เมื่อน้ำท่วมขังนาน สิ่งที่มากับปัญหาของน้ำคือน้ำเน่า เมื่อผมขึ้นมาเพชรบูรณ์ผ่านน้ำท่วมที่วังน้อย กลิ่นหญ้าเน่าโชยแทรกเข้ามาในรถเหม็นตลบ ปัญหาน้ำเน่าเกิดจากการบูดเน่าของอินทรีย์สาร ได้แก่ หญ้า, พืชล้มลุกที่จมอยู่ใต้น้ำ, มูลสัตว์, เศษอาหารและขยะมูลฝอย ฯลฯ ชาวบ้านและอาสาสมัครระดมกันผลิตและใช้ อีเอ็มบอล EM ball โยนลงไปตามแหล่งน้ำเน่าเพื่อช่วยบำบัดน้ำเสีย วันดีคืนดีกลุ่มอาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้ออกมาติงเรื่องการใช้อีเอ็มในการบำบัดน้ำเสียว่าไม่ได้ผลแต่จะยิ่งทำให้น้ำเสียหนักขึ้นไปอีก ทางกลุ่มฯเสนอให้ใช้ออกซิเจนในการบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียของบ่อบำบัดในโรงงานอุตสาหกรรมตามวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม นิยมใช้หลักการเติมออกซิเจนลงไปในน้ำ และให้น้ำมีการหมุนเวียนเพื่อให้ออกซิเจนกระจายไปทั่วบ่อ การเติมออกซิเจนทำให้จุลินทรีย์ประเภทใช้ออกซิเจน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลุ่มของแบคทีเรีย อาจมีสาหร่ายเล็กๆและโปรโตซัว ซึ่งเติบโตได้ดีเมื่อมีออกซิเจนเพียงพอกับการหายใจ สิ่งมีชีวิตเล็กๆพวกนี้จะใช้สารอินทรีย์ในน้ำเพื่อการเจริญเติบโตและปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา เมื่อจุลินทรีย์ใช้สารอินทรีย์จนหมด เขาจะผันน้ำเข้าบ่อพักเพื่อให้ตะกอนต่างๆซึ่งส่วนใหญ่เป็นจุลินทรีย์ตกตะกอน น้ำใสที่ผ่านการบำบัดแล้วมีค่า BOD ปลอดภัยกับสัตว์น้ำและสิ่งมีชีวิตอื่นสามารถปล่อยสู่ชุมชนได้ ตะกอนซึ่งเป็นเศษซากของจุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ทำปุ๋ยเพราะมีธาตุไนโตรเจนสูง กรรมวิธีในการเติมออกซิเจนให้กับน้ำมีหลายวิธี ตั้งแต่การใช้ใบพัดตีน้ำ การพ่นอากาศ การทำน้ำพุ ร่วมกับการหมุนเวียนน้ำจากผิวลงสู่ก้นบ่อและนำน้ำจากก้นบ่อขึ้นมารับออกซิเจน ทั้งนี้เมื่อมีการเลี้ยงเชื้อไประยะหนึ่ง จุลินทรีย์จะเปลี่ยนสารอาหารในบ่อเกิดการสร้างกรดย้อนกลับไปทำลายตนเอง จึงต้องมีการปรับพีเอชของน้ำให้เป็นด่างเพื่อให้จุลินทรีย์ประเภทแบคทีเรียมีชีวิตอยู่รอดและสามารถดำเนินกิจกรรมของชีวิตต่อไปได้ เขานิยมปรับพีเอชด้วยปูนขาวเพราะมีราคาถูกและหาได้ง่าย
