ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน หรือสาหร่ายสะพรั่ง เกิดขึ้นและส่งผลกระทบอย่างไร

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (Eutrophication)

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน หรือสาหร่ายสะพรั่ง ถือเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้แหล่งน้ำบริเวณดังกล่าวเป็นมลพิษ และระบบนิเวศเสียหาย

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (Eutrophication) คือ “มลภาวะจากธาตุอาหารพืช” (Nutrient Pollution) ที่เกิดขึ้นจากการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายในแหล่งน้ำจืดต่าง ๆ เช่น ในแม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง ทะเลสาบ หรือในอ่างเก็บน้ำ รวมถึงตามน่านน้ำและริมชายฝั่งทะเล ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชันนับเป็นอีกหนึ่งปัญหามลพิษทางน้ำที่เกิดขึ้นและส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั่วโลก

ในธรรมชาติการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของสาหร่ายหรือ “การบลูม” (Bloom) แพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำ คือ หนึ่งในปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางระบบนิเวศ (Ecological Succession) ซึ่งใช้เวลาหลายสิบถึงหลายร้อยปีในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทั้งทางกายภาพ เคมีและชีวภาพ ของแหล่งน้ำดังกล่าว แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา กิจกรรมของมนุษย์กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่เร่งให้ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชันในแหล่งน้ำทั่วโลกเกิดขึ้นบ่อยครั้งและทวีความรุนแรงยิ่งกว่าที่เคยเป็นมา

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน, สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

สาเหตุของปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน คือ มลภาวะจากธาตุอาหารพืช ซึ่งมีสาเหตุมาจากการที่แหล่งน้ำได้รับธาตุอาหารหลัก โดยเฉพาะสารประกอบไนโตรเจน (Nitrogen) และฟอสฟอรัส (Phosphorus) ในปริมาณมากเกินควร ส่งผลให้สาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำดังกล่าว สามารถเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากธาตุอาหารหลัก อย่างเช่น ไนโตรเจนมีส่วนสำคัญต่อการสร้างโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นองค์ประกอบของยีนในสิ่งมีชีวิต เช่นเดียวกับฟอสฟอรัสที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิกและสารประกอบต่าง ๆ ภายในเซลล์ของพืช

อีกทั้ง ในธรรมชาติ ธาตุอาหารที่จำเป็นเหล่านี้ มีปริมาณต่ำมาก หากเปรียบเทียบกับปริมาณที่สิ่งมีชีวิตต้องการ และส่วนใหญ่ยังอยู่ในรูปของสารประกอบที่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรง  ดังนั้น ปริมาณของธาตุอาหารเหล่านี้ จึงกลายเป็นปัจจัยจำกัด (Limiting Factors) ต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตกลุ่มออโตโทรป (Autotrophs) หรือกลุ่มแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายต่าง ๆ ซึ่งเป็นผู้ผลิตเบื้องต้นของแหล่งน้ำและระบบนิเวศเหล่านี้

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

ผลกระทบจากปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชันส่งผลให้เกิดผลกระทบอย่างต่อเนื่องในระบบนิเวศ จากการเจริญเติบโตและการขยายพันธุ์อย่างรวดเร็วของสาหร่ายและแพลงก์ตอนพืช โดยเฉพาะหลังสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ล้มตายลง ซากพืชและสาหร่ายจะจมลงสู่ท้องน้ำหรือก้นสมุทร แบคทีเรียจะทำการย่อยสลายซากพืชเหล่านี้ โดยการดึงออกซิเจนจากแหล่งน้ำมาใช้ในปริมาณมาก ทำให้แหล่งน้ำเกิดภาวะขาดออกซิเจน และเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เขตมรณะ” (Dead Zone) หรือ บริเวณพื้นที่ในมหาสมุทรหรือแหล่งน้ำที่มีปริมาณของออกซิเจนต่ำมาก ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ส่งผลให้พื้นที่ดังกล่าวกลายเป็นเขตขาดออกซิเจนจนกระทั่งสิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอาศัยอยู่ได้อีก ทำให้เกิดการตายและการอพยพของสัตว์น้ำจำนวนมาก ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงทางระบบนิเวศในแหล่งน้ำดังกล่าว

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

สาหร่ายสะพรั่ง, มลพิษทางน้ำ, สารหร่ายบลูม

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชันยังส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ 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


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

เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศกับการแก้ปัญหาจากต้นน้ำถึงปลายน้ำ

