การปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากชุมชนโดยระบบฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืช

Abstract

ขนมจีนเป็นหนึ่งในอาหารที่ประชาชนในเขตภาคเหนือนิยมบริโภค จึงทำให้ปัจจุบันมีการทำอุตสาหกรรมการผลิตเส้นขนมจีนระดับครัวเรือนเพิ่มมาก เนื่องจากในกระบวนการผลิตเส้นขนมจีนมีการใช้น้ำในปริมาณมากทำให้เกิดน้ำทิ้งที่มีสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์และสารอาหารในปริมาณสูง ดังนั้นการปล่อยน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะในชุมชน โดยไม่มีการบำบัดจะทำให้เกิดปัญหามลพิษทางน้ำในชุมชน งานวิจัยชิ้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ต้องการศึกษาศักยภาพของพืชสำหรับการพัฒนาเป็นระบบฟื้นฟูทางชีวภาพสำหรับบำบัดน้ำเสีย และ 2) ต้องการศึกษาประสิทธิภาพของระบบฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืชที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียชุมชนที่มีการปนเปื้อนน้ำทิ้งจากโรงงานผลิตขนมจีน โดยได้ดำเนินการศึกษาโดยใช้พื้นที่ศึกษาและน้ำเสียจริงจากโรงงานผลิตเส้นขนมจีน ณ หมู่บ้านน้ำริน ตำบลขี้เหล็ก อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่ ในการศึกษาได้แบ่งการทดลองออกเป็น 2 ส่วน ทั้งในส่วนห้องปฏิบัติการและในพื้นที่จริง โดยการทดลองส่วนแรกจะเป็นการคัดเลือกพืชสำหรับงานทางภูมิทัศน์และพืชที่ใช้สำหรับการบริโภคทั้งหมด 16 ชนิด ทดสอบความสามารถในการบำบัดน้ำทิ้งจากโรงงานผลิตเส้นขนมจีนระดับห้องปฏิบัติการ โดยแบ่งออกเป็น ชุดควบคุม (น้ำประปา) และชุดน้ำทิ้งโรงงานผลิตเส้นขนมจีน ที่ควบคุมความเข้มข้นซีโอดีเริ่มต้น 500 มิลลิกรัม/ลิตร และทำการทดลองเป็นระยะเวลา 30 วัน จำนวน 2 ซ้ำ ตัวอย่างน้ำก่อนและหลังการทดลอง จะถูกเก็บและนำมาวิเคราะห์หาคุณภาพทางกายภาพและเคมี นอกจากนี้ตัวอย่างพืชก่อนและหลังการทดลองจะนำมาวิเคราะห์หาการเจริญทั้งในแง่ความสูงต้นและความยาวราก สำหรับการทดลองส่วนที่ 2 จะนำพืชที่ได้ทำการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการมาทดสอบในระบบจำลองการฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืชในชุมชน จะทำการทดลองเป็นระยะเวลา 8 เดือน โดยจะวัดคุณภาพน้ำทั้งหมด 4 จุด ตลอดจนวัดการเจริญเติบโตของพืชทุกสัปดาห์ จากการสำรวจน้ำทิ้งจากโรงงานผลิตเส้นขนมจีนทั้งหมด 4 จุดในเบื้องต้น พบว่าค่าพีเอช และอุณหภูมิของน้ำทิ้ง มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 3.92±0.76 และ 33.3±2.00 องศาเซลเซียส ตามลำดับ และมีค่าเฉลี่ยของซีโอดี ไนเตรท ฟอสเฟต ปริมาณของแข็งทั้งหมด ปริมาณสารแขวนลอย และทีเคเอ็นเท่ากับ 2,992±156.01 มิลลิกรัม/ลิตร 85.7±10.13 มิลลิกรัม/ลิตร 1.65±0.14 มิลลิกรัม/ลิตร 7,806±3857.58 มิลลิกรัม/ลิตร 156±50.23 มิลลิกรัม/ลิตร และ 23.29±2.75 มิลลิกรัม/ลิตร ตามลำดับ ผลการทดลองที่ 1 พบว่าพืชที่ใช้สำหรับงานทางภูมิทัศน์ที่มีความสามารถในการบำบัดน้ำทิ้งได้ดีที่สุดคือ ธูปฤาษี (Typha angustifolia L.) โดยมีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดี ไนเตรท และฟอสเฟต ได้ดีคิดเป็นร้อยละ 85±14.99, 90±48.36 และ 65±0.81 ตามลำดับ และพบว่ามีความยาวราก และความสูงของต้นที่เพิ่มขึ้นเท่ากับ 21±14.99 เซนติเมตร และ 57±40.54 เซนติเมตร ส่วนพืชที่ใช้สำหรับการบริโภคที่พบว่ามีประสิทธิภาพดีที่สุด คือ ชะพลู (Piper sarmentosum Roxb.) ซึ่งมีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดี ไนเตรท และฟอสเฟต ได้ร้อยละ 86±11.31, 69±0.87 และ 79±0.17 ตามลำดับ โดยมีความยาวรากและความสูงของต้นที่เฉลี่ยเพิ่มขึ้น 5.63±3.98 เซนติเมตร และ 11.33±8.01 เซนติเมตร เนื่องจากพืชทั้ง 16 ชนิด มีประสิทธิภาพการในบำบัดค่อนข้างดีและมีการเจริญเติบโตได้เกินร้อยละ 50 พืชทั้งหมดจึงถูกนำมาทดลองในระบบจำลองการฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืชในชุมชน สำหรับผลการทดลองที่ 2 พบว่าระบบการฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืชสามารถกำจัดสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ โดยมีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดี ไนเตรท ฟอสเฟต ปริมาณของแข็งทั้งหมด และปริมาณของแข็งแขวนลอย ได้ร้อยละ 87±40.3, 63.8±2.51, 43.2±0.25, 68±38.1 และ 89.7±24.7 ตามลำดับ และมีการเปลี่ยนแปลงพีเอช และอุณหภูมิออกระบบอยู่ในช่วง 5.46-6.77 และ 21.8-30.2 องศาเซลเซียส สำหรับพืชที่สามารถใช้บริโภคได้ที่มีการเจริญเติบโตได้ดีที่สุด คือ ชะพลู (Piper sarmentosum Roxb.) ส่วนพืชที่ใช้สำหรับงานภูมิทัศน์ที่มีการเจริญเติบโตได้ดีที่สุดได้แก่ ลานไพลิน (Bacopa caroliniana B.L.Rob.) และ กกราชินี (Cyperus altrenifolius L.) โดยมีการเจริญเติบโตคิดเป็นร้อยละ 32.48±13.22, 68.27±49.22 และ 98.84±7.16 ตามลำดับ แต่อย่างไรก็ตามพบว่ามีพืชบางชนิดได้ตายลง เนื่องจากพืชไม่สามารถปรับตัวในสภาวะที่ความเข้มข้นของน้ำทิ้งจากโรงงานผลิตเส้นขนมจีนมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นฉับพลัน นอกจากนี้ยังพบอีกว่าระบบฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยพืช ในการศึกษาครั้งนี้สามารถบำบัด ซีโอดี ไนเตรท ปริมาณของแข็งทั้งหมด และปริมาณของแข็งแขวนลอยได้ แต่ไม่สามารถกำจัดฟอสเฟตออกจากระบบบำบัดน้ำทิ้งในชุมชนได้