พบวิธีแก้สารปนเปื้อนใหม่ในระบบผลิตน้ำประปา

นักวิจัย มจธ. ค้นพบวิธีแก้สารปนเปื้อนอุบัติใหม่ ในกลุ่มยากับผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (PPCPs) ที่หลุดจากระบบบำบัดน้ำเสียลงสู่แหล่งธรรมชาติ ย้อนเข้าระบบผลิตน้ำประปา กระทบต่อสิ่งมีชีวิต
 

ผศ. ดร.สุรพงษ์ รัตนกุล อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) กล่าวว่า สารจากกลุ่มยาและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (Pharmaceuticals and Personal Care Products: PPCPs) เป็นปัญหาที่มองไม่เห็น แม้จะส่งเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียแล้ว แต่สารเหล่านี้จำนวนมากกลับหลุดรอดออกมา เพราะมีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนจนจุลินทรีย์ในระบบบำบัดย่อยสลายไม่ได้

“หลักฐานจากต่างประเทศพบผลกระทบในสิ่งมีชีวิตน้ำจืดที่ได้รับสารพวกนี้อย่างต่อเนื่อง ทั้งการเปลี่ยนแปลงฮอร์โมน ความผิดปกติของอวัยวะ แม้ข้อมูลทางการแพทย์ในมนุษย์ยังมีจำกัด แต่เป็นสัญญาณเตือนว่าต้องเร่งหาคำตอบ โดยเฉพาะในประเทศไทยที่ห่วงโซ่อาหารและระบบผลิตน้ำดื่มพึ่งพิงแหล่งน้ำธรรมชาติ” ผศ. ดร.สุรพงษ์ กล่าว

การวิจัยพบว่า มาตรฐานคุณภาพน้ำดื่มของไทยยังไม่มีเกณฑ์เฝ้าระวังสารกลุ่ม PPCPs และ การตรวจวัดอย่างเป็นระบบ จึงต้องแก้ปัญหาโดยยกระดับเทคโนโลยีบำบัดน้ำดื่มและพัฒนาวิธีการตรวจวัดที่แม่นยำ ทีมวิจัยทดลองต่อยอดจากของที่มีโดยไม่ต้องรื้อระบบทั้งหมด ด้วยการใช้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) เข้ากับสารคลอรีนเพื่อสร้างอนุมูลอิสระทำลายโครงสร้างสารกลุ่ม PPCPs ซึ่งเป็นกระบวนการออกซิเดชั่นขั้นสูง (AOPs) ที่ต่างประเทศใช้แพร่หลาย ผศ.ดร.สุรพงษ์ กล่าวว่าผลวิจัยเบื้องต้น หากใช้ UV และคลอรีนแยกกัน การลดปริมาณสารกลุ่ม PPCPs ทำได้จำกัด แต่เมื่อใช้ร่วมกันประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างชัดเจน และมีแนวโน้มช่วยลดการเกิดสารพลอยได้ (by-products) ที่อาจเป็นอันตราย ทีมได้วางเป้าหมายในอนาคตที่จะปรับความยาวคลื่น UV ให้ตรงกับการดูดกลืนของสารเป้าหมาย เพื่อเพิ่มโอกาสสร้างอนุมูลอิสระและยกระดับประสิทธิภาพการบำบัดน้ำดื่มต่อไป

ทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีวิเคราะห์ด้วยเครื่อง High Performance Liquid Chromatography (HPLC) โดยพัฒนา ปรับแต่งวิธีการวิเคราะห์ทางเคมี และพัฒนาวิธีทดสอบความเป็นพิษโดยรวมก่อนและหลังการบำบัด

อุปสรรคสำคัญคือ การไหลและการออกแบบปฏิกรณ์ เมื่อน้ำไหลผ่านหลอด UV จริง จะเกิดความปั่นป่วน (turbulence) การกระจายตัวของแสง UV ที่ไม่เหมือนการทดลองในห้องปฏิบัติการ จึงอัปสเกลสู่ระบบจำลองที่ใกล้เคียงโรงงาน หาค่าการออกแบบที่เหมาะสมกับลักษณะสมบัติของน้ำในประเทศไทย (เช่น ความขุ่น อุณหภูมิ สารอินทรีย์ละลายน้ำ) อีกเส้นทางหนึ่งในอนาคตคือ การสำรวจความยาวคลื่นของหลอด UV ชนิดใหม่ ที่เลือกช่วงคลื่นได้ละเอียดขึ้น เพื่อเร่งให้สารตั้งต้นถูกย่อยสลายจากการดูดซับพลังงานแสงและเพื่อเพิ่มการสร้างอนุมูลอิสระที่เหมาะกับสารเป้าหมายมากกว่าเดิม

ผศ.ดร.สุรพงษ์ กล่าวด้วยว่างานวิจัยนี้ไม่ใช่ทำให้สังคมหวาดกลัวน้ำดื่มและประปา แต่ทำให้สังคมรู้ว่าปัจจุบันมีสารปนเปื้อนชนิดใหม่ที่ก้าวหน้าเร็วกว่ามาตรฐานแบบเดิมมากเพียงใด “PPCPs สอนให้พวกเรารับรู้ว่า ความปลอดภัยของน้ำไม่ได้จบลงที่ใส และ ไม่มีกลิ่น เหมือนที่เชื่อมาตลอด แต่ต้องปลอดภัยจากสิ่งที่มองไม่เห็นได้ด้วยตา การแก้ไขต้องการทั้งวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำ เครื่องมือที่ละเอียดอ่อนและเชื่อถือได้ เพื่อให้ทุกครั้งที่เรายกแก้วน้ำขึ้นดื่ม เราจะมั่นใจได้ว่า น้ำที่ดื่มนั้น ปลอดภัยจริงๆ”

ปัจจุบัน สารเคมีจาก เวชภัณฑ์ยาและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (Pharmaceuticals and Personal Care Products: PPCPs) ตัวอย่างเช่น สารออกฤทธิ์จากยารักษาโรค, แชมพู, สบู่, เครื่องสำอาง, และผลิตภัณฑ์สำหรับบำรุงผิว ได้กลายเป็นประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ สารเหล่านี้เมื่อถูกชะล้างหรือขับออกจากร่างกาย จะเข้าสู่ระบบรวบรวมน้ำเสียและไหลรวมสู่โรงบำบัดน้ำเสีย แม้จะผ่านกระบวนการบำบัดน้ำเสียตามมาตรฐาน แต่สารในกลุ่ม PPCPs ยังตกค้างและปนเปื้อนอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติได้ และย้อนเข้าสู่ระบบผลิตน้ำประปาทีใช้ดื่มกิน

#ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล