Transcript การฟื้นตัวของแม่น้ำ

1.หน่วยความรู้พ้นื ฐาน
(Fundamentals)
1.1ดุลยภาพมวล(Mass Balances)
ดุลยภาพมวลมีความสาคัญมากต่ อการจัดการสิ่ งแวดล้อมมาก ทั้ง
ในระบบบาบัด ระบบปล่อยของไม่ ใช้ แล้ว ระบบจัดการประเมิน
วงจรชีวติ ในโรงาน เป็ นต้ น
หลักการ มวลเข้าระบบย่อมเท่ากับมวลออกจากระบบเสมอ
มวลเข้า = มวลออก
มวลเข้า
Q3 C3
ระบบ
มวลเข้า
มวลออก Q C
4 4
= มวลออก
Q1 C1+Q2 C2+ Q3 C3= Q4 C4
เมื่อ Q = อัตราน้ าไหล,ลบ.ม./วัน
C = ความเข้มข้นของมลสาร,ก./ลบ.ม.
QC =
ลบ.ม.
วัน
ก.
ลบ.ม.
ตัวอย่าง 1
• โรงงานปล่อยนา้ เสี ยที่มีอตั รานา้ ไหล 20 ลบ.ม.ต่ อวัน และเกลือ
เท่ ากับ 40มก./ล. ตามลาดับ ไหลลงสู่ คลองสาธารณะทีม่ ีอตั รานา้
ไหลเท่ ากับ 1000 ลบ.ม.ต่ อวันและไม่ มีเกลือในคลองให้ คานวณหา
ค่ าความเข้ มข้ นและปริมาณของเกลือในคลองหลังจากมีนา้ เสี ย
ปล่อยลง
วิธีทา
1.พิจารณาดุลยภาพมวลของเกลือ
มวลเกลือเข้ า = มวลเกลือออก
แม่ นา้
Q1,
C1
Q3,
C3
นา้ เสี ยจากโรงงาน
Q2,
C2
2.คานวณหาความเข้ มข้ นของเกลือ
Q1,C1 + Q2,C2 = Q3,C3
(1000)(0)+ (20)(40) = (1000+20) C3
C3 = (0.78)มก./ล. = (0.78)ก./ลบ.ม.
3. คานวณหาปริมาณของเกลือ(M)
M = Q3,C3
= 1020
0.78
= 795.60 ก./วัน
1.2 DO Sag Curve
• DO Sag Curve เป็ นกราฟแสดงการเปลีย่ นแปลงค่ า DO
ในแหล่งนา้ ได้ แก่ลาธาร คลอง แม่ นา้ เป็ นต้ น ซึ่งจะเป็ นตัวชี้แสดง
คุณภาพนา้ ตามระยะทางและระยะเวลาในแหล่งนา้ ดังกล่าว
Note : DO คืออกซิเจนที่ละลายในนา้ (Dissolved
Oxygen)
เป็ นกราฟแสดงการเปลีย่ นแปลงค่ า DO ใน
แหล่งนา้ ได้ แก่ ลาธาร คลอง แม่ นา้ เป็ นต้ น ซึ่งจะเป็ นตัวชี้แสดง
คุณภาพนา้ ตามระยะทางและระยะเวลาในแหล่งนา้ ดังกล่าว
DO Sag Curve
DO,มก/ล.
0
0
x
จุดปล่อยนา้ เสีย
จุดวิกฤติคอื จุดที่มีออกซิเจนละลายนา้ น้ อยที่สุด
ระยะทาง , ม.
