วิเคราะห์ Hair Boom-ทุ่นเส้นผม กรณีการจัดการน้ำมันรั่วที่เกาะเสม็ด

อ.ดร.ธนพล เพ็ญรัตน์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ ม.นเรศวร
July 31, 2013 at 3:54am

เนื่องด้วยพี่ๆที่เคารพหลายท่าน และ อดีตลูกศิษย์ซักถามกลางดึกว่าทางวิชาการแล้วผมเห็นด้วยกับการใช้ Hair Boom หรือทุ่นเส้นผม ในการจัดการน้ำมันรั่วหกรั่วไหลที่เกาะเสม็ดหรือไม่  ผมว่าเห็นด้วยหรือไม่คงไม่สำคัญเท่าไหร่ แต่ผมขออนุญาตนำเสนอข้อมูลอย่างไม่อคติและวิเคราะห์เพื่อประกอบการตัดสินใจของสังคมนะครับ ผมเชื่อว่าเป้าหมายของทุกคนคืออยากเห็นปัญหาได้รับการแก้ไขโดยเร็วรี่ ประมาณว่าถ้ามีเวทย์มนต์เสกได้ เสกไปแล้ว

การวิเคราะห์ ผมจะอ้างถึงหลักฐานทางวิชาการโดยอ้างถึงทั้งรายงานของ  National Oceanic and Atmospheric Administration U.S. Department of Commerce ที่บอกว่าทุ่นเส้นผมไม่เหมาะสม รวมทั้งการสาธิตใน http://summerburkes.com/2010/05/29/hairboom-vs-sorbent-boom-test-with-used-motor-oil ที่แสดงหลักฐานเชิงประจักษ์ว่าทุ่นเส้นผมสามารถซับน้ำมันได้นะครับ และจะปิดท้ายด้วยความเห็นส่วนตัวว่าถ้าจะใช่ Hair Boom น่าจะใช้ในกรณีไหนได้บ้าง และน่าจะต้องเตรียมความพร้อมอย่างไร  ใคร (น่าจะ) ต้องรับลูก เพื่อลดความสับสน ผมขอแทนตัวเองว่าผม และขอแทนทุ่นเส้นผมว่า Hair Boom ทับศัพท์ไปเลยนะครับผม

ก่อนจะเริ่มการวิเคราะห์ต้องขอเน้นย้ำว่ากลยุทธ์การจัดการที่ควรจะเป็นคือผู้ก่อให้เกิดมลพิษต้องเป็นผู้รับผิดชอบในการจัดการการหกรั่วไหล (Polluter Pay Principle (PPP)) พร้อมทั้งฟื้นฟูการปนเปื้อนที่มากกว่าแค่คราบน้ำมัน (ดู Note ที่ผมเขียนไว้ก่อนหน้าเรื่อง ปัญหามากกว่าตาเห็น Silent Killer-กรณีน้ำมันรั่ว (และกรณีหนองแหน แม่สอด คลิตี้ มาบตาพุด และ กรณีอื่นๆ)) ฉะนั้น ปตท. ต้องเป็นผู้จัดการตามหลักธรรมมาภิบาลของบริษัทครับ ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีจิตอาสาจากสาธารณะชนก็ตามครับ

เริ่มที่ประเด็นแรก….ตกลง Hair ซับน้ำมันได้ไหม?

การสาธิต ใน http://summerburkes.com/2010/05/29/hairboom-vs-sorbent-boom-test-with-used-motor-oil แสดงว่า Hair Boom ซับน้ำมันได้ดีกว่า boom ที่ทำมาเพื่อจัดการน้ำมันรั่วโดยเฉพาะ แต่รายงานของ  National Oceanic and Atmospheric Administration U.S. Department of Commerce ที่ http://www.noaa.gov/factsheets/new%20version/boom.pdf บอกว่าทุ่นเส้นผมไม่เหมาะสม เนื่องจากจะดูดน้ำมากกว่าน้ำมันและจะจมลงไปอย่างรวดเร็ว (และอาจพาน้ำมันที่ดูด และ ซับไปแล้วจมลงทะเลไปด้วยซึ่งไม่ดีแน่นอน) นอกจากนี้ Hair Boom ยังประสิทธิภาพต่ำกว่า boom ที่ทำมาเพื่อจัดการน้ำมันรั่ว …. ทำไมสองเอกสารอ้างอิงถึงไม่ตรงกัน

