מקורות המים המתוקים בעולם ובישראל

על אף שמו – ארץ – מכוסים למעלה מ-%07 משטח פניו של כדור הארץ במים המעניקים לו צבע כחול. מרבית המים מצויים במאגרים על-קרקעיים מסוגים שונים: אוקיינוסים, אגמים ונהרות. מקווי מים אלו קרויים מים עיליים.

מקור המים המתוקים שאנו משתמשים בהם הוא במי גשמים ובהפשרת שלגים. חלק מהם מתאדים, וחלק הופכים למי נגר עילי הזורמים על פני השטח ומתנקזים אל אגני היקוות עיליים או מחלחלים והופכים למי-תהום.

%47 משטח פני כדור-הארץ מכוסים במים, אך המים מהווים רק %52 ממסתו.

%53.99 מכלל המים מצויים באוקיינוסים המלוחים ובקרחונים, ואילו יתרת המים מצוייה בנהרות, באגמים, בימות, במעיינות, במי-תהום, בביצות, כמשקעים וכאדים באטמוספרה.

רק%3.0 מכלל המים בעולם הם מים מתוקים הזמינים לאדם ולשאר היצורים.

המים המתוקים הם משאב המצוי בכמות מוגבלת גם במדינות משופעות במים. הגידול באוכלוסיית האדם, העלייה ברמת החיים, בעיקר בעולם המערבי, גורמים לכך שעלינו לתכנן היטב את השימוש במשאב יקר זה. זיהום המים בעקבות שימוש מוגבר ובלתי מבוקר בהם, עד הפיכתם לבלתי ראויים לשימוש, מצמצם עוד יותר את כמות המים הזמינה.

בעיית המים מורגשת בעולם כולו. מדינות מערב ארה”ב סבלו באמצע שנות השמונים מבצורת קשה שנמשכה 4 שנים. בפקין התייבשו שליש מהנהרות. ימת אורל (ברוסיה) הצטמצמה לכדי 3/1 מנפחה בשלושים השנים האחרונות. במקסיקו, לכ- %04 מהאוכלוסייה, שהם 03 מליון בני אדם, אין גישה למים נקיים.

אך למרות חשיבותו הבלתי מעורערת של משאב המים, יש לאלמנט זה כוחות הרסניים ומסוכנים דוגמת שיטפונות והצפות. האדם שבחר להקים את ביתו בסמוך לקרקע הפורייה של נהרות נחשף כמעט כל שנה לסכנות האורבות ממי הנהר המתרוממים בשנים גשומות. בשנים האחרונות ניכרת עלייה משמעותית בעולם בחומרת הפגעים הנגרמים מהשיטפונות. עלייה זו נובעת מפעולות שונות שהאדם מבצע כגון:

סילוק כל הצמחייה הסופגת את זרימת המים וממתנת אותה

התיישבות מסיבית במישורי ההצפה

כיסוי האדמה בבטון ואספלט המונע חלחול המים ומטה את מי הגשמים.
מקורות המים בישראל (6991): %64 מי תהום

%23 מי כינרת

%9 מי שיטפונות הנאספים במאגרים

%31 מי קולחין

1. משקעים –

משקעים הם מים היורדים מן העננים ומגיעים לאדמה בצורה של גשם, שלג או ברד שם הם נאגרים בחלקם באקוויפרים, בנחלים, אגמים ובמאגרי איסוף מי שיטפונות. כדי שירדו משקעים נחוצים עננים. עננים נוצרים מאדי-מים באוויר. תוך כדי עלייתם באטמוספרה הם מתקררים ומתעבים לטיפות זעירות. ככל שטמפרטורת האוויר נמוכה יותר יורדת יכולת האוויר להכיל את אדי המים, והם הופכים לטיפות קטנות המצטופפות, מתאחדות ויוצרות טיפות גדולות יותר. כשמשקל צבר הטיפות גדול משקלן מושך אותן ארצה, והן נופלות כמשקעים.

גשם – המשקע העיקרי והחשוב ביותר בישראל.

ברד – אם תוך כדי נפילתן נתקלות הטיפות בשכבת אוויר קרה מאוד, הן קופאות והופכות לברד.

שלג – אדי מים שקפאו עוד לפני שהספיקו להתעבות לטיפות גשם – בעודן בענן. בארצנו יורד שלג בהרים שגובהם עולה על 008 מטר ובתדירות נמוכה.

טל – רסיסי אדי מים באוויר שהתעבו על משטחים קרים. לטל נודעת חשיבות רבה בעונות היובש בעיקר עבור צמחים שהסתגלו לקלוט לחות כמקור מים יחיד.

בדרך-כלל, רק שליש מכמות המשקעים מנוצלת ע”י האדם, היתר זורם לים או מתאדה.

ישראל היא ארץ ענייה במשקעים, במיוחד חלקה הדרומי – הנגב. המשקעים מתרכזים בעונת החורף הנמשכת כ-4 חודשים: מנובמבר עד פברואר.

כמות הגשמים היורדים בארץ היא 01 מיליארד קוב בשנה.

לחלוקת המשקעים בארץ יש 4 מאפיינים:

כמות משקעים פוחתת ככל שמדרימים

גשמים פוחתים ככל שמתרחקים מהים

גשמים מתרבים ככל שעולים מעל פני הים

יש הבדלים ניכרים בכמות הגשמים היורדים בשנים שונות
2. מי-תהום –

מי-תהום אלו חלק מהמשקעים שחלחלו לתוך הנקבוביות שבקרקע, והפכו למים תת-קרקעיים.

בישראל רק 2 מיליארד קוב מי גשמים מחלחלים לקרקע והופכים למי-תהום בשנה.

כמחצית מהמים בהם משתמשים בישראל מקורם במי-תהום. לפיכך חשובה מאד הדרך שבה משתמשים במשאב זה והדרך שבה שומרים עליו.

כמות המים המחלחלת תלויה בתכונות הקרקע. אם הקרקע יבשה ונקבובית היא מאפשרת חלחול מהיר וספיגה של כמויות גדולות ( ההיפך מאדמת הלס בנגב הגורמת לשיטפונות).

שכבת הסלע התת-קרקעי, המכילה מים, שאליה מתנקזים מי הגשמים בכוח הכבידה, נקראת אקוויפר (מחזיק מים). שכבת הסלע האטום שמעליה מצטברים מי התהום נקראת אקוויקלוד.

בארץ קיימים מספר אקוויפרים, אך העיקריים ביניהם הם : אקוויפר החוף ואקוויפר ההר.

איכות מי התהום היא בדר”כ טובה, ולכן הם נחשבים כמקור מים חשוב. יתרונם של האקוויפרים הוא ביכולתם לאגור ולקלוט כמויות גדולות של מים ולמנוע את זיהומם ואת התאדותם. חסרונם הוא בצורך להשקיע מאמצים באיתורם ובשאיבתם.

כמות המים שניתן לשאוב מהאקוויפרים שווה לכמות המים המתחדשת כל שנה כתוצאה מהגשמים בתהליך הקרוי מילוי חוזר. כאשר האקוויפרים מלאים במים, המים פורצים כמעיינות (מקורות הירדן – דן, בניאס, וחצבני, ומקורות הירקון בראש העין).

ישנם מי-תהום שבהם לא קיימת תחלופה של מים, ומים נאגרים בהם בעומק רב מאד המקשה על איתורם ושאיבתם. מים אלו אינם זמינים ונקראים מים פוסיליים\ מאובנים.

אקוויפר החוף – משתרע מקיסריה בצפון ועד לעזה בדרום. גבולו המערבי הוא הים התיכון, ובמזרח הוא מגיע עד לרגלי ההרים. הבנוי מאבן חול נקבובית המאפשרת חלחול של מים דרכו. מהירות הזרימה באקוויפר זה היא נמוכה מאד. מעריכים כי מים המתחילים דרכם היום יגיעו למפלס מי התהום רק בעוד 72 שנים. היתרון בחילחול האיטי הוא בסינון המים ע”י הסלע במהלך החילחול.

נפחו של אקוויפר החוף הוא כ- 02 מיליארד קוב מים, והמילוי החוזר הממוצע הוא 052 מליון קוב בשנה. מי האקוויפר המתוקים נמצאים במגע עם מי הים המלוחים באזור הקרוי הפן הביני. אין ערבוב של מי הים עם מי האקוויפר תודות להבדלים במשקל הסגולי של שני סוגי המים ( מי הים כבדים מהמים המתוקים פי 30.1 לערך), ותודות ללחץ שיוצר צינור מי-האקוויפר כלפי מטה.

כשליש מתושבי המדינה חיים מעל אקוויפר זה. עובדה זו יחד עם שאיבת יתר מתמשכת נותנים אותותיהם באיכותם הירודה של מי האקוויפר.

ככל שהשאיבה של מי האקוויפר עולה על המילוי החוזר של האקוופר, קטנה כמות המים המתוקים באקוויפר והפן הבייני יזוז מזרחה. גורמים אלו מעלים את החשש לחדירת מי ים לאקוויפר ולהמלחתם.

בשנת 8991 יותר מ- %01 מבארות אקוויפר החוף הכילו כלורידים בריכוז גבוה מהתקן (052 מג”ל) ואלו בשנת 0002 הגיע הערך ל- %16.

אם מתייחסים לתקן האירופאי והאמריקאי לכלורידים וחנקות מקבלים שכ- %57 ממי אקוויפר החוף אינם עומדים בתקן.

אקוויפר ההר – משתרע מתחת לשדרת הרי יהודה ושומרון, מנחל תנינים בצפון ועד אזור באר-שבע בדרום. בעבר, כשהאקוויפר היה מלא, הוא התפרץ במעיינות הירקון ובנחל תנינים. כיום, עקב שאיבת יתר המעיינות ריקים. האקוויפר הבנוי מאבן גיר בלתי-נקבובית המאפשרת מעבר מים רק דרך סדקים, שברים ותעלות בסלע.

נפחו של אקוויפר ההר הוא כ- 03 מיליארד קוב, והמילוי החוזר שלו הוא 053 מליון קוב בשנה. אקוויפר זה רגיש מאוד לזיהומים משום שהמים המגיעים אליו אינם עוברים סינון דרך נקבוביות בסלע, אלא זורמים ישירות מטה דרך סדקים. הסכנה החמורה ביותר היא מדלקים, שפכי ביוב, תסניני פסולת וחומרי דישון.

מי אקוויפר ההר, שאיכותם טובה מאד, מספקים כחמישית מתצרוכת המים של ישראל. בהסכם הביניים שחתמו ישראל והפלסטינאים הכירה ישראל עקרונית בזכויות המים של הפלסטינאים באקוויפר זה, אולם הגדרת הכמויות נותרה פתוחה למשא ומתן על הסכם הקבע. בהסכם הושגה הבנה בדבר הצורך בהגנה על מי התהום של אקוויפר ההר, ונקבע כי יוקם גוף מקצועי משולב שינהל את האקוויפר.

