Transcript คลิกเพื่อดาวน์โหลดเอกสาร - กรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม

ผลของการตกสะสมของกรดต่อ
ความเป็ นกรดในดินของประเทศ
ไทย
หทัยร ัตน์ การีเวทย ์
่
ส่วนวิจย
ั อากาศ เสียงและความสันสะเทื
อน
่
่
ะฝึ กอบรมด้านสิงแวดล้
อม กรมส่งเสริมคุณภาพสิงแวดล้
อม
รายละเอียดของการ
นาเสนอ
่
 ความสาคัญและทีมาของ
ปั ญหา
 วัตถุประสงค ์ของการศึกษาและ
ประโยชน์
่ ร ับ
ทีได้
 วิธศ
ี ก
ึ ษาและผลการศึกษา
ความสาคัญของปั ญหาการตก
สะสมของกรด
ความเป็ นกรดในอากาศเกิดจากการ
ระบายมลพิษหรือปฏิก ิรย
ิ าเคมีใน
่ อให้เกิด กรดซ ัลฟู ริค
บรรยากาศ ทีก่
้
กรดไนตริก หรือกรดไฮโดรคลอริกขึน
้
ในอากาศทังในรู
ปของก๊าซหรือ
ของเหลว โดยมีแหล่งกาเนิ ดมาจาก
้
การเผาไหม้เชือเพลิ
ง และชีวะมวล
ต่างๆ ในภาคอุตสาหกรรม คมนาคม
พานิ ชกรรม และเกษตรกรรม เป็ นต้น
Mechanism of Acid Deposition
 การตกสะสมของกรดลงสู ด
่ น
ิ มีผลทา
ให้ดน
ิ แปรสภาพกลาย เป็ นกรด
้ ่
ก่อให้เกิดความเสียหายต่อป่ าไม้ พืนที
เกษตรกรรม และการสู ญเสียความ
หลากหลายทางชีวภาพในดิน
ตลอดจนการปลดปล่อยสารพิษในดิน
 กระบวนการกลายเป็ นกรดในดินยัง
สามารถทาให้เกิดภาวะโลกร ้อน
่ นได้
้
เพิมขึ
เนื่ องความเป็ นกรดในดินจะ
่
การเปลียนแปลงคุ
ณสมบัตท
ิ างเคมีของดินได้แก่
่
1. การลดระด ับลงหรือหมดไปของธาตุอาหารพืชทีมี
ประจุบวก อาทิเช่น
Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, Na+ (Base cations)
่
2. การเคลือนย้
ิ ่ม
ั (Al3+) ออกมาอยู ่ใน
ายของอลู มน
รู ปสารละลายของดิน
3. เกิดการสะสมของไนโตรเจน (N) และกามะถัน (S)
่
4. เพิมการละลายได้
ของโลหะหนักด ังต่อไปนี ้ Zn,
Cd, Mn, Cu, Fe, etc.
่
่
การเปลียนแปลงคุ
ณสมบัตด
ิ น
ิ เมือกรดไหลซึ
มลงสู ่
ดินจะรุนแรงและเกิดเป็ นดินกรดมากน้อยเพียงไรจึง
่ กษาคุณลักษณะทางเคมีในดิน
เพือศึ
่ ความอ่อนไหวต่อการตกสะสม
ทีมี
้ งความ
ของกรด และข้อบ่งชีถึ
่
เชือมโยงของปริ
มาณการตกสะสม
่ ผลต่อความเป็ นกรดใน
ของกรดทีมี
ดิน
ทราบถึงระดับความอ่อนไหวของชุดดินหลัก
ของประเทศไทยต่อการรองร ับการตกสะสม
่
่
ของกรดในสิงแวดล้
อม ซึงจะท
าให้มค
ี วาม
เข้าใจถึงสาเหตุและความสาคัญของปั ญหา
่
มลพิษทางอากาศ ทีจะมี
ผลกระทบต่อระบบ
นิ เวศ และสามารถประเมินความเสียหายและ
ป้ องกันปั ญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ตลอดจนเป็ นการพัฒนาขีดความสามารถใน
การศึกษาผลกระทบจากการตกสะสมของ
่
่ งคงมีการศึกษา
กรดในสิงแวดล้
อม ทียั
่ ความเป็ นกรดรุนแรงม
ดินทีมี
(pH < 4.5) เท่าก ับ 21.41 ล้านไร่
้ ทั
่ งประ
้
คิดเป็ น 6.7% ของพืนที
321.27 ล้านไร่
ภาคตะว ันออกเฉี ยงเหนื อ 13.33
ภาคใต้
4.00 ล้านไร่
ภาคตะว ันออก
2.92 ล้าน
ภาคเหนื อ
1.11 ล้านไร
่
แผนทีระด
ับความรุนแรงของการเ
