เทคโนโลยีการใช้พืชเพื่อฟื้นฟูสภาพแวดล้อม(Phytoremediation technology)

§ เป็นการฟื้นฟูสภาพแวดล้อมทั้งในดิน แหล่งน้ำ หรือระบบบำบัด ด้วยกระบวนการการสกัดสารมลพิษด้วยพืชหรือการสะสมสารมลพิษด้วยพืช เป็นกระบวนการที่พืชนำเอาสารที่ปนเปื้อนเข้าสู่พืชและเก็บสะสมไว้ตามส่วนต่าง ๆ ของพืช

§  ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดพืชและคุณสมบัติของสารมลพิษชนิดนั้น โดยพืชที่มีชีวมวล (biomass) มากจะทำให้การสะสมสารปนเปื้อนในส่วนต่าง ๆ ของพืชได้มากขึ้น

§  พืชที่ใช้ในกระบวนการฟื้นฟูจะถูกนำไปบำบัดต่อด้วยวิธีการที่เหมาะสม เช่น เผาหรือฝังกลบ และถ้าหากมีปริมาณมากพอ อาจนำส่วนต่าง ๆ ของพืชไปสกัดสารปนเปื้อนออกมา และนำไปใช้ประโยชน์ใหม่ได้อีก

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ก้องเกียรติ จำปาศรี

ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

การติดตามตรวจสอบคุณภาพสิ่งแวดล้อมด้วยจุลินทรีย์

  

เรียบเรียงโดย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ก้องเกียรติ จำปาศรี

ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

 

จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่พบได้ตามแหล่งน้ำธรรมชาติทั้งน้ำจืด  น้ำทะเล  น้ำนิ่ง  น้ำไหล  และในน้ำที่เย็นจัดและเค็มบริเวณขั้วโลก จนถึงน้ำจากบ่อน้ำร้อน ตลอดจนน้ำทิ้งจากชุมชน การเกษตรและโรงงานอุตสาหากรรม จุลินทรีย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมของแหล่งน้ำแต่ละประเภท เช่น แบคทีเรียที่ชอบเค็ม (halophilic bacteria) แบคทีเรียที่ทนร้อน (thermoduric bacteria) เป็นต้น ในแหล่งน้ำจืดพบว่ามีจุลินทรีย์จำพวก แบคทีเรีย ไวรัส และโพรโทซัวที่ก่อให้เกิดโรคที่เป็นพิษหลายชนิด และอาจมีมากกว่าในทะเลด้วยซ้ำไป เนื่องจากในสิ่งแวดล้อมทางทะเลจะมีอิทธิพลต่อการมีชีวิตและการเพิ่มจำนวนของเชื้อจุลินทรีย์ เพราะทะเลมีแร่ธาตุต่าง ๆ ที่เข้มข้นสูงทำให้จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ไม่สามารถเจริญได้ แต่มีธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชน้ำและแพลงก์ตอนต่ำ (NRC, 1993)

         จุลินทรีย์มักใช้เป็นตัวชี้วัดสุขภาพระบบนิเวศทางน้ำและบก เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ของง่ายต่อการทดสอบและพร้อมใช้งาน และยังเป็นส่วนสำคัญของการผลิตชีวมวลต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับห่วงโซ่อาหาร และขบวนการทางเคมีในมหาสมุทร ตลอดจนวัฎจักรของสารอาหารในระบบนิเวศทางทะเล จุลินทรีย์มีอัตราการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วและตอบสนองต่อสิ่งเจือปนในระดับต่ำ เมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพ และชีวภาพอื่น ๆ จากการวิจัยระบุว่าจุลินทรีย์ให้ผลสะท้อนที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อม สำหรับการตรวจสอบคุณภาพแหล่งน้ำทางด้านจุลชีววิทยาเพื่อนำน้ำไปใช้ประโยชน์ในกิจกรรมต่าง ๆ ตอลดจนการตรวจสอบคุณภาพน้ำก่อนทิ้งเพื่อหาปริมาณสิ่งสกปรกของน้ำ มักนิยมใช้กลุ่มแบคทีเรียที่เป็นดัชนีชี้วัดภาวะมลพิษ คือ coliform group ได้แก่ เชื้อ Escherichia coli  ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มักพบอยู่เป็นจำนวนมากในสิ่งแวดล้อม และพบได้ในอุจจาระของมนุษย์และสัตว์เลือดอุ่น