แม่ นา้
แนววิกฤติที่มีคุณภาพตกตา่ ที่สุด
นา้ เสียโรงงาน 1
นา้ เสียโรงงาน 2
แม่ นา้
ก
x
ง
DO,มก/ล.
x
ขx
คx
ระยะทาง
• จากรู ปข้างบน โรงงานแห่งใดทาให้ปลาตายในแม่น้ า
2.นิยามศัพท์
2.1 น้าเสี ย
นา้ เสี ย (Wastewater ) คือนา้ ทีม่ ีของเสี ยเจือปนอยู่มาก
จนไม่ สามารถนามาใช้ ประโยชน์ ได้
2.2 มลพิษน้า
มลพิษนา้ (Water Pollution)
1. สภาพทีม่ ีสิ่งปนเปื้ อนทาให้ นา้ สกปรก (คุณภาพเลวลง) จนเป็ นพิษหรือ
อันตรายต่ อสิ่ งแวดล้อม หรือ
2. การที่มีสารแปลกปลอมได้ แก่สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์
กัมมันตภาพรังสี หรือสิ่ งมีชีวติ ต่ างๆสิ่ งเหล่านีเ้ มื่ออยู่ในนา้ แล้วทาให้
คุณภาพของนา้ เลวลงจนเกิดอันตราย หรือบั่นทอนประโยชน์ ของการ
ใช้ นา้ ดังกล่าว (พ.ร.บ.ส่ งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่ งแวดล้อม พ.ศ.2535)
• คาถาม
• ถ้ าสิ่ งแวดล้อมถูกปนเปื้ อนด้ วยสารใดๆก็ตามแต่ ใน
ปริมาณต่ามากๆและไม่ เกิดเป็ นพิษ สภาพนั้นถือว่ าเป็ น
สภาวะมลพิษหรือไม่
2.3 น้าเน่ า
นา้ เน่ า คือนา้ ทีม่ ีของเสี ยอยู่ในนา้ มาก จุลนิ ทรีย์ในแหล่งนา้ นั้น
จะกินของเสี ยและเจริญเพิม่ จานวนมาก และเมื่อเพิม่ จานวนมาก
จุลนิ ทรีย์ทเี่ พิม่ มากจะใช้ ออกซิเจนทีล่ ะลายอยู่ในนา้ จนหมด การ
ละลายจากอากาศลงสู่ นา้ ไม่ พอหรือไม่ ทนั จึงเกิดสภาพขาดออกซิเจน
ในนา้
• นา้ เน่ าเป็ นนา้ เสี ย แต่ นา้ เสี ยไม่ จาเป็ นต้ องเน่ า
2.4 น้าโสโครก (Sewage)
• หมายถึงของเสี ยและนา้ เสี ยทีเ่ กิดจากแหล่งทีพ่ กั อาศัย และธุรกิจ
การค้ า แล้วปล่อยระบายสู่ ท่อระบายนา้ เสี ย
2.5 การป้ องกันมลพิษ
(Pollution prevention)
• เป็ นกระบวนการและกิจกรรมซึ่งลดปริมาณสารอันตราย สารมลพิษ
หรือสารปนเปื้ อนก่อนปล่อยสู่ สิ่งแวดล้อม หรือก่อนทีจ่ ะนามาหมุนเวียน
กลับมาใช้ บาบัดหรือกาจัด
การป้องกันมลพิษที่ดีควรลดของเสี ยที่แหล่งกาเนิด
2.6ความสามารถในการรองรับ(Assimilative Capacity)
• ความสามารถของแหล่งนา้ ในการรองรับของเสี ย/ สารพิษ
โดยจะไม่ ก่อให้ เกิดผลกระทบต่ อแหล่งนา้ หรือ สิ่ งมีชีวติ ที่
อาศัยอยู่ในแหล่งนา้
ความสามารถในการรองรับ
(Assimilative Capacity)
• คลองหรือลานา้ ทัว่ ไปสามารถฟื้ นสภาพตัวเอง
ได้ ถ้ามีเวลาและออกซิเจนเพียงพอ แต่ จะต้ องไม่
มีของเสี ยทิง้ ไปอีกหรือถ้ ามีของเสี ยต้ องไม่ มากเกิน
กว่ าความสามารถในการฟื้ นตัวของแม่ นา้
2.7 การฟื้ นตัวของแม่ นา้ (Self-Purification)
