เป็นเวลา 15 ปีแล้วที่ ดร. Jenifer McIntyre นักพิษวิทยาและศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตัน เฝ้าดูวิถีชีวิตปลาแซลมอนในลำห้วยรอบ ๆ พิวเจ็ตซาวน์ ดินแดนที่น่าตื่นตาตื่นใจมากที่สุดแห่งหนึ่งของรัฐวอชิงตัน ในช่วงเวลาดังกล่าว เธอเห็นปลาแซลมอนหลายพันตัวตายโดยไม่ทราบสาเหตุ จนกระทั่งปี ค.ศ. 2012 เธอและทีมวิจัย เริ่มสืบหาสาเหตุการตายของปลาอย่างจริงจัง ซึ่งฆาตกรต่อเนื่องผู้นี้ กลับไม่ใช่สิ่งไกลตัว แต่กลับเป็นภัยร้ายที่แฝงตัวมาเงียบ ๆ บนท้องถนนที่ผู้คนใช้สัญจรไปมาอยู่ทุกวี่ทุกวัน
สาเหตุการตาย: ไม่ระบุ
เมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว โครงการฟื้นฟูได้พยายามนำปลาแซลมอนโคโฮ (Coho Salmon) กลับสู่ลำห้วยของซีแอตเทิลอีกครั้ง แต่หลังจากฝนโหมกระหน่ำลงมา ปลาแซลมอนจำนวนมากก็แสดงพฤติกรรมแปลก ๆ พวกมันว่ายน้ำเป็นวนกลม เหมือนกำลังหาอากาศหายใจ ไม่ช้าฝูงปลาแซลมอนโคโฮกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ ที่ทีมวิจัยเลี้ยงดูมาอย่างดี ก็ตายไปต่อหน้าต่อตา พร้อมกับสายฝนที่ตกลงมาไม่ขาดสาย
“การที่ฉันจะต้องเข้ามาพัวพันกับปลาป่วยเหล่านี้ มันทำให้ฉันไม่รู้จะวางตัวยังไง” ดร. Jenifer McIntyre นักพิษวิทยาและศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตัน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมกล่าว พร้อมเสริมว่า “ในที่สุดเราก็สามารถไขปริศนาการตายของปลาแซลมอนรอบ ๆ พิวเจ็ตซาวน์ได้สักที”
“ในช่วงต้นปีที่ผ่านมา เราถกเถียงกันอย่างหนักว่า อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ปลาแซลมอนในลำห้วยของเราตายกันแน่”
ล่าสุดผลการวิจัยเรื่อง A ubiquitous tire rubber–derived chemical induces acute mortality in coho salmon ของทีมได้เผยแพร่ลงในวารสาร Science เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 3 ธันวาคม ค.ศ. 2020
Photo Credit: University of washington Tacama/tacoma.uw.edu
กระบวนการสืบสวน: เริ่มการสืบสวนในปี ค.ศ. 2012
เมื่อฆาตกรต่อเนื่องยังลอยนวล นักวิทยาศาสตร์จึงต้องลงมือสืบคดีนี้ด้วยตนเอง การสืบสวนเริ่มต้นขึ้นด้วยการตรวจสอบทางนิติวิทยาศาสตร์ โดยตั้งสมมุติฐานว่า ฆาตกรที่ว่า อาจจะเป็นสารเคมีหรือโลหะหนักในลำห้วย แต่พวกเขาก็ไม่พบสารเคมีใด ๆ ในน้ำเลยแม้แต่ชนิดเดียว ทีมนักวิจัยจึงกลับไปตั้งต้นใหม่อีกครั้ง ครั้งนี้พวกเขาตั้งสมมุติฐานว่า อาจจะเป็นอุณหภูมิ แต่ก็ยังไม่ใช่สาเหตุที่แท้จริงอยู่ดี จนมาถึงสมมุติฐานข้อสุดท้ายคือ หรือพวกมันกำลังขาดออกซิเจน เพราะก่อนที่จะตาย พวกมันแสดงอาการเหมือนขาดอากาศหายใจ แต่ท้ายที่สุดแล้วข้อสมมุติฐานทั้งหมด กลับไม่ใช่สาเหตุการตายของปลาแซลมอนเลยแม้แต่อย่างเดียว
