รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การประเมินคุณภาพด้านโลหะหนักในน้ำและตะกอนท้องน้ำของแม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เพื่อการอนุรักษ์และพัฒนาอย่างยั่งยืน
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Evaluation of Heavy Metal Content in Water and Sediments of Chao Phraya River, Pak Nam Pho, Nakhon Sawan Province for Conservation and Sustainable Development
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 1 ตุลาคม 2560
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 30 กันยายน 2561
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายหลักของประเทศไทย มีต้นกำเนิดจากแม่น้ำสายใหญ่ 4 สายทางภาคเหนือ ได้แก่ แม่น้ำปิง วัง ยม และน่าน ไหลผ่านจังหวัดต่างๆ เมื่อไหลมาถึงจังหวัดนครสวรรค์เหลือเพียงแม่น้ำ 2 สาย ได้แก่ แม่น้ำปิงและน่านที่ไหลมาบรรจบกันรวมเป็นแม่น้ำเจ้าพระยาที่ตำบลปากน้ำโพ ซึ่งเป็นเขตเทศบาลนครสวรรค์ บริเวณปากน้ำโพจึงเป็นแหล่งรวมน้ำทั้งหมดจากทางภาคเหนือที่ไหลลงสู่ภาคกลางโดยวิถีชีวิตของประชาชนที่อาศัยบริเวณลุ่มแม่น้ำเจ้าพระในช่วงระยะที่ผ่านมามีการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำในลุ่มแม่น้ำอย่างกว้างขวาง ทั้งเพื่อกิจกรรมทางอุตสาหกรรม การเกษตร รวมถึงการอุปโภคบริโภค นอกจากนี้แม่น้ำเจ้าพระยายังถูกใช้เป็นแหล่งน้ำดิบในการผลิตน้ำประปาของการประปานครหลวง การประปาส่วนภูมิภาค เทศบาลและชุมชนต่างๆที่ตั้งอยู่บริเวณริมแม่น้ำจึงนับว่าแม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายสำคัญที่ใช้หล่อเลี้ยงประชากรร่วม 10 ล้านคน จากรายงานผลการตรวจวัดคุณภาพน้ำโดยกรมควบคุมมลพิษ ปี 2558 พบว่าสถานการณ์คุณภาพน้ำในช่วง 10 ปี (ปี 2548-2557) มีแนวโน้มเสื่อมโทรมลง พบว่าคุณภาพน้ำของแม่น้ำทางภาคเหนือโดยรวมมีการปนเปื้อนของแบคทีเรียและสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น รวมทั้งพบการปนเปื้อนของโลหะหนักเล็กน้อยได้แก่ ทองแดงแมงกานีสตะกั่วและแคดเมียม แม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนในปัจจุบันถูกจัดให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานแหล่งน้ำผิวดินประเภทที่ 3 คือ พอใช้ ซึ่งมีคุณภาพลดต่ำลงจากเดิมที่อยู่ในเกณฑ์ดี นอกจากนี้พบว่าแม่น้ำยมและน่านที่ผ่านพิจิตรลงมาถึงปากน้ำโพมีความเสื่อมโทรมลงมาก หากแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนไม่ได้รับการดูแลและแก้ไขโดยหน่วยงานที่เกี่ยวข้องแล้ว ด้วยอัตราการเจริญเติบโตของประชากรและการประกอบกิจการทั้งภาคอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม คุณภาพน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาจะเสื่อมโทรมลงไปกว่าปัจจุบันอย่างแน่นอน แม้ว่าในเขตภาคเหนือจะไม่ใช่เขตอุตสาหกรรม ประชากรส่วนใหญ่มักประกอบอาชีพเกษตรกรรมทั้งปลูกพืชไร่พืชสวน ปลูกข้าว เลี้ยงปลาในกระชัง เลี้ยงสุกรและสัตว์ปีก ซึ่งในช่วงที่ผ่านมาการทำการเกษตรไม่ได้เป็นแบบวิถีธรรมชาติแล้ว หากแต่ได้มีการนำสารเคมีชนิดต่างๆ มาใช้ช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรโดยขาดการคำนึงถึงผลกระทบระยะยาวต่อทรัพยากรธรรมชาติ คุณภาพน้ำส่วนหนึ่งจึงขึ้นอยู่กับอิทธิพลของกิจกรรมต่างๆ ในบริเวณใกล้เคียงแม่น้ำ ของเสียต่างๆ ที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมบริเวณใกล้เคียง สารตกค้างจากระบบเกษตรกรรมรวมถึงสิ่งสกปรกจากแหล่งทิ้งขยะ และตลาดสดจะถูกชะลงสู่แม่น้ำ โดยของเสียดังกล่าวอาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและกระทบต่อระบบเศรษฐกิจของประชากรในภูมิภาคได้ กล่าวคือสารเคมีที่ใช้ในการเกษตรต่างๆ มักมีโลหะหนักปนเปื้อน อาทิ ปุ๋ยโดยเฉพาะปุ๋ยฟอสเฟต ยากำจัดวัชพืชยาฆ่าแมลง สารเคมีกำจัดหนูที่มีโลหะหนัก เช่น ซิงค์ฟอสเฟต อาหารสัตว์ที่ใช้เลี้ยงสุกร สัตว์ปีก หรือปลาก็อาจมีส่วนผสมที่มีโลหะหนักปนเปื้อนด้วยเช่นกัน นอกจากนี้อุตสาหกรรมขนาดย่อมต่างๆ กิจการโรงงานประเภทซ่อมหรือเคาะพ่นสีรถยนต์ สถานประกอบการอู่ซ่อมรถยนต์หรือรถมอเตอร์ไซค์ ที่ขาดการบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและขาดการควบคุมมาตรฐานการผลิตก็อาจเป็นสาเหตุของการปนเปื้อนโลหะหนักในสิ่งแวดล้อมด้วย เช่น คราบน้ำมันเครื่องเก่ามักมีโลหะหนักปนเปื้อนซึ่งเกิดจากการขัดสีกันของกระบอกสูบเครื่องยนต์ เมื่อถึงช่วงฤดูน้ำหลากเกิดน้ำท่วมน้ำจะชะหน้าดินที่มีสารเคมีและโลหะหนักลงสู่แหล่งน้ำ ซึ่งในช่วงที่ผ่านมาการดำเนินการของภาครัฐส่วนใหญ่ยังมุ่งไปในประเด็นของการแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าในระยะสั้น ทำให้การบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมของทรัพยากรน้ำในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาโดยรวมยังขาดประสิทธิภาพและไม่เป็นระบบ จากการสำรวจคุณภาพแหล่งน้ำผิวดินทั่วประเทศโดยกรมควบคุมมลพิษ แสดงให้เห็นถึงคุณภาพน้ำโดยรวมซึ่งเกิดจากการปนเปื้อนของแบคทีเรียและสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น แต่การตรวจติดตามปริมาณโลหะหนักในน้ำและที่สะสมอยู่ในตะกอนท้องน้ำยังเกิดขึ้นน้อยครั้ง โดยเฉพาะแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบนในเขตจังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งเป็นบริเวณรับน้ำที่ไหลมาจากภาคเหนือย่อมต้องมีการสะสมของของเสียและปฏิกูลทั้งหลายที่ถูกพัดพามารวมกันบริเวณปากน้ำโพอย่างแน่นอน การตรวจเฉพาะคุณภาพน้ำทั่วไปจึงยังไม่เพียงพอต่อการนำมาใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมได้ จึงควรต้องมีการตรวจประเมินคุณภาพของตะกอนท้องน้ำ ทั้งนี้เพื่อสำรวจโลหะหนักที่อาจมีการสะสมตกค้างอยู่ในตะกอนท้องน้ำร่วมกับการวิเคราะห์น้ำ ซึ่งอาจมีโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบางชนิดที่สามารถละลายแล้วคืนกลับอยู่ในน้ำได้ และเมื่อพืชหรือสัตว์น้ำกินน้ำหรือตะกอนท้องน้ำที่มีโลหะหนักปนเปื้อนก็จะทำให้โลหะหนักเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่อาหารและอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ในที่สุด นอกจากนี้แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นแม่น้ำสายสำคัญที่ใช้หล่อเลี้ยงประชากรจำนวนมาก ถ้าหากมีการปนเปื้อนโลหะหนักแล้วนำมาผลิตน้ำประปาจะส่งผลเสียต่อผู้บริโภคน้ำประปา หากนำน้ำมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการผลิตอาหารหรือเครื่องดื่มก็จะเป็นอันตรายอย่างมากต่อผู้บริโภคอีกด้วย งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาหาปริมาณโลหะหนักที่ปนเปื้อนในแม่น้ำเจ้าพระยาในเขตเทศบาลจังหวัดนครสวรรค์ เพื่อประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก โดยจะทำการวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงจุดรวมตัวของแม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพที่น้ำมาบรรจบกันและบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งอยู่ต่ำจากชุมชนเทศบาลนครสวรรค์ นอกจากนี้ยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำในแต่ละสถานีที่วิเคราะห์น้ำ โดยผู้วิจัยคาดหวังว่าข้อมูลที่ได้นี้จะสามารถนำไปหาแนวทางป้องกันและบำบัดแหล่งน้ำ รวมถึงการอนุรักษ์ระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างยั่งยืนต่อไป
