Groundwater Quality and Uses

1. Groundwater Quality and Uses By Jiraporn Pidnoi 4405160 Sanchai Sook-ieam 4405557

2. Unit of analysis • หน่วยการวิเคราะห์มี 2 ลักษณะ • Milligrams per liter(mg/l) หรือ Parts per million(ppm) • Milligrams per liter(mg/l) = parts per million x spacific weight of water • Milliequivalents per liter (meq/l) หรือ Equivalents per million(epm) • meq/l = mg/l equivalents weight • equivalents weight = atomic weight valence

3. วิธีการแปลงหน่วยจากmg/lเป็นหน่วย meq/l สามารถทำได้อีกวิธี คือ การนำเอาหน่วยmeq/l x conversion factor ก็จะได้หน่วยเป็นmeq/lตัวอย่างconversion factorเช่น chemical constituent conversion factor F- 0.05264 Mg+2 0.08226 Al+3 0.11119 Cu+2 0.03148 H+ 0.99209 Na+ 0.04350 Mn+2 0.03640

4. คุณสมบัติของน้ำบาดาลคุณสมบัติของน้ำบาดาลโดยทั่วๆไปแบ่งเป็น 5 ลักษณะ คือ • คุณสมบัติทางเคมี • คุณสมบัติทางกายภาพ • คุณสมบัติทางชีวภาพ • คุณลักษณะที่เป็นพิษ • คุณสมบัติเกี่ยวกับกัมมันตรังสี

5. คุณสมบัติทางเคมี ส่วนประกอบทางเคมีของน้ำบาดาลประกอบด้วยส่วนประกอบเคมีอนินทรีย์ ส่วนประกอบเคมีอินทรีย์ ซึ่งสารอนินทรีย์มีผลต่อคุณภาพน้ำบาดาลโดยทำให้น้ำ กระด้าง น้ำกร่อย เค็ม เป็นต้น คุณสมบัติทางเคมีของน้ำบาดาลตัวที่สำคัญ ได้แก่ EC,Hardness,TDS,SO4, Fe, Mn,Cu, Zn, Mg, Na, Cl, F และNO3 ส่วนประกอบเหล่านี้มักพบบ่อยๆในปริมาณมาก

6. ค่าความนำไฟฟ้า (Electrical Conductance,EC ) • ความนำไฟฟ้าเป็นค่าแสดงความนำไฟฟ้าของน้ำ มีหน่วยเป็นไมโครซีเมนต์ต่อเซนติเมตร ค่านี้เป็นตัวบอกคุณภาพน้ำได้คร่าวๆ คือ ถ้ามีค่าการนำไฟฟ้าสูง แสดงว่ามีเกลือแร่ละลายอยู่ในน้ำมาก โดยทั่วๆไปน้ำที่มีค่าการนำไฟฟ้าน้อยกว่า 1,000 Us/cm จัดว่าเป็นน้ำคุณภาพดี แต่ต้องพิจารณาว่าเป็นเกลือแร่ชนิดใดด้วย ในปัจจุบันนี้นิยมใช้เครื่องวัด ECซึ่งสามารถอ่านค่า conductivityที่ 25๐Cได้โดยตรง

7. Total dissolved solid (TDS) • ในน้ำบาดาลส่วนประกอบที่เป็นของแข็งทั้งหมด (total residue) หมายถึง ปริมาณของ material ที่มีอยู่ในน้ำบาดาลทั้งหมด สารละลายแข็งที่ไม่สามารถผ่านกระดาษกรองได้ เรียก suspended residue และสารละลายแข็งที่ผ่านกระดาษกรองได้ เรียก dissolved residue น้ำบาดาลส่วนใหญ่เป็น dissolved residue จะเรียกว่า Total dissolved solid หรือ TDS น้ำบาดาลคุณภาพดีจืดจะมีค่า TDS ต่ำ แต่น้ำบาดาลคุณภาพปานกลาง หรือ ไม่ดีจะมีค่า TDS สูง โดยทั่วไปการหาค่า TDSหาได้อย่างหยาบๆ จากสมการ TDS = 0.7 EC น้ำบาดาลทั่วไปมีค่าTDS อยู่ในช่วง 100-5000 มล.ก. ต่อ ลิตร ส่วนน้ำที่มีคุณภาพดีมีค่า TDSไม่เกิน 600 มล.ก.ต่อลิตร