אקוויפרים נוספים קיימים באזורים נוספים בארץ, בעיקר בנגב ובערבה, והם משמשים מקורות מים לישובים בודדים אליהם לא מגיע מפעל המוביל הארצי של מקורות

ב0991 התפרסמו בדו”ח מבקר המדינה על מצב משק המים בישראל הדברים הבאים: ” מזה שנים רבות נמשכת שאיבת יתר ממאגרי מי תהום, כתוצאה מכך ירדו מפלסי המאגרים, נשחקה הרזרבה אשר נועדה לצורכי הספקת מים בשנים שחונות, והידרדרה איכות המים…

במאגר החוף מי הים המלוחים מוסיפים להתקדם ולחדור אל המאגר בקצב של 06-02 מטר בשנה במקומות שבהם היתה שאיבת יתר ניכרת… תכולת הכלורידים הממוצעת במאגר החוף, המשמשת אמת מידה לאיכות מימיו כמי השקיה עלתה ב-03 השנים האחרונות מ-001 מ”ג לכ-551 מ”ג לליטר בממוצע. תכולת החנקות, המשמשת אמת מידה לרמת זיהום מי התהום ולאפשרויות השימוש בהם כמי שתייה, עלתה באותה תקופה מ-52 מ”ג לליטר לכ-05 מ”ג לליטר. חלק ממי מאגר החוף אינם עומדים כיום בתקנים לשימוש במים לשתייה או השקייה…” חלפו 11 שנים מאז נכתב דו”ח זה ומצב האקוויפרים החמיר עוד יותר.

אין כיום טכנולוגיה יעילה לניקוי ולשיקום אקוויפרים מזוהמים. הדרך היחידה לשמור על מי התהום מפני זהום היא למנוע מראש היווצרותם של מפגעים העלולים להזיק למי התהום. לכן חשוב לטהר את השפכים, למנוע את הזרמתם בנחלים, ולהקפיד על תקינות צנרת הביוב על מנת למנוע דליפות. כמו כן יש להמנע מהקמת אתרי פסולת מעל אזורי אקוויפרים על מנת למנוע חלחול תשטיפים למי התהום. האזורים רגישים במיוחד יש להגביל את שימושי הקרקע כך שלא יחלחלו חומרי דישון אל מי התהום.

3. נחלים ונהרות –

זרימת המים על-פני היבשה בעיקר באפיקי נחלים וערוצים נקראת נגר עילי. הנגר העילי מהווה כ-%5 ממי המשקעים, והוא מתנקז לנחלים ולנהרות.

ההבדל בין נחל לבין נהר נקבע עפ”י ספיקת המים ועוצמת זרימתם.

נחלים הזורמים כל השנה נקראים נחלי איתן, בעוד שנחלים שבהם הזרימה מתרכזת בעונה הגשומה בלבד נקראים נחלי אכזב – בעיקר בצורה של שטפונות. כל נחלי ישראל, מלבד הירדן, יבשו לאחר קום המדינה והפכו לנחלי אכזב שברובם זורמים מי שפכים מיישובים שונים.

בישראל מעט מאד מקורות מים עיליים שאפשר לנצל.

הירדן ויובליו הם מקורות המים העיליים העיקריים, אך גם הם תלויים בכמויות המשקעים המשתנות משנה לשנה. אורכו של הירדן מגיע ל-005 ק”מ, וספיקתו נאמדת בכ-008 מליון קוב בשנה. נהר הירדן נוצר מהתאחדותם של נחלים רבים, ובראשם:

*הדן – נובע בשטח ישראל וניזון ממעיין תת-קרקעי גדול

*הבניאס\חרמון – נובע בשטח ישראל וניזון ממעיין ומזרימה עילית (%05 ממי הנהר)

*והחצבני\שניר – נובע בשטח מדינת לבנון וניזון ממי-מעיינות , מי גשמים ושלגים.

שלושת הנחלים מתחברים בעמק החולה ויוצרים את נהר הירדן הממשיך דרומה ומגיע לכינרת. ביציאה מן הכינרת הוקם סכר דגניה השולט על כמות המים היוצאת מן הכינרת אל הירדן הדרומי. הירדן מתפתל וזורם בבקעת הירדן, מצפון לדרום, ונשפך לים המלח. המרחק בין הכינרת לים המלח בקו אווירי הוא 501 ק”מ, אולם בשל פיתוליו הרבים מתארכת דרכו לכ003- ק”מ. פיתוליו המשתנים של הירדן משנים את קו הגבול בין ישראל לבין ירדן משנה לשנה, ולעיתים שדה שנזרע בירדן נקצר בישראל, ולהפך.
4. אגם הכינרת –

הכינרת הינה נכס לאומי בעל חשיבות תיירותית, היסטורית, דתית, וארכיאולוגית. קיומה תלוי בהיותה אגם חי שמימיו בריאים וטובים.

הכינרת היא אגם מים מתוקים הנמוך ביותר בעולם. זהו מאגר המים המתוקים העילי היחידי בישראל, המספק כשליש מתצרוכת המים בישראל. אגן ההיקוות של הכינרת משתרע על שטח של כ-0342 קמ”ר, ואליו מתנקזים כמיליארד קוב מים בשנה מיובלים ואפיקים סביב. כ- %07 מהמים המגיעים לכינרת זורמים מנהר הירדן, בעוד שכ – %03 הנותרים מקורם בנחלים היורדים ממזרח וממערב, וממי גשמים.

שטחה של הכינרת 071 קמ”ר ועומקה הממוצע כ- 52 מטר. נפח המים בממוצע הינו כ- 45 מיליארד קוב.

אגן ההיקוות של הכינרת משתרע על פני שטח של כ- 057,2 קמ”ר והוא אוסף יובלים משלושה אגנים:

אגן צפוני – מנקז את הנחלים דן, שניר ונחלי עמק החולה
אגן מזרחי – מנקז את הנחלים היורדים מרמת הגולן אל עמק הירדן
אגן מערבי – מנקז את הנחלים היורדים מהרי הגליל

מפלס הכינרת הוא הגובה של פני המים בכינרת ביחס לגובה פני הים התיכון. הכינרת נמוכה ביחס לפני הים התיכון ומפלסה נע בין 312- ( מפלס נמוך= קו אדום תחתון) ל- 902 – מטר ( מפלס גבוה= קו אדום עליון). הכינרת איננה יכולה לאגור מים מעבר לקיבולה, שכן אז היא גולשת ומציפה את הישובים והשדות החקלאיים שלרגליה. לכן, בשנים גשומות שואבים את עודפי המים ומחדירים אותם למי תהום, ובנוסף פותחים את סכר דגניה. נציב המים קבע אל הקו האדום התחתון מתוך מחשבה כי ירידה של מפלס המים מתחת לנקודה זו עלול לגרום להמלחת מי הכינרת ע”י המעיינות המלוחים הנובעים בקרקעיתה ולאורך חופיה. ב- 4691 נבנה המוביל המלוח האוסף בדרכו מי-מעיינות מלוחים הנובעים לאורך חופי הכינרת, ושופך אותם דרומית לכינרת בסביבות בית-שאן. אורכו של המוביל המלוח הוא 32 ק”מ, והוא ברובו צינור בטון פתוח אליו מוזרמים בין היתר גם שפכים של ישובים בסביבה. בקיץ של שנת 0002 החליט נציב המים לאפשר לראשונה את הורדת מפלס הכינרת מתחת לקו האדום. החלטה זו באה בעקבות שנת בצורת שניה ברציפות, שדלדלה את מקורות המים של ישראל.

רוב המים עוזבים את הכינרת באמצעות המוביל הארצי אליו נשאבים מידי שנה בממוצע כ-053 מליון קוב. 001 מליון קוב נשאבים מהאגם לשימושים שונים האזור האגם עצמו. בעקבות הסכם השלום עם ירדן מחויבת ישראל לספק לירדן מהכינרת 55 מליון קוב בשנה.

ג. אמצעים להגדלת פוטנציאל המים –

מאז ומתמיד התיישב האדם סמוך למקורות מים שסיפקו לו מי שתייה ומי השקיה לשדותיו, נתיב להרחקת שפכים ופסולת, להעברת משאות וסחורות וכמקור מזון. כל עוד היישובים היו קטנים ומספר התושבים בהם היה נמוך, כמות המים הנקיים הספיקה לתושבים למילוי כל צורכיהם. כאשר היישובים גדלו והפכו להיות ערים, הדרישה למים עלתה ומערכות ההובלה של המים נעשו מורכבות יותר. עד לתחילת המאה העשרים ניהול המים התבצע עפ”י 2 גישות עקרוניות:

לקיחת מים ממעלה הנהר והרחקת פסולת במורד הנהר

הובלת מים מאזורים משופעים במים לאזורים יבשים.

הגידול באוכלוסיית האדם ביישובים שנמצאו ליד מקורות מים, גרמה להגדלה ניכרת בכמויות השפכים והפסולת שהורחקו אליהם. כתוצאה מכך, אנשים שגרו במורד הנהר לא קיבלו מים שאיכותם סבירה. הידע שנצבר מפיתוח מערכות הניקוז ומהפעלתן שימש בסיס להתפתחות מערכות מורכבות לאספקת מים שכללו סכרים, מאגרים, תעלות וצינורות, כדי לספק מים למקומות שהם היו נחוצים בהם.

פוטנציאל המים הזמינים העומד כיום לרשותנו בישראל נאמד בכ-0061 מליון קוב בשנה. הועיל וצריכת המים במדינה הולכת וגדלה, הולך ומתרחב הפער בין צריכת המים לבין הפוטנציאל. כדי לצמצם פער זה יש להגדיל את פוטנציאל המים ע”י פיתוחים טכנולוגיים שונים:

מאגרי מי-שטפונות

גשם מלאכותי

התפלת מים מלוחים

טיהור מי-שפכים

ייעול השימוש במים ( מניעת דליפות בצנרת, מניעת אידוי ממאגרי מים ומצינורות הובלה פתוחים ע”י כיסויים, העלאת מחירי המים המוביל לשימוש בזבזני, שימוש במים אפורים להשקיית גינות, התקנת אביזרי חיסכון במקלחת ובאסלה. ובחקלאות: פיתוח שיטות השקיה משוכללות יותר כמו שיטת הטפטפות ושימוש בחיישנים המודדים את מידת הלחות בקרקע ומאפשרים השקיה מותאמת – ישראל, מבחינה זו, יכולה לשמש גודמה עולמית לייעול בשימוש במים בחקלאות, שכן היא הצליחה לקצץ %48 מכמות המים להשקיה תוך הגדלת השטחים המושקים ב-%44.)

פתרונות אלו דורשים השקעת הון וזמן עד הפיכתם לישימים, אך שלא כמו פתרונות זמניים כגון ייבוא מים מטורקיה ( מישהו הציע לייבא מים בשרוולי פלסטיק ענקיים – שקי מדוזה- כל אחד בקיבולת של מליון קוב מים הודות לפער במשקל הסגולי בין מים שפירים למים מליחים, המטען יצוף על המים וייגרר לארץ ע”י ספינות גרר), הם פתרונות קבועים.

1. גשם מלאכותי –

גשם נוצר כאשר האוויר מתקרר ואדי מים שבו מתעבים סביב גרעין התלכדות מסויים כגון גרגיר אבק, גרגיר חול, גרגיר מלח, גרגיר עשן, ועוד.