ดินกรดในประเทศไทยของกรมพัฒ
่ น
ทีดิ
เกณฑ ์การค ัดเลือก
•
•
•
่
เป็ นชุดดินหลักทีพบมากใน
้ ่
พืนที
่ ความเป็ น
เป็ นชุดดินหลักทีมี
กรดปานกลาง-รุนแรงมาก
(pH 6.5-4.5)
่ คา
ชุดดินทีมี
่ CEC แตกต่าง
กัน ได้แก่
่ CEC <
- ระด ับตา
Major soil series in the northern part
Baan
Chong
Chiangr
ai
HangChat
Major soil series in the northeastern part
Phonephisai
Korat
Pak Chong
Rice
Tapioca
Sugar cane
Rubber
Etc…
Chokchai
(Sakaerat)
่ อกใช้เป็ นตวั แทนของดินกรด
(ก) ชุดดินทีเลื
ในภาคตะวันออกเฉี ยงเหนื อ
ภาคใต้
ภาคกลาง
ลาดับความอ่อนไหวของดิน
(Vulnerability classes) และความไวของ
ดิน (Sensitivity classes)ในการเป็ นกรด
้
ขึนกับปั
จจัยด ังต่อไปนี ้
่
• ค่าความจุไอออนบวกทีแลก
ได้ของดิน (Cation Excha
Capacity, CEC)
่ ัวด้วยด่างของ
• ค่าความอิมต
(Base Saturation, BS)
้ั
่ อนไหว (Vuln
การจัดชนของกลุ
่มชุดดินทีอ่
ต่อการเกิดเป็ นดินกรด (Tao et al. 2000)
CEC
(meq/100g)
Base Saturation (%)
0 - 20
< 10
I
20 60
II
10 - 25
I
> 25
II
60 - 80 80 - 100
III
V
III
IV
V
IV
V
V
Note: Vulnerability Classes = I, II, III, IV, V whereas I = Very s
ความไวของชุดดิน (Sensitivity Classe
ดินกรดของระบบนิ เวศ (Bhatti and Stre
CEC
meq/100
g
0-20
BS, %
20-40 40-60 60-80
80100
< 10
I
I
II
III
V
10 - 25
I
II
III
IV
V
> 25
II
III
IV
V
V
Ecosystem risk class I = Very high risk, II = High risk, III = Medium
คุณสมบัตข
ิ องชุดดิน
หลักชุภาคเหนื
อ
ดดินตัวแทน
คุณสมบัตข
ิ องดิน/
Soil parameter
Field pH
Soil Orgamic Matter
Sand (%)
Silt (%)
Clay (%)
Texture
CEC (meq/100g)
Total
Base
Cation
(meq/100g)
Base Saturation (BS; %)
Soil Assessment
Acidity
Sensitivity
Vulnerability
ห้างฉัตร
(Hang
Chat)
4.87
บ้านจ้อง
(Ban Chong)
6.03
เชียงราย
(Chiangrai)
4.99
2.31
49.52
23.64
26.84
Sandy clay
loam
7.82
0.61
43.38
29.71
29.91
Clay loam
5.58
0.75
73.02
14
12.98
Sandy
loam
3.08
8.27
1.61
2.05
105
29
66
Slightly
V
V
Severely
I
II
Severely
III
III
คุณสมบัตข
ิ องชุดดินหลักภาค
ตะว ันออกเฉี
ยงเหนื อ
ชุดดินตัวแทน
คุณสมบัตข
ิ องดิน/
Soil parameter
ปากช่อง
โพนพิสย
ั
โคราช
(Pak Chong)
(Phonphisai)
(Korat)
6.3
7.2
5.7
2.94
34.3
18.43
47.27
0.75
38.15
20.5
41.34
0.19
80.3
12.43
7.27
Texture
CEC (meq/100g)
Total
Base
Cation
(meq/100g)
Clay
16.98
Clay
19.78
Loamy sand
1.58
14.28
21.98
2.71
Base Saturation (BS; %)
111
84
171
Very slightly
V
V
Alkaline
V
V
Slightly
V
V
Field pH
Soil Orgamic Matter
Sand (%)
Silt (%)
Clay (%)
Soil Assessment
Acidity
Sensitivity
Vulnerability
ชุดดินตัวแทนภาคใต้
คุณสมบัตข