ถ้าเช่นนั้นมาดูนิยามการเอาน้ำมันออกจากน้ำกันก่อนครับ น้ำมันอาจจะออกจากน้ำได้โดย การดูดซับ (Absorption) (ดูดน้ำมันเข้าไปในตัววัสดุเลย) การดูดติดผิว (Adsorption) (ดูดน้ำมันติดผิววัสดุ แต่ไม่ได้เข้าไปในโครงสร้างระดับเล็กมากๆของวัสดุ) หรือการซับ (Capillary Effect)  (น้ำมันติดอยู่ในโครงสร้างระดับใหญ่ของวัสดุเช่นเป็นโพรงหรือรูเล็กๆ มากกว่าติดอยู่ที่ผิวหน้า) ซึ่งน้ำมันที่ติดอยู่กับตัวดูดซับโดยการดูดซับ (Absorption) (ดูดน้ำมันเข้าไปในตัววัสดุเลย) จะมีความเสถียรและรั่วไหลกลับออกมาได้มากกว่า การดูดติดผิว (Adsorption) (ดูดน้ำมันติดผิววัสดุ) และ การซับ (Capillary Effect) ตามลำดับ

ไม่ว่ากรณีใดก็แล้วแต่ตัวดูดซับต้องมีความไม่ชอบน้ำ แต่ชอบน้ำมัน เรียกว่า Hydrophobic หรือ Lipophilic ซึ่งวัสดุที่มีลักษณะ Hydrophobic หรือ Lipophilic เมื่อเจอน้ำมัน กับน้ำจะเลือกสัมผัสกับน้ำมันมากกว่าน้ำ หรือดูดและซับน้ำมันด้วยปรากฏการณ์ ดูดซับ (Absorption) ดูดติดผิว (Adsorption) หรือการซับ (Capillary Effect) อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่างพร้อมกันนั้นเอง

ภาพจาก http://summerburkes.com

แล้ว Hair เป็นวัสดุ Hydrophobic ที่จะดูด หรือ ซับ น้ำมันได้หรือไม่?

ดูจากโครงสร้าง Hair แล้วจะพบว่า ผิวด้านนอกของ Hair มีชั้นกรดไขมันเชื่อมอยู่บางๆทำให้มีความเป็น Hydrophobic และน่าจะสามารถดูด หรือ ซับน้ำมันได้ (ตามที่สาธิต ใน  http://summerburkes.com/2010/05/29/hairboom-vs-sorbent-boom-test-with-used-motor-oil ) (ดูรูปที่แนบมา) การวัดทางวิทยาศาสตร์โดยเครื่องมือชั้นสูงคือ Atomic Force Microscopy (AFM) ที่แสดงในงานวิจัยเรื่อง WETTING BEHAVIOR AND SURFACE POTENTIAL CHARACTERISTICS  OF HUMAN HAIR โดย Richard A. Lodge มหาวิทยาลัย The Ohio State University ในปี 2007 (http://www.mecheng.osu.edu/nlbb/files/nlbb/Lodge_Thesis.pdf) ก็ยืนยันผลดังกล่าว โดยเค้าวัด มุมสัมผัส (Contact Angle) ของน้ำกับ Hair ถ้าน้ำไม่ชอบสัมผัส กับพื้นผิวหนึ่งๆ  น้ำจะพยายามก่อตัวเป็นลูกกลมๆโดยไม่แผ่ไปสัมผัสกับผิวนั้นๆ  คล้ายๆปรากฏการณ์น้ำกลิ้งบนใบบอน ที่ผิวของใบบอน Hydrophobic มากจนน้ำไม่อยากสัมผัส (มุมสัมผัสมากกว่า 90 องศา) แต่หากน้ำชอบสัมผัสพื้นผิวหนึ่งๆ เช่น พื้นผิวโลหะต่างๆ น้ำจะแผ่และสัมผัสพื้นผิวนั้นๆ ทำให้ Contact Angle น้อยกว่า 90 องศา

จากการทดลองในงานวิจัยดังกล่าวก็ให้ผลตรงกันคือ Hair ที่อุดมสมบูรณ์ของคนขาว (“Vergin” ในตารางที่แสดงในรูป) มีค่า มุมสัมผัส (Contact Angle) เป็นประมาณ 103 องศา ซึ่งมากกว่า 90 องศาแปลว่า Hair ที่อุดมสมบูรณ์ของคนขาวเป็นวัสดุ Hydrophobic ที่จะดูด หรือซับ น้ำมันได้ (มากน้อยอีกเรื่องหนึ่งเดียวมาวิเคราะห์กันต่อ) ทั้งนี้ความเป็น Hydrophobic เกิดจากชั้นกรดไขมันเชื่อมอยู่บางๆที่เคลือบเส้นผมอยู่นั้นเอง น่าจะสามารถดูด และ ซับน้ำมันได้ตามที่ สาธิตใน http://summerburkes.com/2010/05/29/hairboom-vs-sorbent-boom-test-with-used-motor-oil แสดงว่ารายงานของ  National Oceanic and Atmospheric Administration U.S. Department of Commerce ผิดหรือ?

