การศึกษาคุณภาพน้ำ
การศึกษาคุณภาพน้ำทั่วไป ซึ่งส่งผลต่อการใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ และการดำรงชีวิตและการเจริญเติบโตของสัตว์น้ำ โดยใช้เครื่องวัดคุณภาพน้ำหลายตัวแปร (Multi-parameter probe) โดยตัวแปรคุณภาพน้ำที่ตรวจวัด ได้แก่ อุณหภูมิของน้ำ ค่าการนำไฟฟ้า ความเค็ม ความเป็นกรดเป็นด่างของน้ำ ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ และใช้จานวัดความโปร่งแสงของน้ำ (Secchi disk) เพื่อวัดค่าความโปร่งแสงที่บ่งบอกถึงความขุ่นใสของมวลน้ำได้ ผลการศึกษาคุณภาพน้ำทั่วไป ในเดือนพฤศจิกายน 2560 เดือนมีนาคม 2561 เดือนสิงหาคม 2561 และเดือนธันวาคม 2561 ดังตารางที่ 1
การศึกษาคุณภาพน้ำทั่วไปโดยใช้เครื่องวัดคุณภาพน้ำหลายตัวแปร
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำมีผลต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ทั้งทางด้านการปรับตัวและกระบวนการทางชีวเคมีต่างๆ ภายในร่างกายของสัตว์หรือแม้แต่พืชด้วย หากมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเกินกว่าระดับที่สิ่งมีชีวิตปรับตัวได้ทันก็จะเกิดผลกระทบต่อการดำรงชีวิตได้ ผลการศึกษาพบว่าอุณหภูมิของน้ำในเดือนพฤศจิกายน 2560 เดือนมีนาคม 2561 และเดือนสิงหาคม 2561 ในรอบวันนั้นไม่แตกต่างกันมากนัก และอยู่ในช่วงที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ ขณะที่เดือนธันวาคม 2561 มีความแตกต่างของอุณหภูมิในช่วงฤดูแล้งที่มีอากาศหนาวเย็น ตั้งแต่ 24.5 องศาเซลเซียสในช่วงเช้า ถึง 31.7 องศาเซลเซียสในช่วงบ่าย ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างช้าๆ จึงไม่ส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำในหนองหารที่สามารถปรับตัวได้ อนึ่งพื้นที่ส่วนใหญ่ของหนองหารนั้นมีความลึกของน้ำค่อนข้างน้อย ทำให้แสงสามารถส่องลงมาสู่น้ำที่ตื้นได้ทั่วถึงทำให้มวลน้ำมีอุณหภูมิที่สูงในช่วงกลางวัน อุณหภูมิสูงและแสงที่เพียงพอนั้นเป็นการกระตุ้นให้เกิดกิจกรรมต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตทั้งจุลินทรีย์ พืช และสัตว์
สภาพการนำไฟฟ้านั้นมีความสัมพันธ์ในทิศทางเดียวกันกับความเข้มข้นของแร่ธาตุที่มีประจุอยู่ในมวลน้ำ โดยเฉพาะอนุภาคโซเดียมและแมกนีเซียมของเกลือจึงสามารถสะท้อนความเค็มของน้ำได้ ในพื้นที่หนองหารมีสภาพการนำไฟฟ้าอยู่ในช่วง 68.5-164.9 ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตรในเดือนพฤศจิกายน 2560, มีค่าในช่วง 4.7-180.9 ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตรในเดือนมีนาคม 2561, มีค่าในช่วง 55.0-159.1 ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตรในเดือนสิงหาคม 2561 และมีค่าในช่วง 68.8-146.9 ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตรในเดือนธันวาคม 2561 ตามลำดับ ซึ่งสภาพการนำไฟฟ้ามีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับความเค็มของน้ำในแหล่งน้ำหนองหาร ซึ่งมีค่าระหว่าง 0.03-0.07 psu ในเดือนพฤศจิกายน 2560, มีค่า 0.03-0.08 psu ในเดือนมีนาคม 2561, มีค่า 0.02-0.07 psu ในเดือนสิงหาคม 2561 และมีค่า 0.03-0.07 psu ในเดือนธันวาคม 2561 ตามลำดับ ซึ่งถือว่าเป็นระดับความเค็มของแหล่งน้ำจืดตามปกติที่จะมีค่าความเค็มไม่เกิน 0.5 psu และมีความเค็มค่อนข้างคงที่ในรอบปี
ความเป็นกรดเป็นด่างหรือค่าพีเอช (pH) เป็นค่าที่บ่งชี้ถึงสภาวะความเป็นกรดหรือด่างของมวลน้ำ ระดับ พีเอชส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในน้ำหากมีค่ามากหรือน้อยเกินไป ระดับที่เหมาะสมต่อสัตว์น้ำจะอยู่ที่ 6.5-9.0 ผลการศึกษาพบว่าค่าความเป็นกรดเป็นด่างส่วนใหญ่มีสภาพเป็นกลางถึงเป็นด่างอ่อนๆ โดยในเดือนพฤศจิกายน 2560 มีค่าอยู่ในช่วง 6.67-7.23 เดือนมีนาคม 2561 มีค่าอยู่ในช่วง 7.36-9.41 เดือนสิงหาคม 2561 มีค่าอยู่ในช่วง 7.13-7.88 และเดือนธันวาคม 2561 มีค่าอยู่ในช่วง 6.63-7.80 ตามลำดับ ซึ่งผลการศึกษาทั้งสี่ครั้งที่สำรวจ เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำผิวดิน (กรมควบคุมมลพิษ, 2537) และสิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ตามปกติ สามารถเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้
ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ ในพื้นที่ศึกษาทั้งหมด เดือนพฤศจิกายน 2560 อยู่ในช่วง 4.00-6.69 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 5.79 มิลลิกรัมต่อลิตร เดือนมีนาคม 2561 อยู่ในช่วง 5.11-9.94 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 7.07 มิลลิกรัมต่อลิตร เดือนสิงหาคม 2561 อยู่ในช่วง 2.58-6.68 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 4.90 มิลลิกรัมต่อลิตร และเดือนธันวาคม 2561 อยู่ในช่วง 4.24-7.61 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 5.50 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ค่าที่ตรวจวัดได้ทั้งหมดนี้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานคุณภาพน้ำที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ (สถาบันประมงน้ำจืดแห่งชาติ, 2530) ซึ่งกำหนดไว้ไม่ให้ต่ำกว่า 3 มิลลิกรัมต่อลิตร ยกเว้นสถานี NH5 ในเดือนสิงหาคม 2561 ซึ่งมีปริมาณออกซิเจนละลายน้ำเพียง 2.58 มิลลิกรัมต่อลิตรเท่านั้นในช่วงเวลาบ่าย ซึ่งเป็นระดับออกซิเจนที่ค่อนข้างต่ำและส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในกระบวนการต่างๆ ของร่างกาย โดยหากมีออกซิจนละลายน้ำระดับต่ำกว่า 3 มิลลิกรัมต่อลิตรเป็นระยะเวลานานอาจทำให้เกิดการตายลงของสัตว์น้ำได้ ทั้งนี้ลักษณะทางกายภาพของพื้นที่สถานี NH5 มีการสะสมของพืชน้ำอย่างหนาแน่นและน้ำค่อนข้างนิ่งจึงทำให้เกิดสารอินทรีย์สะสมมากทั้งในมวลน้ำและพื้นท้องน้ำและการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์จะเป็นกลุ่มที่ใช้ออกซิเจนเป็นหลัก
