18/10/59

1

การใชส้าหรา่ยเป็นดชันทีางชวีภาพ บง่ชีค้ณุภาพน า้

รองศาสตราจารย ์ดร. ยวุด ีพรีพรพศิาล ภาควชิาชวีวทิยา คณะวทิยาศาสตร ์มหาวทิยาลัยเชยีงใหม ่

ดัชนีทางชวีภาพ (bioindicator)

หมายถงึ สิง่มชีวีติทีส่ามารถบง่ชีส้ถานการณ์

สภาพสิง่แวดลอ้มได ้ทัง้น้ีเพราะสิง่มชีวีติน้ี

เจรญิไดใ้นสภาพแวดลอ้มทีเ่ฉพาะเจาะจง

Organisms Environmental factors

-DO

-pH

-temperature

-nutrients

-salinity

etc.

s

B,C -- มคีวามทนในชว่งแคบ

A -- มคีวามทนในชว่งกวา้ง

B,C – เป็น indicator ทีด่ ี

1. สะดวก ไมต่อ้งใชเ้ครือ่งมอืหรอืสารเคมที ีม่ ี

ราคาแพง

2. รูผ้ลทนัททีนัใด (ถา้เป็นผูเ้ชีย่วชาญพอ)

3. สามารถตรวจตราสภาพแวดลอ้มทีด่ าเนนิ

มากอ่นวนัทีศ่กึษา (ซึง่วธิทีางเคมที าไมไ่ด)้

ผลดขีองการใช ้bioindicator

ระบบนเิวศน ้านิง่ Planktonic form กลุม่แพลงกต์อนพชื

• พบสาหรา่ยนอ้ยชนดิ แตล่ะชนดิมจี านวนนอ้ย

- พบสาหรา่ยสเีขยีวพวกเดสมดิส ์เชน่ Cosmarium spp.

Staurastrum spp.

Staurodesmus spp.

- ไดอะตอมชนดิ centric diatom เชน่ Cyclotella spp.

- พบสาหรา่ยครสิโซไฟท ์เชน่ Dinobryon spp.

1. Oligotrophic status (สารอาหารนอ้ย น ้ามคีณุภาพด)ี

คณุภาพน า้ตามระดบัสารอาหาร

และชนดิของแพลงกต์อนพชืทีบ่ง่ชี ้

18/10/59

2

Staurastrum sp.

Dinobryon sp.

Cyclotella sp.

Cosmarium sp. Micrasterias sp.

Staurodesmus sp.

2. Mesotrophic status

(สารอาหารปานกลาง น า้มคีณุภาพปานกลาง)

• พบสาหรา่ยมากชนดิ แตล่ะชนดิอาจมมีาก หรอืนอ้ย

- พบสาหรา่ย dinoflagellates เชน่ Ceratium spp.

Peridinium spp.

Peridinium spp. Ceratium sp.

3. Eutrophic status (สารอาหารมาก น า้มคีณุภาพไมด่)ี

• พบสาหรา่ยนอ้ยชนดิ แตล่ะชนดิมจี านวนมาก

- พบสาหรา่ยสเีขยีวแกมน า้เงนิ Anabaena spp.

Oscillatoria spp.

Phormidium spp.

- พบสาหรา่ยยกูลนีอยด ์Euglena spp.

Phacus spp.

Trachelomonas spp.

- พบไดอะตอม Nitzschia spp.

Fragilaria spp.

Synedra spp.

Euglena sp. Phacus sp.

Trachelomonas sp. Nitzschia sp.

Attached form

กลุม่สาหรา่ยยดึเกาะ

ระบบนเิวศน า้ไหล

Attached form: - สาหรา่ยขนาดใหญ ่ - ไดอะตอมพืน้ทอ้งน า้ สาหรา่ยขนาดใหญ ่

18/10/59

3

ไดอะตอมพืน้ทอ้งน ้า Batrachospermum macrosporum

Montagne

Nemalionopsis shawii

Skuja

1. Oligotrophic status (สารอาหารนอ้ย น า้มคีณุภาพด)ี - พบสาหรา่ยสแีดง Batrachospermum spp., Nemalionopsis spp.

- พบไดอะตอม Cyclotella spp., Achnanthes spp.

