ชื่อเรื่องเดิม “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” ที่อยู่ใน “EM Ball” กับ ความเข้าใจผิดของการสังเคราะห์แสง ว่ามีแต่จะช่วยเพิ่ม oxygen
ดัดแปลงจาก tweet ใน twitter @paul_lin
[สรุปสั้น ๆ 3 ข้อ ถ้าไม่อยากอ่านมาก]
1. “การสังเคราะห์แสง” (Photosynthesis) นั้น มีแบบที่เรียกว่า Anoxygenic photosynthesis ด้วย คือ ไม่มีออกซิเจนเกิดขึ้น
2. “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” (Photosynthetic bacteria) ที่คาดว่าจะอยู่ใน EM ball ตามแบบ EM Technology ส่วนใหญ่ เป็นกลุ่ม purple bacteria
3. “Purple bacteria” เป็น กลุ่ม แบคทีเรียสังเคราะห์แสง ที่จะไม่มีก๊าซออกซิเจนเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์แสง
(ถ้าอ่านแล้วไม่เข้าใจ อยากทราบรายละเอียดต่ออิกนิด ก็อ่านต่อได้เลย)
[อารัมภบท]
ผมพอจะเดาออกแล้วล่ะว่า ทำไมถึงมีคนคิดว่า EM Ball จะช่วยเพิ่มก๊าซ oxygen ให้กับน้ำได้ ทั้ง ๆ ที่มีคนพยายามอธิบายแล้วว่า จุลินทรีย์ที่อยู่ใน EM Ball นั้น อาจจะไปลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ หรือ Dissolved Oxygen (DO) [1, 2]
นั่นเป็นเพราะหลายคน “ไม่รู้จัก” สิ่งที่เรียกว่า “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” นั่นเอง (และอาจจะเข้าใจการสังเคราะห์แสงผิดด้วย)
นี่ไม่ใช่เป็นการมาสนับสนุนหรือโต้แย้งว่า ว่า EM Ball ช่วยหรือไม่ช่วยเรื่องน้ำเสีย หรือ ไม่ได้มาเสนอว่า ถ้าจะใช้ EM Ball หรือ EM Technology จริง ๆ แล้วควรจะใช้วิธีไหน หรือ กรณีไหน จึงทำให้เกิดประโยชน์ได้จริง
ย้ำว่า นี่ไม่ใช่การเสนอวิธีการแก้น้ำเน่าเสีย เพียงแต่จะพูดเรื่อง “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” ที่น่าจะมีอยู่ใน EM Ball ตาม EM Technology เท่านั้น (โดยไม่สนใจ จุลินทรีย์ชนิดอื่น เช่น lactic acid bacteria, yeast หรือ เชื้ออื่น ๆ ที่มีอยู่ใน EM Ball เช่นกัน เพราะนอกวัตถุประสงค์)
[บทความ]
หลายคนเข้าใจผิด คิดว่า “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” หรือ “Photosynthetic bacteria” มีแต่จะช่วยเพิ่ม oxygen gas ให้กับแหล่งน้ำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำเน่าเสีย อันที่จริงแล้ว ไม่ใช่แบคทีเรียสังเคราะห์แสงทุกตัวหรอกนะที่จะให้ oxygen
ก่อนอื่น ต้องทำความเข้าใจคำว่าสังเคราะห์แสงกันก่อน หลายคน (ยังคง) เข้าใจผิดว่า การสังเคราะห์แสงคือกระบวนการสร้างออกซิเจน ที่จริงแล้วไม่ใช่อย่างนั้น
การสังเคราะห์แสงคือ การที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์อาหารหรือพลังงาน “โดยใช้พลังงานจากแสง” ส่วน oxygen เป็นผลพลอยได้เท่านั้น ไม่ใช่จุดประสงค์หลัก
