ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน หรือสาหร่ายสะพรั่ง เกิดขึ้นและส่งผลกระทบอย่างไร

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (Eutrophication)

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

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน, สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

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

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน, สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

  • 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

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน, สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

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

สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

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


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification)

เรื่องแนะนำ

เฮอร์ริเคนมีผลต่อการคัดเลือกทางธรรมชาติในกิ้งก่า

เฮอร์ริเคนมีผลต่อการคัดเลือกทางธรรมชาติในกิ้งก่า เหตุใดเจ้ากิ้งก่าเหล่านี้จึงถูกนำมาเกาะอยู่บนเสา แล้วถูกเป่าด้วยลมแรงจากเครื่องเป่าใบไม้? นี่อาจดูเหมือนการรังแกสัตว์ แต่แท้จริงแล้วทีมนักวิทยาศาสตร์กำลังทดลองอะไรบางอย่าง… ก่อนที่เฮอร์ริเคนเออร์มา กับเฮอร์ริเคนมารีอาจะเข้าพัดถล่มหมู่เกาะแคริบเบียนในปี 2017 นักวิทยาศาสตร์เดินทางไปที่หมู่เกาะ Turks และหมู่เกาะ Caicos เพื่อศึกษาเกี่ยวกับกิ้งก่าโดยเฉพาะ พวกเขารวบรวมกิ้งก่าอาโนล์จำนวนหนึ่ง และจับพวกมันเข้าร่วมการทดลอง โดยใช้เครื่องเป่าใบไม้จำลองสถานการณ์ว่ากำลังเกิดเฮอร์ริเคนขึ้น เพื่อสังเกตปฏิกิริยาของกิ้งก่า จากการทดลองทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่า กิ้งก่าที่มีอุ้งตีน และขาหน้าที่ยาวกว่า มีโอกาสที่จะรอดชีวิตจากเฮอร์ริเคนได้มากกว่า เนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการเกาะเกี่ยวเสาได้ดีกว่ากิ้งก่าทั่วไป สิ่งที่เกิดขึ้นนี้บ่งชี้ว่าภัยพิบัติทางธรรมชาติกลายมาเป็นปัจจัยสำคัญที่กดดันให้เกิด “การคัดเลือกทางธรรมชาติ” ของกิ้งก่าเหล่านี้เข้า (กิ้งก่าที่มีอุ้งตีนเล็ก ขาหน้าสั้นไม่สามารถรอดชีวิตจากพายุได้จึงล้มตายไปในที่สุด) ทั้งนี้ในการศึกษาครั้งต่อๆ ไป ทีมนักวิทยาศาสตร์ตั้งใจหาคำตอบเพิ่มเติมว่าภัยพิบัติอื่นๆ เช่น น้ำท่วม ดินถล่ม จะมีผลต่อวิวัฒนาการของสัตว์อย่างไรบ้าง   อ่านเพิ่มเติม ฟอสซิลรอยเท้าเก่าแก่ที่สุดของการวิ่งสองขาในกิ้งก่า

World Update: นาซายืนยัน ‘พบ ดาวหางดวงใหญ่ ที่สุดเท่าที่เคยพบมา’

World Update: นาซายืนยัน ‘พบ ดาวหางดวงใหญ่ ที่สุดเท่าที่เคยพบมา’ นักดาราศาสตร์ เปโดร เบอร์นาร์ดดิเนลลิ (Pedro Bernardinelli) และ เกรี่ เบอรน์สไตน์ (Gary Bernstein) ได้ค้นพบ ดาวหางดวงใหญ่ ที่สุดเท่าที่เคยสังเกตกันมา โดยนาซาได้ยืนยันขนาดของมันอย่างเป็นทางการแล้ว ประเมินว่ามีมวลราว 500 ล้านล้านตันและนิวเคลียส (หรือแก่นกลางของแข็ง) ของดาวหางนั้นกว้างประมาณ 137 กิโลเมตร ในตอนแรกมันถูกตรวจพบเมื่อปี 2010 แต่ยังไม่มีการยืนยันถึงขนาดของมันจนวันนี้ “เราสงสัยมาตลอดว่าดาวหางดวงนี้จะต้องมีขนาดใหญ่เพราะมันสว่างมาก” เดวิด เจวิตต์ (David Jewitt) ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส (UCLA) กล่าว นาซาบรรยายถึงดาวหางดวงนี้ไว้ว่าเป็นก้อนน้ำแข็งใหญ่ยักษ์ที่สกปรกเย็นยะเยือก ทำให้มันมีชื่อเล่นว่า “ก้อนหิมะสกปรก” (dirty snowball) ในขณะที่ชื่ออย่างเป็นทางการคือ “Bernardinelli-Bernstein” เป็นดาวหางที่ประกอบไปด้วยหิน น้ำแข็ง และเศษฝุ่นอื่นๆ มีอุณหภูมิ -211 องศาเซลเซียส โคจรรอบดวงอาทิตย์ในระยะห่างราว 1.6 ถึง […]