คณุภาพน า้ตามระดบัสารอาหาร สาหรา่ยขนาดใหญแ่ละไดอะตอมพืน้ทอ้งน า้ท ีบ่ง่ชี ้

Achnanthes minutissima Kützing

Cyclotella stelligera

Cleve & grunow Spirogyra sp.

Cladophora glomerata

Kützing

2. Mesotrophic status (สารอาหารปานกลางน า้มคีุณภาพปานกลาง)

- พบไดอะตอม Melosira spp.,

Cymbella spp.

- พบสาหรา่ยสเีขยีว Cladophora spp., Spirogyra spp.

Melosira varians

Agardh Cymbella tumida

(Brébisson) Van Heurck Phormidium rezii

Gomont

Stigeoclonium lubricum

(Dillw.) Kützing

3. Eutrophic status (สารอาหารมาก น า้มคีุณภาพไมด่)ี

- พบสาหรา่ยสเีขยีวแกมน า้เงนิ Oscillatoria spp., Phormidium spp.

- พบสาหรา่ยสเีขยีว Stigeoclonium spp.

- สาหรา่ยสแีดง Compsopogon spp.

- ไดอะตอม Nitzchia spp., Comphonema spp.

18/10/59

4

Oscillatoria linosa Agardh Compsopogon sp.

Nitzschia palea

(Kützing) W. Smith

Gomphonema lagenula Kützing

Wetzel (1983)

GENERAL LAKE TROPHY DOMINANT ALGAE

Oligotrophic

Mesotrophic or Eutrophic

Eutrophic

Desmids Staurodesmus,

Staurastrum

Diatoms Cyclotella,

Tabellaria

Chrysophycean algae

Dinobryon,

Mallomonas

Botryococcus

Chlorococcal Oocystis

Dinoflagellates Peridinium,

Ceratium

Dinoflagellates Peridinium,

Ceratium

Diatoms Asterionella,

Fragilaria,

Synedra

Blue green algae Anacystis (=Microcystis)

Aphanizomenon, Anabaena

Round (1973)

Zone I

HIGH POLLUTION Algae absent

Zone II

Zone III

Zone IV

POLLUTION

Euglena

Euglena

Oscillatoria chlorina

Zone V

Zone VI

Zone VII

MEDIUM

Ulothrix zonata, Oscillatoria benthonicum,

Stigeoclonium tenue,

Cladophora fracta, Phormidium

Batrachospermum vagum, Lemanea fluvialilis,

Cladophora glomerata, Ulothrix zonata

Zone VIII

CLEAN

Draparnaldia glomerata, Lemanea annulata,

Batrachospermum moniliforme,

Hildenbrandia rivularis,Phormidium inundatum

Zone IX

VERY CLEAN

Chlorotylium cataractum, Draparnaldia plumosa,

Chantransia chalybea,Hildenbrandia rivularis,

Chamaesiphon polonicus, Calothrix

1. ขอ้มูลทางดา้นกายภาพ และเคม ีจะน ามาประเมนิ 2 แบบคอื 1.1 ใชส้ถานภาพของสารอาหาร (trophic status) โดยใช ้

AARL- PC Score (Peerapornpisal et al., 2004) ซึง่ประยุกต ์ จากวธิกีารของ Lorraine and Vollenweider (1981)

Wetsel (2001) และมาตรฐาน คุณภาพน า้ในแหลง่น า้ผวิดนิของ

คณะกรรมการส ิง่แวดลอ้ม แหง่ชาต ิ(2537)

1.2 ใชม้าตรฐานคุณภาพน า้ในแหลง่น า้ผวิดนิ (ประกาศคณะกรรมการส ิง่แวดลอ้มแหง่ชาต ิฉบบัที ่8 พ.ศ. 2537)

2. ขอ้มลูแพลงกต์อนพชืจะน ามาประเมนิโดยใช ้

AARL-PP Score (Peerapornpisal et al., 2007) ประเมนิมาจาก แพลงกต์อนพชืชนดิเดน่ โดยใชล้ าดับคะแนนอยา่งงา่ย