ไม่พบหลักฐานใด ๆ ที่เชื่อมโยงไปถึงตัวฆาตกรได้ ทั้งร่องรอยโรคหรือการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช เหลืออยู่เพียงอย่างเดียวเท่านั้นคือ สายฝน แต่พวกเขาก็ยังไม่สามารถหาความเชื่อมโยงระหว่างสายฝนและการตายของปลาแซลมอนได้อยู่ดี ดังนั้น ดร. McIntyre และทีม จึงพุ่งประเด็นการสืบสวนไปที่การไหลของน้ำจากถนนลงสู่ลำห้วย
ทีมนักวิจัยได้รับความช่วยเหลือจากฟาร์มปลาท้องถิ่นที่ดำเนินการโดยชนเผ่า Suquamish พวกเขาจึงไม่รอช้า รีบดำเนินการทดสอบทฤษฎีของทีมโดยทันที เริ่มจากการนำน้ำในฟาร์มปลามาผสมกับสารเคมีที่ได้จากพื้นถนน เช่น โลหะหนักและไฮโดรคาร์บอน และเทลงในฟาร์ม แต่ปลาแซลมอนกลับยังคงแหวกว่ายโดยไม่สะทกสะท้าน แม้ว่าสารเคมีที่พวกเขาผสมลงไปจะมีปริมาณสูงเพียงใดก็ตาม
เมื่อสารเคมีที่ทีมวิจัยสร้างขึ้นไม่ได้ผล พวกเขาจึงเริ่มมาใช้สารเคมีบนพื้นถนนจริง ๆ โชคดีที่บริเวณนั้นมีท่อระบายน้ำจากถนนยกระดับ กำลังไหลลงมาที่ลานจอดรถที่ศูนย์วิทยาศาสตร์การประมงตะวันตกเฉียงเหนือ ซึ่งมีสมาชิกในทีมวิจัยบางคนทำงานอยู่ พวกเขาใจจดใจจ่อรอวันที่ฝนตก และแล้วในปี ค.ศ. 2012 พวกเขาก็สามารถเก็บตัวอย่างน้ำจากพื้นถนนได้สำเร็จ
Photo Credit: coho salmon/fisheries.noaa.gov
สาเหตุการตาย: ของเหลวสีเข้มจากพื้นถนน
ทีมนักวิจัยค่อย ๆ เก็บตัวอย่างของเหลวสีเข้มโปร่งแสงที่ได้จากท่อระบายน้ำ ลงในภาชนะสแตนเลส เมื่อได้ตัวอย่างครบถ้วนแล้ว พวกเขาก็นำไปเทลงในฟาร์มปลาแซลมอน เพียงเวลาไม่กี่อึดใจ ปลาแซลมอนหลายร้อยตัวก็ดิ้นทุรนทุรายและตายลงในที่สุด
“อะไรผสมอยู่ในน้ำน่ะ!” ดร. McIntyre กล่าวด้วยน้ำเสียงตกใจ “นี่มันเป็นแค่น้ำที่อยู่บนถนน เป็นสิ่งที่เราเหยียบย่ำกันอยู่ทุกวันในช่วงหน้าฝน” ต้องเป็นสิ่งที่ผู้คนไม่คาดคิด และไม่เคยมีการนำมาตรวจสอบมาก่อนแน่ เธอคิด
ในห้องปฏิบัติการของ Edward P.Kolodziej วิศวกรสิ่งแวดล้อมและนักเคมีจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เขาใช้เครื่องที่เรียกว่า เครื่องแมสสเปคโทรมิเตอร์ (Mass Spectrometer) ชนิด High Resolution Mass Spectrometer เพื่อนำมาเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทางเคมีของน้ำจากทางหลวง กับน้ำที่เก็บจากลำห้วยในเมืองอีกสองแห่งที่ปลาแซลมอนกำลังถูกฆ่าตายอย่างช้า ๆจากกลุ่มตัวอย่างข้างต้น ทำให้
ทีมวิจัยคิดค้นส่วนผสมทางเคมีขึ้นมาทดสอบ โดยเริ่มจากการนำยางรถยนต์มาหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ และแช่ลงในลำห้วย ปรากฏว่า ปลาแซลมอนสุขภาพดีหลายตัวตายภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง
ดูเหมือนว่าทีมนักวิจัยเริ่มเข้าใกล้คำตอบมากขึ้น แต่ในยางรถยนต์มีสารเคมีมากกว่า 2,000 ชนิด การจะหาว่าสารเคมีตัวไหนเป็นผู้ร้ายตัวจริงกันแน่นั้น เป็นเรื่องที่ต้องใช้เวลาอย่างมาก พวกเขาจึงต้องทำงานหนักขึ้นอีกเท่าตัว เพื่อให้คดีนี้จบลงโดยเร็ว
ทีมนักวิจัยต้องไขปริศนานี้ และต้องระบุผู้กระทำผิดอย่างชัดเจน ส่วนดร. Kolodziej และนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้พยายามกระชับวงล้อมให้แคบลง โดยทำการแยกสารละลายยางออกเป็นส่วนผสมทางเคมีที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงนำมาทดสอบกับปลาซ้ำแล้วซ้ำเล่า
