรตลงในขวดรูปกรวยพร้อมทั้งหมุนขวดรูปกรวยตลอดเวลา 4. ขณะใกล้ถึงจุดยุติของการไทเทรตจะเห็นสารละลายเกิดการเปลี่ยนสีขึ้นรอบๆ หยดเบสที่เติมลงไป อย่างช้าๆ จนกระทั่งปรากฏสีของสารละลายถาวรแสดงว่าถึงจุดจบของการไทเทรต 5. อ่านปริมาตรสุดท้ายของสารละลายเบสที่บิวเรตก็จะสามารถหาปริมาตรของเบสที่ใช้ไปทั้งหมดได้ 6. ทําการไทเทรตซ้ําอีก 1 ครั้ง 7. คํานวณหาความเข้มข้นที่แท้จริงของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์

ตอนที่ 2 การหาความเข้มข้นของกรดตัวอย่าง 1. ในบิวเรตให้บรรจุสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ไว้คงเดิม (จากผลการทดลองในข้อ 1 เราจะทราบ ความเข้มข้นของเบส) 2. ปิเปตสารละลายกรดเกลือที่ไม่ทราบความเข้มข้นลงในขวดรูปกรวย 2 ใบๆ ละ 10 มิลลิลิตร หยดบรอมไทมอลบลูลงไป 3 หยด 3. ทําการไทเทรตเช่นเดียวกับตอนที่ 1 ข้อ 2 – 6

ตอนที่ 3 การหาปริมาณกรดอะซิติก (CH3COOH) ในนาส้ํ ้มสายชูตัวอย่าง 1. ทําการทดลองเช่นเดียวกับตอนที่ 2 แต่เปลยนจากสารละลายกรดเกลี่ ือที่ไม่ทราบความเข้มข้นมาเป็น สารตัวอย่างน้ําส้มสายชูแทนและเลือกใช้อินดิเคเตอร์ให้เหมาะสม

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 การ standardization

การทดลอง การไทเทรตครงทั้ ี่ 1 2 เฉลี่ย 1. ปริมาตรของสารละลายมาตรฐานกรด …………………… …………………… …………………… 2. ความเข้มข้นของกรดมาตรฐาน …………………… …………………… …………………… 3. ปริมาตรเริ่มต้นที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 4. ปริมาตรสุดท้ายที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 5. ปริมาตรเบสที่ใช้ (4 – 3) …………………… …………………… …………………… 6. ความเข้มขนของเบสท้ ี่ได้ …………………… …………………… …………………… (N1V1 = N2V2)

ตอนที่ 2 การหาความเข้มข้นของกรดตัวอย่าง

การทดลอง การไทเทรตครงทั้ ี่ 1 2 เฉลี่ย 1. ปริมาตรของกรดเกลือตัวอย่าง …………………… …………………… …………………… 2. ปริมาตรเริ่มต้นที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 3. ปริมาตรสดทุ ้ายที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 4. ปริมาตรเบสที่ใช้ (3 – 2) …………………… …………………… …………………… 5. ความเข้มข้นของเบสที่ใช้ …………………… …………………… …………………… 6. ความเข้มข้นของกรดตัวอย่าง …………………… …………………… ……………………

ตอนที่ 3 การหาปริมาณกรดอะซิติก (CH3COOH) ในนาส้ํ ้มสายชูตัวอย่าง

การทดลอง การไทเทรตครงทั้ ี่ 1 2 เฉลี่ย 1. ปริมาตรของน้ําส้มสายชูตัวอย่าง …………………… …………………… …………………… 2. ปริมาตรเริ่มต้นที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 3. ปริมาตรสดทุ ้ายที่อ่านจากบิวเรต …………………… …………………… …………………… 4. ปริมาตรเบสที่ใช ้ (3 – 2) …………………… …………………… …………………… 5. ความเข้มข้นของเบสที่ใช้ …………………… …………………… …………………… 6. ความเข้มข้นของกรดตัวอย่าง …………………… …………………… ……………………

บทปฏิบัติการที่ 5 อัตราการเกิดปฏิกิริยา

วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

หลักการ การเกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ใช้เวลาในการเปลี่ยนแปลงไม่เท่ากัน ปฏิกิริยาบางชนิดเกิดการเปลี่ยนแปลง ที่เร็วมากเกิดได้ทันที เช่น ปฏิกิริยาระหว่างหินปูนกับกรดจะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทันที บางปฏิกิริยา อาจจะใช้เวลานานในการเปลี่ยนแปลง เช่น การเกิดสนิมเหล็ก ปฏิกิริยาบางชนิดการเปลี่ยนแปลงสามารถเห็น ได้ในการทดลอง การเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายใน 1 หน่วยเวลา จะเรียกว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา (rate of reaction) ในการหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีนั้นวัดจากความเข้มข้นที่เปลี่ยนไปของสารที่อยู่ในปฏิกิริยาภายใน 1 หน่วยเวลา หน่วยของความเข้มข้นที่ใช้เป็นโมล/ลิตร สําหรับปฏิกิริยาที่สารในปฏิกิริยาอยู่ในสถานะก๊าซ สามารถหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้จากการเปลี่ยนแปลงความดันภายใน 1 หน่วยเวลา ดังนั้นหน่วยของอัตรา ปฏิกิริยาจึงเป็นโมล/ลิตร/เวลา และถ้าอยู่ในสถานะก๊าซคือความดัน/เวลา ปัจจัยที่มีผลตออ่ ัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. ธรรมชาติของสารที่เข้าทําปฏิกิริยา สารบางอย่างชนิดจะเกิดปฏิกิริยาได้เร็วมาก เช่น การนําเอา ลวดแมกนีเซียมเผาไฟจะเกิดการลุกไหม้อย่างรวดเร็ว ซึ่งถ้าเป็นแผ่นทองแดงจะเกิดปฏิกิริยากับอากาศได้ช้า มาก ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาของแมกนีเซียมกับอากาศและทองแดงกับอากาศจึงมีความแตกต่างกัน 2. อุณหภูมิ ปฏิกิริยาเคมีบางชนิดเกิดในที่อุณหภูมิปกติแต่ถ้าเราเพิ่มอุณหภูมิให้กับปฏิกิริยาอาจจะ ทําให้เกิดเร็วขึ้นหรือบางปฏิกิริยาอาจจะเกิดช้าลงก็ได้ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาโดยทั่วไปแล้วพบว่าถ้าเพิ่ม อุณหภูมิให้กับปฏิกิริยา 10 องศาเซลเซียส อัตราปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า 3. ความเข้มข้นของสารเข้าทําปฏิกิริยา ในการที่สารเกิดปฏิกิริยาได้นั้นเกิดขึ้นเนื่องจากอนุภาคของ สารที่เข้าทําปฏิกิริยาปะทะกันในทิศทางที่เหมาะสมและมีพลังงานมากพอที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นถ้า เพิ่มความเข้มข้นของสารเข้าทําปฏิกิริยาเป็นการเพิ่มอนุภาคของสาร โอกาสที่อนุภาคปะทะกันดีมากปฏิกิริยา จะเกิดขึ้นได้เร็วมากขึ้น ซึ่งในทางตรงกันข้ามข้นของสารทําปฏิกิริยาก็จะมีผลให้อัตราปฏิกิริยาลดลง 4. พื้นที่ผิวของสารเข้าทําปฏิกิริยา (ในกรณีที่สารที่เข้าทําปฏิกิริยากันอยู่ในวัฏภาคที่แตกต่างกัน) ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่ผิวของสารเท่านั้นถ้าพื้นที่ผิวของสารเข้าทําปฏิกิริยามาก ปฏิกิริยาจะเกิดได้มากอัตรา ปฏิกิริยาจึงเร็ว และถ้าพื้นที่ผิวของสารเข้าทําปฏิกิริยาลดลงก็จะทําให้เกิดปฏิกิริยาลดลงด้วยเช่นกัน 5. ตัวเร่งปฏิกิริยา ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาคือทําให้อัตราเพิ่มขึ้น ทั้งนี้ เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาจะไปลดพลังงานกระตุ้น (พลังงานต่ําสุดที่สามารถทําให้เกิดปฏิกิริยาได้)

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. บีกเกอร์ ขนาด 300 มิลลิลิตร 2. หลอดทดลอง 3. เทอร์โมมิเตอร์ 4. นาฬิกาจับเวลา 36

5. หลอดหยด 6. แท่งแก้วคน 7. แผ่นโฟมเจาะร ู 3 ช่อง 8. ตะเกียงแอลกอฮอล์ 9. สารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต เข้มข้น 1 โมลาร์ (1 M Na2S2O3) 10. สารละลายกรดซัลฟิวริก เขมข้ ้น 2 โมลาร ์ (2 M H2SO4) 11. สารละลายโพแทสเซียมไธโอไซยาเนต เข้มข้น 0.5 โมลาร ์ (0.5 M KSCN) 12. สารละลายไอรอน(II) คลอไรด์ เข้มข้น 0.5 โมลาร์ (0.5 M FeCl3) 13. สารละลายคอปเปอร์(II) ซัลเฟต ความเข้มข้น 1 M (1 M CuSO4) 14. กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (Conc. HCl) 15. ชอล์ก 16. น้ํากลั่น

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 ผลของความเข้มข้นของสารเขาท้ ําปฏิกิริยาที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. หยด 1 M Na2S2O3 15 หยด ลงในหลอดทดลองหลอดที่ 1 2. หยด 1 M Na2S2O3 10 หยด ผสมน้ํากลั่น 10 หยด เขย่าให้สารละลายผสมกันในหลอดที่ 2 3. หยด 1 M Na2S2O3 5 หยด ผสมน้ํากลั่น 5 หยด เขย่าให้สารละลายผสมกันในหลอดที่ 3 4. หยด 2 M H2SO4 ใส่หลอดที่ 1 ลงไป 1 หยด จับเวลาจนกระทั่งสารละลายเริ่มขุ่น บันทึกเวลา 5. หยด 2 M H2SO4 ใส่หลอดที่ 2 ลงไป 1 หยด จับเวลาจนกระทั่งสารละลายเริ่มขุ่น บันทึกเวลา 6. หยด 2 M H2SO4 ใส่หลอดที่ 3 ลงไป 1 หยด จับเวลาจนกระทั่งสารละลายเริ่มขุ่น บันทึกเวลา

