| รหัสโครงการ : | R000000436 |
| ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) : | การประเมินคุณภาพด้านโลหะหนักในน้ำและตะกอนท้องน้ำของแม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เพื่อการอนุรักษ์และพัฒนาอย่างยั่งยืน |
| ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) : | Evaluation of Heavy Metal Content in Water and Sediments of Chao Phraya River, Pak Nam Pho, Nakhon Sawan Province for Conservation and Sustainable Development |
| คำสำคัญของโครงการ(Keyword) : | โลหะหนัก, ตะกอนท้องน้ำ, แม่น้ำเจ้าพระยา, ปากน้ำโพ, การแยกส่วนโลหะ |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ : | คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | โครงการวิจัยเดี่ยว |
| ลักษณะย่อยโครงการวิจัย : | ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย |
| ประเภทโครงการ : | โครงการวิจัยใหม่ |
| สถานะของโครงการ : | propersal |
| งบประมาณที่เสนอขอ : | 274000 |
| งบประมาณทั้งโครงการ : | 227,400.00 บาท |
| วันเริ่มต้นโครงการ : | 01 ตุลาคม 2560 |
| วันสิ้นสุดโครงการ : | 30 กันยายน 2561 |
| ประเภทของโครงการ : | งานวิจัยประยุกต์ |
| กลุ่มสาขาวิชาการ : | วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ |
| สาขาวิชาการ : | สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช |
| กลุ่มวิชาการ : | เคมีสิ่งแวดล้อม |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | ระดับชาติ |
| สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ : | สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ |
| สร้างความร่วมมือประหว่างประเทศ GMS : | ไม่สร้างความร่วมมือทางการวิจัยระหว่างประเทศ |
| นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพการศึกษา : | ไม่นำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาณภาพการศึกษา |
| เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต : | ไม่เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต |
| ความสำคัญและที่มาของปัญหา : | แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายหลักของประเทศไทย มีต้นกำเนิดจากแม่น้ำสายใหญ่ 4 สายทางภาคเหนือ ได้แก่ แม่น้ำปิง วัง ยม และน่าน ไหลผ่านจังหวัดต่างๆ เมื่อไหลมาถึงจังหวัดนครสวรรค์เหลือเพียงแม่น้ำ 2 สาย ได้แก่ แม่น้ำปิงและน่านที่ไหลมาบรรจบกันรวมเป็นแม่น้ำเจ้าพระยาที่ตำบลปากน้ำโพ ซึ่งเป็นเขตเทศบาลนครสวรรค์ บริเวณปากน้ำโพจึงเป็นแหล่งรวมน้ำทั้งหมดจากทางภาคเหนือที่ไหลลงสู่ภาคกลางโดยวิถีชีวิตของประชาชนที่อาศัยบริเวณลุ่มแม่น้ำเจ้าพระในช่วงระยะที่ผ่านมามีการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำในลุ่มแม่น้ำอย่างกว้างขวาง ทั้งเพื่อกิจกรรมทางอุตสาหกรรม การเกษตร รวมถึงการอุปโภคบริโภค นอกจากนี้แม่น้ำเจ้าพระยายังถูกใช้เป็นแหล่งน้ำดิบในการผลิตน้ำประปาของการประปานครหลวง การประปาส่วนภูมิภาค เทศบาลและชุมชนต่างๆที่ตั้งอยู่บริเวณริมแม่น้ำจึงนับว่าแม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายสำคัญที่ใช้หล่อเลี้ยงประชากรร่วม 10 ล้านคน จากรายงานผลการตรวจวัดคุณภาพน้ำโดยกรมควบคุมมลพิษ ปี 2558 พบว่าสถานการณ์คุณภาพน้ำในช่วง 10 ปี (ปี 2548-2557) มีแนวโน้มเสื่อมโทรมลง พบว่าคุณภาพน้ำของแม่น้ำทางภาคเหนือโดยรวมมีการปนเปื้อนของแบคทีเรียและสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น รวมทั้งพบการปนเปื้อนของโลหะหนักเล็กน้อยได้แก่ ทองแดงแมงกานีสตะกั่วและแคดเมียม แม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนในปัจจุบันถูกจัดให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานแหล่งน้ำผิวดินประเภทที่ 3 คือ พอใช้ ซึ่งมีคุณภาพลดต่ำลงจากเดิมที่อยู่ในเกณฑ์ดี นอกจากนี้พบว่าแม่น้ำยมและน่านที่ผ่านพิจิตรลงมาถึงปากน้ำโพมีความเสื่อมโทรมลงมาก หากแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนไม่ได้รับการดูแลและแก้ไขโดยหน่วยงานที่เกี่ยวข้องแล้ว ด้วยอัตราการเจริญเติบโตของประชากรและการประกอบกิจการทั้งภาคอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม คุณภาพน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาจะเสื่อมโทรมลงไปกว่าปัจจุบันอย่างแน่นอน แม้ว่าในเขตภาคเหนือจะไม่ใช่เขตอุตสาหกรรม ประชากรส่วนใหญ่มักประกอบอาชีพเกษตรกรรมทั้งปลูกพืชไร่พืชสวน ปลูกข้าว เลี้ยงปลาในกระชัง เลี้ยงสุกรและสัตว์ปีก ซึ่งในช่วงที่ผ่านมาการทำการเกษตรไม่ได้เป็นแบบวิถีธรรมชาติแล้ว