ידידותיים לסביבה

ידידותיים לסביבה

החיידקים ככלי לטיפול ביוכימי בקרקעות מזוהמות

תומר קליינבלט
קרקע מזוהמת מוגדרת ככזאת שריכוז חומר מסוים באדמה גבוה יותר ממה שאמור להיות באופן טבעי. משרד איכות הסביבה אף מגדיר אותה כאחת שמהווה סיכון לציבור ולסביבה כפי שנקבע ע”י IRBCA  (מתודולוגיה לביצוע סקרי סיכונים לקרקע ולמים בישראל Israel Risk Based Corrective Action) [7]
קרקע מזוהמת פוגעת באורגניזמים שונים בסביבה: בני אדם ובעלי חיים, עלולים להיחשף לאותם חומרים מזיקים ע”י שאיפת גזי קרקע או מגע עם אותה קרקע וכך להיפגע. זאת ועוד חומרים מזהמים בקרקע עלולים להגיע למקורות מים שונים וכך לגרום לזיהום מי שתייה [1]. על כן טיפול בקרקעות מזוהמות הוא אחד הנושאים החשובים העומדים על הפרק כיום במדינות שונות בעולם. בשנה האחרונה על פי הועידה האירופאית דווח על יותר מ2.5 מיליון אזורים בעלי פוטנציאל להיות כקרקעות מזוהמות בין 38 מדינות אירופאיות ו342,000 אזורים זוהו כאזורים מזוהמים ומספר זה רק הולך וגדל (על פי GSF - Global Soil Forum) [2]. בישראל נמצאו כבר למעלה מאלף אתרים מזוהמים ע”י המשרד להגנת הסביבה [28] על כן יש צורך במניעה וטיפול באותם קרקעות. ישנן שיטות שונות ומגוונות לטיפול בקרקעות אלו,אולם מאמר זה עוסק בשימוש בחיידקים ככלי לטיפול ביוכימי בנושא זה [3, 4].       
הטכניקה הקונבנציונלית לטיפול הינה חפירת האדמה המזוהמת והעברתה למטמנה ושם לטפל בקרקע בעזרת חיידקים. טיפול ביולוגי היא אפשרות שמציעה להרוס או להפוך את המזהמים השונים לחומרים פחות מזיקים ע”י שימוש בפעילות ביולוגית טבעית. מחירים נמוכים, שיטות פשוטות יחסית מבחינה טכנולוגית והסכמת כלל הציבור לבצע פעולות אלו באזור האתר הם רק חלק מהיתרונות של שיטה זו. למרות שהמתודולוגיה אינה מסובכת טכנית, יש צורך בידע, ניסיון ומומחיות על מנת לעצב תוכנית לטיפול שכזה, זאת בשל הרצון להתאים את הפעילות לאזור ולאפשר תנאים אופטימאליים בכדי לקבל תוצאות מספקות. טיפול ביולוגי משומש במספר אזורים ברחבי העולם כולל אירופה. שיטה זו אובחנה ככלי בעל הצלחה רבה. עם הידע הרב והניסיון הטכניקות משתפרות ואין שום ספק ששיטה זו היא בעלת פוטנציאל להתמודדות עם סוגים שונים של קרקעות מזוהמות[8-10]. יחד עם זאת יש לציין שהטיפול הנ”ל לא תמיד מתאים כיוון שטווח המזהמים הינו מוגבל והזמן שלוקח לטיפול יחסית ארוך בהשוואה לשאר השיטות [11] [12]. חשוב לציין שישנם קרקעות מסוגים שונים, בתנאי סביבה שונים דבר הבא לידי ביטוי ביחסי כמויות שונים של החומרים המרכיבים אותם. [9] על כן סוגי אורגניזמים שונים פועלים באותן קרקעות, כאשר פרמטרים שונים משפיעים על התהליכים הנ”ל, בינם: טמפ’, סוג הקרקע, מליחות, PH, נוכחות חמצן או מקבל אלקטרונים אחר, נוטרינטים, לחצים חלקים של הגזים ועוד. חלק מהבדיקות המוצגות במאמר מבוססות על פירוק אורגני [13, 14] וחלק על פירוק אנאורגאני[15]. האתר הגדול ביותר בישראל לטיפול ביולוגי בקרקעות מזוהמות  הינו במישור רותם, מתופעל על ידי חברת “איזיטופ” שמומחיה פתחו עם השנים יכולות גבוהות לטיפול בקרקעות. 
עקרונות שיטת הטיפול הביולוגי: 
שימוש באוכלוסייה המיקרוביאלית לשם תהליך הטיפול הביולוגי:
מיקרואורגניזמים מצויים כמעט בכל סביבה הקיימת ביקום, ומתקיימים תחת תנאים קיצוניים. הם גדלים בטמפ’ נמוכות מאוד, גבוהות מאוד, בתנאי מדבר, עם ובלי נוכחות חמצן, באזורים בעלי מליחות גבוהה או נמוכה, ב-PH נמוך או גבוה, במים, באוויר, באזורים מזוהמים ועוד. עם התפתחות האבולוציה הם הצליחו להסתגל לתנאיי סביבה שונים. אולם, הדרישות היחידות לתהליך הטיפול הביולוגי הינם: מקור אנרגיה ומקור פחמן זמינים. את מיקרואורגניזמים אלו ניתן לסווג למספר קבוצות [7, 16]: 
אירוביים - אורגניזם החי ומתקיים בנוכחות חמצן.
אנאירוביים - אורגניזם החי ומתקיים ללא נוכחות חמצן. 
פקטורי הסביבה המשפיעים על הטיפול הביולוגי:   
למרות קיום של מיקרואורגניזמים בקרקעות מזוהמות אין זה וודאי שהם צריכים להיות במספרים הדרושים לשם טיפול ביולוגי של האזור, וזאת בשל כך שניתן לספק להם את התנאים המתאימים לשם פעילות וגדילה באתר [14]. על מנת להשיג מטרה זו בד”כ מוסיפים נוטרינטים וחמצן בכדי לעזור למיקרואורגניזמים המצויים באופן טבעי באזור. נוטרינטים אלו הם אבני הבניין הבסיסים של חייהם ומאפשרים להם ליצור את האנזימים הנחוצים לשם טיפול במזהמים. חנקן, זרחן ופחמן הכרחיים לשם כך. בהשוואה לשאר האלמנטים פחמן הינו האלמנט הכי בסיסי של צורות החיים ויש בו צורך בכמויות הגדולות ביותר ([7]. בנוסף למימן, חמצן וחנקן הוא מרכיב 95% ממשקל התאים. גופרית וזרחן תורמים 70% מהנותר. הגדילה והפעילות של החיידקים מושפעים ע”י PH, טמפ’ ולחות. למרות שהם בודדו בתנאים קיצונים רובם גדלים בצורה מיטבית בטווח קצר ולכן חשוב להשיג תנאים אופטימאליים. הטמפ’ משפיעה על קצבי הריאקציות הביוכימיות והקצב של רובם מוכפל לכל תוספת של 10 מעלות צלזיוס, אך חשוב לציין שלא בכל המקרים נכון הוא הדבר. מעל לטמפ’ מסוימת התאים עלולים למות. מים זמינים חיוני לכל האורגניזמים החיים, לכן השקיה חשובה להשגת רמת לחות אופטימאלית. 
המאמר המלא באתר “איזיטופ” http://www.easytop.co.il/
 
