ישראל היא אחת המדינות המובילות בעולם בשימוש חוזר במים, כאשר כיום 85 אחוז ממי השפכים שלה ממוחזרים, בעיקר לשימוש בחקלאות (יחד אתה בצמרת נמצאות סינגפור וכוויית).
כיום, השיטה הנפוצה והמקובלת ביותר לטיהור מי שפכים היא באמצעות מתקנים גדולים לטיהור שפכים (מט"ש), שבהם המים עוברים תהליכים מכניים הכוללים סינון גס של השפכים, שיקוע גרוסת (חלקיקים כבדים) והרחקת חלק מהמוצקים המרחפים והחומר האורגני בשפכים באמצעות פירוק ביולוגי.
תהליך הטיפול בשפכים במכוני הטיהור האינטנסיביים נחלק לשלושה שלבים עיקריים: טיפול ראשוני, שניוני ושלישוני. איכות מי הקולחים נקבעת על פי מספר השלבים בתהליך הטיהור. סוג כזה של טיפול ניתן למצוא, למשל, במתקן שפד"ן הגדול בראשון לציון, שבו מטופלים השפכים של אזור גוש דן. אגב, כיום נכנסים באירופה תקנות חדשות הדורשות גם טיפול רביעוני, המצריך הפרדה של מיקרו-מזהמים שבדרך כלל מקורם בתרופות אנטיביוטיות והורמונים ששורדים את תהליך הטיפול.
אך מתקנים גדולים שכאלה לא מתאימים לכל כיס ולכן גם לא לכל המדינות. בעולם המתפתח יש צורך במתקנים מסוג אחר, קטנים ופשוטים יותר, שיוכלו לתת מענה לצורך לטיפול בשפכים.
גישה הוליסטית לטיפול בשפכים
במסגרת כנס הבינלאומי על שם קרן דליה גרידינגר, שנערך בטכניון השנה, ושהתמקד במחקרים בנושא מי תהום ושימור הסביבה, הוצג מחקר יישומי של חברת "אילה – מים ואקולוגיה", שיצרה מערכת שמטרתה לנצל מי שופכים שמקורם בחקלאות, לטהר אותם ולהחזיר אותם לשימוש חקלאי. המערכת הזאת יכולה להתאים למשקים ולחוות בעולם השלישי, במקומות שאין להם נגישות למערכות גדולות לטיפול בשפכים, או יכולת לממן את השימוש במערכות האלה.
"הגישה שלנו הוליסטית: לטפל במים ובאדמה, למנוע שיטפונות ולטהר את האוויר, כל אלה במערכת ייחודית, מבחינת ריבוי הממדים והעיצוב שלה", אומר אלי כהן, מנכ"ל אילה.
כהן וצוותו פיתחו תהליך שבו משתמשים בתכונות הניקוז של הקרקע וביכולת הקליטה של הצמחים כדי לטהר את שרידי המים החומים, תוצרי תעשיות מזון (רפתות, דירים, לולים וכו'). המים מנוקים מרוב המזהמים ומחלקיקי המוצקים (תהליך ניקוי שניוני) ואחר כך הם ראויים לשימוש בחקלאות.
"לקחנו אלמנטים מכמה שיטות קיימות כדי ליצור שיטה מאוד אפקטיבית לטיפול במי שופכים", אומר ד"ר עזרא אורלופסקי, חוקר ישראלי מאוניברסיטת בן גוריון שבנגב, שלקח חלק במחקר של איילה, במסגרת עבודתו ב"מיגל" (מרכז ידע גליל עליון).
בשר, חלב וזיהום
מלבד חלב, בשר וביצים, תעשיית המזון מן החי מייצרת שפכים שעלולים לפגוע בסביבה ללא טיפול נכון. ייצור היפטרות מפסולת זו ממשיך להוות אתגר מבחינת עלויות בטיחות הסביבה וביטחון בריאותי. בארצות הברית, למשל, כמות הפסולת המיוצרת על ידי בקר ועופות בחוות מתועשות, גדולה כמעט פי 13 מזו של כלל בני האדם במדינה. בבריטניה, כ-150 מיליון טון של פסולת בעלי חיים מגיעים ישירות לסביבה מדי שנה.