หากแต่ได้มีการนำสารเคมีชนิดต่างๆ มาใช้ช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรโดยขาดการคำนึงถึงผลกระทบระยะยาวต่อทรัพยากรธรรมชาติ คุณภาพน้ำส่วนหนึ่งจึงขึ้นอยู่กับอิทธิพลของกิจกรรมต่างๆ ในบริเวณใกล้เคียงแม่น้ำ ของเสียต่างๆ ที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมบริเวณใกล้เคียง สารตกค้างจากระบบเกษตรกรรมรวมถึงสิ่งสกปรกจากแหล่งทิ้งขยะ และตลาดสดจะถูกชะลงสู่แม่น้ำ โดยของเสียดังกล่าวอาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและกระทบต่อระบบเศรษฐกิจของประชากรในภูมิภาคได้ กล่าวคือสารเคมีที่ใช้ในการเกษตรต่างๆ มักมีโลหะหนักปนเปื้อน อาทิ ปุ๋ยโดยเฉพาะปุ๋ยฟอสเฟต ยากำจัดวัชพืชยาฆ่าแมลง สารเคมีกำจัดหนูที่มีโลหะหนัก เช่น ซิงค์ฟอสเฟต อาหารสัตว์ที่ใช้เลี้ยงสุกร สัตว์ปีก หรือปลาก็อาจมีส่วนผสมที่มีโลหะหนักปนเปื้อนด้วยเช่นกัน นอกจากนี้อุตสาหกรรมขนาดย่อมต่างๆ กิจการโรงงานประเภทซ่อมหรือเคาะพ่นสีรถยนต์ สถานประกอบการอู่ซ่อมรถยนต์หรือรถมอเตอร์ไซค์ ที่ขาดการบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและขาดการควบคุมมาตรฐานการผลิตก็อาจเป็นสาเหตุของการปนเปื้อนโลหะหนักในสิ่งแวดล้อมด้วย เช่น คราบน้ำมันเครื่องเก่ามักมีโลหะหนักปนเปื้อนซึ่งเกิดจากการขัดสีกันของกระบอกสูบเครื่องยนต์ เมื่อถึงช่วงฤดูน้ำหลากเกิดน้ำท่วมน้ำจะชะหน้าดินที่มีสารเคมีและโลหะหนักลงสู่แหล่งน้ำ ซึ่งในช่วงที่ผ่านมาการดำเนินการของภาครัฐส่วนใหญ่ยังมุ่งไปในประเด็นของการแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าในระยะสั้น ทำให้การบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมของทรัพยากรน้ำในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาโดยรวมยังขาดประสิทธิภาพและไม่เป็นระบบ จากการสำรวจคุณภาพแหล่งน้ำผิวดินทั่วประเทศโดยกรมควบคุมมลพิษ แสดงให้เห็นถึงคุณภาพน้ำโดยรวมซึ่งเกิดจากการปนเปื้อนของแบคทีเรียและสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น แต่การตรวจติดตามปริมาณโลหะหนักในน้ำและที่สะสมอยู่ในตะกอนท้องน้ำยังเกิดขึ้นน้อยครั้ง โดยเฉพาะแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนในเขตจังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งเป็นบริเวณรับน้ำที่ไหลมาจากภาคเหนือย่อมต้องมีการสะสมของของเสียและปฏิกูลทั้งหลายที่ถูกพัดพามารวมกันบริเวณปากน้ำโพอย่างแน่นอน การตรวจเฉพาะคุณภาพน้ำทั่วไปจึงยังไม่เพียงพอต่อการนำมาใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมได้ จึงควรต้องมีการตรวจประเมินคุณภาพของตะกอนท้องน้ำ ทั้งนี้เพื่อสำรวจโลหะหนักที่อาจมีการสะสมตกค้างอยู่ในตะกอนท้องน้ำร่วมกับการวิเคราะห์น้ำ ซึ่งอาจมีโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบางชนิดที่สามารถละลายแล้วคืนกลับอยู่ในน้ำได้ และเมื่อพืชหรือสัตว์น้ำกินน้ำหรือตะกอนท้องน้ำที่มีโลหะหนักปนเปื้อนก็จะทำให้โลหะหนักเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่อาหารและอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ในที่สุด นอกจากนี้แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายสำคัญที่ใช้หล่อเลี้ยงประชากรจำนวนมาก ถ้าหากมีการปนเปื้อนโลหะหนักแล้วนำมาผลิตน้ำประปาจะส่งผลเสียต่อผู้บริโภคน้ำประปา หากนำน้ำมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการผลิตอาหารหรือเครื่องดื่มก็จะเป็นอันตรายอย่างมากต่อผู้บริโภคอีกด้วย งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาหาปริมาณโลหะหนักที่ปนเปื้อนในแม่น้ำเจ้าพระยาในเขตเทศบาลจังหวัดนครสวรรค์ เพื่อประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก โดยจะทำการวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงจุดรวมตัวของแม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพที่น้ำมาบรรจบกันและบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งอยู่ต่ำจากชุมชนเทศบาลนครสวรรค์ นอกจากนี้ยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำในแต่ละสถานีที่วิเคราะห์น้ำ โดยผู้วิจัยคาดหวังว่าข้อมูลที่ได้นี้จะสามารถนำไปหาแนวทางป้องกันและบำบัดแหล่งน้ำ รวมถึงการอนุรักษ์ระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างยั่งยืนต่อไป |
| จุดเด่นของโครงการ : | - |
| วัตถุประสงค์ของโครงการ : | การศึกษาปัญหา วิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในน้ำและตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ศึกษารูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำ บริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก รวมถึงวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน อันจะนำไปสู่การหาแนวทางการฟื้นฟูและอนุรักษ์แม่น้ำเจ้าพระยาอย่างยั่งยืน |
