น้ำฝนปลอดภัยที่จะดื่มหรือไม่?

ในบรรดาของเหลวที่รู้จักทั้งหมด น้ำเข้าใกล้ตัวทำละลายสากลมากที่สุด น้ำละลายสารได้มากกว่าสารที่รู้จักอื่นๆ แนวโน้มที่จะละลายวัสดุดังกล่าวยังหมายความว่าน้ำมีแร่ธาตุ ออกซิเจน สารเคมี และแบคทีเรียที่หมุนวนอยู่ภายใน ความปลอดภัยของน้ำฝนนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งสกปรกที่อาจมีหรือพกพา

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ความปลอดภัยในการดื่มน้ำฝนขึ้นอยู่กับความสะอาดของบรรยากาศที่ไอน้ำได้ผ่านเข้าไป การเก็บฝนส่งผลต่อคุณภาพน้ำอย่างไร หากฝนถูกรวบรวมโดยตรงจากอากาศในพื้นที่ที่ค่อนข้างห่างไกลโดยไม่มีแหล่งกำเนิดมลพิษทางอากาศ จากนั้นนำไปต้มเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรีย น้ำฝนอาจดื่มได้อย่างปลอดภัย

วัฏจักรของน้ำ แม้ว่าจะมีรายละเอียดที่ซับซ้อนมาก แต่ก็สามารถสรุปได้ว่ามีสามขั้นตอน: การระเหย การควบแน่น และการตกตะกอน การระเหยเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของน้ำได้รับพลังงานเพียงพอที่จะกลายเป็นไอน้ำ พลังงานมักจะประกอบด้วยพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ แต่ปฏิกิริยาทางเคมีมีตั้งแต่พืชและสัตว์ การหายใจเข้าเครื่องยนต์สันดาปภายในและการปล่อยมลพิษจากโรงงานยังปล่อยไอน้ำสู่ชั้นบรรยากาศ

ไอน้ำลอยอยู่ในบรรยากาศ และจับตัวเป็นก้อนในที่สุดพร้อมกับโมเลกุลของน้ำอื่นๆ บ่อยครั้งที่การเกาะเป็นก้อนนี้เกิดขึ้นรอบๆ อนุภาคลอยตัวอื่น อนุภาคเหล่านี้อาจมาจากสารเคมี ฝุ่น เขม่า แบคทีเรีย หรือละอองเกสร การควบแน่นเกิดขึ้นเมื่อไอน้ำกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง

เมื่อหยดน้ำมีขนาดใหญ่พอที่จะตกลงมา ปริมาณน้ำฝนก็เริ่มขึ้น หยาดน้ำฟ้าอาจอยู่ในรูปแบบของฝน หิมะ ลูกเห็บหรือลูกเห็บรวมกัน น้ำที่กลับสู่พื้นผิวโลกอาจจมลงสู่พื้นดิน ไหลลงสู่แม่น้ำ ลำธาร ทะเลสาบ หรือมหาสมุทร ถูกดูดซึมโดยพืช เมาโดยสัตว์ หรือใช้ในอุตสาหกรรม แต่ไม่ช้าก็เร็วน้ำระเหยและวงจรยังคงดำเนินต่อไป

ประโยชน์อย่างหนึ่งของการเก็บเกี่ยวน้ำฝนคือปริมาณที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่น ฝนตก 1 นิ้วบนโครงสร้างที่มีพื้นที่หลังคาสูง 40 ฟุตคูณ 70 ฟุต ให้น้ำประมาณ 1,700 แกลลอน (6,600 ลิตร) สามารถกักเก็บน้ำได้ด้วยถังฝนหรือถังเก็บน้ำที่ติดอยู่กับรางระบายน้ำ หากการไหลบ่าครั้งแรกถูกเบี่ยงลงสู่พื้น อย่างน้อยเศษขยะ ฝุ่น แบคทีเรีย และสารปนเปื้อนอื่นๆ ที่สะสมอยู่จะถูกชะล้างออกไป ส่วนที่เหลืออาจปลอดภัย อย่างน้อยก็เพื่อการชลประทานของพืชที่ไม่ใช่อาหารและสวนฝน และหากค่อนข้างสะอาด สำหรับแหล่งน้ำของสัตว์ป่า การใช้น้ำฝนที่เก็บเกี่ยวแล้วจะลดปริมาณน้ำที่ผ่านการบำบัดจากระบบสาธารณะ เป็นการประหยัดน้ำ

