ค่าความขุ่นของน้ำ (Turbidity)

ความขุ่น (Turbidity) คืออะไร?

ความขุ่นหมายถึงความขาวขุ่นหรือความมัวของของเหลว ซึ่งมักเกิดจากการมีอนุภาคแขวนลอย เช่น ตะกอน ดินเหนียว จุลินทรีย์ หรือเศษวัสดุขนาดเล็กอื่น ๆ ในน้ำ ความขุ่นจึงเป็นตัวชี้วัดว่าน้ำใสหรือขุ่นเพียงใด และถือเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำ เพราะสามารถบ่งชี้ถึงการปนเปื้อนหรือมลพิษในน้ำได้
ค่าความขุ่นมักวัดเป็นหน่วย Nephelometric Turbidity Unit (NTU) หรือ Formazin Nephelometric Unit (FNU) โดยอาศัยหลักการกระเจิงของแสงที่ตกกระทบอนุภาคในน้ำ เครื่องมือวัดที่เรียกว่า Turbidimeter จะปล่อยแสงผ่านตัวอย่างน้ำ แล้ววัดปริมาณแสงที่กระเจิงออกจากอนุภาค ยิ่งแสงกระเจิงมากเท่าใด ค่าความขุ่นก็ยิ่งสูงเท่านั้น

ปัจจัยที่ก่อให้เกิดความขุ่น

ความขุ่นของน้ำอาจเกิดได้จากหลายปัจจัย เช่น:

• แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ: การพังทลายของดิน ฝนตก หรือกระบวนการทางธรรมชาติอื่น ๆ สามารถพัดพาอนุภาคดินเหนียวและตะกอนเข้าสู่แหล่งน้ำ
  
• กิจกรรมของมนุษย์: การก่อสร้าง เกษตรกรรม และการตัดไม้ทำลายป่า ล้วนส่งผลให้เกิดการกัดเซาะของดิน และเพิ่มปริมาณตะกอนในน้ำ
  
• การปล่อยน้ำเสีย: การระบายน้ำเสียที่ไม่ได้รับการบำบัด หรือบำบัดไม่เหมาะสม สามารถนำพามลพิษและอนุภาคเข้าสู่น้ำได้
  
• การเจริญเติบโตของสาหร่าย: การเพิ่มปริมาณสารอาหารในน้ำเกินปกติทำให้เกิดสาหร่ายเจริญเติบโตมากผิดปกติ (Algal bloom) ซึ่งเพิ่มความขุ่นของน้ำ
  
• น้ำท่าจากเมือง: น้ำไหลบ่าจากถนนและพื้นผิวแข็งในเขตเมืองมักพามลพิษและตะกอนเข้าสู่แหล่งน้ำ

ทำไมค่าความขุ่นจึงสำคัญ?

• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: ค่าความขุ่นสูงจะลดการส่องผ่านของแสงในน้ำ ส่งผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ และทำให้ห่วงโซ่อาหารถูกรบกวน
  
• การผลิตน้ำประปา: โรงบำบัดน้ำต้องกำจัดอนุภาคแขวนลอยในน้ำก่อนจ่ายให้ประชาชน การติดตามค่าความขุ่นจึงสำคัญเพื่อความปลอดภัยของน้ำดื่ม
  
• กิจกรรมสันทนาการ: น้ำที่ขุ่นจะไม่น่ามอง และอาจทำให้ประชาชนหลีกเลี่ยงการทำกิจกรรม เช่น ว่ายน้ำ ตกปลา หรือพายเรือ
  
• สุขภาพของระบบนิเวศ: การเปลี่ยนแปลงของค่าความขุ่นเป็นตัวบ่งชี้สุขภาพของแหล่งน้ำ หากค่าพุ่งสูงอย่างรวดเร็ว อาจเป็นสัญญาณของเหตุการณ์มลพิษ

การตรวจวัดและควบคุมค่าความขุ่นอย่างสม่ำเสมอ มีความสำคัญต่อการรักษาคุณภาพน้ำ รวมถึงการอนุรักษ์ระบบนิเวศทางน้ำ และความปลอดภัยของชุมชนที่พึ่งพาแหล่งน้ำเหล่านั้น