| ขอบเขตของโครงการ : | งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาปริมาณโลหะหนักที่ปนเปื้อนในแม่น้ำเจ้าพระยาในเขตเทศบาลจังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ปากน้ำโพ เพื่อประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก โดยจะทำการวิเคราะห์หาปริมาณโลหะหนักทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำที่สุ่มเก็บตัวอย่างจาก 6 สถานี คือ บริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงจุดรวมตัวของแม่น้ำเจ้าพระยา จำนวน 4 สถานี บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพที่แม่น้ำมาบรรจบกัน จำนวน 1 สถานี และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งอยู่ต่ำจากชุมชนเทศบาลนครสวรรค์ จำนวน 1 สถานี ดังรูปที่ 1 นอกจากนี้ยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำในแต่ละสถานีที่วิเคราะห์น้ำ รูปที่ 1 แสดงแผนที่แม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณปากน้ำโพ และสถานีเก็บตัวอย่าง |
| ผลที่คาดว่าจะได้รับ : | 1. ทราบคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนักและการปนเปื้อนในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2. ทราบรูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเทศบาลนครสวรรค์เพื่อใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยา 3. ทราบคุณภาพของแม่น้ำด้านโลหะหนัก อันจะนำไปสู่การวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน รวมถึงการหาแนวทางในการอนุรักษ์และพัฒนาคุณภาพแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างเป็นระบบ |
| การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ : | แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายหลักของประเทศไทย ที่มีความยาวประมาณ 379 กิโลเมตร โดยมีต้นน้ำอยู่ที่ตำบลปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งเป็นศูนย์รวมรับน้ำที่ไหลลงมาจากภาคเหนือทั้งหมดจากนั้นจึงไหลลงผ่านจังหวัดต่างๆได้แก่ ชัยนาท สิงห์บุรี อ่างทอง พระนครศรีอยุธยา ปทุมธานี นนทบุรี กรุงเทพมหานครและลงสู่อ่าวไทยที่จังหวัดสมุทรปราการ รวมมีพื้นที่ประมาณ 10,270 ตารางกิโลเมตร โดยจังหวัดนครสวรรค์เป็นจังหวัดที่มีพื้นที่ในลุ่มน้ำมากที่สุด ปัจจุบันคุณภาพแม่น้ำเจ้าพระยามีความเสื่อมโทรมลงมาก มีปริมาณออกซิเจนลดลง ปริมาณความสกปรกในรูปสารอินทรีย์และโคลิฟอร์มแบคทีเรียสูงขึ้น เนื่องจากน้ำทิ้งและสิ่งปฏิกูลทั้งหลายจากกิจกรรมต่างๆ ที่เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากการขยายตัวทางเศรษฐกิจ ชุมชนเมืองขยายตัว และมีการพัฒนาทางด้านการเกษตร ปศุสัตว์และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเพิ่มขึ้นและที่สำคัญคือมีการปนเปื้อนของโลหะหนักซึ่งถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางทางทางด้านอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และทางการแพทย์ ทางอุตสาหกรรม เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์พลาสติก พีวีซี สี ถ่านไฟฉาย ทางด้านการเกษตรใช้เป็นส่วนผสมของ ยาฆ่าแมลงและปุ๋ย ทางด้านการแพทย์ใช้เป็นส่วนผสมของยา อุปกรณ์ทางการแพทย์และเครื่องสำอาง (Olivares-Rieumont, 2005) โลหะหนักที่สะสมในสิ่งแวดล้อม เมื่อมีปริมาณสูงเกินจะเป็นพิษจัดอยู่ในประเภทที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพทั้งทางตรงและทางอ้อม ทั้งนี้เนื่องจากโลหะหนักเป็นสารคงตัว ไม่สามารถสลายตัวได้โดยกระบวนการธรรมชาติและบางส่วนตกตะกอนสะสมอยู่ในตะกอนดินและสัตว์น้ำ หากกิจกรรมต่างๆ ที่ประชาชนกระทำแล้วไม่มีการควบคุมมาตรฐานการผลิตหรือควบคุมมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมแล้วอาจส่งผลให้แม่น้ำซึ่งเป็นแหล่งรองรับน้ำที่ไหลมาจากแผ่นดินเกิดการสะสมของปฏิกูลและสารเคมีซึ่งถูกพัดพาลงสู่แหล่งน้ำโดยเฉพะในช่วงฤดูน้ำหลาก มีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่ามีการปนเปื้อนของโลหะในสารเคมีที่ใช้ในการเกษตร พบว่าในปุ๋ยต่างๆ เช่น ปุ๋ยยูเรีย ปุ๋ยแคลเซียมซุปเปอร์ฟอสเฟต คอปเปอร์ซัลเฟต พบว่าในปุ๋ยซุปเปอร์ฟอสเฟตมีโลหะแคดเมียม โคบอลท์ คอปเปอร์และสังกะสี ในปริมาณสูงมาก ส่วนปุ๋ยคอปเปอร์ซัลเฟตมีปริมาณตะกั่วสูง พบว่ามีแคดเมียมในยาฆ่าแมลง และมีเหล็ก แมงกานีส สังกะสี ตะกั่วและนิกเกิลสูงในยากำจัดวัชพืช