หลายรัฐมีกฎหมายควบคุมหรือห้ามการเก็บน้ำฝน ตัวอย่างเช่น โคโลราโดในปี 2559 ได้ออกกฎเกณฑ์ที่จำกัดเจ้าของบ้านส่วนตัวให้มีน้ำฝนที่เก็บเกี่ยวได้สองถัง (110 แกลลอน) ต้องใช้น้ำในบริเวณที่พักเพื่อวัตถุประสงค์กลางแจ้ง เช่น การให้น้ำในสวนและภูมิทัศน์ ในโอเรกอน อนุญาตให้เก็บน้ำฝนได้ แต่เก็บได้จากพื้นผิวหลังคาเท่านั้น เจ้าของบ้านควรตรวจสอบกฎระเบียบของรัฐก่อนติดตั้งระบบเก็บเกี่ยวน้ำฝน

คุณภาพของน้ำฝนแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ ขึ้นอยู่กับชนิดของสารปนเปื้อนและระยะห่างจากแหล่งการปนเปื้อน ตัวอย่างเช่น ปล่องควันที่สูงช่วยบรรเทาปัญหาหมอกควันในลอนดอนบางส่วนด้วยการแพร่กระจายควันที่ปนเปื้อนไปทั่วพื้นที่ที่กว้างขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าน้ำฝนในศูนย์มลพิษทางอากาศเช่นลอสแองเจลิสจะมีสารเคมีปนเปื้อน

กฎระเบียบแตกต่างกันไปในแต่ละรัฐสำหรับการใช้น้ำฝนที่เก็บเกี่ยวสำหรับน้ำดื่ม หากรักษาไว้สำหรับใช้ส่วนตัว หลายรัฐไม่บังคับใช้มาตรฐานน้ำดื่ม ทิ้งความรับผิดชอบไว้กับเจ้าของบ้าน อย่างไรก็ตาม เพื่อความปลอดภัย เจ้าของบ้านควรทดสอบน้ำก่อนใช้น้ำฝนเป็นน้ำดื่ม สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้ออกการปรับปรุงมาตรฐานน้ำดื่มและคำแนะนำด้านสุขภาพในปี 2018 (ดูแหล่งข้อมูล)

ฝนที่ตกลงมาในชั้นบรรยากาศดูเหมือนจะเป็นน้ำที่สะอาดที่สุดในโลก น่าเสียดายที่ความสามารถของน้ำในการบรรทุกวัสดุที่ละลายหรือแขวนลอยได้หลายแบบทำให้สมมติฐานนี้ไม่ปลอดภัย แม้ว่าน้ำฝนจะค่อนข้างบริสุทธิ์ แต่วิธีการเก็บก็ส่งผลต่อความสะอาดของน้ำฝน น้ำฝนที่เก็บไว้ยังสามารถปนเปื้อนได้

วัสดุในอากาศอาจละลายหรือลอยอยู่ในเม็ดฝน ซึ่งทำให้น้ำฝนปนเปื้อน ตัวอย่างเช่น การเฝ้าติดตามอากาศในพื้นที่ลอสแองเจลิสระหว่างปี 2538 ถึง 2541 แสดงให้เห็นว่าผู้อยู่อาศัยมีความเสี่ยง เกือบห้าเท่าของระดับที่แนะนำของสารก่อมะเร็ง เบนซิน ฟอร์มาลดีไฮด์ และบิวทาไดอีน สารเคมีเหล่านี้ถูกลำเลียงจากชั้นบรรยากาศสู่พื้นดินในช่วงพายุฝน

ฝนกรด

ซัลเฟตและไนโตรเจนออกไซด์จากมลพิษทางอากาศรวมกันทางเคมีกับหยดน้ำเพื่อสร้างฝนกรด น้ำฝนตามธรรมชาติมีค่า pH 5 ถึง 6 ซึ่งเป็นกรดเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ฝนกรดอาจมีค่า pH ต่ำถึง 2 แต่โดยปกติแล้วจะมีค่า pH ประมาณ 4 แม้ว่าค่า pH ของฝนกรดต่ำสุดที่ 2 จะเท่ากับ pH ของน้ำส้มสายชู (2.2) และน้ำมะนาว (2.3) แต่ฝนกรดก็ไม่เป็นอันตรายต่อการดื่มโดยตรง อันตรายโดยตรงต่อมนุษย์ (และสัตว์อื่นๆ) มาจากการหายใจเอาฝนกรด เมื่อฝนตกหรือมีหมอกควัน ความชื้นสัมพัทธ์ของบรรยากาศจะอยู่ที่ 99 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ เมื่อถึงจุดนี้ การหายใจจะนำสารที่เป็นกรดเข้าสู่ปอด ผู้ที่เป็นโรคหอบหืด โรคทางเดินหายใจ หรือระบบทางเดินหายใจบกพร่องมีความเสี่ยงเป็นพิเศษ