8. ความกระด้างทั้งหมด(Total Hardness) • ความกระด้างทั้งหมดของน้ำ หมายถึง ความสามารถของน้ำที่ทำกับฟองสบู่ เกิดจากการละลายของเกลือแคลเซียมหรือแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต เกลือแคลเซียมหรือแมกนีเซียมคลอไรด์ เกลือแคลเซียมหรือแมกนีเซียมซัลเฟต • 0-75 มล.ก. ต่อ ลิตร เรียก น้ำอ่อน • 75-150มล.ก. ต่อ ลิตร เรียก น้ำกระด้างปานกลาง • 150-300 มล.ก. ต่อ ลิตร เรียก น้ำกระด้าง • > 300 มล.ก. ต่อ ลิตร เรียก น้ำกระด้างมาก • ความกระด้างแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ • 4.1. ความกระด้างชั่วคราว (เกลือแคลเซียมหรือแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต ) • 4.2. ความกระด้างถาวร (เกลือแคลเซียมหรือแมกนีเซียมคลอไรด์หรือเกลือ แคลเซียมหรือแมกนีเซียมซัลเฟต)

9. SO4หากมีในปริมาณสูงจะทำให้น้ำมีรสเฝื่อนหรือขม และถ้าหากอยู่ในรูปของMgSO4ในปริมาณมาก อาจทำให้เกิการระบายท้อง • Feทำให้น้ำมีกลิ่นเหม็นคาว เกิดคราบสีแดงตามอุปกรณ์ที่ใช้กับน้ำบาดาล • Mn คล้ายกับเหล็กแต่ไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ • Cu อาจทำให้น้ำมีรสชาติไม่ดีนัก • Zn อาจทำให้น้ำมีรสชาติและกลิ่นไม่ดี • Cl ท่อน้ำและเครื่องใช้ถูกกัดกร่อน และอาจเป็นอันตรายต่อพืช • F หากได้รับในปริมาณที่มากไป อาจทำให้ฟันตกกระและอาจมีผลต่อโครงกระดูก • NO3แหล่งน้ำที่มีไนเตรตสูงไม่ควรนำมาบริโภค เพราะเป็นอันตรายต่อสุขภาพโดยเฉพาะเด็กทารกที่มีอายุต่ำกว่า 6 เดือน

10. คุณสมบัติทางกายภาพ คุณสมบัติทางกายภาพประกอบไปด้วย • 1. อุณหภูมิ • 2. สี น้ำบาดาลที่ดีต้องไม่มีสีมีค่าสีไม่เกิน 50 ปลาตินั่มโคบอลต์ • 3. รส น้ำที่เหมาะสำหรับดื่มควรมีกรดเล็กน้อย (pH 5.5 – 8) • 4. กลิ่น ในน้ำบาดาลส่วนใหญ่มาจาก H2S น้ำบาดาลที่ดีต้องไม่มีกลิ่น • 5. ความหนาแน่น น้ำบาดาลที่ดีต้องมีความหนาแน่นเท่ากับ 1gm/cm3 • 6. ความขุ่น น้ำบาดาลที่ดีควรมีความขุ่นต่ำปลอดจากสิ่งแขวนลอยต่างๆ หน่วยความขุ่น (turbidity unit,TU) 1หน่วยมีค่าเท่ากับความขุ่น ที่เกิดจากซิลิกา 1มิลลิกรัมต่อน้ำ 1 ลิตร

