เรื่องไบรโอซัวตัวอันตรายในท่อประปา

ไบรโอซัวเป็นสิ่งมีชีวิตในน้ำที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพที่มีความชื้นมากและมีแสงน้อย ตัวอย่างเช่น ในท่อและระบบผลิตน้ำประปา ไบรโอซัวเป็นสาเหตุหลักของการเกิดกลิ่นที่ไม่ชวนบริโภคของน้ำดิบ และการอุดตันทั้งในระบบท่อส่งและระบบกรองน้ำดิบ ซึ่งข้อมูลของไบรโอซัวยังมีการศึกษาน้อยมาก ดังนั้นเพื่อการวางแผนป้องกันและแก้ปัญหาที่ได้ผล การศึกษาชีววิทยาของไบรโอซัวจึงเป็นสิ่งจำเป็น ซึ่งงานวิจัยฉบับนี้ได้ใช้ข้อมูลทางชีววิทยาของ Wood (2001) และ Wood and Okamura (2005) เป็นพื้นฐานในการศึกษา
ภาพที่ 1 แสดงภาพขยายของสิ่งมีชีวิตในคลองส่งน้ำดิบสำหรับผลิตน้ำประปาของมหานครลอนดอน (Hassall, 1850)
ภาพที่ 2 แสดงโคโลนีของไบรโอซัว Plumatella bombayensis ที่เจริญบนพื้นผิวพลาสติก
ภาพที่ 3 แสดงไบรโอซัว Plumatella vaihiriae ที่เก็บได้จากถังตกตะกอนของโรงบำบัดน้ำเสีย
ภาพที่ 4 แสดงไบรโอซัว Plumatella rugosa ที่เจริญบนปั๊มของน้ำพุ จากบึงเซนเตอร์วิลล์ รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา
 


ชีววิทยาของไบรโอซัว
ไบรโอซัวเป็นสัตว์ที่อาศัยและสืบพันธุ์ในน้ำจืด โดยมีโครงสร้างพิเศษที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้ทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมนั่นคือ โครงสร้างดอร์แมนท์ (dormant structure) โครงสร้างนี้ภายในบรรจุเนื้อเยื่อสืบพันธุ์ ส่วนภายนอกเป็นผนังหนาที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงต่างๆ เช่น สภาพอากาศแห้งแล้ง สภาพอากาศหนาวจัด สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ และการขาดออกซิเจน เป็นต้น โดยลักษณะของโครงสร้างดอร์แมนท์จะแตกต่างกันตามชนิดของไบรโอซัว
ไบรโอซัวน้ำจืดกลุ่มแรกถูกจัดอยู่ในคลาส Phylactolaemata งานวิจัยฉบับนี้ผู้วิจัยใช้ไบรโอซัวสกุล Plumatella เป็นตัวแทนในการศึกษา กลุ่มนี้สืบพันธุ์โดยการสร้าง สตาโตบลาสต์ (statoblasts) โดยจะเป็นแบบติดอยู่กับที่หรือลอยไปตามน้ำอย่างใดอย่างหนึ่ง กลุ่มติดอยู่กับที่เรียกว่า เซสโซบลาสต์ (sessoblasts) กลุ่มนี้จะมีขนาดใหญ่สามารถอยู่ได้นานหลายเดือน เมื่อสภาวะเหมาะสมจะแบ่งเซลล์จนได้เป็นโคโลนีใหม่ ส่วนกลุ่มที่ลอยไปตามกระแสน้ำเรียกว่า โฟลโทบลาสต์ (floatoblasts) กลุ่มนี้จะมีขนาดเล็กผลิตออกมาในจำนวนที่มากและลอยไปไกลกว่า เซสโซบลาสต์ ซึ่งส่วนนี้จะเป็นส่วนที่เข้ามาเกี่ยวข้องกับระบบท่อส่งน้ำดิบ

