สารปนเปื้อนในน้ำเสีย

 
สารปนเปื้อนในน้ำเสีย คือ สสารหรือสิ่งที่ผสมปนเปื้อนอยู่ใน น้ำเสีย ที่ถูกปล่อยออกเป็น น้ำทิ้ง จากกิจกรรมมนุษย์เช่น การผลิต การใช้สารเคมี การทิ้งขยะ หรือการปน เปื้อนจากสิ่งแวดล้อม สารเหล่านี้อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมถ้าหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม เช่น การกำจัดน้ำเสีย (เป็นการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุ) และการบำบัดน้ำเสียด้วย ถังบำบัดน้ำเสีย เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการน้ำเสียในหลายกรณีสิ่งที่ปนเปื้อนในน้ำเสียนั้นก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำมีหลายชนิด 

สารปนเปื้อนในน้ำเสีย มีกี่ประเภท สามารถแบ่งได้ตามรายการดังต่อไปนี้

1. ความเป็นกรดด่าง หรือที่เรียกอีกอย่างว่า pH (potential of Hydrogen) มีผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในน้ำรวมไปถึงการใช้ประโยชน์จากน้ำโดยปกติแล้วการวัดระดับความเป็นกรดหรือด่างของแหล่งน้ำจะวัดเป็นค่าพีเอช (pH) ซึ่งเป็นการวัดค่าที่แสดงถึงความเข้มข้นของอนุภาคไฮโดรเจน(หรือไอออนไฮโดรเจน) (-log[H+]) ในน้ำ ค่าพีเอส (pH) มีสเกลการวัดในช่วง 0 ถึง 14 โดยมีความหมายดังนี้ :
pH ต่ำกว่า 7 : สารละลายจะเป็นกรด เช่น น้ำมะนาวหรือกรดซิตริก
pH เท่ากับ 7 : สารละลายจะเป็นกลาง เช่น น้ำบริสุทธิ์
pH สูงกว่า 7 : สารละลายจะเป็นด่าง เช่น น้ำสบู่หรือสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์การวัดค่า

pH สามารถทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ต้องการและประเภทของตัวอย่างที่ต้องการวัด วิธีหลักๆ โดยทั่วไปที่ใช้กันได้แก่กระดาษ
การดาษวัดค่า pH (pH Paper) เป็นแผ่นกระดาษที่เคลือบด้วยตัวบ่งชี้สีที่เปลี่ยนสีตามระดับpH ของสารละลาย
เครื่องวัด pH (pH Meter) เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่วัด pH โดยการใช้เซ็นเซอร์ (electrode) ที่วัดความต่างของแรงดันไฟฟ้าในสารละลาย
การทดสอบ pH ด้วยเครื่องมือที่มีการตั้งค่า (pH Tester) เครื่องมือที่มักจะใช้ในห้องปฏิบัติการหรือในอุตสาหกรรมซึ่งมีฟังก์ชันการปรับเทียบได้ง่าย
การวัดค่า pH โดยวิธีทางเคมี(Chemical pH Test Kits) ใช้ชุดทดสอบที่ประกอบด้วยสารเคมีที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายเพื่อเปลี่ยนสี

 2. สีและความขุ่น (Color and Turbidity) เป็นสิ่งที่กั้นการผ่านของแสงแดดสีและความขุ่นในน้ำเสียนั้นไม่ให้แสงส่องผ่านลงใต้น้ำซึ่งส่งผลทำให้การสังเคราะห์แสงของพืชน้ำรวมไปถึงผลกระทบต่างๆกับแหล่งน้ำที่รองรับน้ำเสียนั้นการวัดสีและความขุ่นในน้ำเสียเป็นขั้นตอนสำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำและตรวจสอบการบำบัดน้ำเสีย

