מים נט פורטל מקצועי למים.
רן בן מיכאל, זווית
פרסום
פריחות ענק של אצות כחולות מסכנות את מקווי המים בישראל ובעולם, והן מתגברות בגלל זיהומים ובגלל שינוי האקלים. איך אפשר להתמודד עם התופעה?
מדי כמה שנים בחורף, מתכסה הכנרת בשכבה חומה משונה שנראית למרחוק. האמיצים שישוטו בסירה אל לב האגם יגלו שמדובר בשכבה סמיכה של חומר דמוי אצות, שמכסה שטחים נרחבים. התופעה הזו מוכרת עוד משנות השבעים, אך בעשור האחרון היא התגברה והתעצמה, והיא מסכנת את מקווה המים המתוקים היחיד שלנו – וגם את מי הים התיכון. הכירו את הציאנובקטריה – קבוצה שמצד אחד אחראית לכך שהאטמוספירה שלנו מכילה חמצן, ומצד שני מהווה בעיה שמאיימת לפגוע במי הים ובמים המתוקים בעולם.
ציאנובקטריה, או כחוליות, על שום הגוון הכחלחל-ירקרק שלהן, הן מהיצורים הקדומים ביותר על פני כדור הארץ, והן נוצרו לפני 3 מיליארד שנה לפחות. הן שייכות לממלכת החיידקים, אך יש להן מאפיינים משותפים עם אצות, שהופיעו יותר ממיליארד שנה אחריהן, כגון פיגמנט הכלורופיל והיכולת לייצר אנרגיה מאור השמש. לכן הן נקראות גם "אצות כחוליות". בכדור הארץ הקדום, הפוטוסינתזה של אוכלוסיית הכחוליות ההולכת וגדלה שינתה את הרכב האטמוספירה, ואפשרה חיים תלויי-חמצן ואת היווצרות שכבת האוזון.
הכחוליות הן מהיצורים הסתגלנים ביותר בעולם, בתנאי שיש קצת מים בסביבה. ניתן למצוא אותן בגופי מים מלוחים ומתוקים כאחד, והן משגשגות אפילו באנטארקטיקה. בתנאים נוחים של טמפרטורה, אור וזרמים, וכאשר יש במים שפע של חומרי הזנה, נוצרות "התפרצויות אוכלוסין" של כחוליות הנקראות פריחות (bloom); בשילוב תנאים מוצלח במיוחד, הפריחות נעשות לעתים כה סמיכות עד שהן נראות כמו שכבה עבה של רפש רירי – שמסכן לא רק את מי שבא איתו במגע ישיר, אלא עלול לסכן גם את מי השתייה שלנו.
יש כחולית במרק שלי
מאות המינים של הכחוליות הם חולייה ראשונה במארג המזון הימי ואבן פינה של יציבות המערכות האקולוגיות הימיות. צפיפות המינים והרכבם נבדק על ידי מדענים בתור סמן למצבה של המערכת האקולוגית. אף שפריחות מתונות מתרחשות מפעם לפעם באופן טבעי, הרי שהתפרצויות גדולות יותר הן בדרך כלל עדות להפרעה למערכת הטבעית.
מקור ההפרעות הללו הוא, כמובן, אנושי: החל מזיהום של מקורות המים בשיירי דשנים חקלאיים או שפכים, שמספקים לכחוליות חומרי הזנה כמו חנקן וזרחן, וכלה בשינויים פיזיים במתווה החוף והנחלים (כמו סכרים ותעלות). במקומות שבהם מתרחשות פריחות מאסיביות, נוצרים לעתים "אזורים מתים". הפריחה הצפופה מונעת מעבר של אור לאצות אחרות ולבעלי חיים שמכילים אצות שיתופיות וחיים על הקרקעית ועלולה להוביל למותם. בהמשך, לאחר קריסת הפריחות ומות הכחוליות, צונחת כמות החמצן באזורים אלה בעקבות פעילות של חיידקים שמפרקים את החומר האורגני המת בגוף המים ובקרקעית. צניחת ריכוז החמצן אל מתחת לרמה שבו הוא תומך בהמשך החיים, מובילה במקרים רבים למותם של דגים רבים וחסרי חוליות.
