הערכת השוואתית של בוצה פעילה ואלקטרוקואגולציה להסרת מיקרופלסטיקים מביוב

מדוע פלסטיק זעיר בביוב חשוב לחיי היומיום

בכל פעם שאנו מכבסים בגדים, שוטפים מכלי מזון או משתמשים במוצרים עטופים בפלסטיק, חתיכות פלסטיק זעירות שאי אפשר לראות בעין נשטפות למי הנגר. "מיקרופלסטיקים" אלה יכולים לעבור דרך מתקני טיהור שפכים ולהגיע לנהרות ולימים, שם הם עשויים להיאכל על ידי דגים ולחזור בסופו של דבר לצלחות שלנו. המחקר בוחן שאלה פשוטה אך חשובה: עד כמה מתקן ביוב עירוני טיפוסי מסיר את החלקיקים האלה, והאם שלב טיפול נוסף יחסית פשוט יכול למנוע הרבה יותר מהם להגיע לסביבה?

פלסטיקים קטנים, בעיה סביבתית גדולה

מיקרופלסטיקים הם שברים וסיבים של פלסטיק בקוטר של פחות מחמישה מילימטרים—ולעתים הרבה פחות. הם נובעים מפירוק של שקיות ובקבוקים, משיחרור סיבים מבגדים סינתטיים בכביסה, ומחרוזי פלסטיק קטנים ששימשו בעבר במוצרי טיפוח אישיים. מאחר שפלסטיק מתפרק לחתיכות במקום להירקב לגמרי, החלקיקים האלה יכולים להישאר במים שנים רבות. הם עלולים להבלע על ידי יצורים מהפלנקטון ועד הדגים, לשאת חומרים כימיים ומתכות מזיקות על המשטחים שלהם, ולארח קהילות מיקרוביאליות, כולל פתוגנים אפשריים. מתקני טיהור שפכים מהווים צוואר בקבוק קריטי: הם מטפלים בכמויות גדולות של מי שפכים ויכולים או ללכוד את החלקיקים האלה או לשלחם למקורות מים במורד הזרם.

מבט מקרוב על מתקן טיפול אמיתי

החוקרים התמקדים במתקן טיהור שבבי קפר סעאד במצרים, שמשתמש בשיטה נפוצה הנקראת בוצה פעילה, שבה מיקרובים מפרקים את הפסולת האורגנית. במהלך חודש קיץ הם אספו את מי הקלט ואת המים המטופלים הסופיים, ועיבדו את הדגימות בזהירות כדי להימנע מהכנסת סיבים זרים מהמעבדה עצמה. הם השתמשו בעיכול כימי להסרת שאריות טבעיות, בהפרדת צפיפות להפרדת הפלסטיק מהגרגירים הכבדים יותר, ובמסננים דקים ללכידת חלקיקים עד פחות ממיקרון. תחת סטריאומיקרוסקופים ומיקרוסקופים אלקטרוניים הם ספירות וצילמו את החתיכות, והשתמשו בטכניקות המבוססות על ספקטרום אינפרא‑אדום וניתוח אלמנטרי כדי לזהות אילו סוגי פלסטיק נמצאים.

עד כמה הטיפול הקיים יעיל—והיכן הוא כושל

לפני כל טיפול, בכל ליטר של מי קלט היו בערך 136 חתיכות מיקרופלסטיק, ברובן סיבים דקים ושברים בלתי סדירים בצבעים שונים. לאחר מעבר בשלבי המתקן הרגילים—כולל מיכלי שקיעה, אוורור עם מיקרובים וחיטוי—מספר זה ירד לכ‑23 חלקיקים לליטר, כלומר כ‑83 אחוזי הסרה. למרות שזה נשמע מרשים, זה עדיין משמעותו שהתקנים עלולים לשחרר מיליונים של חלקיקים מדי יום, במיוחד הקטנים והקלים שבהם שהכי קשה ללכוד. טביעות כימיות שזוהו הראו שרוב החלקיקים היו עשויים מפלסטיקים יומיומיים כגון פוליאתילן ופוליפרופילן, הנפוצים באריזות וטקסטיל, לצד כמויות קטנות יותר של פוליאסטר, פוליסטירן ופולימרים אחרים.

הוספת חשמל לגרום לפלסטיקים להתגבש

כדי לבדוק אם אפשר לשפר את ההסרה, המדענים ניסו שלב נוסף שנקרא אלקטרוקואגולציה על מים גלמיים וכמו גם על מים שכבר טופלו. בשיטה זו מניחים פלטות מתכת פשוטות במים ומפעילים זרם חשמלי נמוך. המתכת מתמוססת בהדרגה ומשחררת חלקיקים טעונים שמעודדים את המיקרופלסטיקים ושאר המזהמים להתגבש ל"פלוקים" גדולים יותר שיכולים לצוף או לשקוע ואז להיפרד. במגיב המעבדה שלהם, תוך שימוש בפלטות אלומיניום ותנאי תפעול מתונים, הריכוז במי קלט ירד לכ‑12 חלקיקים לליטר ובמים שטופלו כבר—ל־2 חלקיקים לליטר בלבד, בהתאמה, מה המתאים ליעילות הסרה מעל 91 אחוז—טוב יותר מהתהליך הקונבנציונלי לבדו. מיקרוסקופיה וניתוח אלמנטי אישרו שהמה שנותר לאחר שלב זה היה ברובו שאריות אינאורגניות במקום פלסטיק.

מה המשמעות עבור מים נקיים יותר

לעיני הקהל הרחב, המסר המרכזי הוא שגם מתקני ביוב המנוהלים היטב עדיין משחררים מיקרופלסטיקים, אך טיפול חשמלי נוסף ויחסית פשוט יכול להסיר את רוב מה שדלף. על‑ידי עידוד קבוצות הפלסטיק להתגבש ולשקוע, אלקטרוקואגולציה הופכת ערפל קשה ללכידה של חלקיקים למסות גדולות שניתן לטפל בהן כטיט. המחקר מציע כי התקנת שלב זה לאחר הטיפול הביולוגי הרגיל יכולה לקצץ משמעותית בזיהום המיקרופלסטיקים המגיע אל נהרות וימות, מבלי להעמיס יתר על המערכת או להפריע למיקרובים שמבצעים את הניקוי העיקרי. אמנם עדיין נדרשים ניסויים בקנה מידה מלא, אך הגישה המשולבת הזאת מציעה מסלול מבטיח להרחיק יותר פלסטיק מסביבות מים—ולבסוף ממזון המים וממי השתייה שלנו.

ציטוט: El-Ezaby, K.H., Abou Samra, R.M., Hamzawy, A.H. et al. Comparative evaluation of activated sludge and electrocoagulation for microplastics removal from sewage. Sci Rep 16, 9675 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41175-1

מילות מפתח: מיקרופלסטיקים, טיפול במי שפכים, אלקטרוקואגולציה, בודה פעילה, זיהום ביוב