การวัดสีในน้ำเสียมีความสำคัญเพราะสีของน้ำสามารถบ่งบอกถึงการมีสารประกอบหรือสารเคมีที่อาจมีผลต่อคุณภาพน้ำการวัดสีสามารถทำได้ด้วยวิธีการดังต่อไปนี้
- เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (Spectrophotometer) วัดการดูดกลืนแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจงจากน้ำเสียสารที่มีสีจะดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นที่แตกต่างกันไป
- เครื่องวัดสี (Colorimeter) วัดสีของน้ำเสียโดยใช้ฟิลเตอร์ที่มีช่วงคลื่นเฉพาะเจาะจง

ความขุ่นของน้ำเสียหมายถึงการขาดความโปร่งใสซึ่งเกิดจากอนุภาคที่กระจายอยู่ในน้ำ การวัดความขุ่นสามารถทำได้โดย
- เครื่องวัดความขุ่น (Turbidimeter) ใช้การส่งแสงผ่านน้ำและวัดปริมาณแสงที่กระเจิง (scattered) ออกจากอนุภาคในน้ำ
- เครื่องวัดความขุ่น (Turbidimeter) ใช้การส่งแสงผ่านน้ำและวัดปริมาณแสงที่กระเจิง (scattered) ออกจากอนุภาคในน้ำ

ความสัมพันธ์และการใช้งาน
 - การวัดสี : บ่งบอกถึงการมีสารประกอบที่อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหรือสุขภาพเช่น สีจากสารเคมีหรือสารอินทรีย์
 - การวัดความขุ่น : ช่วยประเมินปริมาณของอนุภาคในน้ำที่อาจเป็นของแข็งละลายหรือของแข็งที่กระจายทั้งการวัดสีและความขุ่นเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการควบคุมคุณภาพน้ำเสียและการตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียการเลือกวิธีที่ใช้จะขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะและประเภทของน้ำเสียที่ต้องวัด

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) หมายถึงอนุภาคที่อยู่ในสถานะแขวนลอยในน้ำหรือเป็นสิ่งสกปรกใน น้ำเสีย ซึ่งอาจเป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ เช่น ดิน โคลน เยื่อกระดาษ ตะกอนแป้ง สาหร่าย หรือวัสดุอินทรีย์ที่ไม่ได้ละลายในน้ำ ฯลฯ สารแขวนลอยสามารถมีผลต่อคุณภาพน้ำได้หลายประการ รวมถึงการขุ่นของน้ำ การบังแสง และผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ การวัดสารแขวนลอยในน้ำสามารถทำได้หลากหลายวิธีการ
- วิธีกรองและชั่งน้ำหนัก (Gravimetric Method) ใช้การกรองน้ำผ่านกระดาษกรองหรือแผ่นกรองที่มีรูพรุน จากนั้นนำแผ่นกรองที่มีอนุภาคที่ตกค้างไปอบแห้งและชั่งน้ำหนัก
- การใช้เครื่องวัดสารแขวนลอย (Turbidimeter or Nephelometer) วัดการกระเจิงของแสงที่ผ่านสารแขวนลอยในน้ำ เครื่องจะใช้แสงที่ปล่อยผ่านตัวอย่างน้ำและวัดปริมาณแสงที่กระเจิงออกมา
- วิธีการเก็บตัวอย่างและตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างน้ำจะถูกเก็บในภาชนะที่สะอาดและนำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ โดยใช้วิธีการกรองและชั่งน้ำหนักหรือวิธีอื่นๆ
การควบคุมและการบำบัดสารแขวนลอยในน้ำเป็นสิ่งสำคัญในการจัดการน้ำเสียและการรักษาคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติ การเลือกวิธีการวัดที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับความต้องการและประเภทของน้ำที่ต้องวัด