בתהליך הורדת גשם מלאכותי מחקים את התהליך הטבעי ע”י הוספת גרעיני התלכדות מלאכותיים המעודדים התעבות טיפות בענן – יודיד הכסף (מלח). זריעת יודיד הכסף נעשית בשני דרכים: באמצעות מטוסים החודרים לשכבת העננים או באמצעות תנורים המופעלים מהקרקע ונעזרים בזרמי אוויר חמים המעלים את יודיד הכסף מעלה ( התנורים מפוזרים על פסגותיהם של רכסי ההרים לאורך רצועת החוף, וכן ביישובים שסביב לכינרת).

גשם מלאכותי מתבצע רק בחורף, והוא מותנה בנוכחות ענני גשם העוברים מעל האיזור אך מורידים רק חלק קטן מפוטנציאל הגשם שלהם. יודיד הכסף מגדיל באופן משמעותי את כמות הגשם שמוריד כל ענן. השפעתם של אדי יודיד הכסף היא מיידית – תוך 02 דקות מרגע חדירתם לענן עולה תפוקת הענן ב-%51 בערך. לדעת מומחים, בדרך זולה זו ניתן להוסף כ-001 מליון קוב מים בשנה.

2. עצירת מי שיטפונות ע”י בניית סכרים –

מידי שנה הופכות כמויות גדולות של מי גשמים לנגר עילי הזורם בנחלי האכזב לים. ניתן ללכוד חלק מהמים ולהשתמש בהם. לשם כך יש לבנות סכרים בערוצי נחלים. את המים אוספים במאגרים עיליים. בחלק מהמאגרים משתמשים במים באופן ישיר, ובאחרים מאפשרים למים לחלחל למי תהום, ולאחר מכן מפיקים אותם באמצעות קידוחים באזור החלחול.

במקרים של הקמת סכרים בנחלי איתן בעלי מערכת אקולוגית ענפה, הקמת הסכרים מונעת מים ממורד הנהר, גורמת לייבוש גופי מים ולפגיעה במגוון הביולוגי שהתקיים בהם. כמו כן, הטיט והסחף המצטברים לפני הסכר אינם מגיעים אל המינים החיים במורד הנהר ונמנעת מהם אספקת נוטריינטים חשובים.

לכידת מי השטפונות מוסיפה למשק המים כ-05 מליון קוב (1002) שהם %3 מכלל הצריכה. ניתן להגדיל כמות זו ע”י הקמת מאגרים חדשים. תוספת מי השטפונות חשובה, אך היא קטנה ביחס לכמויות המים החסרות בישראל.

מפעל נחלי מנשה לאיגום מי הנגר מרמת מנשה השוכנת ממזרח לבנימינה הוא אחד מהמוצלחים, והוא מפיק מידי שנה כ-21 מליון קוב מים ( כמות השווה לצריכת המים של העיר נתניה).

3. התפלה –

התפלה היא תהליך לקבלת מים “תפלים” ממים מלוחים, באמצעות שיטות שונות להפרדה בין המים לבין המלחים. ניתן להתפיל סוגים שונים של מים: מי-ים, מים מליחים או מי-קולחין. השימוש בהתפלה נפוץ בעולם מאז שנות השישים, כאשר רוב הייצור מתרכז במדינות המפרץ הפרסי. התפלת מים בישראל המבצעת כיום בהיקפים קטנים.

היתרון העיקרי של ההתפלה הוא האפשרות להשתמש במי-ים שכמותם אינה מוגבלת בארצות השוכנות לאורך חוף ים כמו ישראל. עם זאת קיימים כיום מספר קשיים הקשורים בתהליך ההתפלה:

עלות ההתפלה, הכוללת את עלויות הקמת המפעל והפעלתו השוטפת, גבוה. בישראל מוערכת העלות ב-57 סנט למ”ק מים, וזאת בהשוואה לכ-53 סנט למ”ק מים טבעים. מחירם הגבוה של המים המותפלים לא מאפשר להשתמש בהם בחקלאות מכיוון שאין כמעט אף ענף חקלאי שיכול לשלם מחיר כה גבוה ולהישאר רווחי. גם המחיר של 03 סנט הוא גבוה מדי לרוב ענפי החקלאות, ומשום כך מסבסדת הממשלה את מחיר המים לחקלאים, שמשלמים עבורם כ-02 סנט. בשל ההשקעה הגבוהה הנדרשת להקמת מתקן התפלה ועלות המים המותפלים נמנעה עד כה הקמתם של מתקני התפלה גדולים בישראל.

זמן ארוך להקמת המתקן (5 שנים)

מחסור באתרים לאורך חופי הארץ למיקום מתקני התפלה הדורשים שטחים גדולים.

השימוש במים מותפלים מעלה את ריכוז המלחים בקרקע המושקת ע”י מים אלו ובמי התהום. מי-ים מותפלים הם עדיין מלוחים יותר ממי גשמים ומחלק מהמים השפירים.

העברת המים מהמתקן הנמצא ליד החוף אל הצרכנים יקרה מכיוון שיש לשאוב את המים מגובה פני הים את הצרכנים הנמצאים גם במקומות גבוהים.

יש למצוא פתרון להרחקת כמות גדולה של מלחים ומינרלים בדרך שלא תפגע בסביבה

ישנן שתי גישות עיקריות להתפלת מים:

א. הפרדת המים מן המלחים או ב. הרחקת המלחים מן המים

על פי הגישה הראשונה שבה מפרידים את המים מן המלחים נהוגה שיטה שכיום היא הנפוצה ביותר בעולם (%05) הנקראת אידוי בפריצה \ זיקוק – מחממים את מי-הים לאט-לאט ומעבירים אותם בצינורות דרך סידרה של תאים הנתונים בלחץ נמוך. בדרך זו מאדים את התמיסה המלוחה, אוספים ומעבים את מי- האדים, ומקבלים נוזל מותפל. בסופו של התהליך ניתן לקבל ליטר מים מ-4 ליטר מי-ים. חסרונות: צריכת אנרגיה רבה, והצטברות אבנית בצנרת. יתרון: אין כל השפעה לריכוז המלחים במים, ולכן משתמשים בשיטה זו בעיקר בהתפלת מי-ים. שיטה זו נמצאת בשימוש במתקנים הצמודים לתחנות כוח היוצרות קיטור בו עושים שמוש לאידוי מי-ים והתפלתם.

שיטה נוספת המסתמכת על הגישה הראשונה היא הקפאת מי-ים – כשם שמלח נפרד ממים המתאדים, כך הוא מופרד מגבישי קרח הנוצרים. יתרון: אין הצטברות אבנית במערכת.

על-פי הגישה השניה שבה מורחקים המלחים מן המים קיימות מספר טכנולוגיות:

אלקטרוליזה – הכנסת מים מליחים למיכל הנתון בין אלקטרודות חשמליות. יוני המלחים המומסים במים נעים לעבר האלקטרודות ונצמדים אליהם. המים הנותרים במיכל הופכים מותפלים. חסרון: צריכת אנרגיה רבה מאד, כמות האנרגיה תלויה בריכוז המלחים במים. בשיטה זו משתמשים להתפלת מים מליחים ולא מי-ים.

אוסמוזה הפוכה – מים מלוחים מועברים בלחץ גבוה דרך קרום בררני דק שחריריו מאפשרים מעבר מולקולות מים, אך מונעים מעבר יוני מלח המים עוברים דרך הקרום כנגד מפל הריכוזים, ואילו המלחים נותרים בתמיסה המקורית. יתרון: צריכת אנרגיה נמוכה מזו הנצרכת בשיטת האידוי בפריצה. למים המופקים בשיטת האוסמוזה ההפוכה עלות הנמוכה פי עשר ויותר ממחירם של מים המותפלים בשיטת האידוי. במשך השנים השתכללה מאד שיטה זו והיא הולכת והופכת מרכזית כיום.

התפלה בממדים קטנים מיושמת באילת ובערבה מאז 5691 ע”י חברת “מקורות”. כיום קיימים 3 מתקני התפלה באילת הפועלים בשיטת האוסמוזה ההפוכה. באשדוד מתוכנן מתקן התפלה גדול שיספק כ-05 מליון קוב מי-ים מותפלים בשנה. בצפון-מערב לכינרת פועל מתקן ניסוי קטן העתיד להתפיל 02 מליון קוב מי מעיינות מלוחים שיסופקו לירדן כחלק מהסכם השלום.

השימוש במים מותפלים ילך ויתרחב עם פיתוחם של מקורות אנרגיה חלופיים זולים כגון אנרגיה סולרית ואנרגיה גרעינית.

4. טיהור שפכים ושימוש בקולחין –

קרוב ל-%02 מסך כל צריכת המים בישראל זורמים בתום השימוש למערכת הביוב. רוב השפכים נוצרים מצריכה ביתית. בתהליכי הניקיון אנו משתמשים בכמויות גדולות של מים על מנת לסלק כמות קטנה של פסולת. מאות מיליוני קוב מים, שנעשה בהם שימוש חד-פעמי בבית או בתעשייה , ביוב או מי-שפכים, הולכים בארצנו לאיבוד מדי שנה. מראם הלא אסתטי וריחם הרע של השפכים מוכרים לכל, אבל מעטים יודעים כי רק %2.0 מהשפכים הם פסולת מזהמת, וכי כל השאר הם מים.

מטרת תהליכי טיהור השפכים היא להרחיק את חומרי הפסולת מהמים. בדרך זו נמנעים המפגעים הסביבתיים שיוצרים מים מזוהמים (זיהום מקורות מים עיליים ומי-תהום), ומתאפשר שימוש חוזר במים המטוהרים -מי קולחין – בעיקר לחקלאות. שימוש בקולחין הוא אחת הדרכים החשובות לצמצום המחסור במים.

שפכים מטוהרים מוכרים זה זמן מה כחלק אינטגרלי ממשאבי המים של המדינה. כ- 042 מליון קוב מי-קולחין, המהווים כ-%06 מהשפכים המיוצרים בארץ, מושבים להשקיה בחקלאות. צפוי כי בשנת 0102 תגיע כמות המים המושבים ל-%05 ממשאבי המים הזמינים למגזר החקלאי.

תפקידו של הטיפול בשפכים הוא לזרז תהליכי טיהור עצמאים וטבעיים של מים מזוהמים ע”י השקעת המזהמים, המסתם, פירוקם הכימי, ומיהולם. בתהליך טבעי זה לוקחים חלק מרכזי חיידקים ואצות המפרקים את החומר האורגני לחומרים אנאורגניים. במפעלי הטיהור השונים מזרזים את תהליך הפירוק הטבעי ע”י הוספת טיפולים המבוססים על שלבי הטיהור הטבעיים.

המוצקים, המהווים %10.0 מהביוב, כוללים תרכובות אורגניות: חלבונים ושתנן שהוא תוצר פירוקם בגוף, פחמימנים שונים (סוכרים ועמילנים), וכן שמנים וסבונים -דטרגנטים. כמו כן, השפכים כוללים מלחים, בעיקר מלחי כלורידים, יוני מתכות וגרגרים שונים.

חלק מן החומרים האורגניים והגרגרים המרחפים במי השפכים, נוטים לשקוע. בחלקם הם חלקיקים קטנים יותר (קולואידים) וחומרים המומסים במים (מלחים) שאינם נוטים לשקוע.