และยังพบว่ามีการปนเปื้อนของโลหะแมงกานีส สังกะสี ตะกั่วและโคบอลท์ในดินที่ปลูกข้าว (Gimeno-Garc?a, 1996) นอกจากนี้สารเคมีกำจัดหนูเช่น ซิงค์ฟอสเฟต พบว่ามีโลหะหนักเป็นองค์ประกอบ อาหารสัตว์ที่ใช้เลี้ยงสุกร สัตว์ปีก หรือปลาก็อาจมีส่วนผสมที่มีโลหะหนักปนเปื้อนด้วยเช่นกันพบว่ามีโลหะหนักหลายชนิดในอาหารสัตว์ จากการสำรวจปริมาณโลหะหนัก ตะกั่ว แคดเมียม นิกเกิล และโครเมียม ทั้งในอาหารสุกร อาหารสัตว์ปีก และส่วนประกอบที่ใช้ผลิตอาหาร จำนวน 152 ตัวอย่าง ในประเทศบัลกาเรีย พบว่ามีตัวอย่างร้อยละ 33.9 และแคดเมียมร้อยละ 20.3 ที่มีปริมาณตะกั่วสูงกว่าข้อกำหนดที่สหภาพยุโรปกำหนดไว้ และมีจำนวนหนึ่งในสามที่พบว่ามีประมาณแคดเมียมเกิน 1 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมอาหารสัตว์ ซึ่งมาตรฐานกำหนดไว้ไม่ให้เกิน 1 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมส่วนโลหะอื่นๆ อยู่ในเกณฑ์มาตรฐาน (Alexaieva, 2007)นอกจากนี้ได้ตรวจพบโลหะหนักในอาหารปลาสังเคราะห์บริเวณมาเคริด เมโทรโปลิส ประเทศไนจีเรีย ได้แก่ โลหะแคดเมียม คอปเปอร์ เหล็ก นิกเกิลตะกั่ว และสังกะสี ปริมาณ 30.0, 157.0, 2196.0, 92.0, 348.0 และ 1209 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม (Anhwange, 2012)และพบว่ามี สารเคมีที่พบเป็นจำพวกยาฆ่าแมลงในกลุ่มออกาโนคลอรีนและไดออกซินปนเปื้อนในอาหารปลาในประเทศอเมริกา (Maule, 2007) สารหนูและปรอทเป็นโลหะหนักที่น่าเป็นห่วงหากพบในอาหารปลาถึงแม้จะมีในปริมาณน้อยก็ตามแต่หากมีการสะสมในปลาก็จะเกิดอันตรายต่อผู้บริโภคน้ำมันปลาจึงมีการตรวจหาโลหะดังกล่าวในอาหารปลาเพื่อควบคุมไม่ให้เกินมาตรฐานในข้อกำหนดของสหภาพยุโรป (Hedegaard, 2011)นอกจากนี้อุตสาหกรรมขนาดย่อมต่างๆ สถานประกอบการอู่ซ่อมรถยนต์หรือรถมอเตอร์ไซค์ กิจการโรงงานประเภทซ่อมหรือเคาะพ่นสีรถยนต์ ที่ขาดการบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและขาดการควบคุมมาตรฐานการผลิต ก็อาจเป็นสาเหตุของการปนเปื้อนโลหะหนักในสิ่งแวดล้อมเช่นกันจากการวิเคราะห์ความเข้มข้นของโลหะหนักที่ปนเปื้อนในดินบริเวณอู่ซ่อมรถและที่ทำงานในส่วนเครื่องกลของเมืองชาเชเมน ประเทศเอธิโอเปีย พบว่ามีโครเมียม ตะกั่ว นิเกิล แคดเมียมและโคบอลท์ เข้มข้น 290.1, 782.1, 443.6, 133.1 และ 331.0 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของดินในปริมาณที่สูงมากซึ่งเกินมาตรฐานของทั้งอเมริกา สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อม (EPA) และข้อกำหนดของสหภาพยุโรป (Demie, 2015) และได้มีการตรวจพบโลหะหนัก นิกเกิล โคบอลท์ ตะกั่วและโครเมียมในปริมาณ 62.1, 109.4, 292.4 และ 181.8 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม บริเวณสถานประการซ่อมรถยนต์ในเมืองอะเคอร์ ประเทศไนจีเรีย (Ilemobayo, 2008) นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่ตรวจพบว่ามีปนเปื้อนในปริมาณสูงของโลหะแคดเมียมและตะกั่วในในน้ำและผักที่ปลูกในดินบริเวณใกล้อู่ซ่อมรถ (Nasiebanda, 2014)
การตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในแม่น้ำสายหลักๆ ของประเทศไทยนั้นได้มีการเผยแพร่ออกมาผ่านหลายงานวิจัย ทั้งจากหน่วยงานของภาครัฐและนักวิจัยอิสระ ในปี พ.ศ 2550 สุภกร และคณะได้วิเคราะห์หาปริมาณโลหะจากตัวอย่างสี่แหล่งของแม่น้ำเจ้าพระยาในจังหวัดปทุมธานี ได้แก่ บริเวณปากคลองพิกุล หลังประตูน้ำปากคลองพิกุล วัดหงส์ปทุมาวาส และตลาดสดปทุมธานี ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่มีประชาชนจำนวนมากใช้ในการอุปโภคและบริโภค และยังไหลผ่านเขตโรงงานอุตสาหกรรม จากการวิเคราะห์พบว่ามีอลูมิเนียม ซิลิกอน และโซเดียมบนผิวตะกอนแขวนลอยปริมาณมากกว่าค่ามาตรฐานน้ำผิวดิน แต่โลหะเหล่านี้มีปริมาณลดลงเมื่อตัวอย่างน้ำผ่านการกรองแล้ว สำหรับโลหะหนักอันตรายส่วนใหญ่มีปริมาณน้อยกว่าค่าต่ำสุดที่เครื่องมือ (ICP-OES) สามารถตรวจวัดได้ ยกเว้นตะกั่วที่พบปริมาณ 0.08-0.14 พีพีเอ็ม ซึ่งมากกว่าค่ามาตรฐาน ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากแม่น้ำอยู่ใกล้แหล่งโรงงานอุตสาหกรรม นอกจากนี้การศึกษาการสะสมของโลหะในระยะเวลา 3 เดือน คือช่วงเดือน เมษายน ถึง มิถุนายน พบว่ามีการเพิ่มขึ้นของเหล็ก แคลเซียม แมกนีเซียม และแมงกานีส ในอัตรา 2.25, 1.6, 1.8 และ 4.4 เท่า ตามลำดับ ซึ่งถึงแม้ว่าปริมาณดังกล่าวยังต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานน้ำผิวดิน แต่จากแนวโน้มที่มีการสะสมเพิ่มสูงขึ้นอาจเป็นสาเหตุให้เกิดความเสียหายได้ในอนาคตหากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องไม่หาแนวทางการป้องกัน (สุภกร และคณะ, 2552) เหตุการณ์อุทกภัยครั้งใหญ่ในพื้นที่ภาคกลางปี พ.