ิ องดิน/Soil
parameter
คลองท่อม
(Klong Thom)
รือเสาะ
(Ruso)
อ่าวลึก
(Ao Luek)
Field pH
3.8
4.8
4.96
Soil Organic Matter
1.56
1.71
1.54
Sand (%)
64.17
48.02
60.02
Silt (%)
18.36
24.43
22.43
Clay (%)
17.47
27.54
17.54
Texture
Sandy loam
Sandy clay loam
Sandy loam
6.05
11.35
5.20
0.28
2.64
1.81
4.64
23.28
37.74
Acidity
Very severely
Severely
Severely
Sensitivity
Very severely
Severely
Very severely
Vulnerability
Very severely
Moderately
Severely
CEC (meq/100g)
Total
Base
(meq/100g)
Cation
Base Saturation (BS; %)
Soil Assessment
คุณสมบัตข
ิ องดิน/Soil
parameter
ชุดดินต ัวแทนภาคกลาง
บ้านบึง
กาแพงแสน
นครปฐม
(Ban Bung)
(Kamphaeng
Saen)
(Nakorn Pathom)
Field pH
6.33
6.99
7.58
Soil Organic Matter
0.42
1.08
1.34
Sand (%)
79.81
51.81
60.02
Silt (%)
10.58
24.58
26.43
Clay (%)
9.62
23.62
13.54
Sandy clay loam
Sandy loam
4.60
11.45
9.85
1.88
10.42
9.49
40.88
91.00
96.31
Very slightly
Alkaline
Alkaline
Sensitivity
Severely
Very slightly
Very slightly
Vulnerability
Severely
Very slightly
Very slightly
Texture
CEC (meq/100g)
Total
Base
(meq/100g)
Loamy sand
Cation
Base Saturation (BS; %)
Soil Assessment
Acidity
ปริมาณการตกสะสมของกรด
้
ในนาฝน ปริมาณการตกสะสมของกรดเฉลียต่
่ อ
ปี
( มิลลิโมล/ตารางเมตร)
้ ศึ
่ กษา
พืนที
กรุงเทพมหา
นคร
เชียงให
ม่
ปทุมธา
นี
สะแกราช
SO42 NO3
-
-
Cl-
NH4+ Na+
K+ Ca2+
Mg2
+
32.0 55.4 20.1
95.5
17.3 3.6 28.7
4.2
6.4 11.7 5.9
25.6
3.4
8.6
2.3
17.8 35.9 11.0
49.6
10.0 2.5 19.4
2.8
8.3
6.1
16.8 6.2 13.0
3.8
6.3 18.7
3.4
ค่าความเป็ นกรด-ด่าง (pH)
ของน้ าฝน
่ อปี
่ อปี
ปริมาณน้ าฝนเฉลียต่
ปริมาณน้ าฝนเฉลียต่
กรุงเทพมหานคร 1,776 มม.
นครราชสีมา
1,382 ม
เชียงใหม่
1,286 มม.
ปทุมธานี
1,670 มม.
่
องค ์ประกอบของฝนกรด โดยเฉลียของประเทศไทย
(Ga
ลาดั องค ์ประก
บที่
อบ
1
pH
2
Cl3
NO34
SO425
Na+
6
NH4+
7
K+
8
Mg2+
9
Ca2+
ความเข้มข้น
(µeq/L)
5.07
10.30
19.00
30.40
7.59
33.10
1.28
3.56
23.60
ความเข้มข้น
mg/L or ppm
0.36
1.18
1.46
0.30
0.60
0.05
0.04
0.47
่ ใน
ตาร ับ (Treatment) ของฝนกรดทีใช้
การชะล้างดิน แต่ละชุด
่ ในการชะล้างดิน
ตาร ับ (Treatment) ของฝนกรดทีใช้
ลาดบ
ั สัญลัก
ที่
ษณ์
1
T1
2
T2
3
T3
4
T4
5
T5
่
ปริมาณของฝนกรดทีใช้
pH
หน่ วยควบคุม (น้ าฝนปกติ)
7.01
่ อปี (ข้อมู ลจาก
ปริมาณกรดเฉลียต่
ERTC)
่ อปี
10 เท่า ของปริมารกรดเฉลียต่
5.00
่
100 เท่า ของปริมาณกรดเฉลีย
ปริมาณน้ าฝนต่อปี
่ อ
1000 เท่า ของปริมาณกรดเฉลียต่
ปี
2.70
3.98
1.98
่ 1 ปี ที่ 1,500 มม. เป
หมายเหตุ ปริมาตรน้ าฝนสังเคราะห ์ใช้ป ริมาณน้ าฝนเฉลีย
