การวิเคราะห์ลายนิ้วมือน้ำมันดิบ ติดตามมลพิษ: วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมีทำงานเพื่อแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่กำลังเพิ่มขึ้น

ทุกๆ ปี ผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้ชายฝั่งหรือบริเวณป่าชายเลนในประเทศไทยจะพบคราบน้ำมันและก้อนน้ำมันบนชายฝั่ง ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิต และกระทบการท่องเที่ยว โดยในช่วงหลังๆ ปริมาณก้อนน้ำมันที่พบเห็นเพิ่มมากขึ้น แสดงให้เห็นถึงปัญหาที่เลวร้ายมากขึ้น

ข้อมูลจากกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง (ทช.) โดยสถาบันวิจัยและพัฒนาทรัพยากรทางทะเล ชายฝั่งทะเล และป่าชายเลน ระบุว่า จากการติดตามตรวจสอบการปนเปื้อนของน้ำมันในทะเล ตลอดแนวชายฝั่งทะเลทั้งอ่าวไทยและอันดามัน นับตั้งแต่ปี 2557 ถึงปัจจุบัน พบคราบน้ำมันที่ไม่ทราบที่มารวมทั้งสิ้น 44 ครั้ง โดยพบในพื้นที่อ่าวไทยฝั่งตะวันออกจาก จ.ตราด ถึง จ.ชลบุรี ถึง 30 ครั้ง อีกทั้งข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษพบว่าในปี 2560 และ 2561 พบคราบน้ำมันและคราบน้ำมันดินบนเกาะต่างๆ มากกว่า 10 ครั้ง ในบริเวณเกาะต่างๆ เช่น เกาะสมุย เกาะพะงัน ในจังหวัดสุราษฎร์ธานี ธานี ชายหาดทุ่งซาง จ.ชุมพร ชายหาดทุ่งประดู่ จ.ประจวบคีรีขันธ์ และชายหาดแม่รำพึง จ.ระยอง ซึ่งยังไม่สามารถสืบหาแหล่งที่มาของก้อนน้ำมันและคราบเหล่านี้ได้ แหล่งที่มาของคราบน้ำมันและก้อนน้ำมันดินจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อหาผู้รับผิดชอบต่อความเสียหายทางระบบนิเวศ

วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ทำโครงการระบุ “ลายนิ้วมือ” ของคราบน้ำมันและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง โดยเริ่มดำเนินการวิเคราะห์น้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องในปี 2554 เพื่อระบุแหล่งที่มาของน้ำมันดิบ ภายหลังเหตุการณ์การรั่วไหลของน้ำมันในอ่าวไทย

“เราใช้มาตรฐานสากลในการศึกษาและพัฒนากระบวนการเพื่อระบุที่แหล่งที่มาของคราบน้ำมัน โดยการวิเคราะห์ไบโอมาร์คเกอร์ซึ่งแปรียบเสมือนลายนิ้วมือของน้ำมัน ซึ่งสามารถคาดเดาชนิดและแหล่งที่มาได้” รองศาสตราจารย์ ดร.ศิริพร จงผาติวุฒิ แห่งวิทยาลัยปิโตรเลียมกล่าว

ความเสียหายทางระบบนิเวศที่เกิดจากก้อนน้ำมันเหล่านี้ส่งผลร้ายแรงในวงกว้าง เธอกล่าว “คราบน้ำมันเหล่านี้ที่ลอยอยู่ในน้ำจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ลดปริมาณออกซิเจนในน้ำ ปิดกันการสังเคราะห์แสงในแพลงก์ตอน สาหร่ายทะเล และพืชทะเลอื่นๆ สร้างการเปลี่ยนแปลงต่อสภาวะการย่อยสลายของแบคทีเรียในน้ำ ซึ่งล้วนแต่มีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำที่อาศัยอยู่ในบริเวณนั้นเช่น ปลา สัตว์หน้าดิน ปะการัง รวมถึงนกน้ำด้วย” ดร.ศิริพรอธิบาย ซึ่งทำให้เกิดการสะสมสารพิษในห่วงโซ่อาหารที่เริ่มตั้้งแต่ แพลงก์ตอนจนถึงสัตว์ทะเลจนและถึงผู้บริโภคสุดท้ายคือมนุษย์ นอกจากนั้นก็ยังส่งผลเสียต่อเศรษฐกิจ การท่องเที่ยว ประมง และการเพราะเลี้ยงสัตว์น้ำด้วย

ในก้อนน้ำมันนั้น  มีสารไบโอมาร์กเกอร์เป็นสารที่คงทนไม่ย่อยสลายในสภาพแวดล้อมเช่นในทะเล ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรมิเตอร์แบบ  2 มิติ (GCxGC TOFMS) ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวที่สามารถแยกสารไบโอมาร์กเกอร์ที่มีองค์ประกอบซับซ้อนได้และให้ผลที่ถูกต้องแม่นยำ

สำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างเพื่อระบุแหล่งที่มาของก้อนน้ำมันหรือน้ำมันดิบได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีฐานข้อมูลลายนิ้วมือและลักษณะอื่นๆ ของน้ำมันประเภทต่างๆ ในการเปรียบเทียบ เพื่อให้ประเทศมีความพร้อมในการพิสูจน์แหล่งที่มาของคราบน้ำมัน จึงได้มีการจัดทำข้อตกลงความร่วมมือ (MOU) เรื่องการพัฒนาฐานข้อมูลลายนิ้วมือน้ำมันดิบ และผลิตภัณฑ์น้ำมันที่เกี่ยวข้องในประเทศไทย กับทั้งหน่วยงานรัฐและเอกชน ในข้อตกลงความร่วมมือได้กำหนดให้จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยวิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี ทำหน้าที่วิเคราะห์ลายนิ้วมือน้ำมัน และจัดทำฐานข้อมูลขนาดใหญ่ (big data) เนื่องมีความเชี่ยวชาญและมีเทคโนโลยีการวิเคราะห์โดยตรง ซึ่งเป็นบทบาทที่สำคัญที่สุด เพราะข้อมูลการวิเคราะห์ลายนิ้วมือน้ำมัน จะเป็นต้นทางของการสร้างฐานข้อมูลและเสนอให้หน่วยงานอื่นได้ใช้ในการดำเนินงานเพื่อบรรลุพันธกิจที่ตั้งไว้

ข้อมูลจะถูกรวบรวมและใช้โดยการเรียนรู้ของเครื่องสำหรับการวิเคราะห์ 2D-GC ของน้ำมัน น้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง โดยจะถูกแยกแยะประเภทโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ในรูปแบบการเรียนรู้เชิงลึก (Deep learning) กระบวนการระบุตัวตนนี้จะช่วยแก้ปัญหาการลักลอบทิ้งน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเชื่อมโยงการรั่วไหลไปยังผู้กระทำผิดที่สามารถรับผิดชอบชดใช้ค่าเสียหายได้ คราบน้ำมันกลายเป็นปัญหามลพิษข้ามพรมแดน เพราะเมื่อก่อตัวขึ้น คราบน้ำมันจะกระจายออกไป และโดยส่วนใหญ่ไม่รู้ว่ามาจากไหน มีเพียงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่สามารถสืบหาที่มาของมันได้

ปัจจุบันประเทศไทยนำเข้าน้ำมันจากต่างประเทศ 99 แหล่งทั่วโลก และมีบริษัทน้ำมัน 23 แห่งที่ทำธุรกิจนำเข้า ตัวอย่างน้ำมันของบริษัทเหล่านี้ถูกรวบรวมและวิเคราะห์เพื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างจากคราบน้ำมันหรือก้อนน้ำมันเพื่อระบุตัวตน หาตัวมาร์คเกอร์ (MARKERS) ซึ่งเป็นสารเคมีหรือกลุ่มสารเคมีที่มีลักษณะเฉพาะ ของซากสิ่งมีชีวิตที่เกิดจากการทับถมก่อกำเนิดเป็นปิโตรเลียม ซึ่งลักษณะเฉพาะเจาะจงในแต่ละแหล่งปิโตรเลียมนี้คือ Oil Finger print ลายนิ้วมือที่จะสืบหาต้นตอต่อไป ดร.ศิริพร อธิบายว่า “เมื่อเราสืบหาต้นตอของคราบน้ำมันหรือก้อนน้ำมันดินได้ เราก็สามารถให้หน่วยงานที่รับผิดชอบรับผิดชอบในการฟื้นฟูและอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเลและชายฝั่ง และป้องกันการรั่วไหลของน้ำมันในอนาคต”

ในการดำเนินการจัดทำข้อตกลงความร่วมมือ (MOU) ลงนามโดยภาคี 10 ฝ่าย เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2561 ประกอบด้วย กรมควบคุมมลพิษ กรมเจ้าท่า กรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาฯ บริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) กรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ กรมศุลกากร กระทรวงการคลัง ศูนย์ประสานการปฏิบัติในการรักษาผลประโยชน์ของชาติทางทะเลในส่วนของกองทัพเรือ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) และสมาคมอนุรักษ์สภาพแวดล้อมของกลุ่มอุตสาหกรรมน้ำมัน

การมีฐานข้อมูลดังกล่าว สร้างความเชื่อมั่นว่าจะกระตุ้นให้ผู้ประกอบการธุรกิจน้ำมันจัดการน้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องด้วยความระมัดระวังมากขึ้นกว่าในอดีต นอกจากนี้ แผนการป้องกันไม่ให้เกิดซ้ำของการปนเปื้อนของน้ำมันในพื้นที่อ่อนไหวจะช่วยบรรเทาผลกระทบด้านลบต่อระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพ ช่วยให้ข้อกฎหมายหรือนโยบายต่าง ๆ ถูกพิจารณาและแก้ไขให้มีความชัดเจนมากขึ้น ซึ่งช่วยลดข้อพิพาทจากการกล่าวอ้างหรือกล่าวโทษต่อผู้อื่นและหาผู้รับผิดชอบต่อเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้

รายละเอียดที่เกี่ยวข้อง:

• http://sustainable.ppc.chula.ac.th/crude-oil-fingerprinting/
• http://sustainable.ppc.chula.ac.th/wp-content/uploads/2022/09/Presentation-sildes-oil-fingerprinting-27Apr2022.pdf
• https://www.epo15.go.th/environmental_knowledge/detail/59/data.html
• http://sustainable.ppc.chula.ac.th/oil-fingerprint-library/