การประเมนิคณุภาพน า้ในแหลง่น า้ทีศ่กึษา

1. AARL-PC Score การใชค้ะแนนจากคณุภาพน ้าทางดา้นกายภาพและเคม ี

• Applied Algal Research Laboratory • Physical and Chemical

มาตรฐานคุณภาพน า้ท ี ่หอ้งปฏบิตักิารวจิยัสาหรา่ยประยกุต ์มหาวทิยาลยัเชยีงใหม ่ไดค้ดิคน้ขึน้ ม ี2 วธิกีาร คอื

(Peerapornpisal et al., 2004 )

18/10/59

5

พารามเิตอรท์ ีท่ ามาประเมนิคุณภาพน า้ โดยใช ้AARL –PC Score

1. DO 2. BOD 3. Conductivity 4. N03-N 5. NH4-N 6. Soluble reactive phosphorus (SRP) 7. Chlorophyll a

ตารางที ่1 คะแนนของแตล่ะพารามเิตอร ์

DO คะแนน

> 9 0.1

8-9 0.2

7-8 0.3

6-7 0.4

5-6 0.5

4-5 0.6

3-4 0.7

2-3 0.8

1-2 0.9

< 1 1.0

BOD คะแนน

<0.2 0.1

0.2-0.5 0.2

0.5-1.5 0.3

1.5-3 0.4

3-5 0.5

5-8 0.6

8-15 0.7

15-30 0.8

30-50 0.9

>50 1.0

ประกอบดว้ย 2 ตาราง AARL-PC Score

ตารางที ่1 (ตอ่)

Conductivity คะแนน

< 10 0.1

10-20 0.2

20-40 0.3

40-80 0.4

80-120 0.5

120-200 0.6

200-300 0.7

300-450 0.8

450-700 0.9

>700 1.0

NH3-N คะแนน

< 0.01 0.1

0.01-0.03 0.2

0.03-0.06 0.3

0.06-0.10 0.4

0.10-0.30 0.5

0.30-0.50 0.6

0.50-0.70 0.7

0.70-1.0 0.8

1.0-3.0 0.9

>3.0 1.0

No3-N คะแนน

<0.1 0.1

0.1-0.2 0.2

0.2-0.4 0.3

0.4-0.8 0.4

0.8-1.5 0.5

1.5-3.0 0.6

3.0-10.0 0.7

10.0-20.0 0.8

20.0-40.0 0.9

>40.0 1.0

SRP คะแนน

>0.01 0.1

0.01-0.05 0.2

0.05-0.10 0.3

0.10-0.15 0.4

0.15-0.25 0.5

0.25-0.35 0.6

0.35-0.50 0.7

0.50-1.25 0.8

1.25-2.5 0.9

>2.5 1.0

ตารางที ่1 (ตอ่)

Chlorophyll a คะแนน

<1 0.1

1.0-2.0 0.2

2.0-5.0 0.3

5.0-15.0 0.4

15.0-25.0 0.5

25.0-50.0 0.6

50.0-100.0 0.7

100.0-200.0 0.8

200.0-400.0 0.9

>400.0 1.0

คะแนน สถานะสารอาหาร (trophic status)

คุณภาพน า้ ท ัว่ไป

0.1-0.9

1.0-1.8

1.9-2.7

2.8-3.6

3.7-4.5

4.6-5.4

มากกวา่ 5.5

สารอาหารนอ้ยมาก (ultra-oligotrophic)

สารอาหารนอ้ย (oligotrophic)

สารอาหารนอ้ยถงึปานกลาง(oligo-mesotrophic)

สารอาหารปานกลาง (mesotrophic)

สารอาหารปานกลางถงึสงู (meso-eutrophic)

สารอาหารสงู (eutrophic)

สารอาหารสงูมาก (hypereutrophic)

ดมีาก (very clean)

ด ี(clean)

ดถีงึปานกลาง(clean-moderate)

ปานกลาง (moderate)

