We make ideas flow.

Monitoring nitrate concentration in drinking water

การตรวจวัดความเข้มข้นของไนเตรตในน้ำดื่ม

ทำไมไนเตรตในน้ำดื่มที่มากเกินไปถึงเป็นอันตรายและสามารถทำอะไรกับมันได้บ้าง?

ไนโตรเจนจากไนเตรตเป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อการอยู่รอดของพืช อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นที่มากเกินไปเป็นอันตรายต่อมนุษย์และธรรมชาติ ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของไนเตรตที่มากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำดื่ม

ไนเตรตเข้าสู่มวลน้ำใต้ดินได้อย่างไร

How nitrate gets into groundwater

ไนเตรตเป็นสารประกอบทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ และไม่มีอันตรายใด ๆ ในเบื้องต้น ธรรมชาติใช้ประโยชน์จากไนเตรตในวงจรธรรมชาติเพื่อเป็นปุ๋ยให้กับพืช

ปุ๋ยมาเกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ได้อย่างไร?

What has fertiliser got to do with it? 

ต้องกล่าวว่ามนุษย์ได้รบกวนวงจรนี้ เนื่องจากความไม่สมดุลถูกสร้างขึ้นจากการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์และปุ๋ยเฉพาะที่ซึ่งเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เช่น การใช้ปุ๋ยเพื่อวัตถุประสงค์ทางการเกษตร หากมีการใส่ปุ๋ยมากเกินกว่าที่พืชจะดูดซึมได้ ไนเตรตจะไหลเข้าสู่แม่น้ำและทะเลสาบผ่านทางน้ำฝน และจากนั้นจะซึมเข้าสู่ป่าหรือแหล่งน้ำใต้ดิน

ไนเตรตที่มากเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพ

Excessive nitrate can be hazardous to health 

ประมาณ 80% ของค่ามาตรฐานไนเตรตนั้นเข้าสู่ร่างกายผ่านทางอาหาร เช่น การรับประทานผัก ผลไม้ และเนื้อสัตว์ หากมีการบริโภคน้ำดื่มที่มีปริมาณไนเตรตสูงติดต่อกันเป็นเวลานาน ก็อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้

ด้วยเหตุนี้ EU (สหภาพยุโรป) และ WHO (องค์การอนามัยโลก) จึงแนะนำให้กำหนดเกณฑ์จำกัดของไนเตรตในน้ำดื่มไว้ที่ 50 มก./ล. ส่วนในสวิตเซอร์แลนด์ กฎระเบียบว่าด้วยการคุ้มครองน้ำ (GSchV) ได้กำหนดเกณฑ์จำกัดไนเตรตไว้ที่ 25 มก./ล. เพื่อปกป้องทารกจากความเข้มข้นที่สูงเป็นพิเศษ เนื่องจากทารกยังไม่สามารถสร้างเอนไซม์ที่จำเป็นในการย่อยสลายไนเตรตในร่างกายได้อย่างเพียงพอ ในประเทศที่มีค่าเกินเกณฑ์มาตรฐานเหล่านี้ จึงมีคำแนะนำให้ทารกบริโภคน้ำที่มีปริมาณไนเตรตต่ำเป็นพิเศษ

น้ำที่ปราศจากมลพิษกำลังกลายเป็นทรัพยากรที่หายาก

Unpolluted water is becoming scarce

ด้วยเหตุนี้ ผู้ให้บริการน้ำประปาที่ปัจจุบันยังไม่มีระดับไนเตรตสูงในน้ำและไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการกำจัด จึงถือว่าโชคดีมาก ส่วนผู้ให้บริการรายอื่นที่พบไนเตรตในน้ำดิบอันเนื่องมาจากการเกษตรอยู่แล้ว สถานการณ์จะยิ่งยากลำบากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีข้างหน้า เพราะด้วยการเติบโตของประชากรที่เพิ่มขึ้น ความต้องการใช้น้ำจะสูงเกินกว่าทรัพยากรน้ำที่มีอยู่ในหลายพื้นที่ในอนาคต แม้แต่ในปี 2019 จุดตรวจวัดน้ำใต้ดินในสหภาพยุโรปถึง 13% ก็แสดงค่าไนเตรตสูงเกินเกณฑ์จำกัดที่ 50 มก./ล. ไปแล้ว ดังนั้นในหลายพื้นที่จึงจำเป็นต้องใช้ความพยายามอย่างมากเพื่อให้สามารถจ่ายน้ำดื่มที่มีคุณภาพเหมาะสมได้อย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้

จะสามารถกำจัดไนเตรตออกจากน้ำได้อย่างไร?

How can nitrate be removed from water? 

