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

หน้าที่ของระบบนิเวศ (Ecosystem Function)

หน้าที่ของระบบนิเวศ (Ecosystem function) มีส่วนสนับสนุนความสมดุลของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระบบนิเวศ ในระบบนิเวศ (Ecosystem) การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย ทั้งกลุ่มผู้ผลิต ผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อนระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันเอง และปฏิสัมพันธ์ต่อสภาพแวดล้อม ซึ่งส่งผลให้เกิด หน้าที่ของระบบนิเวศ ที่สำคัญยิ่ง 2 ประการ ได้แก่ การถ่ายทอดพลังงาน (Energy Flows) คือ การถ่ายทอดพลังงานผ่านความสัมพันธ์ตามลำดับขั้นของสิ่งมีชีวิตในรูปของห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) และสายใยอาหาร (Food Web) ที่ซับซ้อน จากกระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) ของพืชสีเขียวหรือกลุ่มผู้ผลิตภายในระบบนิเวศ ซึ่งนำแสงสว่างและพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้สร้างพลังงานเคมีในรูปของอาหาร เช่น แป้ง และน้ำตาล โดยพลังงานดังกล่าวจะถูกถ่ายทอดไปยังผู้บริโภคลำดับต่อไป จนถึงผู้ย่อยสลายในท้ายที่สุด ในทุกขั้นของการถ่ายทอดพลังงานผ่านห่วงโซ่อาหารจะเกิดการสูญเสียพลังงานส่วนใหญ่ (ร้อยละ 90) จากระบบนิเวศไปในรูปของพลังงานความร้อน จากการนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึม (Metabolism) ของสิ่งมีชีวิต มีพลังงานเพียงร้อยละ 10 ที่เก็บสะสมไว้ในพืชสีเขียวถูกนำมาแปรเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพของสัตว์กินพืช ดังนั้น ผู้บริโภคในลำดับขั้นถัดไปในห่วงโซ่อาหารจะได้รับพลังงานสะสมที่ถูกเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพเพียงร้อยละ 10 เท่านั้น ตามกฎ ร้อยละ 10 (Ten Percent […]

เผยโฉมฟอสซิลไดโนเสาร์สภาพสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ

เผยโฉม ฟอสซิลไดโนเสาร์ สภาพสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ คนงานเหมืองในรัฐแอลเบอร์ตา ประเทศแคนาดาพบ ฟอสซิลไดโนเสาร์ ซึ่งมีสภาพดีที่สุดตัวหนึ่งเท่าที่เคยพบมา มันคือโนโดซอร์ (Nodosaur) ไดโนเสาร์หุ้มเกราะชนิดหนึ่งที่กินพืชเป็นอาหาร มีชีวิตอยู่เมื่อราว 110 ล้านปีก่อน เจ้าสัตว์ตัวนี้มีเดือยแหลมยาว 50 เซนติเมตรคู่หนึ่งโผล่ขึ้นมาจากบ่า ตอนมีชีวิต มันมีความยาว 5.5 เมตร และหนักเกือบ 1.3 ตัน ติดตามอ่านเรื่องราวการค้นพบสัตว์ยักษ์ตัวนี้ได้ในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย เดือนมิถุนายน 2560

อาหารคีโตจีนิก : อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ – ไขมันสูง

งานวิจัยทางวิชาการหลายฉบับยังรายงานผลการทดลอง ที่ขัดแย้งกันระหว่างข้อดีและผลกระทบระยะยาวของ อาหารคีโตจีนิก ที่กำลังเป็นกระแสนิยมในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา  อาหารคีโตจีนิก คืออะไร อาหารคีโต หรือ อาหารคีโตจีนิก (Ketogenic diets) เป็นรายการอาหารที่มีปริมาณคาร์โบไฮเดรตต่ำ แต่มีไขมันสูง ซึ่งส่งผลให้ร่างกายใช้พลังงานทางเลือกจากไขมันแทนการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานหลักคือคาร์โบไฮเดรต ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า คีโตซิส (Ketosis) กระบวนการคีโตซิสจะเกิดขึ้นเมื่อร่างกายรับรู้ว่าระดับน้ำตาลในเลือดต่ำลง จึงจำเป็นเผาผลาญพลังงานจากไขมันแทน กระบวนการคีโซซิสเกิดขึ้นที่ตับ โดยไขมันที่เก็บสะสมไว้ในช่องท้องจะถูกเปลี่ยนให้เป็นกรดไขมัน และได้ผลผลิตสุดท้ายเป็นสารประเภทคีโตน (Ketones) ซึ่งร่างกายสามารถนำไปใช้เป็นพลังงานได้ บทสรุป: เมนูอาหารคีโต คือ อาหารที่คาร์โบไฮเดรตต่ำ และมีไขมันสูง ซึ่งส่งผลให้ร่างกายมีระดับน้ำตาลและอินซูลินในเลือดต่ำ ร่างกายจึงใช้พลังงานจากไขมัน ผ่านสารให้พลังงานที่เรียกว่า คีโตน ประเภทของอาหารคีโตจีนิก 1. Standard ketogenic diet (SKD): เป็นรายการอาหารที่มีปริมาณคาร์โบไฮเดรตน้อยมาก มีโปรตีนปานกลาง และมีไขมันสูง โดยสัดส่วนของอาหารหนึ่งมื้อคือ ไขมันร้อยละ 75 โปรตีนร้อยละ 20 และคาร์โบไฮเดรตร้อยละ 5 2. Cyclical ketogenic diet (CKD): เป็นการเลือกรับประทานอาหารคีโตจีนิกเป็นส่วนใหญ่ […]

แสง และสมบัติของแสง

แสง ในธรรมชาติมีแหล่งกำเนิดจากหลายแหล่ง ช่วยให้เรามองเห็นวัตถุต่างๆ ที่อยู่ตรงหน้าได้ แสง (Light) คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีความยาวคลื่น (Wavelength) อยู่ในช่วงที่มนุษย์สามารถรับรู้ได้ผ่านดวงตาหรือที่เรียกว่า “แสงที่ตามองเห็น” (Visible Light) โดยนับเป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงความยาวคลื่น 400 – 700 นาโนเมตร แสงมีคุณสมบัติที่ค่อนข้างสลับซับซ้อน เนื่องจากมีลักษณะเป็นเหมือนทั้งคลื่นและอนุภาค ซึ่งในทางฟิสิกส์ แสง หมายถึง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Radiation) ในทุกช่วงความยาวคลื่น แม้จะอยู่ในช่วงที่สายตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ แสงมีอนุภาคที่เรียกว่า “โฟตอน” (Photon) เป็นอนุภาคที่สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยอัตราเร็วคงที่ ซึ่งอยู่ที่ราว 300,000,000 เมตรต่อวินาที โดยไม่จำเป็นต้องมีสื่อหรืออาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ใด ๆ (Medium) อย่างเช่นแสงจากดวงอาทิตย์ที่เดินทางผ่านอวกาศหรือภาวะสุญญากาศเป็นระยะทาง 150 ล้านกิโลเมตร โดยใช้เวลาราว 499 วินาที หรือราว 8.3 นาทีในการเดินทางมายังโลก แหล่งกำเนิดของแสงบนโลก แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ คือ ดวงอาทิตย์ […]