• กระบวนการทางธรรมชาติทเี่ กิดในแหล่งนา้ เป็ นผลให้
แบคทีเรียลดลง ความสกปรกอยู่ในระดับทีย่ อมรับได้
ออกซิเจนทีถ่ ูกใช้ ไปมีการทดแทน และสิ่ งมีชีวติ ในแหล่งนา้
สามารถดารงชีวติ ต่ อไปได้
http://www.youtube.com/watch?v=CK9PeajWzaw
ความสามารถในการรองรับ (Assimilative Capacity)
& การฟื้ นตัวของแม่ น้า (Self-Purification)
3.การแบ่ งประเภทของแบคทีเรีย
การแบ่ งประเภทของแบคทีเรียตามประเภท
ของแหล่ งพลังงาน
จุลนิ ทรีย์จาเป็ นทีจ่ ะต้ องมีพลังงานเพือ่ ใช้ ในการดารงชีวติ
และแหล่งของพลังงานทีน่ ามาใช้ ในการดารงชีวติ นีอ้ าจจะได้ มา
จากแหล่งต่ างๆ
1. Autotrophic bacteria
2. Heterotrophic bacteria
การแบ่ งประเภทของแบคทีเรียตามประเภท
ของแหล่ งพลังงาน
1. Autotrophic bacteria
เป็ นแบคทีเรียที่ใช้ แหล่งคาร์ บอนสาหรับสร้ างสารอินทรีย์มาจาก
CO2 และแหล่งพลังงานจากการออกซิไดซ์ สารอนินทรีย์ (แอมโมเนีย
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และไฮโดรเจน) แบคทีเรียทีส่ าคัญในกลุ่มนีค้ อื
Nitrifying bacteria ซึ่งสามารถเปลีย่ นแอมโมเนียให้ เป็ น
ไนเตรตได้
การแบ่ งประเภทของแบคทีเรียตามประเภท
ของแหล่ งพลังงาน
2. Heterotrophic bacteria
แบคทีเรียประเภทนีจ้ ะใช้ ธาตุคาร์ บอนจากสารอินทรีย์เป็ น
แหล่ งคาร์ บอน มีความสาคัญทีส่ ุ ดในการบาบัดนา้ เสี ยด้ วยวิธีทางชีววิทยา
ในระบบบาบัดนา้ เสี ยทางชีววิทยา จุลนิ ทรีย์ในระบบ จะใช้ สารอินทรีย์
เป็ นแหล่งพลังงานและเป็ นสารตั้งต้ นในการสร้ างเซลล์ใหม่
Heterotrophic bacteria
จุลนิ ทรีย์ในกลุ่มนีส้ ามารถแบ่ งเป็ นกลุ่มย่ อย ได้ 3 ประเภท
1. Aerobic bacteria เป็ นแบคทีเรียที่ใช้ ออกซิเจนอิสระใน
การสั นดาปสารอินทรีย์ให้ เกิดพลังงาน
2. Anaerobic bacteria เป็ นแบคทีเรียที่สามารถเผาผลาญ
สารอินทรีย์โดยไม่ ใช้ ออกซิเจนอิสระ แต่ จะใช้ ออกซิเจนที่อยู่ใน
สารประกอบอินทรีย์ หรืออนินทรีย์ เช่ น NO3- , SO42- ใน
การสั นดาปสารอินทรีย์ให้ เกิดพลังงาน
3. Facultative bacteria เป็ นแบคทีเรียที่สามารถ
ดารงชีวติ ในสภาพมีและไม่ มอี อกซิเจนอิสระ ขึน้ อยู่กบั สภาวะ
แวดล้ อมทีอ่ าศัยอยู่
Category
Energy
Source
Carbon
Source
Photoautotroph
light
CO2
(Algae,
(Photosynthetic bacteria)
Photoheterotroph
light
Organic compounds
(Photosynthetic bacteria)
Chemoautotroph
Inorganic
compounds
CO2 (Methane –
Chemoheterotroph
Organic compounds
Organic compounds
