การศึกษาการเปลี่ยนแปลงประชากรของจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์บำบัดน้ำเสีย ระบบไม่ใช้อากาศแบบลูกผสม โดยใช้วิธี Oligonucleotide Probe Hybridization นายสมเกียรติ เตชกาญจนารักษ์ หน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาวิศวกรรมชีวเคมีและโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี บางขุนเทียน กรุงเทพฯ 10150 งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษากลุ่มประชากรจุลินทรีย์ที่เกียวข้องในกระบวนการ ย่อยสลายสารอินทรีย์แบบไม่ใช้อากาศการบำบัดน้ำเสีย โดยอาศัยเทคนิค 16S rRNA ซึ่งเทคนิคนี้ไม่ขึ้นอยู่กับการเพาะเลี้ยง มีความจำเพาะสูงและสามารภตรวจสอบได้รวดเร็ว โดยงานวิจัยได้เริ่มต้นทำการศึกษากลุ่มประชากรจุลินทรีย์ ใน Acetate enrichment และจากการศึกษาพบว่าประชากรจุลินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นกลุ่มของ Methanogen โดยพบ Acetoclastic methanogens และ Hydrogentrophic methanogens. โดยอาศัยข้อมูลลำดับ 16S rRNA ของ Methanogen ที่พบใน enrichement และข้อมูล 16S rRNA ในฐานข้อมูล ได้ทำการออกแบบ 16S rRNA oligonucleotide probe เพื่อใช้เป็นตัวเลือกใหม่ในการตรวจสอบ Methanogen โดย MPB1 probe ที่ออกแบบขึ้นมาใหม่ มีความจำเพาะต่อ Methanogen และสามารถใช้ทดแทน ARC915 probe ได้ ในงานวิจัยนี้ ได้นำ MPB1 probe มาใช้ในการตรวจสอบประชากรจุลินทรีย์ใน Acetate enrichment ที่มีความเข้มข้นของกรดอะซิติกแตกต่างกัน และจากการศึกษาพบ Methanosaeta sp. เป็นกลุ่มประชากรหลักใน Acetate enrichment ที่มีความเข้มข้นของกรดอะซิติก 0.83 mM ในขณะที่ Methanosarcinar sp. เป็นกลุ่มประชากรหลักใน Acetate enrichment ที่มีความเข้มข้นของกรดอะซิติก 1.66 mM ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาผลของซัลเฟตต่อการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มประชากร จุลินทรีย์ Methanogen และ Sulfate reducing bacteria จากการศึกษาพบว่าเมื่อมีการเติมซัลเฟตเข้าไปในระบบ จำนวนจุลินทรีย์ในกลุ่มของ Methanogen มีจำนวนลดลง ในขณะที่กลุ่มของ SRB มีการเพิ่มจำนวนมากขึ้น และเมื่อถึงระดับที่เกิดการสะสมของซัลไฟด์จนเกิดเป็นพิษ ส่งผลทำให้จำนวนของ SRB ลดลง โดยที่ลักษณะการเปลี่ยนแปลงของจำนวนจุลินทรีย์ MPB และ SRB นั้น สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของระบบ และในการศึกษานี้ได้ใช้เทคนิค FISH ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์บำบัดน้ำ เสียไร้อากาศแบบลูกผสมในระหว่างการดำเนินระบบ โดยได้ติดตามการเปลี่ยนแปลงในส่วนของ Suspended bed และ Packed bed ซึ่งมุ่งเน้นในประชากรหลักสามกลุ่ม ได้แก่ Methanogen, Non-methanogen และ SRB จากการศึกษาพบว่าประชากรในเชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้น มีประชากรจุลินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นกลุ่มของ Methanogen และเมื่อดำเนินระบบ โดยทำการเพิ่มภาระการรับสารอินทรีย์ขึ้น ปริมาณของจุลินทรีย์ในแต่ละกลุ่มมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น ตามอัตราการป้อนสารอินทรีย์ที่เพิ่มขึ้น โดยพบว่าในส่วน Suspended bed นั้นสัดส่วนของ Non-Methanogen ต่อประชากรจุลินทรีย์ทั้งหมดเพิ่มมากขึ้น และเป็นกลุ่มประชากรหลัก ในขณะที่ในส่วนของ Packed bed นั้น สัดส่วนของ Non-Methanogen ต่อประชากรจุลินทรีย์ทั้งหมดคงที่ อยู่ที่ประมาณ 50% และจากการศึกษาพบว่าในช่วงการเปลี่ยนแปลงการดำเนินระบบโดยทำการลดระยะเวลา การเก็บกักสารอินทรีย์ (HRT) จาก 8 วัน ไปเป็น 5 วันและมีการเพิ่มขึ้นภาระการรับสารอินทรีย์ จาก 1 kg COD/m3/d ไปเป็น 2 kg COD/m3/d นั้น เกิดการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ Methanogen โดยเปลี่ยนจาก Methanosaeta-like cells ไปเป็น Methanosarcinar-like cells โดยที่ Methanosarcinar-like cells เป็นประชากรหลักของกลุ่ม Methanogen ตลอดการดำเนินระบบ และในช่วงการเปลี่ยนแปลงการดำเนินระบบดังกล่าว พบการสะสมเพิ่มขึ้นของกรดอินทรีย์ระเหยง่าย จากข้อมูลข้างต้นช่วยให้เข้าใจถึงความสัมพันธ์ของประสิทธิภาพในการกำจัดสาร อินทรีย์และการผลิตก๊าซชีวภาพกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนและชนิดของประชากร จุลินทรีย์ และความสัมพันธ์ของกลุ่มจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์บำบัดน้ำเสียระบบไม่ใช้อากาศ ทำให้สามารถควบคุมระบบให้มีประสิทธิภาพ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอัตราการป้อนสารอาหารและอัตราการรับภาระสารอินทรีย์