4. สารอินทรีย์ (Organic Compounds) คือสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักและมักจะมีไฮโดรเจนออกซิเจน และหรือไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบเสริม โดยสารอินทรีย์ประกอบด้วยกลุ่มสารต่างๆ เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน เป็นสารที่สามารถย่อยสลายได้โดยจุลินทรีย์ จึงเป็นสาเหตุทำให้ระดับออกซิเจนละลาย (Dissolved Oxygen : DO) ในแหล่งน้ำลดลงจนเกิดสภาพเป็นน้ำเน่าและทำให้เกิดเป็น น้ำเสีย ในที่สุดซึ่งสามารถวัดปริมาณดัชนีในน้ำเสียของค่า BOD (Biochemical Oxygen Demand)
   การวัดค่า BOD เป็นวิธีที่สำคัญในการประเมินระดับความเป็นพิษของน้ำและการจัดการน้ำเสียในสิ่งแวดล้อม และมักจะใช้ในงานควบคุมคุณภาพน้ำเพื่อรักษาสิ่งแวดล้อมให้ปลอดภัย

5. สารอนินทรีย์ (InorganicCompounds) คือสารที่ไม่เป็นสารอินทรีย์ซึ่งหมายถึงสารที่ไม่ประกอบด้วยคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักเหมือนกับสารอินทรีย์สารอนินทรีย์มักประกอบด้วยธาตุที่ไม่ใช่คาร์บอน เช่น กรด-ด่าง เกลือ โลหะและสามารถรวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน สารเหล่านี้ไม่ทำให้น้ำเน่าเสีย แต่จะเกิดเป็น สารปนเปื้อนในน้ำเสีย และเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมหรืออาจเป็นอุปสรรคต่อการนำมาใช้อุปโภคบริโภค
   การทดสอบสารอนินทรีย์ การทดสอบสารอนินทรีย์มักเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ปริมาณและชนิดของสารที่มีอยู่ในตัวอย่างรวมถึง :
การทดสอบสารประกอบที่มีความเป็นกรดหรือเบส : ใช้กระดาษลิตมัสหรือเครื่องมือวัด pH
การวิเคราะห์โลหะ : ใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่น Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) หรือ Inductively Coupled Plasma (ICP)

6. ธาตุอาหาร (Wastewater Nutrients) ในข้อมูลที่กล่าวคือ ธาตุอาหารในน้ำเสีย ได้แก่ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ทำให้พืชน้ำและสาหร่ายเจริญเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว (Algae Bloom) ซึ่งส่งผลให้ในช่วงเวลากลางวันพืชและสาหร่ายจะสังเคราะห์แสงและเพิ่มปริมาณออกซิเจนในแหล่งน้ำ แต่ในเวลากลางคืนจะใช้ออกซิเจนในการหายใจ ทำให้ออกซิเจนที่อยู่ในน้ำลดลงโดยอาจเหลือถึงศูนย์ เกิดผลกระทบต่อสัตว์หรือสิ่งมีชีวิตใต้น้ำตายในที่สุด ส่วนสาหร่ายที่ตายจะเน่าเปื่อยและจมลงในน้ำทับถมกัน เกิดการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศและเกิดเป็น น้ำเสีย ในที่สุด
   การจัดการธาตุอาหารในน้ำเสีย มีวิธีการโดยใช้ ระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อลดปริมาณธาตุอาหาร เช่น การบำบัดทางชีวภาพที่ใช้จุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์และไนโตรเจน

7. กลิ่นเป็นปัญหาที่สำคัญของน้ำเสีย โดยกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์มีหลากหลายชนิดและเกิดกิจกรรมต่างๆเช่น กลิ่นของฟีนอลจาก น้ำเสียอุตสหกรรม ที่ผลิตสารอินทรีย์สังเคราะห์และการผลิตก๊าซจากถ่านหินกลิ่นก๊าซไข่เน่าและเมอร์แคบแทน (Merceptan) จากการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศ กลิ่นของเอมีน (Amines)จากการผลิตปุ๋ยที่เป็นกากน้ำตาลและการผลิตเยื่อกระดาษจากชานอ้อยกลิ่นที่เกิดขึ้นในน้ำสามารถบ่งบอกถึงสภาพของน้ำเสียและระบบบำบัดน้ำเสียมีกระบวนการที่ไม่ดีหรือบำบัดไม่ได้ประสิทธิภาพกลิ่นที่พบในน้ำเสียมักมีหลายประเภทและการเข้าใจกลิ่นเหล่านี้สามารถช่วยในการวิเคราะห์และจัดการปัญหาของน้ำเสียได้โดยการ ออกแบบระบำบัดน้ำเสียให้เหมาะสมกับการบำบัดเพื่อให้ได้ทั้งสิทธิภาพและลดกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์