פרט לפגיעה במערכת האקולוגית, ההפריחות הללו מהוות בעיה לא קטנה עבור בני האדם. מעבר לכך שלפריחות אין מראה נאה במיוחד והן מדיפות ריח רע, הכחוליות מכילות שתי קבוצות של רעלנים שונים: כאלו שפוגעים במערכת העצבים (נוירוטוקסינים) וכאלו שפוגעים בכבד (הפטוטוקסינים). החשיפה לרעלנים יכולה להוביל לפגיעה במערכת העיכול, הכבד, מערכת העצבים והעור ואפילו למוות, והיא יכולה להתרחש בעקבות שתייה של המים, מגע בעור ואף בנשימה של רסס הגלים באותו אזור. מעבר לסכנה הממשית לבריאות הציבור, פריחת הכחוליות גורמת לנזקים לתעשיית התיירות ולתשתיות ימיות, שנאמדים במעל מיליארד דולר בשנה – כפי שעולה ממחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת "אקולוגיה וסביבה".
אך לפריחת אצות יש גם השפעה נרחבת ומשמעותית יותר: היא פוגעת במשאבי מים שמשמשים לצורכי שתייה או להשקיה. הפרעות לאספקת מי שתייה בשל פריחות מוכרות מימת טייהו בסין ועד לאגם סנט צ'רלס בקנדה. פריחות של כחוליות יכולות גם לסתום את המסננים של מתקני טיפול בשפכים או מתקני התפלה ולגרום בהם לנזקים אחרים, ובכך למנוע אספקת מים ממקור חלופי. כחוליות מתפתחות גם במאגרי מים מלאכותיים המשמשים לשתייה או להשקיה, בין היתר משום שהן מעדיפות מים עומדים. במקרה של פריחת כחוליות במקור מי שתייה, אין די בהרתחת המים כדי לטהר אותם, ויש צורך לטפל בהן באמצעות פילטר פחם או בקרינה אולטרה-סגולית, שתיהן שיטות יקרות.
להפחית את חומרי הדישון
אם בעבר התרחשו פריחות באופן לא סדיר, בעשורים האחרונים הן חוזרות באורח תכוף ותדיר מסביב לעולם בגופי מים מתוקים כמו אגם ויקטוריה שבאפריקה ואגם מישיגן בגבול ארה"ב-קנדה, ובגופי מים מלוחים כמו הים הבלטי בצפון אירופה והים הכספי בקווקז. הסיבה לכך היא בעיקר זליגה של יותר ויותר זרחן וחנקן מדשני חקלאות ומשפכים לא מטופלים שמגיעים לים. גם לשינוי האקלים יש חלק בעלייה בתדירות היווצרותן: כדי לייצר פריחה בהיקף משמעותי, זקוקות הכחוליות לאור שמש חזק ולמים חמימים ושקטים. שינוי האקלים מעלה את טמפרטורת הים וגופי המים היבשתיים ויוצר גם שינויים בדפוסי הזרמים והרוחות, וכך מאפשר יצירת תנאים טובים יותר להיווצרות פריחות מסוג זה. כאמור, הכחוליות הן יצורים היודעים להגיב היטב לשינויים בסביבתן עם מגוון מנגנוני הסתגלות המותאמים במיוחד לעליית הטמפרטורה.
ציאנובקטריה, או כחוליות, על שום הגוון הכחלחל-ירקרק שלהן, הן מהיצורים הקדומים ביותר על פני כדור הארץ, והן נוצרו לפני 3 מיליארד שנה לפחות. הן שייכות לממלכת החיידקים, אך יש להן מאפיינים משותפים עם אצות, שהופיעו יותר ממיליארד שנה אחריהן, כגון פיגמנט הכלורופיל והיכולת לייצר אנרגיה מאור השמש. לכן הן נקראות גם "אצות כחוליות". בכדור הארץ הקדום, הפוטוסינתזה של אוכלוסיית הכחוליות ההולכת וגדלה שינתה את הרכב האטמוספירה, ואפשרה חיים תלויי-חמצן ואת היווצרות שכבת האוזון.
הכחוליות הן מהיצורים הסתגלנים ביותר בעולם, בתנאי שיש קצת מים בסביבה. ניתן למצוא אותן בגופי מים מלוחים ומתוקים כאחד, והן משגשגות אפילו באנטארקטיקה. בתנאים נוחים של טמפרטורה, אור וזרמים, וכאשר יש במים שפע של חומרי הזנה, נוצרות "התפרצויות אוכלוסין" של כחוליות הנקראות פריחות (bloom); בשילוב תנאים מוצלח במיוחד, הפריחות נעשות לעתים כה סמיכות עד שהן נראות כמו שכבה עבה של רפש רירי – שמסכן לא רק את מי שבא איתו במגע ישיר, אלא עלול לסכן גם את מי השתייה שלנו.
