มลพิษทางน้ำ กับ Emerging Pollutants  ตอน Endocrine Disrupted Compounds (EDCs)

โดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ พรสวัสดิ์ ศรีสวัสดิ์

        น้ำเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญสำหรับมนุษย์ซึ่งร้อยละ 0.62 ของน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในโลกนี้เป็นน้ำจืดที่มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ สามารถใช้ประโยชน์ได้โดยตรง และมีน้ำจืดในแม่น้ำหรือทะเลสาบต่าง ๆ นั้น คิดเป็น ร้อยละ 0.0091 ของน้ำทั้งหมด หรือ เพียงประมาณ เก้าส่วนในหนึ่งแสนส่วนเท่านั้นที่เป็นน้ำจืดผิวดินพร้อมใช้ สำหรับมนุษย์ทั้งโลก  ดังนั้นทรัพยากรน้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำจืดที่มีอยู่บนผิวดินจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่ต้องได้รับการอนุรักษ์ และใช้อย่างรู้คุณค่า ตลอดจนมีการป้องกันไม่ให้คุณภาพน้ำจืดเหล่านั้น เสื่อมสภาพลงจนไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้หรือเป็นพิษภัยต่อมนุษย์
        1. มลพิษทางน้ำคืออะไร
        สิ่งสำคัญที่ทำให้คุณภาพน้ำเสื่อมลง คือการเกิดมลพิษทางน้ำที่มนุษย์เป็นต้นเหตุ มลพิษทางน้ำคือภาวะที่น้ำปนเปื้อนสารแปลกปลอมต่าง ๆ จนทำให้คุณภาพน้ำเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมหรือเสื่อมคุณภาพจนเป็นอุปสรรคหรือเกิดอันตรายจากการใช้น้ำนั้น และก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยสารแปลกปลอมเหล่านั้นปนเปื้อนเข้าสู่น้ำได้เมื่อน้ำถูกใช้ในกิจกรรมต่าง ๆที่มีสิ่งปนเปื้อนเหล่านั้นและถูกน้ำถูกระบายทิ้งเมื่อคุณภาพน้ำเสื่อมลง
            1.1 แหล่งกำเนิดมลพิษทางน้ำ
            น้ำที่ปนเปื้อนสารมลพิษมักจะเป็นน้ำทิ้งที่มาจากแหล่งดังต่อไปนี้
                1.1.1 แหล่งชุมชน ได้แก่ ที่พักอาศัย สถานที่ทำการ แหล่งพาณิชยกรรม และสันทนาการต่าง ๆ
                1.1.2 แหล่งอุตสาหกรรม ได้แก่ สถานประกอบการ โรงงานอุตสาหกรรมประเภทต่าง ๆ
                1.1.3 แหล่งเกษตรกรรม ได้แก่ พื้นที่เพาะปลูกประเภทต่าง ๆ การเลี้ยงสัตว์ ทั้งสัตว์บก และ สัตว์น้ำ
                1.1.4 แหล่งกำจัดขยะ  ได้แก่น้ำที่ระบายออกจากแหล่งรวบรวมและกำจัดขยะ
                1.1.5 แหล่งอื่น ๆ เช่น น้ำที่ไหลผ่าน พื้นที่ที่มีการดำเนินกิจกรรมแต่ไม่ได้ก่อให้เกิดน้ำเสียโดยตรงเช่น พื้นผิวถนน สถานที่ก่อสร้าง เป็นต้น
           1.2 ลักษณะของมลพิษทางน้ำ
            สารปนเปื้อนที่ทำให้เกิดมลพิษทางน้ำนั้นอาจจะละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับน้ำหรือแขวนลอยอยู่ในน้ำ การแบ่งประเภทลักษณะของสารมลพิษอาจจะแบ่งได้ 3 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่
                1.2.1 ด้านกายภาพ เป็นลักษณะของมลพิษที่สามารถบ่งชี้ได้ด้วยวิธีทางกายภาพ เช่น ความขุ่น ของแข็งในน้ำ อุณหภูมิ ไขมัน สี และกลิ่น เป็นต้น
                1.2.2 ด้านเคมี เป็นมลพิษที่ต้องใช้วิธีการทางด้านเคมีในการบ่งชี้ ซึ่งสารมลพิษประเภทนี้มีมากมายหลายชนิด เราอาจแบ่งประเภทของสารมลพิษชนิดนี้ได้เป็นสองกลุ่มใหญ่ คือ