ไบรโอซัวน้ำจืดอีกกลุ่มถูกจัดอยู่ในคลาส Gymmolaemata ซึ่งใช้สกุล Paludicella เป็นตัวแทนในการศึกษา กลุ่มนี้สืบพันธุ์โดยแบ่งบางส่วนของโคโลนีออกมา ซึ่งส่วนที่แบ่งออกนี้จะมาผนังหนาและมีเนื้อเยื่อสืบพันธุ์อยู่ภายใน (Harmer, 1913) ส่วนดังกล่าวแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทรวมเรียกว่า ไฮเบอร์เนคูรา (hibernacula) แบบที่ 1 มีสีเข้ม รูปทรงกระสวย แบบที่ 2 มีสีออกเหลือง รูปร่างไม่แน่นอน เมื่อปล่อยออกมาจะเกาะพื้นทันที โดยทั้ง 2 แบบมีขนาดเล็กมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น และยังไม่ทราบว่ามีความทนต่อสภาพแวดล้อมอย่างไร อย่างไรก็ตามก็เหมือนกับสตาโตยบลาสต์คือ ต้องรอให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมก่อนถึงจะเริ่มสืบพันธุ์และเจริญเติบโต
ทั้งสตาโตบลาสต์และไฮเบอร์เนคูราสามารถทนต่อสารที่ใช้กำจัดโคโลนีได้ ดังนั้นถึงแม้จะกำจัดโคโลนีได้ทั้งหมด แต่ถ้าหากยังมีโครงสร้างข้างต้นทั้งสองอยู่ก็จะทำให้เกิดปัญหานี้ต่อไปอย่างไม่จบสิ้น
 



ภาพที่ 5 แสดงลักษณะของสตาโตบลาสต์ a โฟลโทบลาสต์ของ Plumatella vaihiriae b เซสโซบลาสต์ของ Plumatella emarginata

ปัญหาการคืนตัวของไบรโอซัว
ไบรโอซัวมีการตอบสนองต่อภาวะที่ไม่เหมาะสมโดยจะหดตัวเข้าด้านในของโคโลนี ซึ่งจะทำให้ทนต่อโลหะหนักและสารพิษในระดับต่ำได้เป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน และจะกลับสู่สภาพเดิมเมื่อน้ำมีความสะอาดขึ้น
การตายของไบรโอซัวจะไม่เกิดทีเดียวทั้งโคโลนี แต่จะค่อยๆ ตายเป็นส่วนๆ โดยขึ้นอยู่กับ อายุ สภาพน้ำที่อยู่ ตำแหน่งบนโคโลนี ฯลฯ ซึ่งส่วนที่ตายจะถูกแทนที่ด้วยส่วนที่เกิดใหม่จากโครงสร้างดอร์แมนท์ (Wood, 1973) โดยกลไกนี้จะเกิดก็ต่อเมื่อมีการตายของโคโลนีเป็นจำนวนมากซึ่งต้องอยู่ในภาวะที่มีสารพิษสูงมาก และสารพิษเหล่านี้จะทำให้สิ่งมีชีวิตอื่นที่อาศัยอยู่ร่วมกันตายไปด้วย จนในที่สุดก็จะมีผลต่อคุณภาพน้ำดิบที่จะนำมาใช้ในระบบผลิตน้ำประปา