אם בעלי החיים בתעשיית המזון ייחשפו לחומרים אלו, עלולה להתרחש העברת מחלות לבני אדם באמצעות בשר או מוצרי חלב מבקר או כבשים המוזנים משדות שהושקו במי שפכים. בעיות בריאותיות עלולות להופיע בקרב עובדי משק הביוב וקבוצות אוכלוסייה המתגוררות בסמוך לשדות המושקים במי שפכים. לכן, הגישה הנכונה והסניטרית לטיפול במי שפכים צריך להיות בעדיפות גבוהה כדי שנוכל להגן על בריאות הציבור וכדי שנוכל לשמור על שירותי המערכת האקולוגית.
ביצות מלאכותיות בקרית שמונה
מחקרו של אורלופסקי מתבצע בקרית שמונה, בתוך מתקן לטיפול במי שפכים, שבו נבדקת סדרה של תהליכים פיזיים וביולוגיים. בשלב הראשון, מסוננת פסולת מוצקה ממי השפכים שמקורם ברפתות חלב באזור. הפסולת המוצקה מנוצלת כקומפוסט לחקלאות. שאר הנוזל מוזרם באמצעות מדרגות בגבהים שונים אל שלוש ביצות מלאכותיות (הממוקמות במעין אדניות גדולות). הביצות המלאכותיות משמשות כמערכות מהונדסות שמנצלות את תפקודים הטבעיים של הקרקע, הצמחייה ואורגניזמים אחרים כדי לסנן ולטהר את השופכים.
המחקר מתמקד בסילוק נתרן ממי השופכים, בעייקר משום שכמות הנתרן אצל פרות ברפתות מתועשות גבוהות מאוד משום שהן מוזנות מדי יום ב-120 גרם נתרן. החוקרים בחרו לסנן את המים בעזרת צמח סוקולנטי (אוגר מים) בשם ססוביום רגלני (Sesuvium portulacastrum), שצומח באזורי חוף בחלקים רבים בעולם ושהחוקרים קבעו שהוא המתאים ביותר למיחזור מי תהום. שורשי הצמח הופכים את הקרקע לחמוצה על ידי ביטול הפחמן הדו-חמצני, שמוביל לסילוק הנתרן, בעוד שהצמח עצמו משתמש בנתרן מהקרקע עבור תהליכים חיוניים בשבילו. אחוז ספיחת הנתרן על ידי הצמחים עומד על 15 גרם למטר רבוע עבר כל צמח במשך חודש אחד (כל קילוגרם של אדמה יכול להכיל 50 גרם).
"אנחנו מרוצים מאוד מתוצאות הביניים שלנו", אומר אורלובסקי. "משום שהן מראות שהצמחים מסוגלים לחדש באופן קבוע את היכולת שלהם לספוח נתרן". "בשיטה הזאת אפשר להשיג איזו איכות שתרצה. אנחנו יכולים לטפל בכל בעיה שמגיעה עם מים", אומר כהן.
החוקרים אומרים שהמערכת החדשה יכולה לסייע לפתור את בעיית הטיפול בשופכים במדינות מתפתחות, שבהן אין אמצעים להקים מערכות גדולות לטיפול בשפכים.
תוצרי לוואי עם ערך מוסף
החוקרים מספרים שמלבד ניקוי מי שפכים ויצירת מקור נוסף למי השקיה, נוצרו בתהליך טיהור המים תוצרי לוואי בעלי ערך מוסף: נוגדי חמצון ומרככי עור. החוקרים זיהו 17 תרכובות ביו-אקטיביות כולל ויטמין E. "אחד מהמרככים הטובים בטבע הוא הסקוואלין, חומר אורגינ שניתן להפיקו גם משמנים צמחיים. הוא נספג ביעילות לתוך העור ומשחזר גמישות מבלי להשאיר שמנוניות על גבי העור", אומר אורלופסקי. "אנחנו מנסים לברר אם אנחנו יכולים להפיק ערך מסחרי מתוך תוצרי לוואי אלו, משום שניתן לקצור את יבול הצמח כמעט ללא עלות נוספת".
"מה שאנחנו מציעים הוא שינוי פרדיגמה – מכלכלה חקלאית לינארית לתפיסה אגרו-אקולוגיה מעגלית", אומר אורלנופסקי. "בתפיסה הלינארית יש קלט של מזון וכך המוצר נוצר וכתוצאה מכך יש פסולת מוצקה או נוזלית. בגישה המעגלית, לעומת זאת, הפסולת הופכת למשאב ובנוסף מקבלי גם תוצרי לוואי עם ערך מסחרי", מסכם אורלופסקי.