การสังเคราะห์แสงแล้วจะได้ก๊าซออกซิเจน จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อ ในกระบวนการรับส่ง electron นั้น มีโมเลกุลของออกซิเจนอยู่ในกระบวนการด้วย โดยทั่วไปก็คือโมเลกุล oxygen จากน้ำ (H2O) ซึ่งตรงนี้จะเรียกว่า oxygenic photosynthesis
และ oxygenic photosynthesis ก็คือ กระบวนการสังเคราะห์แสงที่เราเรียนกันสมัยประถมและมัธยมศึกษานั่นเอง ซึ่งถ้าจำได้ ผลลัพท์หลักของกระบวนการนี้คือ “แป้ง” หรือ carbohydrate ส่วน oxygen ถือเป็น by-product หรือผลพลอยได้เท่านั้น
ความจริงก็คือว่า “การสังเคราะห์แสง” ของ “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” หลายชนิดนั้น ไม่มีออกซิเจนอยู่ในกระบวนการเลย จึงไม่มีก๊าซออกซิเจนเกิดขึ้น กล่าวคือ เป็นการสังเคราะห์แสงที่เรียกว่า anoxygenic photosynthesis [3]
ขอกลับมาที่ “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” หรือ Photosynthetic Bacteria ความจริงแล้ว แบคทีเรียสังเคราะห์แสงนั้น มีหลายชนิด แบ่งได้ง่าย ๆ ก็จะเป็น Oxygenic photosynthetic bacteria ซึ่งสร้างก๊าซออกซิเจนได้ และ Anoxygenic photosynthetic bacteria ที่ไม่ได้สร้างก๊าซออกซิเจน [4, 5]
มีเพียง “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” กลุ่ม “Cyanobacteria” เท่านั้น ที่สังเคราะห์แสงแล้วจะได้ก๊าซออกซิเจนออกมา (เป็นผลพลอยได้)
คำถามที่เกิดขึ้นตอนนี้ก็คือว่า แบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่อยู่ใน EM Ball นั้น มี Oxygenic photosynthetic แบคทีเรียน เช่น Cyanobacteria หรือไม่?
ถ้าเราแวะไปดูข้อมูลใน website ของ EMRO (EM Research Organization, Inc) ซึ่งเป็นเจ้าของเครื่องหมายการค้า EM Technology ทั้งภาษาไทย [6] และภาษาอังกฤษ [7] ไม่ได้บอกชัดเจนว่า แบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่ว่าเป็น species ไหน
แม้ว่าเราจะยังไม่ทราบว่า bacteria ที่ดังกล่าวเป็น species ไหนก็ตาม แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตุว่า ไม่มีการกล่าวใน website เลยว่า “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” ที่กล่าวถึงนั้น สามารถผลิตออกซิเจนได้ ที่น่าสนใจก็คือ มีการระบุไว้ชัดเจนว่า แบคทีเรียสังเคราะห์แสง specie นี้ สามารถสังเคราะห์ไฮโดรเจนได้ (ข้อความที่ว่า คือ “Research is also underway in its use in hydrogen production and its ability to decompose persistent substances.” [7] และ “ภายใต้สภาพที่มีการผลิตไฮโดรเจนมันสามารถย่อยสลายสารต่าง ๆ ได้อย่างต่อเนื่อง” [6] )
ซึ่งจากข้อมูล “ความสามารถในการสร้างไฮโดรเจนของเชื้อ” นั้น ทำให้เราคาดเดาได้ว่า “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” ที่ว่า น่าจะเป็นกลุ่ม non-sulpher bacteria [8]