11. 7.pH เป็นค่าแสดงความเป็นกรด ด่าง หรือ ความเป็นกลาง มีค่าระหว่าง0-14 น้ำที่มี pHต่ำกว่า 7 จะมีสภาพเป็นกรด น้ำที่มี pH สูงกว่า 7จะมีสภาพเป็นด่าง น้ำบาดาลส่วนใหญ่มีค่าpHอยู่ระหว่าง 5.5-8.0ค่าความเป็นกรดและด่างของน้ำบาดาลถูกควบคุมด้วยก๊าซ CO2ที่ละลายอยู่ในน้ำในโมเลกุลของกรดคาร์บอนิก (H2CO3)เกลือคาร์บอเนตและเกลือไบคาร์บอเนต ซึ่งปริมาณก๊าซCO2 ในน้ำบาดาลจะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิของชั้นหินอุ้มน้ำ pH = -log [H+]

12. คุณสมบัติทางชีวภาพ การวิเคราะห์คุณภาพน้ำบาดาลเกี่ยวกับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ทำเพื่อตรวจสอบการปนเปื้อนจากน้ำผิวดินและแหล่งน้ำบาดาลข้างเคียง จุลินทรีย์ที่บ่งชี้ถึงความสกปรกที่เกิดจากอุจจาระคนอยู่ในกลุ่มโคริฟอร์ม โดยเฉพาะอีโคไล ซึ่งมาตราฐานคุณภาพน้ำบาดาลในการบริโภคกำหนดว่าต้องไม่มีอีโคไลอยู่เลย

13. คุณลักษณะที่เป็นพิษ • โดยทั่วไปไม่พบสารพิษเนื่องจากมีความสามารถในการละลายน้ำต่ำ มักพบจากการปนเปื้อนภายนอก เมื่อตรวจพบเกินกว่ามาตรฐานห้ามใช้ดื่มเพราะเป็นอันตรายต่อร่างกาย สารพิษบางอย่างเมื่อได้รับบ่อยๆจะเป็นอันตรายต่อร่างกายเช่น สารหนู หากได้รับสารหนูปริมาณ 70-180 มล.ก.ต่อลิตร อาจเป็นอันตรายต่อชีวิตหรือทำให้เป็นมะเร็งผิวหนังและปอดได้ ตะกั่ว หากได้รับในปริมาณมากจะทำให้เกิดอาการอ่อนเพลีย หากปริมาณมากเกินไปจะทำให้ระดับสติปัญญาต่ำ แคดเมียม เซเลเนียม อาจส่งผลกระทบด้านจิตใจ ส่วนสารพิษบางอย่างก็ส่งผลเฉียบพลัน เช่น ไซยาไนด์

14. คุณสมบัติเกี่ยวกับกัมมันตรังสีคุณสมบัติเกี่ยวกับกัมมันตรังสี • ในน้ำบาดาลที่มีการปรากฏของธาตุกัมมันตรังสีบ่งบอกว่ามีการปนเปื้อนจากน้ำผิวดินและการปนเปื้อนในชั้นน้ำบาดาล โดยทั่วไปจะใช้stable isotopeในการศึกษาหรือหาแหล่งกำเนิดของน้ำบาดาลหรือหากระบวนการซึ่งมีผลต่อน้ำ หลังจากที่เกิดขึ้นแล้ว ไอโซโทปที่มักนำมาใช้ทำการศึกษาได้แก่ 18O / 16O และ 13C / 12C

15. How is Groundwater Used in our Lives? http://www.uwsp.edu/water/portage/undrstnd/gwuse2.htm

16. คุณภาพน้ำบาดาล กับการใช้ประโยชน์ • การที่จะนำน้ำบาดาลใช้ประโยชน์ในการอุปโภค บริโภค เกษตรกรรม หรือ อุตสาหกรรม ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำและมาตรฐานสำหรับ การใช้ประโยชน์แต่ละชนิด