ตอนที่ 2 ผลของอุณหภูมิของปฏิกิริยาที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. รินน้ําใส่บีกเกอร์โดยให้ปริมาณของน้ําสูงประมาณ 2/3 ของถ้วย เตรียมทั้งสิ้นจํานวน 3 ใบ 2. ปิดฝาบีกเกอร์แต่ละใบด้วยแผ่นโฟมซึ่งเจาะรูไว้ 3 รู เพื่อเสียบเทอร์โมมิเตอร์และหลอดทดลองใบ หนึ่งตั้งไว้ที่อุณหภูมิห้อง อีก 2 ใบ ตั้งบนเตาไฟฟ้า ต้มน้ําให้ร้อนสูงกว่าน้ําที่อุณหภูมิห้อง 10 และ 20 องศา ตามลําดับ (พยายามรักษาอุณหภูมิให้คงที่ แตกต่างประมาณ ± 0.5 องศา) เสียบเทอร์โมมิเตอร์เพื่อตรวจวัด อุณหภูมิ 3. ตวง 2 M H2SO4 ลงในหลอดทดลองจํานวน 3 หลอด แล้วทําให้อุณหภูมิเท่ากับน้ําในบีกเกอร์ทั้ง 3 ด้วยการเสียบหลอดทดลองผ่านรูแผ่นโฟมบีกเกอร์ละ 1 หลอด 4. หยด 1 M Na2S2O3 10 หยด ลงในหลอดทดลอง 3 หลอด แล้วทําให้มีอุณหภูมิเท่ากับน้ําในบีก เกอร์ทั้ง 3 ด้วยวิธีการเดียวกับข้อ 3 5. หยด 2 M H2SO4 จากหลอดทดลอง 1 หยด ลงไปทําปฏิกิริยากับ 1 M Na2S2O3 ในอีกหลอด ทดลองหนึ่งที่อยู่ในบีกเกอร์เดียว จับเวลาที่สารละลายเริ่มขุ่นและมีสีเหลืองเกิดขึ้น ทําเช่นเดียวกับทั้ง 3 บีก เกอร์ แล้วบันทึกผลการทดลองที่ได้

ตอนที่ 3 ผลของพื้นที่ผิวของสารเขาท้ ําปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. ชั่งผงชอล์กบดละเอียดจํานวน 2 กรัม ใส่หลอดทดลองแล้วหยด Conc. HCl ลงไปจนท่วมผง ชอล์ก แล้วจับเวลาจนกระทั่งได้สารละลายใส 2. ชั่งผงชอล์กที่ไม่ได้บด (ขนาดเท่าๆ กัน) จํานวน 2 กรัม ใส่หลอดทดลองแล้วหยด Conc. HCl ลงไปปริมาณเท่ากับข้อ 1 แล้วจับเวลาจนกระทั่งได้สารใส

ตอนที่ 4 ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 1. หยด 0.5 M KSCN จํานวน 10 หยด ใส่หลอดทดลอง 2 หลอด แล้วหยด 0.5 M FeCl3 ลงไป หลอดละ 1 หยด 2. นําสารละลายหลอดหนึ่งมาเติม 1 M Na2S2O3 จํานวน 2 หยด เขย่าหลอดทดลอง จับเวลา จนกระทั่งปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลง 3. นําสารละลายอีกหลอดหนึ่งมาเติม 1M CuSO4 จํานวน 1 หยด แล้วเติม 1 M Na2S2O3 จํานวน 2 หยด เขย่าหลอดทดสอบจับเวลาจนกระทั่งปฏิกิริยาเปลี่ยน

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 ผลของความเข้มข้นของสารเขาท้ ําปฏิกิริยาที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

หลอดที่ ปริมาณของ Na2S2O3 (หยด) เวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยา 1 2 3

ตอนที่ 2 ผลของอุณหภูมิของปฏิกิริยาที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

บีกเกอร์ที่ อุณหภูมิของสารละลาย เวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยา 1 2 3

ตอนที่ 3 ผลของพื้นที่ผิวของสารเขาท้ ําปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ผงชอล์กละเอียด + HCl ใช้เวลา ...... ชิ้นชอล์ก + HCl ใช้เวลา ......

ตอนที่ 4 ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

หลอดที่ สารเข้าทําปฏิกิริยา สารเร่งปฏิกิริยา เวลาที่ใช้ 1 2

คําถามทายการทดลอง้ 1. จากผลของปฏิกิริยาตอนที่ 1 จงสรุปผลของการเปลี่ยนความเข้มข้นของสารเข้าทําปฏิกิริยาที่มีต่อ อัตราการเกิดปฏิกิริยา พร้อมทั้งเขียนสมการเคมีแสดงการเกิดปฏิกิริยาประกอบ 2. จากผลของปฏิกิริยาตอนที่ 2 จงสรุปผลการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่มีต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา และปฏิกิริยาจากการทดลองเป็นปฏิกิริยาชนิดใด

บทปฏิบัติการที่ 6 อุณหเคมี

วัตถุประสงค์

1. ใช้เทอร์โมมิเตอร์ในการวัดอุณหภูมิของสารละลาย 2. ศึกษาการเกิดปฏิกิริยาเคมีในแง่พลังงานที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป 3. ศึกษาปฏิกิริยาคายความร้อนและปฏิกิริยาดูดความร้อน 4. ศึกษาหาปริมาณความร้อนของปฏิกิริยาต่างๆ โดยใช้อุปกรณ์อย่างง่าย 5. คํานวณหาปริมาณความร้อนของปฏิกิริยา

หลักการ พลังงานสามารถอยู่ได้หลายรูปแบบ เช่น ความร้อน แสง พลังงานกล พลังงานไฟฟ้า และพลังงานเคมี พลังงานสามารถเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้แต่จะไม่สูญหาย อาหารที่คนเรารับประทานเข้าไปอาจ ถูกเก็บไว้ในรูปพลังงานเคมีจากขบวนการเมตาบอลิซึมในร่างกายจะเปลี่ยนพลังงานเคมีส่วนนี้ไปเป็นพลังงาน ความร้อนและพลังงานกล การศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของพลังงานเรียกว่าเทอร์โมไดนามิกส์ (thermodynamics) ในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีนั้นมักมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานด้วยเสมอโดยเฉพาะในแง่ ของพลังงานความร้อนซึ่งเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ทุกสิ่งทุกอย่างจะมีความร้อนในตัวของมันเองที่อุณหภูมิสูง กว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์ (0 K) ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ํากว่า คือจะมีการถ่ายเทความร้อนระหว่างระบบกับสิ่งแวดล้อม การวัดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาหรือ ที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาสามารถหาได้จากการทดลองโดยใช้แคลอริมิเตอร์ (calorimeter) การวัดปริมาณความ ร้อนมักแทนด้วยค่า H ก็คือการเปลี่ยนเอนทาลปีของปฏิกิริยาซึ่งบางทีเรียกว่าความร้อนของปฏิกิริยา (heat of reaction) ในกรณีที่ปฏิกิริยาที่ศึกษาเป็นปฏิกิริยาสันดาป ค่า H เรียกว่าความร้อนของการสันดาป (heat of combustion) การที่นําสารหนึ่งๆ มาละลายในตัวทําละลาย ค่า H ของปฏิกิริยา เรียกว่าความ ร้อนของสารละลาย (heat of solution) ในปฏิกิริยาสะเทินระหว่างกรดกับเบส เรียก H ว่าความร้อนของ การสะเทิน (heat of neutralization) ค่า H เป็นสมบัติที่ขึ้นกับปริมาณ การใช้สารในปฏิกิริยามากน้อยต่างๆ กัน ค่า H ก็จะมากน้อย ต่างกันด้วย เช่น 41