ศ.2554 แม่น้ำท่าจีนถูกใช้เป็นเส้นทางระบายน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยาออกสู่อ่าวไทย จึงอาจมีการพัดพาโลหะหนักจากแหล่งกำเนิดมลพิษต่างๆ ลงมายังแม่น้ำท่าจีนด้วย จากการเก็บตัวอย่างตะกอนดินและน้ำจำนวน 21 จุดในแม่น้ำท่าจีนและคลองสาขา ซึ่งครอบคลุมบริเวณนครชัยศรีจนถึงปากแม่น้ำท่าจีน ในฤดูน้ำแล้ง (เมษายน) และฤดูน้ำหลาก (พฤศจิกายน) ในปีเดียวกัน แล้วนำมาตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนัก 5 ชนิด พบว่าตะกั่ว แคดเมียม สารหนู ปรอท และนิกเกิลในตัวอย่างตะกอนดินมีปริมาณต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานของ NOAA แต่ในตัวอย่างน้ำกลับพบว่ามีปริมาณสารหนูเกินค่ามาตรฐานแหล่งน้ำผิวดินประเภทที่ 3 (เพื่อการเกษตร)และ 4 (เพื่อการอุตสาหกรรม)ซึ่งเป็นประเภทที่แม่น้ำท่าจีนถูกกำหนดไว้สำหรับการใช้ประโยชน์ ส่วนแคดเมียมไม่พบการปนเปื้อนในตัวอย่างน้ำ (จินตนันท์ และคณะ, 2555) สำหรับภาคอื่นๆของประเทศไทยนั้น ถึงแม้จะมีแม่น้ำสายหลักจำนวนน้อยกว่าภาคกลาง แต่จากการศึกษาในหลายๆงานวิจัยมีการพบการปนเปื้อนและสะสมของโลหะหนักในแหล่งน้ำเช่นเดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนัก 9 ชนิด คือ ปรอท ตะกั่ว แคดเมียม โครเมียม สังกะสี แมงกานีส ทองแดง เหล็ก และซีลีเนียม ในตัวอย่างดินและปลาในแม่น้ำบางปะกง พบว่าโดยภาพรวมโลหะทั้ง 9 ชนิดมีปริมาณไม่เกินค่ามาตรฐานของโลหะหนักในดินธรรมชาติ โดยมีแมงกานีสเป็นองค์ประกอบหลัก มีค่าอยู่ในช่วงร้อยละ 41.13-61.80 ส่วนปริมาณเหล็กนั้นมีมากอยู่เดิมตามธรรมชาติของพื้นที่ที่มีน้ำทะเลขึ้นถึงอยู่เป็นประจำ ทั้งนี้ยังพบว่าปริมาณโลหะหนักในดินไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณโลหะหนักในเนื้อปลาตัวอย่าง รวมทั้งหอยน้ำจืดและสัตว์หน้าดินด้วยเช่นกัน แต่มีการสะสมของซีลีเนียมในเนื้อปลานิลและปลากดอุยตัวอย่างสูงเกินค่ามาตรฐานเนื้อปลาตามธรรมชาติ คือร้อยละ 255.06 และ 198.44 ตามลำดับ ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคเนื้อปลาได้ (ชลธิศักดิ์ และคณะ, 2555) การเลี้ยงปลาแบบกระชังในแม่น้ำธรรมชาติเป็นอีกกิจกรรมหนึ่งที่เป็นสาเหตุของการปนเปื้อนโลหะหนักในธรรมชาติ การตรวจสอบคุณภาพน้ำและตะกอนท้องน้ำบริเวณที่ใช้เลี้ยงปลาแบบกระชังในลำน้ำพองเปรียบเทียบกับพื้นที่อ้างอิง (เขื่อนอุบลรัตน์) พบว่าช่วงฤดูและกิจกรรมการเลี้ยงปลามีผลต่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำ โดยพบปริมาณโลหะหนักสูงสุดในช่วงฤดูน้ำน้อย สำหรับปริมาณโลหะหนักในอาหารปลามีค่ามากกว่าที่สะสมในตัวปลา 3-54 เท่า ลำดับปริมาณโลหะในตัวอย่าง คือ สังกะสี >ทองแดง >สารหนู >โครเมี่ยม >ตะกั่ว >แคดเมียม แต่ทั้งนี้ค่าดังกล่าวยังต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานของประเทศไทยและประเทศนิวซีแลนด์ (ณัฐสิมา และคณะ, 2555)
ในต่างประเทศมีงานวิจัยที่มีการตรวจวิเคราะห์โลหะหนักในแม่น้ำสายสำคัญมากมายที่ใช้ประโยชน์ในการอุปโภคบริโภคของประชาชนในเมือง อาทิเช่น แม่น้ำอัลเมนดาร์ซึ่งเป็นแม่น้ำสายสำคัญในประเทศคิวบามีพื้นที่ลุ่มน้ำมากกว่าร้อยละ 52.8 อยู่ในเมืองฮาวานา และประชากรส่วนใหญ่มากถึงร้อยละ 47 ที่บริโภคน้ำจากอ่างเก็บน้ำบริเวณลุ่มแม่น้ำนี้ นอกจากนี้แม่น้ำนี้ยังมีปลาที่ประชาชนบริโภคมากถึงปีละประมาณ 350 ตัน และแม่น้ำนี้ยังใช้ประโยชน์สำหรับการเกษตรและระบบชลประทาน ได้มีการนำตะกอนแม่น้ำมาวิเคราะห์หาโลหะหนักโดยใช้วิธีการสกัดตะกอนแบบลำดับส่วนทั้งนี้เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการตัดสินใจในการบำบัดน้ำตามระดับคุณภาพของตะกอนแม่น้ำซึ่งจากการวิเคราะห์ตัวอย่างตะกอนแม่น้ำ จำนวน 15 สถานี พบว่าโดยเฉลี่ยมีปริมาณโลหะหนักต่างๆ ในตะกอนแม่น้ำแบบแห้งคือ สังกะสี ตะกั่ว คอปเปอร์ โครเมียม โคบอลท์ และแคดเมียม ในช่วง 86.1-708.8, 39.3-189.0, 71.6-420.8, 84.4-209.7, 1.5-23.4, 1.0-4.3 ไมโครกรัมต่อกรัมตามลำดับ จากการวิเคราะห์มีบางสถานีวิเคราะห์ที่มีปริมาณโลหะหนักในระดับสูงซึ่งจากผลการสกัดแบบลำดับส่วนพบว่าโลหะหนักในตะกอนแม่น้ำส่วนใหญ่อยู่ในรูปสารอินทรีย์ (organic fraction) ซึ่งร้อยละ 62 ของโลหะในตะกอนนี้อาจจะสามารถละลายกลับคืนสู่แม่น้ำได้ จึงทำให้ได้ข้อมูลที่เป็นแนวทางช่วยในการตัดสินวิธีทำระบบบำบัดน้ำนี้ได้ (Olivares-Rieumont, 2005) นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยทำนองเดียวกันที่วิเคราะห์โลหะหนัก สังกะสี นิกเกิล ปรอท แมงกานีส