ธรรมชาติสามารถบำบัดตัวเองได้ น้ำเน่าที่เกิดขึ้นก็เช่นกัน มนุษย์ใช้หลักวิชาดังกล่าวมาเร่งกระบวนการบำบัดตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์เฝ้าสังเกตระบบนิเวศน์ที่เปลี่ยนไปเมื่อเกิดมลภาวะและพบว่ามันใช้เวลาค่อยๆบำบัดตนเองอย่างช้าจนกลับมาเป็นเช่นเดิม มีอะไรบางอย่างที่ดำเนินกิจกรรมโดยที่ตาเรามองไม่เห็น จากการศึกษาจึงทราบว่าจุลินทรีย์นั่นเองที่เป็นแรงงานสำคัญของกิจกรรมดังกล่าว จุลินทรีย์ที่เข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องสามารถแบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ จุลินทรีย์ชนิดที่ต้องการอากาศหรือออกซิเจนในการหายใจ จุลินทรีย์ที่ไม่ต้องการออกซิเจน และจุลินทรีย์ที่ต้องการออกซิเจนในปริมาณต่ำ จุลินทรีย์แต่ละกลุ่มนี้มีทั้งที่เป็นแบคทีเรีย, ราและยีสต์ หากจะถามว่ามีจุลินทรีย์อะไรบ้าง คำตอบคือเหลือคณา มีเป็นร้อยเป็นพันชนิด การบำบัดน้ำเสียโดยธรรมชาติต้องการจุลินทรีย์ทั้งสามกลุ่มนี้ และเราใช้ประโยชน์ของจุลินทรีย์ทั้งสามกลุ่มนี้ในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร, ใช้ควบคุมแมลงและศัตรูพืช, ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย, ใช้กำจัดขยะประเภทอินทรีย์สาร, ใช้ผลิตพลังงานไฮโดรเจนและกาซชีวภาพ จึงเป็นที่มาของ EM (effective microorganisms)
น้ำเสีย เป็นน้ำที่ขาดออกซิเจน สาเหตุหนึ่งคือมีจุลินทรีย์ที่ต้องการอากาศใช้ออกซิเจนในน้ำจนหมด การเลียนแบบธรรมชาติบำบัดด้วยอีเอ็มอาศัยหลักการต่อไปนี้ เมื่อมีการเติมอีเอ็มลงในน้ำ จุลินทรีย์กลุ่มแรกที่เจริญเติบโตได้ดีในน้ำลึกคือจุลินทรีย์ที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการหายใจ ได้แก่จุลินทรีย์สังเคราะห์แสง (photosynthetic bacteria) ที่มีมากในธรรมชาติคือจุลินทรีย์ที่มีสีแดงและสีม่วง (purple bacteria) จุลินทรีย์พวกนี้ใช้พลังงานจากแสงแดด แม้มีแสงเพียงน้อยนิดมันก็สามารถเจริญเติบโตได้ดี มันจะใช้สารอินทรีย์ตั้งแต่ที่มีองค์ประกอบง่ายๆไปถึงสารประกอบเชิงซ้อนเป็นแหล่งอาหาร ร่วมกับสารอนินทรีย์เช่นไนเตรท กำมะถัน สร้างอาหารด้วยระบบสังเคราะห์แสงทำนองเดียวกับพืช ถัดขึ้นมาออกซิเจนมีมากขึ้นจุลินทรีย์ประเภทต้องการออกซิเจนต่ำๆจะค่อยๆเจริญเติบโตขึ้นตามลำดับ จุลินทรีย์พวกนี้ได้แก่กลุ่มแลคโตแบซิลัส แอคติโนมัยซิส ซึ่งมีเป็นจำนวนมากอยู่ตามธรรมชาติ ผลจากการเจริญเติบโต มันจะย่อยสลายสารอาหารเชิงซ้อนให้กลายเป็นสารอาหารเชิงเดี่ยวส่งให้จุลินทรีย์ประเภทอื่นไม่ต่างจากการเกิดห่วงโซ่อาหาร และสร้างกรดอินทรีย์ออกมาหลายชนิดเพื่อยับยั้งจุลินทรีย์อื่นๆด้วยเช่นกัน ส่วนบนผิวน้ำซึ่งสามารถแลกเปลี่ยนออกซิเจนได้ดีก็มีจุลินทรีย์ประเภทใช้ออกซิเจนในการสร้างพลังงานเจริญเติบโตอยู่ น้ำที่เน่าเหม็น