דינמיקת קרקע ואקוטוקסיות של אבץ המופק ממסה שחורה ממקורות סוללות מפונות

להפוך סוללות ישנות למזון לצמחים

בכל שנה נזרקות כמויות עצומות של סוללות משומשות, ותורמות לבעיית הפסולת האלקטרונית ההולכת וגדלה. עם זאת, בתוך הסוללות הללו מצויים מתכות שהצמחים זקוקים להן לצמיחה. המחקר הזה שואל שאלה פשוטה אך משמעותית: האם ניתן להפוך באופן בטוח חלק מפסולת הסוללות לדשן שמזין גידולים באבץ, מיקרו־נוטריינט חיוני, מבלי לזהם קרקעות ומים?

מדוע אבץ ופסולת סוללות חשובים

אבץ מסייע לצמחים לבנות חלבונים, לווסת הורמוני גדילה, ליצור כלורופיל ולהתגונן מפני מצבי עקה. קרקעות חקלאיות רבות בעולם אינן מספקות באופן טבעי כמות מספקת של אבץ, ולכן חקלאים מוסיפים אותו בדמות דשן. במקביל, אלקטרוניקה מפונה, כולל סוללות ביתיות נפוצות, מצטברת במזבלות או מטופלת במתקני מיחזור לא בטוחים שמשחררים מתכות מזיקות לסביבה. האבקה הכהה שנשארת לאחר עיבוד סוללות אבץ־משומשות — המכונה "מַסָּה שְׁחֹרָה" — מכילה כמויות גדולות של אבץ יחד עם מתכות נוספות. שחזור האבץ מהמסה השחורה יכול להפוך בעיית פסולת למשאב, ומתיישב היטב עם אסטרטגיות כלכלה מעגלית שמטרתן להשתמש מחדש בחומרים במקום להשליכם.

כיצד בחנו החוקרים את האבץ הממוחזר

המדענים חילצו אבץ מהמסה השחורה באמצעות נוזלים שונים: שתי אפשרויות אורגניות "עדינות" יותר המבוססות על גליצין (חומצת אמינו) וחומצה ציטרית (חומצה אורגנית נפוצה), ושתי תמיסות חזקות ומסורתיות של חומצה גופרתית, בנוסף לדשן מסחרי סטנדרטי של גופרית אבץ להשוואה. הם הוסיפו כמויות שוות של אבץ מכל מקור לעמודות ממולאות בשתי קרקעות חקלאיות טיפוסיות מספרד — אחת חומצית וחולית, והשנייה אלקלית ועשירה בסידן. לאורך זמן הם חיממו תמיסת מלח דרך העמודות כדי לדמות את תנועת מי הגשם בקרקע, אספו את הנוזל שיצא ומדדו כמה אבץ נשאב החוצה. לאחר מכן חצו את העמודות כדי לראות כמה אבץ נותר בשכבות הקרקע העליונה והתחתונה, וכמה מהאבץ הזה נשאר בצורה נגישת לצמחים.

לאן הלך האבץ בקרקעות שונות

בקרקע החומצית והחולית, כמעט כל האבץ מכל המקורות בסופו של דבר חדר דרך העמודות, אך מהירות ותבנית היציאה השתנו. אבץ ממקורות של חומצות חזקות ומהדשן המסחרי יצא במהירות בדחף חד, והשאיר מעט מאוד מאחור. לעומת זאת, אבץ הקשור לגליצין או לחומצה ציטרית דלף באופן הדרגתי יותר והשאיר במעט יותר אבץ זמין לצמחים בקרקע, במיוחד בשכבה העליונה. בקרקע האלקלית העשירה בסידן המצב היה הפוך. כאן, אבץ מהחומצה החזקה ומהמקורות המסחריים זז בקושי ונוטה להיסגר לצורות שקשה לצמחים לנצל, במיוחד בקרבת המשטח. אבץ מבוסס גליצין, לעומת זאת, נותר נייד מאוד ודלף כמעט כולו דרך העמודה, בעוד שאבץ מחומצה ציטרית גילה התנהגות ביניים — חלק נשאב, אך גם חלק נשאר בצורת ניתנת לשימוש בקרבת המשטח.

בדיקת השפעה על צמחים צעירים

כדי להבין כיצד תמיסות האבץ הללו עשויות להשפיע ישירות על גידולים, החוקרים ערכו ניסוי נביטה פשוט בעגבניות. הם הניחו זרעים על נייר פילטר לח והשקו אותם בריכוזים שונים של אבץ מכל מקור — מריכוזים נמוכים מאוד ועד גבוהים למדי. ברמות נמוכות, כל תמיסות האבץ דווקא עוררו נביטה וצמיחה מוקדמת של הנטיעה, ומשמשות כטיפול מועיל של מיקרו־נוטריינטים. כשהמינון עלה, היתרון הזה הפך לנזק. בריכוזים בינוניים עד גבוהים, ובמיוחד מתמציות הגליצין והחומצה החזקה, התקצרו שורשים וגבעולים והמדד המשולב של נביטה וצמיחה (מדד הנביטה) ירד בחדות. ברמות הגבוהות ביותר שנבדקו, חלק מהטיפולים essentially עצרו את יכולת הזרעים להתפתח לנבגים בריאים.

מה המשמעות לחקלאים ולסביבה

המחקר מראה שאבץ המופק מסוללות מושמוע יכול להתנהג בדומה לדשנים מסורתיים, אך השפעתו תלויה באופן חזק בסוג הקרקע ובצורת הכימית של האבץ. בקרקעות חומציות, צורות ואקטים אנאורגניים ותמציות חומצה חזקות מסכנות שטיפת האבץ כלפי מטה לעבר מי תהום, בעוד שמורכבים אורגניים דולפים לאט יותר ומשאירים מאגר קטן אך שימושי לצמחים. בקרקעות אלקליות, מקורות מסורתיים של אבץ נוטים להיסגר ולהיות בלתי נגישים, בעוד שאבץ מבוסס גליצין עלול לנוע בחופשיות מופרזת ולהיות אובדון. לצמחים צעירים, מינונים נמוכים מכל המקורות יכולים להיות מועילים, אך מינונים גבוהים מהירים הופכים לרעילים. במונחים מעשיים, אבץ שמקורו במסה השחורה יכול להפוך לדשן ממוחזר בעל ערך התומך בחקלאות בת־קיימא — בתנאי שיוגבש ויוחל בהתאם במינונים מבוקרים מאוד, ושיבדקו השפעותיו הסביבתיות לטווח הארוך בשדות אמיתיים לפני שימוש נרחב.

ציטוט: Almendros, P., Gascó, G., Ortiz, R. et al. Soil dynamics and ecotoxicity of zinc extracted from black mass derived from discarded batteries. Sci Rep 16, 14302 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44947-x

מילות מפתח: מיחזור פסולת אלקטרונית, דשן אבץ, שטיפה בקרקע, פסולת סוללות, חקלאות בת קיימא