ก็คงไม่ใช่ซะทีเดียว เนื่องด้วยชั้นกรดไขมันที่เป็นปัจจัยที่ทำให้เส้นผมมีความเป็น Hydrophobicity นั้นสามารถร่อนหลุดไปได้ถ้ามีการทำสีผม หรือ เส้นผมโทรมเนื่องจากดูแลไม่ดี หรือได้มากเกิน จะทำค่ามุมสัมผัส (Contact Angle) น้อยกว่า 90 องศา ดังแสดงในตารางผลการทดสอบว่า Hair ที่ทำสีและที่ดูแลไม่ดีมีค่าค่ามุมสัมผัส (Contact Angle) อยู่ระหว่าง 70-88 ซึ่งแปลว่า ผมที่เสียเหล่านี้มีความชอบน้ำมากกว่าน้ำมัน (Hydrophilicty) ซึ่งจะทำให้เมื่อใช้เป็น Boom น้ำจะเข้ามาดูดและซับใน Hair Boom มากกว่าน้ำมัน สอดคล้องกับที่ National Oceanic and Atmospheric Administration U.S. Department of Commerce รายงาน นอกจากนี้ประเด็นที่  National Oceanic and Atmospheric Administration กล่าวว่า Hair Boom จะจมอย่างรวดเร็วเมื่อใช้เป็นทุ่นในทะเล ก็สามารถอธิบายได้โดย Contact Angle และ แรงตึงผิว (Surface Tension)

เส้นผมมีความถ่วงจำเพาะประมาณ 1.3 มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ (ซึ่งมีความถ่วงจำเพาะ = 1) ดังนั้นควรจะจมน้ำเมื่ออยู่ในน้ำ และทำไม Hair Boom ถึงลอยน้ำได้ ตามที่สาธิตใน http://summerburkes.com/2010/05/29/hairboom-vs-sorbent-boom-test-with-used-motor-oil

คำตอบก็คือแรงตึงผิวจากความไม่ชอบน้ำทำให้มันลอย ท่านอาจจะเคยเห็นปรากฏการณ์แมลงเดินบนผิวน้ำทั้งๆที่ตัวมันหนักและไม่น่าจะเดินบนน้ำได้ทั้งหมดนี้ก็เนื่องจากขาของแมลงมีความเป็น Hydrophobic ทำให้มีแรงตึงผิวต้นกับแรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกันกับผมที่สุขภาพดี และมุมสัมผัส (Contact Angle) เป็นประมาณ 103 องศา ซึ่งจะลอยน้ำได้ แต่หากเป็นเส้นผมที่เสื่อมโทรมจากการทำสีและการดูแลไม่ดี จะมีมุมสัมผัส (Contact Angle) ต่ำ และมีความชอบน้ำมากขึ้นทำให้แรงตึงผิวต่ำและอาจจะแพ้แรงโน้มถ่วงในที่สุดทำให้ Hair Boom จมน้ำได้ในที่สุดตามที่เสนอผลในรายงานของ  National Oceanic and Atmospheric Administration U.S. Department of Commerce ที่ http://www.noaa.gov/factsheets/new%20version/boom.pdf

ด้วยเหตุนี้คุณภาพของ Hair จึงสำคัญมาก และอาจจะควบคุมยากในกรณีของจิตอาสา ต้องมีการจัดระบบที่ดี
 
อนึ่งจากการวิเคราะห์ข้างต้นมีความเป็นไปได้ที่ Hair จะดูดซับน้ำมันได้ (และมีหลายกรณีที่เป็นไปได้ยาก) จะเหมาะกับการใช้เป็น Boom ก็ต่อเมื่อเป็น Hair สุขภาพดีซับน้ำมันได้และลอยไม่จมลงก้นทะเลเนื่องจาก Hair Boom ที่ดูดซับน้ำมันและจมลงก้นทะเลยจะทำให้ปัญหาจัดการยากยิ่งขึ้น เพื่อความปลอดภัย Hair จะใช้ได้ก็คงเหมาะกับการใช้เป็นตัวดูดซับ (Sorbent) ตามชายหาด หรือโขดหินที่มีคราบนำมันมาเกาะจะดีกว่า

คำถามต่อมาคือเวลาไหนที่เราควรจะใช้ Hair Sorbent (ไม่ใช่ Hair Boom น่ะครับ) และต้องเตรียมการอะไรบ้าง