producing bacteria
Sulfur,Iron and ammonia
oxidizing bacteria )
(Protozoa, fungi, most
bacteria)
การแบ่ งประเภทของจุลนิ ทรีย์ตามอุณหภูมิ
จุลนิ ทรีย์แต่ ละชนิดมีความต้ องการอุณหภูมใิ นการ
เจริญทีแ่ ตกต่ างกัน ซึ่งจะส่ งผลต่ อการเจริญและเพิม่ จานวนของ
จุลนิ ทรีย์ โดยอุณหภูมิทจี่ ุลนิ ทรีย์เจริญได้ จะอยู่ระหว่ างอุณหภูมิสูงสุ ด
และอุณหภูมิต่าสุ ด ซึ่งถ้ ามีอุณหภูมิสูงหรือต่ากว่ านีจ้ ุลนิ ทรีย์จะไม่
สามารถเจริญเติบโตได้
การแบ่ งประเภทของจุลนิ ทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่ อ)
1 ไซโครไฟล์ (psychrophile)
เป็ นจุลนิ ทรีย์ทเี่ จริญได้ ทอี่ ุณหภูมิต่า คือสามารถเจริญได้ ที่ 0
องศาเซลเซียส อุณหภูมิทเี่ หมาะสมคือ 15 องศาเซลเซียส หรือต่ากว่ า
กลุ่มของจุลนิ ทรีย์กลุ่มนีจ้ ัดเป็ นไซโครไฟล์ทแี่ ท้จริง (obligate
psychrophile) อุณหภูมิสูงสุ ดทีเ่ จริญคือ 30 องศาเซลเซียส แต่ บาง
พวกมีช่วงอุณหภูมทิ เี่ หมาะสมในการเจริญระหว่ าง 25-30 องศา
เซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุ ดในการเจริญคือ 35 องศาเซลเซียส จึง
จัดเป็ นแฟคัลเททีพไซโครไฟล์ (facultative psychrophile)
การแบ่ งประเภทของจุลนิ ทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่ อ)
2. มีโซไฟล์ (mesophile)
เป็ นจุลนิ ทรีย์ทเี่ จริญได้ ทอี่ ุณหภูมิปานกลางระหว่ าง
25-40 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิต่าสุ ดทีจ่ ะเจริญได้ ที่ 5 – 25 องศา
เซลเซียส อุณหภูมิเหมาะสมที่ 37 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุ ดที่
เจริญได้ ที่ 43 องศาเซลเซียส
การแบ่ งประเภทของจุลนิ ทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่ อ)
3 เทอร์ โมไฟล์ (Thermophile)
เป็ นจุลนิ ทรีย์ทเี่ จริญได้ ทอี่ ุณหภูมิสูงระหว่ าง 45-60 องศา
เซลเซียส อุณหภูมิเหมาะสมอยู่ระหว่ าง 50 – 55 องศาเซลเซียส
อุณหภูมิสูงสุ ดทีเ่ จริญได้ อยู่ระหว่ าง 60-85 องศาเซลเซียส
4.การป้ องกันควบคุมและการจัดการ
3.1 แหล่ งกาเนิดของน้าที่ผ่านการใช้
นา้ ที่ผ่านการใช้ มาแล้วนั้นมีแหล่งกาเนิดแบ่ งได้ 2 พวกใหญ่
1. นา้ เสี ยทีถ่ ูกปล่อยออกมาจากแหล่งใดก็ไม่ อาจทราบได้ แน่ นอนชัดเจน
(Non-Point Sources)
2. นา้ เสี ยที่มีท่อหรือรางระบายของนา้ เสี ย (Point Source)
3.2 แหล่ งนา้ เสี ยจากชุมชน
1.แหล่งนา้ เสี ยจากบ้ านพักอาศัย(Residential District)
2.สถานที่ทาการ(Institutional Districts)
