การประยุกต์ใช้จุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ (Effective Microorganism, EM) เพื่อการบำบัดน้ำเสียหลังภาวะน้ำท่วม

การประยุกต์ใช้จุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ (Effective Microorganism, EM)

เพื่อการบำบัดน้ำเสียหลังภาวะน้ำท่วม

ประดับรัฐ ประจันเขตต์

สาขาวิชาชีววิทยา  คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

จากมหาอุทกภัยในช่วงเดือนตุลาคมถึงพฤศจิกายน 2554 ที่ผ่านมา ก่อให้เกิดความเสียหายกับบ้านเรือนและทรัพย์สินของประชาชน รวมทั้งความเสียหายต่อภาคการเกษตร อุตสาหกรรม  สำคัญที่สุดคือ ผลกระทบต่อระบบนิเวศ สิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ เช่น ดิน น้ำ ต้นไม้ เป็นต้น ปัญหาสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลกระทบหลังภาวะน้ำท่วมอย่างชัดเจน คือปัญหาแหล่งน้ำเน่าเสีย ซึ่งมีสาเหตุเกิดจากมลสารสำคัญ คือ สารอินทรีย์ ได้แก่ ซากพืชซากสัตว์   ขยะมูลฝอย สิ่งขับถ่ายที่สะสมในชุมชนเกิดการปนเปื้อนสู่แหล่งน้ำผิวดินและแพร่กระจายอย่างรวดเร็วเป็นบริเวณกว้าง สร้างความสกปรก เกิดกลิ่นเน่าเหม็น เป็นแหล่งเพาะเชื้อโรคและพาหะ  นำโรคต่างๆ ส่งผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่และสุขอนามัยของผู้อาศัยในพื้นที่ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีและพื้นที่ชุมชนรอบมหาวิทยาลัยฯ เป็นอย่างมาก ดังนั้นปัญหา น้ำเน่าเสียจึงมีความจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขและฟื้นฟูอย่างเร่งด่วนหลังภาวะน้ำท่วม

 ภาพสารอินทรีย์จำพวกเศษซากพืชและแหล่งน้ำเน่าเสียที่เกิดขึ้นหลังน้ำลดภายในพื้นที่ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

โดยปกติวิธีการบำบัดน้ำเสียประกอบด้วยกระบวนการหลัก 3 กระบวนการได้แก่กระบวนการทางกายภาพ คือการกำจัดของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ กระบวนการทางเคมี คือการเติมสารเคมีลงในน้ำเพื่อช่วยปรับค่าความเป็นกรดด่าง หรือเร่งให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันของสารประกอบในน้ำได้ดียิ่งขึ้น และกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ เป็นการใช้จุลินทรีย์ทำหน้าที่    ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ปนเปื้อนในน้ำให้ลดลง

 

ปัจจุบันมีการประยุกต์ใช้จุลินทรีย์เพื่อการบำบัดน้ำเสียกันอย่างแพร่หลาย แนวทางการใช้  จุลินทรีย์เพื่อการบำบัดน้ำเสียในแหล่งน้ำธรรมชาติ วิธีหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับการ นำมาใช้หลังภาวะน้ำท่วม คือการใช้ Effective Microorganism ที่ผู้คนส่วนใหญ่มักนิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า “ EM ” ซึ่งหมายถึง กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ ประกอบด้วยจุลินทรีย์ 5 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มเชื้อราที่มีเส้นใย (Filamentous Fungi) ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งการย่อยสลาย กลุ่มจุลินทรีย์สังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthetic Microorganisms) กลุ่มจุลินทรีย์ที่ใช้ในการหมัก (Fermented Microorganism) คือ ยีสต์ กลุ่มแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน (Nitrogen Fixation Bacteria) ทำหน้าที่เปลี่ยนรูปสารประกอบไนโตรเจนรูปต่างๆ เช่น แอมโมเนีย (NH3) ไนไตรท์ (NO2) ไนเตรท (NO3) ให้เป็นก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งจะระเหยออกสู่บรรยากาศ กลุ่มแบคทีเรียแลคติค (Lactic Acid Bacteria) ทำหน้าที่สร้างกรดแลคติคมาช่วยในการย่อยสลายและฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ก่อโรคชนิดอื่นๆ ซึ่งจุลินทรีย์ทุกกลุ่มดังกล่าวสามารถบำบัดมลสารในน้ำเสียได้ แต่จะทำงานได้ดีในสภาวะที่แตกต่างกัน ลักษณะทั่วไปของ EM คือ เป็นจุลินทรีย์ที่เจริญได้ในอุณหภูมิปกติ ต้องการสารอาหารจากธรรมชาติ เช่น น้ำตาล รำข้าว และเศษพืชผักที่มีโปรตีน เป็นต้น ไม่สามารถใช้ร่วมกับสารเคมีและยาฆ่าเชื้อต่างๆได้  และ EM จะทำงานได้ดีในที่มืด ดังนั้นการใช้ EM จึงควรใช้ช่วงเย็นของวัน

การนำจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพมาใช้ประโยชน์ได้รับความนิยมในหลายประเทศ ทั่วโลก เนื่องจากเป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่ได้จากธรรมชาติและไม่ก่อให้เกิดอันตราย ทำให้เกิดการขยายตัวของการนำไปใช้ในภาคเกษตรกรรม เช่น ประเทศญี่ปุ่น เยอรมนี และสหรัฐอเมริกา เป็นต้น สำหรับในประเทศไทย กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ได้นำไปวิเคราะห์แล้วรับรองว่า  จุลินทรีย์ EM ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ จึงสามารถ นำ EM ไปใช้ประโยชน์ได้หลายประการ ซึ่งข้อดีของการใช้ EM คือ มีราคาถูก สามารถผลิตใช้เองได้ง่าย ปลอดภัย ไร้สารพิษ ประหยัดค่าใช้จ่าย อีกทั้งยังเป็นการใช้สิ่งมีชีวิตช่วยในการรักษาสิ่งแวดล้อมแทนการใช้สารเคมี   EM สามารถนำมาใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ ตัวอย่างเช่น การเกษตร บำรุงดิน ปศุสัตว์ การประมง สิ่งแวดล้อม เป็นต้น 

ภาพตัวอย่างการนำจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพมาใช้ประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสียและการผลิตปุ๋ยชีวภาพ

จากการศึกษาและการวิจัยของคณาจารย์ สาขาวิชาชีววิทยา และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา สาขาชีววิทยาประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี    ราชมงคลธัญบุรี เกี่ยวกับการใช้น้ำหมักชีวภาพ EM ในการบำบัดน้ำเสีย พบว่า ปริมาณออกซิเจน ที่แบคทีเรียใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ (BOD) มีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่อง หลังการบำบัด  น้ำเสียในระบบบำบัดจำลองระดับห้องปฏิบัติการเป็นเวลา 14 วัน แสดงให้เห็นว่า การใช้น้ำหมักชีวภาพ EM ช่วยทำให้ปริมาณสารอินทรีย์ที่ปนเปื้อนในน้ำมีปริมาณลดลง น้ำมีความใสสะอาดขึ้น กลิ่นเหม็นน้อยลง จึงได้นำความรู้ดังกล่าวมาใช้ในการแก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสียหลังภาวะน้ำท่วม   โดยการผลิตน้ำหมักชีวภาพ EM เพื่อนำมาใช้บำบัดน้ำเสียภายในพื้นที่ของมหาวิทยาลัยฯ ตลอดจนแจกให้ประชาชนเพื่อนำไปใช้บำบัดน้ำเสียในชุมชน สำหรับกรรมวิธีการผลิตน้ำหมักชีวภาพ EM สามารถใช้เศษผักผลไม้จากชุมชนเป็นวัตถุดิบ โดยใช้หัวเชื้อ EM 1-2 ฝา : กากน้ำตาล 10 ลิตร :  น้ำสะอาด 50 ลิตร : EM ขยาย 10 ลิตร : เศษผักผลไม้ 50 กิโลกรัม จากนั้นหมักไว้นาน 7 วัน จะได้น้ำหมักชีวภาพ EM ที่สามารถนำไปใช้งาน ส่วนการผลิต EM ขยาย ทำได้โดยการผสมหัวเชื้อ EM : กากน้ำตาล : น้ำสะอาด ในอัตราส่วน 40 : 40 : 1,000 มิลลิลิตร หมักไว้นาน 7 วันเช่นกัน

