เคมีกับสภาวะแวดล้อม

        กล่าวถึงสภาวะแวดล้อมที่เป็นพิษหรือเป็นอันตรายที่ควรระวังและควรป้องกัน สภาวะแวดล้อมที่เป็นพิษอาจเกิดโดยธรรมชาติก็ได้ ส่วนใหญ่เกิดจากมนุษย์กระทำอาจด้วยความมักง่ายหรือรู้เท่าไม่ถึงการณ์ หรือเพราะความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นทุกๆปี มีผลโดยตรงกับสภาวะแวดล้อมที่เป็นพิษ  ความเป็นพาของสภาวะแวดล้อม โดยทั่วไปอาจจะหมายถึงอากาศ น้ำ ดินและเสียงที่เป็นพิษแต่ในที่นี้ได้จัดทำเรื่องน้ำที่เป็นพิษเพราะนอกจากจะเป็นพิษต่อร่างกายแล้วยังเป็นพิษต่อสุขภาพจิตด้วยซึ่งจะเกี่ยวข้องกับทางเคมีเป็นส่วนใหญ่

        การเพิ่มประชากร

               ผลที่เกิดจากสภาวะแวดล้อมที่เป็นพิษ

        ความเป็นพิษของสภาวะแวดล้อมทั้งทางตรงและทางออ้มต่อสิ่งต่างๆในธรรมชาติ

ผลที่มีต่อพืช หมอกจะละลายสารที่เป็นพิษในอากาศเช่นออกไซน์ของกำมะถัน ได้แก่  SO  และ SO (จากโรงงานถลุงแร่ทองแดงหรือตะกั่วและโรงกลั่นน้ำมัน) ไฮโดรเจนฟลูออไรด์,HF( จากโรงงานทำปุ๋ยและโรงงานถลุงอะลูมิเนียม)สิ่งที่ปะปนอยู่ในน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟอสเฟสจากผงซักฟอก ทำให้พืชสีเขียวในน้ำเจริญงอกงามขึ้นมาก จนเป็นสาเหตุให้น้ำขากออกวิเจนทำให้น้ำเน่า

       มลพิษทางน้ำ

    น้ำเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตรองลงมาจากอากาศ  สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยน้ำประมาณ 80-95%น้ำเป็นปัจจัยที่สำคัญในการอำนวยความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ทรัพยากรทำให้ประเทศเจริญก้าวหน้า ในทางเศรษฐกิจในการตั้งถิ่นฐานมนุษย์  มนุษย์จะยึดแหล่งน้ำเป็นสำคัญ ที่ใดมีแหล่งน้ำสมบูรณ์ เช่นมีแหล่งน้ำ ลำคลอง หนอง บึง มนุษย์ก็จะเข้าไปตั้งถิ่นฐานที่นั่นเพื่อจะให้ได้ประโยชน์จากน้ำ  ในการบริโภค การทำความสะอาดเกษตรกรรม  อุตสาหกรรม คมนาคมและอื่นๆ ประเทศไทยมีแม่น้ำหลายสายไหลผ่านเนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม เมื่อประชากรเพิ่มขึ้นความต้องการในการใช้น้ำในทางเกษตรกรรมย่อมเพิ่มขึ้นด้วยจึงได้มีการสร้างเขื่อนกั้นน้ำหลายแห่ง บางเขื่อนนอกจากจะกั้นน้ำทำการเกษตรแล้วยังนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วย

     ปัจจุบันแหล่งน้ำในประเทศไทยได้แปรสภาพไปในทางที่ใช้การไม่ได้และเป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำเช่นแม่น้ำกลอง ซึ่งมีโรงงานอุตสาหกรรมน้ำตาลตั้งอยู่บนฝั่งแม่น้ำนี้ ได้ทิ้งน้ำเสียจากโรงงานจนเป็นเหตุให้น้ำเน่าและทำให้ปลาตายซึ่งมีสิ่งที่เป็นพิษในน้ำ    แก๊สออกซิเจนที่ละลายในน้ำออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (dissolved  oxygen,DO) มีความสำคัญแก่สิ่งมีชีวิตในน้ำทั้งพืชและสัตว์เช่นเดียวกับออกซิเจนในอากาศที่ใช้สำหรับหายใจของสัตว์และพืชที่อยู่บนบกการละลายของแก๊สออกซิเจนในน้ำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

                  เราทราบแล้วว่าพืชสีเขียวสามารถผลิตซูโคสได้โดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photo-synthesis) จากแก๊สคาร์บอนไดออกไซน์และน้ำดังสมการ

6CO    +  6H O       C H O  +  6O

    จะเห็นได้ว่าพืชสีเขียว สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี  ซึ่งอยู่ในรูปของสารเคมีสะสมไว้ในพืช

