การบำบัดน้ำเสียถือเป็นสิ่งจำเป็นที่ทั้งภาครัฐและภาคอุตสาหกรรมต้องให้ความสำคัญด้วยเหตุผลที่อาจจะแตกต่างกัน สำหรับภาครัฐ การกำจัดของเสียจากชุมชนก็เพื่อรักษาสภาวะของสิ่งแวดล้อมและเพื่อสุขอนามัยที่ดีและความผาสุขของประชาชนเป็นสำคัญ สำหรับภาคอุตสาหกรรม มักทำเพื่อเป็นการปฏิบัติตามกฎหมายและ/หรือการสร้างภาพลักษณ์ที่ดีของภาคอุตสาหกรรมนั้นๆ ในปัจจุบันการควบคุมการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียใช้วิธีตรวจสอบคุณภาพของน้ำที่จะทิ้งออกไปสู่สิ่งแวดล้อมหลังการบำบัดและตรวจการทำงานของเครื่องจักรในระบบ การตรวจวัดการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียที่ผลลัพธ์สุดท้าย คือวัดคุณภาพของน้ำที่จะทิ้ง ถูกพบบ่อยครั้งว่าของเสียในน้ำที่จะทิ้งไม่ได้ถูกบำบัดตามที่กำหนดเพราะระบบบำบัดเกิดความผิดปกติคือเกิดภาวะไม่เสถียร แต่ก็มักสายเกินไป เพราะได้ปล่อยน้ำที่บำบัดไม่สมบูรณ์ออกไปสู่ชุมชนและสิ่งแวดล้อมไปแล้ว ซึ่งนอกจากจะทำให้ปัญหาที่เกิดขึ้นในระบบได้รับการแก้ไขล่าช้าหรือบางครั้งไม่สามารถแก้ไขได้ แล้ว ยังเป็นผลเสียเป็นอันมากในอีกหลายๆด้าน เช่น เป็นกรณีพิพาทระหว่างภาคอุตสาหกรรมและชุมชนที่ปรากฏอยู่เนืองๆและส่งผลด้านลบถึงภาครัฐ ในงานวิจัยนี้คณะผู้วิจัยได้เปลี่ยนวิธีการควบคุมดูแลระบบบำบัดน้ำเสีย เสียใหม่ โดยมุ่งเน้นที่การตรวจวัดปริมาณของจุลชีพที่เป็นตัวหลักในการกำจัดของเสียในระบบขณะระบบกำลังทำงานอย่างมีประสิทธิภาพหรือขณะที่ระบบมีความเสถียร ซึ่งจุลชีพเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบบำบัดน้ำเสีย รวมทั้งได้การพัฒนาวิธีการทางวิทยาภูมิคุ้มกันที่สามารถตรวจวัดปริมาณแอนติเจนของจุลชีพเป้าหมายที่มีอยู่ในระบบบำบัดน้ำเสีย เพื่อใช้แทนการตรวจคุณภาพน้ำที่กำลังจะปล่อยทิ้งสู่สิ่งแวดล้อมแบบเดิม ทั้งนี้โดยเชื่อว่าคุณภาพน้ำทิ้งจะได้มาตรฐานตลอดเวลาที่ตรวจพบว่าประชากรจุลชีพหลักหรือปริมาณแอนติเจนของจุลชีพหลักในระบบมีปริมาณเหมาะสม ในการวิจัยคณะผู้วิจัยใช้รูปแบบการศึกษาแบบ Cross-sectional Controlled Trial Design โดยการวิจัยแบ่งเป็นการศึกษาชนิดและปริมาณของจุลชีพสำคัญในระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ (Activated Sludge System) คือโรติเฟอร์และแบคทีเรีย โดยใช้โรงงานบำบัดน้ำเสียที่มาจากชุมชน ที่หนองแขม กรุงเทพฯ และโรงบำบัดน้ำเสียที่มาจากโรงงานอุตสาหกรรม คือโรงบำบัดน้ำเสียจากโรงงานกระดาษ ที่จังหวัดนครสวรรค์ ในขณะที่ระบบบำบัดน้ำเสียทั้งสองแห่งมีความเสถียร เป็นต้นแบบในการศึกษา และคณะผู้วิจัยได้ผลิตแอนติบอดีชนิดโมโนโคลนาลที่มีความจำเพาะต่อจุลชีพหลักในระบบ และใช้แอนติบอดีเหล่านี้เป็นเครื่องมือในการตรวจหาและวัดปริมาณแอนติเจนของจุลชีพเป้าหมายที่มีอยู่ในระบบบำบัดน้ำเสียที่มีความเสถียรในช่วงเวลาต่างๆในรอบปี