תהליכי טיהור השפכים כוללים ארבעה שלבים עיקריים:

טיפול קדם – לסילוק מוצקים גסים

טיפול ראשוני – להפרדת החומר המוצק, הניתן לשיקוע, מהמים

טיפול שניוני – לחמצון של חומרים אורגניים באמצעות מיקרואורגניזמים מפרקים ולהרחקת תוצרי פירוק מוצקים.

טיפול שלישוני- לחמצון נוסף של חומר אורני ולהרחקת חומר מרחף.

א. טיפול קדם –

השפכים נשאבים מהצינור שדרכו הם מגיעים, ומועברים דרך מגובים ומסננת גסה המסננת בעיקר חול ועצמים גדולים וגסים הנקראים גבבה: מקלות, סמרטוטים, אבנים, ועוד. הפסולת הזו מושלכת את מכולה ומועברת לאתר לסילוק פסולת.

רמת BOD של השפכים היא 004 מ”ג\ליטר.

המים בסוף תהליך זה עדיין מכילים כמות משמעותית של חול, ולכן הם מועברים למתקן לשיקוע חול.

ב. טיפול ראשוני –

לאחר שלב הקדם מוזרמים השפכים לאגני שיקוע ראשוניים, שבהם שוקעים רוב המוצקים המרחפים שהם גדולים יחסית (מעל 1 מיקרון). תהליך זה נמשך כשעתיים. את החומר השוקע, הקרוי בוצה ראשונית, אוספים. ניתן לייבש את הבוצה הראשונית ולהשתמש בה לטיוב קרקעות. לעיתים קרובות, שורפים כליל את הבוצה כדי להיפטר ממנה או מרחיקים אותה לים.

שמנים וחומרים צפים אחרים מורחקים באמצעות מתקן מיוחד הנע על פני המים באגני השיקוע. הם נאספים ומורחקים לאתרי סילוק פסולת.

המים המתקבלים קרויים קולחים ראשוניים והם מכילים מומסים שונים, חומרים קולואידים ומוצקים מרחפים עדינים. כמו כן מצויים בקולחים הראשוניים מיקרואורגניזמים, חלקם פתוגנים.

בשלב זה ירד ה-BOD לרמה של 052 מ”ג\ליטר.

ג. טיפול שניוני –

במהלך השלב הזה מפורקים רוב החומרים האורגניים ע”י מיקרואורגניזמים באחת משלושת הטכנולוגיות הבאות:

אגני חימצון – בריכות רדודות ששטחן גדול ואליהן מוזרמים הקולחים הראשוניים. הבריכות מכילות מיקרואורגניזמים מפרקים. השפכים מושהים באגני החמצון במשך שבועות אחדים, במהלכם מתרבות באגנים אצות ירוקות המבצעות פוטוסינתזה ומעשירות את המתקן בחמצן.

אח”כ מועברים הקולחים השניוניים לאגני ליטיש לצורך שהיה נוספת המגבירה את שיקועם של חומרים אורגניים מהם ומשפרת את איכותם.

ואגני החמצון יש 2 חסרונות עיקריים: * הם תופסים שטח רב

*בחורף מתפתחים תנאים אנאירובים הגורמים

לעיכוב התהליך ולריחות רעים.

מרבגים – משטחי חצץ שמעליהם נעות האיטיות ממטרות המתיזות את הקולחים הראשוניים. התזת המים על האבנים יוצרת מגע טוב יותר בין החומר האורגני לבין האוויר והמיקרואורגניזמים המפרקים

הבוצה המשופעלת – שיטה יעילה המשמשת מתקנים מודרניים, ביניהם השפד”ן. הבוצה המשופעלת היא אוכלוסייה צפופה של מיקרואורגניזמים מפרקים הנשמרים במצב של פעילות מתמדת בתוך מכלי אוורור שאליהם מוזרמים מי שפכים. מכלי האוורור הם תעלות פתוחות. החמצן מסופק ע”י מערבלים ומאווררים.

משך הפירוק של חומר אורגני בשיטה זו הוא 21-81 שעות, ובתום התהליך מורחקים ממי הקולחין יותר מ- %09 מהחומר האורגני – ה-BOD הוא 5 מ”ג\ליטר.

לאחר מכן מועברים הקולחים השניוניים לאגני שיקוע לצורך הפרדתם מהמיקרואורגניזמים שהתרבו במהלך הטיפול. תהליך זה מתבצע בתנאים אנאירובים, ואחד מתוצרי הלוואי שלו הוא גז המתאן הניתן לאיסוף ולשימוש לשם ייצור חשמל לצורכי המכון.

מרבית הבוצה המתקבלת מוחזרת למתקנים ומאפשרת את המשך קיומו של תהליך הפירוק. עודפי בוצה מורחקים, בדר”כ, אל הים.

ד. טיפול שלישוני –

טיפול זה נקרא גם טיפול מתקדם או פיזיקוכימי. בטיפול זה מורחקים למעלה מ- %59 מהמזהמים שבמים, שעיקרם מלחים, חיידקים, שמנים, חומרים אורגניים סינתטים כגון חומרי צבע. במטרה להרחיק את החיידקים המצויים במים המטוהרים מוסיפים להם תרכובות כלור.

קיימות שיטות אחדות לביצוע הטיפול השלישוני:

השקעה – בתהליך כימי הקרוי הפתתה גורמים להתחברותם של חלקיקים קטנים וליצירת חלקיקים גדולים יותר – פתיתים, השוקעים של קרקעית אגן השיקוע. ע”י סינונם דרך מצע גרגרי כמו חול ניתן להרחיק את המרחפים ממי הקולחין.

ספיחה – מעבירים את השפכים דרך מצע של פחם פעיל שביכולתו לספוח חומרים רבים. בדרך זו מורחקים מן השפכים חומרים אורגניים סינתטיים ואחרים.

טיפול כימי – הרחקת קבוצות ייחודיות של מזהמים באמצעות תגובות כימיות עם חומרים אחרים הגורמים לשיקועם במים.

החדרה לקרקע – החדרת מי הקולחין לקרקע חולית. בתהליך הסינון האיטי מורחקים מוצקים, חיידקים ונגיפים. המים המגיעם למי התהום הם באיכות סבירה. שיטה זו ננקטת בשפד”ן, והמים המיוצרים נשאבים להשקייה.

בכל השיטות שתוארו מיוצרת בוצה, שאם נוציא ממנה חומרים מזיקים כגון מתכות כבדות, ניתן יהיה להשתמש בה כדשן.

5. ניצול מי נגר עירוניים

פיתוח עירוני מגדיל את כמות הנגר העילי כתוצאה מבניית בתים וחניונים ומסלילת כבישים ומדרכות הגורמים לכיסוי שטחים נרחבים באספלט ובבטון ובכך מונעים ממי גשמים לחלחל לקרקע ולהעשיר את מי התהום. התוצאה – זרימה מוגברת של מי גשמים באזורים עירוניים, עומס על מתקני טיהור מי השפכים אליהם מופנים מי הנגר עם הביוב, הצפות, וגריעת כמות זו מהאקוויפרים.

מי נגר עירוני יכולים לשמש מקור מים איכותי, הדורש טיפול מינימלי, על מנת להתאימו לצרכים. בעזרת תכנון נכון, אפשר לאגור מי נגר, ורווח נוסף יהיה בהקטנת העומס על הצנרת העירונית, שלעיתים אינה עומדת בנפחי המים הזורמים דרכה ונאלצת להזרים עודפי מי נגר מעורבבים עם מי שפכים לים.

המודעות לבנייה משמרת מים, במטרה להגדיל את כמות מי הגשמים המחלחלים לקרקע, הולכת ועולה. כדי להקטין את הפסדי המים אפשר להפעיל אמצעים בתכנון הבניין והחצר, בתכנון השכונה והעיר: הטיית מי מרזבים מהגגות לנקודת ניקוז שתוביל לאקוויפר, ובניית מגרשי חנייה, כבישים ומדרכות חדירים (פורוזיביים).

ממצאי המחקר מראים שניתן להפחית בין %06-%07 מהפסדי המים אם משאירים כ-%01 בלבד מהשטח חדיר ולא בנוי, ואליו מנקזים את השטח האטום.

6. ייעול השימוש במים בחקלאות

כ- %07 מצריכת המים העולמית מופנית לחקלאות, ועל מנת שתקטן, נחוצות שיטות השקייה משוכללות יותר, כמו שיטת ההשקייה בטפטוף, שפותחה בישראל ושימוש בחיישנים ומערכות בקרה ממוחשבות.

מאז שנות ה- 05 ישראל משתמשת בכל השיטות הללו והודות לכך, הצליחה לקצץ %48 מכמות המים להשקייה, תוך כדי הגדלת השטחים המושקים ב-%44. מבחינה זו, ישראל משמשת דוגמה עולמית לייעול השימוש במים בחקלאות.

7. ניצול מי דלוחין

מים אפורים או מי דלוחין ניתנים לניצול חוזר בהשקיית גינות בתנאי שייאספו ויסוננו כראוי. ביחד עם מאמצי חיסכון במים במגזר הביתי, ניתן להפחית באופן משמעותי את צריכת המים.

ד. גורמי זיהום מים –

המים בטבע אינם “טהורים”. הם מכילים חומרים מומסים, מרחפים וגזים. ריכוז החומרים והרכבם משפיע על איכות המים.

איכות המים נקבעת עפ”י ייעודם, והיא משתנה בהתאם לדרישות ולשימוש הנעשה בהם ע”י האדם. ברור אפוא שההגדרה מותנית בשימוש שעושה האדם במים.

מים מזוהמים – מים המכילים חומרים הגורמים לשינויים בהרכב המים ובתכונותיהם, והפוגעים באורגניזמים חיים או מונעים את השימוש במים למטרה מסוימת. מי שתייה העומדים בדרישות נקראים מים שפירים. ישנם גורמים רבים לזיהום מים, ביניהם טבעיים ומעשי ידי האדם:

זיהום אוויר – גשם חומצי המכיל תחמוצות גופרית וחנקן גורם להחמצת מאגרי מים

שאיבת יתר מאקוויפרים ומאגמים גורמת להמלחתם

שפכים ביתיים המכילים חומרים אורגניים, חיידקים, דטרגנטים

שפכים תעשייתיים המכילים תרכובות אורגניות, מלחי מתכות כבדות, חומצות, דטרגנטים ושפכי דלק

זליגה של דלק ממכלים תת-קרקעיים בתחנות דלק

חומרי-דישון והדברה מחלחלים למאגרי מים

מי נטל של ספינות המכיל דלק

תשטיפים ממטמנות ואתרי פסולת המחלחלים למי-תהום

שיטפונות הגורמות להצטברות סחף במקווי המים

כל חומר הגורם לזיהום מים נקרא מזהם מים. הזיהום עשוי להתבטא בשינוי בטעם המים, בצבע המים, או בהפיכתם למסוכנים לחי בהם או הצורך אותם.

עיקר מזהמי המים באים מהתעשייה. פיתוח טכנולוגיות המאפשרות שימוש במים במעגל סגור, מקטין את צריכת המים מחד ואת הפגיעה באיכותם מאידך:

* פיתוח פארקי תעשייה שבהם פסולת ומים ממפעל אחד משמשים חומר גלם למפעל שני וכך הלאה.