soil column leaching experiment
0-10 cm
30 cm
60 cm
SOIL
ดิน
ต ัวอย่าง
10 -20 cm
Geotextile
20-30 cm
3 cm
3cm

หินละเอียด
23 cm
10-20 mm
 25-50 mm
หิน
หยาบ
แผ่นอะคลิลค
ิ
(acrylic)
่ (resin)
เคลือบด ้วยเจาะรู
เรซิน

ท่อ PVC ขนาด
1.5 cm
ผลการศึกษา
่ านการชะ
• ค่า pH ของสารละลายทีผ่
ล้างชุดดินหลัก
ในการทดลอง soil column
่
• ปริมาณของอลู มน
ิ ่มที
ั ละลาย
่ าน
ออกมาก ับน้ าทีผ่
การชะล้างชุดดินหลักในการ
ทดลอง soil column
pH
(ภาคเหน
pH
(ภาคตะว ันออกเฉี ยงเห
pH
(ภาคใต
pH
(ภาคกลา
3+
Al
(ภาคเหน
3+
Al
(ภาคตะว ันออกเฉี ยงเห
3+
Al
(ภาคใต้)
3+
Al
(ภาคกลาง
การศึกษา
 ดินในภาคเหนื อมีความอ่อนไหวต่อการ
่
กลายเป็ นกรดค่อนข้างรุนแรงเมือเที
ยบกับดิน
่
ในภาคอืน
 การทดลองการชะล้างดินด้วยเทคนิ ค soil
column ด้วยฝนกรดสังเคราะห ์ แสดงให้เห็นว่า
ดินในภาคเหนื อ ตะว ันออกเฉี ยงเหนื อ และ
ภาคใต้ มีศ ักยภาพในการรองร ับการตกสะสม
ของกรดได้ประมาณ 10 เท่าของปริมาณฝน
่
่
กรดทีพบเฉลี
ยอยู
่ในปั จจุบน
ั สาหร ับดินในภาค
กลางมีศ ักยภาพในการรองร ับการตกสะสมของ
่
กรดได้สูงถึง 100 เท่าของปริมาณฝนกรดทีพบ
่
เฉลียอยู
่ในปั จจุบน
ั โดยยังคงสภาพความเป็ น
การศึกษา
้ มก
 อย่างไรก็ตามในการศึกษานี ได้
ี ารทดลองกบ
ั ดินใน
้ สะแกราช
่
่
บริเวณป่ าต้นน้ า(พืนที
และป่ าละอู) เพือ
้ เกษตรกรรม
่
เปรียบเทียบก ับดินในพืนที
เนื่ องจากดินใน
้ ป่่ าต้นน้ ามีการพัฒนาการเกิดดินเป็ นไปตาม
พืนที
้ (Natural processes on soil
สภาพธรรมชาติเท่านัน
development) พบว่าดินเหล่านี ้ มีสภาพเป็ นดินกรด
่
รุนแรง–รุนแรงมาก โดยมีคา
่ pH ของดินตากว่
า 5.0
้ นเหล่านี มี
้ ศ ักยภาพในการคงไว้ซงค่
อีกทังดิ
ึ่ า pH ใน
่ (BS มีคา
่ < 40%)
ภาคสนามค่อนข้างตา
่ ค่อนข้างตา
จึงมีความไว (sensitivity) และ อ่อนไหว
(vulnerability) สู งมากต่อการกลายเป็ นดินกรด
้ า pH ของดินจะลดลงได้อย่างง่ ายดาย เมือ
่
ดงั นันค่
่
่ นอ
้ ัน
น้ าฝนทีตกลงมามี
ความเป็ นกรดเพิมขึ
่ นมีความเป็ น
เนื่ องมาจากมลพิษในอากาศ และเมือดิ
การนาไปใช้ประโยชน์
ตีพม
ิ พ ์ในรายงานวิชาการของ ศวฝ.
(Technical Report 2553)
บรรยายในงานสัมมนาวิชาการ ทส
พฤศจิกายน 2010
ตีพม
ิ พ ์บทความในวารสารวิชาการ
EANET Science Bulletin 2010
่
เป็ นหัวข้อเสวนาในงาน สิงแวดล้
อม
โลก 2011
กิตติกรรมประกา
ศ
คณะผู ศ
้ ก
ึ ษาขอขอบคุณ ดร. ปรีดา
พากเพียร และคณะ จากคณะทร ัพยากร
ศาสตร ์และการจัดการ สถาบันเทคโนโลยี
แห่งเอเชีย สาหร ับความร่วมมือใน
การศึกษาความอ่อนไหวของดินต่อการ
ตกสะสมของกรดในภาคเหนื อและภาค
ตะวันออกเฉี ยงเหนื อด้วยเทคนิ ค soil
่ ทาการทดลองนับร ้อยชุด
column ทีได้
่
่
เพือให้
ได้ขอ
้ มู ลทีละเอี
ยด และเป็ นปั จจุบน
ั
่ ประโยชน์อย่างมากต่อการศึกษา
ซึงมี