ด้วยเทคนิคทางวิทยาภูมิคุ้มกันคือ MAb based-antigen detection assays การวิจัยเริ่มจากการเก็บตัวอย่างน้ำเสียจากแหล่งบำบัดทั้งสองแห่ง โดยเก็บจากจุดต่างๆในระบบ สามจุดคือ จุดเก็บที่ 1 ได้แก่จุดที่ Returned Activated Sludge (RAS) เพิ่งสัมผัสกับน้ำเสียที่เพิ่งเข้ามาในระบบ จุดเก็บที่ 2 คือจุดที่ Mixed liquor (RAS ผสมกับน้ำเสีย) เพิ่งออกจากถังเติมอากาศ และจุดเก็บที่ 3 คือตัวอย่าง RAS (ตะกอนจุลชีพที่บำบัดของเสียในน้ำ) ที่ถูกสูบกลับไปเพื่อจะเติมให้แก่น้ำเสียที่เข้ามาใหม่ (ซึ่งขณะนั้นน้ำเสียเดิมได้ถูกบำบัดแล้วและพร้อมปล่อยออกเป็น surface water) แล้วนำตัวอย่างน้ำเสียไปศึกษาชนิดและปริมาณจุลชีพหลักที่พบ ณ จุดเก็บตัวอย่างทั้งสามจุด ผลของการศึกษาชนิดและปริมาณของจุลชีพสำคัญในระบบบำบัดน้ำเสียพบว่า โรติเฟอร์ที่พบในบ่อบำบัดน้ำเสียจากชุมชน (โรงบำบัดน้ำเสียหนองแขม) จำแนกได้เป็น 4 สายพันธุ์หลักคือ โรติเฟอร์ชนิดที่ 1 (R1): Lacane inermis โรติเฟอร์ชนิดที่ 2 (R2): Rotaria rotatoria โรติเฟอร์ชนิดที่ 3 (R3): Diplois daviesiae และโรติเฟอร์ชนิดที่ 4 (R4): Collotheca spp. โดยพบว่าโรติเฟอร์ชนิดที่ 2 (R2) หรือ Rotaria rotatoria มีอัตราชุกสูงสุดโดยพบอัตราชุกที่จุดเก็บที่ 1 คิดเป็น 100% จุดเก็บที่ 2 คิดเป็น 95.2% และจุดเก็บที่ 3 คิดเป็น 100% ทำให้สรุปได้ว่าโรติเฟอร์ชนิดที่ 2 (R2) นี้เป็นสายพันธุ์หลัก (common species) ที่ตรวจพบได้ตลอดในระบบนิเวศน์ของระบบบำบัดน้ำเสียจากชุมชนแบบ activated sludge ในสภาวะที่ระบบมีความเสถียร คณะผู้วิจัยใช้ตัวอย่างน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม EPCCO ที่จังหวัดนครสวรรค์ซึ่งเป็นโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษเป็นต้นแบบของการศึกษาเพื่อหาปริมาณและจำแนกชนิดของโรติเฟอร์ และเนื่องจากน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมแห่งนี้ไม่มีความผันแปรตามฤดูกาล จึงไม่ได้เก็บตัวอย่างตลอดทั้งปี พบว่ามีปริมาณโรติเฟอร์ในน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษมีน้อยมากและไม่สามารถจัดกลุ่มได้ คณะผู้วิจัยศึกษาความหลากหลายของเชื้อแบคทีเรียที่พบในโรงบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศด้วยวิธีมาตรฐาน (Conventional method) และวิธีทางอณูชีววิทยา (Molecular biology method) ด้วยเทคนิค Metagenomics ได้ผลดังนี้คือ สามารถเพาะ แยก และจำแนกแบคทีเรียที่ทำหน้าที่กำจัดของเสียในน้ำเสียจากชุมชนจากตัวอย่างน้ำเสียที่เก็บจากจุดเก็บทั้งสามจุด ได้เป็น 4 กลุ่มหลัก คือกลุ่มแบคทีเรียที่ย่อยสลายแอมโมเนีย (Nitrogen group 1; N1) กลุ่มแบคทีเรียที่ย่อยสลายไนไตรท์ (Nitrogen group 2; N2) กลุ่มแบคทีเรียที่ย่อยสลายซัลเฟอร์ (Sulfer group; S) และกลุ่มแบคทีเรียที่ย่อยสลายฟอสเฟต (Phosphate group; P) ส่วนน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมกระดาษนั้นพบเฉพาะแบคทีเรียกลุ่ม S ทุกจุดที่เก็บตัวอย่างทั้งสามจุด คณะผู้วิจัยได้ศึกษา Metagenomics ของเชื้อแบคทีเรียในระบบบำบัดน้ำเสียจากชุมชน ด้วยการสกัดดีเอ็นเอ (DNA) จากตัวอย่างน้ำเสียแล้วนำดีเอ็นเอที่เตรียมได้ไปเพิ่มจำนวนยีนที่เป็นรหัสของ 16S RNA ด้วย Polymerase Chain Reaction (PCR) แล้วทำการโคลนยีนเหล่านี้เข้าสู่พลาสมิด จากนั้นนำพลาสมิดเข้าสู่ แบคทีเรียเจ้าบ้านชนิดอีโคไล แล้วย่อยดีเอ็นเอที่เป็นรหัสของ 16S RNA ที่เพิ่มปริมาณจากอีโคไลทรานซฟอร์แมนท์แต่ละโคลนด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ (restrictin endonucleases) สามชนิด คือ MspI, HaeIII และ HhaI ก่อนนำไปศึกษาความหลากหลายของยีนที่เป็นรหัสของ 16S RNA ด้วยเทคนิค Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) พบว่าความหลากหลายของยีนที่เป็นรหัสของ 16S RNA ของแบคทีเรียที่แยกได้จากจุดเก็บที่ 1, 2 และ 3 แตกต่างกัน 11, 9 และ 8 แบบ ตามลำดับ ซึ่งดีเอ็นเอเหล่านี้ถูกเก็บไว้เป็นคลังสำหรับการศึกษายีนที่สนใจต่อไป คณะผู้วิจัยได้ผลิตแอนติบอดีชนิดโมโนโคลนาลจากหนูเมาซ์สายพันธุ์บาล์บซี (Mouse monoclonal antibodies; MAb) ที่จับจำเพาะกับแอนติเจนของโรติเฟอร์ชนิด R2 และแบคทีเรียกลุ่ม N1, N2, S และ P คือ MAb จาก clones W66, W6, W11, W34 และ W5 ตามลำดับ ทั้งนี้โดยใช้เทคนิคไฮบริโดมามาตรฐาน และใช้แอนติบอดีชนิดโมโนโคลนาลเหล่านี้ในกรรมวิธีทางวิทยาภูมิคุ้มกันเพื่อตรวจหาและวัดปริมาณแอนติเจนของจุลชีพหลักในระบบบำบัดน้ำเสีย ผลการวิจัยสรุปได้ว่า W5 based-sandwich ELISA ที่ตรวจหาแอนติเจนของแบดทีเรียกลุ่มที่ย่อยสลายฟอสเฟต (P) โดยใช้ตัวอย่างจากจุดเก็บที่ 1 และ 3 เป็นวิธีที่จะบอกความเสถียรของระบบบำบัดน้ำเสียของโรงงานบำบัดน้ำเสียจากชุมชนได้ดีที่สุด ส่วน W34 MAb based-sandwich ELISA ที่ตรวจหาแอนติเจนของแบดทีเรียกลุ่มที่ย่อยสลายซัลเฟอร์ (S) สามารถใช้ประเมินความเสถียรของโรงงานบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมกระดาษได้ ยิ่งไปกว่านั้นการตรวจหาโรติเฟอร์ชนิด Rotaria rotatoria (R2) ด้วยวิธีทางจุลทรรศนศาสตร์ซึ่งสะดวกไม่ยุ่งยากและใช้กล้องจุลทรรศน์แบบส่องสว่างธรรมดา (light microscope) ก็สามารถใช้ประเมินความเสถียรของโรงงานบำบัดน้ำเสียจากชุมชนได้ดีซึ่งเมื่อพบ Rotaria rotatoria จากตัวอย่างน้ำเสียจากจุดเก็บตัวอย่างทั้งสามจุดก็แสดงว่าระบบมีความเสถียร จากการวิจัยนี้ คณะผู้วิจัยมีความเห็นว่าน่าจะนำ W5 based-sandwich ELISA และ W34 MAb based-sandwich ELISA ไปพัฒนาเพื่อใช้งานจริงในการประเมินประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียจากชุมชนและอุตสาหกรรมต่อไป