* שימוש בצמחי מים הקולטים מהמים חומרים כגון מתכות כבדות וכלורידים בריכוז גבוה.

* הפחתה במקור – שימוש בחומרי גלם שפחות מזהמים, מעבר בחקלאות מהדברה כימית לביולוגית.

את החומרים המזהמים נוהגים לסווג עפ”י גודלם משום שגודל החלקיקים קובע לעיתים את שיטות הטיהור. חלקיקים גדולים מושקעים, וע”י כך מופרדים מהמים. חלקיקים מרחפים עולים בגודלם על 1 מיקרון, ולכן הם צפים במים ומקנים למים מראה עכור. קל להפריד מהמים את החלקיקים המרחפים באמצעות מסננים. חלקיקים קולואידים הם חלקיקים הקטנים מ-1 מיקרון, ולכן הם מרחפים במים ומקנים למים מראה עכור. אך, בניגוד לחלקיקים המרחפים אותם ניתן לסנן, לא ניתן להפריד את החלקיקים הקולואידים בדרכים פיסיקליות פשוטות בגלל גודלם.

אך לא רק הגודל קובע את שיטות הטיהור אלא גם הרכב המזהמים. מזהמים אורגניים, שמקורם מיצורים חיים, מטופלים ע”י חיידקים מפרקים ההופכים אותם לחומרים אנאורגניים מסיסים ולא רעילים. אולם ריכוז גבוה של מזהמים אורגנים עלול לגרום לירידה דרמטית באיכות המים כמי שתייה: כתוצאה מתהליך הפירוק המבוצע ע”י חיידקים מתכלה החמצן במים. במקרה כזה ישתלטו על מקווה המים יצורים אנאירובים, המשחררים למים בנשימתם האנאירובית גזים בעלי ריח רע, כמו מימן גופריתי. במצב זה צבע המים הופך חום עכור, ומקווה המים גווע על כל הגורמים הביוטים שבו. תהליך זה, הנקרא איטרופיקציה, עלול להתרחש כתוצאה, למשל, מהזרמת שפכים ביתיים לנחל.

מזהמים כימיים ( מלחי חנקן, זרחן, עופרת) אינם מפורקים ברובם ע”י חיידקים, ולכן יש למצוא לכל סוג של מזהם חומר כימי אחר שיגיב עימו ויהפכו לחומר בלתי רעיל. מזהמים כימיים עלולים לגרום ערעור המערכת האקולוגית אם בגלל הרעלת היצורים החיים במערכת (עופרת) או בגלל התרבות אצות בלתי מרוסנת הגורמת לעלייה חדה בחומרי ההזנה האורגנים, ואיתם ירידה בריכוז החמצן (חנקות וזרחות). זיהום כימי עלול להתרחש כתוצאה, למשל, מהזרמת שפכים תעשייתיים לנחל.

אפשר לחלק את הגורמים לזיהום המים לשלוש קבוצות עיקריות: גורמים כימיים, גורמים פיזיקאליים וגורמים ביולוגיים.

1. גורמים כימיים –

א. חנקות וזרחות –

חנקות וזרחות הם מינרלים הנחוצים להתפתחות צמחים ואצות, ובאופן טבעי מקורן מפירוק של חומרים אורגניים ( חנקן נמצא בחלבונים וזרחן נמצא בדנ”א) ע”י חיידקים מפרקים הנמצאים בקרקע ובמים.

המקורות הנוספים לחנקות וזרחות הם בעיקר דשנים כימיים הניתנים בחקלאות במטרה לשפר את היבולים. עודפים מחומרי הדשן נשטפים וזורמים אל מקווי מים על-קרקעיים ותת-קרקעיים. מקור נוסף לחנקות וזרחות הם שפכים ביתיים, בוצה, ודטרגנטים.

עלייה בריכוז הזרחות והחנקות במים מעודדת גידול מואץ של אצות, תופעה המוכרת בשם פריחת אצות. בעקבות זאת, מופיעה על פני המים שכבה ירוקה של אצות. עם מותן מפורקות האצות ע”י חיידקים מפרקים בתנאים שהופכים במהרה לאנאירובים. פירוק אנאירובי זה משחרר גזים בעלי ריח רע. במקווי מים בהם הולכים ומצטברים חומרי דשן מתרחש תהליך של אאוטרופיקציה – הזדקנות מקווה המים ופגיעה בחי ובצומח תוך התגברות תופעת פריחת האצות. התופעה בולטת במיוחד באגמים שבהם אין זרימה או עירבול של מים.

בתהליך הפירוק של חנקות ע”י מיקרואורגניזמים במים נוצרת אמוניה ההופכת לניטריט, וזה הופך לניטרט. דגימות מים המראות נוכחות של ניטריטים מעידות על חדירה של שפכים למים.

בעוד שזרחות אינן גורמות נזק ישיר לבריאותו של האדם, ריכוז חנקות גבוה (מעל 001 מג”ל בעוד שהתקן של ארגון הבריאות העולמי עומד על 54 מ”ג לליטר) עלול לגרום למחלת הכחלת אצל תינוקות עד גיל חצי שנה. המחלה גורמת לקשיי נשימה בגלל היותם של החנקות מעכב תחרותי לחמצן על ההמוגלובין. במקרים קיצוניים יכולה המחלה לגרום למוות. ריכוזי חנקות גבוהים במי שתייה מגדילים את שיעור הפלות אצל נשים, ומעלים את השכיחות לסרטן במערכת העיכול.

רמה מרבית רצויה: 54 מג”ל (תקן בארה”ב ובאירופה), ורמה מרבית מותרת בישראל: 07 מג”ל.

בשנת 0002 הגיע ריכוז החנקות הממוצע באקוויפר החוף ל- 26 מ”ג לליטר וקצב עלייתו הממוצע הוא כ- 6.0 מ”ג בשנה.

ב. מליחות –

על פי ריכוזו של יון הכלוריד נקבעת מליחות המים.

מקורם של יוני הכלוריד הוא במלחים המומסים בקרקע ובסלעי משקע, מרסס מי-ים ומשפכים ביתיים ותעשייתיים. כאשר ריכוזם במים עולה על כ- 003 מג”ל, הם מעניקים למים טעם מלוח. נוכחותם במים בריכוזים גבוהים מעידה על חדירת מי-ים או מי-שפכים.

מלח המצטבר במים הורס את מבנה הקרקע, פוגע בצומח ובחי ע”י אוסמוזה של מים החוצה מגופם של אורגניזמים החיים במים – ע”י כך גורם למותם. תהליך זהה מתרחש גם בשורשי צמחים הגדלים בקרקע מלוחה.

נוהגים לחלק את המים לקבוצות שונות, על-פי ריכוז המלחים בהם:

מים שפירים – מכילים מלחים בריכוז הנמוך מ- 004 מג”ל והם טובים לכל שימוש.

מים מליחים – מכילים מלחים בריכוז שבין 004 – 0052 מג”ל וניתן להשתמש בהם לחקלאות ותעשייה

מים בעלי מליחות גבוהה – מים המכילים מלחים בריכוז העולה על 0005 מג”ל, ויכולים לשמש לגידול דגי-ים ולתעשייה מסויימת.

רמה מרבית רצויה של כלורידים היא: 052 מג”ל, ורמה מרבית מותרת היא: 006 מג”ל

ג. דרגת הגבה – Hp –

הגבת המים מבטאת את ריכוז יוני המימן במים.

מים המכילים ריכוזים גבוהים של חומר אורגני הם בעלי Hp חומצי (נמוך) עקב הפיכת ה- 2OC לחומצה פחמתית. כמו כן, בגוף מים מזדקן יורד ה-Hp עקב הצטברות חומרים אורגניים בו.

השינוי ב-Hp עלול להשפיע לרעה על האורגניזמים החיים במים. יש אורגניזמים הרגישים לשינויים ב-Hp, ואפילו שינוי בדרגה אחת יגרום למותם.

ד. חמצן –

מקורו של גז החמצן במים הוא מפעפוע של הגז מהאוויר ומתהליך הפוטוסינתזה שמבצעות האצות. מספר גורמים עשויים להשפיע על ריכוזו של החמצן במים : עליה בטמפרטורת המים, עומק המים, מידת עירבול המים, שעת היממה, וריכוז החומרים האורגנים במים.

ה. קשיות המים –

קשיות המים נקבעת על-פי סכום הריכוזים של יוני סידן ומגנזיום במים.

הסידן והמגנזיום מגיעים אל המים מהמסת סלעים גירניים. יונים אלו נחוצים לאדם וליצורים חיים אחרים בריכוזים נמוכים, אך הם גורמים לקשיות המים המביאה ליצירת משקעים בצינורות, בכלים ובמכשירים שבהם מרתיחים או מאחסנים מים, וליעילות נמוכה של סבון.

ו. חומרי הדברה –

חומרי הדברה כימיים משמשים להדברת מזיקים (חרקים, צמחי בר, פטריות) בחקלאות. חומרים אלו נשטפים אל מקווי מים עיליים ואל מי תהום, כשם שחומרי דשן נשטפים.

שימוש בחומרי הדברה פוגע במגוון רחב של אורגניזמים, בנוסף לאותם אורגניזמים מזיקים, שמלכתחילה כוונו אליהם. שימוש בחומרי הדברה פוגע פגיעה חמורה ברמות שונות של שרשרת המזון, מאחר וחומרים אלה אינם מתפרקים, אלא מצטברים בגוף החי בתהליך שנקרא: הגדלה ביולוגית. משום כך הוגבל בחוק השימוש ב-TDD במדינות מפותחות אחדות והוא מותר רק לצורכי הגנה על בריאות האדם.

ז. דטרגנטים –

דטרגנטים הם סבונים שונים וכוללים את אבקות הכביסה למיניהו. הדטרגנטים פוגעים בטעם המים ומפריעים לחילופי הגזים עם האוויר. הם גורמים ליצירת קצף במים, ומקורם בשפכי תעשייה ושפכים ביתיים. דטרגנטים מכילים זרחות וחנקות והם עלולים לגרום להתרבות אצות.

ח. יוני פלואוריד –

יון זה מצוי באופן טבעי במים, בדר”כ, בריכוזים נמוכים. הוא מגן על השיניים מפני עששת, ולכן נוהגים להוסיפו למים במקומות שריכוזו נמוך. בריכוזים גבוהים הוא עלול לגרום להתפוררות השיניים ולפגיעה בחוליות.

ט. מתכות כבדות חומרים רעילים ומסוכנים –

חומרים כגון נפט, שמנים אורגניים, פלסטיק ומתכות כבדות ( כגון: נחושת, עופרת, כרום, כספית, ניקל, קדמיום) הם חומרים יציבים שקצב פירוקם איטי מאוד, ולכן הם נשארים במים תקופות ארוכות. הם גורמים לתופעת ההגדלה הביולוגית, ולנזק לבריאותם ולשלמות תאיהם של אורגניזמים חיים. מרביתם מגיעים ממפעלי תעשייה. בניגוד לזיהומים מיקרוביאליים הניתנים לפתרון מידי (הרתחה או הכלרה), אין פתרון זמין לטיפול בחדירת מתכות כבדות למי תהום והם עלולים להצטבר בהם עד לריכוזים מסוכנים.