                        1) สารอินทรีย์ เป็นสารมลพิษที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นหลัก และอาจจะมีธาตุอื่น ๆ เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ หรือธาตุอื่น ๆ เป็นส่วนประกอบด้วย สารมลพิษประเภทนี้อาจจะมีลักษณะคล้ายโปรตีน หรือคาร์โบไฮเดรต การบ่งชี้สารมลพิษประเภทนี้มักจะบ่งชี้ในรูปแบบของค่า บีโอดี ซีโอดี
                        2) สารอนินทรีย์ เป็นสารมลพิษที่ประกอบด้วยธาตุต่าง ๆ เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โลหะ โลหะหนัก ฯลฯ สารอนินทรีย์บางชนิดมีอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แม้ว่าจะพบในปริมาณต่ำ เช่น ไซยาไนด์ การบ่งชี้ลักษณะของสารมลพิษกลุ่มนี้มักจะบ่งชี้ปริมาณของสารหรือธาตุนั้น ๆ ในน้ำ
        ด้านชีวภาพ เป็นการบ่งชี้ปริมาณของจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำ ซึ่งจะมุ่งไปที่จุลินทรีย์ที่เป็นก่อโรคได้ หรือจุลินทรีย์ที่ตรวจพบได้ง่ายและสามารถใช้บ่งชี้จุลินทรีย์ที่ก่อโรคในน้ำ หรือบ่งชี้การปนเปื้อนของน้ำได้ เช่น ฟีคัลโคลิฟอร์ม หรือ แบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์ม 
        2. Emerging Pollutant คืออะไร
        ในปัจจุบันแหล่งกำเนิดมลพิษทางน้ำได้ปล่อยสารปนเปื้อนมากมายหลายประเภทลงสู่แหล่งน้ำ สารปนเปื้อนหลายชนิดเป็นสารที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาใหม่ ซึ่งยังไม่มีการศึกษาถึงผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม  สารปนเปื้อนบางชนิดไม่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้ด้วยวิธีทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคการวิเคราะห์ หรือสารบางชนิดที่เริ่มมีการตรวจพบเนื่องจากความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังไม่มีรายงานการศึกษาผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นสารปนเปื้อนเหล่านี้จึงยังไม่ถูกกำหนดไว้ในมาตรฐานคุณภาพน้ำประเภทต่าง ๆ
ดังนั้นสารปนเปื้อนกลุ่มหนึ่งที่อาจเป็นสารเคมีหรือสารประกอบใด ๆ ที่ไม่ได้ถูกระบุ กำหนด หรือจัดประเภทไว้ในข้อบังคับหรือกฎระเบียบใด ๆ และผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์หรือสิ่งแวดล้อมยังไม่ชัดเจน จะถูกเรียกว่า Emerging Pollutant (Deblonde et al., 2011)
อย่างไรก็ตาม US EPA ได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับ Emerging Pollutant ไว้ดังนี้
“An emerging contaminant (EC) is a chemical or material characterized by a perceived, potential, or real threat to human health or the environment or by a lack of published health standards. A contaminant also may be "emerging" because of the discovery of a new source or a new pathway to humans.”
        ดังนั้นเราอาจจะแปลคำอธิบายความหมายของ Emerging Pollutant ได้คือ สารเคมีหรือสารประกอบที่พบว่า มีโอกาส ศักยภาพหรือ สามารถคุกคามสุขภาพอนามัยของมนุษย์ หรือสิ่งแวดล้อม หรือเพราะยังไม่ได้กำหนดไว้ในมาตรฐานความปลอดภัยต่อสุขภาพอนามัย โดยสารดังกล่าวเพิ่งถูกตรวจพบแหล่งกำเนิดหรือหนทางที่มนุษย์อาจสัมผัสหรือได้รับสารนั้น ๆ ได้
สาร Emerging Pollutant เหล่านี้ประกอบด้วยสารกลุ่มโลหะ (Metals), ยาฆ่าแมลง(Pesticides), สารเพิ่มประสิทธิภาพพลาสติก (Phthalates), สารกลุ่ม Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAHs),  และสารกลุ่ม Endocrine Disrupted Compounds (EDCs).