 

ภาพการทดลองใช้น้ำหมักชีวภาพ EM บำบัดน้ำเสียในระบบบำบัดจำลองระดับห้องปฏิบัติการ
และการผลิตน้ำหมักชีวภาพ EM โดยใช้เศษผักผลไม้

หลังจากทำการผลิตน้ำหมักชีวภาพ EM ทางสาขาวิชาชีววิทยาได้มีการนำน้ำหมักชีวภาพEM มาใช้บำบัดน้ำเสียและกำจัดกลิ่น ภายในพื้นที่ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี เช่น บริเวณบ้านพักผู้บริหาร สำนักงานอธิการบดี พิพิธภัณฑ์บัว สระน้ำของภาควิชาวิศวกรรมโยธา  เป็นต้น ทางสาขาวิชา ฯ ยังได้มีความร่วมมือกับเทศบาลเมืองคลองหลวง จัดโครงการอบรมเชิงปฏิบัติการถ่ายทอดความรู้ในการผลิตน้ำหมักจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสู่ชุมชนมุสลิม ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี ซึ่งเป็นการบูรณาการความรู้จากการวิจัยสู่ชุมชน เพื่อให้ประชาชนสามารถผลิตน้ำหมักชีวภาพ EM ใช้ได้ด้วยตนเองและยังเป็นการช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมให้กับชุมชนที่อยู่อาศัยอย่างยั่งยืน  

ภาพการนำน้ำหมักชีวภาพ EM มาบำบัดน้ำในพิพิธภัณฑ์บัว มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีและน้ำเสียบริเวณคลองรังสิต

 

นอกจากการบำบัดน้ำเสียโดยวิธีการทางชีวภาพโดยใช้น้ำหมักชีวภาพ EM ช่วยในการบำบัดแล้ว การบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการทางกายภาพ โดยการเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้กับน้ำนั้นนับว่ามีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากการใช้น้ำหมักชีวภาพ EM บำบัดน้ำเสียอาจส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลาย (DO) ในน้ำลดลง ดังนั้นเพื่อให้มีปริมาณปริมาณออกซิเจนในน้ำเพียงพอกับปฏิกิริยาการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยอาศัยการทำงานของจุลินทรีย์ คณาจารย์ของสาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จึงได้คิดค้นวิธีการเติมออกซิเจนลงในแหล่งน้ำ อย่างมีประสิทธิภาพคือ การใช้เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำ ซึ่งมีระบบการทำงานที่ไม่ซับซ้อน ติดตั้งง่าย สามารถประหยัดพลังงานได้โดยการใช้งานร่วมกับระบบกำเนิดพลังงานจากแสงอาทิตย์ การใช้เครื่องเติมอากาศยังช่วยทำให้ค่าการละลายของออกซิเจนในน้ำเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วย

 

จากเรื่องราวดังที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ทีเรียกว่า “จุลินทรีย์” ผู้ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้ย่อยสลาย (Decomposer) ในระบบนิเวศ ถึงแม้จะมีขนาดเล็กเพียงใด ก็ยังคงมีบทบาทสำคัญเป็นอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ดังนั้นหากเรามีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับจุลินทรีย์กลุ่มต่างๆ และสามารถนำมาประยุกต์ใช้อย่างถูกต้องตามหลักวิชาการ ก็จะก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมหาศาลต่อมนุษย์ การรักษาชนิดและปริมาณจุลินทรีย์ให้มีอยู่อย่างสมดุลจะช่วยทำให้เกิดการหมุนเวียนของสสารต่างๆ ได้อย่างเป็นวัฏจักร การศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับจุลินทรีย์และการนำมาประยุกต์ใช้ จึงเป็นความท้าทายของนักวิทยาศาสตร์อย่างไม่มีวันสิ้นสุด

 

เอกสารอ้างอิง

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย. 2550. ชีววิถีเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืนสู่เศรษฐกิจพอเพียง. กองผลิตสื่อประชาสัมพันธ์ ฝ่ายประชาสัมพันธ์ กฟผ.

Permanent link to this article: http://www.sci.rmutt.ac.th/research/?p=93