    พืชจะใช้พลังงานที่สะสมไว้ โดยหายใจเอาแก๊สออกซิเจนเข้าไปเช่นเดียวกับมนุษย์ออกวิเจนจะออกซไดส์           ซูโคส ภายในเซลล์มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฎิกิริยา ให้พลังงานออกมาเพื่อนำไปใช้ในการดำรงชีวิตและมีผลพลอยได้เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซน์และน้ำดังสมการ

   C H O +  6 O      6CO    +  6H O    +   พลังงาน

      แก๊สออกซิเจนในน้ำจะถูกใช้ในการสลายตัวของสารอินทรีย์ โดยแบคทีเรียจำพวก aerobic  bacteria  (แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน)ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในระดับน้ำลึก วึ่งมีต้นไม้ใบไม้และสิ่งสกปรกที่เป็นสารอินทรียือื่นๆทับถมกัน บริเวรที่แสงแดดผ่านเข้าไปไม่ถึงนี้ จะไม่มีโอกาสเพิ่มออกซิเจนให้แก่น้ำได้  นอกจากจะมีกระแสคลื่นทำให้น้ำเคลื่อนไหว ในคูคลองของกรุงเทพมหานครมีสิ่งสกปรก ซึ่งเป็นสารอินทรีย์จำนวนมาก ทำให้ DOในน้ำมีค่าต่ำมาก  ซึ่งพอ สรุปได้ว่าแฟกเตอร์ที่ควบคุมการสลายของแก๊สออกซิเจนในน้ำนั้นประกอบด้วย

1.อุณหภูมิของน้ำ

2.ปริมารของพืชสีเขียวในน้ำ

3.ความขุ่นของน้ำ ซึ่งจะยอมให้แสงผ่านได้ตื้นหรือลึก

4. กระแสคลื่น ที่ทำให้น้ำมีการเคลื่อนไหวและถ่ายเท

5.ปริมารสารอินทรีย์ ซึ่งต้องการออกซิเจนในการขยายตัว

       

 

            การที่ค่าDoในน้ำต่ำมาก นอกจากจะเป็นผลร้ายต่อการดำรงชีวิตในน้ำแล้ว  แบคทีเรียอีกชนิดหนึ่งที่ชื่อว่าanaerobic  bacteria(แบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน)จะทำให้สารอินทรีย์มีซันเฟอร์ (กำมะถัน) สลายตัวให้แก๊สมีเทน(CH ) และกีสไฮโดรเจนซันไฟด์ (H S)   ซึ่งมีกลิ่นเหม็น  ดั้งนั้น    น้ำที่มี DO ต่ำที่มีสารอินทรีย์จำนวนมากและเป็นน้ำนิ่งจะทำให้แบคที่เรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนทำงานได้ดี ซึ่งการทำงานของแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนจะแตกต่างจากแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่ว่า แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนจะใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำมาช่วยในการสลายอินทรีย์และสารที่เกิดจากการสลายแบคทีเรียชนิดนี้ไม่ทำให้น้ำมีกลิ่นเหม็น

                  การหาค่าDOในน้ำทำได้โดยอาศัยปฎิกิริยาออกซิเดชัน  Mn ในการละลายที่เป็นด่างด้วยแก๊สออกซิเจน   ที่จะหาค่าDOนั้นต้องบรรจุในขวดที่ปิดจุกสนิทเพื่อป้องกันการสัมผัสกับแก๊สออกซิเจนในอากาศเติมสารละลาย  MnSO   เข้มข้นและสารละลาย   KOH  ที่มี  KI  อยู่ด้วยปิดจุกเขย่าในตอนแรกจะได้ตะกอนสีขาวของ  Mn(OH)   เมื่อตั้งทิ้งไว้ O ที่อยู่ในน้ำจะค่อยๆออกซิไดส์ตะกอนสีขาวนี้เป็นตะกอนสีน้ำตาลของ Mn(OH)  

 

                 Mn +2OH   =    Mn(OH)  

            2Mn (OH) +  O          =   2MnO(OH)

    เขย่าสารละลายอย่างทั่วถึง แล้วตั้งทิ้งไว้ชั่วระยะเวลาหนึ่ง นำสารละลายที่ได้มาเติมสารละลายซัลฟิวริกจนสารละลายมีฤทธิ์เป็นกรด  Mn(OH) จะออกซิไดส์  I  ในสารละลายที่เป็น  I ซึ่งสามารถหาปริมาณได้โดยไทเทรตกับสารละลายมาตรฐานโซเดียมไทโอซัลเฟต  (Na )

                        MnO(OH) +  4H   =    Mn +3H + I

                         2S +   I      =     S +  2I

     

      ความต้องการของออกซิเจนทางชีวเคมี (Biochemical Oxygen Demand ,BOD)

               แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน จะใช้ออกซิเจนในน้ำช่วยในการสลายหรือออกซิไดส์สารอินทรีย์  ทำให้ค่าDO ในน้ำลดลง ถ้าสารอินทรีย์ในน้ำมีปริมาณมากค่า DO ในน้ำจะน้อยมากจนเกือบเป็นศูนย์ เมื่อถึงสภาวะนี้ของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะเริ่มสลายสารอินทรีย์ทำให้น้ำมีกลิ่นเหม็น นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะหาปริมาณของออกซิเจนที่ใช้ในการสลายสารอินทรีย์ต่างๆที่มีอยู่ในน้ำโดยแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนทางชีวเคมีโดยปกติจะหาปริมาณของ O   ที่ใช้ในการสลายสารอินทรีย์ในน้ำที่ทิ้งไว้ในที่มืดเป็นเวลา 5วัน ที่อุณหภูมิ 20  ได้พบว่าสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเสียที่มาจากบ้านเรือนส่วนใหญ่จะถูกสลายโดยแบคทีเรีย ที่ใช้ออกซิเจนภายใน5วันผิดกับที่มีขี้เลื่อยหรือเศษไม้ซึ่งมีค่าBOD น้อยมากทั้งนี้เนื่องจากอัตราการสลายตัวของไม้ช้ามาก ดังนั้นน้ำที่ค่าBODต่ำจัดได้ว่าเป็นน้ำที่ค่อนข้างสะอาด น้ำที่ผิวน้ำจะมีค่าBOD ต่ำกว่าน้ำที่ระดับลึก ค่าBODของน้ำที่สภาพต่างๆมีกันดังนี้

                        สภาพของน้ำ                                    BOD

                        น้ำสะอาด                                               1-3   ppm

                        น้ำที่เริ่มสกปรก                                         5      ppm

                        น้ำที่สกปรกใช้การไม่ได้                             >10  ppm

น้ำเสียจากบ้านเรือนบางแห่งมีค่าBODสูงกว่า 600  ppm

                        ความต้องการของออกซิเจนทางเคมี (chemical oxygen  Demand,COD)

 สารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำมีอัตราการสลายตัวต่างกันเป็น 3 ประเภท ประเภทที่หนึ่งสบายโดยแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนภายใน 5 วัน ประเภทที่สองสลายช้ากว่า 5 วัน ประเภทนี้ทำให้มีผลเสียแก่น้ำในเวลาต่อไปและประเภทที่สาม ไม่สลายเลย ดังนั้นการหาค่า BOD  5 วันอาจไม่เพียงพอการหา CODจึงมีความจำเป็นในกรณีนี้จะใช้ตัวออกซิไดส์อย่างแรงเช่น K  ที่เหลือจากปฎิกิริยาจะทำให้ทราบปริมาณของ  K   ที่ทำปฎิกิริยาจากนั้นก็คำนวณค่า COD น้ำที่มีค่า CODสูงแสดงว่ามีสารอินทรีย์มาก จัดว่าเป็น้ำที่ไม่สะอาด

        แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำ

               แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำ  ส่วนน้อยเกิดจากการแพร่ของ CO  เข้าไปในน้ำ แต่ส่วนใหญ่เกิดจาก CO ในบรรยากาศละลายมากับน้ำฝน CO ที่อยู่ในน้ำส่วนมากจะละลายกับน้ำเป็น H

เช่นเดียวกับน้ำโซดาหรือน้ำอัดลม

                   H    เป็นกรดอ่อน  แตกตัวให้          H   และ C  

                   H      =    H + H  

                  H    =   H +   C

ดังนั้น CO ในน้ำนอกจากอยู่ในรูปของ CO แล้วส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของ H

ส่วนน้อยจะอยู่ในรูปของ     H    และ  C   พืชสีเขียวในน้ำใช้ CO ปรุงอาหารโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชและสัตว์หายใจให้ CO  ด้วยเช่นเดียวกับบนบก น้ำที่มี  H     

     PH ของน้ำธรรมชาติ จะอยู่ระหว่าง 6.7-8.6 ซึ่งเป็นช่วงที่สัตว์น้ำดำรงชีวิตอยู่ได้ ถ้า PH ของน้ำมีค่านอกเหนือไปจากช่วงดังกล่าว แสดงว่ามีสารเคมีปะปนด้วยมากกว่าปกติ ซึ่งกระทบกระเทือนต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ

น้ำกระด้าง(Hard Water)

          น้ำกระด้างหมายถึงน้ำที่มี Ca และ Mg  ละลายอยู่เป็นส่วนใหญ่ ไอออนเหล่านี้ทำให้สบู่ตกตะกอนเกลือแคลเซียม และเกลือแมกนีเซียมในส่วนใหญ่เป็นเกลือซัลเฟต คลอไรด์และไบคาร์บอเนต เราทราบแล้วว่าความกระด้างที่เนื่องจากเกลือไบคาร์บอเนต เป้นความกระด้างชั่วคราว ซึ่งสามารถทำลายได้ด้วยการต้ม เพราะเกลือไบคาร์บอเนตให้เกลือคาร์บอเนตซึ่งตกตะกอน