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- การศึกษาปัญหา วิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในน้ำและตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ศึกษารูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำ บริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ ประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก รวมถึงวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน อันจะนำไปสู่การหาแนวทางการฟื้นฟูและอนุรักษ์แม่น้ำเจ้าพระยาอย่างยั่งยืน
- ขอบเขตของโครงการ :
- งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาปริมาณโลหะหนักที่ปนเปื้อนในแม่น้ำเจ้าพระยาในเขตเทศบาลจังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ปากน้ำโพ เพื่อประเมินคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนัก โดยจะทำการวิเคราะห์หาปริมาณโลหะหนักทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำที่สุ่มเก็บตัวอย่างจาก 6 สถานี คือ บริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงจุดรวมตัวของแม่น้ำเจ้าพระยา จำนวน 4 สถานี บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพที่แม่น้ำมาบรรจบกัน จำนวน 1 สถานี และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งอยู่ต่ำจากชุมชนเทศบาลนครสวรรค์ จำนวน 1 สถานี ดังรูปที่ 1 นอกจากนี้ยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโลหะหนักที่สะสมในตะกอนท้องน้ำและโลหะหนักในแม่น้ำในแต่ละสถานีที่วิเคราะห์น้ำ รูปที่ 1 แสดงแผนที่แม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณปากน้ำโพ และสถานีเก็บตัวอย่าง
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 1. ทราบคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนักและการปนเปื้อนในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2. ทราบรูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเทศบาลนครสวรรค์เพื่อใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยา 3. ทราบคุณภาพของแม่น้ำด้านโลหะหนัก อันจะนำไปสู่การวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน รวมถึงการหาแนวทางในการอนุรักษ์และพัฒนาคุณภาพแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างเป็นระบบ
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 1) การวางแผนศึกษา วางแผนสำรวจปริมาณโลหะหนักในแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบน บริเวณปากแม่น้ำโพ ทั้งในน้ำและตะกอนท้องน้ำ แบ่งเป็น 2 ช่วงเวลา ตามฤดูกาล คือ เดือนพฤศจิกายน 2560 เป็นช่วงฤดูน้ำหลาก และเดือนกุมภาพันธ์ 2561 เป็นช่วงหน้าแล้งซึ่งมีปริมาณเวลาน้ำน้อยสุด โดยกำหนดการเก็บตัวอย่างใน 6 สถานี ได้แก่ สถานีที่ 1 แม่น้ำปิง บริเวณก่อนเข้าเขตเทศบาลนครสวรรค์ สถานีที่ 2 แม่น้ำปิง บริเวณก่อนถึงปากน้ำโพประมาณ 1 กิโลเมตร สถานีที่ 3 แม่น้ำน่าน บริเวณก่อนเข้าเขตเทศบาลนครสวรรค์ สถานีที่ 4 แม่น้ำน่าน บริเวณก่อนถึงปากน้ำโพประมาณ 1 กิโลเมตร สถานีที่ 5 บริเวณสามเหลี่ยมปากน้ำโพ สถานีที่ 6 แม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณตำบลโกรกพระ นอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2) การเก็บตัวอย่าง 2.1) การเก็บตัวอย่างน้ำ เก็บตัวอย่างน้ำที่สถานีสำรวจด้วยเครื่องเก็บตัวอย่างน้ำ โดยเก็บไว้ในขวดโพลิพอพิลีน รักษาสภาพโลหะในน้ำด้วยการเติมกรดไนตริกให้น้ำอยู่ในสภาวะกรด จากนั้นเก็บรักษาตัวอย่างไว้ในตู้เย็น 2.2) การเก็บตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ เก็บตัวอย่างตะกอนท้องน้ำที่สถานีสำรวจด้วยเครื่องตักตะกอนดิน โดยเก็บรักษาไว้ในถุงพลาสติก หลังจากนั้นจึงนำมาตากให้แห้ง อบในตู้อบลมร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส แล้วเก็บไว้ในโถดูดความชื้น 3) การวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในตัวอย่าง 3.1) ปริมาณโลหะหนักทั้งหมด (total metal) ในตัวอย่างน้ำและตะกอนท้องน้ำ ย่อยตัวอย่างด้วยเทคนิคไมโครเวฟไดเจสชัน (microwave digestion) และหาปริมาณโลหะด้วยเทคนิคอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทรี (atomic absorption spectrometry) 3.2) การวิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะ (metal fractionation) ในตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ วิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะในตะกอนท้องน้ำด้วยวิธีการสกัดเป็นลำดับส่วน (sequential extraction method) (Arain et al., 2008, Alvarez et al., 2002, and Hullebusch et al., 2005) โดยใช้น้ำยาสกัดชนิดต่างๆ ดังนี้ สัดส่วนต่างๆ ที่ได้จากการสกัดน้ำยาสกัดวิธีการสกัด1. exchangeable fraction0.11 M CH3COOHเขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง2. oxide bond fraction0.5 M NH2OH?HCl (pH 1.5)เขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง3. organically bond fraction1) 30% H2O2 2) 1 M CH3COONH4 (pH 2)1) ย่อยที่ 85 ?C 1 ชั่วโมง 2) เขย่าด้วยเครื่องเขย่า 10 ชั่วโมง4. residual fractionAqua regia (HCl/HNO3, 3:1)Microwave digestion จากนั้นทำการตรวจวัดปริมาณโลหะในแต่ละส่วนที่สกัดได้ด้วยเทคนิคอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทรี 4) การวิเคราะห์ข้อมูล 4.1) ปริมาณโลหะทั้งหมด (total metal) ในตัวอย่างน้ำและตะกอนท้องน้ำ ปริมาณโลหะหนักทั้งหมดในตัวอย่างบอกถึงการสะสมของโลหะในแต่ละช่วงฤดูกาล และปริมาณโลหะในแต่ละสถานีสำรวจสามารถใช้คาดคะเนแหล่งที่มาของโลหะหนักที่สะสมในแม่น้ำ 4.2) การวิเคราะห์รูปฟอร์มของโลหะ (metal fractionation) ในตัวอย่างตะกอนท้องน้ำ ปริมาณโลหะหนักในแต่ละรูปฟอร์มใช้อธิบายความเป็นอันตรายและผลกระทบที่สามารถเกิดกับสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- 1. ทราบคุณภาพแม่น้ำด้านโลหะหนักและการปนเปื้อนในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเขตเทศบาลนครสวรรค์ 2. ทราบรูปฟอร์มของโลหะหนักในตะกอนท้องน้ำบริเวณปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ เปรียบเทียบกับบริเวณแม่น้ำปิงและแม่น้ำน่านก่อนถึงเทศบาลนครสวรรค์และบริเวณตำบลโกรกพระซึ่งเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลออกนอกเทศบาลนครสวรรค์เพื่อใช้ประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และสิ่งแวดล้อมในแม่น้ำเจ้าพระยา 3. ทราบคุณภาพของแม่น้ำด้านโลหะหนัก อันจะนำไปสู่การวิเคราะห์หาสาเหตุการปนเปื้อน รวมถึงการหาแนวทางในการอนุรักษ์และพัฒนาคุณภาพแม่น้ำเจ้าพระยาอย่างเป็นระบบ
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางสาวจีรพรรณ เทียนทอง นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 50% 2 นางสาวพรรนิพา พวันนา นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 50%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