ไนเตรตเกือบทั้งหมดสามารถละลายในน้ำได้และมีความเสถียรทางเคมีสูงมาก ซึ่งหมายความว่าสามารถกำจัดออกได้ด้วยความพยายามทางเทคนิคที่ซับซ้อนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีเพียงไม่กี่เทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งดูเหมือนจะเหมาะสมในการผลิตน้ำที่ปราศจากไนเตรตเพื่อป้อนเข้าสู่ระบบประปา

ตัวอย่างเช่น พวกเขาใช้การกำจัดไนเตรตออกจากน้ำด้วยระบบรีเวิร์สออสโมซิส (Reverse Osmosis), การกลั่น (Distillation) หรือการใช้เรซินแลกเปลี่ยนแอนไอออนที่มีความเป็นด่างสูง แต่กระบวนการเหล่านี้ส่งผลให้เกิดกากตะกอนน้ำเกลือที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งสร้างปัญหาในการกำจัดและทำให้ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาเพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อไนเตรตทั้งหมดหลุดไปอยู่ในน้ำเสีย ปัญหาก็จะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง นั่นคือในขั้นตอนการสกัดน้ำดิบมาใช้นั่นเอง

มาตรการที่เหมาะสมจะส่งผลอย่างยั่งยืน

Suitable measures have a sustainable effect

ในระยะยาว ระบบที่ไม่ต้องผ่านกระบวนการทางเทคนิคจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่า ยั่งยืนกว่า และมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้จำเป็นต้องมีมาตรการประกอบที่เหมาะสม เช่น การปกป้องบ่อน้ำบาดาล, การจัดการการใช้ประโยชน์ที่ดิน ซึ่งจะคอยเฝ้าระวังหรือแม้กระทั่งสั่งห้ามการทำเกษตรกรรมในพื้นที่ที่มีการดึงน้ำมาใช้, การสั่งระงับใช้บ่อน้ำหากระดับไนเตรตสูงเกินไป หรือการนำน้ำจากหลายแหล่งมาผสมกันเพื่อเจือจางความเข้มข้น

การตรวจวัดค่าไนเตรตด้วย Bürkert

Nitrate monitoring with Bürkert

และนี่คือจุดแข็งของ Bürkert อย่างแท้จริง: ตั้งแต่การวิเคราะห์น้ำในบ่อบาดาล, การตรวจสอบคุณภาพน้ำดื่ม ไปจนถึงการควบคุมการผสมน้ำจากบ่อต่าง ๆ เข้าด้วยกัน — ลูกค้าจะได้รับโซลูชันครบวงจรจากเราเพียงที่เดียว (Single Source) ครับ

และเรายังใช้ เซนเซอร์วัดค่าไนเตรต รุ่น MS09 ของเรา เพื่อให้มั่นใจในเรื่องนี้เมื่อเป็นเรื่องของไนเตรตด้วย

เซนเซอร์วัดไนเตรตของเราทำงานอย่างไร?

เซนเซอร์แบบใช้แสงนี้ประกอบด้วยหลอดไฟ (Lamp) และตัวตรวจวัด (Detector) ที่ทำหน้าที่วัดความเข้มของแสง โดยหลอดไฟจะส่องแสงผ่านช่องว่างที่มีน้ำไหลผ่านอย่างต่อเนื่องตรงไปยังตัวตรวจวัด หากมีไนเตรตปนอยู่ในน้ำ ระบบจะตรวจพบได้จากการดูดกลืนแสง UV ที่ความยาวคลื่น 212 nm

นอกจากนี้ เซนเซอร์ยังทำการวัดการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 254 nm และ 360 nm เพื่อทดสอบผลกระทบจากสารอินทรีย์และความขุ่น วิธีนี้ช่วยให้เซนเซอร์ไม่ถูกรบกวนจากปัจจัยอื่น ๆ ในน้ำ (Cross-influences) และเพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากสารแขวนลอยอื่น ๆ เช่น ทรายหรือดินเหนียว บริเวณนี้จะถูกบันทึกแยกต่างหากด้วยตัวตรวจวัดตัวที่สอง แล้วนำมาคำนวณหักลบกัน

กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบแหล่งน้ำตามข้อกำหนดทางกฎหมายได้อย่างแม่นยำ หรือใช้เฝ้าระวังขั้นตอนการเตรียมน้ำที่จำเป็นในกรณีที่น้ำเกิดการปนเปื้อนไปแล้ว

ซลูชันระบบอัจฉริยะจาก Bürkert: การผสมน้ำ (Water Blending)

A smart Bürkert system solution: water blending

นอกจากเรื่องการตรวจวัดแล้ว พวกเราที่ Bürkert ยังให้ความสำคัญกับการควบคุมและเฝ้าระวังของไหลด้วยเช่นกัน ดังนั้นจึงมีการนำโซลูชันต่าง ๆ มาใช้เพื่อช่วยในการผสมน้ำที่มีคุณภาพแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากมีแหล่งน้ำที่มีความเข้มข้นของไนเตรตสูง โซลูชัน การผสมน้ำ (Water Blending) ของเราจะช่วยให้สามารถเจือจางน้ำนั้นด้วยแหล่งน้ำที่มีค่าไนเตรตต่ำได้ ซึ่งโดยปกติแล้ววิธีนี้จะมีค่าใช้จ่ายถูกกว่าการบำบัดแหล่งน้ำที่มีการปนเปื้อนสูงโดยตรง

น่าเสียดายที่การเสื่อมโทรมของคุณภาพน้ำเป็นแนวโน้มที่ค่อนข้างน่ากังวลและไม่อาจหยุดยั้งได้ ซึ่งจะทำให้ความท้าทายที่ผู้ให้บริการน้ำประปาต้องเผชิญนั้นเข้มงวดมากขึ้นเรื่อย ๆ นี่คือเหตุผลที่เรามุ่งเน้นที่จะสนับสนุนลูกค้าในด้านนี้ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพของน้ำดื่มจะได้รับการคุ้มครองในอนาคต เพราะน้ำคือทรัพยากรบริโภคที่สำคัญที่สุด

อ้างอิง: Monitoring nitrate concentration in drinking water, Drinking Water Nitrate and Human Health: An Updated Review, Burkert Thailand