8. น้ำมันและไขมัน (Fat and Oil Grease) สามารถรวมตัวและก่อตัวเป็นกลุ่มได้ส่วนใหญ่สามารถพบได้ในน้ำเสียอุตสหกรรมแปรรูปประเภทอาหาร การทำเหมืองแร่ขุดเจาะน้ำมันโรงงานกลั่นน้ำมัน โรงงานผลิตเหล็ก รวมไปถึงห้างสรรพสินค้าที่มีร้านอาหาร เป็นต้นซึ่งน้ำเสียที่มีสารปนเปื้อนประเภทไขมันและน้ำมันเป็นอุปสรรคการส่องผ่านของแสงลงสู่น้ำการอุดตันของไขมันอาจทำให้จุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสียทำงานได้ไม่ดี และสามารถลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในน้ำ
   การจัดการน้ำมันและไขมันในน้ำเสียด้วยการใช้ ถังดักไขมัน (Grease Trap) เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณไขมันและน้ำมันที่ปนเปื้อนในน้ำเสียก่อนที่น้ำเสียจะเข้าสู่ระบบบำบัดหลักหรือท่อระบายน้ำการใช้ถังดักไขมันเป็นวิธีที่นิยมใช้ในพื้นที่ที่มีการปล่อยน้ำเสียจากกิจกรรมที่มีไขมันสูงเช่น ครัวในภัตตาคาร โรงงานอาหาร และโรงอาหาร

9. จุลินทรีย์ เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมองตัวตาเปล่าไม่เห็น ส่วนใหญ่จะพบจุลินทรีย์ในน้ำทิ้งโดยอาจเป็นเหตุให้เกอดโรคและไม่ทำให้เกิดโรคได้ ส่วนจุลินทรีย์ในน้ำเสียเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพโดยจุลินทรีย์เหล่านี้มีบทบาทหลักในการย่อยสลายสารอินทรีย์และสารปนเปื้อนในน้ำเสียซึ่งช่วยลดมลพิษและปรับปรุงคุณภาพน้ำก่อนที่จะปล่อยน้ำกลับสู่แหล่งน้ำธรรมชาติหรือใช้งานในกระบวนการอื่น ๆ

10. วัตถุมีพิษชนิดสารอนินทรีย์ วัตถุมีพิษชนิดนี้ประกอบไปด้วยสารประกอบของโลหะหนักต่างๆ เช่น ปรอท โครเมียม ทองแดงแคดเมียม และตะกั่ว เป็นต้นและเป็นสารประกอบของอโลหะหนักต่างๆเช่น ไซยาไนด์และสารหนูเป็นต้น การที่มีโลหะหนักปนเปื้อนในแหล่งน้ำทำให้เกิดการสะสมในห่วงโซ่อาหารส่งผลกระทบต่อด้านสิ่งแวดล้อมและสุขอภาพอนมัยของสิ่งมีวิต

11. วัตถุมีพิษชนิดสารอินทรีย์ ปัจจุบันโรงงานอุตสหกรรมทางเคมีได้มีการผลิตสารสังเคราะห์หลายชนิดที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งโดยส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีส่วนประกอบของฟอสฟอรัส คลอรีน และปรอทเมื่อถูกระบาออกสู่สิ่งแวดล้อมส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศ เช่นยาฆ่าแมลง และยากำจัดพืช เป็นต้น สามารถพบเจอได้ในน้ำเสียเกษตรกรรม