                    ส่วนความกระด้างที่เนื่องจากเกลือคลอไรด์ หรือเกลือซัลเฟต เรียกว่าความกระด้างถาวร ความกระด้างทั้งสองชนิดรวมกันเรียกว่า ความกระด้างรวม (total hardness,TH)ความกระด้างของน้ำนิยมระบุเป็น            ppm ของ CaCO  (มิลลิกรัมของ CaCO ในน้ำ 1ลิตร )

                  เราทราบแล้วว่าน้ำกระด้างที่ทำให้สิ้นเปลืองสบู่ในการซักฟอก และเมื่อนำน้ำกระด้างมาต้มจะเกิดตะกอนในกาน้ำ โรงงานอุตสาหกรรมซึ่งต้องใช้หม้อน้ำขนากใหญ่จะเกิดตักรันติดที่หม้อน้ำหรือตามท่อน้ำซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของการถ่ายดอนความร้อนลดลง   สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้นด้วย

                         ชนิดของน้ำ                                ความกระด้าง (TH)

                                                                                     ppm

                            น้ำอ่อน                                               0-60

                            น้ำค่อนข้างกระด้าง                            61-120

                            น้ำกระด้าง                                         121-180

                            น้ำกระด้างมาก                                    >180

 

         น้ำกระด้างที่มีค่า TH ต่ำกว่า 250 ppm ใช้เป็นน้ำดื่มได้  น้ำที่มีค่า TH สูงกว่า 500 ppm  ถือว่าเป็นอันตรายต่อสุขภาพ

                ไนโตรเจนในน้ำ

         แก๊สในโตรเจนที่ละลายในน้ำไม่มีประโยชน์หรือโทษต่อสัตว์น้ำ  แต่ในโตรเจนที่อยู่ในรูปของสารประกอบมีผลต่อสัตว์น้ำไนโตรเจนอาจอยู่ในรูปของสารประกอบอนินทรีย์เช่น ไนเทรต ไนไทรต์ แอมโมเนียหรือเกือแอมโมเนีย หรืออาจอยู่ในรูปของสารประกอบอินทรีย์บางประเภท แอมโมเนียเกิดจากสารละลายโปรตีนของพืชและสัตว์ รวมทั้งการสลายของเสียของมนุษย์และสัตว์ ถ้าตรวจพบแอมโมเนียในน้ำ แสดงว่ามีสิ่งปฎิกูลในน้ำ ปุ๋ยบางชิดประกบด้วยแอมโมเนียหรือเกลือแอมโมเนียดังนั้นบริเวณที่ทำการเกษตรกรรมจะเพิ่มแอมโมเนียในน้ำ แบคทีเรียในน้ำสามารถจะเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไนไทรต์ได้ ในน้ำลึกแบคทีเรียสามารถเปลี่ยนไนเทรตเป็นไนไทรต์ได้ แต่พบว่ามีปริมารของไนไทรต์ในธรรมชาติอยู่น้อยมาก โดยเฉพาะที่ผิวน้ำเกือบจะไม่มี ถ้าตรวจพบไนไทรต์ในน้ำมากอาจจะเนื่องมาจากปนมากับน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม เพราะโรงงานอุตสาหกรรมใช้ไนไทรต์ในหม้อน้ำเพื่อทำการป้องกันการสึกกร่อน ไนเทรตในน้ำอาจเป็นไนเทรตที่เกิดในดิน และละลายในน้ำไนเทรตได้จากการสลายของพืชและสัตว์ และยังได้เปลี่ยนแบคทีเรียโดยแอมโมเนียด้วย ไนเทรตช่วยให้พืชเจริญเติบโตถ้าในน้ำนั้นมีสารจำพวกฟอสเฟตปนอยู่ด้วยในปริมาณที่เหมาะสม  ทำให้จำนวน Phytoplanktonและพืชอื่นๆ ในน้ำเพิ่มขึ้นทำให้ค่าDOในน้ำลดลง

                  ฟอสฟอรัสในน้ำ

          ฟอสฟอรัสในน้ำอยู่ในรูปของเกลือฟอสเฟตนินทรีย์และฟอสเฟตอินทรีย์ Phytoplankton และพืชบางชนิดใช้ฟอสเฟตอนินทรีย์เพื่อใช้ในการเจริญเติบโต เมื่อพืชและสัตว์ตายจะสลายให้ฟอสเฟตอินทรีย์แบคทีเรียจะย่อยฟอสเฟตอินทรีย์เป็นฟอสเฟตอนินทรีย์ละลายยอยู่ในน้ำได้อีกซึ่งจะเป็นอาหารของพืชและสัตว์ต่อไปฟอสเฟสอนินทรีย์ทำให้สาหร่ายสีเขียวเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็ว  แหล่งที่มาของฟอสฟอรัส คือจากของเสียจากบ้านเรือนและอุตสาหกรรม จากฟาร์มเลี้ยงสัตว์และผงซักฟอก

