ทุกปีนักเคมีทั่วโลกจะสังเคราะห์สารประกอบใหม่ๆ ออกมานับหมื่นชนิด และอีกไม่นานสารเคมีเหล่านี้จะถูกนำออกจากห้องปฏิบัติการสู่โลกภายนอก ปัญหาที่ทำให้ทุกคนในสังคมรู้สึกกังวลมากคือ มีสารเคมีชนิดใดบ้างที่เป็นคุณ และสารใดบ้างเป็นโทษ ทั้งต่อสุขภาพของสิ่งมีชีวิต หรือสิ่งแวดล้อม ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว
การวินิจฉัยและการตอบคำถามนี้อย่างรอบคอบและสมบูรณ์มิใช่เรื่องง่ายเลยสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้อง
เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมานี้ คณะวิจัยกลุ่มหนึ่งซึ่งนำโดย Thomas Hartung แห่ง John Hopkins Bloombery School of Public Health ที่เมือง Baltimore ในรัฐ Maryland ของสหรัฐอเมริกา ได้เสนอผลงานวิจัยในวารสาร Alternatives to Animal Experiments โดยตั้งเกณฑ์ว่า ในการจะพิสูจน์ว่า สารเคมีใหม่ที่ได้จากการสังเคราะห์จะเป็นโทษหรือไม่นั้น ให้เปรียบเทียบโครงสร้างของมันกับโครงสร้างของสารเคมีในอดีตที่ได้รับการพิสูจน์และทดสอบด้านคุณและโทษอย่างแม่นมั่นแล้ว เพราะถ้าสารใหม่กับสารเก่ามีโครงสร้างใกล้เคียงกัน สารทั้งสองก็ย่อมให้คุณและโทษเหมือนๆ กัน ผลกระทบที่เกิดขึ้นจากเรื่องนี้ คือถ้าข้อเสนอของคณะวิจัยทีมนี้เหมาะสม และถูกต้อง การตรวจสอบในลักษณะนี้จะช่วยให้ทั้งบริษัทเอกชน และองค์กรรัฐบาลสามารถลดค่าใช้จ่ายในการทดสอบความเป็นพิษภัยสารเคมี ลดขั้นตอนการทดสอบ ซึ่งตามปรกติต้องใช้เวลานานมาก ลดจำนวนสัตว์ทดลอง และเหนือสิ่งอื่นใดลดการกระทำทารุณกรรมที่ต้องใช้สัตว์จำนวนมากเป็นหนูตะเภาด้วย
เพราะอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องมีเพื่อการตรวจสอบเรื่องนี้ คือข้อมูลด้านโครงสร้างโมเลกุลของสาร ดังนั้นทีมวิจัยจึงได้ขอข้อมูลดังกล่าวจากองค์กร European Chemicals Agency (ECHA) ที่ได้เก็บรวบรวมมาใช้ในการวิจัย อันเป็นอานิสงค์ของสหพันธ์ยุโรป (EU) ที่ได้กำหนดเป็นตัวบทกฎหมายว่า ในทุกปีบริษัทใดที่ผลิต หรือนำเข้าสารเคมีที่มีน้ำหนักเกิน 1 ตัน จะต้องแจงรายละเอียดเรื่องความปลอดภัยของสารเคมีเหล่านั้นให้สังคมทราบ แต่ข้อมูลที่ Hqartung ได้รับส่วนใหญ่มาอยู่ในสภาพสะเปะสะปะ คือ ECHA มิได้เก็บรวบรวมอย่างเป็นระบบ หรือเป็นหมวดหมู่
ดังนั้น ทีมวิจัยจึงประสบความยุ่งยากในการวิเคราะห์และจัดกลุ่มตามโครงสร้าง และผลกระทบ
เพื่อก้าวข้ามปัญหานี้ ทีมวิจัยของ Hartung จึงพัฒนา software ขึ้นมาเพื่อแยกข้อมูลที่ต้องการออกจากเอกสารที่อ้างถึงสารเคมีประมาณ 9,800 ชนิด แล้วจัดแบ่งกลุ่มของสารตามรูปแบบของโครงสร้างเชิงเคมี และชนิดของโรค
ผลการสืบค้นแสดงให้เห็นว่าประมาณ 20% ของสารเคมีมีผลกระทบเชิงลบต่อผิวหนัง คือทำให้เป็นผดผื่นคัน 17% มีผลต่อดวงตาคือสร้างความระคายเคือง และในภาพรวมทีมวิจัยได้พบว่าสารเคมีที่มีโครงสร้างโมเลกุลที่คล้ายคลึงกันจะมีผลกระทบต่อสุขภาพในทำนองเดียวกัน