วิธีการวัดค่าความขุ่นของน้ำ

มีหลายวิธีที่นิยมใช้ในการวัดค่าความขุ่นของน้ำ ดังนี้
1. วิธีเนฟีโลเมตริก (Nephelometric Method)
วิธีนี้อาศัยการยิงแสงผ่านตัวอย่างน้ำ แล้ววัดปริมาณแสงที่กระเจิงออกในมุมที่กำหนด โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า เนฟีโลมิเตอร์ (Nephelometer) ความเข้มของแสงที่กระเจิงจะมีสัดส่วนสัมพันธ์กับความเข้มข้นของอนุภาคในน้ำ ซึ่งแสดงถึงระดับความขุ่น วิธีนี้เป็นมาตรฐานและเป็นที่ยอมรับอย่างแพร่หลายในการวัดค่าความขุ่นอย่างแม่นยำ
2. วิธีเทอร์บิดิเมตริก (Turbidimetric Method)
คล้ายกับวิธีเนฟีโลเมตริก แต่ในวิธีนี้ ตัวตรวจจับแสง (Detector) จะอยู่ในตำแหน่ง 90 องศา กับแหล่งกำเนิดแสง เพื่อวัดแสงที่กระเจิงออกจากอนุภาคในน้ำ ความเข้มของแสงที่วัดได้จะนำมาใช้ในการคำนวณค่าความขุ่นเช่นกัน
3. แผ่นดิสก์เซคคี (Secchi Disk)
เป็นวิธีแบบง่ายและใช้การมองเห็น โดยใช้แผ่นกลมสีขาว-ดำที่เรียกว่า Secchi Disk หย่อนลงไปในน้ำจนมองไม่เห็นจากผิวน้ำ ความลึกที่แผ่นหายไปจากสายตาคือค่าประมาณความใสของน้ำ ซึ่งมีความสัมพันธ์ผกผันกับค่าความขุ่น
4. หลอดวัดความขุ่น (Turbidity Tubes)
หลอดใสที่มีสเกลวัด เรียกว่า หน่วยแจ็คสัน (Jackson Turbidity Units: JTUs) ใช้วัดโดยเทน้ำลงในหลอดจนลวดลายที่ก้นหลอดมองไม่เห็น ความสูงของน้ำในหลอดจะบอกค่าประมาณของความขุ่น
5. เครื่องวัดความขุ่นแบบดิจิทัล (Digital Turbidity Meters)
เครื่องมือแบบพกพาที่ใช้หลักการกระเจิงของแสงร่วมกับระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย สามารถให้ค่าการวัดความขุ่นอย่างรวดเร็วและแม่นยำ มักแสดงผลในหน่วย NTU หรือ FNU
6. เครื่องวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ (Laboratory Analyzers)
เป็นเครื่องมือขั้นสูงที่ใช้ในห้องแล็บ ใช้เทคนิคการกระเจิงของแสงที่ซับซ้อนและทำงานแบบอัตโนมัติ ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมาก เหมาะกับงานวิจัยหรือการควบคุมคุณภาพน้ำตามมาตรฐานสากล

มาตรฐานและแนวทางด้านความขุ่นของน้ำ (Turbidity Standards and Guidelines)

มาตรฐานและแนวทางเกี่ยวกับความขุ่นของน้ำถูกกำหนดขึ้นเพื่อเป็นกรอบในการประเมินและควบคุมระดับความขุ่นในแหล่งน้ำต่าง ๆ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาคุณภาพน้ำ ปกป้องสุขภาพของประชาชน และรักษาความสมดุลของระบบนิเวศทางน้ำ ตัวอย่างมาตรฐานสำคัญ ได้แก่:

• มาตรฐานความขุ่นของน้ำดื่มโดย EPA: หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐฯ (EPA) กำหนดว่า ความขุ่นสูงสุดที่ยอมให้มีในระบบน้ำประปาสาธารณะตามกฎ Surface Water Treatment Rule ต้องไม่เกิน 1 NTU เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการบำบัดน้ำสามารถกำจัดอนุภาคและสารปนเปื้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  
• ข้อจำกัดการปล่อยน้ำเสีย: หน่วยงานสิ่งแวดล้อมในหลายประเทศกำหนดค่าความขุ่นสูงสุดที่อนุญาตให้ปล่อยลงแหล่งน้ำสาธารณะ เพื่อป้องกันการตกตะกอนและมลพิษในแหล่งรับน้ำ ซึ่งค่าความขุ่นที่อนุญาตอาจแตกต่างกันตามประเภทแหล่งน้ำและการใช้งาน เช่น แหล่งพักผ่อนหย่อนใจหรือแหล่งรองรับสัตว์น้ำ
  
• แนวทางคุณภาพน้ำเพื่อกิจกรรมสันทนาการ: น้ำในพื้นที่ชายหาดหรือสถานที่ว่ายน้ำต้องมีค่าความขุ่นที่ไม่สูงเกินไป เพื่อให้สามารถมองเห็นและทำกิจกรรมได้อย่างปลอดภัย โดยเกณฑ์มาตรฐานอาจแตกต่างกันไปตามแต่ละภูมิภาค
  
• แนวทางด้านผลกระทบทางนิเวศ: ความขุ่นสูงอาจรบกวนการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ และส่งผลกระทบต่อความสมดุลของระบบนิเวศ จึงมีการกำหนดแนวทางควบคุมค่าความขุ่นเพื่อปกป้องสิ่งมีชีวิตในน้ำ
  
• แนวทางควบคุมการไหลบ่าจากไซต์ก่อสร้าง: การก่อสร้างอาจทำให้เกิดการพังทลายของดินและเพิ่มความขุ่นในแหล่งน้ำในบริเวณใกล้เคียง หลายพื้นที่จึงกำหนดมาตรการควบคุมตะกอนและการไหลบ่าจากไซต์งาน
  
• แนวทางการวัดและรายงานผล: แนวทางเหล่านี้ระบุวิธีการวัดความขุ่น การบันทึกข้อมูล และการรายงานเพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบ ซึ่งช่วยให้การวัดในแต่ละพื้นที่และช่วงเวลามีความสม่ำเสมอและน่าเชื่อถือ

หมายเหตุ: มาตรฐานและแนวทางด้านความขุ่นอาจแตกต่างกันไปตามประเทศ ภูมิภาค หรือหน่วยงานท้องถิ่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพน้ำ ความเปราะบางของระบบนิเวศ และรูปแบบการใช้น้ำของประชาชนในพื้นที่นั้น

ผลกระทบของความขุ่นสูงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ (Effects of High Turbidity on Aquatic Life)

ค่าความขุ่นสูงในน้ำซึ่งหมายถึงการมีอนุภาคแขวนลอยในปริมาณมาก อาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางน้ำหลายประการ ดังนี้:

• ลดการส่องผ่านของแสง: อนุภาคที่แขวนลอยในน้ำจะกระเจิงและดูดกลืนแสง ทำให้แสงส่องทะลุน้ำได้น้อยลง ส่งผลให้พืชน้ำสังเคราะห์แสงได้น้อยลง และลดการเจริญเติบโต
  
• การเติบโตของสาหร่าย: แม้ความขุ่นจะลดแสงที่จำเป็นต่อการเจริญของสาหร่าย แต่บางชนิดที่ปรับตัวในสภาพแสงน้อยยังสามารถเจริญได้ดี ทำให้เกิด การระบาดของสาหร่าย (algal blooms) ที่ไม่สมดุลและอาจเป็นอันตราย
  
• การรบกวนห่วงโซ่อาหาร: ความขุ่นที่ลดการเจริญของพืชน้ำส่งผลให้แหล่งอาหารของสัตว์กินพืชลดลง และกระทบต่อสัตว์ที่อยู่ในระดับถัดไปของห่วงโซ่อาหาร
  
• ความเครียดต่อการหายใจของปลา: อนุภาคที่ลอยอยู่ในน้ำอาจอุดตันเหงือกของปลา ทำให้หายใจลำบากและส่งผลต่ออัตราการอยู่รอด
  
• การทำลายแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต: ตะกอนที่ตกลงก้นแม่น้ำอาจกลบแหล่งอาศัยของสิ่งมีชีวิตใต้ท้องน้ำ เช่น แมลงน้ำและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ทำให้การดำรงชีวิตของพวกมันลำบากขึ้น
  
• ผลกระทบต่อการวางไข่ของปลา: ปลาหลายชนิดต้องการน้ำใสสำหรับการสืบพันธุ์ ความขุ่นสูงอาจทำให้หาแหล่งวางไข่ไม่ได้ หรือดูแลไข่ได้ยาก ส่งผลต่อการสืบพันธุ์
  
• ส่งผลต่อการอพยพของปลา: ปลาบางชนิดต้องใช้น้ำใสเพื่อการมองเห็นในการอพยพ หากน้ำขุ่นมากเกินไปจะรบกวนการนำทางของพวกมัน
  
• การลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพ: ผลกระทบทั้งหมดข้างต้นรวมกันอาจทำให้จำนวนชนิดพันธุ์ในระบบนิเวศทางน้ำลดลง ซึ่งส่งผลต่อความสมดุลและความยืดหยุ่นของระบบนิเวศในระยะยาว

แนวทางการป้องกันและบรรเทาผลกระทบของความขุ่นสูง ได้แก่

• ควบคุมตะกอนจากงานก่อสร้าง
  
• ป้องกันการพังทลายของดิน
  
• ปลูกพืชริมฝั่งน้ำ (riparian buffer)
  
• ควบคุมการปล่อยน้ำเสียอย่างเหมาะสม
  
• ติดตามและจัดการค่าความขุ่นอย่างสม่ำเสมอ

บทบาทของค่าความขุ่นในกระบวนการผลิตน้ำดื่ม

ค่าความขุ่น มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการผลิตน้ำดื่มให้สะอาด ปลอดภัย และเหมาะสมต่อการบริโภค ระดับความขุ่นในน้ำดิบสามารถบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของอนุภาคแขวนลอย จุลินทรีย์ และสารปนเปื้อนอื่น ๆ ได้ ดังนั้น การตรวจสอบและควบคุมค่าความขุ่นจึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการประกันว่ากระบวนการบำบัดน้ำมีประสิทธิภาพ โดยค่าความขุ่นมีส่วนเกี่ยวข้องในขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้:

1. การประเมินแหล่งน้ำดิบ (Source Water Assessment)
ก่อนเริ่มการบำบัดน้ำ จะมีการประเมินคุณภาพน้ำดิบ โดยตรวจวัดค่าความขุ่น หากพบว่าค่าสูง อาจบ่งชี้ถึงการปนเปื้อนของตะกอน แบคทีเรีย หรือสิ่งแปลกปลอมอื่น ๆ ซึ่งเป็นการประเมินเบื้องต้นถึงคุณภาพน้ำและระดับความเสี่ยง

2. การตกตะกอนเบื้องต้นด้วยสารเคมี (Coagulation and Flocculation)
ในขั้นตอนแรกของการบำบัดน้ำ จะเติมสารเคมีที่เรียกว่า สารช่วยตกตะกอน (coagulant) ลงในน้ำ เพื่อทำให้อนุภาคแขวนลอยสูญเสียประจุและจับตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่ เรียกว่า ฟล็อก (flocs) ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า flocculation ซึ่งช่วยให้อณูเหล่านี้ตกตะกอนได้ง่ายขึ้น

3. การตกตะกอนในถังพักน้ำ (Sedimentation)
น้ำที่มีฟล็อกจะไหลเข้าสู่ถังตกตะกอน โดยที่ฟล็อกซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าจะจมลงสู่ก้นถัง ส่วนน้ำใสจะลอยอยู่ด้านบน ซึ่งขั้นตอนนี้ช่วยกำจัดอนุภาคแขวนลอยและลดค่าความขุ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4. การกรอง (Filtration)
หลังจากการตกตะกอน น้ำจะถูกกรองผ่านตัวกรองซึ่งมักประกอบด้วยทราย กรวด หรือวัสดุอื่น ๆ ที่สามารถดักจับอนุภาคขนาดเล็กที่เหลืออยู่ในน้ำได้