ดาวฤกษ์ : ดวงดาวที่ส่องประกายประดับนภาราตรี

เหล่าดวงดาวที่เปล่งประกายยามราตรี มีแสงส่องสว่างในตัวเอง ความงดงามของนภายามราตรี เราเรียกดวงดาวเหล่านั้นว่า ดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ (Stars) คือวัตถุขนาดใหญ่ในอวกาศ ที่มีแสงสว่างและพลังงานในตัวเอง เป็นมวลก๊าซขนาดใหญ่ที่ให้กำเนิดอณูพื้นฐานในจักรวาล ทั้งการสร้างและส่งผ่านพลังงาน แสงสว่างและธาตุต่างๆ ไปในห้วงอวกาศ ดาวฤกษ์นั้นถือกำเนิดภายใต้การรวมตัวกันของกลุ่มก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่ในอวกาศ ที่เรียกว่า “หมอกเพลิง” หรือ “เนบิวลา” (Nebula) เนบิวลาที่อยู่ใกล้โลกที่สุด คือ เฮลิกซ์ เนบิวลา (Helix Nebula) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่กำลังเสื่อมถอยและใกล้สิ้นอายุขัย อยู่ห่างจากโลกราว 700 ปีแสง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซี มีจำนวนมากกว่าพันล้านดวง ซึ่งปัจจุบันการนับจำนวนดวงดาวในจักรวาลยังเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่ามีดาวฤกษ์ราว 3 แสนล้านดวงในกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ของเรา การเกิดของดวงดาว วิดีโอเรื่องราวของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ ถือกำเนิดขึ้นภายในกลุ่มก้อนก๊าซและฝุ่นผงขนาดใหญ่ในอวกาศ หรือเนบิวลา ซึ่งมีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ธาตุตั้งต้นของทุกสรรพสิ่งในจักรวาล การรวมตัวกันของกลุ่มก้อนก๊าซและฝุ่นผง เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างกันของสสาร ตามกฎความโน้มถ่วงแห่งเอกภพ (Law of Universe) ทำให้เนบิวลามีขนาดใหญ่ขึ้นตามกาลเวลา มวลที่มากขึ้นและแรงดึงดูดที่มากขึ้น ก่อให้เกิดการหมุนวงของกลุ่มก๊าซและฝุ่นผงคล้ายจานหมุนขนาดใหญ่ […]

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เหตุใดนภาจึงกัมปนาท

หลายครั้งที่ได้ยินคำถาม ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เสียงเปรี้ยงปร้างดังสนั่น มีคำอธิบายอย่างไร “ ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ครับ ” หลานชายวัยกำลังหัดเจรจาของฉันไถ่ถามขึ้นมาระหว่างคืนฝนพรำและแสงแปลบปลาบวิ่งพล่านไปทั่วฟ้า ฉันนึกหาคำอธิบายอย่างง่ายที่สุดเพื่อให้เหมาะสมกับวัยของผู้ฟัง แต่ก็เป็นเรื่องยากเกินกว่าที่ตั้งใจไว้ ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า (Thunder) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับก้อนเมฆ หรือเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน การเคลื่อนที่ขึ้นลงของกระแสอากาศ (updraft/downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าในแต่ละบริเวณของก้อนเมฆและพื้นดินด้านล่าง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งทั้งสองที่มีค่าระดับหนึ่ง จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยมีประจุบวกอยู่ทางด้านบนของก้อนเมฆ ประจุลบอยู่ทางตอนล่างของก้อนเมฆ พื้นดินบางแห่งมีประจุบวก พื้นดินบางแห่งมีประจุลบ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท การเกิดประจุไฟฟ้าในอากาศ เมื่อท้องฟ้าเต็มไปด้วยก้อนเมฆอันเกิดจากการควบแน่นของละอองน้ำในอากาศ และกระแสลมพัดให้เคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้า โมเลกุลน้ำและโมเลกุลอากาศเกิดการเสียดสีกันขณะที่เมฆเคลื่อนตัวไปในอากาศ จึงเกิดประจุไฟฟ้าขึ้นในก้อนเมฆและทวีปริมาณมากขึ้น จนกระทั่งเกิดความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆ ทำให้เกิดการถ่ายเทประจุระหว่างหรือภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆและพื้นดิน หลักการเกิดฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และฟ้าร้อง อธิบายได้ดังนี้ เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่ด้านบนของก้อนเมฆ ทำให้เกิดแสงสว่างในก้อนเมฆ หรือประจุไฟฟ้าลบบริเวณฐานเมฆก้อนหนึ่งถูกเหนี่ยวนำไปหาประจุบวกในเมฆอีกก้อนหนึ่ง จะมองเห็นสายฟ้าวิ่งข้ามระหว่างก้อนเมฆเรียกว่า “ฟ้าแลบ” เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่บนพื้นดิน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากก้อนเมฆพุ่งลงสู่พื้นดินเรียกว่า “ฟ้าผ่า” ในทางกลับกัน ประจุลบที่อยู่บนพื้นดินถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกในก้อนเมฆ มองเห็นเป็นฟ้าแลบจากพื้นดินขึ้นสู่ท้องฟ้า เมื่อเกิดฟ้าแลบหรือฟ้าผ่า […]