0 C (g) + ½ O2 (g)  CO (g) H = – 26.42 Kcal 0 2 C (g) + O2 (g)  2 CO (g) H = – 52.84 Kcal ในการบอกค่า H ของปฏิกิริยาจึงควรบ่งปริมาณของสารในปฏิกิริยา หน่วยที่ใช้โดยทั่วๆ ไปนิยม บอกเป็นแคลอรีต่อโมล (cal/mol) หรือกิโลแคลอรีต่อโมล (Kcal/mol) ของสารที่สําคัญในปฏิกิริยา ในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่งๆ - ถ้าค่าของ H > 0 หรือ H มีเครื่องหมายเป็น + ปฏิกิริยานั้นจะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน (endothermic reaction) - ถ้าค่าของ H < 0 หรือ H มีเครื่องหมายเป็น – ปฏิกิริยานั้นจะเป็นปฏิกิริยาคายความ ร้อน (exothermic reaction) - ถ้าค่าของ H = 0 ปฏิกิริยานั้นจะไม่มีการดูดหรือคายความร้อนเลยเรียกปฏิกิริยานี้ว่า athermic reaction แคลอรี เป็นหน่วยที่นิยมใช้มาก ค่าพลังงานความร้อน 1 แคลอรี หมายถึงปริมาณความร้อนที่ใช้ในการ เพิ่มอุณหภูมิแก่น้ํา 1 กรัม ให้มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1๐C ส่วนความร้อนจําเพาะ (specific heat) ของสารใดๆ หมายถึงปริมาณความร้อนที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิให้กับสาร 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1๐C เราสามารถวัดความร้อนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาเคมีประเภทดูดหรือคายความร้อนโดยพิจารณาค่า ความร้อนจําเพาะ สําหรับน้ํามีค่าความร้อนจําเพาะ = 1.00 cal/g/๐C ในสารละลาย ความร้อนที่ถูกปล่อยออกมาจากขบวนการคายความร้อน ความร้อนของปฏิกิริยาจะ ถ่ายเทให้กับภาชนะและน้ํามีผลทําให้อุณหภูมิสูงขึ้น ในขบวนการดูดความร้อน ความร้อนจะถูกดูดจากน้ําทําให้ อุณหภูมิของน้ําลดลง ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่คายออกมาหรือดูดเข้าไปสามารถคํานวณได้จากอุณหภูมิที่ เปลี่ยนไปและมวลของน้ําที่อยู่ในภาชนะ จากสูตร Q = mst เมื่อ Q คือ ปริมาณความร้อน (แคลอรี) m คือ มวลของน้ํา (กรัม) t คือ อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป (๐C) s คือ ความร้อนจําเพาะ (cal/g/๐C) ในการทดลองนี้ ศึกษาเกี่ยวกับความร้อนของปฏิกิริยาที่ได้จากการละลายของเกลือในน้ําซึ่งอธิบายได้ ว่าลักษณะโครงสร้างผลึกของเกลือจะถูกทําลายและเกิดปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของน้ํากับไอออนของเกลือ การหลอมเหลวของน้ําแข็ง และปฏิกิริยาการสะเทินของกรดและเบส ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเททั้งหมดมีหลัก สําคัญอยู่ว่าความร้อนที่ถ่ายเทจากระบบจะมีค่าเท่ากับความร้อนที่สิ่งแวดล้อมได้รับ พลังงานจะไม่สูญหาย เช่น ในการต้มน้ํา ความร้อนที่น้ําได้รับจะเท่ากับความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง หรือเมื่อนํา น้ําแข็งมาละลายน้ํา ความร้อนที่หายไปของน้ําจะเท่ากับความร้อนที่น้ําแข็งได้รับในการหลอมละลาย ซึ่ง ปริมาณความร้อนในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวจะเรียกว่าความร้อนของการหลอมเหลว (heat of fusion) ซึ่งที่อุณหภูมิ 0๐C น้ําแข็งกลายเป็นน้ําต้องการใช้ความร้อน 80 cal/g ในทํานองเดียวกัน จากน้ําในสถานะเป็นของเหลวกลายเป็นไอต้องการใช้ความร้อนของการกลายเป็นไอที่อุณหภูมิคงที่ 100๐C เท่ากับ 540 cal/g ทั้งความร้อนของการหลอมเหลวและความร้อนของการกลายเป็นไอเป็นสมบัติเฉพาะตัวของ สาร 42

นอกจากนี้ทําการทดลองเพื่อหาค่าความร้อนของการหลอมเหลวของน้ําแข็งโดยการผสมน้ําแข็งที่ ทราบน้ําหนักที่แน่นอนกับน้ําที่อยู่ในสถานะของเหลวที่ทราบปริมาณที่แน่นอนเช่นกันและสังเกตอุณหภูมิที่ เปลี่ยนไปของของเหลว ความร้อนที่ของเหลวคายออกมาจะทําให้ตัวมันมีอุณหภูมิลดลงจะเพียงพอในการทําให้ น้ําแข็งปริมาณที่แน่นอนเกิดการหลอมเหลว ปริมาณของน้ําแข็งที่หลอมเหลวจะขึ้นอยู่กับความร้อนของการ หลอมเหลวโดยอาศัยความสัมพันธ์ดังนี้ ความร้อนที่น้ําคายออกมา = ความร้อนที่ถูกดูดกลืนโดยน้ําแข็ง m น้ํา x t x s น้ํา = m น้ําแข็ง x ความร้อนของการหลอมเหลว ในการหาปริมาณความร้อนของการสะเทินของปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เราจะทําการวัดและ เปรียบเทียบปริมาณความร้อนที่คายออกมาใน 3 ปฏิกิริยา คือ - ปฏิกิริยาที่ 1 โซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งละลายน้ํา + - NaOH (s)  Na (aq) + OH (aq) ; H1 = – X1 cal - ปฏิกิริยาที่ 2 โซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งทําปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก + - + - NaOH (s) + H (aq) + Cl (aq)  H2O + Na (aq) + Cl (aq) ; H2 = – X2 cal - ปฏิกิริยาที่ 3 สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ทําปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก + - + - + - Na (aq) + OH (aq) + H (aq) + Cl (aq)  H2O + Na (aq) Cl (aq) ; H3 = – X3 cal

การคํานวณความร้อนของการหลอมเหลว ความร้อนที่น้ําคายออกมา = ความร้อนที่ถูกดูดกลืนโดยน้ําแข็ง m น้ํา x t น้ําผสม x s น้ํา = (m น้ําแข็ง x ความร้อนของการหลอมเหลว) + (m น้ําแข็ง x t น้ําผสม x s น้ํา)

อุปกรณ์และสารเคม ี 1. แคลอรีมิเตอร ์ 2. บีกเกอร์ ขนาด 250 มิลลิลิตร 3. กระบอกตวง ขนาด 100 มิลลิลิตร 4. เทอร์โมมิเตอร์ 5. แท่งแก้วคน 6. ตะเกียงแอลกอฮอล์ 7. แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) 8. น้ําแข็ง

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การดูดกลืนพลังงานความร้อนโดยน้ํา 1. เติมน้ําปริมาณ 100 มิลลิลิตร ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มิลลิลิตร 2. ใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ํา (t1) นําไปให้ความร้อนด้วยตะเกียงแอลกอฮอล์ให้มีอุณหภูมิ ประมาณ 60๐C 3. นําตะเกียงแอลกอฮอล์ออกและคนสารละลายอย่างสม่ําเสมอ 4. ใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิสุดท้ายของน้ํา (t2) บันทึกผล

ตอนที่ 2 ความร้อนของการหลอมละลายของน้ําแข็ง 1. เติมน้ําปริมาณ 100 มิลลิลิตร ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มิลลิลิตร แล้วนําไปอุ่นให้มีอุณหภูมิประมาณ 60๐C 2. เติมน้ําแข็งที่ทุบเป็นก้อนเล็กๆ ซึ่งชั่งน้ําหนักมาประมาณ 50 กรัม ลงในแคลอรีมิเตอร์ที่แห้งปราศจาก น้ํา บันทึกน้ําหนักที่แน่นอน 3. นําน้ําจากข้อ 1 มา 30 มิลลิลิตร วัดอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว แล้วเทลงในภาชนะที่บรรจุน้ําแข็งอยู่ทันที 4. คนอย่างรวดเร็วจนอุณหภูมิลดลงประมาณ 20 – 30 ๐C หรือต่ํากว่า บันทึกอุณหภูมิสุดท้าย 5. เทเฉพาะสารละลายทั้งหมดลงในกระบอกตวงส่วนน้ําแข็งที่ละลายยังไม่หมดให้ทิ้งไป อ่านปริมาตรน้ํา ทั้งหมดจากกระบอกตวง (ปริมาตรที่เกินมาก็คือปริมาตรของน้ําแข็งนั่นเอง)

ตอนที่ 3 ความร้อนของการละลายของเกลือ 1. ชั่งเกลือประมาณ 10 กรัม ใส่ในบีกเกอร์ขนาด 100 มิลลิลิตร บันทึกน้ําหนักที่แน่นอน 2. เติมน้ําปริมาณ 100 มิลลิลิตร ลงในแคลอรีมิเตอร์ คนสารละลาย 3. บันทึกอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ํา (t1) 4. นําเกลือที่ชั่งไว้ เทลงในแคลอรีมิเตอร์ คนจนละลายหมด 5. บันทึกอุณหภูมิสุดท้ายของสารละลาย (t2) 6. คํานวณหาค่าความร้อนของการละลายของเกลือโดยค้นคว้าค่าความร้อนจําเพาะของสารละลายจาก เอกสารอ้างอิง

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 การดูดกลืนพลังงานความร้อนโดยน้ํา 1. ปริมาณ (น้ําหนัก) ของน้ําในบีกเกอร์ ...... ml. (g) 2. อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ํา ...... ๐C 3. อุณหภูมิสุดท้ายของน้ํา ...... ๐C 4. อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของน้ํา (ข้อ 3 – ข้อ 2) ...... ๐C 5. ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดกลืนโดยน้ํา (ข้อ 1 x ข้อ 4 x 1) ...... cal 6. จํานวนกิโลแคลอรีที่ถูกดูดกลืน ...... Kcal - แสดงการคํานวณหาปริมาณความร้อนที่ถูกดูดกลืนโดยน้ํา (ข้อ 5, ข้อ 6) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ตอนที่ 2 ความร้อนของการหลอมละลายของน้ําแข็ง 1. ปริมาณ (น้ําหนัก) ของน้ําอุ่นที่ใช้ ...... ml (g) ๐ 2. อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ําอุ่น (t1) ...... C ๐ 3. อุณหภูมิสุดท้ายของน้ํา (t2) ...... C 4. อุณหภูมิที่เปลยนแปลงของนี่ ้ํา (ข้อ 3 – ข้อ 2) ...... ๐C 5. ปริมาณน้ําทั้งหมดหลังจากเอาน้ําแข็งที่เหลือออกไป ...... g 6. จํานวนกรัมของน้ําแข็งที่ละลาย (ข้อ 5 – ข้อ 1) ...... g 7. ปริมาณความร้อนที่ใช้ในการหลอมเหลว (ข้อ 1 x ข้อ 4 x 1) ...... cal 8. ปริมาณความร้อนที่ต้องการในการหลอมน้ําแข็ง 1 กรัม ...... cal/g (heat of fusion) - แสดงการคํานวณปริมาณความร้อนที่ใช้ในการหลอมเหลวทั้งหมด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… - แสดงการคํานวณปริมาณความร้อนที่ใช้ในการหลอมเหลวน้ําแข็ง 1 กรัม (heat of fusion) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ตอนที่ 3 ความร้อนของการละลายของเกลือ 1. น้ําหนักของเกลือ ………………. กรัม 2. ปริมาณ (น้ําหนัก) ของน้ําในแคลอรีมิเตอร ์ ………………. กรัม 3. น้ําหนักของสารละลาย (ข้อ 1 + ข้อ 2) ………………. กรัม 4. อุณหภูมิสุดท้ายของสารละลาย …………………. ๐C 5. อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ํา …………………. ๐C 6. อุณหภูมิที่เปลยนแปลงี่ …………………. ๐C 7. ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่คายหรือดูดจากปฏิกิริยา …………………. cal 8. ปริมาณความร้อนของสารละลายต่อกรัมของเกลือ …………………. cal (แสดงเครื่องหมายด้วย) 9. ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายหรือดูดความร้อน ………………….