Great London Fog ในปี 1952 คร่าชีวิตผู้คนไปประมาณ 4,000 คนโดยตรง โดยมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดประมาณ 8,000 ถึง 12,000 คน เนื่องจากเหตุการณ์หมอกควันกรดยาวนานห้าวัน ในปี 1966 เหตุการณ์หมอกควันในวันขอบคุณพระเจ้าทำให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 200 คนในนิวยอร์กซิตี้ ในทศวรรษที่ 1960 การเสียชีวิตจากควันและหมอกควันอันเนื่องมาจากโรคหลอดลมอักเสบและภาวะถุงลมโป่งพองในปอดพบมากขึ้นเรื่อยๆ ในนครนิวยอร์ก

แบคทีเรียในน้ำฝน

น้ำฝนที่เก็บจากหลังคาบ้านน่าจะมีแบคทีเรียจากมูลนก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก และการสลายตัวของสารอินทรีย์ การศึกษาของออสเตรเลียพบว่าแบคทีเรียในอากาศเพิ่มปริมาณแบคทีเรียนี้อย่างมีนัยสำคัญ

น้ำฝนอาจเหมาะสำหรับพืชเพราะขาดสารเคมีในโรงบำบัดน้ำสาธารณะ อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ใช้น้ำฝนที่เก็บเกี่ยวแล้วสำหรับการรดน้ำพืชอาหาร หากใช้น้ำในการรดน้ำผักและผลไม้ ไม่ควรรดน้ำต้นไม้โดยตรง ใช้น้ำที่อาจปนเปื้อนกับดินรอบ ๆ ต้นพืชในตอนเช้าและชะลอการเก็บเกี่ยวจนกระทั่งถึงวันต่อมาเมื่อการระเหยและการสัมผัสรังสีอัลตราไวโอเลตควรฆ่าเชื้อแบคทีเรีย การบำบัดน้ำฝนด้วยสารฟอกขาวหรือไอโอดีนโดยสันนิษฐานว่าน้ำปนเปื้อนแบคทีเรียก็แนะนำเช่นกัน

ฝุ่น สิ่งสกปรก ควันและละอองเกสร

ฝุ่น สิ่งสกปรก ควันและละอองเกสรที่พัดมาโดยลม รถยนต์ การตัดหญ้า ไฟไหม้ และกิจกรรมอื่น ๆ กลายเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศ ไอน้ำควบแน่นรอบอนุภาค ฝุ่น สิ่งสกปรก ควันและละอองเกสรกลับคืนสู่พื้นดินพร้อมกับฝน วัสดุเหล่านี้ที่สะสมอยู่บนหลังคาจะถูกชะล้างออกไปในช่วงพายุฝน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงพายุลูกแรกหลังจากพายุฝนแล้ง วัสดุธรรมชาติเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพในน้ำฝนได้

สารปนเปื้อนบนหลังคา

เมื่อฝนตกลงมาบนหลังคา อนุภาคของหลังคาและวัสดุรางน้ำจะรวมเอาฝุ่น เขม่า ละอองเกสร และสารเคมีในอากาศไหลบ่าเข้ามา วัสดุก่อสร้าง เช่น แร่ใยหิน แอสฟัลต์ (ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม) และโลหะ (ตะกั่วและทองแดง) อาจปนเปื้อนการไหลบ่า

การปนเปื้อนของน้ำฝนที่เก็บไว้

น้ำฝนที่เก็บรวบรวมควรใช้ภายใน 10 วันเพื่อป้องกันการรบกวนของลูกน้ำยุงลาย ควรใช้ตะแกรงเพื่อป้องกันไม่ให้เศษซากและการปนเปื้อนของสัตว์เข้าไปในภาชนะเก็บ ถังที่มีรอยเชื่อมอาจปนเปื้อนด้วยตะกั่วจากการบัดกรี การบำบัดน้ำฝนด้วยสารฟอกขาวหรือไอโอดีนจะไม่ขจัดสารเคมีปนเปื้อน