เมื่อพิจารณาเปรียบเทียบกับผลการศึกษาปริมาณออกซิเจนละลายน้ำในหนองหารโดยคณะผู้วิจัยในช่วงปี 2559-2560 ถือว่าคุณภาพน้ำในด้านปริมาณออกซิเจนในการศึกษาในรอบปัจจุบันนี้มีค่าเฉลี่ยสูงกว่าค่อนข้างมาก แสดงให้เห็นถึงคุณภาพน้ำที่ดีขึ้นซึ่งอาจเป็นผลมาจากการที่มวลน้ำได้พัดพาสารอินทรีย์ ตะกอนขนาดเล็กและพรรณไม้น้ำต่างๆ ออกจากหนองในช่วงที่เกิดน้ำท่วมครั้งใหญ่ ปี 2560 ทำให้หลายพื้นที่ที่เคยพบปัญหาออกซิเจนละลายน้ำมีค่าต่ำเนื่องจากสารอินทรีย์และสิ่งเน่าเสียสะสมอยู่มาก กลับมีพื้นที่ที่สะอาดมากขึ้นและมีปริมาณออกซิเจนละลายในมวลน้ำสูงขึ้น อย่างไรก็ตามจากผลการศึกษาในครั้งนี้พบว่าเมื่อเข้าสู่เดือนสิงหาคม 2561 ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำจะเริ่มลดต่ำลงจากช่วงปีแรกที่ผ่านเหตุการณ์อุทกภัยมา แสดงให้เห็นถึงการปรับตัวของแหล่งน้ำทางด้านองค์ประกอบทางกายภาพ เคมี และสิ่งมีชีวิตในน้ำ ให้กลับเข้าสู่สภาวะเดิมตามธรรมชาติของหนองหาร ซึ่งมีพืชน้ำและแหล่งของสารอินทรีย์โดยรอบ
จากภาพรวมของผลการศึกษาพบว่าแหล่งน้ำหนองหารในช่วงเวลาที่ศึกษานี้ จัดอยู่ในแหล่งน้ำประเภทที่ 3 (เกณฑ์มาตรฐานแหล่งน้ำผิวดิน กรมควบคุมมลพิษ, 2537) แสดงถึง แหล่งน้ำที่ได้รับน้ำทิ้งจากกิจกรรมบางประเภท และสามารถเป็นประโยชน์เพื่อ 1) การอุปโภคและบริโภคโดยต้องผ่านการฆ่าเชื้อโรคตามปกติและผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพน้ำทั่วไปก่อน (2) การเกษตร เท่านั้น อย่างไรก็ตาม การตรวจวัดคุณภาพน้ำครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสะท้อนให้เห็นบทบาทและความสำคัญของคุณภาพน้ำที่มีต่อทรัพยากรทางน้ำและการประมงเป็นหลัก ซึ่งจากผลการศึกษาพบว่าคุณภาพน้ำในรอบปีตลอดช่วงการศึกษามีความเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำตามเกณฑ์ของสถาบันประมงน้ำจืดแห่งชาติ (2530) แต่การพิจารณาคุณภาพน้ำเพื่อการใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ นั้นจะมีค่าพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันออกไปซึ่งสามารถติดตามผลการศึกษาได้จากหน่วยงานต่างๆ ที่ดำเนินการศึกษาเฉพาะด้าน
การศึกษาคุณภาพน้ำเฉพาะทาง
ปริมาณความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ เอ
คลอโรฟิลล์ เอ เป็นรงควัตถุสีเขียวที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยพบในแพลงก์ตอนพืช พรรณไม้และสาหร่ายในน้ำ โดยปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ สามารถเป็นดัชนีชี้วัดกำลังผลิตขั้นต้นและปริมาณของแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำได้