ดังนั้นทีมวิจัยจึงลงความเห็นว่าการเปรียบเทียบโครงสร้างโมเลกุลของสารเคมีชนิดใหม่กับโครงสร้างโมเลกุลของสารเคมีเก่า จะสามารถช่วยให้นักวิจัยประเมินภัยที่จะเกิดโดยสารเคมีใหม่ได้ โดยนักวิจัยไม่จำเป็นต้องนำสารนั้นไปทดสอบกับสิ่งมีชีวิต ทั้งใน/นอกหลอดทดลองเหมือนแต่ก่อน จึงเป็นการลดขั้นตอนซึ่งทำให้ประหยัดเวลา และงบประมาณการวิเคราะห์ รวมถึงช่วยปกป้องชีวิตของสัตว์ทดลองจำนวนมากด้วย
แต่ก็มีนักวิจัยบางคนที่ไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปนี้ เพราะเห็นว่าพิษสมบัติของสารเคมีมิได้ขึ้นกับโครงสร้างของโมเลกุลเพียงอย่างเดียว ดังนั้นข้อเสนอของ Hartung จึงเป็นความคิดที่ต้องได้รับการวิจัยและตรวจสอบเพิ่มเติม
ถึงกระนั้นนักเคมีหลายคนก็ยอมรับว่า งานวิจัยของ Hartung กับคณะช่วยชี้ทางให้นักวิจัยเริ่มวิจัยต่อยอดได้ และอาจจะเป็นก้าวแรกในการช่วยพยากรณ์พิษสมบัติของสารใหม่ แต่ก็ต้องมีการนำไปทดสอบต่ออีกในหลายกาละและเทศะ ซึ่งอาจต้องใช้เวลาอีกนานหลายปี จึงจะเป็นที่ยอมรับในระดับสากลว่า ข้อมูลโครงสร้างที่นักเคมีมีในทุกวันนี้ มีผลต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมเช่นไรในด้านพิษวิทยา และเภสัชวิทยา
ในความเป็นจริงการตั้งใจใช้สารเคมีเป็นยาพิษอย่างรู้เท่าถึงการณ์นั้น ได้มีมานานแล้ว เช่นในปี 1501 (ตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 2) ของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา โดยครอบครัวตระกูล Borgia ในอิตาลี ซึ่งได้ขึ้นครองอำนาจรัฐโดยใช้กลอุบายต่างๆ เช่น ลอบฆ่า ทรยศหักหลัง ใช้สายลับสืบข้อมูลสำคัญ และใช้วิธีวางยาพิษ เพื่อกำจัดศัตรูของวงศ์ตระกูล รวมถึงเป็นทางออกของความขัดแย้งทางการเมือง เพื่อจะได้ก้าวขึ้นสู่อำนาจ ตระกูล Borgia ศรัทธาในการใช้ยาพิษมากกว่าใช้กำลังกองทัพ เพราะถ้าใช้ทหารต่อสู้ก็จะมีการสู้รบนองเลือด ยุค Borgia จึงเป็นยุคของการใช้ยาพิษ โดยเฉพาะในประเทศอิตาลีซึ่งมีการช่วงชิงอำนาจในระหว่างบรรดาขุนนางทรราชย์ทั้งหลาย แต่โลกยุคนั้นก็ใช่ว่าจะมีแต่สิ่งเลวร้ายเพราะในเวลาเดียวกันช่วงเวลานั้นก็เป็นยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาด้วย จากการที่อิตาลีในสมัยนั้นมีอัจฉริยะหลายคน เช่น Michaelangelo และ Leonardo da Vinci เป็นต้น ในขณะที่สวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งประชาชนมีความสุขกันถ้วนหน้า เพราะประเทศมีการปกครองแบบประชาธิปไตยย่างสมบูรณ์ แต่ไม่สามารถสร้างอัจฉริยะระดับโลกได้แม้แต่คนเดียว
