Skip to main content
header

לתפוס את הזיהום

חוקר: ד"ר עופר דהן

מוסד המחקר: מכון צוקרברג לחקר המים, המכונים לחקר המדבר, אוניברסיטת בן גוריון בנגב

רקע

מי תהום, המהווים את משאב המים הטבעי החשוב בעולם, מצויים באופן מתמיד בסכנת הזדהמות ממקורות שונים כמו תחנות דלק, מטמנות פסולת ומאגרי שפכים. כאשר מערכות כגון אלה אינן מטופלות כראוי, הן עלולות לדלוף ולשחרר אל תת-הקרקע חומרים מסוכנים, ובכך לזהם את מי התהום. לעיתים  חולפות שנים רבות של זיהום מתמשך עד שדליפה מאותרת ומקורה מטופל.

כיום אין בנמצא טכנולוגיה המאפשרת טיהור מלא של אקוויפרים מזוהמים והשבתם לאיכותם המקורית. לכן, ישנה חשיבות רבה לקיצור פרק הזמן החולף בין תחילתו של אירוע זיהום לגילויו, שכן הדבר מביא להקטנת הנזק למי האקוויפר ולמניעת נזק בלתי הפיך. שיטת הניטור הנהוגה כיום היא איסוף מידע מקידוחי תצפית ובארות החודרים למי התהום, במטרה להתריע על תהליכי זיהום המסכנים את איכות המים. הבעיה היא, שאיתור הזיהום בבאר מעיד על כך שהזיהום כבר חצה את התווך הלא-רווי והצטבר במי האקוויפר. בדיקת מי תהום בקידוחים לא מספקת איפוא מידע המאפשר מניעת זיהום של תת הקרקע, אלא רק את גילויו לאחר שהתפשט במי התהום.

מטרת המחקר

פיתוח טכנולוגיית ניטור, המאפשרת מעקב מתמשך אחר תהליכי חלחול מים והסעת מזהמים בתווך הלא-רווי שבין פני השטח אל פני מי התהום.

כלי מחקר

במהלך המחקר פותחה מערכת לניטור התווך הלא-רווי (vadose-zone monitoring system VMS). מערכת הניטור כוללת חיישנים ואמצעי ניטור, המותקנים בקידוחים אלכסוניים שחודרים אל התווך הלא-רווי. חיישני רטיבות, טמפרטורה ולחץ מאפשרים מעקב אחר התנאים ההידרולוגיים וקבלת מידע על תנאי החלחול, בעוד שתאי דיגום מיוחדים מאפשרים קליטה של דוגמאות מים לאנליזה כימית וקבלת מידע על איכות המים המחלחלים. לאחר התקנת המערכת ניתן להפעילה במשך שנים רבות, לקבלת מידע רציף על איכות וכמות המים המעשירים את מי התהום. המערכת ניתנת להתקנה מתחת למבנים ומתקנים קיימים, ללא הפרעה מהותית לפעילות המתרחשת על פני השטח.

מהלך המחקר

המערכת נוסתה בהצלחה במספר מחקרים שעסקו בחלחול מים והסעת מזהמים בתווך הלא-רווי.

לדוגמה:

במסגרת פרויקט העוסק במדידה ישירה של חלחול מי גשמים והעשרת מי תהום במישור החוף, הותקנו מערכות ניטור באזור הדיונות שמדרום לאשדוד. המידע שהתקבל אפשר מעקב מדויק אחר תהליך חלחול מי הגשמים בתת הקרקע, תוך מדידה ישירה של קצבי החלחול, עומק הגעת חזית ההרטבה הנגרמת מכל סופת גשמים וזמן הגעת המים המחלחלים למי התהום. המערכת אפשרה לראשונה הגדרה ברורה של ההרכב הכימי של המים המחלחלים בתת הקרקע ומעשירים את מי התהום באזורים שונים.

בפרויקט העוסק בבחינת השפעת רפתות על איכות מי התהום הותקנה מערכת ניטור המצוי מתחת לבריכת שפכים של רפת טיפוסית. הממצאים הראו, כי בורות שפכים שאינם מבודדים מפני הקרקע מהווים מקור זיהום משמעותי של מלחים וחנקות, הפוגעים באיכות מי התהום. הממצאים אפשרו הגדרה של מנגנוני החלחול תוך קביעת תרומתן היחסית של סביבות הרפת השונות ותוך התייחסות למאפיינים הגיאולוגיים וההידראוליים של כל אזור.

דיון ומסקנות

במהלך 10 השנים האחרונות הותקנו למעלה מ-50 מערכות ניטור לתווך לא-רווי במגוון רחב של תנאים הידראוליים, גיאולוגיים וכימיים. אלה כוללים: אזורים מדבריים בהם נבחנו תהליכי חלחול מתחת לערוצי נחלים בזמן שיטפונות, מאגרי מים, שטחים חקלאיים מסוגים שונים וכן אזורי תעשייה מזוהמים. מהממצאים שהתקבלו עד כה עולה, כי מערכות הניטור מאפשרות קבלת מידע אמין ומדויק על מאפייני החלחול והתכונות הכימיות של המים המעשירים את מי התהום. יתרה מזאת, הממצאים מראים כי ניתן לקבל בזמן אמת מידע על איכות המים המחלחלים, ובכך למנוע או להקטין באופן משמעותי את הסיכון הכרוך בחלחול מים מזוהמים למי התהום.

יישומים אפשריים

התקנת מערכת הניטור מתחת לתשתיות פעילות בעלות פוטנציאל זיהומי, כמו מטמנות אשפה, תחנות דלק, מיכלים עם פסולת מסוכנת, בריכות אגירה ואיזורי תעשייה עם פוטנציאל זיהומי גבוה.

מעקב רציף ושליטה על יעילות פעולות לשיקום התווך הלא-רווי ומי התהום כיום, שיקום התווך הלא-רווי ומי התהום מנזקי זיהום מתבסס בעיקר על טיפולים ביולוגיים וכימיים. טיפולים אלה דורשים יצירה של תנאים הידרולוגיים, פיזיקאליים וכימיים המאפשרים התפתחות אוכלוסיית חיידקים בעלת יכולת פירוק של מזהמים ספציפיים. אף על פי שניתן ליצור תנאים כאלה במעבדה, הרי שהחלתם בתת הקרקע מהווה אתגר הידרולוגי והנדסי מורכב. מעקב רציף ומתמשך, המאפשר קבלת מידע בזמן אמת על התנאים השוררים בתווך הלא-רווי, מספק אמצעי לאפיון תנאים אלה. בכך הוא מהווה בסיס לבחינת אסטרטגיות שיקום שונות, ומאפשר שליטה ביעילות השיקום.

 

 

נוצר בתאריך: 26/09/10
עודכן בתאריך: 14/02/11