การจำแนกประเภทของแหล่งน้ำตามระดับคลอโรฟิลล์ เอ แบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามการจัดจำแนกของ Niles et al. (1996) ได้แก่ 1) Oligotrophic waters หมายถึง แหล่งน้ำที่มีความอุดมสมบูรณ์น้อย พบปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ น้อยกว่า 4.7 ไมโครกรัมต่อลิตร 2) Mesotrophic waters หมายถึง แหล่งน้ำที่มีความอุดมสมบูรณ์ปานกลาง พบปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ มีค่าอยู่ระหว่าง 4.7 – 14.3 ไมโครกรัมต่อลิตรและ 3) Eutrophic waters หมายถึง แหล่งน้ำที่มีความอุดมสมบูรณ์มาก พบปริมาณคลอโรฟิลล์ก เอ มากกว่า 14.3 ไมโครกรัมต่อลิตร
การวิเคราะห์ความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ เอ ในพื้นที่ศึกษาหนองหาร เดือนพฤศจิกายน 2560 เดือนมีนาคม 2561 เดือนสิงหาคม 2561 และเดือนธันวาคม 2561 ได้ผลการศึกษาดังภาพด้านล่าง
ปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ ในน้ำ พื้นที่ศึกษาหนองหาร เดือนพฤศจิกายน 2560 เดือนมีนาคม 2561 เดือนสิงหาคม 2561 และเดือนธันวาคม 2561
ปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ ในน้ำ ในพื้นที่ศึกษาทั้งหมด เดือนพฤศจิกายน 2560 อยู่ในช่วง 1.91-14.69 ไมโครกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 5.71 ไมโครกรัมต่อลิตร เดือนมีนาคม 2561 อยู่ในช่วง 2.05-10.38 ไมโครกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 5.30 ไมโครกรัมต่อลิตร เดือนสิงหาคม 2561 อยู่ในช่วง 0.95-23.36 ไมโครกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 4.14 ไมโครกรัมต่อลิตร และเดือนธันวาคม 2561 อยู่ในช่วง 0.95-13.35 ไมโครกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 3.76 ไมโครกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ผลการศึกษาที่ได้สะท้อนถึงสถานภาพแหล่งน้ำในระดับ Oligotrophic และ Mesotrophic level ซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำถึงปานกลาง โดยปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ ที่ลดลงจากช่วงปี 2559-2560 นี้ มีข้อสันนิษฐานได้แก่ การเกิดอุทกภัยทำให้เกิดการพัดพาหายไปของแพลงก์ตอนพืชทั้งประเภทที่ล่องลอยในน้ำและเกาะติดกับวัตถุ ซึ่งการวัดคลอโรฟิลล์ในการศึกษาครั้งนี้เป็นการวัดคลอโรฟิลล์ในมวลน้ำที่มีแพลงก์ตอนพืชหรือสาหร่ายขนาดเล็กเป็นหลัก จึงทำให้ความอุดมสมบูรณ์ที่วัดได้เป็นความอุดมสมบูรณ์ของตัวมวลน้ำเท่านั้น อย่างไรก็ตามหากพิจารณาถึงความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งน้ำหนองหารแล้วสามารถใช้มวลชีวภาพของพรรณไม้น้ำเป็นตัวชี้วัดได้อีกวิธีหนึ่ง ซึ่งสามารถสะท้อนให้เห็นความอุดมสมบูรณ์ในภาพรวมของแหล่งน้ำทั้งในมวลน้ำ พื้นท้องน้ำและชายฝั่งน้ำได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
ปริมาณของแข็งแขวนลอยรวมในน้ำ (Total suspended solids)