יש כחולית במרק שלי
מאות המינים של הכחוליות הם חולייה ראשונה במארג המזון הימי ואבן פינה של יציבות המערכות האקולוגיות הימיות. צפיפות המינים והרכבם נבדק על ידי מדענים בתור סמן למצבה של המערכת האקולוגית. אף שפריחות מתונות מתרחשות מפעם לפעם באופן טבעי, הרי שהתפרצויות גדולות יותר הן בדרך כלל עדות להפרעה למערכת הטבעית.
מקור ההפרעות הללו הוא, כמובן, אנושי: החל מזיהום של מקורות המים בשיירי דשנים חקלאיים או שפכים, שמספקים לכחוליות חומרי הזנה כמו חנקן וזרחן, וכלה בשינויים פיזיים במתווה החוף והנחלים (כמו סכרים ותעלות). במקומות שבהם מתרחשות פריחות מאסיביות, נוצרים לעתים "אזורים מתים". הפריחה הצפופה מונעת מעבר של אור לאצות אחרות ולבעלי חיים שמכילים אצות שיתופיות וחיים על הקרקעית ועלולה להוביל למותם. בהמשך, לאחר קריסת הפריחות ומות הכחוליות, צונחת כמות החמצן באזורים אלה בעקבות פעילות של חיידקים שמפרקים את החומר האורגני המת בגוף המים ובקרקעית. צניחת ריכוז החמצן אל מתחת לרמה שבו הוא תומך בהמשך החיים, מובילה במקרים רבים למותם של דגים רבים וחסרי חוליות.
פרט לפגיעה במערכת האקולוגית, ההפריחות הללו מהוות בעיה לא קטנה עבור בני האדם. מעבר לכך שלפריחות אין מראה נאה במיוחד והן מדיפות ריח רע, הכחוליות מכילות שתי קבוצות של רעלנים שונים: כאלו שפוגעים במערכת העצבים (נוירוטוקסינים) וכאלו שפוגעים בכבד (הפטוטוקסינים). החשיפה לרעלנים יכולה להוביל לפגיעה במערכת העיכול, הכבד, מערכת העצבים והעור ואפילו למוות, והיא יכולה להתרחש בעקבות שתייה של המים, מגע בעור ואף בנשימה של רסס הגלים באותו אזור. מעבר לסכנה הממשית לבריאות הציבור, פריחת הכחוליות גורמת לנזקים לתעשיית התיירות ולתשתיות ימיות, שנאמדים במעל מיליארד דולר בשנה – כפי שעולה ממחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת "אקולוגיה וסביבה".
אך לפריחת אצות יש גם השפעה נרחבת ומשמעותית יותר: היא פוגעת במשאבי מים שמשמשים לצורכי שתייה או להשקיה. הפרעות לאספקת מי שתייה בשל פריחות מוכרות מימת טייהו בסין ועד לאגם סנט צ'רלס בקנדה. פריחות של כחוליות יכולות גם לסתום את המסננים של מתקני טיפול בשפכים או מתקני התפלה ולגרום בהם לנזקים אחרים, ובכך למנוע אספקת מים ממקור חלופי. כחוליות מתפתחות גם במאגרי מים מלאכותיים המשמשים לשתייה או להשקיה, בין היתר משום שהן מעדיפות מים עומדים. במקרה של פריחת כחוליות במקור מי שתייה, אין די בהרתחת המים כדי לטהר אותם, ויש צורך לטפל בהן באמצעות פילטר פחם או בקרינה אולטרה-סגולית, שתיהן שיטות יקרות.
להפחית את חומרי הדישון
אם בעבר התרחשו פריחות באופן לא סדיר, בעשורים האחרונים הן חוזרות באורח תכוף ותדיר מסביב לעולם בגופי מים מתוקים כמו אגם ויקטוריה שבאפריקה ואגם מישיגן בגבול ארה"ב-קנדה, ובגופי מים מלוחים כמו הים הבלטי בצפון אירופה והים הכספי בקווקז. הסיבה לכך היא בעיקר זליגה של יותר ויותר זרחן וחנקן מדשני חקלאות ומשפכים לא מטופלים שמגיעים לים. גם לשינוי האקלים יש חלק בעלייה בתדירות היווצרותן: כדי לייצר פריחה בהיקף משמעותי, זקוקות הכחוליות לאור שמש חזק ולמים חמימים ושקטים. שינוי האקלים מעלה את טמפרטורת הים וגופי המים היבשתיים ויוצר גם שינויים בדפוסי הזרמים והרוחות, וכך מאפשר יצירת תנאים טובים יותר להיווצרות פריחות מסוג זה. כאמור, הכחוליות הן יצורים היודעים להגיב היטב לשינויים בסביבתן עם מגוון מנגנוני הסתגלות המותאמים במיוחד לעליית הטמפרטורה.