ในปัจจุบันหลายประเทศทั้งในยุโรป อเมริกา และเอเชียเริ่มหันมาศึกษาผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมของสารปนเปื้อนกลุ่มนี้อย่างจริงจังและเริ่มมีรายงานผลกระทบเผยแพร่ออกสู่สาธารณชนมากขึ้น ในที่นี้จะให้ความสำคัญต่อสารปนเปื้อนในกลุ่ม Endocrine Disrupted Compounds (EDCs)
        3. EDCs คืออะไร
        สารในกลุ่ม Endocrine Disrupted Compounds (EDCs) เป็นสารเคมีที่มีความสามารถคล้ายกับฮอร์โมนและสามารถรบกวนการสังเคราะห์ การขนส่ง การทำงาน และการสลายตัวของฮอร์โมนตามธรรมชาติในระบบต่อมไร้ท่อ (Endocrine System)และก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงและผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตได้  องค์การอนามัยโลก(WHO) และ US EPA จัดสารกลุ่มนี้เป็นสารที่คุกคามสุขภาพอนามัยในระดับโลก (Global Health Threat) เนื่องจากพบการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง โดยยังไม่สามารถระบุถึงผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น รวมทั้งระบบนิเวศน์ เมื่อได้รับสารกลุ่มนี้ในปริมาณต่ำและเป็นระยะเวลานานได้
การจัดกลุ่มของสารกลุ่ม  EDCs ที่พบได้ในน้ำเสียนี้ อาจแบ่งได้ เป็น 4 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่
        1) ฮอร์โมนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และฮอร์โมนสังเคราะห์ เช่น estrogen (E2), estradiol, Ethinyl Etradiol (EE2)
        2) ยาที่มีผลข้างเคียงคล้ายฮอร์โมน เช่น naproxen, metoprolol, diclofenac
        3) สารเคมีที่ใช้ในบ้านเรือนและอุสาหกรรม เช่น Phthalates, fire retardants, plasticizers, solvets, PCBs, Atrazine
        4) สารประกอบที่เกิดขึ้นในกระบวนการต่าง ๆ ในบ้านเรือนและอุตสาหกรรม เช่น PAHs, Dioxins
                3.1 ผลกระทบของ EDCs
                โดยทั่วไปแล้วร่างกายของมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม จะใช้ฮอร์โมนช่วยในเรื่องการพัฒนาการด้านต่าง ๆ ของร่างกาย ฮอร์โมนมีส่วนสำคัญในด้านการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และพฤติกรรมที่แสดงออก  ฮอร์โมนยังมีความสำคัญในการควบคุมการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกาย ดังนั้นสาร ในกลุ่ม EDCs ซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายฮอร์โมน จึงสามารถรบกวนการทำงานของระบบฮอร์โมนตามธรรมชาติได้โดยการเลียนแบบการทำงานของฮอร์โมนเปลี่ยนรูปแบบการสังเคราะห์และสลายของฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงการตอบสนองต่อฮอร์โมน
ทั้งนี้ Caliman and Gavrilescu (2009) ได้สรุปผลของของการรบกวนการทำงานของระบบต่อมไร้ท่ออาจก่อให้เกิด ภาวะไม่เจริญพันธ์ ด้อยพัฒนาการทางเพศ การแสดงออกทางเพศลดลงหรือเปลี่ยนแปลง เปลี่ยนแปลงการตอบสนองต่อสิ่งเร้า เปลี่ยนแปลงการทำงานของต่อมไทรอยด์ ต่อมหมวกไต อาจมีส่วนเกี่ยวของกับการเกิดมะเร็งที่อวัยวะต่าง ๆ  การพิการแต่กำเนิดและพยาธิสภาพอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