2. גורמים פיזיקליים
א. חומרים מרחפים הגורמים לעכירות-

חומרים מרחפים וקולואידים מהווים מרכיב מזהם המצוי בכמות הגבוהה ביותר במים. הם כוללים חלקיקי קרקע( חרסית), מיקרואורגניזמים, אצות ושפכים אורגנים הגורמים לעכירות המים ומונעים את גידולם של היצורים הפוטוסינתטיים במים, ופגיעה באיכות האסתטית של המים.

מודדים את עכירות המים ע”י לוחית סקי אותה משקיעים במים עד שלא ניתן להבחין בה יותר. מודדים את עומק המים שבו הלוחית נעלמת מהעין.

הרמה המרבית הרצויה: 1 UTN, והרמה המרבית המותרת: 5 UTN.
ב. טמפרטורת המים –

עלייה בטמפרטורת המים עקב חדירה של מים חמים ממקורות שונים, כגון מתקני קירור, מקטינה את מסיסות החמצן במים ומעודדת התפתחות מיקרואורגניזמים אנאירובים במים.

כמו כן, טמפרטורה גבוהה מאיצה את קצב חילוף החומרים של היצורים החיים במים וגורמת לעליה בגודל היצורים ובקצב ההתרבות שלהם. תופעה זו אף היא גורמת לירידה בריכוז החמצן במים.

ג. צבע –

הופעת צבע במים עלולה להעיד על נוכחות של חומרים שונים כגון: יוני ברזל ומנגן הנפלטים מאצות או מתרכובות אורגניות ואנאורגניות שמקורן בשפכים תעשייתיים.

נוכחות צבע במים גורמת לפגיעה בתכונות האסתטיות של המים.

המדדים הפיסיקלים עשויים לעזור באיתור הפרעות אסתטיות, וזיהומים מיקרוביאלים וכימים.

3. גורמים רדיואקטיבים –

קרינה רדיואקטיבית שמקורה טבעי יכולה להתגלות למשל במי-תהום הנשאבים מסלעים המכילים יסודות הפולטים קרינה. כמו כן, סוגים שונים של פסולת רעילה יכולים להכיל חומרים שנפלטת מהם קרינה רדיואקטיבית.

קרינה רדיואקטיבית מעל סף מסוים עלולה לגרום ביצורים חיים לשינויים ב-AND ולפגמים גנטיים. סכנה נוספת היא מחלת הסרטן. החשיפה לקרינה יכולה להיגרם ממגע עם המים, משתייה שלהם, או ע”י אכילת מזון שהושקה במים אלו.

4. גורמים ביולוגיים

א. פתוגנים –

אורגניזמים במים (אצות ומיקרואורגניזמים) משפיעים על איכות המים, בעיקר על ריכוז החמצן המומס במים, אך הם גם גורמים למחלות קשות.

מים טבעיים מכילים תמיד כמות מסוימת של חיידקים שאינם גורמים לנזקים בריאותיים. זיהומים מיקרוביאליים עלולים להיגרם כתוצאה מהפרשות בע”ח ובני אדם, המכילות חיידקים, וירוסים וטפילים פתוגנים (גורמי מחלות) נוספים כגון: תולעים, חלזונות, פטריות ופרוטוזואה . שתייה ומגע עם מים מזוהמים יכולים לגרום לתחלואה במגוון של מחלות מסוכנות כגון: צהבת, כולרה, טיפוס, דיזנטריה, ועוד. על פי נתוני ארגון הבריאות העולמי, מיליוני אנשים מתים ממחלות אלה כל שנה, כשליש מהם הם תינוקות. השיטות לבדוק ולזהות את כל אחד מהפתוגנים הן מורכבות, איטיות ויקרות. לכן בודקים את נוכחותם במים בדרך עקיפה ופשוטה יותר, ע”י ספירת חיידקי E.coli שקל לזהותם. חיידקים אלו נקראים גם קוליפורמים. הם הנמצאים במעיים כל הזמן מבלי לגרום לנזק – והם משמשים כסמנים לחדירת שפכים למים . נוכחותם במים עשויה להעיד כי המים באו במגע עם הפרשות, ושעלולים להימצא גורמים פתוגנים נוספים במים. ככל שריכוז חיידקי ה- E.coli הוא גבוה יותר, כך הסיכוי למצוא חיידקים פתוגנים במים עולה.

התקן קובע כי המצאות של יותר מ- 3 חיידקי קוליפורמים ב- 001 מ”ל מים פוסלת אותם לשתייה. כאשר יש 3 קוליפורמים ומעלה, המעבדה חייבת לבצע בדיקה לנוכחות קוליפורם צואתי.

דרגת ה-Hp של המים גם היא עשויה להעיד על מצב המים. ככל שריכוז הפחמן הדו-חמצני במים עולה הוא מתרכב על המים ויוצר חומצה פחמתית הגורמת לירידת ה- Hp. פחמן דו-חמצני הוא גז המשתחרר בתהליכי הנשימה התאית. ככל שריכוז הפחמן הדו-חמצני גבוה יותר כך נמוך יותר ריכוז החמצן – דבר המעיד על פעילות מוגברת של חיידקים המפרקים עודפי חומר אורגני המים.

במטרה לשמור על איכות מקורות המים ולמנוע נזקים בלתי הפיכים, הוכנו תקנים לאיכות מים הקובעים את הריכוזים המרביים המותרים מכל חומר, במים המשמשים לצרכים שונים.

ב. חומרים אורגניים –

תרכובות אורגניות מקורן בשאריות צמחים, אצות ובע”ח או בהפרשותיהם. עלייה בריכוז החומרים האורגניים במים תגרום להתרבות חיידקים אירובים צורכי חמצן. כתוצאה מכך יקטן ריכוז החמצן במים ויתפתחו חיידקים אנאירובים המשחררים, בעת נשימתם, חומרים הפוגעים באיכות המים: מימן גופריתי, אמוניה ומתאן.

מדידת ריכוז חומרים אורגניים במים –

1. צריכת חמצן ביוכימית (צח”ב) – DOB –

בדיקה זו מודדת את כמות החמצן הנצרכת ע”י מיקרואורגניזמים שונים החיים במים, במהלך פירוקו של החומר האורגני המצוי במים, בטמפרטורה של 02 מעלות צלסיוס. כמות החמצן הנצרך מבטאת בעקיפין את כמות החומר האורגני במים.

לשם הבדיקה לוקחים דגימת מים ובודקים בה את ריכוז החמצן המומס. שומרים דגימה זו בבקבוק אטום במשך חמישה ימים בטמפרטורה קבועה של 02 מעלות צלציוס. בתום חמישה ימים קובעים שנית את ריכוז החמצן המומס בדגימה. ההפרש שבין שתי המדידות בריכוזו של החמצן המומס בדגימה, כשהוא מבוטא במ”ג חמצן לליטר דגימה, בחמישה ימים, מבטא את הצח”ב. ככל שהצח”ב גבוה יותר, כך כמות החומר האורגני במי הדגימה רב יותר.

צח”ב הגדול מ- 004 מ”ג לליטר מאפיין מי-שפכים.

חסרונה של בדיקת הצח”ב הוא בזה שהיא מודדת רק פירוק של חומר אורגני המתפרק מהר יחסית. חומרים אורגניים המתפרקים לאט ( שמן ונפט) וחומרים אורגניים סינטטים, לא ישפיעו על מדידה זו, על אף השפעתם השלילית על איכות המים.

במקרים שבהם כמות החומר האורגני במים גבוהה מאוד, מנוצל כל החמצן במים הנבדקים בטרם התפרק כל החומר האורגני. לכן, כאשר דוגמים מים מזוהמים מאוד יש למהול אותם לפני הבדיקה.

2. צריכת חמצן כימית (צח”כ) – DOC –

תהליך שמבצעים בו חימצון כימי של כל סוגי החומרים האורגניים המצויים במים. בדיקה זו היא עדיפה על פני בדיקת הצח”ב משום שהיא מאפשרת לקבוע את כל כמות החומר האורגני המצוי במים.

ה. תקני איכות מים

הפגיעה באיכות המים עקב פעולות האדם, יצרה צורך לערוך בדיקות סדירות של איכות מקורות המים ולהגדיר ריכוזים מותרים של המרכיבים, בהתאם למטרות השימוש במים. תקנים לריכוזי חומרים אנאורגניים במים היו קיימים מזה שנים רבות. בשנים האחרונות נוספו תקנים הנוגעים לריכוזי חומרים אורגנים, למשל: חומרי הדברה.

התקן נועד להבטיח ששתיית מים לאורך שנים לא תגרום נזק מצטבר. הוא קובע את הסף העליון המותר לריכוז כל מרכיב במים עפ”י הריכוז המרבי של כל מרכיב שאין בו כדי לגרום נזק רפואי לאדם. יש חומרים שנכללו בתקנים למרות שאינם גורמים נזק ישיר לאדם, כמו ברזל ומנגן. המטרה למנוע פגיעה במתקנים המשמשים את האדם.

התקן נקבע על פי שתי רמות: רמה מרבית רצויה ורמה מרבית מותרת. הקביעה לגבי שתי הרמות נעשתה מכיוון שחלק גדול ממקורות מי השתייה בארץ אינו עונה על תקן הרמה הרצויה ודרושות השקעות גבוהות על מנת להגיע לרמה זו. יחד עם זה כדאי לציין כי לריכוזי המזהמים שנקבעו בשתי הרמות אין השלכות רעליות.

בנוסף, הקביעה, לעיתים, נעשית על פי שימושי המים, כמו למשל הקביעה לגבי מליחות (כלורידים) רצויה נקבעה ל- 052 מג”ל כדי שהמים יתאימו להשקיית עצי הדר, אך בני אדם יכולים לשתות מים בריכוז כלורידים גבוה יותר מבלי שיינזקו.

כל מדינה קובעת תקנים משלה בהתאם לשיקולים שהיא מפעילה לגבי מידת הנזק האפשרית שכל חומר יכול לגרום לו. נוהגים לעדכן את התקנים מפעם לפעם ככל שמצטבר ידע נוסף על השפעת מרכיבי המים השונים על בריאות האדם ולחילופין, ככל שמופיעים מכשירים משוכללים יותר המאפשרים גילוי חומרים חדשים או ריכוזים מדויקים יותר. כמו כן, מוסיפים לתקנים חומרים, בעיקר אורגניים, כאשר מתברר כי חדרו למים והם מהווים סיכון בריאותי.

התקנים מחולקים ל: מדדים פיסיקלים, כימיים, ביולוגיים ורדיואקטיביים.

הפיקוח בנושא מי השתייה נתון בידי משרד הבריאות. תקני איכות מי השתייה מעוגנים בתקנות בריאות העם – איכותם התברואתית של מי השתייה (נוסח משולב – 0002). לקבוצות שונות של חומרים נקבעו בחוק תדירויות בדיקה שונות. למשל, בדיקות מיקרוביאליות יש לבצע בתדירות גבוהה יותר מאשר בדיקות לנוכחות מתכות כבדות.

ביצוע הבדיקות הוא באחריותם של ספקי המים ( חברת מקורות, הרשויות המקומיות), שמוטלת עליהם האחריות לספק רק מים העומדים בדרישות התקן.

