הערכה מחודשת של שפכי חלב משפרת את ביצועי פטריות לבנות בריפוי שפכים ממכרזות נייר ממוחזר

ממזגים שתי בעיות פסולת לפתרון נקי אחד

מיחזור נייר וקורגן חוסך עצים אך מייצר מים מזוהמים העמוסים בכימיקלים עקשנים ובצבע כהה. מפעלי חלב גם מייצרים כמויות גדולות של שפכים עשירים בחומרי תזונה שעלולים לפגוע בנחלים ובאגמים. מחקר זה מראה כיצד שילוב שני זרמי הפסולת הללו ומתן התפקיד לפטריות מיוחדות יכולים להפוך מים מזוהמים למשהו הרבה יותר בטוח לסביבה, תוך הפחתת עלויות הטיפול ותמיכה בשימוש חוזר במים בתעשייה.

מים מלוכלכים מנייר וחלב של היום־יום

החיים המודרניים תלויים במוצרי נייר וחלב, ושתי התעשיות צורכות כמויות אדירות של מים. בתי זיקוק לנייר ממוחזר משליכים מים העשירים בחומרים שקשה לפרקם כמו ליגנין, שאריות דיו ותוספים שונים. למים אלה יש דרישה כימית גבוהה לחמצן (COD), צבע חזק ולעיתים מכילים מתכות — כל אלה עלולים להזיק לחיי המים. במקביל, מפעלי חלב מייצרים שפכים מלאים בחומר אורגני וחומרי תזונה כגון חנקן ופוספורוס. חומרים אלה יכולים להזין צמיחה לא רצויה של מיקרובים ואצות אם השפכים ישוחררו ללא טיפול.

פטריות שאוהבות עץ — עוזרות לניקוי

החוקרים התמקדותו בשני סוגי פטריות לבנות, Bjerkandera adusta ו-Phanerochaete chrysosporium. בטבע פטריות אלה חיות על עצים ומפורסמות ביכולתם לפרק ליגנין, הדבק העמיד שמחזיק את דפנות תאי הצמחים יחד. הן משחררות מערכות אנזימים עוצמתיות היכולות לפרק מגוון רחב של תרכובות מסובכות ואפילו רעילות, כולל צבעים וזיהומים תעשייתיים עמידים. עם זאת, כדי לפעול ביעילות הן זקוקות לכמות מספקת של חומרי תזונה, במיוחד חנקן ופוספורוס — בדיוק מה ששפכי חלב יכולים לספק בשפע.

מיזוג זרמי פסולת לניקוי משופר

בעבודה זו שופך השפך ממפעל נייר וקורגן נמזג עם שפכי חלב גולמיים, ללא שום עיקור או כיוון pH, כדי לחקות תנאי מפעל אמיתיים. הצוות בדק פרופורציות שונות של שפכי נייר, כמויות פטריות וזמני מגע כדי למצוא תצורה שתהיה גם יעילה וגם מעשית לשימוש בקנה מידה גדול. בעוד ששפך נייר בעוצמה נמוכה (25%) איפשר לפטריות להסיר COD וצבע בקלות יחסית, ריכוז של 50% שפך נייר הציע את האיזון הטוב ביותר בין ביצועי הניקוי לנפח המים שניתן לטפל בו. הוספה של רק 10% שפכי חלב כמקור תזונתי שיפרה משמעותית את פעילות הפטריות, מה שהוביל להסרה חזקה של מזהמים בתוך שישה ימים, אף בתנאי שדה לא מעוקרים ורטואליים.

כמה יותר נקי המים נעשים?

בתנאי התפעול שנבחרו — חצי עוצמת שפך נייר, שפכי חלב עתירי מזון ומנה גבוהה יותר של פטריות — המערכת הסירה כ-94% מה-COD וכ-36% מהצבע. היא גם הקטינה את דרישת החמצן הביולוגית לחמישה ימים ביותר מ-95% והסירה כמעט מחצית מהליגנין. מתכות כבדות כמו אלומיניום, טיטניום, פח ועופרת (שימו לב: בטקסט המקורי היו שמות אחרים) ירדו משמעותית, ובמקרים מסוימים ביותר מ-90%. ניתוח כימי הראה שרבות מהתרכובות הארומטיות המורכבות שהיו בתחילת התהליך נעלמו לאחר הטיפול, והוחלפו במולקולות פשוטות וחומצות אורגניות — עדות לפירוק מבני ליגנין לתרכובות קטנות ופחות מזיקות על ידי הפטריות.

ממים רעילים למים ידידותיים לצמחים

כדי לבדוק האם המים המטופלים אכן בטוחים יותר, החוקרים ביצעו ניסויי נביטה עם אפון הסיני (mung bean). תערובות של שפכי נייר וחלב שלא טופלו, במיוחד בעוצמה גבוהה, הפחיתו משמעותית את התפתחות השורשים והצביעו על רעילות חזקה. לאחר טיפול פטרייתי בתנאים האופטימליים, הזרעים גדלו הרבה יותר טוב אפילו בשפך לא מהול, ומדד הפיטוטוקסיות המחושב ירד ביותר מחצי. ממצא זה מראה שהתהליך אינו רק מזיז מזהמים ממקום למקום — הוא באמת מקטין את ההשפעה המזיקה שלהם על אורגניזמים חיים.

סגירת המעגל בשימוש תעשייתי במים

בסך הכל, המחקר מדגים שזיווג שפכי נייר ממוחזר עם שפכי חלב וצוות פטריות שנבחר בקפידה יכול להפוך שתי חבות סביבתיות לניהול נקי ומעגלי יותר. ללא צורך בעיקור יקר או בהוספת חומרים כימיים, התהליך מפחית משמעותית זיהום, מסיר חלק מהמתכות והופך את המים לפחות רעילים — ובאותו זמן מאפשר שימוש חוזר מוגבר בתוך המפעל. לקהל הרחב, המסר המרכזי פשוט: על ידי מתן אפשרות למיקרובים הנכונים "לאכול" את פסולת תעשייה אחת כדי לנקות את פסולת התעשייה השנייה, ניתן לחסוך מים, להוריד עלויות ולהפחית את העומס על נחלים וקרקעות.

ציטוט: Kamali, H., Gholami, M., Ehrampoush, M.H. et al. Dairy wastewater valorization enhances white rot fungi performance in recycled paper effluent treatment. Sci Rep 16, 8345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35695-z

מילות מפתח: שפכי נייר ממוחזר, שפכי חלב, פטריות לבנות, ביו-שיקום, כלכלה מעגלית