เวลานี้ยังมีน้ำมันเหลือปนเปื้อนอยู่เยอะยังไม่ควรใช้การดูดซับโดย Hair Sorbent แต่ควรใช้ Boom (ซึ่งอาจไม่ใช่ Hair Boom ดังกล่าวข้างต้น) Boom ที่ดีทำหน้าที่กันไม่ให้น้ำมันแพร่กระจายมาถึงชายฝั่ง หรือไม่ให้น้ำมันแพร่กระจายออกไปไกล Boom จึงเป็นวิธีการกักกันน้ำมันปนเปื้อนเพื่อใช้เทคนิคอี่นดูด หรือเก็บกู้น้ำมันออกมา (เช่น Oil Skimmer) เทคนิคนี้เหมาะกับกรณีที่มีปริมาณน้ำมันรั่วเยอะๆ (เมื่อสถานการณ์บ้านเราวันนี้) ไว้เมื่อ Skim น้ำมันออกจนไม่สามารถ Skim ได้แล้วแต่ยังคงมีน้ำมันเหลือจึงค่อยใช้ตัวดูดซับน้ำมันออก ฉะนั้นถ้าท่านต้องใช้ Hair ก็ใช้เป็น Hair Sorbent ในภายหลังเมื่อน้ำมันที่รั่วได้รับการจัดการจนเหลือน้อยแล้วก็ได้ เป็น Hair Boom ไม่ได้ แต่เป็นเป็น Hair Sorbent ได้

แต่เนื่องจากการดูดซับน้ำมันจะทำให้ได้ของเสียที่ต้องนำไปกำจัดต่อ และเป็นของเสียอันตรายซึ่งต้องจัดการอย่างเหมาะสม มิฉะนั้นอาจปนเปื้อนทรัพยากร ดิน น้ำใต้ดิน และน้ำผิวดินของเราได้ การจะใช้ Hair เป็นตัวดูดซับคราบน้ำมันชายหาด (หลังจากกำจัดน้ำมันส่วนใหญ่โดยการ Skim แล้ว) จะต้องวางแผนการจัดเก็บ Hair ที่ปนเปื้อนน้ำมัน และการลำเลียง และกำจัดอย่างเหมาะสม (กลัวจะโดนลักลอบทิ้งแบบหนองแหนอีก…) Hair Sorbent น่าจะซับน้ำมันโดย Capillary Effect ของช่องว่างในก้อนของ Hair ที่ขยำๆและยัดไว้ในถุงทรงไส้กรอก น้ำมันไม่ได้ดูดซับ หรือ ดูดติดผิวของ Hair แต่ติดอยู่ในช่องว่างที่ม้วยขดไปขดมาของผมต่างหากทำให้ถ้ากองเก็บไม่ดีน้ำมันสามารถรั่วไหลออกมาได้

ฉะนั้นการกองเก็บจึงสำคัญมาก….ซึ่งก็กลับไปในโจทย์เชิงกลยุทธ์ว่า ก่อให้เกิดมลพิษต้องเป็นผู้รับผิดชอบในการจัดการการหกรั่วไหล (Polluter Pay Principle (PPP)) ฉะนั้นหาก ปตท. จะเอา Hair Sorbent ที่จิตอาสาทำให้ไปใช้และจัดการของเสียเองทั้งหมดก็ทำได้ครับ แต่ถ้าจิตอาสาจะเอาไปซับกันเองโดยไม่มีใครรับของเสียไปจัดการต้องระวังผลเสียที่จะตามมาดังกล่าวข้างต้นครับ

ถ้าผมเป็น ปตท. และคิดถึงแค่มุมเดียวคือราคาค่าใช้จ่าย ผมจะไม่ยอมให้ประชาชนจิตอาสาใช้ Hair Sorbent หรือ Hair Boom ครับเพราะมันอาจจะก่อให้เกิดของเสียที่ผมต้องจัดการเยอะแยะเลย และน่าจะแพงกว่าใช้ boom หรือ Sorbent ที่ทำมาเพื่อการจัดการน้ำมันรั่วจริงๆ เพราะฉะนั้นเมื่อกระแส Social Media เรื่องจิตอาสามาแรงขนาดนี้ ปตท. คงต้องรีบจัดการปัญหาให้ดีที่สุดและแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าให้จบโดยไว ถ้าประชาชนเอา Hair Sorbent ลงไปซับกันเอง ปตท.คงเสี่ยงค่าใช้จ่ายในการจัดการของเสียเพียบเลย ดังนั้นอีกมุมหนึ่งผมก็มองว่า Hair Boom ก็เป็นความพยายามของภาคประชาชนที่กดดัน ปตท. ให้ต้องรีบจัดการปัญหาโดยเร็ว 

เผยแพร่ครั้งแรกทาง https://www.facebook.com/notes/tanapon-phenrat/hair-boom-%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B9%80%E0%B8%84%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B8%B0%E0%B8%AB%E0%B9%8C/10152074578999838