ตะกั่ว เหล็ก คอปเปอร์ โครเมียม แคดเมียม สารหนู และอะลูมิเนียม ในตะกอนแม่น้ำและตะกอนแขวนลอยเพื่อสำรวจคุณภาพน้ำและประเมินมลพิษทางน้ำของแม่น้ำดานูบ ซึ่งเป็นแม่น้ำที่ยาวเป็นอันดับสองในแถบยุโรป ทั้งนี้เพื่อใช้ข้อมูลสำหรับการวางแผนการปรับปรุงคุณภาพแหล่งน้ำ(Woitke, 2003) แม่น้ำยามูนาซึ่งเป็นแม่น้ำสายหลักสายหนึ่งในประเทศอินเดียมีพื้นที่ในลุ่มน้ำกว้างมากถึง 3.5 x 105ตารางกิโลเมตร และมีแม่น้ำฮาร์ยานาอยู่ตอนบนซึ่งไหลผ่านเขตอุตสาหกรรมจึงมีงานวิจัยที่ได้ทำการสำรวจโลหะแคดเมียม โครเมียม เหล็ก และนิกเกิลในน้ำพืช และตะกอนแม่น้ำ พบว่าในตะกอนท้องน้ำมีปริมาณแคดเมียมและนิกเกิลสูง ส่วนความเข้มข้นของโครเมียมส่วนใหญ่มีระดับปานกลางแต่มีบางสถานีที่มีค่าสูง พบว่าความเข้มข้นของโลหะหนักในน้ำที่มีค่าสูงเกินค่ากำหนดสูงสุดสำหรับน้ำดื่ม และพบว่ามีปริมาณเหล็กสะสมในพืชน้ำสูง และพบว่ามีโลหะแคดเมียม โครเมียม และนิกเกิลสะสมในพืชระดับต่ำ(Kaushik, 2009)นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่ได้ตรวจโลหะหนักในน้ำและตะกอนดินของแม่น้ำสายต่างๆ เพื่อประเมินคุณภาพน้ำที่ประชาชนใช้ในเมืองนั้นๆ (Sakan, 2009 and Salah, 2012)
|
| ทฤษฎี สมมุติฐาน กรอบแนวความคิด : | 1) ความเป็นพิษของโลหะหนัก (สำนักวิจัยและพัฒนาประมงน้ำจืดกรมประมง, 2555)
โลหะหนักเป็นสารที่คงตัว เมื่ออยู่ในแหล่งน้ำสามารถสะสมอยู่ในดิน พืช รวมถึงการสะสมอยูในสัตว์น้ำ เมื่อรวมตัวกับสารอื่นๆ เป็นสารประกอบอินทรีย์โลหะซึ่งเป็นพิษและสามารถถ่ายทอดเข้าสู่สิ่งมีชีวิตโดยผ่านไปตามห่วงโซ่อาหาร ถ้ามีปริมาณความเข้มข้นสูงมากก็จะทำให้เกิดอันตรายต่อสัตว์น้ำและผู้ที่นำสัตว์น้ำมาบริโภค ตามการจัดอันดับผลกระทบโลหะหนักที่มีต่อสุขภาพและคุณภาพชีวิตของ The Agency for Toxic Substances and Disease Registry หรือ ATSDR ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม และโครเมียมเป็นโลหะหนักที่มีอันตรายใน 20 อันดับแรก ในขณะที่สังกะสี แมงกานีส ทองแดง ซีลีเนียม และเหล็กถูกจัดอันดับความอันตรายในอันดับท้ายๆ (ATSDR, 1999a) โลหะหนักทั้ง 5 ชนิดหลังนี้เป็นธาตุอาหารรองที่มีความสำคัญกับการดำรงชีวิตปลาและมนุษย์ คือมีความต้องการในปริมาณน้อยแต่ขาดไม่ได้ แต่หากได้รับในปริมาณที่มากเกินจะเป็นอันตรายต่อสุขภาพเช่นกัน ตามการจัดอันดับผลกระทบโลหะหนักที่มีต่อสุขภาพของ ATSDR ได้แสดงถึงผลกระทบของโลหะหนักแต่ละชนิด ดังนี้
ตะกั่วเป็นโลหะหนักอันตรายอันดับที่ 2 ส่วนใหญ่ใช้ในแบตเตอรี่ ส่วนผสมในยาฆ่าแมลง ตะกั่วที่สะสมอยู่ในร่างกายมนุษย์จะมีผลต่อ กระดูก ไต ต่อมไทรอยด์ และทำให้สมองทำงานบกพร่องและสติปัญญาเสื่อมถอย ในเด็กที่ได้รับตะกั่วมากเกินไป สมองไม่พัฒนา ร่างกายไม่เจริญเติบโต (ATSDR, 2007b)
แคดเมียมเป็นโลหะหนักอันตรายลำดับที่ 7 พบในยาฆ่าแมลงและยาฆ่าเชื้อรา หากได้รับพิษจากแคดเมียมเรื้อรัง จะทำให้เกิดโรคอิไต-อิไต(ATSDR, 2008b)
โครเมียมเป็นโลหะหนักอันตรายลำดับที่ 18 ใช้ในอุตสาหกรรมชุบโลหะ หากร่างกายได้รับโครเมียมจะมีผลทำให้โลหิตจาง (ATSDR, 2008b)
สังกะสีเป็นโลหะหนักอันตรายลำดับที่ 74 ใช้เคลือบผิวป้องกันการกัดกร่อนสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า หากร่างกายขาดสังกะสีจะทำให้ต่อมไร้ท่อทำงานผิดปกติ แต่ถ้ารับมาในปริมาณที่เกินความจำเป็นสังกะสีจะไปขัดขวางการรับธาตุทองแดงของร่างกายทำให้ระดับทองแดงในเลือดต่ำ ส่งผลให้ปริมาณเม็ดเลือดขาวต่ำ (ATSDR, 2005)
แมงกานีสเป็นโลหะหนักอันตรายอันดับที่ 117ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กและโลหะผสม แมงกานีสมีความสำคัญต่อการสังเคราะห์แสงของพืช เป็นส่วนประกอบสำคัญในเอนไซม์ที่ช่วยควบคุมการใช้ยูเรียและไนเตรตของพืช แมงกานีสจึงมีความจำเป็นในการปลูกพืช เช่น ถั่วลิสง ถั่วเหลือง ข้าวโพด และธัญญาพืช (Churthong, 2009) สำหรับคนและสัตว์ แมงกานีสเป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เผาผลาญโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ถ้าได้รับน้อยร่างกายเจริญปกติดี แต่ถ้าได้รับมากเกินระบบประสาทส่วนกลางจะถูกทำลายจนถึงขั้นเป็นอัมพาตได้ (ATSDR, 2008c)
ทองแดงเป็นโลหะหนักอันตรายอันดับที่ 128 เป็นโลหะที่ใช้ผลิตสายไฟฟ้าทองแดงในปริมาณน้อยมีความจำเป็นต่อการสร้างเม็ดเลือดแดง การพัฒนาของกระดูก แต่ถ้าได้รับมากเกินจะทำให้เป็นโรคโลหิตจาง เพราะทองแดงขัดขวางการดูดซึมของธาตุเหล็ก (วีรพงศ์, 2536) ในกรณีที่ได้รับการสัมผัสทองแดงในปริมาณมากทำให้เกิดการระคายเคืองจมูกปากและตา มีอาการอาเจียนและท้องเสียและอาจเสียชีวิตได้ (ATSDR, 2004)