טיפולים הנהוגים כיום במים שפירים לשתייה

הטיפול במים שפירים המיועדים לשתייה תלוי באיכות הראשונית של המים. מי תהום שונים ממי הכינרת ואלו שונים ממי נחל בעל סחף רב. טיפולי המים השונים מורכבים מתהליך של שיקוע, סינון, חיטוי (בעזרת אמצעים פיסיקליים: העלאת טמפרטורה וקרינה או אמצעים כימיים: אוזון, כלור וברום) וטיפולי ליטוש.

1. שיקוע

קיימים שני סוגי של תהליכי שיקוע:

שיקוע פיזיקלי – ככל שהחלקיק גדול יותר וצפיפותו גדולה יותר, מהירות השיקוע תהיה גדולה יותר.
שיקוע כימי – הפתתה- חלקיקים קולואידים, קטנים מאוד, אינם שוקעים בפרק זמן סביר, ולכן, כדי להשקיעם, מוסיפים חומר כימי הגורם להתלכדותם ולשקיעתם. חומרים כימיים בשימוש לשם הפתתה הם: סיד, מלחי ברזל, אלומיניום סולפט ועוד.

2. סינון

תהליך הסינון נועד ללכוד חומרים מרחפים בריכוזים נמוכים (01-001 מ”ג\ל). תהליך הסינון הוא בעייתי משום שבריכוזים גבוהים של חומרים מרחפים עלולים המסננים להיסתם. לכן, תהליך הסינון מבוצע רק אחרי תהליך השיקוע. במקרים רבים משתמשים במסנני חול דרכם מעבירים את המים.

3. חיטוי

תהליך החיטוי יבוצע בשלב האחרון של הטיפול במים.

מטרת החיטוי: * הרחקת פתוגנים

* שיפור איכות המים (טעם וריח)

חומרי החיטוי צריכים לפעול ביעילות כנגד הפתוגנים ללא שיגרמו לסכנת הרעלה לצרכנים. חומר החיטוי חייב להיות ללא טעם לוואי או ריח ובעלות נמוכה.

אמצעי החיטוי המקובלים:

א. העלאת טמפרטורה מעבר לגבול מסויים.

ב. קרינה אולטרה סגולה- UV – (מקובל בחברות למים מינרלים)

ג. חיטוי ע”י אוזון (O3) – אוזון מחטא היטב, אך הוא מתפרק מהר במים ולכן משתמשים בו בשילוב עם כלור. חסרונה של שיטה זו הוא עלותה הגבוהה.

ד. כלור – כאשר כלור מוסף למים הוא מתרכב עימם ויוצר חומצה היפוכלורית (HOCl) המהווה את הגורם המחטא במים. הכלור הנותר שלא התרכב עם המים הוא הגורם הפעיל בהשמדת חיידקים. לכלור מספר חסרונות שביניהם טעם וריח לוואי ויצירת תוצרי לוואי מסרטנים:

הכלור קוטל את החיידקים והנגיפים בצורה יעילה, אולם כאשר המים מכילים ריכוזים גבוהים של חומרים אורגנים, מתרכבים אלה עם הכלור, ונוצרים חומרים מזיקים הנקראים טריהלומתאנים. חלקם של הטריהלומתאנים רעילים ומסרטנים. ב- 9991 נקבע לחומרים אלה תקן מרבי במי השתייה של 001 מיקרוגרם לליטר.

ניתן למנוע את היווצרות הטריהלומתאנים על ידי שימוש בכלור במינונים נמוכים.

דרך נוספת להפחתת תוצרי הלוואי של הכלור היא סינון החומר האורגני מהמים לפני הוספת הכלור. דבר זה מתבצע בעיקר בשימוש במי הכינרת המכילים חומר אורגני רב לעומת מי תהום.

כיום נוהגים לעבור לחיטוי ע”י כלור דיאוקסיד (2ClO) שאיננו יוצר תרכובות מסרטנות והוא חסר ריח וטעם לוואי.

שיטות לשיפור איכות מי המוביל הארצי שמקורם באגם הכינרת

מי המוביל ידועים כעכורים בגלל חומרי סחף והתפתחות אצות זעירות וחד-תאים בחודשי האביב והסתיו.

תהליכי הניקוי עד לדרגה של צלילות מתבצעים בשיטות של:

טיפול פיזיקוכימי – למים באתר אשכול מוסיפים אלום סולפט הגורם להפתתה ושקיעת חומרים מרחפים.
טיפול ביולוגי – הלוחמה הביולוגית נועדה לטפל במטרדים כמו אצות, חלזונות ובע”ח זעירים במים. יצורים אלה מתרבים בתוך המאגרים, מעכירים ומזהמים את המים, ומוסיפים להם טעם לוואי לא רצוי. ללוחמה הביולוגית מגוייסים דגי הכסיף והקרפיון גדל-הראש. דגים אלה ניזונים מהאצות ומבע”ח הזעירים. הפרשות הדגים ששוקעים לקרקעית המאגר נאכלים ע”י דגי האמנון והבורי. דגים נוספים: לבראק – טורף ומדלל דגיגים במאגר, הקרפיון השחור – אוכל חלזונות, והקרפיון המצוי שניזון מזחלי החרקים החיים בקרקעית.
טיפול כימי – הכלרה
סינון ע”י מסנני חול ענקיים
ספיחה ע”י מסנני פחם האחראים על שיפור הטעם

ו. מצב הנחלים בישראל

נהרות רבים בעולם זוהמו ע”י שפכים של מפעלים ויישובים המצויים בקירבתם.

בישראל 21 נחלים ראשיים הזורמים לים התיכון ו-51 נחלים ראשיים הזורמים לירדן ולכינרת. בעבר, זרמו בנחלים אלה כמויות גדולות של מים שפירים, והתקיימו בהם מערכות אקולוגיות עשירות ומגוונות. כיום, חוצים נחלים אלה בחלקם אזורים צפופי אוכלוסין, שיש בהם פעילות אנושית נרחבת מאד, המהווה מקור לזיהום הנחל. שאיבת המים שהזינו את הנחלים גורמת להגברת הזיהום. זאת מכיוון שהקטנת כמות המים הזורמת בערוץ מגדילה את ריכוז המזהמים. הירידה בכמות המים ובקצב הזרימה מקטינה את תחלופת המים, דבר המאפשר לפסולת לשקוע בקרקעית הנחל ולאורך גדותיו. כתוצאה מכך, נחלים רבים הפכו לתעלות ביוב ולמקווי מים מעופשים. תהליכים אלו גרמו לפגיעה במערכות האקולוגיות הטבעיות של הנחלים, ולעיתים אף להשמדה מוחלטת של אוכלוסיית בעלי החיים והצמחים בהם. הנחל המזוהם הוא מטרד נופי וסביבתי שיכול להפיץ ריחות רעים, יתושים ומחלות. מי הנחלים מזוהמים ומהווים גם סיכון ממשי לזיהום מי התהום.

הזרמת שפכים ומזהמים לערוצי נחלים אינה גורמת להם נזק מתמשך הודות לקיומו של תהליך הקרוי :טיהור טבעי. בעבר, כאשר כמויות הביוב המושלכות לנחלים היו קטנות, הצליחו הנחלים להתמודד עם הזיהום בעזרת תהליכי טיהור טבעיים שהשיבו את הנחלים לשיווי המשקל האקולוגי. בתהליך הטיהור הטבעי פועלים מיקרואורגניזמים מפרקים המצויים במים. אלו מפרקים את החומר האורגני שבפסולת, ומחזירים את הנחל לקדמותו. אבל תהליך הטיהור הטבעי הוא איטי והדרגתי ויעילותו תלויה בכמות המים הזורמים בנחל, במהירות זרימתם (עירבולם), בכמות השפכים המוזרמים, ובמספר מוקדי הזיהום לאורך הנחל. לכן כיום לא יכול לשמש תהליך הטיהור הטבעי דרך לטיהור הנחלים המזוהמים, ואלו קרסו.

בנחל שבו חל תהליך הטיהור הטבעי מבחינים ב-4 איזורים:

אזור הפגיעה – בו מתערבבים מי הנחל בשפכים וגורמים להתרבות מהירה של חיידקים מפרקים

אזור הפירוק – בו פוחתת כמות החומרים האורגנים כתוצאה מפירוק של החיידקים, ויורד ריכוז החמצן באופן משמעותי. באזור זה ה- Hp נמוך ונוצרים תנאים אנאירוביים המביאים להתרבותם של חיידקים אנאירוביים היוצרים בנשימתם האנאירובית גזים בעלי ריח רע (מתאן, אמוניה ומימן גופריתי).

אזור ההתאוששות – אזור בו ריכוז החמצן בעלייה, וכמות החומר האורגני בירידה דבר המאפשר את התפתחותם של מיקרואורגניזמים הניזונים מן המפרקים.

אזור המים הנקיים – אזור משוקם בו מתקיימת שוב מערכת אקולוגית מאוזנת.

נחלים עשויים לזרום קילומטרים רבים בטרם ישובו לשיווי משקל. אם במהלך מסלול הטיהור מוזרמים שפכים נוספים לנחל נעצר התהליך, ועליו להתחיל מהתחלה. נחל שורק באזור ירושלים סופג שפכים ממערכת הביוב של העיר. במהלך זרימתו במורדות הרי ירושלים, לאורך 44 ק”מ, הוא עובר טיהור מלא, בעיקר תודות לשיפולי הנחל הגורמים לערבול המים והעשרתם בחמצן.

אולם אין עלינו לסמוך על תהליך הטיהור הטבעי מכמה סיבות:

זרימת מים מזוהמים בנחל מהווה מפגע בריאותי (אסון המכבייה)

מקור להתרבות חיידקים

סכנה לזיהום מי-תהום

מפגע אסטתי של הנוף ותרבות הנופש

ז. זיהום הים התיכון

כ- %07 משטחו של כדור הארץ מכוסים האוקיינוסים, והם מכילים למעלה מ- %79 מהמים המצויים בעולם.

שני-שלישים מאוכלוסיית העולם מתגוררת לאורך חופי ימים. לאוקיינוסים יש תפקיד מרכזי בקביעת אקלים כדו”א ושמירה על מאזן הגזים באטמוספירה. אחת הסכנות הצפויות כתוצאה מאפקט החממה היא המסת קרחונים שתגרום לעליית מפלס הימים ולהצפה של אזורים מיושבים. כבר היום אנו עדים לתופעה אקלימים קשה הקרויה “אל-ניניו” שכתוצאה ממנה ישנם שטפונות קשים באזור האוקיינוס השקט. דלדול שכבת האוזון, גם היא, גורמת לעלייה בכמות הקרינה המגיעה לפני כדו”א ולפגיעה בפיטופלנקטון שהוא היצרן העיקרי על פני כדו”א ומשמש מזון חשוב לדגים.