ครั้นเมื่อถึงยุคอุตสาหกรรม ผู้คนเริ่มสนใจผลกระทบด้านพิษสมบัติของสารเคมีต่อสิ่งแวดล้อม และเริ่มแสวงหาวิธีแก้ไขปัญหานี้ ลุถึงยุคปัจจุบันปัญหาการปนเปื้อนของสารเคมีในอาหารและความปลอดภัยด้านอาหารก็กำลังเป็นปัญหาใหญ่ของโลก แม้แต่ยาธรรมดาๆ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เคมีชนิดหนึ่งก็ได้มีการพบว่าสามารถมีผลกระทบต่อสุขภาพทั้งในทางบวกและทางลบได้ เช่น ยา aspirin ที่ใช้กินเวลาปวดศีรษะ แพทย์ก็ได้พบว่ามีผลกระทบข้างเคียงมากมาย ดังนั้น เราจึงอาจกล่าวได้ว่า ในทุกวันนี้ไม่มีสารเคมีใดที่ปลอดภัย 100% และภัยที่เกิดขึ้นกับปัจจัยหลายอย่างเช่น ปริมาณสาร ความรุนแรงของสาร สุขภาพของคนที่ได้รับสาร และการตอบสนองของร่างกายต่อสารที่ได้รับ
ในหนังสือ The Poison Paradox: Chemicals as Friends and Foes โดย John Timbrell ที่จัดพิมพ์โดย Oxford University Press เมื่อปี 2005 ผู้เขียนได้กล่าวถึงสารเคมีว่าสามารถเป็นได้ทั้งเพื่อนและพิษ โดยได้เน้นให้เห็นว่า ปริมาณของสารเคมีที่ร่างกายได้รับเข้าไป คือ ปัจจัยหนึ่งที่กำหนดว่า มันเป็นพิษหรือไม่ และสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อสารเคมีเดียวกันแตกต่างกัน
ในบทนำของหนังสือกล่าวถึงประวัติศาสตร์ของการใช้สารเคมีเป็นยาพิษว่า สตรีโรมันในคริสต์ศตวรรษที่ 17 นิยมใช้ยาพิษในการกำจัดสามีที่นอกใจ เพื่อจะได้เป็นแม่ม่ายที่มีฐานะดี ด้านเจ้าชายก็ทรงโปรดการใช้ยาพิษกำจัดรัชทายาทคู่แข่ง หรือวางยาพิษพระราชบิดาเพื่อจะได้ขึ้นครองราชย์บัลลังก์ สำหรับยาพิษที่ผู้คนในสมัยนั้นนิยมใช้คือ สารหนู (arsenic) ซึ่งไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่นใดๆ ดังนั้นการฆาตกรรมโดยใช้สารนี้ ในสมัยนั้นจึงแนบเนียน ถ้าฆาตกรใช้ในปริมาณน้อย ถึงจะใช้บ่อยครั้งก็ตาม เพราะไม่มีการชันสูตรศพ อาการของคนที่ถูกวางยาพิษจึงไม่ปรากฏชัด
ปัจจุบันการศึกษาพิษสมบัติของ arsenic แสดงให้นักเคมีรู้ว่า ถ้าสารนี้ในปริมาณมากเข้าร่างกาย อะตอม arsenic ที่เป็นพิษจะไปจับที่โปรตีนในเซลล์ จึงสร้างความโกลาหลอลหม่านในการทำงานของเซลล์ มีผลทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแรง สมองมึน สายตาพร่ามัว และร่างกายเป็นอัมพฤกษ์เฉียบพลัน แล้วคนนั้นก็จะตายในที่สุด
แต่ถ้าร่างกายรับ arsenic ในปริมาณน้อย ร่างกายก็อาจมีอาการคลื่นไส้ อาเจียน ท้องร่วง และความดันโลหิตต่ำ แต่คนนั้นก็อาจตายได้เช่นกัน เหมือนดังที่ Paracelsus แพทย์ในคริสต์ศตวรรษที่ 16 ได้เคยกล่าวว่า สารเคมีทุกชนิดอาจเป็นพิษ หรือเป็นยาก็ได้ ขึ้นกับปริมาณที่กินสารนั้นเข้าไป นั่นคือพิษวิทยา และเภสัชวิทยามีความเกี่ยวข้องกัน
ด้าน Hippocrates ในคริสต์ศตวรรษที่ 5 ก็เคยใช้ arsenic ในการรักษาโรคแผลในกระเพาะอาหาร (ulcer) แม้กระทั่งถึงปี 1786 แพทย์ก็ยังนิยมใช้ arsenic ในการรักษาโรคหอบหืด
ถึงปี 1890 William Osler เสนอใช้ arsenic รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว (leukemia) และในปี 1910 แพทย์บางคนใช้ arsenic ในการรักษาโรคบุรุษ (syphilis)