ที่จริงแล้ว Cyanobacteria เอง ก็สร้างไฮโดรเจนได้เช่นกัน [9] แต่ถ้า Cyanobacteria เป็นตัวหลักของ Photosynthetic bacteria ใน EM จริงแล้วล่ะก็ ทำไมใน website ของ EMRO จึงไม่ระบุไปเลยว่า “แบคทีเรียสังเคราะแสง” ที่ว่านี้ สังเคราะห์ออกซิเจนได้ กลับกล่าวไว้ถึงเพียงแค่ไฮโดรเจน
อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจากหลาย ๆ แหล่ง เชื่อได้ว่า “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” ที่พูดถึงกัน ว่าอยู่ใน EM Ball นั้นหมายถึง กลุ่ม Purple bacteria เช่น Rhodopseudomonas palustris [10]
จากแผนผังเดิม ก็จะเห็นว่า purple bacteria นั้น เป็นกลุ่ม anoxygenic photosynthetic bacteria ซึ่งจะไม่เกิด oxygen ขึ้น เพราะเป็นการสังเคราะห์แสงแบบ anoxygenic photosynthesis ซึ่งไม่ได้ยุ่งเกี่ยวกับโมเลกุลออกซิเจน [3, 4, 5, 11]
Purple bacteria นั้น ก็ยังแบ่งออกได้เป็น purple sulfer bacteria ซึ่งใช้ sulfer จากแหล่งต่าง ๆ เช่น ก๊าซไข่เน่า (H2S) และ purple nonsulfer bacteria ซึ่งไม่ได้ใช้ sulfer เป็นหลัก (คือ.. บาง specie ก็ใช้บ้าง) แต่ใช้อย่างอื่นเป็นหลักแทน เช่น Hydrogen ในกระบวนการสังเคราะห์แสง [12, 13]
ดังนั้นแทนที่สมการ “การสังเคราะห์แสง” จะเป็นในแบบที่เราคุ้นเคยกันตั้งแต่ประถมศึกษา คือ
nCO2 + 2nH2O + พลังงานแสง -> (CH2O)n + nO2 + nH2O
มันก็จะกลายเป็น CO2 + 2H2S -> CH2O + H2O + 2S แทน (ขอยกตัวอย่างเฉพาะกรณีที่ใช้ sulfer จาก ก๊าซไข่เน่า) [13]
ซึ่งจากตรงนี้คงพอจะเข้าใจแล้วว่า ทำไมถึงกำจัดกลิ่นเหม็นได้ (ก็มันกำจัดก๊าซไข่เน่า หรือ H2S ได้ ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง แบบ anoxygenic photosynthesis แต่จะไม่ได้ก๊าซ O2 ออกมานะ เพราะจะได้เป็น 2S หรือ กำมะถัน ที่เป็น elemental sulfur แทน)
ซึ่งหลังจากนี้ เจ้า elemental sulfer นี้ จะไปทำปฎิกิริยาเป็นอะไรต่อก็อีกเรื่องแล้ว
และนั่นก็คือ Anoxygenic photosynthesis การสังเคราะห์แสงในอีกแบบ (ที่จะไม่เกิดก๊าซออกซิเจนขึ้น) ที่คนส่วนใหญ่ (ในขณะนี้) ไม่รู้จักกัน ก็เลยหลงเข้าใจกันไปว่า เมื่อพูดถึงการสังเคราะห์แสงเมื่อใดแล้วล่ะก็ จะต้องได้ก๊าซออกซิเจนขึ้นมาเมื่อนั้น
ถ้าอ่านถึงตอนนี้แล้ว หลายคนเกิดยังติดใจว่า เป็นไปได้ไหมว่า EM Ball มี cyanobacteria (ซึ่งเป็นแบคทีเรียสังเคราะห์แสงแบบสร้างออกซิเจน) แต่ว่า ผมค้นไม่พบเอง แล้วสรุปไปว่าส่วนใหญ่คือ purple bacteria
(คือ ก็เป็นไปได้นะที่ผมหาไม่พบเอง แต่ที่จริงก็มีแหล่งข้อมูลหลายแห่งบอกว่ามีแค่นี้จริง ๆ)
ก็อยากจะให้ลองพิจารณาข้อมูลนึง คือว่า มีความพยายามนำ EM Ball ไปควบคุมปรากฎการณ์ที่เรียกว่า Cyanobacteria bloom [14] ด้วย [15, 16]
ถ้ามีความพยายามตรงนี้ ก็แสดงว่า คนที่จะนำไปใช้ก็คงจะรู้อยู่แล้วว่า ไม่น่าจะมี cyanobacteria อยู่ใน EM Ball (เพราะเราจะเอา cyanobacteria ไปโยนใส่แหล่งน้ำ เพื่อหวังให้ไปควบคุม cyanobacteria bloom ที่กระจายอยู่ในเต็มไปหมด ทำไมกัน??)