ของแข็งแขวนลอยซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กจะลอยกระจายอยู่ในน้ำ โดยอนุภาคเหล่านี้เป็นสาเหตุทำให้น้ำมีสีและขุ่น ซึ่งส่งผลต่อปริมาณแสงที่ส่องลงมาสู่มวลน้ำ และส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำโดยขัดขวางระบบแลกเปลี่ยนก๊าซหรือทำให้สัตว์เจริญเติบโตช้า แต่ความขุ่นสามารถช่วยในการหลบซ่อนศัตรูของสัตว์น้ำขนาดเล็กได้และถ้าหากเป็นความขุ่นอันเกิดจากสิ่งมีชีวิตพวกแพลงก์ตอนพืชหรือแพลงก์ตอนสัตว์ก็จะช่วยให้เกิดอาหารธรรมชาติแก่สัตว์น้ำมากยิ่งขึ้น ผลการวิเคราะห์ปริมาณของแข็งแขวนลอยรวมในน้ำ ดังภาพด้างล่าง
ปริมาณของแข็งแขวนลอยรวมในน้ำ พื้นที่ศึกษาหนองหาร เดือนพฤศจิกายน 2560 เดือนมีนาคม 2561 เดือนสิงหาคม 2561 และเดือนธันวาคม 2561
ปริมาณของแข็งแขวนลอยรวมในน้ำ ในพื้นที่ศึกษาทั้งหมด เดือนพฤศจิกายน 2560 อยู่ในช่วง 1.23-11.25 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 4.40 มิลลิกรัมต่อลิตร เดือนมีนาคม 2561 อยู่ในช่วง 1.71-16.76 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 5.49 มิลลิกรัมต่อลิตร เดือนสิงหาคม 2561 อยู่ในช่วง 2.80-42.00 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 12.82 มิลลิกรัมต่อลิตร และเดือนธันวาคม 2561 อยู่ในช่วง 1.50-18.33 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าเฉลี่ย 7.33 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ
ผลการศึกษาสะท้อนให้เห็นว่าหนองหารเป็นแหล่งน้ำที่มีน้ำใสมาก โดยมีสารแขวนลอยอยู่ในน้ำปริมาณน้อยมากจึงทำให้ความขุ่นต่ำไปด้วย สอดคล้องกับค่าความโปร่งแสงของน้ำที่วัดโดยจานวัดค่าความโปร่งแสง (Secchi disk) เมื่อพิจารณาเชิงพื้นที่พบว่าโดยส่วนมากแล้วสถานีศึกษาจะมีระดับความโปร่งแสงที่แสงสามารถส่องถึงพื้นน้ำได้ อย่างไรก็ตาม พบว่ามีสถานีที่มีปริมาณของแข็งแขวนลอยที่สูงกว่าพื้นที่อื่น ได้แก่สถานี NH11 ซึ่งเป็นทางน้ำไหลออกจากลำน้ำพุง ซึ่งน้ำที่ไหลหลากลงมาจากแผ่นดินได้ชะล้างตะกอนลงมาทำให้เกิดน้ำขุ่นขึ้นได้ตลอดทั้งปี ทั้งนี้ในหลายบริเวณของหนองหารพบว่าน้ำมีสีขุ่นขึ้นมาอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่นสถานี NH9 เนื่องจากกิจกรรมการปรับปรุงพื้นที่ ขุดลอกหนอง หลังจากเหตุการณ์น้ำท่วม ทำให้เกิดตะกอนเบาฟุ้งกระจายเป็นบริเวณกว้าง ดังภาพ
บริเวณที่มีน้ำขุ่นจากตะกอนที่เกิดจากการขุดลอกแหล่งน้ำหรือการปรับปรุงพื้นที่ชายฝั่งในหนองหาร จังหวัดสกลนคร
ปัจจัยหนึ่งที่ช่วยให้แหล่งน้ำหนองหารใสและมีความโปร่งแสงมากคือพรรณไม้น้ำปริมาณมากในพื้นที่ ซึ่งสามารถดักกรองตะกอนแขวนลอยได้อย่างชัดเจน โดยสังเกตได้จากลำต้นของพรรณไม้น้ำซึ่งมักมีตะกอนสีน้ำตาลซึ่งเป็นสารอินทรีย์เกาะอยู่ทั่วทั้งลำต้น อย่างไรก็ตามตะกอนเหล่านี้อาจทำให้ประสิทธิภาพในสังเคราะห์ด้วยแสงของพรรณไม้น้ำลดลงเพราะการจับตัวของตะกอนบนพืชน้ำจะบดบังแสงที่ส่องลงมาได้