3.สถานที่ที่ใช้ ในการสั นทนาการ(Recreational Districts)
โรงแรม รีสอร์ ท บ้ านพักตากอากาศ สระว่ ายนา้ รวมถึงค่ ายพักแรม
ต่ างๆ
4.สถานทีป่ ระกอบธุรกิจการค้ า(Commercial Districts) ตลาด
โรงภาพยนตร์ ศูนย์ การค้ า ร้ านค้ า ร้ านอาหาร ฯลฯ
3.3 พารามิเตอร์ ทนี่ ิยมใช้ ในการตรวจสอบคณ
ุ ภาพน้า
1. ออกซิเจนละลาย (Dissolved oxygen, DO)
2. บีโอดี (Biochemical oxygen demand, BOD) เป็ นปริมาณ
ออกซิเจนทีถ่ ูกใช้ ไปในการย่ อยสลายอินทรีย์สารโดยจุลนิ ทรีย์
3. ของแข็ง (Solids)
3.3 พารามิเตอร์ ทนี่ ิยมใช้ ในการตรวจสอบคณ
ุ ภาพน้า(ต่ อ)
4. โคลิฟอร์ มแบคทีเรียและอีโคไล (Coliform bacteria และ
faecal coliform bacteria) เป็ นแบคทีเรียชี้แนะทีใ่ ช้ ในการตรวจวัดว่ า
อาหารและนา้ อาจมีการปนเปื้ อนของเชื้อจุลนิ ทรีย์ทกี่ ่อให้เกิดโรค โดยอี
โคไลจะเป็ น normal flora อยู่ในทางเดินอาหารของสั ตว์ เลือดอุ่น
5. ส่ วนพารามิเตอร์ อนื่ ๆ ขึน้ กับวัตถุประสงค์ ของการใช้
3.4 สาเหตุการเกิดมลพิษทางนา้
• สารเมื่อถูกปล่อยสู่ แหล่งนา้ ธรรมชาติในปริมาณทีม่ ากเกินกว่ า
ความสามารถในการฟอกตัวของนา้ จะรับไหว จะทาให้ แหล่งนา้ นั้นเกิด
มลพิษ นา้ จากแหล่งดังกล่าวจะไม่ สามารถนามาใช้ เพือ่ วัตถุประสงค์
ต่ างๆ
3.5 ความจาเป็ นทีต่ ้ องมีมาตรการป้ องกันและควบคุม
ปัจจุบันแหล่งนา้ ธรรมชาติทจี่ ะนามาใช้ อุปโภคบริโภคมีอยู่
อย่ างจากัด ถ้ าเกิดปัญหามลพิษต่ างๆ ไม่ สามารถนามาใช้ ประโยชน์ ได้
ดังก่อน หรือนามาใช้ กต็ ้ องเสี ยค่ าใช้ จ่ายสู งในการปรับปรุงคุณภาพ
วัตถุประสงค์ ทตี่ ้ องมีมาตรการป้ องกัน
1. เพือ่ ทาลายตัวการที่ก่อให้ เกิดโรค ไม่ ว่าจะเป็ นเชื้อโรคหรือสารพิษ
ทาลายให้ อยู่ในระดับทีป่ ลอดภัย
2. เพือ่ ไม่ ก่อให้ เกิดเหตุเดือดร้ อนราคาญ พวกสารแขวนลอยต่ างๆ มี
กลิน่ หรือสี
3. เพือ่ ป้องกันไม่ ให้ เกิดภาวะมลพิษ เกิดปัญหาต่ อการที่จะนานา้ ใน
แหล่งนา้ ไปใช้ ประโยชน์
3.6 การป้ องกันและควบคุมมลพิษทางนา้
จาเป็ นต้ องมีการเฝ้ าติดตามตรวจสอบ (monitoring) คุณภาพนา้
3.6.1 การเฝ้ าติดตามตรวจสอบคุณภาพนา้ โดยต้ องจัดให้ มกี าร
เฝ้ าติดตามตรวจสอบนา้ ในแหล่งนา้ ธรรมชาติเพือ่ ทราบถึงสถานการณ์
ว่ าคุณภาพนา้ เป็ นอย่ างไรและเพือ่ หาทางในการป้องกัน ควบคุมและ
การแก้ไขเพือ่ ไม่ ให้ เกิดปัญหามลพิษทางนา้ พารามิเตอร์ ที่ใช้ จะเป็ น
พารามิเตอร์ ทจี่ ะใช้ ตรวจติดตาม เพือ่ การควบคุมและรักษาคุณภาพนา้