ปัญหาการแพร่กระจายของไบรโอซัว
ถิ่นที่อยู่ของไบรโอซัวพบได้ตามแหล่งน้ำจืดทั่วโลก ตัวอย่างเช่น Plumatella casmiana มีรายงานการแพร่กระจายในแหล่งน้ำจืดของทุกทวีป ยกเว้นทวีปแอนตาร์กติกา (Wood and Wood, 2000) ซึ่งผู้วิจัยคาดว่าสิ่งที่มีผลต่อการกระจายตัวนี้คือ โฟลโทบลาสต์
โฟลโทบลาสต์มีลักษณะพิเศษคือ ลอยตามน้ำได้ และถูกผลิตออกมาเป็นจำนวนมาก จึงเป็นการง่ายที่จะปะปนเข้ามาในแหล่งน้ำต่างๆ ทั้งแม่น้ำ ทะเลสาบ ไปจนถึงคลองประปา และเนื่องจากมีขนาดเล็กจึงเป็นการยากที่จะกำจัดออกไปให้หมดได้ ในขณะที่ไบรโอซัวกลุ่มไม่มีโฟลโทบลาสต์จะมีวิธีการแพร่กระจายคือ แบ่งบางส่วนของโคโลนีให้ลอยไปกับน้ำโดยตรง
นอกจากลอยไปกับน้ำแล้ว โฟลโทบลาสต์ยังแพร่กระจายไปกับสัตว์อพยพได้อีกด้วย ซึ่งคาดว่าน่าจะมีนกเป็นตัวช่วยที่สำคัญ เช่น การกระจายของ Cristatella mucedo ในทวีปยุโรปพบว่ามีการกระจายไปกับนกน้ำ (Freeland et al., 2000) ยิ่งไปกว่านั้นยังมีการศึกษาพบว่าโฟลโทบลาสต์สามารถทนต่อระบบย่อยอาหารของเป็ดได้ (Brown, 1933 and Charalambidou, 2003) สำหรับการศึกษาครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ใช้โรงบำบัดน้ำเสียเป็นสถานที่ศึกษา โดยสถานที่นี้มีนกน้ำบินเข้ามาอยู่เป็นประจำ และจากการสำรวจพบการเจริญของไบรโอซัวในถังตกตะกอนที่ 2 จึงทำให้สมมติฐานนี้มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
 


ภาพที่ 6 แสดงโคโลนีของไบรโอซัวที่เกาะตามเครื่องเรือนต่างๆ ทั้งงานเซรามิก (รูปเป็ด) และงานไม้ (บันไดและราวบันได) ภายหลังน้ำท่วม

วิธีการควบคุมไบรโอซัว
ก่อนอื่นต้องทราบว่าไบรโอซัวเข้ามาในระบบผลิตน้ำประปาได้อย่างไร ระหว่างเพิ่งเกิดขึ้นในระบบหรือมาจากแหล่งน้ำดิบตั้งแต่แรก หลังจากนั้นจะกำหนดวิธีการควบคุมไบรโอซัวซึ่งมีหลายวิธีดังนี้

วิธีทางกายภาพ
- สร้างแนวทุ่นโฟมพลาสติกแบบหยาบเป็นชั้นๆ ช่วยดักจับโฟลโทบาสต์ โดยจะเห็นเป็นคราบเปื้อนสีดำเกาะสะสมอยู่ที่ทุ่นโฟม และเมื่อขยายคราบข้างต้นด้วยเลนส์กล้องจุลทรรศน์กำลังขยาย 10x จะเห็นโครงสร้างของโฟลโทบลาสต์แบ่งเป็น 2 ชั้นชัดเจนคือ ชั้นนอกที่เป็นเซลล์ลอยตัว (buoyant cells) และชั้นในที่เป็นแคปซูลสีเข้ม
- กรองโดยใช้ระบบกรอง ซึ่ง Orival, Inc. ได้นำเสนอระบบกรองของบริษัทว่าสามารถกำจัดโฟลโทบลาสต์หรืออนุภาคอื่นที่มีขนาดใหญ่กว่า 200 ไมโครเมตรได้ ด้วยแนวกรอง 11 เซนติเมตร กำหนดอัตราการไหลที่ 1,500 ลิตร/นาที
- เพิ่มความเร็วในการไหลของน้ำ เพราะเมื่อเพิ่มความเร็วจะทำให้ไบรโอซัวได้รับแรงเฉือนจนไม่สามารถเกาะกับพื้นผิวได้ ซึ่งความทนทานจะขึ้นอยู่กับแต่ละชนิดที่มีรูปทรงของโคโลนีต่างกัน เช่น โคโลนีของ Plumatella fungosa ที่มีรูปทรงสูงจะทนอัตราการไหลได้ถึง 0.9 เมตร/วินาที ส่วนกลุ่มที่มีโคโลนีแบน เช่น Plumatella emarginata และ P. recticula จะทนต่อการไหล (ในธรรมชาติ) ได้มากกว่า
- ความร้อน โคโลนีจะตายเมื่อน้ำมีอุณหภูมิมากกว่า 35 องศาเซลเซียส
- ดึงอากาศออก โคโลนีจะตายเมื่อขาดออกซิเจนตั้งแต่ 3 ชั่วโมงขึ้นไป
- ทำให้แห้ง โคโลนีส่วนใหญ่จะตายเมื่อขาดน้ำ แต่ก็มีไบรโอซัวบางชนิดที่มีรูปทรงของโคโลนีหนาแน่นทำให้เก็บน้ำได้น่านกว่าปกติ
- ลดพื้นที่ที่ใช้เกาะ โดยย้ายเศษหินที่อยู่รอบๆ แหล่งน้ำออกไป เมื่อไม่มีที่เกาะไบรโอซัวก็ไม่เจริญ