פרופ' הנס פרל מהמכון למדעי הים של אוניברסיטת צפון קרולינה-צ'אפל היל יתארח בשבוע הבא בישראל במסגרת הוועידה השנתית למדע הסביבה של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה, וידבר על האסטרטגיות להתמודדות עם התופעה. בריאיון עמו הוא טוען כי "ללא צעדים נחרצים להפחתת חומרי הזנה מחקלאות או משפכים עירוניים ותעשייתיים יהיה קשה להשיג שיפור כלשהו במקורות המים". הוא מוסיף כי "כאשר ניתן לטפל במקור הזיהום באמצעות מתקני טיפול בשפכים, במיוחד אלו בעלי כושר טיפול מתקדם שהוא יעיל מאוד בהסרת זרחן וחנקן, זהו פתרון איכותי".
אך לעתים קשה לזהות את המקור לזיהום, למשל כאשר מדובר בדשנים חקלאיים שמגיעים אל מקווי המים באמצעות זרימה של מי גשמים על פני הקרקע או דרך הקישוריות המורכבת ביו גופי מים. במקרים כאלה יש לפתח אסטרטגיות רבות ושונות על מנת לצמצם את השימוש בדשנים במקור, למשל באמצעות "צמחייה בשולי שדות וגדות נחלים למניעת סחף, או צמצום השימוש בדשנים באמצעות חקלאות מדייקת, וצמצום הדשנים גם בגינון הפרטי והעירוני.
בחירה בגידולים ובצמחייה הדורשים פחות דשנים הוא דבר נכון גם מבחינה כלכלית, משום שיש להם עלות גבוהה. יש להעלות את המודעות לנושא בקרב חקלאים, אצל מתכננים עירוניים, ובקרב הציבור", אומר פרל. לדבריו, דוגמאות משטוקהולם, מנהר התמזה באנגליה, מאגם וושינגטון או ממפרץ צ'סאפיק בארה"ב מצביעות כולן על היעילות של צעדים אלו, אך במקומות אחרים באסיה, אפריקה ואמריקה הלטינית וכן באגן הים התיכון הסגור והמאוכלס בצפיפות יש צורך בצעדים תקיפים עוד יותר.
ניתן להשתמש גם באמצעים פיזיים, כמו ערבול מכני של שכבות המים, משום שהכחוליות מעדיפות יציבות, או הזרמת מים נקיים; ניתן גם לטפל במשקעי קרקעית שבהם הצטברו חומרי הזנה לאורך השנים, אבל אלו אינם אמצעים ישימים במקווי מים גדולים בשל עלויות גבוהות, בגלל גודל המתקנים הנדרשים או בגלל יצירת סיכונים חדשים. ניתן להשתמש בחומרי הדברה כימיים נגד הכחוליות, כמו נחושת גופרתית – אך היא רעילה בשימוש נרחב – או בחומר המוכר כמי חמצן, אך גם כאן השימוש מוגבל למקווי מים קטנים יחסית.
טיפול שנראה ידידותי יחסית לסביבה הוא הכנסתם של מינים שניזונים מכחוליות כדי לצמצם את האוכלוסייה המתפרצת מראש, אך זו דרך פעולה של התערבות במארג המזון, שהשלכותיה לא מוכרות ויכולות להיות גם שליליות. פרופ' פרל מסכם ש"צעדים אלו הם תיקונים זמניים, שלא מטפלים בשורש הבעיה – והיא העשרה בחומרי הזנה".
אמנם לכחוליות יש גם צדדים חיוביים רבים – בייצור חמצן, בהיותם הבסיס של מארג המזון בים ואף בייצור מזון לבני אדם (ספירולינה); לאחרונה אף דיווחו מדענים כי הצליחו ליצור פאנל ביו-סולארי לייצור חשמל שבו משתתפות כחוליות. אבל הפריחות, היקפן ותדירותן הן עדות נוספת לצורך בנקיטת צעדים להפחתת זיהום מקווי המים ולמיתון השפעות שינוי האקלים – שהשילוב ביניהם מאיים לזהם את המים שלנו באצות רעילות.