ปานกลางถงึไมด่ ี (moderate-polluted)

ไมด่ ี(polluted)

ไมด่มีาก (very-polluted)

ตารางที ่2 คะแนนคุณภาพน า้ ของ AARL – PC Score จดัตามสถานะสารอาหาร และคุณภาพน า้ท ัว่ไป

อา่งเก็บน ้าอา่งแกว้ วัดพารามเิตอรค์ณุภาพน ้าทางกายภาพ และเคมไีด ้ดงันี ้

คา่ DO = 6.2 mg.l-1

คา่ BOD = 3.1 mg.l-1

คา่ Conductivity = 105 s.cm-1

คา่ NO3-N = 0.8 mg.l-1

คา่ NH4-N = 0.05 mg.l-1

คา่ SRP = 0.29 mg.l-1

คา่ Chlorophyll a = 29 g.l-1

ตวัอยา่ง

18/10/59

6

เมือ่น าคา่จากพารามเิตอรต์า่งๆ ไปหาคะแนนในตารางที ่ 1

จะไดค้ะแนนดงันี ้

คา่ DO = 0.4 คา่ BOD = 0.5 คา่ Conductivity = 0.5 คา่ NO3-N = 0.4 คา่ NH4-N = 0.3 คา่ SRP = 0.6 คา่ Chlorophyll a = 0.6

รวมคะแนนท ัง้หมดได ้ 3.3 เมือ่น าไปดูคุณภาพน า้ใน ตารางที ่ 2

คณุภาพน า้ปานกลาง

พบวา่สารอาหารอยูใ่นระดบัปานกลาง (mesotrophic status )

คะแนน สถานะสารอาหาร (trophic status)

คุณภาพน า้ ท ัว่ไป

0.1-0.9

1.0-1.8

1.9-2.7

2.8-3.6

3.7-4.5

4.6-5.4

มากกวา่ 5.5

สารอาหารนอ้ยมาก (ultra-oligotrophic)

สารอาหารนอ้ย (oligotrophic)

สารอาหารนอ้ยถงึปานกลาง(oligo-mesotrophic)

สารอาหารปานกลาง (mesotrophic)

สารอาหารปานกลางถงึสงู (meso-eutrophic)

สารอาหารสงู (eutrophic)

สารอาหารสงูมาก (hypereutrophic)

ดมีาก (very clean)

ด ี(clean)

ดถีงึปานกลาง(clean-moderate)

ปานกลาง (moderate)

ปานกลางถงึไมด่ ี (moderate-polluted)

ไมด่ ี(polluted)

ไมด่มีาก (very-polluted)

ตารางที ่2 คะแนนคุณภาพน า้ ของ AARL – PC Score จดัตามสถานะสารอาหาร และคุณภาพน า้ท ัว่ไป

• AARL= Applied Algal Research Laboratory • PP=Phytoplankton

(Peerapornpisal et al., 2007 )