ดังนั้น arsenic จึงมีพิษสมบัติในสายตาของ Cesare Borgia และเป็นยารักษาโรคก็ได้ ถ้าในมุมมองของแพทย์ปัจจุบัน
ในทำนองเดียวกันสำหรับเรื่องวิตามิน A ซึ่งถ้าบริโภคมากไปก็จะเป็นโรค hypervitaminosis A ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่ทำร้ายตับ ส่วนวิตามิน D ถ้ากินมากไปก็จะทำลายไต หรือแม้แต่น้ำ ถ้าดื่มมากไป ผู้ดื่มก็อาจเป็นโรค hyponatremia ที่ทำให้ความเข้มข้นของเกลือในเลือดลดลง จนถึงระดับที่เป็นภัยต่อการทำงานของสมอง หัวใจ และกล้ามเนื้อ
นอกจาก arsenic แล้ว นักเคมีก็ยังมีสารเคมีอื่นๆ อีกมากมายที่สามารถใช้เป็นพิษ เช่น cyanide, strychnine, nicotine, botulenum และ dimethylmercury เป็นต้น
แม้โลกจะมีสารเคมีที่เป็นพิษมากมายหลายชนิด แต่คนเราก็ (ยัง) ไม่ตาย เพราะร่างกายได้รับการออกแบบให้ช่วยรักษาชีวิตให้ปลอดภัย เช่น มีผิวหนังที่มีสาร keratin ซึ่งสามารถสกัดกั้นโมเลกุลพิษได้ ส่วนลิ้นก็มีประสาทสัมผัสหรือจมูกก็มีประสาทสัมผัสที่ทำให้เราอาเจียนทันทีที่สารพิษเข้ามาสัมผัสต่อมรับรสที่ลิ้น หรือเวลากลิ่นพิษโชยเข้าจมูก
ณ วันนี้ เราใช้สารเคมีหลายชนิดฆ่าแมลง วัชพืช เชื้อโรค ฯลฯ ซึ่งทำให้เกษตรกรสามารถผลิตอาหารมาเลี้ยงคนทั้งประเทศได้ และปกป้องคนนับล้านให้ปลอดภัยจากมาลาเรีย และไข้เลือดออก รวมถึงช่วยชาวไร่ในอุตสาหกรรมฝ้าย และดอกไม้ ด้วยการลดประชากรยุง มด แมลงสาป ฯลฯ แต่วิธีการที่เราใช้ยาฆ่าแมลงในเรื่องเหล่านี้นำมาซึ่งปัญหาด้านสุขภาพ และสภาพแวดล้อมในระยะยาว จนทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องพยายามหาทางลดผลกระทบด้านลบ หาทางเลือกใหม่ และสนใจเรื่องอันตรายที่สารเคมีกระทำต่อสัตว์ป่า รวมถึงผลร้ายที่จะเกิดขึ้นต่อสมองของเด็กเล็กๆ ที่กำลังเจริญเติบโต
ในประเทศเรา การใช้ยาฆ่าแมลงมากเกินไปกำลังเป็นปัญหาใหญ่ ซึ่งจะมีโทษต่อเกษตรกรในระยะยาว ทั้งในด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมจนบางคน เมื่อปัญหารุมเร้าจนหาทางออกไม่ได้ ก็ใช้วิธีดื่มยาฆ่าแมลง
ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์กำลังหาทางสร้างสารเคมีชนิดใหม่ๆ เพื่อปกป้องพืชและสิ่งแวดล้อมพร้อมกัน ถ้าพืชชนิดใดไม่ต้องการยาฆ่าแมลงเลย นักวิทยาศาสตร์ก็ต้องหาทางพัฒนาพืชชนิดนั้น ซึ่งมีภูมิคุ้มกันโรค แบคทีเรีย และไวรัส โดยใช้เทคนิค RNA interference ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังได้รับการพัฒนา
แต่เราก็ต้องระลึกเสมอว่า ในบางพื้นที่เราอาจจะต้องใช้ยาฆ่าแมลงตลอดไป และนั่นก็หมายความว่า วิทยาศาสตร์คงมีบทบาทในด้านความปลอดภัยนี้อีกนาน
อนึ่งในสายตาของคนทั่วไป สารเคมีที่ใช้ฉีดตามเสื้อผ้า ที่ใช้ในอาหาร ที่ฉีดพ่นตามภาชนะ ผสมในเครื่องสำอาง และฉีดเป็นยาพิทักษ์พืช ล้วนเป็นสารที่มีพิษ (มากบ้างน้อยบ้าง) ซึ่งเรามีข้อมูลด้านพิษวิทยาค่อนข้างน้อย และแทบไม่มีกฎหมายที่ควบคุมการใช้สารพิษเหล่านี้เลย