         ตัวชี้วัดทางจุลินทรีย์สามารถใช้งานได้หลายทางตรวจจับได้สิ่งแวดล้อมมลพิษในน้ำรวมถึงการใช้งานของแบคทีเรียเรืองแสง การปรากฏตัวของสารพิษในน้ำสามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดาย ทั้งจากการเปลี่ยนแปลงในระบบการย่อยอาหารของจุลินทรีย์ที่ถูกขัดขวางหรือถูกรบกวนโดยสิ่งมีชีวิต หรือติดตามการเปลี่ยนแปลงปริมาณของแสงที่แบคทีเรียปล่อยออกมา นอกจากนี้จุลินทรีย์บางชนิดเมื่อสัมผัสกับสารปนเปื้อนจำพวกแคดเมียมและเบนซิน ก็พัฒนาโปรตีนใหม่ที่เรียกว่า โปรตีนความเครียดซึ่งสามารถใช้เป็นการเตือนภัยล่วงหน้าได้ การตรวจสอบคุณภาพสิ่งแวดล้อมตามพารามิเตอร์ทางชีวภาพใช้จุลินทรีย์บางชนิด เช่น แบคทีเรีย ไวรัสและไซยาโนแบคทีเรีย จากตัวอย่างผลงานวิจัยของ Sumampouw และ Risjani (2014) รายงานว่าแบคทีเรียทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนอุจจาระของมนุษย์และสัตว์ ขยะโสโครกจากครัวเรือน มลพิษโลหะหนัก น้ำมันดิบและมลพิษอื่น ๆ ในแหล่งน้ำและดิน การศึกษาจำนวนมากใช้ไวรัสบางชนิด เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น การประเมินคุณภาพในพื้นที่สูงเขตร้อนด้วยไวรัสพริกไทยอ่อน Pepper mild mottle virus (PMMoV) เป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนมลพิษทางอุจจาระ ตลอดจนแบคทีเรียโคลิฟอร์ม Escherichia coli และ Streptococcus sp. เป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนของอุจจาระมนุษย์และสัตว์ในตะกอนของทะเลสาบ ทะเลสาบ แม่น้ำ น่านน้ำสำหรับการนันทนาการ ชายฝั่งทะเลกึ่งเขตร้อนอีกด้วย

         สำหรับการติดตามตรวจสอบการปนเปื้อนสารมลพิษในทะเลนั้น มีรายงานว่าไซยาโนแบคทีเรีย เช่น Oscillatoria sp., Chroococcus sp. และสาหร่ายเกลียวทองเป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนมลพิษตะกั่ว (Pb)  นอกจากนี้ Thiobacillus sp. และ Pseudomonas sp. เป็นตัวบ่งชี้มลพิษสำหรับปรอท (Hg) และตะกั่ว (Pb) ขณะที่ Serratia marcescens และ Thiobacillus sp. เป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนมลพิษของ Cd และ Pb นอกจากนี้แบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟและโคลิฟอร์มแบคทีเรีย พบว่าเป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนของน้ำเสีย Salmonella spp. และ Streptococcus sp. สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้การปนเปื้อนของแบคทีเรียในบริเวณปากแม่น้ำเขตร้อนน้ำเสียได้เช่นกัน

 

เอกสารอ้างอิง

NRC. (1993). Managing Wastewater in Coastal Urban Areas. National Research Council, National Academy Press, Washington, D.C.: pp. 214.

Sumampouw O. J. and Risjani Y. (2014). Bacteria as indicators of environmental pollution:Review. International Journal of Ecosystem. 4(6): 251–258.

 

 The three-day workshop (from October 11-13) was led by Dr. Debra Kneser (a senior lecturer at the University of Wisconsin - Oshkosh); and Dr. Kevin Niemi (Director of Outreach Programs at the Wisconsin Institute for Science Education and Community Engagement from the University of Wisconsin - Madison) elicited practical exercises in knowledge exchange; procedures and courses development; classroom management measures; as well as active learning strategies.