[สรุป] (ถ้าอ่านไม่รู้เรื่องเลยขอสรุปสามข้อดังนี้)
1. “การสังเคราะห์แสง” (Photosynthesis) นั้น มีแบบที่เรียกว่า Anoxygenic photosynthesis ด้วย คือ ไม่มีออกซิเจนเกิดขึ้น (ต่างจาก Oxygenic photosynthesis ที่เกิดขึ้นในพืช และ cyanobacteria ที่จะมี oxygen เป็นผลพลอยได้)
2. “แบคทีเรียสังเคราะห์แสง” (Photosynthetic bacteria) ที่คาดว่าจะอยู่ใน EM ball ตามแบบ EM Technology ส่วนใหญ่ เป็นกลุ่ม purple bacteria (ซึ่งจะมี cyanobacteria ร่วมด้วยหรือไม่นั้น ขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลยืนยัน เพราะหาไม่ได้เลย ถ้าใครมีช่วยแจ้งด้วย)
3. “Purple bacteria” เป็น กลุ่ม แบคทีเรียสังเคราะห์แสง ที่เป็น Anoxygenic photosynthetic bacteria คือ เป็นแบคทีเรียสังเคราะห์แสง ที่จะไม่เกิดก๊าซออกซิเจนขึ้นจากการสังเคราะห์แสง
[หมายเหตุ]
เนื่องจากผมเห็นหลายคนพูดและเขียนทำนองว่า แบคทีเรียสังเคราะห์แสงจะเพิ่มออกซิเจนให้กับน้ำเสียเป็นกลไกหลักของ EM Ball ผมจึงนำเสนอข้อมูลตรงนี้ว่า การสังเคราะห์แสงของแบคทีเรียสังเคราะห์แสงมีวิธีที่ไม่มีออกซิเจนด้วย (โดยไม่ขอลงรายละเอียด เพราะลึกเกิน)
ส่วนวิธีการที่เราจะนำ EM Ball ตามวิธีของ EM Technology ไปใช้บำบัดน้ำเสียในสถานการณ์ต่าง ๆ เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดนั้น ไม่ใช่จุดประสงค์ของบทความนี้
[References]
1. กลุ่มอาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. EM และน้ำหมักชีวภาพ แก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสียได้จริงหรือ ? Available at: http://www.eng.chula.ac.th/index.php?q=th%2Fnode%2F3915. Accessed November 5th, 2011.
2. ElearningEng. มายาคติของEM. Available at: http://www.youtube.com/watch?v=0920PhZHNuA. Accessed November 5th, 2011.
3. Anoxygenic photosynthesis. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Anoxygenic_photosynthesis. Accessed November 5th, 2011.
4. Anoxygenic Photosynthetic Bacteria: Proteobacteria. Available at: http://www.clfs.umd.edu/labs/delwiche/PSlife/lectures/Proteo.html. Accessed November 5th, 2011.
5. Photosynthetic Bacteria. Available at: http://www.life.umd.edu/classroom/bsci424/BSCI223WebSiteFiles/PhotosyntheticBacteria.htm. Accessed November 5th, 2011.
6. จุลินทรีย์ใน EM. Available at: http://www.emro-asia.com/about-em/micro-organisms-in-em.html. Accessed November 5th, 2011.
7. Microorganisms in EM. Available at: http://emrojapan.com/about-em/microorganisms-in-em.html. Accessed November 5th, 2011.
8. Agriculture and Consumer Protection. Chapter 5 – Hydrogen production. Available at: http://www.fao.org/docrep/w7241e/w7241e0g.htm. Accessed November 5th, 2011.
9. Dutta D et al. Hydrogen production by Cyanobacteria. Available at: http://www.microbialcellfactories.com/content/4/1/36. Accessed November 5th, 2011.
10. Effective microorganism. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_microorganism. Accessed November 5th, 2011.
11. What Is Anoxygenic Photosynthesis? Available at: http://www.ehow.com/about_5142284_anoxygenic-photosynthesis.html. Accessed November 5th, 2011.
12. Purple bacteria. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Purple_bacteria. Accessed November 5th, 2011.
13. Lindquist J. Bacteriology 102 Enrichment and Isolationof Purple Non-SulfurPhotosynthetic Bacteria. Available at: http://www.splammo.net/bact102/102pnsb.html. Accessed November 5th, 2011.
14. CDC. Harmful Algal Blooms: Cyanobacteria: Cyanobacteria and CyanoHABs Facts. Available at: http://www.cdc.gov/hab/cyanobacteria/facts.htm#cyano. Accessed November 5th, 2011.
15. Lurling M. Cyanobacteria blooms cannot be controlled by Effective Microorganisms (EM) from mud- or Bokashi-balls. Hydrobiologia 2010;646(1):133-43. Available at: http://www.mendeley.com/research/cyanobacteria-blooms-cannot-be-controlled-by-effective-microorganisms-em-from-mud-or-bokashiballs-14/
16. Control of cyanobacterial bloom with effective microorganisms. Available at: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-HJJZ201001024.htm. Accessed November 5th, 2011.
เขียนครั้งแรกที่ facebook 5 พฤศจิกายน 2554
Rethinker 