- แสดงการคํานวณหาปริมาณความร้อนทั้งหมดของปฏิกิริยาการละลายของเกลือ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

- แสดงการคํานวณความร้อนของสารละลายต่อกรัมของเกลือแต่ละชนิด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

บทปฏิบัติการที่ 7 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน

วัตถุประสงค์

1. เพื่อให้นักศึกษามีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน 2. เพื่อเปรียบเทียบความแรงและเรียงลําดับความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ 3. เข้าใจสมการของปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน

ทฤษฎี ปฏิกิริยาออกซิเดชัน – รีดักชัน เป็นปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเลขออกซิเดชันของธาตุ 2 ชนิด ในปฏิกิริยาเดียวกัน ซึ่งเกิดจากการให้หรือรับอิเล็กตรอนของธาตุ ปฏิกิริยาที่เกิดมี 2 ปฏิกิริยาเกิดควบคู่กันไป คือปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างโลหะทองแดงกับซิลเวอร์ไอออน ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกิด Cu(s)  Cu2+ + 2 e- ปฏิกิริยารีดักชันที่เกิด 2 Ag+ + 2 e-  2 Ag(s) เมื่อรวมปฏิกิริยาทั้ง 2 จะเกิดปฏิกิริยา Cu(s) + 2 Ag+  Cu2+ + 2 Ag(s) ……..(1)

การเรียงลําดับความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ กระบวนการเกิดออกซิเดชัน – รีดักชัน จะเกี่ยวข้องกับการแข่งขันในการให้หรือรับอิเล็กตรอนโดยที่ ถ้าเป็นตัวออกซิไดส์ที่แรงกว่าก็จะสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนได้มากกว่า และทางกลับกันถ้าเป็นตัวรีดิวซ์ที่ แรงกว่าก็จะสามารถดึงดูดอิเล็กตรอนได้น้อยกว่า เมื่อพิจารณาปฏิกิริยาที่เกิดในสมการ (1) จะเห็นได้ว่า Ag+ สามารถดึงอิเล็กตรอนได้มากกว่า Cu2+ จึงเป็นตัวออกซิไดส์ที่แรงกว่า Cu2+ และพบว่าปฏิกิริยานี้เกิดจริงโดย จะเกิด Ag และสารละลายจะเกิดเป็นสีน้ําเงินของ Cu2+ แต่ถ้าทดลองนํา Cu2+ มาทําปฏิกิริยากับ Ag+ จะไม่มี ปฏิกิริยาเกิดขึ้น ปฏิกิริยาในสมการที่ (1) อาจกล่าวอีกนัยหนึ่งได้ว่า Cu เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่า Ag หรือ Ag+ เป็นตัวออกซิไดส์ที่แรงกว่า Cu2+ สําหรับฮาโลเจน เนื่องจากส่วนใหญ่ให้สีและสามารถละลายในชั้น CCl4 ได้ดีกว่าในน้ํา ดังนั้นการ ทดสอบความแรงของตัวออกซิไดส์ในกลุ่มฮาโลเจนจึงทดลองได้โดยสังเกตสีของฮาโลเจนอิสระที่เกิดในชั้น CCl4 (อยู่ชั้นล่างเนื่องจากมีความถ่วงจําเพาะมากกว่าน้ํา) ดังนี้ Cl2 ไม่มีสี I2 สีม่วง (violet) Br2 สีเหลืองปนส้ม (orange – brown) ตัวอย่าง ปฏิกิริยาระหว่างคลอรีนกับสารละลายไอโอไดด์ที่เกิดในชั้น CCl4 CCl - 4 - 2 I + Cl2  I2 + 2 Cl violet

อุปกรณ์และสารเคม ี

1. หลอดทดลอง 2. แท่งแก้วคน 3. แผ่นทองแดงขนาด 15 x 15 มิลลิเมตร 4. แผ่นสังกะสีขนาด 15 x 15 มิลลิเมตร 5. ตะปูเหล็ก 6. น้ําโบรมีน 7. น้ําคลอรีน 8. คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4) 9. โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO4) 10. สารละลายคอปเปอร์(II) ไนเตรต ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M Cu(NO3)2) 11. สารละลายเฟอร์ริก(III) คลอไรด์ ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M FeCl3) 12. สารละลายไอโอดีน ความเข้มข้น 0.05 M (0.05 M I2) 13. สารละลายไอรอน(II) ไนเตรต ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M Fe(NO3)2) 14. สารละลายโพแทสเซียมโบรไมด์ ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M KBr3) 15. สารละลายโพแทสเซียมเฟอร์โรไซยาไนด์ ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M K3Fe(CN)6) 16. สารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M KI) 17. สารละลายซลเวอริ ์(I) ไนเตรต ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M AgNO3) 18. สารละลายซิงค์(II) ไนเตรต ความเข้มข้น 0.1 M (0.1 M (Zn(NO3)2) 19. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ความเข้มข้น 6 M (6 M HCl) 20. สารละลายโซเดียมคลอไรด์ ความเข้มข้น 6 M (6 M NaCl)

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การทดสอบความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ในกลุ่มโลหะ 1. ตัดชิ้นโลหะทองแดงเป็นชิ้นเล็กๆ ใส่ในหลอดทดลอง 2 หลอด หลอดที่ 1 เติม Zn2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร หลอดที่ 2 เติม Fe2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร เขย่าและสังเกตผลการทดลอง 2. ตัดชิ้นโลหะสังกะสีเป็นชิ้นเล็กๆ ใส่ในหลอดทดลอง 2 หลอด หลอดที่ 1 เติม Cu2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร หลอดที่ 2 เติม Fe2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร เขย่าและสังเกตผลการทดลอง 3. นําตะปูเหล็กใส่ในหลอดทดลอง 2 หลอด หลอดที่ 1 เติม Cu2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร หลอดที่ 2 เติม Zn2+ ลงไป 1 มิลลิลิตร เขย่าและสังเกตผลการทดลอง

ตอนที่ 2 การทดสอบความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ในกลุ่มฮาโลเจน 1. ผสมสารละลายฮาโลเจนหลอดละ 5 หยด กับสารละลายเฮไลด์ความเข้มข้น 0.1 M หลอดละ 1 มิลลิลิตร และ CCl4 หลอดละ 1 มิลลิลิตร โดยจับคู่สารผสมกันทั้งหมด 6 หลอด ดังต่อไปนี้

หลอดที่ สารละลายฮาโลเจน สารละลายเฮไลด์ 1 Br2 NaCl 2 Br2 KI 3 Cl2 KBr 4 Cl2 KI 5 I2 NaCl 6 I2 KBr

2. เขย่าสารผสมทั้ง 6 หลอดแรงๆ หลายๆ ครั้ง แล้วปล่อยให้สารละลายแยกชั้นสักครู่ สังเกตและ บันทึกสีที่เกิดขึ้นในชั้น CCl4 (ชั้นล่าง) พร้อมทั้งเปรียบเทียบความแรงของตัวออกซิไดส์

ตอนที่ 3 ปฏิกิริยาระหวางเหล่ ็ก(III) กับเฮไลด์ไอออน 1. ผสมสารละลาย 0.1 M FeCl3 1 มิลลิลิตร, 0.1 M KBr 2 มิลลิลิตร และ CCl4 1 มิลลิลิตร เขย่าและสังเกตสี 2. ผสมสารละลาย 0.1 M FeCl3 1 มิลลิลิตร, 0.1 M KI 2 มิลลิลิตร และ CCl4 1 มิลลิลิตร เขย่า และสังเกตสี 3. เติม K3Fe(CN)6 ลงไป 5 หยด ลงในหลอดทดลองข้อ 1 และ 2 พร้อมทั้งเขย่า สังเกตสีที่เกิดขึ้นใน 2+ ชั้นบน ถ้ามี Fe อยู่จะให้ตะกอนสีน้ําเงินเข้มของ Fe3 (Fe(CN)6)2

ตอนที่ 4 ปฏิกิริยาระหวางแมงกาน่ ีส (II) กับเปอร์แมงกาเนตไอออน 1. เติม KMnO4 ประมาณ 0.1 กรัม ใส่ในหลอดทดลอง 2. เติม 6 M HCl ลงไป 3 มิลลิลิตร แล้วอุ่นสารละลาย 3. สังเกตสีและกลิ่นที่เกิดในหลอดทดลอง

ตอนที่ 5 ปฏิกิริยาระหวางฮาโลเจนก่ ับโลหะ 1. ตัดชิ้นโลหะทองแดงใส่หลอดทดลอง 1 ชิ้น เติมน้ําโบรมีนลงไป 10 มิลลิลิตร เขย่าสักครู่ แช่ หลอดทดลองในอ่างน้ําร้อนเพื่อไล่โบรมีนอิสระที่เหลืออยู่ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังสมการ 2+ - Cu + Br2  Cu + 2 Br 2. ทดสอบ Cu2+ ที่เกิดขึ้นโดยแบ่งสารละลายในข้อ 1 ออกเป็น 2 ส่วนเท่าๆ กันโดย 2+ 2+ ส่วนที่ 1 ทดสอบ Cu โดยเติม 6 M NH4OH ลงไป 1 มิลลิลิตร ถ้ามี Cu จะให้สารละลายสี 2+ ฟ้าของ [Cu(NH3)4] - - ส่วนที่ 2 ทดสอบ Br โดยเติม 0.1 M AgNO3 ลงไป 1 มิลลิลิตร ถ้ามี Br จะให้ตะกอนสีขาว นวลของ AgBr

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 การทดสอบความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ในกลุ่มโลหะ

คู่โลหะและไอออนของโลหะ ผลที่สังเกต สมการไอออนิก Cu + Zn2+ Cu + Fe2+ Zn + Cu2+ Zn + Fe2+ Fe + Cu2+ Fe + Zn2+

โลหะคู่ใดเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่ากัน ทองแดงกับสังกะสี ...... ตะกั่วกับทองแดง ...... ตะกั่วกับสังกะสี ......