อย่างไรก็ตามผลกระทบของสารในกลุ่ม EDCs ต่อร่างกายมนุษย์ยังไม่มีการศึกษาที่ชัดเจนเนื่องจากไม่สามารถทำการศึกษาในมนุษย์ได้โดยตรง แต่ในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น มีรายงานผลกระทบของสารในกลุ่ม EDCs ออกมามากมายโดยเฉพาะปลา ซึ่งพบว่าปลาที่ได้รับสารในกลุ่ม EDCs นี้ในปริมาณต่ำเป็นระยะเวลานาน ทำให้ปลาเพศผู้กลายพันธุ์และสร้างไข่ได้ (Feminization) และ นำไปสู่การสูญพันธุ์ของปลาในสายพันธุ์นั้น ๆ เนื่องจากไม่มีการสืบพันธุ์ เพื่อเพิ่มจำนวนประชากรอีกต่อไป (Kidd et al., 2009) นอกจากนี้มีรายงานว่า ยากำจัดวัชพืชในกลุ่ม Atrazine ทำให้กบเพศผู้ในห้องทดลองสร้างไข่ได้และไม่สืบพันธุ์เช่นกัน
                3.2 การกำจัด EDCs ในน้ำที่ปนเปื้อนหรือน้ำเสีย
                เนื่องจากสารกลุ่ม EDCs นี้พบได้ในปริมาณต่ำและ บางชนิดมีความคงทนสูง ระบบบำบัดน้ำเสียที่นิยมใช้กันปัจจุบันไม้ได้ถูกออกแบบไว้สำหรับการกำจัดสาร EDCs ในน้ำเสีย ระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปลดปริมาณสาร EDCs ได้เพียงร้อยละ 20 ของปริมาณสารที่พบทั้งหมดในน้ำเสีย ดังนั้น อีกร้อยละ 80 ของสาร EDCs ที่ตรวจพบในน้ำเสียจึงถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติ โดยปริมาณสาร EDCsที่ตรวจพบในน้ำทิ้งจากระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้กันในปัจจุบันมีค่าสูงกว่าปริมาณสาร EDCs ในน้ำที่ทำให้ปลาเกิดการกลายพันธุ์ในห้องทดลอง จึงเกิดความจำเป็นที่จะต้องมีการยกระดับประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียให้สามารถกำจัดหรือลดปริมาณสาร EDCs ในน้ำทิ้งให้ได้มากที่สุด ซึ่งระบบที่พบว่าให้ประสิทธิภาพการกำจัดสาร EDCs ในน้ำเสียมากที่สุดคือการออกซิเดชั่น (Oxidation)ด้วย ก๊าซโอโซน แสงUV หรือสารเคมีที่ทำปฏิกิริยารุนแรง เช่น เฟอเรต (Ferrate) ซึ่งในต่างประเทศมีความตื่นตัวในการศึกษาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดสาร EDCs กันมากขึ้น แต่ในประเทศไทยนั้นยังไม่มีความตื่นตัวในเรื่องนี้มากนัก

--------------------------------------------
เอกสารอ้างอิง

Caliman, F. A. and M. Gavrilescu. 2009. “Pharmaceuticals, Personal Care Products and      Endocrine Disrupting Agents in the Environment - A Review.” CLEAN - Soil, Air, Water 37(4-5): 277-303.
Deblonde, T., Cossus-Leguille, C., and Hartemann, P. 2011. “Emerging pollutants in wastewater:   A review of literature.” International Journal of Hygiene and Environmental Health 214: 442-448.
Kidd, K. A., P. J. Blanchfield, K. H. Mills, V. P. Palace, R. E. Evans, J. M. Lazorchak, and R. W. Flick. 2007. “Collapse of a fish population after exposure to a synthetic estrogen.”           Proceedings of the National Academy of Sciences 104(21): 8897-8901.
USEPA, 1997. Special Report on Environmental Endocrine Disruption: An Effects Assessment      and Analysis. Report No. EPA/630/R-96/012, Washington, D.C., pp. 111.
USEPA. Emerging Contaminants and Federal Facility Contaminants of Concern. Federal    Facilities Restoration and Reuse Office (FFRRO).          http://www.epa.gov/fedfac/documents/emerging_contaminants.htm access July 4, 2013.