ซีลีเนียมเป็นโลหะหนักอันตรายอันดับที่ 147 มีการใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมเกิดจากกิจกรรมการเกษตร สิ่งเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรม และการเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมัน โดยทั่วไปร่างกายได้รับซีลีเนียมในระดับต่ำทุกวันทางอาหารและน้ำเพราะเป็นธาตุอาหารรองที่สำคัญต่อร่างกาย หากได้รับในระดับสูงเกินจะส่งผลต่อระบบประสาท ทำให้วิงเวียนศีรษะอ่อนเพลีย (ATSDR, 2003)
เหล็กเป็นโลหะหนักอันตรายลำดับที่ 712 เมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับโลหะอื่นสามารถกลายเป็นสารที่มีพิษได้ เหล็กออกไซด์สามารถดูดซับธาตุต่างๆ และการตกตะกอนของเหล็กออกไซด์มีผลทำให้ความเข้มข้นของแคดเมียม ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสีในสารละลายลดลง (ATSDR, 2007a)
2) รูปฟอร์มของโลหะในสิ่งแวดล้อม
การวิเคราะห์ปริมาณทั้งหมดของโลหะหนักในตัวอย่าง เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการศึกษาและวิเคราะห์การสะสมโลหะหนักในสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามข้อมูลปริมาณทั้งหมดไม่ได้ระบุถึงรูปฟอร์ม (chemical form) ของโลหะในตัวอย่าง โดยโลหะต่างๆ อาจดำรงอยู่ได้ในรูปฟอร์มที่ต่างกัน ทำให้มีความสามารถในการเคลื่อนย้ายออกสู่สิ่งแวดล้อมและถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมแตกต่างกันไปด้วย รูปฟอร์มของโลหะที่พบอยู่ในอนุภาคของแข็งในดินหรือตะกอนโดยทั่วๆ ไปสามารถจำแนกออกได้เป็น 1) โลหะที่อยู่ในรูปสารประกอบออกไซด์ โดยอาจเป็นโลหะที่ดูดซับบนแร่ดินเหนียวหรือดูดซับบนสารประกอบไฮดรัสออกไซด์ของเหล็ก (Fe) และแมงกานีส (Mn) 2) โลหะที่อยู่ในรูปสารประกอบเชิงซ้อนกับอินทรียวัตถุ เช่น ฮิวมัส และ 3) โลหะที่คงค้างอยู่กับของแข็งและรวมอยู่ในผลึกของแร่ธาตุต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวของแร่ต่างๆ ในดิน เช่น ไพโรซีน (pyroxenes) และเฟลด์สปาร์ (feldspars)เป็นต้น(คณาจารย์ภาควิชาปฐพีศาสตร์, 2541 และนัทธีรา, 2541) ดังนั้นการวิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะจึงมีความจำเป็นในการระบุระดับความเป็นอันตรายและผลกระทบที่แท้จริงที่เกิดกับสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมได้
การศึกษารูปฟอร์มของโลหะโดยการแยกส่วนโลหะ (metal fractionation) ในตัวอย่างทั้งของแข็งและของเหลว นิยมใช้วิธีการสกัดเป็นลำดับส่วน (sequential extraction) ด้วยน้ำยาสกัดที่มีความแรงสูงขึ้นเป็นลำดับซึ่งเทคนิคดังกล่าวได้แนวคิดมาจากงานวิจัยของTessier และคณะ (Tessier, 1979)จากนั้นได้ถูกพัฒนาเรื่อยมาโดยนักวิจัยหลายท่าน(Hullebusch et al., 2005, Kaziet al., 2006 and Arainet al.,2008) โดยแบ่งรูปฟอร์มการคงอยู่ของโลหะออกเป็น 4 รูปฟอร์ม ดังนี้
ก. รูปฟอร์มที่แลกเปลี่ยนได้ (exchangeable fraction)เป็นโลหะที่อยู่ในรูปไอออน ละลายได้ในน้ำและสารละลายกรดเจือจางจึงสามารถหลุดออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ง่าย
ข. รูปฟอร์มที่จับกับสารประกอบออกไซด์ (oxide bond fraction) เป็นโลหะที่เกิดสารประกอบกับเหล็กออกไซด์และแมงกานีสออกไซด์มีความเสถียรต่ำ จึงถูกรีดิวซ์ได้ง่ายและถูกปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม
ค. รูปฟอร์มที่เกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับสารอินทรีย์ (organically bond fraction) เป็นโลหะที่เกิดสารประกอบกับสารอินทรีย์และสารซัลไฟด์ มีความแข็งแรงของพันธะค่อนข้างสูง โลหะจะค่อยๆ ถูกปลดปล่อยออกมานสภาวะที่เหมาะสม เช่น เกิดฝนกรด หรือในสภาวะที่มีสารออกซิไดซ์ที่รุนแรง เป็นต้น
ง. รูปฟอร์มที่คงค้างอยู่กับของแข็ง (residual fraction) เป็นโลหะที่อยู่ในผลึกของแร่ต่างๆ มีความเสถียรสูงมากจึงหลุดออกมาได้ยาก ยกเว้นอยู่ในสภาวะที่รุนแรงเช่น เกิดฝนกรดที่มีค่า pH ต่ำกว่า 4 เป็นต้น
โลหะที่อยู่ในรูปฟอร์มที่แลกเปลี่ยนได้และรูปฟอร์มที่จับกับสารประกอบออกไซด์เป็นโลหะที่ก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมมากที่สุด เนื่องจากถูกปลดปล่อยออกมาได้ง่ายโดยเฉพาะในรูปโลหะที่แลกเปลี่ยนได้ ดังนั้นโลหะในรูปฟอร์มเหล่านี้จึงสามารถถูกชะล้างและเคลื่อนย้ายไปกับน้ำได้ง่าย ซึ่งจะทำให้เกิดการกระจายของโลหะเป็นบริเวณกว้าง และเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารของสิ่งมีชีวิตได้ในที่สุด สำหรับโลหะในสองรูปฟอร์มสุดท้ายเป็นโลหะที่มีความเสถียรสูงในสารประกอบ ไม่ถูกปลดปล่อยออกมาในสภาวะปกติทั่วไป โดยส่วนใหญ่มักสะสมอยู่ในแหล่งนั้นๆ มีการเคลื่อนย้ายออกจากแหล่งเดิมได้น้อย ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมไม่มากนัก