ตอนที่ 2 การทดสอบความแรงของตัวออกซิไดส์และตัวรีดิวซ์ในกลุ่มฮาโลเจน

หลอดที่ สารละลาย ผลการทดลอง (สีในชั้น CCl4) สมการไอออนิกสุทธิ - 1 Br2 และ Cl - 2 Br2 และ I - 3 Cl2 และ Br - 4 Cl2 และ I - 5 I2 และ Cl - 6 I2 และ Br

จากผลการทดลองเรียงลําดับ ความแรงของตัวออกซิไดส์จากน้อยไปมาก ...... ความแรงของตัวรีดิวซ์จากน้อยไปมาก ......

ตอนที่ 3 ปฏิกิริยาระหว่างเหล็ก (III) กับเฮไลด์ไอออน

สารละลาย สีของสารละลาย ก่อนเติม K3Fe(CN)6 หลังเติม K3Fe(CN)6 ชั้น CCl4 ชั้นน้ํา ชั้น CCl4 ชั้นน้ํา FeCl3 + KBr

FeCl3 + KBr

- จงเขียนสมการไอออนิกของปฏิกิริยาระหว่างเหล็ก (III) กับเฮไลด์ไอออนตามผลการทดลองที่ได้ เหล็ก (III) กับไอโอไดด์ไอออน ...... เหล็ก (III) กับโบรไมด์ไอออน ...... - จากผลการทดลองเรียงลําดับ ความแรงของตัวออกซิไดส์จากน้อยไปมาก ...... ความแรงของตัวรีดิวซ์จากน้อยไปมาก ......

ตอนที่ 4 ปฏิกิริยาระหวางแมงกาน่ ีส(II) กับเปอร์แมงกาเนตไอออน - - - ผลการทดลองจากการผสม MnO4 กับ Cl ในสารละลายกรด …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… - สมการที่เกิดจากปฏิกิริยา …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… - ในปฏิกิริยานี้ ตัวออกซิไดส์คือ ...... ตัวรีดิวซ์คือ ......

ตอนที่ 5 ปฏิกิริยาระหวางฮาโลเจนก่ ับโลหะ

การทดสอบ ผลการทดลอง Cu2+

Br-

- สมการที่เกิดจากปฏิกิริยา …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

คําถามทายการทดลอง้

1. จากสมการต่อไปนี้ จงจัดลําดับของตัวออกซิไดส์หรือตัวรีดิวซ์ต่อไปนี้ (A, B, C และ D เป็นรูปของ ไอออนที่มีประจุ 2) B2+ + D  D2+ + B B2+ + A  D2+ + C  C2+ + D

บทปฏิบัติการที่ 8 เซลล์ไฟฟ้าเคมี

วัตถุประสงค ์ 1. เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจหลักการของเซลล์กัลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ 2. สามารถคํานวณหาค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าเคมีได้

หลักการ ไฟฟ้าเคมีเกี่ยวข้องกับกระบวนการของปฏิกิริยาเคมีที่ทําให้เกิดพลังงานไฟฟ้าและกระบวนการใช้ พลังงานทําให้เกิดปฏิกิริยาเคมีโดยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox reaction) ประกอบด้วย ปฏิกิริยาครึ่งเซลล์ออกซิเดชันและครึ่งเซลล์รีดักชัน Fe (s)  Fe 2+(aq) + 2e- ปฏิกิริยาครึ่งเซลล์ออกซิเดชัน 2+ - Cu (aq) + 2e  Cu (s) ปฏิกิริยาครึ่งเซลล์รีดักชัน Fe (s) + Cu 2+(aq)  Fe2+(aq) + Cu (s) ปฏิกิริยารีดอกซ ์ ครึ่งเซลล์ออกซิเดชัน (oxidation reaction) เป็นปฏิกิริยาที่ธาตุหรือไอออนมีการให้ e- แก่อะตอมอื่น ทําให้เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น เรียกธาตุหรือไอออนนั้นว่าตัวรีดิวซ์ (เช่น Fe) ครึ่งเซลล์รีดักชัน (reduction) เป็นปฏิกิริยาที่ธาตุหรือไอออนมีการรับ e- จากอะตอมอื่นทําให้เลข ออกซิเดชันลดลง เรียกธาตุหรือไอออนนั้นว่าตัวออกซิไดซ์ (เช่น Cu2+) เซลล์ไฟฟ้าเคมี คืออุปกรณ์ที่ทําให้มีการเคลื่อนที่ของ e- ที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยารีดอกซ์ไหลผ่านตัวนํา ไฟฟ้า ปฏิกิริยารีดอกซ์อาจเกิดขึ้นเองหรือเกิดขึ้นเมื่อให้พลังงานไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ ส่วนประกอบสําคัญใน เซลล์ไฟฟ้าเคมีมี 4 ส่วน ดังนี้ 1. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ (electrolyte) เป็นสารละลายที่แตกตัวเป็นไอออนและยอมให้ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ เช่น สารละลายของเกลือคอปเปอร์ซัลเฟต 2. สะพานเกลือ (salt bridge) ซึ่งเตรียมจากการนําเกลือที่ละลายน้ําได้ดีและมีไอออนบวกกับ ไอออนลบเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกัน (เช่น KCl, KNO3) มาละลายน้ํา เติมวุ้นลงไปทําให้ละลายเป็นเนื้อ เดียวกันโดยการให้ความร้อนแล้วเทลงในหลอดแก้วรูปตัวยู ทิ้งให้เย็น 3. ขั้วไฟฟ้า (electrode) เป็นโลหะที่จุ่มอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งขั้วไฟฟ้าอาจทําหน้าที่เป็น แอโนด (anode) เป็นขั้วไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน หรือขั้วแคโทด (cathode) เป็นขั้วไฟฟ้าที่ เกิดปฏิกิริยารีดักชัน 4. โวลต์มิเตอร์ (voltmeter) เป็นเครื่องบอกว่าเข็มของโวลต์มิเตอร์เบนไปในทิศทางเดียวกับการ ไหลของ e- เมื่อมีการเคลื่อนที่ของ e- เกิดขึ้นย่อมมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ ของ e- เซลล์ไฟฟ้าเคมีแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ เซลล์กัลวานิก (galvanic cell) และเซลล์อิเล็กโทรไลต์ (electrolytic cell) เซลล์กัลวานิก คือเซลล์ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า เช่น เซลล์แดเนียล (daniell cell)

digital voltmeter

1.06 V

ภาพที่ 8.1 แสดงเซลล์กัลวานิก

เซลล์อิเล็กโทรไลต์ คือเซลล์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานเคมี ในกรณีที่ปฏิกิริยาเคมีไม่ สามารถเกิดขึ้นได้เองต้องให้พลังงานไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ แหล่งให้พลังงานไฟฟ้าคือแบตเตอรี่ + -

แบตเตอรี่

Cu โลหะที่ต้องการชุบ

0.5 M CuSO4

ภาพที่ 8.2 แสดงเซลล์อิเล็กโทรไลต์

การคํานวณศกยั ์ไฟฟ้าของเซลล ์ 0 0 0 Ecell = E red (cathode) - E red (anode)

ตารางที่ 8.1 ค่า standard reduction potential ที่ 25 ๐C

Half – reduction ศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล ์ (V) 2+ - Zn (aq) + 2e  Zn (s) - 0.76 Fe2+(aq) + 2e-  Fe (s) - 0.44 Pb2+(aq) + 2e-  Pb (s) - 0.13 + - 2H (aq) + 2e  H2 (s) - 0.00 Cu2+(aq) + 2e-  Cu (s) + 0.34 Fe3+(aq) + e-  Fe2+ (aq) + 0.77

อุปกรณ์และสารเคมี 1. โวลต์มิเตอร์ พร้อมสายไฟ 2. บีกเกอร์ ขนาด 100 มิลลิลิตร 3. บีกเกอร์ ขนาด 50 มิลลิลิตร 4. แผ่นโลหะทองแดง 5. แผ่นโลหะสังกะสี 6. ตะปูเหล็ก 7. สะพานไอออน 8. กระดาษทราย 9. แบตเตอรี่ ขนาด 9 โวลต์ 10. สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต เข้มข้น 1 M (1 M CuSO4) 11. สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต เข้มข้น 0.5 M (0.5 M CuSO4) 12. สารละลายซิงก์ซัลเฟต เขมข้ ้น 1 M (1 M ZnSO4) 13. สารละลายเฟอร์รัสซลเฟตั เข้มข้น 1 M (1 M FeSO4)

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 เซลล์กัลวานิก 1. ใช้กระดาษทรายขัดแผ่นโลหะทองแดง สังกะสี และตะปูเหล็กใหสะอาด้ 2. ตวงสารละลายทั้ง 3 ชนิด ที่มีความเข้มข้น 1 M ปริมาณ 80 มิลลิลิตร ใส่ในบีกเกอร์ทั้งสามใบ ใบที่ 1 ใช้สายไฟคีบแผ่นทองแดงจุ่มลงในบีกเกอร์ที่มี 1 M CuSO4 ใบที่ 2 ใช้สายไฟคีบแผ่นสังกะสีจุ่มลงในบีกเกอร์ที่มี 1 M ZnSO4 ใบที่ 3 ใช้สายไฟคีบตะปูจุ่มลงในบีกเกอร์ที่มี 1 M FeSO4 3. นําบีกเกอร์ใบที่ 1 และใบที่ 2 มาวางใกล้กัน แล้วใช้สะพานไอออนเชื่อมระหว่างบีกเกอร์ทั้งสอง ต่อสายไฟที่คีบแผ่นทองแดงและสังกะสีเข้ากับโวลต์มิเตอร์ สังเกตโวลต์มิเตอร์ว่าเข็มเบนไปทางขั้วโลหะใด อ่านค่าความต่างศักย์ บันทึกผล 4. ทําการทดลองเหมือนข้อ 3 แต่เปลี่ยนเซลล์กัลวานิกดังนี้ - บีกเกอร์ใบที่ 1 ต่อกับบีกเกอร์ใบที่ 3 - บีกเกอร์ใบที่ 2 ต่อกับบีกเกอร์ใบที่ 3

