การประยุกต์ใช้ประโยชน์จากพื้นที่ชุ่มน้ำในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ
พันธ์ทิพย์ กล่อมเจ๊ก
Source: Natural Resources Canada (2008)
พื้นที่ชุ่มน้ำ
พื้นที่ชุ่มน้ำธรรมชาติ (Natural Wetland) เป็นระบบนิเวศทางธรรมชาติที่มีลักษณะเฉพาะและทำหน้าที่ทางสิ่งแวดล้อมหลายประการด้วยกัน ทั้งนี้รวมถึงการเป็นถิ่นที่อยู่อาศัยและดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ การทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บน้ำ การเป็นพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจ รวมถึงการทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณภาพของน้ำ ที่ไหลบ่าลงมาจากพื้นที่ตอนบน ซึ่งเมื่อพิจารณาลักษณะทางกายภาพ จะพบว่าพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นพื้นที่ลุ่มต่ำรอยต่อระหว่างภาคพื้นดินและแหล่งน้ำธรรมชาติ ดังนั้น พื้นที่ชุ่มน้ำจึงเป็นแหล่งรองรับน้ำก่อนไหลลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติ
ในขณะที่ พื้นที่ชุ่มน้ำธรรมชาติ ทำหน้าที่ในการกักพักน้ำที่ไหลเข้าสู่พื้นที่ก่อนการไหลล้นออกไปนั้น องค์ประกอบของพื้นที่ที่มีอยู่ตามธรรมชาติจะทำหน้าที่ในการฟอกน้ำ ทำให้น้ำมีคุณภาพดีขึ้น และจากหลักการดังกล่าวนี้ จึงได้มีการประยุกต์นำไปใช้ประโยชน์ โดยการสร้างเป็นระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม หรือระบบบึงประดิษฐ์ (Constructed Wetland) ซึ่งเป็นระบบที่เลียนแบบพื้นที่ชุ่มน้ำตามธรรมชาติเพื่อใช้ในการบำบัดน้ำเสียหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำ โดยการนำเอาองค์ประกอบที่สำคัญต่อการทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำใส่ไว้ในระบบ และลดข้อด้อยที่พบในระบบพื้นที่ชุ่มน้ำธรรมชาติ เพื่อเพิ่มศักยภาพของระบบบึงประดิษฐ์ และเนื่องจากระบบบึงประดิษฐ์ เป็นระบบที่เลียนแบบธรรมชาติจึงเป็นระบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถนำไปใช้งานและดูแลระบบได้ง่าย และราคาถูก เมื่อเทียบกับระบบบำบัดน้ำเสียโดยทั่วไป ที่มักต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงและในกระบวนการทำงานของระบบอาจต้องใช้พลังงาน หรือใช้สารเคมีร่วมด้วย
การปรับปรุงคุณภาพน้ำของระบบบึงประดิษฐ์
องค์ประกอบหลักที่ทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำในระบบบึงประดิษฐ์ ประกอบด้วย ดินหรือกรวดทราย พืชที่ปลูกในระบบ และจุลินทรีย์ที่มีอยู่ตามธรรมชาติรวมถึงที่ปนเปื้อนมากับน้ำเสีย โดยมลสารที่ระบบบึงประดิษฐ์สามารถบำบัดได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น ได้แก่ สารอินทรีย์ ธาตุอาหาร ของแข็ง เป็นต้น โดยกระบวนการบำบัดที่เกิดในระบบเป็นทั้งกระบวนการทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ ทั้งนี้ การทำหน้าที่ขององค์ประกอบหลักในการบำบัด แสดงได้ดังตารางที่ 1
