ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน หรือสาหร่ายสะพรั่ง เกิดขึ้นและส่งผลกระทบอย่างไร

ปรากฏการณ์ สาหร่ายสะพรั่ง หรือ Eutrophication เป็นปรากฏการณ์ที่มักเกิดจากการความไม่สมดุลของทั้งสิ่งมีชีวิต และไม่มีชีวิต ในระบบนิเวศแหล่งน้ำ ที่ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศแหล่งน้ำเป็นวงกว้าง

สาหร่ายสะพรั่ง คือ “มลภาวะจากธาตุอาหารพืช” (Nutrient Pollution) ที่เกิดขึ้นจากการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายในแหล่งน้ำจืดต่าง ๆ เช่น ในแม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง ทะเลสาบ หรือในอ่างเก็บน้ำ รวมถึงตามน่านน้ำ และริมชายฝั่งทะเล ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งนับเป็นอีกหนึ่งปัญหามลพิษทางน้ำที่เกิดขึ้นและส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั่วโลก

ในธรรมชาติ การเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของสาหร่ายหรือ “การสะพรั่ง” (Bloom) ของแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำ คือหนึ่งในปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางระบบนิเวศ (Ecological Succession) ซึ่งใช้เวลาหลายสิบถึงหลายร้อยปีในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทั้งทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ ของแหล่งน้ำดังกล่าว แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา กิจกรรมของมนุษย์กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่เร่งให้ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งในแหล่งน้ำทั่วโลกเกิดขึ้นบ่อยครั้ง และทวีความรุนแรง มากกว่าที่ผ่านมา

สาเหตุของปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่ง

อย่างที่กล่าวมาข้างต้น สาหตุหลักเกิดจากมลภาวะจากธาตุอาหารพืช เนื่องจากมีธาตุอาหารหลักในแหล่งน้ำมากเกินไป โดยเฉพาะสารประกอบไนโตรเจน (Nitrogen) และฟอสฟอรัส (Phosphorus) ส่งผลให้สาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว เพราะไนโตรเจนมีส่วนสำคัญต่อการสร้างโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นองค์ประกอบของยีนในสิ่งมีชีวิต ในทำนองเดียวกันกับฟอสฟอรัสที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิกและสารประกอบต่าง ๆ ภายในเซลล์ของพืช

นอกจากนี้ ในธรรมชาติ ธาตุอาหารที่จำเป็นเหล่านี้ มีปริมาณต่ำมาก หากเปรียบเทียบกับปริมาณที่สิ่งมีชีวิตต้องการ และส่วนใหญ่ยังอยู่ในรูปของสารประกอบที่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรง ดังนั้น ปริมาณของธาตุอาหารเหล่านี้จึงกลายเป็นปัจจัยจำกัด (Limiting Factors) ต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตกลุ่มออโตโทรป (Autotrophs) หรือกลุ่มแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายต่าง ๆ ซึ่งเป็นผู้ผลิตเบื้องต้นของระบบนิเวศแหล่งน้ำ

แม้ว่าไนโตรเจนจะเป็นองค์ประกอบหลักของบรรยากาศโลก แต่มีสิ่งมีชีวิตเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถตรึงไนโตรเจนในอากาศและนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยตรง ดังนั้น สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จึงจำเป็นต้องแสวงหาไนโตรเจนจากแหล่งอาหารอื่น เช่น จากการบริโภคสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นหรือจากสภาพแวดล้อมที่แตกต่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากภาวะการปนเปื้อนของสารประกอบเหล่านี้ในธรรมชาติที่เป็นผลมาจากกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ เช่น

การใช้ปุ๋ยเคมีในภาคการเกษตร ซึ่งมีส่วนผสมของสารประกอบไนโตรเจน เช่น ไนเตรท ไนไตรท์ และแอมโมเนียม ที่ทำให้เกิดการสะสมของธาตุอาหารในดินปริมาณสูง และเมื่อเกิดฝนตกหรือการไหลบ่าของน้ำ (Surface Runoff) สารประกอบเหล่านี้ จึงถูกพัดพาลงสู่แม่น้ำ ลำคลอง รวมไปถึงแหล่งน้ำใต้ดินในธรรมชาติ
น้ำเสียจากภาคอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือน ซึ่งมีทั้งสารประกอบฟอสฟอรัส เช่น กลุ่มฟอสเฟตและโพลีฟอสเฟต และสารประกอบไนโตรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนาที่มีการลักลอบปล่อยน้ำเสียลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ รวมถึงการทิ้งน้ำเสียจากครัวเรือน โดยปราศจากการบำบัด