ความเหม็นของน้ำครำมาจากกาซไข่เน่า มีจุลินทรีย์สีม่วงกลุ่มสังเคราะห์แสงพวกหนึ่งที่ใช้กำมะถันของกาซไข่เน่าเป็นตัวให้อิเลคตรอนเพื่อสร้างอาหาร (พวก purple sulfur photosynthetic bacteria) กิจกรรมทางธรรมชาติหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมๆกันเพื่อบำบัดตนเอง เป็นการบำบัดแบบชีววิธี การบำบัดดำเนินไปโดยใช้เวลานานต่างจากกรรมวิธีที่ใช้ในบ่อบำบัดระบบอุตสาหกรรม การทิ้งอีเอ็มลงไปในน้ำเท่ากับเป็นการเพิ่มจำนวนจุลินทรีย์ในน้ำให้มีมากพอที่จะแข่งกับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดมลภาวะของกลิ่นและสีของน้ำ เป็นการเร่งระยะเวลาให้เกิดการบำบัดเร็วขึ้น การเติมอีเอ็มไม่ต่างกับการเติมหัวเชื้อยีสต์เพื่อทำไวน์ ไวน์สามารถเกิดเองได้ตามธรรมชาติเพราะมียีสต์อยู่ตามพื้นผิวของผลไม้ที่มีรสหวานของน้ำตาล ไวน์ที่หมักแบบธรรมชาติจะดีมีคุณภาพคงที่อยู่ที่มียีสต์หรือมีจุลินทรีย์ที่ทำให้ผลไม้บูดเน่าชนิดใดมากกว่ากัน การเติมเชื้อยีสต์เป็นการเร่งให้เกิดไวน์เร็วขึ้นและใช้สายพันธ์ที่ให้อัลกอฮอล์ดี เกิดกลิ่นรสของกรดอินทรีย์ระเหยพอเหมาะ ไวน์จึงมีกลิ่นหอม การเติมอีเอ็มก็เช่นเดียวกัน ลักษณะของการใช้อีเอ็มจึงเป็นการใช้จุลินทรีย์หลายกลุ่มต่างจากการเติมอากาศที่จะมีกิจกรรมเฉพาะจุลินทรีย์กลุ่มใช้ออกซิเจนเป็นหลักเพียงกลุ่มเดียว
ลักษณะของอีเอ็มที่นิยมใช้กันมีชนิดที่เป็นน้ำ และที่เป็นของแข็ง ในการทำอีเอ็มอาจมีการหมักโดยเติมกากน้ำตาล นมวัว น้ำมะพร้าว กากน้ำตาลเป็นน้ำตาลรูปแบบง่ายที่สุดที่จุลินทรีย์ใช้เป็นสารอาหารได้ทันทีจึงเหมาะที่จะใช้เตรียมหัวเชื้อเพื่อให้ได้ปริมาณจุลินทรีย์จำนวนมากๆ นมวัวเป็นแหล่งของโปรตีนและไนโตรเจน ส่วนน้ำมะพร้าวเป็นสารเร่งการเจริญเติบโตที่จำเป็นสำหรับกลุ่มแบคทีเรียสร้างกรดเช่นแลคโตแบซิลลัส เขาจะใช้กากน้ำตาล นมและน้ำมะพร้าวแต่พอประมาณเท่าที่เชื้อต้องการ ความสำคัญของการเตรียมอีเอ็มอยู่ที่แหล่งจุลินทรีย์ที่นำมาเพิ่มจำนวนต้องเป็นจากแหล่งธรรมชาติเท่านั้นเพื่อให้มีความหลากหลายทางชีวภาพ วิธีการหมักและอาหารที่ใช้เลี้ยงจะเป็นตัวกำหนดการเจริญของจุลินทรีย์ชนิดต่างๆให้มีจำนวนที่เหมาะสม อีเอ็มชนิดที่เป็นน้ำสามารถใช้งานได้ทันที เป็นหัวเชื้อที่กำลังแอคทีฟ มีชีวิต ส่วนอีเอ็มที่ปั้นเป็นลูกจะนำหัวเชื้อไปคลุกกับแมทริกซ์ยึดเกาะเช่นรำข้าว ฟางสับ โดยใช้ดินหุ้มไว้ข้างนอก สามารถขว้างให้กระจายออกไปได้ไกล อีเอ็มที่เป็นลูกดินค่อนข้างแห้ง จุลินทรีย์ภายในก้อนดินอยู่ในระยะพักตัว มันดำรงชีพด้วยการเข้าสปอร์ เมื่อตกลงไปในน้ำ น้ำจะค่อยๆซึมเข้าไปภายในทำให้สปอร์งอก จุลินทรีย์จะใช้สารอาหารเจริญเติบโต เปลือกดินจะค่อยๆละลายออกปลดปล่อยจุลินทรีย์ออกมา การใช้อีเอ็มลูกดินแบบนี้จึงใช้เวลา 2-3 วันกว่าที่เชื้อจะเริ่มทำงาน