פרסום
פרופ' הנס פרל מהמכון למדעי הים של אוניברסיטת צפון קרולינה-צ'אפל היל יתארח בשבוע הבא בישראל במסגרת הוועידה השנתית למדע הסביבה של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה, וידבר על האסטרטגיות להתמודדות עם התופעה. בריאיון עמו הוא טוען כי "ללא צעדים נחרצים להפחתת חומרי הזנה מחקלאות או משפכים עירוניים ותעשייתיים יהיה קשה להשיג שיפור כלשהו במקורות המים". הוא מוסיף כי "כאשר ניתן לטפל במקור הזיהום באמצעות מתקני טיפול בשפכים, במיוחד אלו בעלי כושר טיפול מתקדם שהוא יעיל מאוד בהסרת זרחן וחנקן, זהו פתרון איכותי".
אך לעתים קשה לזהות את המקור לזיהום, למשל כאשר מדובר בדשנים חקלאיים שמגיעים אל מקווי המים באמצעות זרימה של מי גשמים על פני הקרקע או דרך הקישוריות המורכבת ביו גופי מים. במקרים כאלה יש לפתח אסטרטגיות רבות ושונות על מנת לצמצם את השימוש בדשנים במקור, למשל באמצעות "צמחייה בשולי שדות וגדות נחלים למניעת סחף, או צמצום השימוש בדשנים באמצעות חקלאות מדייקת, וצמצום הדשנים גם בגינון הפרטי והעירוני.
בחירה בגידולים ובצמחייה הדורשים פחות דשנים הוא דבר נכון גם מבחינה כלכלית, משום שיש להם עלות גבוהה. יש להעלות את המודעות לנושא בקרב חקלאים, אצל מתכננים עירוניים, ובקרב הציבור", אומר פרל. לדבריו, דוגמאות משטוקהולם, מנהר התמזה באנגליה, מאגם וושינגטון או ממפרץ צ'סאפיק בארה"ב מצביעות כולן על היעילות של צעדים אלו, אך במקומות אחרים באסיה, אפריקה ואמריקה הלטינית וכן באגן הים התיכון הסגור והמאוכלס בצפיפות יש צורך בצעדים תקיפים עוד יותר.
ניתן להשתמש גם באמצעים פיזיים, כמו ערבול מכני של שכבות המים, משום שהכחוליות מעדיפות יציבות, או הזרמת מים נקיים; ניתן גם לטפל במשקעי קרקעית שבהם הצטברו חומרי הזנה לאורך השנים, אבל אלו אינם אמצעים ישימים במקווי מים גדולים בשל עלויות גבוהות, בגלל גודל המתקנים הנדרשים או בגלל יצירת סיכונים חדשים. ניתן להשתמש בחומרי הדברה כימיים נגד הכחוליות, כמו נחושת גופרתית – אך היא רעילה בשימוש נרחב – או בחומר המוכר כמי חמצן, אך גם כאן השימוש מוגבל למקווי מים קטנים יחסית.
טיפול שנראה ידידותי יחסית לסביבה הוא הכנסתם של מינים שניזונים מכחוליות כדי לצמצם את האוכלוסייה המתפרצת מראש, אך זו דרך פעולה של התערבות במארג המזון, שהשלכותיה לא מוכרות ויכולות להיות גם שליליות. פרופ' פרל מסכם ש"צעדים אלו הם תיקונים זמניים, שלא מטפלים בשורש הבעיה – והיא העשרה בחומרי הזנה".
אמנם לכחוליות יש גם צדדים חיוביים רבים – בייצור חמצן, בהיותם הבסיס של מארג המזון בים ואף בייצור מזון לבני אדם (ספירולינה); לאחרונה אף דיווחו מדענים כי הצליחו ליצור פאנל ביו-סולארי לייצור חשמל שבו משתתפות כחוליות. אבל הפריחות, היקפן ותדירותן הן עדות נוספת לצורך בנקיטת צעדים להפחתת זיהום מקווי המים ולמיתון השפעות שינוי האקלים – שהשילוב ביניהם מאיים לזהם את המים שלנו באצות רעילות.