                 ผงซักฟอก

               ผงซักฟอกประกอบด้วยสารสองชนิดชนิดหนึ่งเรียกว่าสารลดความตึงผิว (surfactant หรือ surfaceactive  agent) สารนี้มีสมบัติคล้ายคลึงดังสบู่คือปลายหนึ่งของโมเลกุลมีขั้วจะละลายในน้ำ ส่วนอีกปลายหนึ่งไม่มีขั้ว จะลายสิ่งสกปรกที่เป็นไขหรือไขมันจึงทำให้สิ่งสกปรกแขวนลอยในน้ำได้ หรือกล่าวได้ว่าสารนี้ทำให้ความตึงผิวของน้ำลดลง ทำให้สิ่งสกปรกหลุดได้ง่ายอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า builder เป็นสารที่จำกัด Ca และ Mg ที่อาจทีอยู่ในน้ำ  เพราะไอออนทั้งสองนี้เป็นสาเหตุแห่งความกระด้างของน้ำ builder จะ ควบคุมความเป็นด่างของสารละลายและให้สิ่งสกปรกหลุดออกมาแขวนลอยอยู่ในสารละลายได้ง่าย

        

    สารลดความตึงผิวเป็นสารอินทรีย์มีสามประเภท   ประเภทที่หนึ่งทั้งโมเลกุลเป็นตัวลดความตึงผิวของน้ำ ประเภทที่สอง หมู่บวกเป็นตัวลดความตึงผิวของน้ำ ประเภทที่สาม หมู่ลบเป็นตัวลดความตึงผิวของน้ำส่วนใหญ่เป็นประเภทที่สาม เรียกว่าสารลดความตึงผิวจำพวกแอนไอออน (anionic  surfactant)ซึ่งมีสองจำพวกคือ alkyl benzene sulfonate (ABS) และ linear alkyl sulfonate (LAS)ผงซักฟอกที่มี ABS เรียกว่า  Hard deteegent เพราะ ABS ถูกย่อยโดยแบคทีเรียยาก ผงซักฟอกที่มี LAS ถูกย่อยโดยแบคทีเรียง่ายเรียกว่า soft detergent และนิยมใช้มากในปัจจุบัน

 สารที่เป็น builder ที่ผสมเข้าไปในผงซักฟอกได้แก่   sodium tripolyphoyphosphate (Na P )ซึ่งมีไอออน

 ในผงซักฟอกจะมี  Na P  35-50% สารพอลิฟอสเฟตจะเกิดไอออนเชิงซ้อน  Ca และ Mg   เป็น[Ca(PO ) ]  และ [Mg(PO ) ] ซึ่งละลายในน้ำ ทำให้ Ca และ Mg ไม่สามารถขัดขวางการทำงานของสารลดความตึกผิวได้ นอกจากนี้พอลิฟอสเฟตยังกำจัด Fe   และ Mn  ซึ่งเป็นตัวทำให้ผ้ากระดำกระด่าง โดยเกิดไออนเชิงซ้อนที่ละลายได้ในน้ำ และยังช่วยไห้อนุภาคของส่งสกปรกแขวนลอยอยู่ในน้ำ ทำให้ล้างออกไปได้ง่าย

   สิ่งเป็นพิษในน้ำ

                สิ่งที่เป็นพิษในน้ำพอจะแยกเป็น 7 ประเภทใหญ่ๆ ได้คือ

  1. สารอินทรีย์ทั้งที่มีในธรรมชาติและสารสังเคราะห์ ถ้าเป็นสารอินทรีย์ประเภทที่สลายด้วยแบคทีเรียได้  จะทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลง เพราะต้องใช้ออกซิเจนในการสลายตัว  สารอินทรีย์บางสารเป็นต่อสัตว์น้ำ เช่น  ถ้ามี phenol ในน้ำ 1 ppm จะเป็นอันตรายต่อปลาบางชนิด สารอินทรีย์บางประเภทสลายตัวช้ามาก เช่น ผงซักฟอก บางประเภทไม่สลายตัว เช่น ถุงพลาสติก เป็นต้น
  2. สารที่ช่วยทำให้พืชเจริญเติบโต ได้แก่ สารที่มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลง และทำให้น้ำเน่า
  3. เชื้อโรคที่เป็นสาเหตุของโรคระบาด เป็นต้นว่า อหิวาตกโรค บิด ไข้รากไส้ เป็นต้น
  4. แร่ธาตุและสารประกอบอนินทรีย์ เช่น แคอเมียม  แมงกานีส  ตะกั่ว ปรอท เป็นต้น ซึ้งสะสมอยู่ในสิ่งมีชีวิตและสัตว์น้ำ เมื่อคนรับประทานเข้าไปก็จะทำให้เป็นพิษได้
  5. ตะกอนที่เกิดจากอนุภาคของดิน แร่ธาตุ และ ฝุ่นละออง ทำให้น้ำขุ่นทำให้พืชสีเขียวน้ำสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้อยลง นอกจากนี้อนุภาคต่างๆจะทำให้เครื่องอุปกรณ์สูบน้ำสึกกร่อน
  6. สารกัมมันตรังสีที่มีในธรรมชาติเช่น ยูเรเนียม ทอเรียม  K, C รวมทั้งสารกัมมันตรังสีที่มนุษย์ทำขึ้น เช่น จากระเบิดปรมณู ระเบิดไฮโดรเจน จากปฏิกรณ์ปรมณู ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดทุกรูปแบบ    C ในธรรมชาติ เกิดจากรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศระดับสูง ชนกับนิวเครียสของธาตุซึ้งเป็นองค์ประกอบ ทำให้เกิดอนุภาคนิวตรอน อนุภาคนิวตรอนเมื่อชนกับไนโตรเจนจะเกิด  C ดังสมการ        +      

