חשמל וצמחים: כך משקמים נחלים ומטהרים שפכים

אגנים ירוקים מלאכותיים הם טכנולוגיה אקולוגית, אסטטית וידידותית לסביבה שמטרתה טיהור מים. בשיטה זו מוזרמים המים המזוהמים דרך ברכות רדודות ובהם צמחי מים וחצץ מסוגים שונים, כאשר תוך כדי מעבר המים דרך האגנים, מתרחשים בהם תהליכים כימיים, פיזיקליים וביולוגיים, המביאים להרחקה של חלקיקים ומזהמים מומסים, וכתוצאה מכך לשיפור באיכות המים.

למשל, על פני המצע הצמחי והאבני, מתפתחת אוכלוסייה עשירה של מיקרואורגניזמים, המסוגלת לקלוט ולפרק חלק מהמזהמים לתוצרים בלתי רעילים. אמצעי נוסף המשתתף בתהליך הוא האלקטרופלוקולציה - התלכדות חשמלית - שיטה ייחודית לטיהור מים ושפכים עירוניים ותעשייתיים. מדובר בשיטה אלקטרוכימית שמשתמשת בזרם חשמלי להפרדת והרחקת מזהמים מוצקים ומומסים מן השפכים. השימוש בשיטה מונע את הצורך להוסיף כימיקלים למים, מה שמפחית את עלויות האנרגיה וההשקעה בטיפול במים בעשרות אחוזים.

22 בריכות מחקר

טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד לנחלי ישראל, הסובלים מהטיה של מקורות המים הנקיים והזרמה של קולחים באיכות בלתי מתאימה. הקולחים היוצאים ממפעלי הטיפול בשפכים (מט"ש) הפעילים כיום, אינם באיכות מתאימה לשיקום הנחלים. אולם העברתם דרך המערכת החדישה, יכולה לשפר את איכותם לרמה הנדרשת לשיקום אקולוגי.

כך שלמעשה לאגנים הירוקים תפקיד חשוב כתווך מפריד מפעלי הטיפול בשפכים לבין הנחל, גם כאשר האיכות הממוצעת של הקולחים המיוצרים על ידי המט"ש הינה טובה. זאת משום שמערכת אקולוגית של נחל רגישה ביותר לחריגות באיכות הקולחים. ניתן למתן או אפילו למנוע חריגות אלו באמצעות מערכת האגנים הירוקים. כך לדוגמה, המערכת החשמלית מצטיינת בהרחקת תרכובות זרחן שעלולות לגרום לגידול אצות והתדרדרות איכות המים בנחל.

המטרה: סילוק תכשירי רפואה והורמונים

בשלב ראשון מתמקד המחקר בסילוק של מזהמים בעלי פעילות הורמונאלית נקבית (אסטרוגנים). האסטרוגנים הטבעיים (המיוצרים בגוף) והסינטטיים (שמקורם בגלולות למניעת היריון), מגיעים אל מפעלי טיהור השפכים עם הפרשות האדם. חלק גדול מההורמונים מורחק במפעל טיהור השפכים אך השאריות מוצאות את דרכן לסביבה ובכלל זה לנחלים.

כאשר נחשפים מאכלסי הנחל אל האסטרוגנים, גם אם לריכוזים נמוכים ביותר, חלים בהם שינויים במערכות הגוף הקשורות ברבייה. למשל, קיימות עדויות רבות על תופעה של הטיה זוויגית בדגים, המתבטאת בהיפוך מין של זכרים לנקבות. לפיכך, הרחקה של מיקרו-מזהמים כדוגמת חומרים בעלי פעילות הורמונאלית מהקולחים, הינה הכרחית.

השימוש במערכת אגנים ירוקים מבוסס ביסודו על תהליכים טבעיים המתקיימים בביצות. הטכנולוגיה נרתמה לטובת האדם כבר לפני כ - 50 שנה ובשנים האחרונות עברה אינטנסיפיקציה. הייחודיות שלה היא בהיותה ידידותית לסביבה, בעלותה הנמוכה יחסית ובתרומתה לנוף ולבתי גידול של מאכלסי המים. הייחודיות של המחקר המתבצע במערכת השפד"ן הוא בהתייחסות למיקרו-מזהמים, שחשיבותם כמזהמי הסביבה התבררה רק לאחרונה ובחיבורו לתהליך החשמלי החדשני.

על המחקר

עבודת המחקר מתבצעת על ידי הסטודנטים דנה מילשטיין ואלון ברש. דנה דוקטורנטית במחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת ת''א בהנחיית פרופסור גזית ודר' אבישר מאוניברסיטת ת''א. אלון הוא סטודנט לתואר שני, בהנחייתו של פרופסור עדין מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית. 

• תכנון והקמה של מערכת האגנים הירוקים בשפד"ן: "עפרה צמחי מים". שדרוג המערכת: "מורן יעוץ ופתוח", תכנון והרכבת מערכת האלקטרופלוקולציה: טריטקוב תעשיות מים, ישראל. מתאם הפרויקט הוא פרופ' אביטל גזית מאוניברסיטת תל-אביב, ועימו שותפים במחקרים השונים: פרופ' אבנר עדין מאוניברסיטה העברית, פרופ' רמי קרן וד"ר דרור מינץ מהמכון הוולקני וד"ר דרור אבישר מאוניברסיטת תל-אביב.

פרופ' אבנר עדין הוא חוקר בפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, וחבר בוועדת ההיגוי של כנס ותערוכת WATEC Israel 2007