ภาพประกอบ : PIRO4D from Pixabay ปัจจุบัน การบริหารจัดการและการแก้ไขปัญหาเรื่องทรัพยากรธรรมชาติในประเทศไทย ได้รับความสนใจจากหน่วยงานทุกภาคส่วนมากขึ้น เนื่องจากประชาชนในสังคมส่วนใหญ่เริ่มตระหนักถึงผลกระทบจากปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นกับตัวเอง ทั้งเรื่องการจัดการปัญหาขยะ การแก้ไขปัญหาเรื่องการบุกรุกพื้นที่ป่า การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และการฟื้นฟูทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง เป็นต้น ในทุกการแก้ปัญหา ทุกหน่วยงานมักเริ่มต้นจากการสืบค้นข้อมูล เพื่อนำข้อมูลทั้งหมดมาใช้ประกอบการตัดสินใจและวางแผนการแก้ปัญหาอย่างเป็นรูปธรรม หนึ่งในข้อมูลที่ถูกสืบค้นมากที่สุดคือ ข้อมูลภูมิสารสนเทศ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ข้อมูลเห็นถึงภาพรวมของสภาพพื้นที่ และสามารถนำไปวางแผนปฏิบัติงานได้จริง จิสด้าเป็นหนึ่งหน่วยงานที่มีบทบาทสนับสนุนเรื่องเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศและภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อการแก้ปัญหาอย่างบูรณาการร่วมกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง โดยในช่วงที่ผ่านมา จิสด้าสนับสนุนข้อมูลภูมิสารสนเทศในโครงการต่างๆ ดังนี้ 1. เทคโนโลยีและนวัตกรรมภูมิสารสนเทศ เพื่อการบริหารจัดการสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง จังหวัดเพชรบุรี เป็นการขับเคลื่อนเทคโนโลยีและนวัตกรรมภูมิสารสนเทศ เพื่อบริหารจัดการทรัพยากรธรรมชาติในลุ่มน้ำเพชรบุรี โดยการสำรวจสถานการณ์ปัญหาและความพร้อมของพื้นที่ ภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รวมถึงวางแนวทางกำหนดอนาคตของอ่าวบางตะบูนกับประชาชนในพื้นที่ และหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ด้วยความเชี่ยวชาญเรื่องข้อมูล จิสด้าจึงได้จัดทำฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ของชุมชน แผนที่ชุมชนแบบมาตรฐานซึ่งเป็นที่ยอมรับของทุกภาส่วน และนำผลที่ได้ไปปฏิบัติใช้งานจริง ก่อให้เกิดการประสานความร่วมมือเพื่อหามาตรการที่เหมาะสมสำหรับการแก้ปัญหาในพื้นที่ต่อไป 2. การใช้เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศเพื่อการติดตามสถานการณ์การระบาดของโรคใบร่วงในพื้นที่ปลูกยางพาราเขตภาคใต้ตอนล่าง จิสด้าดำเนินงานร่วมกับการยางแห่งประเทศไทย ใช้เทคโนโลยีเชิงพื้นที่และภาพถ่ายดาวเทียม ติดตามสถานการณ์การระบาดของโรคใบร่วงในสวนยางพาราเขตภาคใต้ตอนล่าง ได้แก่ พังงา กระบี่ ตรัง สงขลา ปัตตานี ยะลา และนราธิวาส ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน […]

วัคซีนใครว่าไม่สำคัญ

เรื่อง ซินเทีย กอร์นีย์ ภาพถ่าย วิลเลียม ดาเนียลส์ ซามีร์ ซาฮาเป็นนักจุลชีววิทยาผู้มีชื่อเสียงในระดับโลกจากผลงานวิจัยแบคทีเรียที่มีชื่อว่า นิวโมคอกคัส ห้องปฏิบัติการที่เขาก่อตั้งขึ้นอยู่ตรงมุมหนึ่งของโรงพยาบาลธากาชิชู โรงพยาบาลเด็กที่ใหญ่ที่สุดในบังกลาเทศ ภายในห้องปฏิบัติการ ชายหญิงในชุดกาวน์สีขาวกำลังง่วนกับการศึกษาเซลล์นิวโมคอกคัส แบคทีเรียนิวโมคอกคัสมีอยู่ทุกแห่งหนในโลก และแพร่กระจายได้อย่างง่ายดายผ่านการจามหรือการสัมผัส พวกมันสามารถอาศัยอยู่ในช่องจมูกของคนที่มีระบบภูมิคุ้มกันแข็งแรงโดยไม่ก่อให้เกิดอาการป่วยใดๆ แต่ทันทีที่ระบบป้องกันของเราอ่อนแอลง นิวโมคอกคัสจะเคลื่อนย้าย แบ่งตัว และทำให้เกิดโรคติดเชื้อที่เป็นอันตรายต่อชีวิต เช่น ปอดบวม เยื่อหุ้มสมองอักเสบ หรือการติดเชื้อในกระแสเลือด เด็กเล็กยิ่งมีความเสี่ยง โดยเฉพาะเด็กเล็กในถิ่นที่เข้าถึงยาปฏิชีวนะและการรักษาที่มีประสิทธิภาพได้ยากจะมีความเสี่ยงสูงที่สุด ในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ด โรคที่เกิดจากเชื้อนิวโมคอกคัสคร่าชีวิตเด็กทั่วโลกไปกว่า 800,000 คนต่อปี การเสียชีวิตนี้ซึ่งส่วนใหญ่กำลังเกิดขึ้นในประเทศยากจนอย่างบังกลาเทศ ในปี 2015 เมื่อวัคซีนนิวโมคอกคัสแบบคอนจูเกตหรือพีวีซี (pneumococcal conjugate vaccine: PCV) ซึ่งเป็นวัคซีนที่ใช้สำหรับเด็กมาถึงบังกลาเทศ ทีมวิจัยของซาฮาก็ติดตามความคืบหน้าอย่างใกล้ชิด หากพีวีซีแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพ ทั่วโลกอย่างที่ผู้เชี่ยวชาญด้านวัคซีนคาดหวัง มันจะช่วยทั้งลดอัตราการตายลงได้อย่างมาก  ซึ่งหมายถึงเด็กเล็ก ๆหลายพันคน จะรอดชีวิตแทนที่จะเสียชีวิตก่อนถึงวัยเรียน และลดความเจ็บป่วยที่ไม่ถึงแก่ชีวิตได้อีกมาก ทว่าสิ่งที่เร่งด่วนยิ่งกว่า ทะเยอทะยานมากกว่า สลับซับซ้อนมากกว่า ซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายรัฐบาลและเงินบริจาคหลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐ ก็คือความร่วมมือระหว่างประเทศเพื่อให้ได้มาซึ่งวัคซีนใหม่ๆสำหรับเด็กในประเทศกำลังพัฒนา ความทุกข์ทรมานของคนในประเทศเหล่านี้อันเกิดจากโรคที่วัคซีนป้องกันได้เป็นเรื่องจริงและชัดเจนมาตั้งแต่อดีตจนถึง ปัจจุบัน   […]