ตอนที่ 2 การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า 1. ขัดผิวโลหะทองแดงและโลหะที่ต้องการชุบด้วยกระดาษทรายจนสะอาด ล้างน้ําและเช็ดให้แห้ง 2. นําสายไฟคีบแผ่นโลหะทองแดงและโลหะที่ต้องการชุบให้อยู่ตรงกันข้ามกันในบีกเกอร์ขนาด 50 มิลลิลิตร 3. ต่อแผ่นโลหะทองแดงเข้ากับขั้วบวกและโลหะที่ต้องการชุบเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่ บันทึก ลักษณะของแผ่นโลหะทองแดงและโลหะที่ต้องการชุบ 4. เติมสารละลาย 0.5 M CuSO4 ปริมาณ 40 มิลลิลิตร และเริ่มจับเวลาทันที 5. สังเกตผิวของโลหะทั้งสองหลังจากเวลาผ่านไป 5 นาที บันทึกผล 6. ปลดขั้วแบตเตอรี่ออกจากโลหะทั้งสองแล้วต่อใหม่โดยสลับขั้ว สังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น บนผิวโลหะทั้งสองนาน 5 นาที บันทึกผล แล้วปลดขั้วแบตเตอรี่ออก

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 เซลล์กัลวานิก

ขั้วไฟฟ้า Cu – Zn Cu – Fe Fe – Zn 1. ศักย์ไฟฟ้าจากการทดลอง (โวลต์) 2. ศักย์ไฟฟ้าจากการคํานวณ (โวลต์) 3. ทิศทางของกระแสไฟฟ้า 4. โลหะที่เปนข็ ั้วแอโนด 5. โลหะที่เปนข็ ั้วแคโทด 6. สมการครึ่งเซลล์ออกซิเดชัน 7. สมการครึ่งเซลล์รีดักชัน 8. สมการแสดงปฏิกิริยารีดอกซ์

ตอนที่ 2 การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

ผลที่ได้จากการสังเกต เวลา ผิวของทองแดง ผิวของโลหะที่ต้องการชุบ เริ่มต้น 5 นาทีแรก เมื่อสลับขั้ว 5 นาท ี

คําถามทายการทดลอง้ 1. ถ้าใช้ Fe2(SO4)3 แทน FeSO4 ในการทดลองของเซลล์ทองแดง – เหล็ก นักศึกษาคิดว่าศักย์ไฟฟ้าที่ วัดได้จะเปลี่ยนไปหรือไม่ 2. จากการทดลองตอนที่ 2 จงเขียนสมการของการเคลือบหรือชุบผิวของโลหะด้วยทองแดง (สมการรี ดอกซ์) 3. จากการทดลองตอนที่ 2 เมื่อต่อโลหะตะปูเข้าที่ขั้วลบ และต่อแผ่นทองแดงเข้าที่ขั้วบวกของ แบตเตอรี่ โลหะชนิดใดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชัน

บทปฏิบัติการที่ 9 การวิเคราะห์สารเคมีในชีวิตประจําวันเชิงคุณภาพ

วัตถุประสงค ์ 1. เพื่อศึกษาวิเคราะห์สารเคมีที่ใช้ในชีวิตประจําวันโดยอาศัยคุณสมบัติการละลาย การเกิดปฏิกิริยา และการนําไฟฟ้า

หลักการ สารเคมีที่ใช้ภายในบ้าน เช่น เกลือปรุงอาหาร น้ําตาล สารส้ม แป้ง ชอล์ก ผงซักฟอก เป็นต้น มี คุณสมบัติที่แตกต่างกันซึ่งเราสามารถทดสอบเบื้องต้นโดยอาศัยสมบัติดังนี้ 1. ประเภททละลายนี่ ้ําไม่ได้ ได้แก่ - ชอล์ก มีองค์ประกอบหลักเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) จะเกิดฟองเมื่อสัมผัสกับกรด - แป้ง เป็นโพลิเมอร์ของกลูโคส (C6H10O5)n จะกลายเป็นสีน้ําเงินเมื่อสัมผัสกับไอโอดีน 2. ประเภททละลายนี่ ้ําได้ ได้แก่ 2.1 การเกิดตะกอนกับสารละลายแอมโมเนีย

- สามารถเกิดตะกอนกับสารละลายแอมโมเนีย เช่น สารส้ม (NH4Al(SO4)2 12H2O) ซึ่งในการ ดองอาหารจะเกิดตะกอนวุ้นสีขาวของอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (Al(OH)3) กับสารละลายแอมโมเนียในน้ํา - ไม่สามารถเกิดตะกอนกับสารละลายแอมโมเนีย เช่น ผงซักฟอก ซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็น โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) ละลายน้ําแล้วมีสมบัติเป็นเบสพอที่จะเปลี่ยนสีของสารละลายฟีนอล์ฟทาลีนจาก ใส – ไม่มีสีเป็นสีชมพู นอกจากนี้ยังสามารถเกิดฟองแก๊สเช่นเดียวกับชอล์กเมื่อสัมผัสกับกรด 2.2 การนําไฟฟ้า สําหรับเกลือปรุงอาหาร ซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และน้ําตาล ซึ่งมี องค์ประกอบหลักคือซูโครส (C12H22O11) สามารถละลายน้ําได้เช่นเดียวกัน แต่สารละลายของเกลือปรุงอาหาร จะนําไฟฟ้าได้ในขณะที่สารละลายน้ําตาลนําไฟฟ้าไม่ได้เนื่องจากโซเดียมคลอไรด์เมื่อละลายน้ําแล้วสามารถ แตกตัวเป็นไอออนได้แต่ซูโครสเมื่อละลายน้ําแล้วไม่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้

อุปกรณ์และสารเคมี 1. หลอดทดลอง 2. เครื่องวัดค่าการนําไฟฟ้า 3. สารละลายแอมโมเนีย (NH4OH) 4. สารละลายกรดอะซีติก (CH3COOH) 5. สารละลายไอโอดีน (I2) 6. ฟีนอล์ฟทาลีน 7. ชอล์ก 8. แป้ง 9. ผงซักฟอก 10. เกลือปรุงอาหาร 11. น้ําตาล 12. สารส้ม 62

วิธีการทดลอง 1. ทดสอบการละลายน้ํา ให้ตักสารตัวอย่างเท่าเมล็ดถั่วเขียวใส่ในหลอดทดลอง จากนั้นเติมน้ํากลั่น ลงไป 10 มิลลิลิตร เขย่าให้เข้ากัน สังเกตการละลาย บันทึกผล 2. ทดสอบการทําปฏิกิริยากับกรด ให้ตักสารตัวอย่างเท่าเมล็ดถั่วเขียวใส่ในหลอดทดลอง จากนั้น เติมสารละลาย CH3COOH ลงไป 2 – 3 หยด เขย่าให้เข้ากัน สังเกตและบันทึกผล 3. ทําเช่นเดียวกับข้อ 2 แต่เปลี่ยนสารละลาย CH3COOH เป็นฟีนอล์ฟทาลีน, สารละลายแอมโมเนีย และสารละลายไอโอดีน สังเกตและบันทึกผล 4. ทดสอบการนําไฟฟ้า โดยสังเกตว่าเข็มเบนหรือไม่เมื่อจุ่มปลายโลหะของเครื่องวัดค่าการนําไฟฟ้า ลงในสารละลายที่นํามาทดสอบ

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง

การทดสอบ สารตัวอยาง่ การทําปฏิกิริยากับ การละลายน้ํา การนําไฟฟ้า CH3COOH ฟีนอล์ฟทาลีน NH4OH I2

บทปฏิบัติการที่ 10 การหาความกระด้างของน้ํา

วัตถุประสงค ์ 1. หาความกระด้างของน้ําโดยการไทเทรตแบบเกิดสารประกอบเชิงซ้อนได้ทั้งความกระด้างชั่วคราว และความกระด้างถาวร 2. คํานวณหาความกระด้างของน้ํา

หลักการ น้ํากระด้าง หมายถึงน้ําที่ประกอบด้วยไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมซึ่งละลายอยู่ในรูปของ เกลือไฮโดรเจนคาร์บอเนต คลอไรด์ และซัลเฟต น้ํากระด้างที่เกิดเนื่องมาจากไฮโดรเจนคาร์บอเนต เช่น Ca(HCO3)2 และ Mg(HCO3)2 เมื่อนํามาต้มจะเกิดตะกอนที่อยู่ในรูปของ CaCO3 และ MgCO3 น้ํากระด้างนี้ เรียกว่าน้ํากระด้างชั่วคราว (temporary hardness) ส่วนน้ํากระด้างที่เกิดเนื่องจากเกลือคลอไรด์และเกลือ ซัลเฟต เมื่อมาต้มก็จะไม่สามารถตกตะกอนแยกแคลเซียมและแมกนีเซียมออกมาได้ น้ํากระด้างที่เกิดเนื่องจาก เกลือคลอไรด์และเกลือซัลเฟตนี้เรียกว่าน้ํากระด้างถาวร (permanent hardness) การหาความกระด้างของน้ําจะเป็นการหาปริมาณรวมของแคลเซียมและแมกนีเซียมและไอออนต่างๆ ทั้งหมดที่เป็นสาเหตุของการทําให้น้ํากระด้าง ซึ่งในการคํานวณผลที่ได้จะคํานวณผลออกมาเป็นปริมาณของ CaCO3 ซึ่งจํานวนโมลของแคลเซียมที่คํานวณได้จะมีค่าเท่ากับจํานวนโมลของไอออนและโลหะต่างๆ ทั้งหมด การรายงานผลที่ได้จะรายงานเป็นจํานวนมิลลิกรัมของ CaCO3 ในน้ํา 1 ลิตร หรือ ppm ในการทดลองถ้า ต้องการหาความกระด้างของน้ําที่เนื่องมาจากความกระด้างถาวรทําได้โดยการเอาน้ําตัวอย่างไปต้มแล้วกรอง น้ําเพื่อแยกตะกอน MgCO3 และ CaCO3 แล้วนํามาไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน EDTA ถ้านําความ กระด้างถาวรที่ทดลองได้หักออกจากความกระด้างทั้งหมดที่หาได้ก็จะได้ความกระด้างชั่วคราว เราแบ่งชนิด ของน้ําตามปริมาณความกระด้างของน้ําได้ดังนี้ ชนิดของน้ํา ความกระด้างของน้ํา (T.H.) น้ําอ่อน (soft water) 0 – 60 ppm น้ํากระด้างปานกลาง (moderately hard) 16 – 120 ppm น้ํากระด้าง 121 – 180 ppm น้ํากระด้างมาก มากกว่า 180 ppm * T.H. หมายถึง ความกระด้างของน้ําทั้งหมด (total hardness)

การวิเคราะห์หาความกระด้างของน้ําสามารถทําได้โดยใช้เทคนิคของการไทเทรตแบบเกิดสารประกอบ เชิงซ้อน เพราะไอออนที่ทําให้น้ําเกิดการกระด้างสามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับคอมเพลกซิงเอเจนต์ที่ใช้ เป็นไทแทรนต์ได้ดี EDTA จะรวมกับไอออนของโลหะเช่น แมกนีเซียม แคลเซียม เกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ละลาย น้ําและอยู่ตัว แคลเซียมจะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับ EDTA ที่อยู่ตัวมากกว่าแมกนีเซียม และแมกนีเซียมเกิด สารประกอบเชิงซ้อนกับอิริโอโครมแบล็คที (eriochrome black T) ซึ่งเป็นอินดิเคเตอร์ชนิดกรดอ่อนได้ดีกว่า แคลเซียม สีของอินดิเคเตอร์ตัวนี้จะเป็นสีน้ําเงิน เมื่อเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับแมกนีเซียมจะให้สีองุ่นแดง แต่ในสารละลายที่มีแมกนีเซียมเพียงอย่างเดียว เมื่อไทเทรตกับ EDTA โดยมีอิริโอโครมแบล็คทีอยู่ด้วยจะไม่มี 66

การเปลี่ยนแปลงสีเกิดขึ้นแต่ถ้ามีแมกนีเซียมอยู่ด้วยเพียงเล็กน้อยจะเห็นการเปลี่ยนแปลงสีจากองุ่นแดงไปเป็น สีน้ําเงินที่จุดยุติ การไทเทรตแบบเกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่ได้ผลดีและหาจุดยุติของการไทเทรตได้ง่ายคือการไทเทรต ที่สามารถเกิดปฏิกิริยาระหว่างไอออนของโลหะกับลิแกนด์ในอัตราส่วน 1 : 1 จะต้องเป็นลิแกนด์ชนิด multidentate ligand สารประกอบที่สามารถทําหน้าที่เป็นลิแกนด์ชนิดนี้ได้คือสารประกอบอินทรีย์ ลิแกนด์ที่ นิยมใช้ในการไทเทรตแบบนี้มากที่สุดคือ EDTA ไอออนของโลหะเกือบทุกชนิดสามารถเกิดสารประกอบ เชิงซ้อนกับ EDTA ได้โดยมีความคงตัวที่ pH ต่างๆ กันทําให้การควบคุม pH ของสารละลายสามารถเกิดการ เลือกชนิดไอออนของโลหะในการไทเทรตได้

อุปกรณ์และสารเคมี 1. ปิเปต 2. บิวเรตพร้อมขาตั้ง 3. ขวดรูปชมพู่ 4. ขวดวัดปริมาตร 5. สารละลายมาตรฐาน 0.01 F EDTA ชั่งเกลือไดอะโซเดียมของ EDTA (NaH4Y•2H2O) หนักประมาณ 1.8 กรัม ละลายในน้ํากลั่นให้มี ปริมาตร 500 มิลลิลิตร 6. สารละลายมาตรฐานปฐมภูมิ 0.01 F CaCO3 ชั่ง CaCO3 ชนิด A.R. เกรด ที่อบแห้งแล้วอย่างละเอียดประมาณ 0.2 กรัม บันทึกน้ําหนักที่ แน่นอน ละลายใน 0.1 F HCl พยายามใช้ HCl ให้น้อยที่สุดเท่าที่จะละลาย CaCO3 ได้ จนสารละลายใส – ไม่มีสี (อุ่นให้ร้อนถ้าจําเป็น) เจือจางสารละลายที่ได้ด้วยน้ํากลั่นในขวดวัดปริมาตรขนาด 250 มิลลิลิตร จน พอดีขีด เขย่าสารละลาย 7. สารละลายบัฟเฟอร์ pH 10 ผสม NH4Cl 6.8 กรัม กับ Conc. NH4OH 57 มิลลิลิตร แล้วเจือจางสารละลายที่ได้จนมีปริมาตร เป็น 100 มิลลิลิตร 8. อินดิเคเตอร์อิริโอโครมแบล็คที ใช้อิริโอโครมแบล็คที 0.1 กรัม และ hydroxylamine hydrochloride 1 กรัม ผสมกับ methanol 10 มิลลิลิตร 9. ตัวอย่างน้ําบาดาล

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1 การหาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายมาตรฐาน 0.01 F EDTA 1. เตรียมสารละลายมารฐานปฐมภูมิ 0.1 M CaCO3 ปริมาณ 100 มิลลิลิตร 2. ปิเปตสารละลายมาตรฐานปฐมภูมิ CaCO3 มา 25 มิลลิลิตร ใส่ลงในขวดรูปชมพู่ขนาด 250 มิลลิลิตร เติมสารละลายบัฟเฟอร์ pH 10 ลงไป 10 มิลลิลิตร (เติมในตู้ควัน) หยดอินดิเคเตอร์อิริโอโครมแบล็ค ทีลงไป 2 – 3 หยด 3. นําสารละลายที่ได้ไปไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน EDTA สารละลายจะเปลี่ยนจากสีองุ่นแดง ไปเป็นสีน้ําเงิน ทําการทดลองซ้ําอีก 2 ครั้ง บันทึกผล 4. คํานวณหาความเข้มข้นที่แท้จริงของสารละลาย EDTA

ตอนที่ 2 การหาความกระด้างของน้ําทั้งหมด (total hardness) 1. ปิเปตตัวอย่างน้ํามา 50 มิลลิลิตร ใส่ลงในขวดรูปชมพู่ขนาด 250 มิลลิลิตร เติมสารละลาย บัฟเฟอร์ pH 10 ลงไป 10 มิลลิลิตร เติมอิริโอโครมแบล็คทีลงไป 3 – 4 หยด 2. นําสารละลายที่ได้ไปไทเทรตด้วยสารละลายมาตรฐาน 0.01 M EDTA จนสารละลายเปลี่ยนจาก สีองุ่นแดงไปเป็นสีน้ําเงิน ทําการทดลองซ้ําอีก 2 ครั้ง บันทึกผล 3. คํานวณความกระด้างของน้ําทั้งหมดเป็น ppm ของ CaCO3 ในน้ํา 1 ลิตร * ถ้าตัวอย่างน้ํามีไอออนของโลหะอื่นปนอยู่ด้วย เช่น ทองแดง เหล็ก อลูมิเนียม และแมงกานีส ไอออนเหล่านี้จะรบกวนการหาความกระด้างของน้ําเพราะจะทําให้การสังเกตสีที่จุดยุติไม่ชัดเจน แก้ไขการ รบกวนโดยการเติมสารละลาย KCN และกรดแอสคอร์บิกลงไปด้วยก่อนทําการไทเทรต ยกเว้นการรบกวนที่ เกิดจากอลูมิเนียมเท่านั้นที่แก้ไขโดยการเติมสารละลายไตรเอทาโนลามีน (triethanolamine)

ตอนที่ 3 การหาความกระด้างถาวรของน้ํา (permanent hardness) 1. นําตัวอย่างน้ํามา 250 มิลลิลิตร ใส่ลงในบีกเกอร์ขนาด 500 มิลลิลิตร ต้มให้เดือดเบาๆ เป็นเวลา 20 – 30 นาที ตั้งทิ้งไว้ให้เย็น นําไปกรองใส่ในขวดวัดปริมาตรขนาด 250 มิลลิลิตร โดยไม่ต้องล้างกระดาษ กรอง เจือจางสารตัวอย่างในขวดวัดปริมาตรด้วยน้ํากลั่นจนมีปริมาตรถึงขีด เขย่าให้ทั่ว 2. ปิเปตน้ําตัวอย่างในขวดวัดปริมาตรใส่ในขวดรูปชมพู่ 50 มิลลิลิตร เติมสารละลายบัฟเฟอร์ pH 10 ลงไป 10 มิลลิลิตร เติมสารละลายอินดิเคเตอร์อิริโอโครมแบล็กทีลงไป 3 – 4 หยด 3. ไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน EDTA จนสารละลายเปลี่ยนจากสีองุ่นแดงเป็นสีน้ําเงิน ทําการ ทดลองซ้ําอีก 2 ครั้ง บันทึกผล 4. คํานวณความกระด้างถาวรของน้ํา

ตอนที่ 4 การหาความกระด้างชั่วคราวของน้ํา (temporary hardness) ความกระด้างชั่วคราวของน้ําหาได้จากความกระด้างของน้ําทั้งหมดในตอนที่ 2 – ความกระด้างของน้ํา ถาวรในตอนที่ 2

ตัวอย่างการบันทึกข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์และการคํานวณ ตอนที่ 1 การหาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายมาตรฐาน 0.01 F EDTA น้ําหนักของ CaCO3 = 0.2507 กรัม - หาความเข้มข้นของ CaCO3 การคํานวณ g = CV M 1000 0.2507 = C x 250 100.09 1000 C = 0.01002 - หาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายมาตรฐาน EDTA