ครึ่งชีวิตของ C เท่ากับ 5568 ปี  C ในบรรยากาศถูกออกซิไดส์เป็น อยู่ในอากาศ เมื่อสิ่งมีชีวิตหายใจก็จะเข้ามาอยู่ในสิ่งมีชีวิตและในน้ำในที่สุด

       ปัจจุบันได้มีการนำสารกัมมันตรังสีไปใช้ประโยชน์ทางด้านต่างๆ เช่น  เกษตร การแพทย์ และอุตสาหกรรม เป็นต้น  ถ้าไม่ได้มีการระมัดระวังควบคุมและป้องกันอย่างดีย่อมเป็นอันตรายอย่างยิ่ง

  1. ความร้อน อุณหภูมิที่สูงเกินไปของน้ำ  มีผลกระทบกระเทือนต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ

            

  แหล่งที่มาของสารต่างๆ  ที่ทำให้เกิดมลพิษทางน้ำ

  1. จากธรรมชาติ  สารอินทรีย์ส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวของพืช สิ่งปฏิกูลของสัตว์ ซึ่งลงไปสู่แม่น้ำลำคลองและมหาสมุทรเมื่อมีฝนตก  หรือน้ำท่วม สารอินทรีย์จากธรรมชาติมีปริมาณไม่มาก และจะค่อยๆ สลายตัวโดยแบคทีเรีย  จึงไม่ทำให้ค่า DO ในน้ำต่ำลงมากนัก  นอกจากสารอินทรีย์แล้วยังมีอนุภาคของดินและแร่ธาตุด้วย
  2. จากบ้านเรือน น้ำทิ้ง และสิ่งปฏิกูลที่มาจากบ้านเรือนน้ำทิ้งและสิ่งปฎิกูลที่มาจากบ้านเรือนรวมทั้งผู้ที่อยู่อาศัยในเรือและแพ ประกอบด้วยสารอินทรีย์ที่ต้องการออกซิเจนจำนวนมากในการสลายแบคทีเรีย ทำให้มีค่า DO ลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ ที่สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจนแลนทำงานเต็มที่ ทำให้น้ำเน่าและมีกลิ่นเหม็น นอกจากนี้น้ำทิ้งจากครัวเรือนยังมีผงซักฟอก ซึ่งนอกจากจะมีสารลดความตึงผิวที่เป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำแล้วยังมี builder ซึ่งเป็น sodium tripolyphosphate ทำให้มีฟอสเฟตในน้ำมากทำให้พืชสีเขียวเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็ว ต้องการออกซิเจนในการหายใจมากขึ้นทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลงด้วย ในกรุงเทพมหานครจะพบว่าคลองต่างๆที่มีคนอยู่หนาแน่นนำจะเน่าและมีกลิ่นเหม็นเช่นคลองแสนแสบ นอกจากนี้ได้พบว่าแม่น้ำเจ้าพระยาตั้งแต่ปทุมธานีจนถึงปากน้ำสกปรกมาก
  3. โรงงานอุตสาหกรรม น้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารอินทรีย์ที่ต้องการออกซิเจนจำนวนมาก เช่นโรงงานเกี่ยวกับอาหาร และเนื้อสัตว์โรงงานน้ำตาล โรงงานสุรา และเบียร์เป็นต้นน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมเคมีนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของสารเคมีที่โรงงานเหล่านี้ผลิต เช่น กรด ด่าง สารฆ่าแมลง สารฆ่าวัชพืช ผงซักฟอก เป็นต้น

             อนุภาคของปรอทในน้ำ

                                   ปรอทปนอยู่กับของเสียที่มาจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานทำกระจก โรงงานพลาสติกบางประเภทและโรงงานทำโซดาไฟเชื่อกันว่าแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะเปลี่ยนปรอทในน้ำเป็นสารประกอบประเภท  methyl mercury (CH  ซึ่งสะสมอยู่ในสัตว์น้ำ เมื่อปรอทเหล่านี้เข้าไปอยู่ในร่างกายของมนุษย์ไม่ว่าจะอยู่ในรูปของไอปรอท หรือในสารประกอบก็ตามจะทำให้เป็นโรคพิษปรอท