การบำบัดน้ำเสียของระบบบึงประดิษฐ์ นอกจากจะให้ประโยชน์ในด้านการปรับปรุงคุณภาพน้ำเพื่อลดผลกระทบต่อแหล่งน้ำธรรมชาติที่เป็นแหล่งรองรับน้ำทิ้งแล้ว ยังก่อให้เกิดประโยชน์ได้จากการนำน้ำที่ผ่านการบำบัดกลับมาใช้ประโยชน์ในหลายด้าน ทั้งนี้ขึ้นกับปริมาณและคุณภาพของน้ำที่ผ่านการบำบัด เช่น การนำกลับมาใช้ประโยชน์ในรดสนามหญ้า หรือนำมาใช้ผลิตผลผลิตทางการเกษตร เนื่องจากน้ำเสียบางประเภทเมื่อผ่านการบำบัดจะมีธาตุอาหารพืชเจือปนอยู่ หรืออาจประยุกต์ใช้ประโยชน์จากกระบวนการบำบัดโดยการเลือกใช้พืชที่สามารถทำหน้าที่บำบัดน้ำเสีย และสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ภายหลังจากเก็บเกี่ยวออกจากระบบ เช่น การใช้กกสำหรับทอเสื่อ หรือไม้ดอก เหล่านี้เป็นต้น ทั้งนี้ การศึกษาวิจัยจะทำให้การประยุกต์ใช้ประโยชน์จากระบบบึงประดิษฐ์ เป็นไปอย่างเหมาะสมและกว้างขวางมากขึ้น
ข้อจำกัดของระบบบึงประดิษฐ์
เนื่องจากระบบบึงประดิษฐ์ เป็นระบบที่เลียนแบบระบบธรรมชาติและใช้กระบวนการทางธรรมชาติในการบำบัด จึงมีข้อจำกัดในการใช้ คือ สามารถใช้บำบัดน้ำเสียที่มีค่าความเข้มข้นของมลสารไม่สูงนัก หรือใช้บำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดขั้นต้นมาแล้ว นอกจากนั้น ระบบบึงประดิษฐ์จะสามารถใช้ได้กับการบำบัดมลสารรวมถึงความเข้มข้นของมลสาร และลักษณะของน้ำเสียที่ไม่ส่งผลต่อการทำงานของพืชและจุลินทรีย์ในระบบเท่านั้น รวมถึงจะต้องทำการเก็บเกี่ยวพืชออกจากระบบเพื่อให้พืชเติบโตใหม่หรือปลูกพืชต้นใหม่เพื่อการรักษาประสิทธิภาพการบำบัดของระบบ
เอกสารอ้างอิง
พันธ์ทิพย์ กล่อมเจ๊ก. 2552. บทบาทของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำในการบำบัดน้ำเสีย. แก่นเกษตร 37: 79-86.
Brix, H. 1997. Do macrophytes play a role in constructed treatment wetland? Water Sci. Techno. 35: 11-17.
Kadlec, R.H. and R.L. Knight. 1996. Treatment Wetlands. Lewis Publishers, Florida.
ตารางที่ 1 การทำหน้าที่ในการบำบัดมลสารในน้ำเสียขององค์ประกอบหลักในระบบบึงประดิษฐ์
องค์ประกอบ
|
การทำหน้าที่ขององค์ประกอบ |
ดิน หรือกรวดทราย |
- กรองสารแขวนลอยที่ปนเปื้อนมากับน้ำเสีย
- ช่วยดูดซับฟอสเฟตโดยอนุภาคดินเหนียว
- เป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์ที่ทำหน้าที่หลักในบำบัด
- เป็นที่จับยึดและรองรับพืชที่ปลูกในระบบ
|
พืช |
- ดูดซึมธาตุอาหาร และมลสารอื่นๆ เช่น โลหะหนัก และสารอินทรีย์ประเภทสารกำจัดศัตรูพืช ที่ปนเปื้อนในน้ำเสีย
- กรอง รองรับ และดูดซับสารแขวนลอยที่ปนเปื้อนในน้ำ โดยส่วนต่างๆ ของพืช
- เป็นที่ยึดจับ เจริญเติบโต และให้สภาพที่เหมาะสมต่อการดำรงอยู่ของจุลินทรีย์
- ต้านและลดความเร็วของกระแสน้ำที่เข้าสู่ระบบ ทำให้การตกตะกอนและการกรองเกิดได้ดีขึ้น
- ลดความเร็วของลมที่พัดผ่านผิวหน้าน้ำ ซึ่งจะช่วยลดการฟุ้งกระจายของตะกอนจากพื้นท้องน้ำ
- ลดความเข้มแสง จึงช่วยลดการเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนของสาหร่ายในระบบ
- ลำเลียงออกซิเจนจากอากาศลงสู่บริเวณราก ช่วยให้จุลินทรีย์ที่บริเวณราก ทำการย่อยสลายมลสารได้ดีขึ้น และออกซิเจนยังช่วยเพิ่มการตกตะกอนของเหล็กและแมงกานีสออกจากน้ำด้วย
- ปลดปล่อยธาตุอาหารและสารประกอบคาร์บอนซึ่งจุลินทรีย์ได้นำไปใช้เป็นอาหาร
- พืชบางชนิดปลดปล่อยเอนไซน์และโคเอนไซน์ ที่ทำหน้าที่ย่อยและเปลี่ยนรูป มลสารบางประเภท
- ทำให้ระบบดูสวยงาม
|
จุลินทรีย์ |
- ทำหน้าที่หลักในการย่อยสลายและการเปลี่ยนรูปมลสารทั้งสารอินทรีย์และ สารอนินทรีย์ ไปอยู่ในรูปที่ไม่ก่อผลกระทบ
|