จากแผนภาพเวนน์ที่ ดร. Kolodziej เขียนขึ้นมา ทำให้พวกเขาสามารถย่นระยะเวลาการหาตัวผู้ร้ายจาก 2,000 ชนิด เหลืออยู่เพียง 200 ชนิด และเมื่อไหร่ก็ตามที่ทีมของเขาพบเบาะแสของสารเคมีที่เป็นพิษต่อปลา พวกเขาก็จะนำสารตัวนั้นมาทดสอบ จนกว่าจะเจอกับสารเคมีที่ฆ่าปลาแซลมอนในลำห้วยของพวกเขาจริง ๆ
“เราเกือบพนันหมดตัวแล้วว่า สารเคมีที่เราคิดถึงเป็นอันดับต้น ๆ อาจจะฆ่าปลาในลำห้วยของเรา” ดร. Kolodziej กล่าว “และมันไม่เคยเป็นอย่างที่เราคิดเลย” ไม่ใช่ทั้งสารหน่วงไฟ ไม่ใช่พลาสติกไซเซอร์ ไม่ใช่สารกลุ่มอื่น ๆ ที่คุณไม่คุ้นเคย
“เราเหมือนหนูที่ติดจั่น” Zhenyu Tian นักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยที่ทำการวิเคราะห์สารเคมีหลายพันชนิดกล่าว
“เรารู้สึกหดหู่” ดร. Kolodziej กล่าวเสริม
Photo Credit: DR.Mclntyre,left,examin/en.wikipedia.org
Haoqi Nina Zhao นักศึกษาปริญญาเอก ได้แนะนำวิธีการใหม่ ๆ ในการแยกสารเคมีที่อาจนำไปสู่ตัวผู้ต้องสงสัยรายสำคัญ แต่พวกเขาก็ไม่สามารถนำสารเคมีชนิดนั้นมาทดสอบได้ เพราะยังไม่ทราบแน่ชัดว่า สารเคมีที่ฆ่าปลาในช่วง 15 ปีที่ผ่านมาคือ สารเคมีชนิดใด
“มันเหมือนกับว่า คุณเก็บตัวอย่างลายนิ้วมือจากที่เกิดเหตุได้” ดร. Tian กล่าว “แต่คุณไม่รู้จริง ๆ ว่า ลายนิ้วมืออันนี้เป็นของใคร ใครคือคนร้ายตัวจริงกันแน่ เพราะในระบบฐานข้อมูลของคุณ มันไม่มีข้อมูลเจ้าของลายนิ้วมือนี้อยู่เลย”
กระบวนการสืบสวน: จับกุมตัวคนร้าย
“รู้ตัวคนร้ายแล้ว!” ดร. Tian ตะโกนขึ้นมาในเช้ามืดวันหนึ่ง เขาสันนิษฐานว่า สารเคมีลึกลับได้เปลี่ยนรูปแบบจากสารตั้งต้นที่นำมาผลิตยางรถยนต์ เขาเริ่มมองหาสารประกอบชนิดอื่น โดยมุ่งเน้นไปในระดับโมเลกุลของคาร์บอนและไนโตรเจนที่จับคู่กัน โดยไม่สนใจการจับคู่กันระหว่างออกซิเจนและไฮโดรเจน เนื่องจากสารเคมีชนิดหลังมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปเมื่อเข้าสู่กระบวนการทางเคมี
หลังจากที่เขาอ่านรายงานเรื่องยางรถยนต์ของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม เขาก็พบกับคนร้ายตัวจริง นั่นคือ สารป้องกันการเสื่อมสภาพ (N-(1,3-Dimethylbutyl)-N’-phenyl-p-phenylenediamine) หรือ 6PPD ซึ่งสามารถป้องกันจากออกซิเจนและโอโซนได้ โดยไม่ทำให้ยางรถยนต์เปลี่ยนสี
ทีมวิจัยจึงสั่งสารป้องกันการเสื่อมสภาพไดเมทิลบิวทิลฟีนิลลีนไดเอมีน 6PPD มาทดลองในปริมาณน้อยเท่าที่จะทำได้คือ ประมาณหนึ่งปอนด์ (0.45 กิโลกรัม) เมื่อพวกมันเกิดการออกซิไดซ์ สารเคมีที่ได้ออกมานั้น ดูเหมือนจะทำให้ทีมนักวิจัยต้องทำงานหนักขึ้นอีกเท่าตัว เพราะพวกเขาต้องแยกสารเคมีออกจากยางรถยนต์ และแล้ววันจับกุมผู้ต้องสงสัยก็มาถึง พวกเขานำ 6PPD-ควิโนน (6PPD-quinone) มาทดสอบกับปลาแซลมอน และพวกมันก็ตายลงภายในไม่กี่ชั่วโมง“ผมรู้สึกเศร้าอย่างบอกไม่ถูก ที่ต้องมองปลาแซลมอนตายลงไปต่อหน้าต่อหน้า” ดร. Kolodziej กล่าว