2. AARL-PP Score การใชค้ะแนนจากแพลงกต์อนพชืชนดิเดน่

จากงานวิจัยทางด้านแพลงก์ตอนพืชราว 50 เร่ือง

ในระยะเวลามากกว่า 15 ปี

ท าใหท้ราบวา่แพลงกต์อนพชืชนดิเดน่ จนีสัใด เจรญิอยูใ่นคณุภาพน า้แบบไหน

AARL- PP Score ประกอบดว้ย ตารางส าคญั 2 ตาราง

แบง่คะแนนออกเป็น 1, 2, 3…………….10

• โดยตวัเลขนอ้ย แสดงน า้ทีม่คีณุภาพด-ีสารอาหารนอ้ย

• ตวัเลขมาก แสดงน า้ทีม่คีณุภาพไมด่-ีสารอาหารมาก

ตารางที ่ 1 คะแนนแพลงกต์อนพชื จดัตามระดบัสารอาหาร

จนีสั คะแนน

Actinastrum 5

Anabaena 8

Ankistrodesmus 7

Aphanocapsa 5

Aphanothece 5

Botryococcus 4

Centritractus 4

Ceratium 4

Chlamydomonas 6

Chlorella 6

Chroococcus 6

Closterium 6

Coelastrum 7

Cosmarium 2

Crucigenia 7

Crucigeniella 7

จนีสั คะแนน

Cryptomonas 8

Cylindrospermopsis 7

Dictyosphaerium 7

Dimorphococcus 7

Dinobryon 1

Elakatothrix 3

Euastrum 3

Eudorina 6

Euglena 10

Golenkinia 5

Gonium 6

Gymnodinium 6

Isthmochloron 5

Kirchneriella 5

Merismopedia 9

Micractinium 7

จนีสั คะแนน

Micrasterias 2

Microcystis 8

Monoraphidium 7

Nephrocytium 5

Oocystis 6

Oscillatoria 9

Pandorina 6

Pediastrum 7

Peridinium 6

Peridiniopsis 6

Phacus 8

จนีสั คะแนน

Phormidium 9

Planktolyngbya 7

Pseudanabaena 7

Rhodomonas 8

Scenedesmus 8

Spirulina 9

Staurodesmus 3

Staurastrum 3

Strombomonas 8

Synura 8

Tetraedron 6

Trachelomonas 8

Volvox 6

18/10/59

7

จนีสั คะแนน

Acanthoceras 5

Achnanthes 6

Amphora 6

Aulacoseira 6

Bacillaria 7

Cocconeis 6

Cyclotella 2

Cymbella 5

จนีสั คะแนน

Encyonema 6

Epithemia 6

Eunotia 2

Fragilaria 5

Gomphonema 6

Gyrosigma 7

Hantzchia 8

Melosiera 5

จนีสั คะแนน

Navicula 5

Nitzschia 9

Pinnularia 5

Rhizosolenia 6

Rhopalodia 5

Stauroneis 5

Surirella 6

Synedra 6

ตารางที ่ 1 คะแนนแพลงกต์อนพชื (ไดอะตอม) จัดตามระดบัสารอาหาร

คะแนน 1คะแนน

คะแนน 2 คะแนน

คะแนน 3 คะแนน

Dinobryon

Cosmarium

Micrasterias

Elakatothrix Euastrum

Staurodesmus Staurastrum

คะแนน 4 คะแนน

Botryococcus Centritractus

Ceratium

Actinastrum Nephrocytium Golenkinia

คะแนน 5 คะแนน

Aphanocapsa Isthmochloron Kirchneriella

Aphanothece

คะแนน 6 คะแนน

Chroococcus Tetraedron Oocystis

Closterium

Gonium

Peridinium Peridiniopsis

Volvox

Chlamydomonas Chlorella

Gymnodinium

Eudorina

Pandorina

คะแนน 6 คะแนน

18/10/59

8

คะแนน 7 คะแนน

Ankistrodesmus Coelastrum Pediastrum Dimorphococcus

Dictyosphaerium

Micractinium Monoraphidium

Cylindrospermopsis

Pseudanabaena Planktolyngbya

Crucigenia

Crucigeniella คะแนน 7 คะแนน

คะแนน 8 คะแนน

Anabaena Scenedesmus

Phacus Synura Strombomonas

Cryptomonas

Microcystis Rhodomonas

Trachelomonas

คะแนน 8 คะแนน

คะแนน 10 คะแนน

คะแนน 9 คะแนน

Merismopedia

Phormidium

Oscillatoria

Spirulina

Euglena

ตารางที ่2 คะแนนคุณภาพน า้ของ AARL-PP Score

จดัตามสถานะสารอาหารและคณุภาพน า้ท ัว่ไป

คะแนน สถานะสารอาหาร (trophic status) คุณภาพน า้ท ัว่ไป

1.0-2.0

2.1-3.5

3.6-5.5

5.6-7.5

7.6-9.0

9.1-10.0

สารอาหารนอ้ย (oligotrophic )

สารอาหารนอ้ยถงึปานกลาง (oligo-mesotrophic)

สารอาหารปานกลาง (mesotrophic)

สารอาหารปานกลางถงึสงู (meso-eutrophic)

สารอาหารสงู (eutrophic)