מקורות: 
1. Lee SH, Lee JS, Choi YJ, Kim JG: In situ stabilization of cadmium-, lead-, and zinc-contaminated soil using various amendments. Chemosphere 2009, 77(8):1069-1075.
2. Nsanganwimana F, Pourrut B, Mench M, Douay F: Suitability of< i> Miscanthus</i> species for managing inorganic and organic contaminated land and restoring ecosystem services. A review. Journal of Environmental Management 2014, 143:123-134.
3. Baker KH, Herson DS: Bioremediation: McGraw-Hill, Inc.; 1994.
4. Alexander M: Biodegradation and bioremediation: Gulf Professional Publishing; 1999.
7. Vidali M: Bioremediation. An overview. Pure and Applied Chemistry 2001, 73(7):1163-1172.
8. Semple KT, Doick KJ, Wick LY, Harms H: Microbial interactions with organic contaminants in soil: definitions, processes and measurement. Environmental pollution 2007, 150(1):166-176.
9. Allard A-S, Neilson AH: Bioremediation of organic waste sites: a critical review of microbiological aspects. International biodeterioration & biodegradation 1997, 39(4):253-285.
10. Young LY, Cerniglia CE: Microbial transformation and degradation of toxic organic chemicals: Wiley-Liss, Inc.; 1995.
11. Dua M, Singh A, Sethunathan N, Johri A: Biotechnology and bioremediation: successes and limitations. Applied microbiology and biotechnology 2002, 59(2-3):143-152.
12. Boopathy R: Factors limiting bioremediation technologies. Bioresource Technology 2000, 74(1):63-67.
13. Norris RD: Handbook of bioremediation: CRC press; 1993.
14. King RB, Sheldon JK, Long GM: Practical environmental bioremediation: the field guide: CRC Press; 1997.
15. Bolton Jr H, Gorby Y: An overview of the bioremediation of inorganic contaminants. In: Bioremediation of inorganics. 1995.
16. Watanabe K: Microorganisms relevant to bioremediation. Current opinion in biotechnology 2001, 12(3):237-241.
28. http://www.sviva.gov.il/subjectsEnv/ContaminatedSoil/SoilSurvey/Pages/default.aspx
 
 










פי.סי.חץ