“หน้าที่ของคุณคือ การเฝ้าดูการต่อสู้ของปลาแซลมอนที่จะเอาชีวิตรอดจากสารเคมีที่เราใส่ลงไป แต่ลึก ๆ แล้วคุณก็มีความสุขที่เข้าใจถึงสาเหตุการตายของพวกมันเสียที”
ขั้นตอนต่อไป: บุกรวบตัว 6PPD-ควิโนน
ฆาตกรคือ 6PPD-ควิโนน ที่หลุดออกมาจากยางรถยนต์ระหว่างวิ่งอยู่บนถนน เมื่อผสมกับน้ำบนพื้นผิวถนนและไหลลงสู่แม่น้ำแล้ว ฆาตกรต่อเนื่องรายนี้ก็พิฆาตปลาแซลมอนหลายพันตัวอย่างเลือดเย็น
“ผลการวิเคราะห์ที่พวกเขาทำกันนั้น มันน่าทึ่งมาก” Nancy Denslow ศาสตราจารย์และผู้อำนวยการด้านพิษวิทยาทางน้ำจากมหาวิทยาลัยฟลอริดากล่าว แม้เธอจะไม่มีส่วนร่วมในการวิจัยของทีมก็ตาม แต่เธอยกย่องทีมวิจัยชุดนี้อย่างสุดหัวใจ “มันวิเศษมากที่ได้เห็นคนกลุ่มใหญ่มารวมตัวกัน เพื่อแก้ไขปัญหาวิกฤตครั้งนี้” เธอกล่าว พร้อมเสริมว่า “นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนั้น เขายอดเยี่ยมกันมากจริง ๆ ยอดเยี่ยมมาก”
อย่างไรก็ตาม ผลการสืบสวนของทีมวิจัยก็ทำให้เกิดคำถามขึ้นในสังคมมากมายว่า ดร. McIntyre นักพิษวิทยาที่เฝ้าดูปลาแซลมอนแหวกว่ายอย่างสับสนในลำห้วยเมื่อ 15 ปีก่อน ตอนนี้เธอมีงานที่ต้องทำเพิ่มขึ้นแล้ว
เธอเริ่มทำงานวิจัยเกี่ยวกับการไหลบ่าของน้ำบนถนนว่าส่งผลกระทบต่อปลาชนิดอื่น ๆ ในแม่น้ำอย่างไร แม้จะยังไม่ส่งผลกระทบมากเท่าที่ควร แต่ก็ส่งผลกระทบในระยะยาวอยู่ดี ขณะเดียวกันทีมวิจัยกำลังหาทางแก้ไขปัญหาร่วมกับอุตสาหกรรมยางรถยนต์ และหวังว่าผู้ผลิตจะเต็มใจมองหาสารป้องกันการเสื่อมสภาพชนิดอื่นทดแทน
ซึ่งลึก ๆ แล้วนักวิทยาศาสตร์ยังคงกังวลถึงผลกระทบต่อสุขภาพในวงกว้างจากสารเคมีในยางรถยนต์ รวมถึงต่อมนุษย์โลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำยางรถยนต์มารีไซเคิลเป็นสนามกีฬาหญ้าเทียม
ในขณะที่สารเคมีที่มนุษย์ผลิตขึ้นกำลังห่อหุ้มโลกใบนี้ไว้ พืชเองก็มีโรงงานเคมีของตัวเองเช่นกัน หากย้อนกลับไปในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา มนุษย์ได้สร้างสารสังเคราะห์ขึ้นมามากมายนับไม่ถ้วน “เราได้ทำการสังเคราะห์สารเคมีขึ้นมา เร็วเกินกว่าในอดีตที่ผ่านมา” ดร. Kolodziej กล่าว
“ผมคิดว่า คนส่วนใหญ่ยังไม่รู้สึกถึงผลกระทบของมัน แต่ปัจจุบันต้องยอมรับเลยว่า สารเคมีตัวร้ายนี้กำลังลอยอยู่รอบ ๆ ตัวเราทุกคน และกว่าจะรู้ตัวว่าพวกมันทำร้ายเราไปมากเท่าไหร่ มันก็สายไปแล้ว” เขากล่าวปิดท้าย
ที่มา
- How Scientists Tracked Down a Mass Killer (of Salmon). www.nytimes.com/2020/12/03/climate/salmon-kill-washington
- การพัฒนาผลิตภัณฑ์ยางคอมพาวด์เพื่อส่งเสริมอุตสาหกรรมยานยนต์และเครื่องมือแพทย์ โดย ดร. พงษ์ธร แซ่อุย ศูนย์วิจัยเทคโนโลยียาง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล. http://rubber.oie.go.th/box/Article
เรื่องโดย