สารอาหารสงูมาก (hypereutrophic)

ด ี(clean)

ดถีงึปานกลาง (clean-moderate)

ปานกลาง (moderate)

ปานกลางถงึไมด่ ี(moderate-polluted)

ไมด่ ี(polluted)

ไมด่มีาก (very polluted)

18/10/59

9

วธิกีาร

1. เก็บตวัอยา่งแพลงกต์อนพชืจากแหลง่น า้ที่ตอ้งการศกึษา

2. น าแพลงกต์อนพชืมาวนิจิฉยัในระดบัจนีสั

3. นบัจ านวนแพลงกต์อนพชืในแตล่ะจนีสั

4. เลอืกจนีสัทีเ่ดน่โดยมจี านวนเซลลม์ากทีส่ดุและรองลงไป 3 จนีสั โดยตอ้งมปีรมิาณมากกวา่ 10% ขึน้ไปแตล่ะจนีสั

5. หาคะแนนของแพลงกต์อนพชืในแตล่ะจนีสัในตารางที ่1

6. น าคะแนนท ัง้หมดมาบวกกนัแลว้หาคา่เฉลีย่

(หรอืหารดว้ย 3)

7. น าคา่เฉลีย่จากขอ้ 6 ไปเปรยีบเทยีบคณุภาพน า้ในตารางที ่2

8. สามารถทราบคณุภาพน า้ในแหลง่น า้น ัน้ได ้

วธิกีาร (ตอ่)

อา่งเก็บน า้อา่งแกว้ มแีพลงกต์อนพชืจนีสัเดน่ 3 จนีสัแรกคอื

Peridinium sp.

Staurastrum sp.

Ceratium sp

ตวัอยา่ง

คะแนนของแพลงกต์อนพชืท ัง้ 3 จนีสั ในตารางที ่1 คอื

Peridinium sp. = 6

Staurastrum sp. = 3

Ceratium sp. = 5

น าคะแนนท ัง้หมดมารวมกนัไดเ้ทา่กบั 14 คะแนน

จากน ัน้น ามาหาคา่เฉลีย่โดยหารดว้ย 3

ดงัน ัน้คา่เฉลีย่ 14/3

= 4.6

น าคา่ 4.6 ไปเปรยีบเทยีบคณุภาพน ้าในตารางที ่2

ตารางที ่2 คะแนนแสดงคณุภาพน า้จดัตามระดบั

สารอาหารและคณุภาพน า้ท ัว่ไป

คะแนน สถานะสารอาหาร (trophic status) คุณภาพน า้ท ัว่ไป

1.0-2.0

2.1-3.5

3.6-5.5

5.6-7.5

7.6-9.0

9.1-10.0

สารอาหารนอ้ย (oligotrophic )

สารอาหารนอ้ยถงึปานกลาง (oligo-mesotrophic)

สารอาหารปานกลาง (mesotrophic)

สารอาหารปานกลางถงึสงู (meso-eutrophic)

สารอาหารสงู (eutrophic)

สารอาหารสงูมาก (hypereutrophic)

ด ี(clean)

ดถีงึปานกลาง (clean-moderate)

ปานกลาง (moderate)

ปานกลางถงึไมด่ ี(moderate-polluted)

ไมด่ ี(polluted)

ไมด่มีาก (very polluted)

แสดงวา่คุณภาพน า้ในอา่งแกว้ อยูใ่นระดบัสารอาหารปานกลาง คุณภาพน า้ปานกลาง

18/10/59

10

ลองท าด:ู จงหาคณุภาพน ้าของแหลง่น ้าทัง้ 2 แหลง่นี้

2. ในคเูมอืงเชยีงใหม ่ จังหวัดเชยีงใหม ่ มแีพลงกต์อนพชืชนดิเดน่คอื Microcystis sp.

Ananbaena sp. Nitszshia sp.

1. ในอา่งเก็บน ้าเขือ่นแมก่วงอดุมธารา จังหวัดเชยีงใหม ่ มแีพลงกต์อนพชืชนดิเดน่คอื Cosmarium sp.

Staurastrum sp. Staurodesmus sp.