ปริมาณสารละลาย ไทแทรนต์ EDTA (cm3) การเปลี่ยนแปลงสีของ ปฐมภูมิ CaCO3 อินดิเคเตอร์ 3 1 2 3 เฉลี่ย อินดิเคเตอร์ (cm ) 25.00 25.30 25.35 25.30 25.33 eriochrom สารละลายสแดงี – องุ่น --> black – T สารละลายสีน้ําเงิน การคํานวณ 3 3 จากการทดลอง CaCO3 25.0 cm ทําปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน EDTA 25.33 cm 2+ 2- 2- + Ca + H2Y  CaY + 2 H จํานวนโมลของ CaCO3 = จํานวนโมลของ EDTA C1V1 = C2V2 1000 1000 0.01002 x 25.0 = C2 x 25.33 1000 1000 C2 = 0.009889 = 9.889 x 10-3

ตอนที่ 2 การหาความกระด้างของน้ําทั้งหมด (total hardness)

ปริมาณตัวอย่างน้ํา ไทแทรนต์ EDTA (cm3) การเปลี่ยนแปลงสีของ อินดิเคเตอร์ (cm3) 1 2 3 เฉลี่ย อินดิเคเตอร์ 50.0 10.30 10.30 10.25 10.28 eriochrom สารละลายสแดงี – องุ่น --> black – T สารละลายสีน้ําเงิน

การคํานวณ จากการทดลองน้ําตัวอย่าง 50.0 cm3 ทําปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน EDTA 10.28 cm3 จํานวนโมลของสารละลายตัวอย่าง = จํานวนโมลของ EDTA C1V1 = C2V2 1000 1000 -3 C1 x 50.0 = 9.889 x 10 x 10.28 1000 1000 -3 C1 = 2.033 x 10

การรายงานความกระด้างของน้ําให้รายงานเป็นจํานวน ppm ของ CaCO3 g = CV M 1000 g = 2.033 x 10-3 x 1000 100.09 1000 g = 203.48 x 10-3 กรัม / ลิตร = 203.48 มิลลกริ ัม / ลิตร แสดงว่าความกระด้างทั้งหมดของน้ําตัวอย่าง = 203.48 ppm

ตอนที่ 3 การหาความกระด้างถาวรของน้ํา (permanent hardness)

ปริมาณตัวอย่างน้ํา ไทแทรนต์ EDTA (cm3) การเปลี่ยนแปลงสีของ อินดิเคเตอร์ (cm3) 1 2 3 เฉลี่ย อินดิเคเตอร์ 50.0 4.75 4.70 4.65 4.70 eriochrom สารละลายสแดงี – องุ่น --> black – T สารละลายสีน้ําเงิน

การคํานวณ จากการทดลองน้ําตัวอย่าง 50.0 cm3 ทําปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐาน EDTA 4.70 cm3 จํานวนโมลของสารละลายตัวอย่าง = จํานวนโมลของ EDTA C1V1 = C2V2 1000 1000 -3 C1 x 50.0 = 9.889 x 10 x 4.70 1000 1000 -4 C1 = 9.296 x 10 การรายงานความกระด้างของน้ําให้รายงานเป็นจํานวน ppm ของ CaCO3 g = CV M 1000 g = 9.296 x 10-4 x 1000 100.09 1000 g = 930.4 x 10-4 กรัม / ลิตร = 93.04 มิลลิกรัม / ลิตร แสดงว่าความกระด้างทั้งหมดของน้ําตัวอย่าง = 93.04 ppm

ตอนที่ 4 การหาความกระด้างชั่วคราวของน้ํา (temporary hardness) ความกระด้างชั่วคราว = ความกระด้างทั้งหมด – ความกระด้างถาวร = 203.48 – 93.04 = 110.44 ppm

สรุปผลการคํานวณ ความกระด้างทั้งหมดของน้ําตัวอย่าง = 203.48 ppm ความกระด้างถาวร = 93.04 ppm ความกระด้างชั่วคราว = 110.44 ppm

บันทึกผลการทดลอง

รายงานการทดลองเรื่อง ......

วันที่ทําการทดลอง ......

อาจารย์ผู้ควบคุม ......

วัตถุประสงค์ 1...... 2...... 3...... 4......

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 การหาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายมาตรฐาน 0.01 F EDTA น้ําหนักของ CaCO3 = ...... - หาความเข้มข้นของ CaCO3 การคํานวณ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… - หาความเข้มข้นที่แน่นอนของสารละลายมาตรฐาน EDTA

ปริมาณสารละลายปฐมภูมิ ไทแทรนต์ EDTA (cm3) การเปลี่ยนแปลงสีของ 3 อินดิเคเตอร ์ CaCO3 (cm ) 1 2 3 เฉลี่ย อินดิเคเตอร ์

การคํานวณ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ตอนที่ 2 การหาความกระด้างของน้ําทั้งหมด (total hardness)

ไทแทรนต์ EDTA (cm3) การเปลี่ยนแปลงสีของ ปริมาณตัวอยางน่ ้ํา (cm3) อินดิเคเตอร ์ 1 2 3 เฉลี่ย อินดิเคเตอร ์

ตอนที่ 3 การหาความกระด้างถาวรของน้ํา (permanent hardness)

ตอนที่ 4 การหาความกระด้างชั่วคราวของน้ํา (Temporary hardness) การคํานวณ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เอกสารอ้างอิง

กลุ่มสาขาชีววิทยาประยุกต์และมาตรฐานผลิตภัณฑ์สัตว์. 2555. เอกสารประกอบปฏิบัติการวิชาการตรวจ วิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการเบื้องต้น. คณะเทคนิคการสัตวแพทย์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. ฐิตยา ศรขวัญ. 2548. คู่มือปฏิบัติการหลักเคมีทั่วไป 1. พิมพ์ครั้งที่ 1. ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ปทุมธานี. ฐิตยา ศรขวัญ. 2548. คู่มือปฏิบัติการหลักเคมีทั่วไป 2. พิมพ์ครั้งที่ 1. ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ปทุมธานี. ทะยานรุ่ง เหลือสินทรัพย์. ม.ป.ป. ปฏิบัติการเคมี 1. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://e- book.ram.edu/e-book/inside/html/dlbook.asp?code=CM117(L). (24 มกราคม 2556). ธวัชชัย ศรีวิบูลย์ และชุติมา ศรีวิบูรณ์. 2545. ปฏิบัติการเคมีวิเคราะห์. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://e- book.ram.edu/e-book/inside/html/dlbook.asp?code=CH234. (24 มกราคม 2556). นิรนาม. 2550. อินดิเคเตอร์สําหรับกรด – เบส. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/acid-base/C8.HTM (15 กุมภาพันธ์ 2556). ประเสริฐ ศรีไพโรจน์. 2544. เทคนิคทางเคมี. พิมพ์ครั้งที่ 5. สํานักพิมพ์ประกายพรึก. พรพรรณ ผายพิมพ์. 2554. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องแก้ววัดปริมาตร. TPA NEWS Calibration September 2011 No. 177. หน้า 17 – 18. มนนภา เทพสุด. ปฏิบัติการเคมีทั่วไป. สํานักวิชาการศึกษาทั่วไป มหาวิทยาลัยศรีปทุม. มานพ อรัญนารถ และคณะ. 2541. ปฏิบัติการเคมีทั่วไป. พิมพ์ครั้งที่ 4. ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์. สาขาวิชาเคมี สํานักวิชาวิทยาศาสตร์. 2555. ปฏิบัติการเคมีพื้นฐาน. มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์. สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ. 2549. รู้ใช้...รู้เทคนิคในห้องปฏิบัติการ. พิมพ์ครั้งที่ 2. กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. วัชรี ชาติกิตติคุณวงศ์. 2543. ปฏิบัติการเคมี 1. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://e-book.ram.edu/e- book/inside/html/dlbook.asp?code=CH113(H). (24 มกราคม 2556). ศิริรัตน์ จันท์จารุณี. ม.ป.ป. เอกสารประกอบการสอนวิชาเทคนิคทางเคมีอินทรีย์. ภาควิชาเคมี คณะ วิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร. อํานวย อรุณรุ่งอารีย์, กุลยา โอตากะ และพิทยา สีสด. 2548. ปฏิบัติการเคมี 2. [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : http://e-book.ram.edu/e-book/inside/html/dlbook.asp?code=CM118(48). (15 กุมภาพันธ์ 2556). Anonymuos. 2005. Analytical and Top Loading Balance "Denver" model SI-234. [online] : http://nano-machinery.com/catalog/index.php/manufacturers_id/250/sort/2a/ language/th. (15 February 2013). 75

บรรณานุกรม

ประวัติผู้เขียน

ชื่อ – นามสกุล นางสุนันทา ข้องสาย

การศึกษา วท.บ. (เคมี) มหาวิทยาลัยทกษั ิณ : 2543 วท.ม. (เคมีเชิงฟิสิกส์) มหาวทยาลิ ัยสงขลานครินทร ์ : 2547

การทํางาน ปัจจุบันเป็นอาจารย์สังกัดสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการประมง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย วิทยาเขตตรัง รับผิดชอบ สอนรายวิชาเคมี 1 , ปฏิบัติการเคมี 1 , เคมี 2 , ปฏิบัติการเคมี 2 , หลักเคมี , ปฏิบัติการหลักเคมี , เคมีเบื้องต้น , เคมีสําหรับวิศวกร , ปฏิบัติการเคมีสําหรับวิศวกร , เคมีเชิงฟิสิกส์ , ปฏิบัติการเคมีเชิง ฟิสิกส์ , หลักการใช้เครื่องมือ , ปฏิบัติการหลักการใช้เครื่องมือ , เคมีเครื่องสําอาง , การควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรม และ คอมพิวเตอร์สําหรับวิทยาศาสตร์

ประสบการณ์/ความเชี่ยวชาญ มีความเชี่ยวชาญด้านการสังเคราะห์สารประกอบเชิงซ้อนและ วิเคราะห์โครงสร้างตามหลักการทางผลึกศาสตร์ ฤทธิ์ทางชีวภาพ ของสารสกัดจากพืช