3) กรอบแนวความคิดของโครงการวิจัย
|
| วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล : | 1) การวางแผนศึกษา วางแผนสำรวจปริมาณโลหะหนักในแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบน บริเวณปากแม่น้ำโพ ทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำ แบ่งเป็น 2 ช่วงเวลา ตามฤดูกาล คือ เดือนพฤศจิกายน 2560 เป็นช่วงฤดูน้ำหลาก และเดือนกุมภาพันธ์ 2561 เป็นช่วงหน้าแล้งซึ่งมีปริมาณเวลาน้ำน้อยสุด โดยกำหนดการเก็บตัวอย่างใน 6 สถานี ได้แก่ สถานีที่ 1 แม่น้ำปิง บริเวณก่อนเข้าเขตเทศบาลนครสวรรค์ สถานีที่ 2 แม่น้ำปิง บริเวณก่อนถึงปากน้ำโพประมาณ 1 กิโลเมตร สถานีที่ 3 แม่น้ำน่าน บริเวณก่อนเข้าเขตเทศบาลนครสวรรค์ สถานีที่ 4 แม่น้ำน่าน บริเวณก่อนถึงปากน้ำโพประมาณ 1 กิโลเมตร สถานีที่ 5 บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพ สถานีที่ 6 แม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณตำบลโกรกพระ นอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2) การเก็บตัวอย่าง 2.1) การเก็บตัวอย่างน้ำ เก็บตัวอย่างน้ำที่สถานีสำรวจด้วยเครื่องเก็บตัวอย่างน้ำ โดยเก็บไว้ในขวดโพลิพอพิลีน รักษาสภาพโลหะในน้ำด้วยการเติมกรดไนตริกให้น้ำอยู่ในสภาวะกรด จากนั้นเก็บรักษาตัวอย่างไว้ในตู้เย็น 2.2) การเก็บตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ เก็บตัวอย่างตะกอนท้องน้ำที่สถานีสำรวจด้วยเครื่องตักตะกอนดิน โดยเก็บรักษาไว้ในถุงพลาสติก หลังจากนั้นจึงนำมาตากให้แห้ง อบในตู้อบลมร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส แล้วเก็บไว้ในโถดูดความชื้น 3) การวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในตัวอย่าง 3.1) ปริมาณโลหะหนักทั้งหมด (total metal) ในตัวอย่างน้ำและตะกอนท้องน้ำ ย่อยตัวอย่างด้วยเทคนิคไมโครเวฟไดเจสชัน (microwave digestion) และหาปริมาณโลหะด้วยเทคนิคอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทรี (atomic absorption spectrometry) 3.2) การวิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะ (metal fractionation) ในตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ วิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะในตะกอนท้องน้ำด้วยวิธีการสกัดเป็นลำดับส่วน (sequential extraction method) (Arain et al., 2008, Alvarez et al., 2002, and Hullebusch et al., 2005) โดยใช้น้ำยาสกัดชนิดต่างๆ ดังนี้ สัดส่วนต่างๆ ที่ได้จากการสกัดน้ำยาสกัดวิธีการสกัด1. exchangeable fraction0.11 M CH3COOHเขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง2. oxide bond fraction0.5 M NH2OH?HCl (pH 1.5)เขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง3. organically bond fraction1) 30% H2O2 2) 1 M CH3COONH4 (pH 2)1) ย่อยที่ 85 ?C 1 ชั่วโมง 2) เขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง4. residual fractionAqua regia (HCl/HNO3, 3:1)Microwave digestion จากนั้นทำการตรวจวัดปริมาณโลหะในแต่ละส่วนที่สกัดได้ด้วยเทคนิคอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทรี 4) การวิเคราะห์ข้อมูล 4.1) ปริมาณโลหะทั้งหมด (total metal) ในตัวอย่างน้ำและตะกอนท้องน้ำ ปริมาณโลหะหนักทั้งหมดในตัวอย่างบอกถึงการสะสมของโลหะในแต่ละช่วงฤดูกาล และปริมาณโลหะในแต่ละสถานีสำรวจสามารถใช้คาดคะเนแหล่งที่มาของโลหะหนักที่สะสมในแม่น้ำ 4.2) การวิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะ (metal fractionation) ในตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ ปริมาณโลหะหนักในแต่ละรูปฟอร์มใช้อธิบายความเป็นอันตรายและผลกระทบที่สามารถเกิดกับสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม |
| คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) : | 1. ทราบคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนักและการปนเปื้อนในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2. ทราบรูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเทศบาลนครสวรรค์เพื่อใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยา 3. ทราบคุณภาพของแม่น้ำด้านโลหะหนัก อันจะนำไปสู่การวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน รวมถึงการหาแนวทางในการอนุรักษ์และพัฒนาคุณภาพแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างเป็นระบบ |
| จำนวนเข้าชมโครงการ : | 286 ครั้ง |