การเติบโตและการขยายตัวของประชากรโลก นับเป็นอีกหนึ่งสาเหตุหลักของการเกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน จากกระแสการบริโภคนิยมที่ส่งผลต่อการผลิตสินค้าและสารเคมีต่าง ๆ มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะสารซักฟอกและผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดในบ้านเรือน ซึ่งเพิ่มอัตราการปนเปื้อนของสารประกอบเหล่านี้ในธรรมชาติมากกว่าเดิมราว 2 ถึง 3 เท่า ส่งผลให้แหล่งน้ำในหลายทวีปทั่วโลกยากต่อการนำมาใช้ประโยชน์ได้อีก

ผลกระทบจากปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่ง

ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งส่งผลให้เกิดผลกระทบอย่างต่อเนื่องในระบบนิเวศ โดยเฉพาะ เมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตายลง ซากพืชและสาหร่ายจะจมลงสู่ท้องน้ำหรือก้นสมุทร แบคทีเรียจะทำการย่อยสลายซากพืชเหล่านี้ โดยการดึงออกซิเจนจากแหล่งน้ำมาใช้ในปริมาณมาก ทำให้แหล่งน้ำเกิดภาวะขาดออกซิเจน และเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เขตมรณะ” (Dead Zone) หรือบริเวณพื้นที่ในมหาสมุทรหรือแหล่งน้ำที่มีปริมาณของออกซิเจนต่ำมาก ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ส่งผลให้พื้นที่ดังกล่าวกลายเป็นเขตขาดออกซิเจนจนกระทั่งสิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอาศัยอยู่ได้อีก ทำให้เกิดการตายและการอพยพของสัตว์น้ำจำนวนมาก ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงทางระบบนิเวศในแหล่งน้ำ

ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งมีชื่อเรียกอีกหนึ่งชื่อคือ “กระแสน้ำแดง” (Red Tide) หรือ “ขี้ปลาวาฬ” ซึ่งเกิดจากการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของจุลินทรีย์หรือแพลงก์ตอนบางชนิดที่ทำให้สีของน้ำในทะเลและทะเลสาบเปลี่ยนไป ท่ามกลางความแปรปรวนที่เกิดขึ้นต่อระบบนิเวศและคุณสมบัติทางเคมีของแหล่งน้ำ เช่น การเปลี่ยนแปลงของค่า pH ในช่วงกลางวันและกลางคืน รวมถึงปริมาณของตะกอน ความขุ่นของน้ำ และปริมาณของสารประกอบต่าง ๆ ในน้ำที่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตมากมายหลายชนิด

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งยังส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะการเกิดโรคหรือความเจ็บป่วยจากการมีน้ำเป็นสื่อในการแพร่กระจาย (Water-borne Disease) และการบริโภคอาหารทะเลปนเปื้อน รวมไปถึงสภาพเศรษฐกิจและการท่องเที่ยวที่ได้รับผลกระทบโดยตรงจากการเน่าเสียของน้ำ การลดลงของจำนวนสัตว์น้ำ และการเพิ่มขึ้น ของเขตมรณะที่ในช่วงกว่า 50 ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะในอ่าวเม็กซิโก (Gulf of Mexico) และทะเลบอลติก (Baltic Sea) ในยุโรปตอนเหนือ ขณะที่ในประเทศไทย มีปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชันเกิดขึ้นในหลายพื้นที่โดยเฉพาะในทะเลสาบสงขลา ซึ่งส่งผลให้สัตว์น้ำจำนวนมากเสียชีวิตลง และส่งผลกระทบต่อเนื่องไปยังชาวประมงท้องถิ่น และระบบนิเวศในพื้นที่อีกด้วย

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic Society – https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/dead-zone/#:~:text=Dead%20zones%20occur%20because%20of,%2C%20or%20blue%2Dgreen%20algae.

National Oceanic and Atmospheric Administration – https://oceanservice.noaa.gov/facts/eutrophication.html

สำนักงานสิ่งแวดล้อมภาคที่ 6 – http://reo06.mnre.go.th/home/images/upload/file/report/Eutrophication1.pdf

Ocean Health Index – http://www.oceanhealthindex.org/methodology/components/nutrient-pollution