ในแหล่งนา้ ไม่ ให้ เกิดภาวะมลพิษต่ อการใช้ ประโยชน์
3.6.2 การอนุรักษ์ แหล่งนา้ โดยการกาหนดมาตรฐานคุณภาพนา้
การกาหนดมาตรฐานคุณภาพ มาตรฐานคุณภาพนา้
คานึงถึงมาตรฐานของแหล่งนา้ ดิบ มาตรฐานนา้ ทิง้ และมาตรฐานนา้
เพือ่ การอุปโภคบริโภค มาตรฐานทั้ง 3 จะสั มพันธ์ ซึ่งกันและกัน หาก
ปล่อยให้ มีการทิง้ นา้ เสี ยต่ างๆลงในแหล่งนา้ โดยไม่ มกี ารควบคุมก็จะทา
ให้ แหล่งนา้ นั้นสกปรก ก่อให้ เกิดปัญหาต่ อมาตรฐานอืน่ ๆ มาตรฐาน
คุณภาพนา้ ทีใ่ ช้ กนั แบ่ งเป็ น 3 พวกใหญ่
3.6.2.1 การกาหนดมาตรฐานของแม่ นา้ ใช้ กาหนดมาตรฐาน
ของแม่ นา้ เพือ่ ให้ แหล่งนา้ สามารถใช้ ความสามารถในการกาจัดความ
สกปรกของนา้ ตามธรรมชาติ (Natural Assimilative
Capacity and Self-Purification) ซึ่งการกาหนดการ
ปล่อยของเสี ยจะอยู่ในระดับที่ไม่ เป็ นอันตรายต่ อสิ่ งมีชีวติ
3.6.2.2 มาตรฐานแหล่งนา้ (Stream Standard)
มาตรฐานตามวัตถุประสงค์ การใช้ นา้ คานึงถึงประโยชน์ ทเี่ กิดจาก
การใช้ นา้ เป็ นหลัก กาหนดมาตรฐานแหล่งนา้ ใช้ ในการรักษาคุณภาพ
แหล่งนา้ และเพือ่ อนุรักษ์ แหล่งนา้ ไว้ เพือ่ ประโยชน์ ต่างๆ
1. การผลิตเพือ่ การบริโภคและอุปโภคคุณภาพดี ไม่ มีแร่ ธาตุที่
เป็ นพิษ
2. การประมง สามารถเป็ นแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์ นา้ และเป็ นทีอ่ ยู่
อาศัย
3. การเกษตรกรรม ต้ องไม่ มีสารละลายเกลือแร่ จนทาให้
ผลกระทบต่ อพืช
2.3.2 .การประมง สามารถเป็ นแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์ นา้ และเป็ นทีอ่ ยู่
อาศัย
2.3.3 การเกษตรกรรม ต้ องไม่ มีสารละลายเกลือแร่ จนทาให้ มี
ผลกระทบต่ อพืช
4. การอุตสาหกรรม ต้ องสะอาดและอาจมีการบาบัดเพิม่ เติมให้
เหมาะกับความต้ องการ
5. การสั นทนาการ ต้ องสภาพดีไม่ ก่อให้ เกิดความน่ ารังเกียจ
สานักงานคณะกรรมการสิ่ งแวดล้อมแห่ งชาติ กาหนดมาตรฐาน
คุณภาพนา้ ตามการใช้ ประโยชน์ ท้งั 5 ไว้ โดยกาหนดเป็ นมาตรฐาน
คุณภาพแหล่งนา้ ผิวดินซึ่งไม่ ใช่ ทะเล
3.6.2.3 มาตรฐานนา้ ทิง้ (Effluent Standard)
เป็ นเกณฑ์ ที่กาหนดให้ แหล่งกาเนิดนา้ เสี ยห้ ามปล่อยนา้ เสี ย หรือนา้ ทิง้
ที่มีความสกปรกมากจนทาให้ แหล่งรับนา้ เกิดปัญหาทางด้ านคุณภาพ
แบ่ งเป็ น2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
1 มาตรฐานนา้ ทิง้ จากโรงงานอุตสาหกรรม
2 มาตรฐานนา้ ทิง้ จากแหล่งชุ มชน
การควบคุมดังนีท้ าให้ แหล่งนา้ ไม่ เกิดสภาพเสื่ อมโทรม มาตรฐาน
ดังกล่าวนีง้ ่ ายต่ อการควบคุมและตรวจสอบ