การใช้อีเอ็มบำบัดน้ำท่วมขังเน่าเสียภายหลังวิกฤตน้ำท่วมปี ๒๕๕๔

การใช้อีเอ็มบำบัดน้ำท่วมขังเน่าเสียภายหลังวิกฤตน้ำท่วมปี๒๕๕๔
โดย ศ.ดร.เกษม จันทร์แก้ว
วิทยาลัยสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

              น้ำท่วมเป็นภาวะน้ำท่าล้นฝั่งแล้วไหลหลากเข้าสู่พื้นที่ราบลุ่มทั้งสองฝั่งน้ำ ที่ตั้งอาคารบ้านเรือนและชุมชน โรงพยาบาล ศูนย์การค้า ทางคมนาคม ศาสนสถาน โบราณวัตถุสถานบันเทิง สนามกีฬา สถานที่พักผ่อนหย่อนใจ นาข้าว สวนไม้ผลสวนไม้ดอกไม้ประดับ กองขยะ แหล่งฝังกลบกากสารพิษอันตรายที่กำจัดน้ำมันเครื่องและเศษโลหะ นิคมอุตสาหกรรม ระบบบำบัดน้ำเสียและที่กำจัดกากสารพิษอันตราย เหล่านี้จะถูกชะล้างทำให้มีสิ่งปนเปื้อนของโลหะหนัก oils and grease, dissolved organic carbon, dissolved nitrogen, dissolved phosphorus, sulfur compounds, อินทรีย์สาร สิ่งปฏิกูลจากมนุษย์-สัตว์ ซากพืช-สัตว์ เศษวัสดุ/สวะ (debris) ฯลฯ การศึกษาข้อมูลคุณภาพน้ำหลาก(floodwater)มีค่าสูงของ COD, BOD, TDS, SS, EC, heavy metals, pesticides, detergents, gases (H2S, NH3, CH4), colors, ส่วนค่า DO ต่ำกว่า ๑ มก/ล ส่วนมากค่าpHต่ำและอาจเป็นกรดจัด สำหรับค่าalkalineมักจะปกติ นอกจากน้ำหลากไหลผ่านแหล่งเกิดปูนหรือหินปูน ที่ต้องระวังมากก็คือการมีเชื้อโรคปนเปื้อน ดังรายงานของกระทรวงสาธารณสุขของประเทศไทย ได้รายงานในขณะที่เกิดวิกฤตอุทกภัยปี๒๕๕๔ ว่ามีโรคระบาดทั้งหมด๙ โรค ได้แก่ โรคผิวหนัง โรคตาแดง โรคหัด โรคอุจจาระร่วง โรคอหิวาตกโรคโรคบิด โรคไทฟอย โรคฉี่หนู โรคไข้เลือดออก โรคมือ เท้า ปาก โรคมาลาเรียและโรคระบบทางเดินหายใจ เข่น ไข้หวัดใหญ่ ปอดบวมโรคเหล่านี้อาจระบาดบางจุดบางที่ อย่างไรก็ตาม คุณภาพน้ำนี้น่าจะเป็นตัวชี้นำต่อการบำบัดน้ำหลากเสียว่า เป็นเรื่องที่สลับซับซ้อนและยุ่งยากมาก ต้องทำการบำบัดให้ครบกระบวนการคือ กระบวนการ physical, chemical, biological, physical-chemical, chemical-biological, physical-biological processes ถ้าทำได้ดังกล่าวน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้ว (treated wastewater) น่าจะเป็นน้ำที่คุณภาพดีมากสามารถนำมาบริโภคได้


            ในขณะที่เกิดน้ำท่วม น้ำจะเคลื่อนที่ผสมกันพร้อมด้วยกระบวนการเจือจาง (dilution process) อีกทั้งการเติมอ๊อกซิเจนมีตลอดเวลาด้วยกระบวนการ oxygen diffusion,  thermo-siphon, และ photosynthesis processes. ทำให้น้ำไม่แสดงอาการเน่าเสีย ถ้าน้ำส่วนนี้ถูกขังไม่เกินสามวัน น้ำจะมีอาการเน่าเสียโดยส่งกลิ่นเหม็นและสีของน้ำจะเปลี่ยนไป ทำให้ชุมชนหรือผู้อยู่ใกล้แหล่งน้ำดังกล่าวมีความไม่พึงพอใจ อาจนำมาซึ่งโรคติดต่อได้ ด้วยเหตุดังกล่าว จึงหาทางบำบัดน้ำเสียนั้นด้วยวิธีที่รับรู้มาคือการใช้อีเอ็ม (effective microorganisms, EM)


