การเพาะเลี้ยงหอยเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำ

โดย ดร.ชนกันต์ จิตมนัส

มลพิษที่เกิดจากสารอาหาร (Nutrient pollution) โดยเฉพาะการปล่อยไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณมากลงในน้ำทะเลบริเวณชายฝั่ง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (eutrophication) ในระบบนิเวศทางทะเลและปากแม่น้ำอย่างกว้างขวาง ทำให้เกิดการแพร่กระจายของสาหร่ายพิษ ภาวะขาดออกซิเจน (hypoxia) และการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ซึ่งเป็นภัยคุกคามสำคัญต่อชีวิตในน้ำและคุณภาพน้ำ (Lan 2024) วิธีการบำบัดน้ำแบบดั้งเดิมมักมีค่าใช้จ่ายสูงและมีขอบเขตจำกัด ดังนั้นจึงมีความสนใจในการใช้วิธีการที่มีพื้นฐานจากธรรมชาติ (nature-based solutions) เช่น การเพาะเลี้ยงหอย เพื่อช่วยบรรเทาปัญหาสิ่งแวดล้อมเหล่านี้

หอยที่กินอาหารโดยการกรอง เช่น หอยนางรม หอยแมลงภู่และหอยตลับ ช่วยปรับปรุงคุณภาพน้ำตามธรรมชาติด้วยการกำจัดอนุภาคที่แขวนลอย กรองกินสาหร่ายและสารอาหารส่วนเกินในน้ำ บทความนี้นำเสนอบทบาทพื้นฐานวิทยาศาสตร์ของหอยในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ ซึ่งส่งผลดีด้านสิ่งแวดล้อม รวมทั้งความท้าทายต่าง ๆ และโอกาสในการใช้หอยในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ

กลไกของการกรองน้ำโดยหอย

หอยมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศทางทะเลโดยการกรองอาหาร เช่น แพลงก์ตอนและอนุภาคอินทรีย์จากในน้ำปริมาณที่มากเพื่อการเจริญเติบโต กระบวนการกรองนี้มีผลกระทบสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ

หอยช่วยกำจัดไนโตรเจน และฟอสฟอรัสส่วนเกินจากแหล่งน้ำธรรมชาติรวมถึงน้ำทิ้งจากบ่อกุ้ง (Jones 2001) ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะยูโทรฟิเคชัน ไนโตรเจนจะถูกดูดซับโดยหอยและใช้ในการเจริญเติบโต โดยเฉพาะในการสร้างเปลือกและเนื้อหอย ในทางกลับกัน ฟอสฟอรัสจะถูกกำจัดผ่านการทับถมของเปลือกหอยและสารที่ถูกขับถ่าย การกำจัดสารอาหารนี้ช่วยลดโอกาสในการเกิดการแพร่กระจายของสาหร่ายที่เป็นอันตราย ซึ่งมักจะเกิดจากความไม่สมดุลของสารอาหาร

หอยกรองอนุภาคที่แขวนลอย รวมถึงเศษอินทรีย์และแพลงก์ตอน ซึ่งช่วยเพิ่มความโปร่งใสของน้ำ หอยมุกน้ำจืด (Hyriopsis cumingii) ช่วยให้น้ำใสมากขึ้นโดยการกินแพลงก์ตอนพืชและเศษอินทรีย์ และกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชน้ำที่อยู่ใต้น้ำ (Gao 2017) สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยทำให้น้ำใสสะอาดน่ามองเท่านั้น แต่ยังส่งเสริมการแทรกซึมของแสงไปยังพืชน้ำที่อยู่ใต้น้ำ เช่น หญ้าทะเล ซึ่งต้องการแสงแดดที่เพียงพอในการเจริญเติบโต

ขณะที่หอยกินอาหาร พวกมันยังช่วยเพิ่มการทำงานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อยู่ก้นทะเล ซึ่งช่วยกระตุ้นกิจกรรมจุลินทรีย์บริเวณพื้นทะเล กระบวนการนี้สามารถเร่งการย่อยสลายของสารอินทรีย์ ช่วยให้การหมุนเวียนสารอาหารดีขึ้นและปรับปรุงคุณภาพโดยรวมของตะกอนท้องทะเล หอยแมลงภู่และแนวหอยนางรมมีผลกระทบต่อการไหลเวียนของน้ำ ช่วยให้สาหร่ายและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังสามารถเกาะติดได้และให้ที่หลบซ่อนจากการถูกล่า (Dumbauld 2009)

ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของการเพาะเลี้ยงหอย

การเพาะเลี้ยงหอยในการจัดการคุณภาพน้ำมีประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการ

การเพาะเลี้ยงหอยช่วยลดสารอาหารส่วนเกินในน้ำบริเวณชายฝั่ง ซึ่งจะช่วยบรรเทาผลกระทบจากการสะพรั่งของสารอาหาร Clements (2019) รายงานว่า หอยที่เก็บเกี่ยวจากสองพื้นที่ในแอตแลนติกแคนาดา ได้แก่ รัฐนิวบรันสวิก (New Brunswick) และเกาะพรินซ์เอ็ดเวิร์ด (Prince Edward Island) มีศักยภาพในการกำจัดไนโตรเจนโดยเฉลี่ย 99,088 กก. และ 204,571 กก. ต่อปี การเก็บเกี่ยวหอยนางรมที่เลี้ยงจำนวนมากจากอ่าวที่อุดมไปด้วยสารอาหาร ทำให้ระดับคลอโรฟิลล์และการผลิตแพลงก์ตอนพืชเพิ่มขึ้นสี่เท่าในพื้นที่อ่าวในไต้หวันที่มีการไหลของน้ำไม่มาก (Huang 2008)

แนวหอยนางรมและแนวหอยแมลงภู่ สามารถทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยที่สำคัญ ให้ที่หลบซ่อนและพื้นที่หากินสำหรับสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดในทะเล การเพิ่มจำนวนหอยแมลงภู่ที่พื้นทะเลทำให้จำนวนสัตว์ในก้นทะเลลดลง แต่กลับทำให้มีอาหารในบริเวณนั้นมากขึ้น ส่งผลให้มีการเพิ่มจำนวนสัตว์ที่อาศัยในชั้นผิวน้ำ กลางน้ำและก้นทะเล (Benjamin 2022) บริเวณที่อยู่อาศัยของหอยเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพโดยการสนับสนุนสิ่งมีชีวิตทางทะเลที่พึ่งพาแหล่งยึดเกาะในการตั้งถิ่นฐานและการเจริญเติบโต

การเพาะเลี้ยงหอยสามารถช่วยในการดูดซับคาร์บอน ซึ่งเป็นกระบวนการที่คาร์บอนไดออกไซด์ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศและเก็บรักษาไว้ในเปลือกหอยและตะกอน ในประเทศจีน การดูดซับคาร์บอนสุทธิจากการเจริญเติบโตของหอยระหว่างปี 2015 ถึง 2019 มีปริมาณประมาณ 6.23 ล้านตัน CO₂-eq ต่อปี (Feng 2023) การเพาะเลี้ยงหอย โดยเฉพาะเมื่อรวมกับโครงการฟื้นฟูที่อยู่อาศัยชายฝั่งอื่น ๆ เช่น การปลูกหญ้าทะเลหรือการฟื้นฟูป่าชายเลน สามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

การเสริมสร้างความยืดหยุ่นของระบบนิเวศชายฝั่ง การเพาะเลี้ยงหอยสามารถช่วยบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แนวหอยสามารถทำหน้าที่เป็นกำแพงธรรมชาติในการป้องกันคลื่นพายุและการกัดเซาะชายฝั่ง ช่วยปกป้องแนวชายฝั่งจากผลกระทบของเหตุการณ์อากาศสุดขั้ว อย่างไรก็ตาม ภัยพิบัติจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น ปริมาณฝนที่เปลี่ยนแปลง โรค และศัตรูที่รุกรานเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดของการผลิตหอยนางรมทั่วโลก (Neokye 2024)

กรณีศึกษา

กรณีศึกษาที่แสดงถึงความสำเร็จของการเพาะเลี้ยงหอยในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ

อ่าวบ้านดอน ประเทศไทย: หอยนางรมกรองน้ำจำนวนมากทุกวัน โดยการกำจัดสารอาหารส่วนเกิน เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดยูโทรฟิเคชันและการระบาดของสาหร่ายที่เป็นอันตราย ความสามารถในการกรองของหอยนางรมช่วยบรรเทาผลกระทบที่เกิดจากน้ำทิ้งจากการเกษตร น้ำทิ้งจากฟาร์มกุ้งและน้ำเสียที่ไม่ได้บำบัดจากพื้นที่เมืองชายฝั่ง (Kaewnern 2008)

กว๋างนิญ (Quang Ninh) เวียดนาม: ในภูมิภาคชายฝั่งทางตอนเหนือของเวียดนาม การทำฟาร์มหอยแมลงภู่เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในการฟื้นฟูคุณภาพน้ำและปรับปรุงระบบนิเวศท้องถิ่น หอยแมลงภู่กรองแพลงก์ตอน อนุภาคอินทรีย์และสารอาหารจากน้ำ ช่วยในการทำให้น้ำอยู่ในสภาพดี การทำฟาร์มหอยแมลงภู่ยังช่วยเสริมความเสถียรของตะกอนและลดความเสี่ยงจากการกัดเซาะชายฝั่ง (Nguyen 2024)

แทสเมเนีย (Tasmania) ออสเตรเลีย: การเพาะเลี้ยงหอยแมลงภู่ในแทสเมเนียช่วยลดปริมาณสารอาหารที่ไหลเข้าไปในน้ำของระบบนิเวศปากแม่น้ำ แนวปฏิบัติในการเพาะเลี้ยงนี้ช่วยเพิ่มคุณภาพน้ำและส่งเสริมสภาพแวดล้อมทางทะเลให้ดีขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ทั้งต่ออุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงหอยและความหลากหลายทางชีวภาพในท้องถิ่น (Crawford 2003)