  1. การขนส่งทางน้ำ การเดินเรือทำให้มีการทิ้งของเสียลงในแม่น้ำ ลำคลอง ทะเล  และมหาสมุทร นอกจากนี้น้ำมันเชื้อเพลิง และน้ำมันหล่อลื่นยังรั่วลงสู่น้ำได้ โดยเฉพาะเมื่อเกิดอุบัติเหตุทางน้ำ เช่นเรือชนกับเรือบรรทุกน้ำมันดิบ ทำให้น้ำมันดิบจำนวนมากไปอยู่ในน้ำ ทำความกระทบกระเทือนแก่สัตว์น้ำ และประชาชนที่อยู่บริเวณนั้น
  2. การเลี้ยงสัตว์และการเกษตรกรรม ของเสียจากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ ประกอบด้วยมูลสัตว์ซากสัตว์ที่ตายและเศษอาหารสัตว์เมื่อทิ้งไว้จะมีกลิ่นเหม็นเป็นอันตรายต่อสุขภาพแล้วยังถูกชำระล้างโดนน้ำฝน ลงสู่แม่น้ำลำคลองทำให้เกิดโรคระบาด

         ปัจจุบันนี้การเกษตรกรรมต้องใช้ปุ๋ยในการผลิตสูง ปุ๋ยที่ใช้อาจเป็นปุ๋ยคอกซึ่งได้มาจากมูลสัตว์และยังนิยมใช้ปุ๋ยสังเคราะห์ซึงมีราคาถูกและสะดวกแก่การใช้ ปุ๋ยสังเคราะห์โดยทั่วๆ ไปมีไนโตรเจน ฟอสฟอรัสและโปรแทสเซียมเป็นองค์ประกอบ ตัวอย่างสารประกอบที่มีอยู่ในปุ๋ยได้แก่แอมโมเนียไทเทรต  NH เป็นต้น

 แอมโมเนียซัลเฟต   (NH  เป็นต้น    ปุ๋ยเหล่านี้จะเข้าไปอยู่ในน้ำตามแม่น้ำ ลำคลอง สระ บ่อน้ำ น้ำบาดาลเป็นต้น น้ำที่มีปริมาณเกลือไนเทรตสูง เมื่อดื่มจะทำให้เป็นโรคพิษในเทรต (methemoglobinemia) โรคนี้เกิดจากไนเทรตเปลี่ยนเป็นไนไทรต์ ซึ่งเมื่อเข้าไปในเลือดจะเข้าไปรวมกับอีโมโกลบิน เป็น (methemoglobin) ซึ่งเกิดกับเด็กมากกว่าผู้ใหญ่ กระทรวงสาธารณสุขสหรัฐอเมริกาได้กำหนดไว้ว่าน้ำดื่มควรมีไนเทรตไม่เกิน 10 ppm สำหรับเด็กและไม่เกิน 45 ppmสำหรับผู้ใหญ่

       ฟอสฟอรัสที่อยู่ในปุ๋ยจะอยู่ในรูปของเกลือฟอสเฟต ซึ่งเมื่ออยู่ในน้ำ จะเร่งการเจริญเติบโตของพืชสีเขียวในน้ำ ทำให้น้ำขากออกซิเจน แล้วเกิดภาวะน้ำเน่าดังกล่าวแล้ว

         สาเหตุที่สำคัญอีกประการหนึ่งที่เนื่องจากการเกษตรกรรม คือการใช้สารฆ่าศัตรูพืชและสัตว์ (pesticide) มนุษย์รู้จักฆ่าศัตรูพืชและสัตว์มาแต่โบราณโดยใช้ด่าง สบู่ และสารที่มีในธรรมชาติเช่นน้ำมันสนและยาสูบ ยาสูบยังนิยมใช่ศัตรูพืชและสัตว์ในปัจจุบัน เพราะไม่ค่อยเป็นอันตรายต่อผู้ใช้ สารเคมีที่นักวิทยาศาสตร์ผลิตขึ้นมาใช้เป็นสารฆ่าศัตรูพืชและสัตว์ครั้งแรกได้แก่ Pari green หรือ copper acetoarsenite,Cu(CH ใช้ป้องกันไม่ให้เกิดแมลงในมันฝรั่ง ปัจจุบันสารฆ่าศัตรูพืชมีมากและมีชื่อทางการค้าแตกต่างกัน ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ แบ่งตามชนิดของศัตรูพืชละสัตว์ที่จะฆ่าสำคัญๆได้แก่

       1.สารฆ่าแมลง ได้แก่ chlorinated hydrocarbon  organophosphorus compound และcarbamate