ในอเมริกาซึ่งมีการใช้สารเคมีประมาณ 80,000 ชนิด ขณะนี้สังคมอเมริกันกำลังตื่นตัวเรื่องการออกกฎหมายควบคุม
จากประสบการณ์ในอดีตที่มีการใช้สาร brominated Tris ฉีดตามชุดนอนของเด็กเพื่อป้องกันเด็กไม่ให้ถูกไฟไหม้ แต่อีก 3 เดือนต่อมา เมื่อนักเคมีได้พบว่า สารนี้ทำให้เด็กเป็นมะเร็งผิวหนังได้ ผู้ประดิษฐ์สารดังกล่าวจึงใช้ chlorinated Tris แทน แต่ก็พบว่า สารใหม่ก็ยังเป็นพิษภัยเหมือนเดิม สารจึงถูกสั่งให้ยกเลิกใช้อย่างถาวร
ด้านสารเคมีที่มี fluorine ในอัตราส่วนมาก เช่น perfluorooctanoic acid ซึ่งมีประสิทธิภาพในการป้องกันเสื้อผ้าไม่ให้มีรอยเปื้อน และเปียกง่าย และเป็นที่รู้จักในนาม C8 สารนี้เป็นสารกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิต 2.3 ปี และสามารถทำให้คนเป็นมะเร็งกับเพิ่มระดับ cholesterol ได้ ดังนั้นเมื่อปีกลายนี้ องค์การอาหารและยาของสหรัฐจึงห้ามการใช้ C8 แต่ให้ใช้ C6 (perfluorohexanovic acid) แทน ซึ่งสลายตัวเร็วกว่า แต่ก็ยังเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม
ตราบถึงวันนี้ นักเคมีสหรัฐฯ ก็ยังไม่มีผลการวิจัยว่า จะสามารถใช้สารใดแทน C6 โดยสารใหม่จะไม่ทำร้ายร่างกาย และสิ่งแวดล้อม
สถาบัน Green Science Policy Institute ซึ่งเป็นองค์การที่ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ และมีจุดมุ่งหมายว่า จะส่งเสริมการใช้สารเคมีอย่างรับผิดชอบ ได้รณรงค์ให้มีการลดปริมาณสารเคมี 6 ตระกูล ลง 50% ภายในระยะเวลา 5 ปี สารดังกล่าวได้แก่ สารเคมีที่ประกอบด้วย fluorine ในปริมาณมาก (highly fluorinated chemical) สารต่อต้าน microbes สารชะลอการลุกไหม้ (flame retardant), bisphenol และ phthalates โดยเสนอหลักการใช้ว่า ให้ไปถามคนที่จะใช้สารเหล่านี้ว่า จำเป็นต้องใช้หรือไม่ ทั้งๆ ที่รู้ว่าสารเป็นพิษ
ด้านบริษัทผลิตสารเคมี เช่น Kaiser Permanente, Levi Strauss and Co. และ Crate กับ Barrel ก็กำลังลดการผลิตสารเคมีดังกล่าวข้างต้นแล้ว
นี่คือบทบาทหนึ่งของนักวิทยาศาสตร์ในการประเมินผลกระทบของสารเคมีต่อสุขภาพ และต่อสิ่งแวดล้อมที่ทุกคนต้องคำนึงถึงตั้งแต่เริ่มใช้สารเคมีนั้น จนกระทั่งหมดอายุขัยการทำงานของมัน และเมื่อใดที่พบพิษภัยก็ให้หาตัวเลือกใหม่ จากนั้นก็ให้นำเสนอนโยบายเกี่ยวกับเรื่องที่พบ ดังในปี 2015 ที่นักวิทยาศาสตร์ 230 คนจาก 40 ประเทศ ได้ลงนามในแถลงการณ์ Madird ที่กรุง Madrid ประเทศสเปนเกี่ยวกับเรื่อง พิษของ C8 และ C6 ที่ให้ลดการใช้ในทันที เพื่อส่งเสริมสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน และให้พลโลกกับสิ่งแวดล้อมมีความปลอดภัยในอนาคต
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