            "อีเอ็มคือสารผสมของกลุ่มจุลินทรีย์ที่กระทำความมีชีวตชีวาให้มนุษย์ สัตว์และสิ่งแวดล้อมธรรมชาติ และอีเอ็มเป็นสารอาหารเลี้ยงเชื้อสำหลับการอยู่ร่วมกันของจุลินทรีย์กลุ่ม anaerobes และกลุ่ม aerobes ที่ต่างก็มีประโยชน์ในการบำบัดน้ำเน่าเสีย" คำนิยามชี้ให้เห็นว่าอีเอ็มเป็นของผลม (mixture) ของจุลินทรีย์ที่ร้าย  (anaerobes) และจุลินทรีย์ดี (aerobes) ได้จำแนกจุลินทรีย์เหล่านั้นออกเป็น ๕ กลุ่ม ได้แก่ lactic acid bacteria, photosynthetic bacteria, yeasts, actinomycetes, และ fermenting fungi แต่ละกลุ่มมี ๒ species ยกเว้น lactic acid bacteria มี ๓ species รวมทั้งสิ้น ๑๑ species ที่เกี่ยวข้องกัน อย่างไรก็ดี ส่วนผสมยังมีตัวอื่นๆอีกที่เป็นตัวสนับสนุนให้มีชีวิตของอีเอ็ม เช่นดินโคลน แกลบ สารคาร์โบไฮเดรท และ โปรตีนเหล่านี้รวมกันเป็นอีเอ็มที่อาจเป็นน้ำ  ผง หรือมีลักษณะเป็นก้อนที่ปั้นเป็นลูกบอล หลายสถาบันเรียกว่า muddy ball มีขนาดต่างกันไป มักจะแห้งเพราะตากแดดเพื่อให้สามารถใช้ได้นานขึ้น อนึ่ง ยังมีการถกเถียงกันในกลุ่มผู้ใช้/ผู้ผลิตกับนักวิชาการ ที่มีมุมมองตรงข้ามกัน เพื่อหาเหตุผลทางวิชาการ ผู้เรียบเรียงได้ค้นคว้าเอกสารทั้งบทความและการวิจัยเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ ต่างยอมรับว่า สามารถใช้กำจัดกลิ่นได้กับน้ำนิ่ง แต่ต้องเติมบ่อยๆ เพราะต้องมีอีเอ็มใหม่ทำงานต่อไปเรื่อยๆ ซึ่งได้บรรยายเหตุผลทางวิชาการข้างล่างนี้


              พื้นฐานการใช้ชนิดจุลินทรีย์อีเอ็มที่มีกรดอินทรีย์หลากหลายชนิดเนื่องจากมี lactic acid bacteria ซึ่งเป็นตัวกลไกที่สำคัญในการขับสิ่งสำคัญคือ acids, enzymes, antioxidants, และ metal chelates ในการสร้างantioxidant environmentขึ้นนี้ อีเอ็มจะช่วยเสริมให้การแยกของแข็ง-ของเหลว ซึ่งเป็นฐานเบื้องต้นในการทำให้กลิ่นจากน้ำเน่าเสียหมดไป อย่างไรก็ตาม  ในหลักการแล้ว เมื่อใส่อีเอ็มแล้ว จะทำให้เกิดกระบวนการย่อยสลายแบบ anaerobic digestion process(เป็นกระบวนการที่anaerobesดึงอ๊อกซิเจนมาใช้เป็นพลังงานในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเน่าเสีย คนไทยมักเรียกกระบวนการนี้ว่า การย่อยสลายสารอินทรีที่ไม่ใช้อ๊อกซิเจน ชึงความจริงมิใช่เป็นเช่นนั้น) ระหว่างกระบวนการย่อยสลายเกิดขึ้นนั้น volatile fatty acids จะถูกขับออกมา พร้อมทั้งมีการเพิ่มจำนวนจุลินทรีย์ รวมทั้งปล่อย enzymes ออกมาพร้อมกับ antioxidants ซึ่งเป็นตัวต่อต้าน oxidation และ reduction ในการผลิต free radicalsอันเป็นกลุ่มของอะตอมที่มีอีเล็คตรอนเดี่ยวหรืออีเล็คตรอนที่ไม่มีคู่(unpaired e) ซึ่งไม่เสถียร (unstable) และมีพลังสูง (extra energy) มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาสูง (high reactivity) เพราะไม่ได้เกิดพันธะกับอะตอมอื่นเพื่อฟอร์มโมเลกุล แล้วโมเลกุลนั้นๆจะสูญเสียอีเล็คตรอนมันเอง ครั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยา oxidation จะได้ผลลัพธ์เป็น free radical ตัวใหม่ จึงเป็นรูปแบบของปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction) ส่วน enzymes นั้นช่วยทำให้สารประกอบอินทรีย์ย่อยโดยการเติมน้ำให้ แล้วทำให้เพิ่มอัตราการย่อยสลายสารอินทรีย์กระบวนการทั้งหมดที่อธิบายแล้วนี้ ทำให้การเกิดการลด organic wastes ทุกฟอร์มเร็วขึ้น ด้วยเหตุที่เป็นกระบวนการลูกโซ่ จึงจำเป็นต้องเติมอีเอ็มตลอดเวลาถ้าต้องการให้เกิดการย่อยสลายสารอินทรีย์เพิ่มออกซิเจนในน้ำ แต่ลดก๊าซเหม็นได้ด้วยกระบวนการ biological-chemical processes ที่ลดสารอินทรีย์ นอกจากนี้ ถ้าใช้มากและ/หรือใช้บ่อยจะส่งผลให้นน้ำท่วมขังนั้นมีค่า COD และBOD สูงขึ้นได้ แต่ไม่ค่อยมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่า EC, pH, alkaline, SS, TDS และ plant nutrient level ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือทำให้หยุดการเจริญเติบโตของสาหร่าย จึงเป็นการยากที่จะเลี้ยงปลากินพืชได้ นอกจากจะมีการให้อ๊อกซิเจนให้ปลาเท่านั้น อนึ่งสามารถเลี้ยงปลาได้ ในกรณีที่มีการปนเปื้อนสารอินทรีย์ไม่มากนัก สามารถใช้อีเอ็มช่วยให้การย่อยสลายสารอินทรีย์ให้เร็วขึ้น ทำให้น้ำสะอาดและปลาอาศัยอยู่ได้อย่างปลอดภัย และที่น่าสนใจยิ่งก็คือ การใช้อีเอ็มช่วยหยุดการระบาดของโรคต่างๆ (to suppress pathogens) ได้ค่อนข้างดีแต่มีเอกสารทางวิชาการสนับสนุนน้อย