       2.สารฆ่ารา ส่วนมากเป็นสารอินทรีย์ของทองแดงและปรอท

       3.สารฆ่าสัตว์แทะ สารที่ใช้ได้ผลแต่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้ได้แก่ สตริกนิน (strythnine),sodium fluoroacetate (CH สารเคมีที่นิยมใช้กันมากแต่ไม่ค่อยเป็นอันตรายต่อผู้ใช้ได้แก่ warfarin และnorbormide

 

         สารฆ่าแมลง ใช้กันมากสำหรับฆ่าแมลงที่เป็นอันตรายต่อผักและผลไม้ ถ้าชาวสวนนำผักและผลไม้ที่สารฆ่าแมลงยังไม่สลายตัวไปจำหน่ายย่อมเป็นอันตรายต่อผู้บริโภคสารฆ่าแมลงแบ่งเป็น 3 ชนิดคือ

1.สารประกอบอินทรีย์คลอรีน    (Organochlorine compound)         เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งมีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ (chlorinated  hydrocabon)   ได้แก่สารที่มีชื่อการค้าเช่น ดีดีที (DDT) ดีลดริน (Dieldrin) แอลดริน (Aldrin)   เอนดริน (Endrin)           ลินเดนหรือ BHT (bebdene hexachloride) และคลอเดน (Choldane)เป็นต้น    

 คำว่า DDT มาจากคำว่า Dichloro Diphenyl Trichlorethane,มีค่า LD   สูงเมื่อเทียบกับสารฆ่าแมลงชนิดอื่นดังในตาราง                                                                                                                                                                

 ตารางที่ 18.5  ค่า LD ของสารฆ่าแมลงจำพวกอินทรียคลอรีน ซึ่งทดลองกับหมู

 

 

        สารฆ่าแมลง

                                LD ( มิลลิกรัม/กิโลกรัม)

ทางปาก

ทางผิวหนัง

  เอนดริน   ( Endrin)

7.5

15.5

แอลดริน     (Aldrin)

39.0

98.0

ดีลดริน     (Dieldrin)

46.0

60.0

ลินเดน    (Lindane)

88.0

900.0

เฮปตาคลอร์   (Heptachlor)

100.0

195.0

ดีดีที     (DDT)

113.0

251.0

คลอร์เดน   (Chlordane)

335.0

690.0

 

 

  ดีดีที เป็นสารที่เป็นอันตรายต่อสภาวะแวดล้อมเป็นอย่างมาก  เนื่องจากดีดีทีสลายตัวเป็นสารที่ปราศจากพิษได้ช้ามาก  การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของดีดีทีมักจะให้สารใหม่ที่ยังคงเป็นพิษต่อมนุษย์เช่น DDD  และ DDE เป็นต้น จึงทำให้เกิดปัญหาดีดีทีตกค้างในอาหารจำพวกผักและผลไม้จากการวิเคราะห์ของกรมวิชาเกษตรกระทรวงเกษตร ในปี พ.ศ.2518  พบว่าในผักคะน้ามีดีดีทีตกค้างอยู่ 18.0 ppm  ในข้าวโพด 4.5 ppm และในปลา 2.01  ppm   เนื่องจากดีดีทีละลายในน้ำได้น้อยมาก คือประมาณ 1.2 pp แต่ละลายได้ดีในไขมัน ดีดีทีจึงถูกดูดผ่านผิวหนังอย่างช้าๆ และเข้าไปสะสมในไขมันในร่างกายได้ ดีดีที ที่ปะปนกับน้ำจะเข้าไปสะสมอยู่ในแพลงก์ตอน  ซึ่งเป็นอาหารของปลา  ดังนั้นดีดีทีจึงสะสมในปลา ปลาเป็นอาหารของคนดังนั้นดีดีทีจึงสะสมในคนด้วย โดยปกติพบว่ามีดีดีทีในแพลงก์ตอนประมาณ 0.01-0.1 ppm  ในปลาขนาดเล็กพบว่ามีประมาณ 1.0 ppm ในปลาขนาดใหญ่และในคนพบว่ามีประมาณ 10 ppmนอกจากนี้ยังพบว่ามีดีดีทีตกค้างตามพื้นดิน  แม่น้ำลำคลอง   ทะเล   มหาสมุทร  ซึ่งจะเข้าไปสะสมในพืช  สัตว์และคนได้อีกทางหนึ่งอย่างไรก็ดี  ดีดีทีที่สะสมในร่างกายของมนุษย์ในขณะนี้  ยังไม่พบว่าถึงปริมาณที่ทำให้เสียชีวิต แต่เป็นที่น่าวิตกว่าดีดีทีที่สะสมในร่างกายอาจมีปริมาณสูงขึ้นจนเป็นอันตรายได้  เป็นที่น่าสังเกตว่าผู้ที่มีปริมาณดีดีทีในร่างกายสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดโรคเลือดออกในสมอง  โรคตับแข็ง  และโรคมะเร็งบางชนิด

                สำหรับสัตว์นั้น ได้พบว่านกบางชนิดสะสมดีดีทีไว้ม