למרות חשיבותו של הים אנו נוהגים בו כבמטמנה נוחה וזולה, בהנחה שכושר הקיבול שלו אינסופי. אוקיינוסים רבים נחשבו בעבר כ”פח האשפה” העולמי אליו ניתן לסלק כל חומר והוא יעלם ולא יראה עוד. כיום יודעים כי ההשפעות המצטברות של זיהום הסביבה הימית כתוצאה מהשלכת פסולת לים ( פסולת מוצקה מהיבשה, ביוב גולמי ביתי ותעשייתי ובוצה, ושמנים ודלקים מאוניות- בפריקה, בטעינה ובתאונות) גרמו לעומס על הסביבה הימית, לפגיעה קשה באוכלוסיית החיים בים, ולהכחדה של אלפי מינים. כמו כן, שאריות פסולת שהושלכו לים בעבר חוזרות ונשטפות ליבשה מדי שנה וגורמות לזיהום החופים בפסולת ובזפת מטרידה.

מחצית מתפוקת הדלק הגולמי בעולם מובלת במכליות נפט דרך הים. במהלך העשור האחרון נשפכו לים מדי שנה כ- 4.3 מליון טון דלק. הבעיה העיקרית מזיהום הים בנפט היא שכמות גדולה מאוד מתפזרת בשטח קטן יחסית. הנפט מכסה את המים בשכבה המונעת חדירת אור ומפריעה לתהליך הפוטוסימתזה. גם אם יצורים כמו פיטופלנקטון, סרטנים, דגים ויונקים אינם מורעלים למוות, הם נפגעים מבחינה פיזיולוגית המתבטאת בהפרעה בגדילה וברבייה, ומגיעים להגדלה ביולוגית בשרשרת המזון הימית. הנפט המגיע לחופים מהווה מטרד – זפת – לתיירות ולייצורי החוף. הנזקים לגורמים הביוטים והאביוטים הם ארוכי טווח וההתאוששות אורכת עשרות שנים.

אפילו ארה”ב, שנחשבת מהמתקדמות בשמירה על איכות הסביבה, %53 מכלל השפכים העירוניים מגיעים בלתי מטופלים אל הים. רוב המעגנים והמפרצים בחופי ארה”ב מזוהמים בשפכים ביתיים, תעשייתיים ובנפט.

אורך רצועת החוף בישראל היא 091 ק”מ. מתוכם רק 35 ק”מ הם חוף טבעי פתוח. עפ”י תוכנית המתאר הארצית, תמ”א 31, אסור לבנות 001 מטר מחוף הים אלא למטרות תיירות, וזאת כדי להשאיר את קו החוף פתוח ונגיש. אך בפועל, מוצאים יזמים דרכים להתחכם על פקודה זו (המרינה בהרצליה), וממשיכים לחסום את קו הים במגדלים. אחת מהדרכים להערים על החוק היא ע”י הקמת מרינות. במסגרת תמ”א 31 הוקמו 41 מרינות, בהנחה שהספורט הימי יהפוך פופולרי וימשוך קהל רב. בפועל, נותרו מקומות עגינה רבים פנויים, ולמרות שאין צורך בהקמת מרינות נוספות, נמשכים לחצי היזמים להקמת מרינות חדשות לצורך בנייה בקו החוף ולא לצורך הוספת מקומות עגינה.

כתוצאה מבנייה של מבנים ימיים בצמוד לחוף: נמלים, שוברי גלים ודורבנות נמנעת הגישה של חול לחוף. כך, מצד אחד עולה כריית החול למטרות בנייה, ומצד שני קטנה כמות החול המוסעת לחופים מאזור הדלתא של הנילוס.

ישראל מחויבת למניעת זיהום ים עפ”י אמנות בין-לאומיות עליהן היא חתומה, ועפ”י חקיקה לאומית: פקודת מניעת זיהום הים בשמן (0891), החוק למניעת זיהום ים ע”י הטלת פסולת (3891), והחוק למניעת זיהום הים ממקורות יבשתיים (8891).

במשרד לאיכות הסביבה קיים אגף המפקח על הים התיכון ואחראי לטיפול בנזקים.

ח. פתרונות למניעת הפגיעה במשאב המים

זיהום המים בגופי מים עיליים גורם לפגיעה נופית, פוגע במערכות אקולוגיות ובמגוון הביולוגי הקיים בהם. המים המזוהמים מחלחלים למי התהום ושימוש בהם יכול לגרום למחלות. כמו כן, מים מזוהמים המורחקים ללא שימוש בהם גורמים לבזבוז של משאב יקר. הטיפול במי השפכים העירוניים, התעשייתיים והחקלאיים עונה על שתי מטרות:

א. שימור משאב המים ושימוש חוזר בו.

ב. שימור המערכת האקולוגית

הדרך היעילה להילחם בזיהום אקוויפרים היא ע”י מניעת זיהומם, זאת באמצעות ניהול זהיר של השטחים מעל אזור האקוויפר.

בחקלאות יש להפחית את השימוש בחומרי הדברה ודישון ע”י פיזור זהיר.

בתעשייה פותחה טכנולוגיה המאפשרת שימוש במים במעגל סגור.

ט. מערכות אקולוגיות המתקיימות המים

כלל היצורים החיים הקיימים בבתי הגידול המימיים נחלקים לשלוש קבוצות עיקריות:

פלנקטון, נקטון ובנתוס.

1. פלנקטון הוא שם כללי לאורגניזמים מיקרוסקופיים הצפים במים, והם כוללים את הפיטופלנקטון – אצות וחיידקים פוטוסינתטיים, וזיאופלנקטון הכוללים יצורים צמחונים וטורפים.

2. נקטון כוללים את בע”ח הגדולים השוחים בחופשיות במים, וביניהם דגים, תמנונים, דיונונים ועוד. קבוצת יצורים זו היא ברובה טורפים, ובחלקה צמחונים.

3. בנתוס הם היצורים המתקיימים על קרקעית המים ואינם שוחים באופן חופשי במים.
הם כוללים צמחים ובע”ח מיקרוסקופיים וגם כאלה שהם גדולים יותר ונראים בעין רגילה.

מחלקים את הבנתוס לשני אזורים עיקריים בהתאם לגובה עמוד המים הנמצא מעליהם: הבנתוס של אזור הליטורל – האיזור הרדוד עד לעומק 5 מטר, והבנתוס העמוק.

אצות הצמודות לאבנים שבקרקעית מקווה המים משמשות מקור מזון חשוב ליצורי הבנתוס: רכיכות, סרטנים, תולעים. חלק מבע”ח של הבנתוס מתחפרים בטין המצוי בקרקעית או נצמדים לאבנים.

האורגניזמים המתקיימים בבית הגידול תלויים זה בזה מבחינת הספקת האנרגיה וחומרי המזון, ויוצרים שרשרת מזון המבטאת את קשרי ההזנה ביניהם.

י. ניהול משק המים בישראל וארגונו –

משק המים בישראל כולל את מערכת הפקת מים שפירים ואספקתם לתושבים ואת הסילוק והטיפול בשפכים. החוק המרכזי המסדיר את ניהול משק המים בישראל הוא חוק המים שנחקק ב -9591 הקובע כי מקורות המים שבמדינה ( כולל מי ביוב מזוהמים בדרכם למכון הטיהור) הם קניין הציבור, נתונים לשליטתה של המדינה ומיועדים לצורכי תושביה ולפיתוח הארץ.

המשרד לתשתיות לאומיות, שבמסגרתו פועלת נציבות המים, אחראי על ניהול משק המים במדינה, במסגרת נאמנות המדינה לפיתוח מקורות המים לצורכי תושביה.

השלב הראשון בניהול המים הוא שלב הפקת המים ממקורותיהם והובלתם לצרכנים. הפקה, אגירה, הובלה ואספקת מים לצרכנים מתבצעת ע”י גופים המכונים “מפעלי מים”. חלקם פועלים בקנה מידה ארצי, המוביל הארצי של מקורות, וחלקם אזוריים, כגון רשות מקומית המספקת מים לתושביה מבארות או מעיינות המצויים בתחומה.

שר החקלאות מחזיק בסמכויות מקבילות לשר התשתיות הלאומיות בכל הקשור להקצאת מים לחקלאות, לרבות הסמכות לחלק מכסות שהקציב שר התשתיות לחקלאות.

בשלב הפקת המים המיועדים לשתייה מעורב גם משרד הבריאות.

החובה החוקית לספק מי שתייה לתושבי המדינה ולטפל במי השפכים מוטלת על הרשות המקומית (עירייה או מועצה). תוכנית להקמת מתקן לטיהור שפכים שממנו יסולקו קולחין אל מחוץ לתחום הרשות, טעונה אישור של השר לתשתיות לאומיות.

בנקודה זו חוזר הכדור למשרד הבריאות ואיכות הסביבה. משרד הבריאות קובע את התקן לרמת הטיהור הנדרשת לטיפול במי-שפכים על מנת להופכם למי קולחין לשימוש בחקלאות ובתעשייה.

המשרד לאיכות הסביבה רשאי לאכוף את חוק טיפול במי שפכים ולנקוט בהליכים משפטיים נגד כל גורם לזיהום מקור מים. כאן נכנס לתמונה משרד המשפטים הדן בסוגיות של עבירה על החוק.

ואחרון, ולא חביב, ברשימה הוא משרב האוצר שלו השפעה מכרעת על מצב משק המים בישראל באישור ותקצוב פרויקטים.

עם כזו בירוקרטיה, אין פלא שקשה לקדם פרויקטים.

משק המים בישראל כולל את המערכת הפיזית והארגונית העוסקת בהפקת מים ובאספקתם לצרכנים. בתחילת המאה ה-12 ניצב משק המים בתקופת מעבר מבחינת מטרותיו העקרוניות ואופן הפעלתו. כזכור, בעבר המטרה העיקרית היתה אספקת מים לחקלאות, לצורך כיבוש השממה והפרחתה. מטרה זו הכתיבה מחירי מים נמוכים לחקלאות, שעודדו שימוש רב במים שפירים והיוו תמריץ לבזבוז משאב חיוני זה.

המדיניות עודדה את החקלאים לגדל גידולים, שבחלקם היו זללני מים ושבמקרים רבים לא היו כדאיים מבחינה כלכלית.

אף כיום, יש התומכים בהמשך סבסוד החקלאות, כפי שמקובל במדינות רבות באירופה ובארה”ב. זאת כדי להבטיח חוסר תלות במקורות אספקה של תוצרת חקלאית מחוץ למדינה וכדי למנוע איבוד הידע המקצועי הרב שנצבר בישראל במשך עשרות שנים של חקלאות משגשגת.

עד שנות השבעים, האספקה העירונית לא סבלה ממחסור במים, שכן האוכלוסייה הייתה קטנה, יחסית, וצריכת המים שלה הייתה מצומצמת. בשנים האחרונות מורגש שינוי במצב הזה, דבר שהביא לשינוי ביעדי אספקת המים. היעד העיקרי כיום הוא לספק מים שפירים באיכות טובה לאוכלוסיית ישראל, בעוד שהאספקה לחקלאות הפכה ליעד משני.

לשם כך יש לפעול בשני מישורים עיקריים:

א. ניוד המים השפירים מהחקלאות לצריכה העירונית – ב- 1997 המליצה וועדה ציבורית לעלות באופן הדרגתי את מחירי המים ולפצות את החקלאים על הנזק או הקטנת ההכנסה. המסר שהיה אמור להתקבל מהחלטה זו הוא עידוד לייעול הצריכה בחקלאות, חיסכון ומעבר לגידולים שצריכת המים שלהם נמוכה יותר12