ไม่ว่าจะเป็นการเติมออกซิเจนและหมุนเวียนน้ำด้วยวิธีกลก็ดี หรือการใช้อีเอ็มก็ดี ทุกวิธีมีข้อจำกัด เพราะมนุษย์เรามีขีดความสามารถในการบำบัดในขอบเขตจำกัดเท่านั้น จะเติมออกซิเจนเท่าใด, จะใส่จุลินทรีย์เท่าใด, สัดส่วนของจุลินทรีย์แต่ละกลุ่มเป็นเท่าใด, จะปรับพีเอชด้วยปูนขาวมากเท่าใด, เราต้องมีข้อมูลสภาวะแวดล้อมบริเวณนั้นมากเพียงพอ เราต้องรู้ด้วยว่าสารอินทรีย์ที่ทำให้น้ำเน่าบริเวณนั้นส่วนใหญ่เป็นสารประเภทใด, น้ำมีการไหลเวียนถ่ายเทหรือไม่ มันอาจพัดจุลินทรีย์ออกไปจนเจือจางลงไปมาก, มีแสงแดดส่องถึงหรือเปล่า, น้ำเป็นกรดหรือเป็นด่าง, อุณหภูมิของน้ำที่เหมาะกับกิจกรรมของจุลินทรีย์, ความลึกของน้ำเป็นเท่าใด, มีแหล่งพลังงานที่เหมาะสมเพื่อขับเคลื่อนการเติมออกซิเจนหรือไม่ การบำบัดน้ำเสียภายใต้เงื่อนไขแตกต่างกันข้างต้นและในเวลาที่กำหนดไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ก็ไม่ได้ยากจนเกินไป ต้องใช้หลายๆวิธีประสมประสานกันไปแล้วแต่เงื่อนไข
การใช้อีเอ็ม มีการศึกษากันมานาน มีเอกสารวิชาการที่ได้รับการยืนยันและตีพิมพ์ในระดับนานาชาติ มีการศึกษาวิจัยทั้งในระดับวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ เช่น ในภาควิชาจุลชีววิทยา, ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ, ภาควิชาสิ่งแวดล้อม หรือแม้แต่วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมและวิศวกรรมการบำบัดของเสียของหลายๆสถาบัน ล้วนระบุว่าสามารถใช้อีเอ็มในการบำบัดน้ำเน่าได้ และทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพของการใช้อีเอ็มอยู่ที่การเตรียมและผลิต รวมถึงการนำไปใช้ในสภาวะที่เหมาะสม
เอกสารอ่านประกอบ
http://news.mthai.com/general-news/139391.html
http://www.eng.chula.ac.th/?q=node/3881
http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_microorganism
http://www.nia.or.th/download/activity/20060120_presentation.pdf
http://www.wepa-db.net/pdf/0703forum/paper27.pdf
http://www.wiley-vch.de/books/sample/3527305858_c01.pdf
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC222707/pdf/pnas00195-0108.pdf
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น