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

NGT x SaySci Ep.9 “กาแฟกระตุ้นให้เราตื่นได้อย่างไร?”

เคยสงสัยกันหรือไม่ว่าคาเฟอีนมีกลไกการทำงานอย่างไร? และการดื่มกาแฟจะมีผลเสียต่อร่างกายเราไหม ตลอดจนต้องดื่มแค่ไหนจึงจะเพียงพอ? ไปหาคำตอบกัน!

เลือดข้นความรู้เข้ม! การเก็บลายนิ้วมือบนวัตถุพยาน

เลือดข้นความรู้เข้ม! การเก็บลายนิ้วมือบนวัตถุพยาน ในกลางศตวรรษที่ 18 ก่อนที่โลกจะรับรู้ว่า “ลายนิ้วมือ” ของมนุษย์เรานั้นไม่มีใครมีรอยเหมือนกันเลย อาชญากรที่พ้นโทษไปแล้วและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมได้มักเปลี่ยนรูปลักษณ์หน้าตา และทรงผมของพวกเขาให้ต่างจากเดิม ทว่ามีหลักเกณฑ์หนึ่งที่ช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถระบุตัวผู้กระทำผิดได้คือ “มานุษยมิติ” (Anthropometry) คิดค้นขึ้นโดย อัลโฟงส์ แบร์ติยอง (Alphonse Bertillon) นักอาชญาวิทยาชาวฝรั่งเศส ด้วยแนวคิดที่ว่ามนุษย์แต่ละคนมีขนาดสัดส่วนของอวัยวะต่างๆ ไม่เท่ากัน และการวัดส่วนสูง ความยาวลำตัว ความกว้างของหัว ความยาวเมื่อเหยียดแขน สีปาก สีตา ไปจนถึงลักษณะจมูกและคิ้ว ฯลฯ สามารถใช้เป็นหลักฐานประกอบการชี้ตัวบุคคลได้ หลังแนวคิดดังกล่าวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่นาน วิธีการระบุตัวอาชญากรนี้กลับก่อความสับสนเมื่อนักโทษใหม่มีขนาดของร่างกายตรงกับนักโทษเก่าที่ไม่มีความเกี่ยวข้องกันมาก่อน ฉะนั้นในเวลาต่อมาแนวคิดนี้จึงถูกลบล้างไป ต่อมาในทศวรรษ 1890 Sir William Herschel ข้าราชการอังกฤษในอินเดียค้นพบว่ารอยประทับนิ้วมือบนสัญญากู้ยืมเงินสามารถนำมาระบุอัตลักษณ์ของแต่ละบุคคลได้ อันที่จริงการใช้รอยนิ้วมือยืนยันตัวเกิดขึ้นมานานแล้ว ในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมามีการพบหลักฐานลายนิ้วมือประทับลงบนเอกสารเก่าแก่ของจีนอายุ 220 ปีก่อนคริสต์กาล และในจักรวรรดิโรมันเองมีบันทึกเกี่ยวกับการสะสางคดีความคืนความบริสุทธิ์ให้แก่ชายตาบอด เมื่อรอยฝ่ามือที่ประทับบนคราบเลือดได้รับการพิสูจน์ว่าไม่ใช่ฝีมือของเขา ลายนิ้วมือคือส่วนของผิวหนังที่นูนขึ้นมาจนมองเห็นเป็นลายเส้น แม้ความสูงและร่องลึกของมันจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ทว่าวิวัฒนาการที่มีขึ้นเพื่อช่วยเพิ่มความฝืดในการยืดจับ และเพิ่มประสิทธิภาพของประสาทสัมผัสนี้กลับทรงพลังอย่างน่าทึ่งในการระบุอัตลักษณ์ของบุคคล เพราะบนโลกใบนี้ไม่มีใครที่มีลายนิ้วมือเหมือนกันเลยแม้แต่ฝาแฝดก็ตาม อันที่จริงในทางสถิติ จากการศึกษาของ Sir Francis Galton บุคคลแรกที่พบว่าลายนิ้วมือเป็นลักษณะเฉพาะตัวชี้ว่ามีโอกาสที่คนๆ […]

ชีวิตที่ไม่ได้เลือกของคนผิวเผือก

ในบางสังคม มีความเชื่อกันว่าอวัยวะของคนผิวเผือกเกี่ยวข้องกับเวทมนตร์และโชคลาง นั่นทำให้ชีวิตของผู้มีภาวะผิวเผือกยากลำบากกว่าเดิม เมื่ออวัยวะของพวกเขาเป็นที่ต้องการในตลาดมืด

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]