ฟาร์มหอยแมลงภู่ในนอร์เวย์: การเพาะเลี้ยงหอยในนอร์เวย์ได้รวมเข้ากับกลยุทธ์การจัดการสารอาหารสำหรับน้ำชายฝั่งอย่างเป็นผลสำเร็จ หอยแมลงภู่ถูกเลี้ยงในพื้นที่ที่มีปริมาณสารอาหารสูง ซึ่งให้วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสส่วนเกิน และยังสนับสนุนการประมงพื้นบ้าน (Filgueira 2010)

อ่าวเชซาพีค, สหรัฐอเมริกา: การเพาะเลี้ยงหอยนางรมได้แสดงให้เห็นว่าสามารถลดระดับสารอาหารและปรับปรุงความใสของน้ำในอ่าวเชซาพีคได้อย่างมีนัยสำคัญ ในบางพื้นที่ หอยนางรมได้กรองไนโตรเจนออกไปได้มากพอที่จะช่วยในการฟื้นฟูแหล่งหญ้าทะเล ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพน้ำให้ดียิ่งขึ้น (Schulte 2017)

ความท้าทายของการใช้หอยในการปรับคุณภาพน้ำ

แม้ว่าการเพาะเลี้ยงหอยจะมีประโยชน์ที่สำคัญ ทางสิ่งแวดล้อม แต่ก็มีความท้าทายหลายประการที่ต้องได้รับการแก้ไขเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดและให้ความยั่งยืนในการใช้หอยในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ

การประมงเกินขีดและการจัดการกลุ่มประชากรหอยจากธรรมชาติอย่างมากเกินไปอาจทำให้สมดุลของระบบนิเวศทางทะเลเสียหาย การจัดการที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้การทำฟาร์มหอยไม่ทำให้เกิดการใช้ประโยชน์มากเกินไปจนทำให้เกิดการสูญเสียประชากรพ่อแม่พันธุ์และลูกพันธุ์ในธรรมชาติ

ในขณะที่ฟาร์มหอยสามารถปรับปรุงคุณภาพน้ำได้ ฟาร์มที่ไม่ได้รับการจัดการที่ดีอาจมีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมในทางลบ แม้ว่าหอยสามารถให้ประโยชน์ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำในระบบนิเวศชายฝั่งได้ แต่พวกมันอาจจะสะสมสารปนเปื้อนต่าง ๆ รวมถึงโลหะหนัก มลพิษในทะเล เชื้อโรคและสารอินทรีย์ที่คงทน ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ การตรวจสอบคุณภาพน้ำ การใช้วิธีการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอย่างยั่งยืนและการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยของอาหารจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้มั่นใจว่าหอยและสัตว์ทะเลยังคงเป็นแหล่งอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการและปลอดภัยต่อสุขภาพของผู้บริโภค

การเพาะเลี้ยงหอยอาจเสี่ยงต่อโรคและเชื้อโรค ซึ่งสามารถแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็วภายในฟาร์มและส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ จำเป็นต้องมีมาตรการการรักษาความปลอดภัยทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตที่เป็นอันตราย เช่น ปรสิต แบคทีเรีย Vibrio หรือศัตรูที่รุกราน

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น การเป็นกรดของน้ำในมหาสมุทร อุณหภูมิทะเลที่สูงขึ้น และการเปลี่ยนแปลงรูปแบบความเค็มอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพและการอยู่รอดของหอย การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้ความสามารถในการกรองของหอยลดลง ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ การติดตามผลและกลยุทธ์การจัดการที่ปรับตัวได้เป็นสิ่งจำเป็นในการจัดการกับความท้าทายเหล่านี้

บทสรุป

การเพาะเลี้ยงหอยถือเป็นแนวทางที่มีพื้นฐานจากธรรมชาติในการปรับปรุงคุณภาพน้ำบริเวณระบบนิเวศชายฝั่ง โดยการกรองสารอาหารส่วนเกิน อนุภาคที่แขวนลอยและสารอินทรีย์ การเพาะเลี้ยงหอยช่วยบรรเทาผลกระทบจากภาวะการสะพรั่งของสารอาหาร ส่งเสริมความหลากหลายทางชีวภาพและเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับสิ่งแวดล้อมชายฝั่ง อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากการเพาะเลี้ยงหอย ต้องมีการจัดการและติดตามอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม มีการจัดการกับโรคและรักษาความยั่งยืนของประชากรหอย เมื่อโลกเผชิญกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มมากขึ้น การบูรณาการการเพาะเลี้ยงหอยเข้าในกลยุทธ์การจัดการคุณภาพน้ำที่กว้างขึ้นจะเป็นเส้นทางที่มีนวัตกรรมและมีความหวังในการสร้างระบบนิเวศทางทะเลที่ยั่งยืนและมีความยืดหยุ่น