BOD หรือ DO MO Memoir : Friday 16 December 2554

BOD ในที่นี้ย่อมาจาก biological oxygen demand แปลเป็นไทยก็คือความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี หมายถึงปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องใช้ในการย่อยสลายสารเคมีในน้ำ

DO ในที่นี้ย่อมาจาก dissolved oxygen หมายถึงปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ

ผมเคยเล่าถึงค่า BOD ไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๘๙ วันพุธที่ ๑๖ ธันวาคม ๒๕๕๒ เรื่อง "BOD และ COD" ซึ่งนับถึงวันนี้ก็ ๒ ปีแล้ว

แต่คราวนี้เป็นการจับคู่ระหว่าง BOD กับ DO

กล่าวคือเมื่อปลายเดือนที่ได้แล้วผมได้มีโอกาสนั่งคุยกับอาจารย์จากภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และได้มีการพูดคุยกันเรื่อง EM (ไม่ว่าจะเป็นน้ำหรือลูกบอล) ที่มีการนำเอาไปใส่ในบริเวณที่มีน้ำท่วมขัง (และบริเวณที่มีน้ำไหล) ตามสถานที่ต่าง ๆ ในระหว่างวิกฤษการณ์น้ำท่วมกำลังรุนแรง

ความเห็นของผมที่บอกกับอาจารย์ท่านนั้นก็คือต่างฝ่ายต่างพูดถึงพารามิเตอร์คนละตัวกัน

คือทางฝ่ายที่สนับสนุนการใช้ EM บอกว่ามันสามารถลดค่า BOD ในน้ำได้

ส่วนอีกฝ่ายที่เตือนให้ระมัดระวังในการใช้งานบอกว่ามันจะไปทำให้ค่า DO ในน้ำลดลง

ตามความรู้ที่ผมมีก็คือทั้งสองฝ่ายต่างให้ข้อมูลที่ถูกต้อง

คำถามที่เราน่าจะถามก็คือการที่จะบอกว่าน้ำใดเป็นน้ำเสียนั้น เราใช้อะไรเป็นตัวตัดสิน

ถ้าเราไปดูมาตรฐานน้ำทิ้งจากแหล่งต่าง ๆ ที่มีการกำหนดไว้ จะเห็นว่ามีการกำหนดค่า BOD สูงสุดเอาไว้ (ส่วนใหญ่จะไม่เกิน 20 mg/l) แต่ไม่มีการกำหนดค่า DO (ดูตัวอย่างในรูปที่ ๑)

ถ้าไปดูเกณฑ์คุณภาพน้ำที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ จะเห็นว่ามีการกำหนดค่า DO ต่ำสุดเอาไว้ แต่ไม่มีการกำหนดค่า BOD (ดูรูปที่ ๒)

รูปที่ ๑ มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากระบบบำบัดน้ำเสียชุมชน (ถ้าเป็นน้ำทิ้งจากแหล่งอื่นก็จะมีมาตรฐานที่แตกต่างกันไป)

รูปที่ ๒ เกณฑ์คุณภาพน้ำที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ

(หมายเหตุ มาตรฐานน้ำทิ้งจากแหล่งต่าง ๆ และเกณฑ์คุณภาพน้ำที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ ดูได้จากเว็บของกรมควบคุมมลพิษ http://www.pcd.go.th/info_serv/reg_std_water.html)

ดังนั้นถ้ามองจากแง่ BOD การใส่ EM ลงไปในน้ำ เชื้อ EM จะเข้าไปย่อยสลายสารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำ โดยการย่อยสลายนั้นอาจ

(ก) เป็นการเปลี่ยนสารอินทรีย์ตัวเดิมให้กลายเป็นสารอินทรีย์ตัวอื่นที่มีสัดส่วนอะตอมออกซิเจนในโมเลกุลเพิ่มมากขึ้น หรือ

(ข) ทำให้สารอินทรีย์ตัวเดิมนั้นสลายตัวกลายเป็น CO₂ และน้ำไป

แต่ไม่ว่าจะเป็นแบบใดก็ตาม ค่า DO จะลดลงด้วย เพราะเชื้อ EM ต้องการใช้ออกซิเจนในการดำรงชีวิต แต่ค่า BOD ของน้ำจะลดลง ดังนั้นถ้าเอามาตรฐานน้ำทิ้งมาใช้ก็จะบอกว่าคุณภาพน้ำดีขึ้น

ประเด็นที่เราน่าจะลองพิจารณากันก็คือ การที่ค่า BOD ลดลงนั้น "ปริมาณ" สารอินทรีย์ในน้ำลดลงไปด้วยหรือไม่

ถ้าหากสารอินทรีย์ในน้ำถูกย่อยสลายกลายเป็น CO₂ และน้ำ อันนี้แน่นอนว่าปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำลดลงแน่ ๆ

แต่ถ้าสารอินทรีย์เดิมถูกเปลี่ยนไปเป็นสารอินทรีย์ตัวอื่นที่มีสัดส่วนอะตอมออกซิเจนในโมเลกุลเพิ่มมากขึ้น อันนี้ถ้าพิจารณาในแง่ปริมาณคาร์บอนในน้ำ อันนี้ก็ไม่ได้หมายความว่าปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำจะลดลง

สมมุติว่าเริ่มต้นเรามีเอทานอลหรือ CH₃CH₂-OH จำนวน 0.1 โมลละลายอยู่ในน้ำ การย่อยสลายเอทานอลจำนวนนี้ให้กลายเป็น CO₂ และน้ำจะต้องใช้ออกซิเจน (O₂) 0.3 โมล

แต่ถ้าเอทานอลจำนวน 0.1 โมลนี้ถูกแบคทีเรียย่อยสลายกลายไปเป็นอะเซทัลดีไฮด์หรือ CH₃CO-H จำนวน 0.1 โมล การย่อยสลายอะเซทัลดีไฮด์จำนวนนี้ให้กลายเป็น CO₂ และน้ำจะต้องใช้ออกซิเจน (O₂) 0.25 โมล ซึ่งจะเห็นว่าปริมาณออกซิเจนที่ต้องใช้ในการทำลายนั้นลดลง แต่ปริมาณสารอินทรีย์เมื่อคิดในแง่ของจำนวนอะตอมคาร์บอนที่อยู่ในน้ำนั้นยังคงเท่าเดิม

และถ้าอะเซทัลดีไฮด์จำนวน 0.1 โมลนี้ถูกออกซิไดซ์ต่อกลายไปเป็นกรดอะซีติกหรือ CH₃COOH จำนวน 0.1 โมล การย่อยสลายกรดอะซีติกจำนวนนี้ให้กลายเป็น CO₂ และน้ำจะต้องใช้ออกซิเจน (O₂) 0.2 โมล ซึ่งจะเห็นว่าปริมาณออกซิเจนที่ต้องใช้นั้นลดลงไปอีก แต่ปริมาณสารอินทรีย์เมื่อคิดในแง่ของจำนวนอะตอมคาร์บอนที่อยู่ในน้ำนั้นก็ยังคงเท่าเดิมอยู่

ถ้ามองแบบนี้ก็จะเห็นได้ว่าการที่ค่า BOD ลดลงนั้นก็ไม่ได้หมายความว่าปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำต้องลดลง

โดยปรกตินั้นเวลาที่ออกซิเจนในน้ำหมดไป เชื้อจุลินทรีย์ที่เติมโตได้ในภาวะที่ไม่มีออกซิเจน (anaerobic bacteria) ก็จะขยายพันธ์เพิ่มจำนวนขึ้นและแบคมีเรียพวกนี้สามารถใช้ S แทน O ทำให้เกิดแก๊ส H₂S ที่มีกลิ่นเหม็นเกิดขึ้นได้ ดังนั้นถ้าเราเอามาตรฐานน้ำที่สิ่งมีชีวิตพวกสัตว์น้ำต่าง ๆ (เช่น ปลา ปู กุ้ง หอย) สามารถดำรงอยู่ได้ ก็จะบอกว่าคุณภาพน้ำเลวลง

ถ้าเราเอาน้ำกลั่น (ซึ่งไม่มีแร่ธาตุและสารอินทรย์อะไรเลยละลายอยู่) ไปทำการต้มเพื่อไล่ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำกลั่นนั้นให้หมดไป ถ้าเอา BOD มาจับก็จะบอกว่าน้ำกลั่นนี้เป็นน้ำสะอาด แต่ถ้าเอา DO มาจับก็จะบอกว่าน้ำกลั่นนี้เป็นน้ำที่ไม่เหมาะแก่การดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ

ผมรู้สึกว่าการเรียนรู้ในสังคมไทยเป็นแบบสูตรสำเร็จ จำเอาไปใช้โดยไม่เข้าใจว่ามันทำงานได้อย่างไร คิดว่าเมื่อมันใช้ได้ผลดีกับกรณีหนึ่ง มันก็ต้องใช้ได้ผลดีกับกรณีอื่นที่คล้ายคลึงกันด้วย ซึ่งก็ไม่จริงเสมอไป อยู่กันด้วยความเชื่อและทำตาม ๆ กันโดยไม่มีความรู้ความเข้าใจว่าสิ่งที่ตนเองนำมาใช้นั้นมีข้อจำกัดอย่างไร พอมีคนทักท้วงก็โวยวายโดยไม่สามารถให้เหตุผลได้ว่าข้อทักท้วงนั้นผิดตรงไหน แต่ทำโดยการเอาเหตุผลอื่น (ซึ่งบางทีมันก็ดูแปลก ๆ) มาประกอบสิ่งที่ตนเองเชื่อโดยไม่สามารถบอกได้ว่าสิ่งที่โดนทักท้วงถูกหรือผิด พฤติกรรมทำนองนี้ไม่ได้มีเฉพาะกับชาวบ้านทั่วไปเท่านั้น แม้แต่ในระดับอาจารย์มหาวิทยาลัยที่เรียกตัวเองว่าเป็นปัญญาชนก็มีให้เห็นอยู่บ่อย ๆ