השוואת ביצועים של בוצה פעילה ובריכות ייצוב בטיפול במקורות זיהום ומחלות במפעלי ביוב בקנה מידה מלא במצרים

מדוע ניקוי שפכים חשוב לחיי היומיום

במדינות רבות בעלות אקלים יבש, כולל מצרים, מתקיים שימוש חוזר גובר בצנרת טופלה להשקיית גידולים ושטחים ירוקים. זה הגיוני בעולם שמתחמם והמשאבים המתוקים מצטמצמים, אך זה מעלה שאלה חשובה לבריאות הציבור: עד כמה נקיים המים האלה, בעיקר כאשר הם עשויים לשאת עוד פתוגנים שגורמים מחלות? המחקר עוקב אחרי מסלול הביוב בשני מפעלי טיפול גדולים במצרים, ומשווה עד כמה כל אחד מהם מסלק מזהמים, חומרים מזינים ומיקרובים פתוגניים לפני שחרור המים או שימוש חוזר בהם.

שתי דרכים שונות לטיפול במים מזוהמים

החוקרים התמקדו בשני מפעלים בקנה מידה מלא המשרתים מאות אלפי עד מיליוני אנשים. מפעל אחד, שכונה WWTP‑A, משתמש במערכת של “בודה פעילה”, שבה השפכים מעורבבים עם חמצן וקהילות חיידקים צפופות שמפרקות במהירות מזהמים אורגניים. המפעל השני, WWTP‑B, מסתמך על שרשרת של בריכות ייצוב פתוחות. בבריכות אלה שמש, אצות ומיקרואורגניזמים טבעיים מנקים את המים בהדרגה כשהם זורמים ממאגרים אחד לאחר. שני המפעלים פועלים באקלים דומה ומטפלים בסוגי שפכים דומים, מה שהופך אותם לאידיאליים להשוואה צמודה.

עד כמה הם מסלקים זיהום?

הצוות דגם מים נכנסים ויוצאים מדי חודש במשך שבעה חודשים ומדד מדדי זיהום שגרתיים. אלה כללו דרישות חמצן כימיות וביולוגיות (COD ו‑BOD), שמתארות כמה חומר אורגני קיים, וכן חומרים מזינים כגון חנקן וזרחן העשויים לעודד פריחת אצות אם ישוחררו לנחלים או לתעלות. מפעל הבודה הפעילה הסיר כמעט 90% מה‑COD וכוונר גבוה מ‑80% מה‑BOD, והשאיר פליטה נקייה הרבה יותר בתכולת אורגניות נמוכה. מערכת הבריכות, לעומת זאת, הסירה בממוצע רק כ‑56% הן של COD והן של BOD, וביצועיה השתנו במידה ניכרת לאורך זמן. רמות גבוהות של אצות וחומר צמחי מתפרק בבריכות סביר שהשאירו עומס אורגני גבוה יותר ביציאה. בכל הנוגע לחומרים מזינים, שני המפעלים הקטינו חנקן וזרחן, אך שוב מערכת הבודה הפעילה הייתה טובה יותר, במיוחד לגבי הזרחן, שסולק באמצעות גם ספיגה ביולוגית וגם קשירה כימית.

מה קורה לחיידקים מזיקים?

מעבר לאיכּוּת מים בסיסית, המחקר עקב אחר קבוצות חיידקים אינדיקטיביות לזיהום צואתי, כגון קוליפורמים כלליים ו‑Escherichia coli, יחד עם פתוגנים ספציפיים כולל סלמונלה, פseudomonas, סטפילוקוקוס וליסטריה. שני המפעלים הקטינו את רמות החיידקים במספר סדרי גודל, הודות לשקיעה, מוות טבעי, ובמקרה של הבודה הפעילה — התגבשות יעילה והסרת החיידקים יחד עם הבוצה. מפעל הבודה הפעילה השיג באופן עקבי הפחתות לוגריתמיות מעט גבוהות יותר מאשר הבריכות, במיוחד למינים פתוגניים הנוטים להיצמד לחלקיקים. עם זאת, אפילו לאחר הטיפול נותרו מספרים מדידים של חיידקים ופתוגנים במים הסופיים בשני המערכות, מה שמצביע על כך ששחרור או שימוש חוזר ללא אמצעי זהירות נוספים עדיין עלול לשאת סיכון זיהומי.

האתגר המוסתר: וירוסים שגוררים אחריהם

מכיוון שוירוסים קטנים ובדרך כלל עמידים יותר מחיידקים, החוקרים גם מדדו מספר וירוסים ובתי‑סימנים ויראליים הקשורים לאדם, כולל אדנובירוסים, רוטה‑וירוסים, וירוס חיידקי בשם crAssphage וקוליפאזמות סומטיות. נמצא שרמות הווירוסים ירדו רק בערך בסדר גודל אחד עד שלושה, הרבה פחות מההפחתות שנצפו בחיידקים. מפעל הבודה הפעילה בדרך כלל הופיע טוב יותר עבור חלק מהוירוסים, כגון אדנובירוס, בעוד שהבריכות היו טובות יותר עבור אחרים, אך אף טכנולוגיה אינה מסירה אותם בעקביות לרמות נמוכות מאוד. בדיקות סטטיסטיות הראו שמדדי חיידקים שכיחים לא חזו באמינות את כמות הווירוס שנותרה, והדבר מדגיש כי “עבר” של תקני חיידקים נוכחיים אינו בהכרח אומר שהמים בטוחים מפני זיהומים ויראליים.

מה משמעות הדבר לשימוש בטוח במים ממוחזרים

למדינות הנאלצות להשתמש בשפכים מטופלים כדי להתמודד עם מחסור במים, המחקר מעביר מסר ברור. מפעלים מודרניים בבודה פעילה יכולים להתעלות על מערכות בריכות פשוטות בהסרת זיהום אורגני, חומרים מזינים וחיידקים, אך שתי הגישות נאבקות לסילוק וירוסים עמידים של האדם. הסתמכות רק על בדיקות חיידקיות מסורתיות בתקנות עלולה ליצור תחושת ביטחון מדומה, כי וירוסים עלולים להישאר למרות שספירות החיידקים נראות מקובלות. החוקרים טוענים שמנהלי מים צריכים לכלול יעדי וירוסים וסמנים ספציפיים, כגון crAssphage, בהערכת ביצועי הטיפול. הוספת שלבי טיפול נוספים או אמצעי הגנה — במיוחד במקומות שבהם אנשים עלולים לגעת או לשאוף טיפות מהמים הממוחזרים — תהיה חיונית כדי להפוך שפכים ממקור סיכון בריאותי למשאב מהימן.

ציטוט: Kamel, M.A., Rizk, N.M., Gad, M. et al. Comparative performance of activated sludge and waste stabilization ponds for the removal of pollutants and pathogens in full-scale wastewater treatment plants in Egypt. Sci Rep 16, 5266 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35933-4

מילות מפתח: טיפולי שפכים, בודה פעילה, בריכות ייצוב, שימוש חוזר במים, וירוסים מועברים במים