17. คุณภาพน้ำเพื่อการเกษตรกรรมคุณภาพน้ำเพื่อการเกษตรกรรม • ธาตุสำคัญที่บ่งชี้ถึงคุณภาพน้ำการเกษตรกรรม คือ โซเดียม ซึ่งมักคำนวณออกมาในรูปของ Sodium Absorption (Ratio) หรือ SARน้ำที่เหมาะสำหรับการเกษตรกรรมควรมีค่า SAR นอกจากนี้ยังต้องดูปริมาณเกลือแร่ทั้งหมดซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของพืชด้วย • ปริมาณของโซเดียมในน้ำ %Na= (Na+K) (Na+K+Ca+Mg) %Na < 40ถือว่าเป็นน้ำที่มีคุณภาพเหมาะสม

18. SAR สามารถหาได้จากสูตรต่อไปนี้ SAR = Na Ca + Mg 2 ถ้า SAR< 10 Excellent water 10 –18 Good water 18-26 Fair water > 26 Poor water

19. คุณภาพน้ำเพื่อการอุตสาหกรรมคุณภาพน้ำเพื่อการอุตสาหกรรม • คุณภาพน้ำเพื่อใช้ในการอุตสาหกรรมจะต้องมีการตรวจวิเคราะห์เพราะถ้าไม่เหมาะสมจะก่อให้เกิดความเสียหาย และอาจเป็นอันตรายต่อผู้บริโภคอุตสาหกรรมแต่ละประเภทย่อมมีความต้องการน้ำที่มีคุณภาพต่างกันออกไป

20. คุณภาพน้ำเพื่อการบริโภคคุณภาพน้ำเพื่อการบริโภค คุณภาพน้ำเพื่อใช้ในการบริโภคต้องดีมากและเป็นไปตามมาตรฐานน้ำดื่ม ดังตารางที่ 1 มาตรฐานน้ำบาดาลที่จะใช้ในการบริโภคได้ตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่12(พ.ศ.2542) ออกตามความในพระราชบัญญัติน้ำบาดาลพ.ศ.2520

21. เอกสารอ้างอิง ทวีศักดิ์ ระมิงค์วงศ์, 2546, น้ำบาดาล, ภาควิชาธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 373หน้า ฟองสวาท สุวคนธ์ สิงหราชวราพันธ์,2546, น้ำบาดาล:การเกิดและการ พัฒนาที่ยั่งยืน, ภาควิชาธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 37หน้า ฉลอง บัวผัน, 2538, น้ำบาดาล,สำนักพิมพ์โอเดียนสโตร์, กรุงเทพฯ กองน้ำบาดาล กรมทรัพยากรธรณี, 2543, คู่มือการใช้แผนที่น้ำบาดาล จังหวัดเชียงใหม่, 43หน้า http://www.uwsp.edu/water/portage/undrstnd/gwuse2.htm, How is Groundwater Used in our Lives?,06/07/2004

22. คำถาม • Totaldissolved solid (TDS) มีความสัมพันธ์กับ Electrical Conductance(EC) อย่างไร? • ค่า pH ของน้ำบาดาลปกติมีค่าเท่าใด? • ความกระด้างทั้งหมด (Total Hardness) คืออะไร? มีวิธีการแก้ไขอย่างไร? • การนำน้ำบาดาลไปใช้เพื่อการเกษตรต้องพิจารณาคุณภาพน้ำด้านใด? • ธาตุที่นำมาศึกษาไอโซโทปของน้ำบาดาลมีธาตุอะไรบ้าง ? • น้ำบาดาลที่ดีควรมีสมบัติทางกายภาพอย่างไร? • น้ำบาดาลที่มีความกระด้างน้อยเกินไปหรือน้ำอ่อนจะทำให้เกิดผลอย่างไรเมื่อนำน้ำไปใช้ประโยชน์? • ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีผลต่อค่า pH อย่างไร? จงอธิบาย • ยกตัวอย่างอุตสาหกรรมและคุณภาพน้ำที่เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมนั้นๆ? • การวิเคราะห์คุณภาพน้ำบาดาลเกี่ยวกับจุลินทรีย์เพื่ออะไร? และสิ่งที่ต้องวิเคราะห์คืออะไร?