วิธีทางเคมี
เป็นวิธีที่นิยมมากอีกวิธีหนึ่ง เนื่องจากเห็นผลชัดเจนและใช้เวลาไม่นาน แต่ก็มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากความเข้มข้นที่ใช้นั้นค่อนข้างสูง สารเคมีที่นิยมใช้มีดังนี้
- โซเดียมไฮโปคลอไรด์เป็นสารเคมีที่ใช้กำจัดโคโลนีไบรโอซัวได้ โดยปริมาณการใช้จะกำหนดตามจุดประสงค์ เช่น ถ้าจะกำจัดให้หมดในครั้งเดียวจะใช้ที่เข้มข้น 1 mg/l อย่างน้อย 5 ชั่วโมง และถ้าจะควบคุมจำนวนไม่ให้มากจนเกินไปจะใช้ที่ความเข้มข้น 0.3 mg/l มากกว่า 24 ชั่วโมง
- สารประกอบของทองแดงก็นำมาใช้กำจัดไบรโอซัวได้เช่นกัน โดยจะได้ผลต้องใช้ความเข้มข้นที่ค่อนข้างสูง และประสิทธิภาพของวิธีนี้จะแปรตามความกระด้างของน้ำ Pardue (1980) ได้ใช้วิธีนี้กับไบรโอซัว Plumatella emarginata พบว่า ค่า LC50 วัดที่ 96 ชั่วโมง ในน้ำกระด้างปานกลางคำนวณได้เท่ากับ 0.14 mg/l ในขณะที่ Wood et al. (2004) ได้ศึกษากับไบรโอซัว Plumatella bombayensis พบว่าค่า LC50 วัดที่ 24 ชั่วโมง ในน้ำอ่อนคำนวณได้เท่ากับ 0.17 mg/l อย่างไรก็ตามผลของทองแดงจะเป็นเพียงชั่วคราวเท่านั้น
- แอมโมเนีย ต้องใช้ความเข้มข้นสูงเช่นเดียวกับทองแดงจึงจะได้ผล

อย่างไรก็ตามวิธีที่กล่าวมาข้างต้นทั้งหมดจะไม่มีผลต่อสตาโตบลาสต์และไฮเบอร์เนคูรา ดังนั้นวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะกำจัดโครงสร้างเหล่านี้คือ รอกำจัดตอนเจริญเป็นโคโลนี หรือควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่ต่ำหรือสูงมากๆ เพราะโคโลนีส่วนใหญ่จะหยุดการเจริญที่อุณหภูมิต่ำกว่า 20 องศาเซลเซียสหรือต่ำกว่า15องศาเซลเซียส ในกรณีของสกุล Fredericella ส่วนความร้อนจะใช้น้ำร้อนจัดซึ่งจะกำจัดได้ทั้งโคโลนีและโครงสร้างดอร์แมนท์


ที่มา www.Prapacity blogspot.com


|ประปาไทย|เทคโนฯ|