5. การฆ่าเชื้อ (Disinfection)
เมื่อได้น้ำใสแล้ว จะมีการฆ่าเชื้อเพื่อกำจัดหรือทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย เช่น แบคทีเรีย ไวรัส หรือโปรโตซัว วิธีที่นิยม ได้แก่ การใช้คลอรีน คลอรามีน หรือการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต (UV)

6. การตรวจสอบและปรับกระบวนการ (Monitoring and Adjustment)
ในระหว่างกระบวนการบำบัด จะมีการตรวจวัดค่าความขุ่นอย่างต่อเนื่อง หากพบว่าค่าสูงเกินเกณฑ์ จะมีการปรับเปลี่ยนขั้นตอนหรือปริมาณสารเคมี เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพน้ำผ่านมาตรฐานที่กำหนด

ทำไมค่าความขุ่นจึงสำคัญ?

ค่าความขุ่นเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมาก เพราะหากมีค่าความขุ่นสูงอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของกระบวนการบำบัดน้ำ เช่น:

• อนุภาคที่ไม่ถูกกำจัดอาจปกป้องจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรียหรือไวรัส จากกระบวนการฆ่าเชื้อ ทำให้ยังสามารถรอดและปนเปื้อนในน้ำประปาได้
  
• อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดโรคติดต่อทางน้ำ เช่น โรคอุจจาระร่วง

เป้าหมายของการควบคุมค่าความขุ่นในน้ำดื่ม

คือการลดค่าความขุ่นลงให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยตามมาตรฐาน เพื่อให้ได้น้ำดื่มที่ใส สะอาด และน่าดื่ม กระบวนการบำบัดที่มีประสิทธิภาพ การติดตามผลอย่างสม่ำเสมอ และการปรับแก้ตามความจำเป็น จะช่วยลดความเสี่ยงจากค่าความขุ่น และผลิตน้ำดื่มที่มีคุณภาพสูงอย่างยั่งยืน

ความเชื่อมโยงระหว่างค่าความขุ่นและ TSS

ค่าความขุ่นและ TSS มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด เนื่องจากทั้งสองเป็นตัวชี้วัดปริมาณอนุภาคที่แขวนลอยในน้ำ

• เมื่อมีอนุภาคแขวนลอยในน้ำมาก (TSS สูง) แสงที่ผ่านน้ำจะกระเจิงมากขึ้น ทำให้ค่าความขุ่นเพิ่มขึ้นเช่นกัน
  
• กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เมื่อ TSS สูง ค่าความขุ่นมักจะสูงตามไปด้วยฃ
• ค่าความขุ่น เป็นการวัดลักษณะทางแสงของน้ำ (คือวัดว่าแสงถูกกระทบกระเทือนมากแค่ไหน)
  
• TSS เป็นการวัดปริมาณของแข็งทางกายภาพที่อยู่ในน้ำจริง ๆ
  ดังนั้น ค่าความขุ่นจึงเป็นตัวชี้วัดที่รวดเร็วเพื่อประเมินความใสของน้ำ ส่วน TSS เป็นการวัดเชิงปริมาณของมวลอนุภาคที่แท้จริง

การใช้งานในระบบบำบัดน้ำและการตรวจวัดสิ่งแวดล้อม

• โรงบำบัดน้ำและระบบตรวจสอบคุณภาพสิ่งแวดล้อมมักใช้ทั้งค่าความขุ่นและ TSS ควบคู่กัน เพราะช่วยเสริมข้อมูลซึ่งกันและกัน
  
• ความขุ่นสูงอาจเป็นสัญญาณเริ่มต้นของปัญหาในระบบบำบัดน้ำ และนำไปสู่การตรวจสอบและปรับปรุงกระบวนการ
  
• TSS ให้ข้อมูลเชิงปริมาณที่สามารถนำไปใช้ในการควบคุมคุณภาพน้ำตามข้อกำหนดของหน่วยงานกำกับดูแล และในการประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศทางน้ำ

เอกสารอ้างอิง : www.supmeaauto.com